CN220499973U - 光固化打印设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种光固化打印设备。其中,光固化打印设备包括相对设置的光源装置和料槽,光源装置投射的光线投射至料槽以固化料槽中的打印材料,光源装置包括:发光体组件,包括一个或多个发光体;通孔组件,包括一个或多个通孔结构,通孔结构的入光口与发光体相对设置,通孔结构的内壁能够反射发光体组件发出的至少部分光线;透镜组件,包括一个或多个透镜,透镜与通孔结构的出光口相对设置。由此,能够使光源装置发出的光照具有较高的准直度和较好的均匀性,进而能够提高模型的打印精度和打印效果,同时,能够减小光能损失,提高发光体组件的光能利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及打印设备技术领域,尤其是涉及到一种光固化打印设备。
背景技术
光固化打印设备,采用光固化打印技术,光固化以光敏树脂为原料,用特定波长与强度的光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的固化,然后在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面,依次层层叠加构成一个三维实体。
现有的光固化打印设备,如公开号为CN216899555U的现有技术,其背景技术公开了三维打印机的紫外线固化光源一般都采用串并混合与恒流驱动的矩阵光源,由于矩阵光源中各个半导体灯珠,在制造过程中,所掺杂的量无法完全一致,因此不同的半导体灯珠的电气特性均存在一定差异,不同的半导体灯珠的发散角度也有差异,从而易导致矩阵光源所呈现的光源均匀性较差,而光源的均匀度影响打印模型精度。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型提供了一种光固化打印设备,能够使光源装置发出的光照具有较高的准直度和较好的均匀性,进而能够提高模型的打印精度和打印效果,同时,能够减小光能损失,提高发光体的光能利用率。
本实用新型的第一方面,提供了一种光固化打印设备,包括相对设置的光源装置和料槽,光源装置投射的光线投射至料槽以固化料槽中的打印材料,光源装置包括:发光体组件,包括一个或多个发光体;通孔组件,包括一个或多个通孔结构,通孔结构的入光口与发光体相对设置,通孔结构的内壁能够反射发光体组件发出的至少部分光线;透镜组件,包括一个或多个透镜,透镜与通孔结构的出光口相对设置。
进一步地,透镜的入光侧的焦点位于对应的通孔结构的出光口处;发光体发射的光线经对应的通孔结构汇集,再经对应的透镜折射后射出。
进一步地,出光口的开口尺寸L1处于0.5mm至3.5mm的取值范围中;发光体与对应的通孔结构的出光口所在的平面之间的距离L2处于10mm至70mm的取值范围中;出光口所在的平面与对应的透镜之间的距离L3处于10mm至50mm的取值范围中;L3与L2的比例关系处于1:1至1:7的取值范围中;多个发光体、多个通孔结构、多个透镜一一对应分布,并呈阵列布置。
进一步地,出光口的开口形状与对应的透镜的外缘形状相同。
进一步地,通孔结构包括连接入光口和出光口的光路通道,沿入光口至出光口的方向,光路通道依次包括第一段通道和第二段通道;其中,光路通道的内壁表面包括反光材料,发光体发射的光照由入光口经第一段通道聚集为通孔光,通孔光经第二段通道处理后经出光口射出;入光口的开口尺寸大于出光口的开口尺寸;沿入光口至出光口的方向,第一段通道的横截面积逐渐减小,第二段通道的各处横截面积处处相同。
进一步地,第二段通道的通道长度大于第一段通道的通道长度;第一段通道对应的中心轴和第二段通道对应的中心轴共线,光路通道为中心轴对称图形;光路通道的内壁表面包括反光涂层,反光涂层包括反光材料。
进一步地,至少部分发光体位于对应的通孔结构的光路通道的第一段通道内;或者发光体位于对应的通孔结构的光路通道外,且发光体的发光侧与光路通道的入光口相对。
进一步地,透镜组件包括双凸透镜,双凸透镜包括入射面和出射面,入射面为凸型弧面,出射面也为凸型弧面,双凸透镜的入射面和出射面对称设置以使双凸透镜呈轴对称;光路通道的内壁表面通过电镀形成一反光涂层,反光涂层包括反光材料;沿入光口至出光口的方向,光路通道依次包括第一段通道和第二段通道,第一段通道具有大口端和小口端,并在大口端和小口端之间,由通孔结构限定的第一段通道呈渐变的锥状结构,锥状结构为圆锥状结构或棱锥状结构;第二段通道的入光口和第二段通道的出光口的开口尺寸和开口形状相同,由通孔结构限定的第二段通道呈柱状结构,柱状结构为圆柱状结构或棱柱状结构;第二段通道的通道长度大于第一段通道的通道长度;第二段通道的中心轴垂直于发光体组件的设置平面,第一段通道的内壁表面相对于第二段通道的内壁表面的倾斜角度小于预设角度,预设角度为处于30度至45度或45度至60度之间的角度,或者,预设角度为小于或等于第一角度的角度,第一角度为30度、45度或60度。
进一步地,与同一出光口相对设置的透镜包括一层或多层;透镜组件包括凸透镜和/或凹透镜。
本实用新型的第二方面,还提供了一种光固化打印设备,包括相对设置的光源装置和料槽,光源装置和料槽之间设置有曝光屏,光源装置投射的光线穿过曝光屏的显示区域并投射至料槽以固化料槽中的打印材料,光源装置包括:发光组件和导光片,发光组件设置于导光片的第一侧,曝光屏设置于导光片的第二侧,第一侧和第二侧为导光片的相邻侧,发光组件射出的光线经导光片传播后投射至曝光屏。
进一步地,光固化打印设备还包括:反射件和均光片;反射件的反射面与发光组件相对设置,反射面位于导光片的第三侧,第三侧和第一侧为导光片的相邻侧,第三侧和第二侧为导光片的相对侧;均光片设置于导光片与曝光屏之间,均光片包括均光入光面和均光出光面,均光入光面朝向导光片设置,均光出光面朝向曝光屏设置;其中,从导光片出射的光线经均光入光面入射再从均光出光面射出,从均光出光面射出的超出预设比例的光线与均光出光面所成的角度处于预设角度范围中。
进一步地,光固化打印设备还包括基板、透光板和固定架;固定架的底端与基板连接,固定架的内壁顶端与透光板连接,发光组件、反射件、导光片、均光片位于基板、透光板、固定架合围成的空间内;其中,发光组件安装在固定架的相对设置的两个内壁上,基板和导光片位于反射件的相背两侧,透光板和导光片位于均光片的相背两侧;固定架设置为散热件;固定架与发光组件相对的外壁上设置有散热片。
进一步地,反射件为反射纸,反射件的厚度处于0.028mm至0.032mm的取值范围中;导光片的厚度处于7.5mm至8.5mm的取值范围中;均光片的厚度处于0.018mm至0.022mm的取值范围中;基板的下端面和透光板的上端面之间的距离处于13mm至14mm的取值范围中;透光板的厚度处于0.065至0.075mm的取值范围中。
进一步地,光固化打印设备还包括:密封件设置在固定架和透光板之间,用于密封固定架和透光板之间的缝隙
本实用新型提供的光固化打印设备,光固化打印设备包括相对设置的光源装置和料槽,光源装置投射的光线投射至料槽以固化料槽中的打印材料。光源装置包括发光体组件、通孔组件、透镜组件,其中,发光体组件包括一个或多个发光体,通孔组件包括一个或多个通孔结构,通孔结构的入光口与发光体相对设置,通孔结构的内壁能够反射发光体组件发出的至少部分光线,透镜组件包括一个或多个透镜,透镜与通孔结构的出光口相对设置。通过在发光体组件和透镜组件之间设置通孔组件,使得发光体发射的光照经对应的通孔结构汇集成通孔光后射出,由于发光体发出的光照在通孔结构内汇集并射出,而汇集后的光束因其扩散角度较小,经透镜折射后能够折射为平行度更佳的光束,从而保证透镜出射的光线的准直度,使得光源装置发射的光照具有较高的准直度和较大的均匀度,进而能够提高模型的打印精度和打印效果,并且能减小光线传播过程中的光能损失,有利于提高发光体的光能利用率,节约使用成本。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。其中:
图1示出了本实用新型的一个实施例提供的光固化打印设备的部分结构示意图;
图2示出了图1所示实施例的光固化打印设备的光源装置的部分结构示意图;
图3示出了图2所示实施例的A处的部分局部示意图;
图4示出了本实用新型的一个实施例提供的通孔结构的结构示意图;
图5示出了本实用新型的一个实施例提供的通孔阵列模块的一个视角的结构示意图;
图6示出了本实用新型的另一个实施例提供的光固化打印设备的光源装置和曝光屏的结构示意图;
图7示出了图6所示实施例的B处的局部示意图;
图8示出了图6所示实施例的另一个视角的结构示意图;
图9示出了本实用新型的一个实施例提供的固定架的部分剖视图。
其中,图1至图9中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
100光源装置,110发光体组件,111发光体,112安装板,120通孔阵列模块,121通孔结构,122光路通道,123入光口,124出光口,125第一段通道,126第二段通道,127反光涂层,130透镜组件,131透镜,132焦点,210反射件,220导光片,230发光组件,240匀光片,250基板,260透光板,270固定架,271散热片,272安装孔,280密封件,290出线接口,300曝光屏,400料槽。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面参照图1至图9描述根据本实用新型一些实施例提供的光固化打印设备(图中未示出),其中,如图1所示,光固化打印设备包括相对设置的光源装置100和料槽400,光源装置100投射的光线投射至料槽400以固化料槽400中的打印材料,即光源装置100可以应用于光固化打印设备。
可选地,光固化打印设备还包括基座和曝光屏300,料槽400用于容纳光固化材料,如光固化材料可以为树脂,曝光屏300设置在基座上,料槽400可以与基座连接并位于曝光屏300的上方。光源装置100投射的光照经曝光屏300辐射至料槽400内的光固化材料表面,以实现三维实体的打印,也就是说,在一些实施例中,需要光源装置100结合曝光屏300以实现光固化打印,其中,光源装置100中的发光体可以为UV(Ultraviolet,紫外光)灯珠,曝光屏300可以为LCD(Liquid Crystal Display,液晶屏)。可以理解的是,在其他一些实施例中,光固化立体成型设备也可以不包括曝光屏,此时,光源装置100可以为microLED(MicroLight Emitting Diode Display,微发光二极管显示器),以显示待打印的图像。
其中,光固化打印设备的光源装置100通常有两个重要的技术指标要求:准直度,是指光照与曝光屏300所在平面的垂直程度,准直度越高,光线与曝光屏越趋近垂直,则光照与曝光屏300所在平面法线的夹角越小,打印的模型精度和打印效果越好;均匀度,是指光照到接收面曝光屏300上的最小辐照度与最大辐照度的比值。均匀度越大,曝光屏300接收到的紫外光辐射能量偏差越小,在打印3D模型时,同等时间下,使同一平面内达到比较一致的固化效果,打印效果越好。
如图1至图5所示,本实用新型的第一方面,提供了一种光固化打印设备,光固化打印设备包括相对设置的光源装置100和料槽400,光源装置100投射的光线投射至料槽400以固化料槽400中的打印材料,光源装置100,包括:发光体组件110,包括一个或多个发光体111;通孔组件120,包括一个或多个通孔结构121,通孔结构121的入光口123与发光体111相对设置,通孔结构121的内壁能够反射发光体组件110发出的至少部分光线;透镜组件130,包括一个或多个透镜131,透镜131与通孔结构121的出光口124相对设置。
其中,在一示例中,如图1所示,多个发光体111、多个通孔结构121、多个透镜131一一对应分布,并呈阵列布置。如发光体组件110为矩阵光源,发光体组件110包括多个呈阵列布置的发光体111,其中,发光体111可以为UV(Ultraviolet,紫外线)灯、或满足要求的其他灯,具体地,发光体111可以视为点光源。对应的,透镜组件130可以视为透镜131阵列单元,透镜组件130中的多个透镜131与发光体组件110中的多个发光体111一一对应。通孔组件120包括与多个发光体111一一对应的多个通孔结构121,即发光体111、通孔结构121、透镜131是一一对应的,发光体111、通孔结构121、透镜131的数量是相等的,其中,发光体111的数量可以为15个至200个,或满足要求的其他数值,对此,本实用新型不做具体限定。
在另一示例中(图中未示出),发光体组件110可以包括一个发光体111,发光体111可以视为点光源。对应的,透镜组件130包括一个透镜131,并与发光体111对应,通孔组件120包括与发光体111对应的一个通孔结构121。即光源装置100依次设置有电光源、通孔结构、COB透镜。
在该实施例中,通过在发光体组件110和透镜组件130之间设置通孔组件120,使得发光体111发射的光照经对应的通孔结构121汇集成通孔光后射出,也就是说,通孔结构121的作用能够使对应的发光体111发出的光照在通孔结构121内形成能量聚集的一个近似点光源,由于发光体111发出的光照在通孔结构121内汇聚并射出,而汇集后的光束因其扩散角度较小,经透镜131折射后能够折射为平行度更佳的光束,从而保证透镜131出射的光线的准直度,使得光源装置100发射的光照具有较高的准直度和较大的均匀度,进而能够提高模型的打印精度和打印效果,并且能减小光线传播过程中的光能损失,有利于提高发光体111的光能利用率,节约使用成本。
需要说明的是,本实用新型提及的平行光束可以理解为平行度较高的光束,该平行光束允许存在一定的误差,并不是绝对的平行,该平行光束也可以理解为扩散角度小的光束。本实用新型通过通孔结构121对发光体111发出的光照进行处理得到扩散角度较小的近似平行的通孔光,然后,利用透镜131折射为平行度更佳的光束,由此,使得曝光屏300接收到的光照的方向较为单一,从而保证透镜出射的光线的准直度和较好的均匀度,进而提高模型的打印精度和打印品质,且减少了发光体111的光照的光能损失,提高发光体111的光能利用率。其中,透镜可以为凸透镜,或者,透镜可以为凸透镜和凹透镜的组合。
其中,通孔结构121的出光口124的开口尺寸L1处于0.5mm至3.5mm的取值范围中;L1如图2所示,出光口124的开口形状可以为圆形或多边形,如出光口124的开口形状可以为圆形或正多边形等,出光口124的开口尺寸可以为圆形开口的直径、正多边形开口的相对两边的垂直距离等。通过合理设置通孔结构121的出光口124的开口尺寸,如L1为0.5mm、1.0mm、2.0mm、3.0mm、3.5mm、或其他数值,能够使发光体111发出的光照在通孔结构121内汇聚并射出,而汇聚后的光束经出光口124射出后其扩散角度较小,进而使得经透镜131折射后的光束具有较高的准直度和较好的均匀度,且减小光线传播过程中的光能损失。
其中,光固化打印设备还包括控制装置(图中未示出),控制装置通过光源驱动板与发光体组件110电连接,控制装置以PWM(Pulse width modulation,脉冲宽度调制)控制实现给光源驱动板进行供电,驱动光源驱动板调节给发光体组件110供电,使发光体组件110输出稳定的光源能量,同时PWM的控制使发光体组件110发出的光照控制在合理的能量区间,此部分能量控制范围可以通过软件程序进行设定与调节,在此不再详细说明。
如图1、图2、图3和图4所示,在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中,透镜131的入光侧的焦点132位于对应的通孔结构121的出光口124处;发光体111发射的光线经对应的通孔结构121汇集,再经对应的透镜131折射后射出。
也就是说,通孔结构121位于对应的发光体111和透镜131之间,其中,发光体组件110至透镜组件130的方向如图1中的箭头X所示,出光口124所在的平面如图1中的虚线所示的平面P。其中,透镜131可以为凸透镜,或者,透镜131可以为凸透镜和凹透镜的组合,当透镜131为凸透镜时,凸透镜的入光侧的焦点132位于对应的通孔结构121的出光口124处,当透镜131为凸透镜和凹透镜的组合时,透镜131的入光侧的焦点132可以为凸透镜和凹透镜的组合中靠近通孔结构121的一个的焦点。
在该实施例中,由于透镜131的入光侧的焦点132位于对应的通孔结构121的出光口124处,使得经出光口124射出的位于透镜131的焦点132的光照经过透镜131的折射,能够以平行度较高的平行光束射向曝光屏300,进而能够提高曝光屏300接收到的光照的准直度和均匀度,提高打印精度和打印品质,并且,能够减少光照的能量损失,提高发光体111发出的光照的能量利用率。
具体地,由于光照的衍射现象,以透镜131为凸透镜为例,同样的由透镜131的焦点132传播至透镜131的光照,可以根据通过焦点132处的光照的发散角度来确定经透镜131折射后以平行光射出的光照的能量。举例而言,若该光照在经过透镜131的焦点132处的平行度较小,如经过透镜131的焦点132处的光照为多方向的杂光,则该光照经过透镜131的折射后,仅会有较小的能量以平行光束再次射出,如该光照经过透镜131的折射后,仅会有50%至70%的光照能量会以平行光束再射出。若该光照在经过透镜131的焦点132处的平行度较大,方向较为单一,如经过透镜131的焦点132处的光照为平行光,则该光照经过透镜131的折射后,会有较大的能量以平行度较佳的近似平行光束再次射出,如该光照经过透镜131的折射后,会有80%至98.5%的光照能量会以平行光束再次射出。
由此可见,本实用新型通过通孔结构121将发光体111发出的光照汇集并射出,通过将透镜131的入光侧的焦点132设置在对应的通孔结构121的出光口124处,由于汇集后的光束其扩散角度较小,使得经过通孔结构121的出光口124发出的通孔光通过透镜131的焦点132传播至透镜131,经透镜131折射后,折射为平行度更佳的光束,使得较为平行的光照垂直地投射至曝光屏300上,从而保证透镜131出射的光线的准直度和较好的均匀性,因此,能够大大提高曝光屏300接收到的光照的准直度,提高打印效果和打印精度,并降低光照的能量损失,提高光照的能量利用率。
在上述实施例中,发光体111与对应的通孔结构121的出光口124所在的平面之间的距离L2处于10mm至70mm的取值范围中,其中,L2如图1所示。通过合理设置发光体111与对应的通孔结构121的出光口124所在的平面之间的距离L2,如L2为10mm、30mm、50mm、70mm、或其他数值,能够使发光体111发出的光照在通孔结构121内具有良好的汇集效果,减小发光体111发出的光照在通孔结构121内的能量损失,提高光照的能量利用率,同时,使得汇集后的光束经出光口124射出后其扩散角度较小,进而使得经透镜131折射后的光束具有较高的准直度和较好的均匀性。
在上述实施例中,出光口124所在的平面与对应的透镜131之间的距离L3处于10mm至50mm的取值范围中,即透镜131的焦距可以处于10mm至50mm的取值范围中,其中,L3如图1所示,通过合理设置出光口124所在的平面与对应的透镜131之间的距离L3,如L3为10mm、20mm、30mm、50mm、或其他数值,使得由通孔结构121的出光口124发出的光经透镜131的焦点折射后能够折射为平行度更佳的光束,从而保证透镜131出射的光线的准直度,并且能减小光线传播过程中的光能损失,有利于提高发光体的光能利用率,节约使用成本。
可选地,L3与L2的比例关系处于1:1至1:7的取值范围中,如L3与L2的比例关系可以为1:1、1:3、1:5、1:7、或其他关系,通过合理设置L3与L2的比例关系,能够进一步提高透镜131出射的光线的准直度,并且能减小光线传播过程中的光能损失,有利于提高发光体的光能利用率,节约使用成本。
如图5所示,在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中,出光口124的开口形状与对应的透镜131的外缘形状相同。如透镜131的外缘为矩形,则出光口124的开口形状也可以为矩形,若透镜131的外缘为圆形,则出光口124的开口形状也可以为圆形。由此,使得发光体111发出的光照经过通孔结构121汇集处理后,由出光口124射出的扩散角度较小的通孔光能够以接近等比的扩散角度投射到透镜131上,进而使得汇集后的通孔光经过透镜131能够折射为平行度较佳的平行光垂直地投射至曝光屏300上,以提高曝光屏300接收到的光照的准直度和均匀度,提高打印精度和打印品质,提高模型打印的成功率。
需要说明的是,出光口124的开口形状与对应的透镜131的外缘形状相同,出光口124的开口尺寸与对应的透镜131的外缘的尺寸可以不同。具体地,如图5所示,出光口124的开口形状为矩形,可以理解的是,透镜131的外缘形状也可以为矩形。
如图1、图2、图3和图4所示,在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中,通孔结构121包括连接入光口123和出光口124的光路通道122,沿入光口123至出光口124的方向,光路通道122依次包括第一段通道125和第二段通道126;其中,光路通道122的内壁表面包括反光材料,发光体111发射的光照由入光口123经第一段通道125聚集为通孔光,通孔光经第二段通道126处理后经出光口124射出。
其中,发光体组件110至透镜组件130的方向如图1中的箭头X方向所示,可以理解的是,由于通孔结构121的入光口123靠近发光体111设置,通孔结构121的出光口124靠近透镜组件130设置,使得通孔结构121的入光口123至出光口124的方向也为图1中的箭头X方向所示。
在该实施例中,发光体111发射的光照由入光口123进入通孔结构121,首先经过光路通道122的第一段通道125,由于光路通道122的内壁表面包括反光材料,使得光照在光路通道122的第一段通道125内能够实现能量汇集,汇集为通孔光,可以理解的是,通孔光可以近似理解为点光源。然后,通孔光经过光路通道122的第二段通道126的处理,能够以较小的扩散角度的光束射出,由此,使得发光体111发射的光经过通孔结构121约束后,能够以扩散角度较小的通孔光投射至对应的透镜131,因此,能够减少光照经透镜131折射后再次投射出去的能量损失,使得较多的光照能量能够均匀地、垂直地投射至曝光屏300上,以提高曝光屏300接收到的光照的准直度和均匀度,提高打印效果和打印精度。
其中,光路通道122的内壁表面包括反光材料,其中,反光材料可以通过涂层的方式设置在光路通道122的内壁表面,以形成反光涂层127,或者,整个通孔结构121可以用反光材料制成。其中,可以为光路通道122的第一段通道125和第二段通道126的内壁表面均包括反光材料,反光材料的设置,能够使发光体111发出的光照在光路通道122内更为充分的使光照汇集,进而得到聚能的通孔光,减少光能损失,提高光能利用率。可选地,反光涂层127可以为电镀涂层,如在通孔结构121的光路通道122的内壁表面通过电镀的方式镀上反光材料、或反光混合物,以实现反光涂层127的设置。
如图3和图4所示,在上述实施例中,入光口123的开口尺寸大于出光口124的开口尺寸。沿入光口123至出光口124的方向,第一段通道125的横截面积逐渐减小,也即第一段通道125对应的通孔结构121的横截面积逐渐减小。沿入光口123至出光口124的方向,第二段通道126的各处横截面积处处相同,第二段通道126对应的通孔结构121的各处横截面积处处相同。
也就是说,第一段通道125可以为具有大口端和小口端的渐变的锥状结构,锥状结构可以为圆锥状结构或棱锥状结构,对应的,第二段通道126可以为圆柱状或棱柱状结构。其中,通孔结构121的入光口123位于第一段通道125的大口端,第一段通道125的小口端与第二段通道126连接,第二段通道126远离第一段通道125的端部开设有出光口124。因此,发光体111发射的光照经入光口123进入光路通道122的锥状结构的第一段通道125后,利用锥状结构能够对光照进行汇集处理,使得光照经锥状结构的第一段通道125处理为能量集中的一个近似点光源,即处理为通孔光;接着,通孔光经圆柱状或棱柱状的第二段通道126的通孔结构的处理,进行均匀处理,使得通孔光处理为扩散角度较小的光束经出光口124射出,进而使得发光体111发出的光照经过对应的通孔结构121处理后以扩散角度较小的通孔光射向透镜131,以提高曝光屏300接收到的光照的均匀度和准直度,以提高模型的打印精度和打印效果。同时,减少光能损失,提供光能利用率。
在上述实施例中,光路通道122的第二段通道126的通道长度大于第一段通道125的通道长度,第一段通道125的中心轴和第二段通道126的中心轴共线,光路通道122为中心轴对称图形,其中,第二段通道126和第一段通道125的长度方向与发光体组件110至透镜组件130的方向平行或重合。这样的设置,使得第二段通道126为长度较大的圆柱状或棱柱状结构,由此,使得经过光路通道122第一段通道125处理得到的通孔光,经过长度较大的第二段通道126的光路通道122能够得到扩散角度较小的通孔光,进而减小经通孔结构121投射出去的光束的扩散角度,同时,由于第一段通道125对应的光路通道122的中心轴和第二段通道126对应的光路通道122的中心轴共线,光路通道122为中心轴对称图形,能够进一步减小光照在通孔结构121内的能量损失,以进一步减少经透镜131折射后的光照的能量损失,提高光照的能量利用率。
如图3所示,在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中,至少部分发光体111位于对应的通孔结构121的光路通道122的第一段通道125内,如光路通道122的第一段通道125罩设在发光体111的上方,由此,使得发光体111发出的光照能够较大范围的落入光路通道122的第一段通道125内,使得发光体111发出的大部分光照能够经过光路通道122的第一段通道125的汇集为通孔光,减少发光体111发出的光照的能量损失。
在本实用新型提供的另一些可能实现的实施例中(图中未示出),发光体111位于对应的通孔结构121的光路通道122外,且发光体111的发光侧与通孔结构121的入光口相对。即发光体111位于通孔结构121的外部,并位于通孔结构121的入光侧,具体地,发光体111可以位于对应的通孔结构121的下方,透镜131可以位于对应的通孔结构121的上方。
具体地,如图1所示,光源组件还可以包括安装板112。其中,一个发光体111安装在安装板112上,或者,多个发光体111以阵列的方式安装在安装板112上。具体地,发光体111可以通过粘结剂、螺丝、卡接结构、榫卯结构中的至少一种安装在安装板112上。具体地,安装板112可以为散热板,如安装板112可以为铝板。
在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中,透镜组件130包括双凸透镜,双凸透镜包括入射面和出射面,入射面为凸型弧面,出射面也为凸型弧面,双凸透镜的入射面和出射面对称设置以使双凸透镜呈轴对称。也就是说,双凸透镜是指入射面和出射面均为凸型弧面的一个透镜,由此,使得双凸透镜具有较强的光线汇聚能力,能够增强对光束的准直作用,并提高对光能量的利用效率。可以理解的是,在其他实施例中,透镜组件130可以包括单凸透镜,单凸透镜包括入射面和出射面,入射面为平面,出射面为凸型弧面,单凸透镜也具有良好的光线汇聚能力,也能够增强对光束的准直作用,并提高对光能量的利用效率。
其中,反光涂层包括反光材料,使得光照在光路通道122内能够实现能量汇集。
其中,沿入光口123至出光口124的方向,光路通道122依次包括第一段通道125和第二段通道126,第一段通道125具有大口端和小口端,并在大口端和小口端之间,由通孔结构121限定的第一段通道125呈渐变的锥状结构,锥状结构为圆锥状结构或棱锥状结构,其中,通孔结构121的入光口123位于第一段通道125的大口端。第二段通道126的入光口和第二段通道126的出光口的开口尺寸和开口形状相同,由通孔结构121限定的第二段通道126呈柱状结构,柱状结构为圆柱状结构或棱柱状结构。
其中,第二段通道126的通道长度大于第一段通道125的通道长度,由此,使得经过光路通道122第一段通道125处理得到的通孔光,经过长度较大的第二段通道126的光路通道122能够得到扩散角度较小的通孔光,进而减小经通孔结构121投射出去的光束的扩散角度。第二段通道126的中心轴垂直于发光体组件110的设置平面,以提高光源组件100出射的光线的准直度。
其中,第一段通道125的内壁表面相对于第二段通道的内壁表面的倾斜角度小于预设角度,其中,如图4所示的通孔结构121的剖视图可知,倾斜角度可以为理解为第一段通道125的内壁表面对应的线和第二段通道126的内壁表面对应的线之间的夹角,如图4中的角α所示。其中,预设角度为处于30度至45度或45度至60度之间的角度,由此,通过合理设置倾斜角度的范围,可以使发光体发出的大部分光线能够投射向通过光路通道122的方向,进而提高光能量利用率。或者,预设角度为小于或等于第一角度的角度,第一角度为30度、45度或60度。可以理解,预设角度为小于或等于第一角度的角度,可以使发光体发出的光线能够尽可能多地投射向通过光路通道122的方向,进而提高光能量利用率。具体地,预设角度可以为30度、40度、45度、50度、60度、或其他角度。在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中,与同一出光口124相对设置的透镜131包括一层或多层,透镜131组件130包括凸透镜和/或凹透镜。
具体地,当与同一出光口124相对设置的透镜131包括一层时,该透镜131可以为凸透镜,凸透镜靠近通孔结构121的一侧为平面,凸透镜背离通孔结构121的一侧为凸面,凸透镜的入光侧的焦点位于通孔结构121的出光口124处,由此,利用凸透镜,能够将通孔结构121发出的光束折射为平行度较佳的光束,从而保证透镜131出射的光线的准直度,并且能减小光线传播过程中的光能损失,有利于提高发光体的光能利用率,节约使用成本。
当与同一出光口124相对设置的透镜131包括多层时,如与同一出光口124相对设置的透镜131包括两层时,这两层透镜131可以分别为凹透镜和凸透镜,其中,凹透镜位于通孔结构121和凸透镜之间,且凹透镜的入光侧的焦点位于通孔结构121的出光口124处,凹透镜的设置位置与凸透镜的焦点对应,凸透镜靠近凹透镜的一侧为平面,背离凹透镜的一侧为凸面;凹透镜靠近通孔结构121的一侧为凹面,靠近凸透镜的一侧为平面。由此,能够将通孔结构121发出的扩散角度较小的、能量汇集的光束,经凹透镜131折射后,使得光束发散为辐射面积较大的、但扩散角度较小的光束射向凸透镜。经凸透镜聚光,折射为等辐射面积、平行度更佳的光束,从而保证凸透镜出射的光线的准直度和均匀度,并且能减小光线传播过程中的能量损失,提高了光照的能量利用率,且与发光体111发出的光照相比,增大了辐射面积。
需要说明的是,与同一出光口124相对设置的透镜131还可以包括三层、四层、五层、或其他数量,通过合理设置凹透镜、凸透镜的数量和设置位置,以使经靠近曝光屏300的一个透镜131折射后的光照的平行度较佳,从而保证透镜131出射的光线的准直度,并且能减小光线传播过程中的光能损失,有利于提高发光体的光能利用率,节约使用成本。
如图6至图9所示,本实用新型的第二方面,提供了另一种光固化打印设备,光固化打印设备包括相对设置的光源装置100和料槽400,光源装置100和料槽400之间设置有曝光屏300,光源装置100投射的光线穿过曝光屏300的显示区域并投射至料槽400以固化料槽400中的打印材料,光源装置100包括:发光组件230和导光片220,发光组件230设置于导光片220的第一侧,曝光屏300设置于导光片220的第二侧,第一侧和第二侧为导光片220的相邻侧,发光组件230射出的光线经导光片220传播后投射至曝光屏300。
其中,如图6所示,第一侧可以理解为导光片220的左侧和/或右侧,第二侧可以理解为导光片220的上侧,即导光片220的出光侧。也就是说,在该实施例中,该光源装置100为背光光源,发光组件230可以位于导光片220的左侧、或右侧、或左右两侧,而曝光屏300可以位于导光片220的上侧,即发光组件230和曝光屏300并不是设置在导光片220的相对两侧,而是设置在导光片220的相邻两侧,由此,与相关技术中的发光组件和曝光屏设置在导光片的相对两侧相比,有利于减小光源装置100的整体厚度,能够满足光源装置100结构紧凑、体积较小的设计需求,并能够使光固化打印设备整机的体积减小,便于运输。同时,与相关技术中的光固化打印设备包括透镜的光源装置相比,取消了透镜的设置,进一步降低了制造成本。
在上述实施例中,该光源装置100还包括反射件210和均光片240,反射件210的反射面与发光组件230相对设置,反射面位于导光片220的第三侧,第三侧和第一侧为导光片220的相邻侧,第三侧和第二侧为导光片220的相对侧;均光片240设置于导光片220与曝光屏300之间,均光片240包括均光入光面和均光出光面,均光入光面朝向导光片220设置,均光出光面朝向曝光屏300设置;其中,从导光片220出射的光线经均光入光面入射再从均光出光面射出,从均光出光面射出的超出预设比例的光线与均光出光面所成的角度处于预设角度范围中。
其中,如图6和图7所示,导光片220的第三侧可以理解为导光片220的下侧,也就是说,本实施例中,发光组件230和导光片220的第三侧均与反射件210的反射面相对设置,均光片240和反射件210位于导光片220的相背两侧,发光组件230位于均光片240和反射件210之间,反射件210的设置,使得发光组件230发出的光照经反射件210反射后,能够较为集中的经导光片220投射至均光片240,减少了发光组件230发射的光照的能量损失,提高发光组件230发射的光照的能量利用率,进而可以在保证光源装置100具有足够的光照能量的情况下,减少发光组件230的数量,节约成本。
其中,发光组件230位于导光片220的第一侧,均光片240和反射件210位于导光片220的相背两侧并均与发光组件230相邻设置,由此,与相关技术中的光源装置的发光组件、反射件、导光片、均光片依次布置相比,有利于减小光源装置的整体厚度,同时,与相关技术中的光固化打印设备包括透镜的光源装置相比,取消了透镜的设置,进一步降低了制造成本。并且,由于透镜的厚度较大,而本实施例提供的背光光源,取消了透镜的设置,并将发光组件230设置在导光片220的两侧,由此,使得光源装置100的整体厚度可以减少,如光源装置100的整体厚度可以下降35~50%,进而能够满足光源装置100结构紧凑、体积较小的设计需求,并能够使光固化打印设备整机的体积减小,便于运输。
其中,均光片240的均光入光面朝向导光片220设置,均光片240的均光出光面朝向曝光屏300,发光组件230射出的光线经反射件210反射并经导光片220传播后,经均光入光面入射再从均光出光面射出,从均光出光面射出的超出预设比例的光线与均光出光面所成的角度处于预设范围中。其中,预设比例可以为60%至99%,如预设比例可以为60%、80%、90%、95%、99%、或其他数值,即发光组件230发出的光照超过60%至99%的部分会从均光出光面射出。而预设范围可以为85°至90°,具体地,预设范围可以为85°、87°、88°、89°、90°、或其他数值,即从均光出光面射出的光线与均光出光面所成的角度为85°至90°。由此,能够提高曝光屏300接收到的光照的准直度,能够提高模型的打印精度和打印效果,同时,能够减少光照的能量损失,提高光照的能量利用率,进而可以在保证光源装置100具有足够的光照能量的情况下,减少发光组件230的数量,节约成本。
如图6、图7和图8所示,在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中,光源装置100还包括:基板250、透光板260和固定架270,固定架270的底端与基板250连接,固定架270的内壁顶端与透光板260连接,发光组件230、反射件210、导光片220、均光片240位于基板250、透光板260、固定架270合围成的空间内。
其中,固定架270的底端至顶端的方向如图7中的箭头Y所示,需要说明的是,光源装置100的厚度方向与固定架270的底端至顶端的方向平行或重合,即基板250、透光板260、发光组件230、反射件210、导光片220、均光片240的厚度均与固定架270的底端至顶端的方向平行或重合。基板250、透光板260、固定架270合围成容纳发光组件230、反射件210、导光片220、均光片240的空间,使得基板250、透光板260、固定架270组成的壳体对发光组件230、反射件210、导光片220、均光片240起到良好的保护作用,并起到了一定的支撑作用,提供了安装空间。
可选地,如图7所示,固定架270的底端可以开设有安装孔272,光源装置100还包括连接件,连接件穿过基板250、安装孔272即可将基板250与固定架270的底端连接,或者,连接件穿过安装孔272与基板250连接,即可将基板250与固定架270的底端连接。具体地,安装孔272可以为螺纹孔,基板250上开设有通孔,连接件为螺丝,螺丝穿过基板250上的通孔与固定架270上的螺纹孔连接,即可将基板250与固定架270连接。
可选地,如图7所示,光源装置100还包括密封件280,用于密封固定架270和透光板260之间的缝隙,具体地,密封件280可以为密封胶,固定架270的内壁顶端与透光板260之间通过密封胶连接,由此,可以将固定架270与透光板260可靠连接,同时,可以确保固定架270和透光板260之间连接的密封性,避免杂质、灰尘、液体等经固定架270和透光板260之间的缝隙进入光源装置100的内部而影响光源装置100的使用寿命或增大光照的能量损失,进而有利于提高光源装置100的可靠性,并提高发光组件230的光照利用率。具体地,透光板260可以为玻璃板、塑料板、或满足要求的其他透光板260,本实施例不做具体说明,具体地,透光板260可以为6H钢化玻璃板。
在上述实施例中,如图6和7所示,发光组件230安装在固定架270的相对设置的两个内壁上,如发光组件230为带状光源,带状光源通过粘结剂、螺栓、卡接结构、榫卯结构中的至少一种,安装在固定架270相对设置的两个内壁上,具体地,发光组件230可以为UV灯条。基板250和导光片220位于反射件210的相背两侧,透光板260和导光片220位于均光片240的相背两侧。也就是说,光源装置100由底部至顶部依次为:基板250、反射件210、导光片220、均光片240、透光板260,发光组件230位于导光片220的两侧,固定架270位于导光片220的周侧。
其中,反射件210可以为反射纸,反射纸可以通过粘结剂粘结在基板250上,或者反射纸可以通过粘结剂粘结在导光片220上。具体地,反射件210的厚度可以处于0.028mm至0.032mm的取值范围中,如反射件210的厚度为0.028、0.03mm、0.032mm、或满足要求的其他数值,由此,可以在保证反射件210具有良好反射作用的情况下,尽量减少反射件210自身的厚度,以减小光源装置100的整体厚度。
在上述实施例中,如图7和图9所示,固定架270设置为散热件,如固定架270为散热材料制件,如固定架270为铝架,由此,能够将发光组件230工作产生的热量通过具有散热作用的固定架270辐射出去,实现对发光组件230的散热作用,进而有利于提高发光组件230的使用寿命,提高光源装置100的可靠性。
可选地,如图7和图9所示,固定架270与发光组件230相对的外壁上设置有散热片271,由于发光组件230工作产生的热量会集中在安装发光组件230的固定架270的侧壁上,因此,通过在固定架270与发光组件230相对的外壁上设置散热片271,利用散热片271集中对发光组件230工作产生的热量进行散热,有利于提高发光组件230的散热效率,并确保良好的散热效果,进而有利于延长发光组件230的使用寿命,提高发光组件230的可靠性。
可选地,固定架270设置为散热件,并在固定架270与发光组件230相对的外壁上设置有散热片271,由此,利用固定架270和散热片271同时为发光组件230进行散热,有利于进一步提高发光组件230的散热效率,并保证良好的散热效果。具体地,固定架270可以为铝制框架,散热片271可以为铝片,如图9所示,固定架270和散热片271可以为一体成型,方便加工,或者,散热片271可以通过螺丝、卡接结构、榫卯结构中的至少一种,安装在固定架270上。
可选地,如图8所示,固定架270上还设置有出线接口290,由此,电连接线通过出线接口290能够与发光组件230连接,以将发光组件230与光固化打印设备的光源驱动板连接。由此,光固化打印设备的控制装置能够给光源驱动板进行供电,驱动光源驱动板调节给发光组件230供电,使发光组件230输出稳定的光源能量,同时控制装置能够使发光组件230发出的光照控制在合理的能量区间。
在上述实施例中,如图7所示,导光片220的厚度D1处于7.5mm至8.5mm的取值范围中,如导光片220的厚度为7.5mm、8.0mm、8.5mm、或满足要求的其他数值,由此,可以在保证导光片220具有良好导光作用的情况下,尽量减少导光片220的厚度,以减小光源装置100的整体厚度。具体地,导光片220可以为亚克力导光片220,或满足要求的其他材质的导光片220。
在上述实施例中,如图7所示,均光片240的厚度处于0.018mm至0.022mm的取值范围中,如均光片240的厚度为0.018、0.02.mm、0.022mm或满足要求的其他数值,由此,可以在保证均光片240具有良好均光作用的情况下,尽量减少均光片240的厚度,以减小光源装置100的整体厚度。具体地,均光片240为PET均光膜。
在上述实施例中,如图7所示,透光板260的厚度D2处于0.065至0.075mm的取值范围中,如透光板260的厚度为0.065、0.07mm、0.075mm或满足要求的其他数值,由此,可以在保证透光板260具有良好的透光作用和足够强度的情况下,尽量减少透光板260的厚度,以减小光源装置100的整体厚度。
在上述实施例中,如图7所示,基板250的下端面和透光板260的上端面之间的距离D3处于13mm至14mm的范围,如基板250的下端面和透光板260的上端面之间的距离为13mm、13.5mm、13.8mm、14mm、或满足要求的其他数值,由此,可以使得光源装置100的整体厚度保持在较小范围内,使得光源装置100的整体尺寸大大减少,能够满足光源装置100结构紧凑、体积较小的设计需求,进而使得光固化打印设备的整体尺寸较小,适于推广应用。
在具体实施例中,如图1至图5所示,本实用新型提供了一种方案1的光固化打印设备,包括相对设置的光源装置100和料槽400,光源装置100投射的光线投射至料槽400以固化料槽400中的打印材料,光源装置100包括:发光体组件110,包括一个或多个发光体111;通孔组件120,包括一个或多个通孔结构121,通孔结构121的入光口123与发光体111相对设置,通孔结构121的内壁能够反射发光体组件110发出的至少部分光线;透镜组件130,包括一个或多个透镜131,透镜131与通孔结构121的出光口124相对设置。
可选地,在方案1的基础上,在方案2中,透镜131的入光侧的焦点132位于对应的通孔结构121的出光口124处;发光体111发射的光线经对应的通孔结构121汇集,再经对应的透镜131折射后射出。
可选地,在方案2的基础上,在方案3中,出光口124的开口尺寸L1处于0.5mm至3.5mm的取值范围中;发光体111与对应的通孔结构121的出光口124所在的平面之间的距离L2处于10mm至70mm的取值范围中;出光口124所在的平面与对应的透镜131之间的距离L3处于10mm至50mm的取值范围中;L3与L2的比例关系处于1:1至1:7的取值范围中;多个发光体111、多个通孔结构121、多个透镜131一一对应分布,并呈阵列布置。
可选地,在方案2的基础上,在方案4中,出光口124的开口形状与对应的透镜131的外缘形状相同。
可选地,在方案2的基础上,在方案5中,通孔结构121包括连接入光口123和出光口124的光路通道122,沿入光口123至出光口124的方向,光路通道122依次包括第一段通道125和第二段通道126;其中,光路通道122的内壁表面包括反光材料,发光体111发射的光照由入光口123经第一段通道125聚集为通孔光,通孔光经第二段通道126处理后经出光口124射出;入光口123的开口尺寸大于出光口124的开口尺寸;沿入光口123至出光口124的方向,第一段通道125的横截面积逐渐减小,第二段通道126的各处横截面积处处相同。
可选地,在方案5的基础上,在方案6中,第二段通道126的通道长度大于第一段通道125的通道长度;
第一段通道125对应的中心轴和第二段通道126对应的中心轴共线,光路通道122为中心轴对称图形;光路通道122的内壁表面包括反光涂层,反光涂层包括反光材料。
可选地,在方案5的基础上,在方案7中,至少部分发光体111位于对应的通孔结构121的光路通道122的第一段通道125内;或者发光体111位于对应的通孔结构121的光路通道122外,且发光体的发光侧与光路通道的入光口相对。
可选地,在方案5的基础上,在方案8中,透镜组件包括双凸透镜,双凸透镜包括入射面和出射面,入射面为凸型弧面,出射面也为凸型弧面,双凸透镜的入射面和出射面对称设置以使双凸透镜呈轴对称;光路通道122的内壁表面通过电镀形成一反光涂层,反光涂层包括反光材料;沿入光口123至出光口124的方向,光路通道122依次包括第一段通道125和第二段通道126,第一段通道125具有大口端和小口端,并在大口端和小口端之间,由通孔结构121限定的第一段通道125呈渐变的锥状结构,锥状结构为圆锥状结构或棱锥状结构;第二段通道126的入光口和第二段通道126的出光口的开口尺寸和开口形状相同,由通孔结构121限定的第二段通道126呈柱状结构,柱状结构为圆柱状结构或棱柱状结构;第二段通道126的通道长度大于第一段通道125的通道长度;第二段通道126的中心轴垂直于发光体组件110的设置平面,第一段通道125的内壁表面相对于第二段通道126的内壁表面的倾斜角度小于预设角度,预设角度为处于30度至45度或45度至60度之间的角度。或者,预设角度为小于或等于第一角度的角度,第一角度为30度、45度或60度。
可选地,在方案1的基础上,在方案9中,与同一出光口124相对设置的透镜131包括一层或多层;透镜组件130包括凸透镜和/或凹透镜。
如图6至图9所示,本实用新型还提供了一种方案10的光固化打印设备,包括相对设置的光源装置100和料槽400,光源装置100和料槽400之间设置有曝光屏300,光源装置100投射的光线穿过曝光屏300的显示区域并投射至料槽400以固化料槽400中的打印材料,光源装置100包括:发光组件230和导光片220,发光组件230设置于导光片220的第一侧,曝光屏300设置于导光片220的第二侧,第一侧和第二侧为导光片222的相邻侧,发光组件230射出的光线经导光片220传播后投射至曝光屏300。
可选地,在方案10的基础上,在方案11中,光源装置100还包括:反射件210和均光片240;反射件210的反射面与发光组件230相对设置,反射面位于导光片220的第三侧,第三侧和第一侧为导光片的相邻侧,第三侧和第二侧为导光片的相对侧;均光片240设置于导光片220与曝光屏300之间,均光片240包括均光入光面和均光出光面,均光入光面朝向导光片220设置,均光出光面朝向曝光屏300设置;其中,从导光片220出射的光线经均光入光面入射再从均光出光面射出,从均光出光面射出的超出预设比例的光线与均光出光面所成的角度处于预设角度范围中。
可选地,在方案11的基础上,在方案12中,光固化打印设备还包括基板250、透光板260和固定架270;固定架270的底端与基板250连接,固定架270的内壁顶端与透光板260连接,发光组件230、反射件210、导光片220、均光片240位于基板250、透光板260、固定架270合围成的空间内;其中,发光组件230安装在固定架270的相对设置的两个内壁上,基板250和导光片220位于反射件210的相背两侧,透光板260和导光片220位于均光片240的相背两侧;固定架270设置为散热件;固定架270与发光组件230相对的外壁上设置有散热片271。
可选地,在方案12的基础上,在方案13中,反射件210为反射纸,反射件210的厚度处于0.028mm至0.032mm的取值范围中;导光片220的厚度处于7.5mm至8.5mm的取值范围中;均光片240的厚度处于0.018mm至0.022mm的取值范围中;基板250的下端面和透光板260的上端面之间的距离处于13mm至14mm的取值范围中;透光板260的厚度处于0.065至0.075mm的取值范围中。
可选地,在方案12的基础上,在方案14中,光固化打印设备还包括:密封件280设置在固定架270和透光板260之间,用于密封固定架270和透光板260之间的缝隙。
本实用新型的描述中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种光固化打印设备,其特征在于,包括相对设置的光源装置和料槽,所述光源装置投射的光线投射至所述料槽以固化所述料槽中的打印材料,所述光源装置包括:
发光体组件,包括一个或多个发光体;
通孔组件,包括一个或多个通孔结构,所述通孔结构的入光口与所述发光体相对设置,所述通孔结构的内壁能够反射所述发光体组件发出的至少部分光线;
透镜组件,包括一个或多个透镜,所述透镜与所述通孔结构的出光口相对设置。
2.根据权利要求1所述的光固化打印设备,其特征在于,
所述透镜的入光侧的焦点位于对应的所述通孔结构的出光口处;所述发光体发射的光线经对应的所述通孔结构汇集,再经对应的所述透镜折射后射出。
3.根据权利要求2所述的光固化打印设备,其特征在于,
所述出光口的开口尺寸L1处于0.5mm至3.5mm的取值范围中;
所述发光体与对应的所述通孔结构的所述出光口所在的平面之间的距离L2处于10mm至70mm的取值范围中;
所述出光口所在的平面与对应的所述透镜之间的距离L3处于10mm至50mm的取值范围中;
所述L3与所述L2的比例关系处于1:1至1:7的取值范围中;
多个所述发光体、多个所述通孔结构、多个所述透镜一一对应分布,并呈阵列布置。
4.根据权利要求2所述的光固化打印设备,其特征在于,
所述出光口的开口形状与对应的所述透镜的外缘形状相同。
5.根据权利要求2所述的光固化打印设备,其特征在于,
所述通孔结构包括连接所述入光口和所述出光口的光路通道,沿所述入光口至所述出光口的方向,所述光路通道依次包括第一段通道和第二段通道;
其中,所述光路通道的内壁表面包括反光材料,所述发光体发射的光照由所述入光口经所述第一段通道聚集为通孔光,所述通孔光经所述第二段通道处理后经所述出光口射出;
所述入光口的开口尺寸大于所述出光口的开口尺寸;沿所述入光口至所述出光口的方向,所述第一段通道的横截面积逐渐减小,所述第二段通道的各处横截面积处处相同。
6.根据权利要求5所述的光固化打印设备,其特征在于,
所述第二段通道的通道长度大于所述第一段通道的通道长度;
所述第一段通道对应的中心轴和所述第二段通道对应的中心轴共线,所述光路通道为中心轴对称图形;
所述光路通道的内壁表面包括反光涂层,所述反光涂层包括反光材料。
7.根据权利要求5所述的光固化打印设备,其特征在于,
至少部分所述发光体位于对应的所述通孔结构的所述光路通道的所述第一段通道内;或者
所述发光体位于对应的所述通孔结构的所述光路通道外,且所述发光体的发光侧与所述光路通道的所述入光口相对。
8.根据权利要求5所述的光固化打印设备,其特征在于,所述透镜组件包括双凸透镜,所述双凸透镜包括入射面和出射面,所述入射面为凸型弧面,所述出射面也为凸型弧面,所述双凸透镜的入射面和出射面对称设置以使所述双凸透镜呈轴对称;所述光路通道的内壁表面通过电镀形成一反光涂层,所述反光涂层包括反光材料;沿所述入光口至所述出光口的方向,所述光路通道依次包括第一段通道和第二段通道,所述第一段通道具有大口端和小口端,并在所述大口端和所述小口端之间,由所述通孔结构限定的所述第一段通道呈渐变的锥状结构,所述锥状结构为圆锥状结构或棱锥状结构;所述第二段通道的入光口和所述第二段通道的出光口的开口尺寸和开口形状相同,由所述通孔结构限定的所述第二段通道呈柱状结构,所述柱状结构为圆柱状结构或棱柱状结构;所述第二段通道的通道长度大于所述第一段通道的通道长度;所述第二段通道的中心轴垂直于所述发光体组件的设置平面,所述第一段通道的内壁表面相对于所述第二段通道的内壁表面的倾斜角度小于预设角度,所述预设角度为处于30度至45度或45度至60度之间的角度,或者,所述预设角度为小于或等于第一角度的角度,所述第一角度为30度、45度或60度。
9.根据权利要求1所述的光固化打印设备,其特征在于,
与同一所述出光口相对设置的所述透镜包括一层或多层;
所述透镜组件包括凸透镜和/或凹透镜。
10.一种光固化打印设备,其特征在于,包括相对设置的光源装置和料槽,所述光源装置和所述料槽之间设置有曝光屏,所述光源装置投射的光线穿过所述曝光屏的显示区域并投射至所述料槽以固化所述料槽中的打印材料,所述光源装置包括:
发光组件和导光片,所述发光组件设置于所述导光片的第一侧,所述曝光屏设置于所述导光片的第二侧,所述第一侧和所述第二侧为所述导光片的相邻侧,所述发光组件射出的光线经所述导光片传播后投射至所述曝光屏。
11.根据权利要求10所述的光固化打印设备,其特征在于,所述光源装置还包括:
反射件和均光片;所述反射件的反射面与所述发光组件相对设置,所述反射面位于所述导光片的第三侧,所述第三侧和所述第一侧为所述导光片的相邻侧,所述第三侧和所述第二侧为所述导光片的相对侧;所述均光片设置于所述导光片与所述曝光屏之间,所述均光片包括均光入光面和均光出光面,所述均光入光面朝向所述导光片设置,所述均光出光面朝向所述曝光屏设置;其中,从所述导光片出射的光线经所述均光入光面入射再从所述均光出光面射出,从所述均光出光面射出的超出预设比例的光线与所述均光出光面所成的角度处于预设角度范围中。
12.根据权利要求11所述的光固化打印设备,其特征在于,所述光固化打印设备还包括基板、透光板和固定架;
所述固定架的底端与所述基板连接,所述固定架的内壁顶端与所述透光板连接,所述发光组件、所述反射件、所述导光片、所述均光片位于所述基板、所述透光板、所述固定架合围成的空间内;其中,所述发光组件安装在所述固定架的相对设置的两个内壁上,所述基板和所述导光片位于所述反射件的相背两侧,所述透光板和所述导光片位于所述均光片的相背两侧;
所述固定架设置为散热件;
所述固定架与所述发光组件相对的外壁上设置有散热片。
13.根据权利要求12所述的光固化打印设备,其特征在于,
所述反射件为反射纸,所述反射件的厚度处于0.028mm至0.032mm的取值范围中;
所述导光片的厚度处于7.5mm至8.5mm的取值范围中;
所述均光片的厚度处于0.018mm至0.022mm的取值范围中;
所述基板的下端面和所述透光板的上端面之间的距离处于13mm至14mm的取值范围中;
所述透光板的厚度处于0.065至0.075mm的取值范围中。
14.根据权利要求12所述的光固化打印设备,其特征在于,还包括:
密封件,所述密封件设置在所述固定架和所述透光板之间,用于密封所述固定架和所述透光板之间的缝隙。
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