CN220700400U - 光固化型三维打印设备及打印系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光固化型三维打印设备,包括:包括物料槽、升降台以及图像曝光系统的打印装置以及包括刮刀、刮刀驱动装置以及收集组件的3D打印部件收集装置,其中所述刮刀包括用于与3D打印部件底部接触并将其从工件承载台上释放的刀刃部和与刀刃部相连的刀体部,所述刀体部与所述刀刃部相对的一侧为刀背部;刮刀驱动装置,驱动所述刮刀按照预定的轨迹进行运动,以将所述3D打印部件从工件承载台上释放,收集组件用于将所述释放后的3D打印部件从所述工件承载台上收集并送至一部件收纳装置,本实用新型解决了目前人工收集工件操作中收集效率低下以及存在损坏工件风险的问题,相应地,本实用新型还公开一种光固化型三维打印系统。
Description
技术领域
本申请实施例涉及3D打印技术领域,特别涉及一种光固化型三维打印设备及打印系统。
背景技术
光固化3D实体打印技术是快速成型技术的一种,常以液态光敏树脂、光敏聚合物等材料为固化材料,将打印模型划分为多个横截层,然后通过逐层打印的方式构建实体,由于其成型精度高,在模具、定制商品、医疗治具、假体等领域具有广泛应用。
光固化3D打印设备包括顶曝光式3D打印设备和底曝光式3D打印设备两种主要类型,以基于顶曝光的光固化3D打印设备为例,如图1所示,该光固化3D打印设备100,包括用于盛放光固化材料的物料槽101、用于照射物料槽内光固化材料的能量辐射装置102、用于附着固化成型3D打印部件的工件承载台103以及带动工件承载台升降的升降机构104以及控制装置105,如图1所示,具体地,能量辐射装置102位于物料槽101上方,并照射光束图像使物料槽101液面的一层光固化材料被固化,每次能量辐射装置102照射光束图像使一层光固化材料固化后,升降机构104驱动工件承载台103下降并带动成型的那层固化的光固化材料略微下降,然后进行下一次照射,如此循环,得到逐层累加成型的3D打印部件。
然而,现有的光固化型三维打印设备,工件打印完成后一般需要人工利用铲刀手动将打印好的3D打印部件从工件承载台上铲下以进行工件收集操作,对于光固化三维打印设备,一次往往需要在工件承载台打印较多的3D打印部件,需要人工一一对其铲下再进行收集费时费力,使得收集工件的效率低下,另一方面,大量的铲件操作容易导致疲劳,存在损坏3D打印部件的风险。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提出一种光固化型三维打印设备及打印系统,以解决目前人工收集工件操作中收集效率低下以及存在损坏工件风险的问题。
为实现上述目的,本申请实施例提供了一种光固化型三维打印设备,包括:
打印装置,包括:
物料槽,用于容纳光敏树脂;
升降台,包括工件承载台和升降机构,所述工件承载台用于承载3D打印部件,所述升降机构驱动所述工件承载台能够相对于所述物料槽上下移动;
图像曝光系统,位于所述物料槽上方以向所述工件承载台投射预设光束,以在所述工件承载台上表面形成所述3D打印部件;
以及
3D打印部件收集装置,包括:
刮刀,包括用于与3D打印部件底部接触并将其从工件承载台上释放的刀刃部和与刀刃部相连的刀体部,所述刀体部与所述刀刃部相对的一侧为刀背部;
刮刀驱动装置,驱动所述刮刀按照预定的轨迹进行运动,以将所述3D打印部件从工件承载台上释放;
收集组件,用于将所述释放后的3D打印部件从所述工件承载台上收集并送至一部件收纳装置。
可选地,所述刮刀自所述刀刃部向所述刀背部的厚度逐渐增大。
可选地,所述刀刃部厚度为0.05mm~1.0mm。
可选地,所述刮刀横跨在所述工件承载台的两侧,以沿所述工件承载台的邻近所述部件收纳装置侧与远离所述部件收纳装置侧之间的水平表面水平移动。
可选地,所述刮刀包括两个或两个以上,每个刮刀沿预定的移动轨迹将所述工件承载台上成型的3D打印部件分别予以释放。
可选地,每个刮刀对应于所述工件承载台上根据成型后的所述3D打印部件的分布而划分的一区段。
可选地,所述收集组件包括阻挡件以及用于将所述阻挡件连接于所述刀背部的连接部,所述阻挡件的结构应满足释放所述3D打印部件过程中使所述刮刀上方至少提供允许所述释放后的所述3D打印部件通过的空间,而在收集释放后的所述3D打印部件过程中至少部分关闭或全部关闭所述空间以阻挡所述3D打印部件实现收集。
可选地,所述连接部包括用于将所述阻挡件转动连接于所述刀背部的转动轴,所述阻挡件绕所述转动轴的转动在关闭状态与打开状态之间切换。
可选地,所述阻挡件在打开状态通过所述转动轴收折于所述刮刀上方。
可选地,当所述阻挡件收折于所述刮刀上方时,所述阻挡件沿所述刮刀水平运动方向上的宽度至少小于所述刀体部的宽度。
可选地,所述阻挡件自与所述刀背部连接一侧至远离所述刀背部一侧的厚度逐渐减小。
可选地,所述阻挡件收折于所述刮刀上方后,与所述刀背部的总体高度至少小于所述3D打印部件的重心高度。
可选地,所述阻挡件在关闭状态时,与所述刀背部的总体高度至少大于所述3D打印部件的重心高度。
可选地,所述阻挡件在打开状态收折于所述刀背部的与所述刀体部相对的一侧,且收折后的所述阻挡件最大高度不超过所述刀背部的高度。
可选地,所述刀背部的高度小于所述3D打印部件的重心高度,以在进行释放3D打印部件时所述释放后的3D打印部件能够跨过所述刮刀落在所述刮刀的与前进方向相反方向的另一侧。
可选地,所述阻挡件在所述打开状态自与所述刀背部连接的一侧向远离所述刀背部的一侧逐渐降低。
可选地,所述阻挡件包括上阻挡部和下阻挡部,所述上阻挡部通过所述连接部与所述刀背部连接,所述上阻挡部和所述下阻挡部通过翻转轴活动连接,以通过所述翻转轴的转动进行关闭状态与打开状态之间的切换。
可选地,所述阻挡件包括可伸缩挡板以及支撑结构,所述支撑架固定于所述刀背部,所述支撑结构上设有滑道以便所述可伸缩挡板进行伸缩。
可选地,所述刀背部的高度小于所述3D打印部件的重心高度,以在进行释放3D打印部件时所述释放后的3D打印部件能够跨过所述刮刀落在所述刮刀的与前进方向相反方向的另一侧。
可选地,所述收集组件包括收集件以及用于将所述收集件与所述刀背部连接的连接部,所述收集组件与所述刀刃部之间形成收纳空间,以在释放所述3D打印部件的同时将释放后的3D打印部件收纳到所述收纳空间。
可选地,所述收集件为连接于所述刀背部的直板,所述刮刀的刀体部的宽度使得所述收集组件与所述刀刃部之间形成足够的收纳空间。
可选地,所述收集件为连接于所述刀背部的弧形板,其弧形凹部与所述刀体部的宽度使得所述收集组件与所述刀刃部之间形成足够的收纳空间。
可选地,所述光固化型三维打印设备包括用于将控制所述刮刀旋转第三预设角度的驱动机构,以在所述3D打印部件收集在所述收纳空间后,驱动所述刮刀旋转至所述刀刃部朝向所述部件收纳装置倾斜,以将所述3D打印部件送入所述部件收纳装置,并在清空所述收纳空间后,将所述刮刀旋转至与所述工件承载台水平面平行。
可选地,所述收集件为与所述刀背部连接、底部与所述工件承载台接触,且底部镂空的收纳结构,以在释放所述3D打印部件的同时将释放后的3D打印部件收纳到所述收纳结构。
可选地,所述收纳结构远离所述刀背部的一侧高度至少大于所述3D打印部件的重心高度。
可选地,所述刀背部的高度以及所述收纳结构与所述刀背部连接的一侧高度均至少小于所述3D打印部件的重心高度。
可选地,所述光固化型三维打印设备还包括自动排版系统,用于接收多个三维模型,对所述多个三维模型进行排版,并输出排版后的三维模型提供给所述打印装置,以便所述打印装置对所述排版后的三维模型予以打印。
可选地,所述光固化型三维打印设备还包括自动补液装置,以根据需要对所述物料槽补充所述光敏树脂。
可选地,所述自动补液装置包括:
补液容器,设置于所述物料槽的上方,用于容纳光敏树脂;
电动阀,连接于该补液容器的底面和/或侧面的底部;
当需要对所述物料槽进行补液时,打开所述电动阀,使所述补液容器中的光敏树脂流入到该物料槽中。
为达到上述目的,本实用新型还提供一种光固化型三维打印系统,包括上位机和多台如上述的光固化型三维打印设备;
所述上位机用于在接收到打印任务时,查询各光固化型三维打印设备的状态,若有空闲的所述光固化型三维打印设备,则所述上位机将当前任务对应的三维模型发送给处于空闲状态的一个或多个所述光固化型三维打印设备进行打印;
所述光固化型三维打印设备用于在接收到该三维模型后,利用所述打印装置对其进行自动打印,并利用所述3D打印部件收集装置对打印后的3D打印部件进行自动释放并自动收集至所述部件收纳装置。
与现有技术相比,本实用新型一种光固化型三维打印设备及打印系统,具有有益效果:
1、本实用新型先利用刮刀从工件承载台的邻近部件收纳装置侧移动至远离部件收纳装置侧,将工件承载台上的3D打印部件先行释放,然后再通过将刮刀从工件承载台的远离部件收纳装置侧移动至邻近部件收纳装置侧,利用与刮刀连接的阻挡件将3D打印部件收集至部件收纳装置,实现了光固化型三维打印设备的3D打印部件的自动收集,提高了工件收集的效率;
2、本实施例通过在收集件与刀刃部之间形成可以容纳释放后的3D打印部件的收纳空间,在将所述刮刀从远离部件收纳装置的一侧移动到邻近部件收纳装置的移动过程中释放3D打印部件并将其暂时收纳至该收纳空间,在全部的3D打印部件都释放完成后,即可通过将刮刀倾斜预设角度将收纳空间中的3D打印部件送至所述部件收纳装置,本实用新型在释放3D打印部件的同时完成了3D打印部件的收集,进一步提高了工件的收集效率;
3、本实用新型通过在所述刮刀的刀背部连接底部镂空的袋状收纳结构,在释放过程中即可以将释放的3D打印部件同时收纳于该袋状收纳结构,在3D打印部件全部释放完成时,由于袋状收纳结构底部镂空,当所述袋状收纳结构脱离所述工件承载台,全部的3D打印部件即可在重力作用下落入部件收纳装置,本实用新型可在释放3D打印部件的同时完成3D打印部件的收集,并无需对刮刀进行旋转以将3D打印部件送入所述部件收纳装置,结构简单,并提高了工件的收集效率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定。
图1为现有技术中光固化型三维打印设备的结构示意图;
图2为本实用新型一些实施例中光固化型三维打印设备的结构示意图;
图3为本实用新型一些实施例中刮刀的结构示意图;
图4为本实用新型一些实施方式中刮刀横跨于工件承载台的示意图;
图5为本实用新型另一些实施方式中若干刮刀于工件承载台的示意图;
图6为本实用新型一些实施例中收集组件可收折于刮刀上方的示意图;
图7为本实用新型一些实施例中收集组件可收折于相对于刀体部一侧的示意图;
图8为本实用新型一些实施例中上下阻挡部进行翻折形成阻挡件的示意图;
图9为本实用新型一些实施例中利用可伸缩挡板形成阻挡件的示意图;
图10为本实用新型图6-图9实施例中刮刀从B侧向A侧水平方向移动收集3D打印部件的示意图;
图11为本实用新型一些实施例中收集组件为直板的示意图;
图12为本实用新型一些实施例中收集组件为弧形板的示意图;
图13-图15为图12的实施例中收集3D打印部件的过程示意图;
图16-图19为本实用新型另一些实施例中收集3D打印部件的过程示意图;
图20为本实用新型一些实施例中刮刀驱动装置的示意图;
图21为本实用新型另一些实施例中刮刀驱动装置的示意图;
图22为本实用新型另一些实施例中光固化型三维打印设备的结构示意图;
图23为本实用新型另一些实施例中光固化型三维打印系统的结构示意图。
具体实施方式
为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
在下述描述中,参考附图,附图描述了本申请的若干实施例。应当理解,还可使用其他实施例,并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的,并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例,而并非旨在限制本申请。空间相关的术语,例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等,可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件或参数,但是这些元件或参数不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件或参数与另一个元件或参数进行区分。例如,第一移动组件可以被称作第二移动组件,并且类似地,第二移动组件可以被称作第一移动组件,而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一移动组件和第二移动组件均是在描述一个移动组件,但是除非上下文以其他方式明确指出,否则它们不是同一个移动组件。相似的情况还包括第一导轨与第二导轨,或者第一驱动部件与第二驱动部件。
再者,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解,术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组,但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。因此,“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个:A;B;C;A和B;A和C;B和C;A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。
再者,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解,术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组,但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。因此,“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个:A;B;C;A和B;A和C;B和C;A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。
由背景技术可知,目前的光固化型三维打印设备,在工件打印完成后一般需要人工利用铲刀手动将打印好的3D打印工件从工件承载台上铲下并进行工件收集操作,对于光固化三维打印设备,一次往往需要在工件承载台打印较多的3D打印部件,需要人工一一对其铲下再进行收集费时费力,使得收集工件的效率低下,另一方面,大量的铲件操作容易导致疲劳,存在损坏3D打印部件的风险。
基于此,本实用新型提出一种光固化型三维打印设备,包括打印装置与3D打印部件收集装置,其中,打印装置包括:物料槽,用于承载光敏树脂,升降台,包括工件承载台和升降机构,所述工件承载台用于承载3D打印部件,所述升降机构驱动所述工件承载台能够相对于所述物料槽上下移动,以及图像曝光系统,位于所述物料槽上方以向所述工件承载台投射预设光束,以在所述工件承载台上表面形成所述3D打印部件;3D打印部件收集装置包括:刮刀,包括用于与3D打印部件底部接触并将其从工件承载台上释放的刀刃部和与刀刃部相连的刀体部,刮刀驱动装置,驱动所述刮刀按照预定的轨迹进行运动,以将所述3D打印部件从工件承载台上释放;收集组件,用于将所述释放后的3D打印部件从所述工件承载台上收集并送至一部件收纳装置,本实用新型通过刮刀驱动装置驱动刮刀按照预定的轨迹进行运动从而将所述3D打印部件从工件承载台上释放,并利用收集组件将所述释放后的工件从工件承载台上收集至一部件收纳装置,实现了光固化型三维打印设备的3D打印部件的自动收集,提高了工件的收集效率。
下面将结合具体的实施例的对本申请记载的光固化型三维打印设备的实现细节进行具体的说明,以下内容仅为方便理解提供的实现细节,并非实施本方案的必须。
本申请的一示例性实施例提供了一种光固化型三维打印设备,如图2所示,该光固化型三维打印设备200,包括:控制装置220、打印装置和3D打印部件收集装置,其中打印装置包括用于盛放光固化材料的物料槽201、用于附着固化成型的3D打印部件300的升降台以及用于使光固化材料固化的图像曝光系统204,3D打印部件收集装置包括用于与升降台上的固化成型的3D打印部件300底部接触并将其从升降台上释放的刮刀210、用于驱动刮刀210按照预定的轨迹运动以将3D打印部件300从升降台释放的刮刀驱动装置以及用于将释放后的3D打印部件300从升降台上收集至部件收纳装置的收集组件211。
所述控制装置220与上述的图像曝光系统204、升降台的驱动结构、所述刮刀的刮刀驱动装置、收集组件的驱动结构相连,用于在打印操作下控制所述图像曝光系统204、升降台的驱动结构,以在所述升降台上附着堆积图案固化层以得到相应3D打印部件,以及在打印完成后控制刮刀驱动装置及收集组件的驱动结构,将所述3D打印部件从所述升降台上释放并予以收集。其中,所述控制装置220为包含处理器的电子设备,例如,所述控制装置为计算机设备、嵌入式设备、或集成有CPU的集成电路等。
例如,所述控制装置包括:处理单元、存储单元和多个接口单元。各所述接口单元分别连接能量辐射系统和Z轴驱动机构等3D打印设备中独立封装且通过接口传输数据的装置。所述控制装置还包括以下至少一种:提示装置、人机交互装置等。所述接口单元根据所连接的装置而确定其接口类型,其包括但不限于:通用串行接口、视频接口、工控接口等。
例如,所述接口单元包括:USB接口、HDMI接口和RS232接口,其中,USB接口和RS232接口均有多个,USB接口可连接人机交互装置等,RS232接口连接检测装置和Z轴驱动机构,HDMI接口连接能量辐射系统(光学系统)。所述存储单元用于存储3D打印设备打印所需要的文件。所述文件包括:CPU运行所需的程序文件和配置文件等。
所述存储单元包含非易失性存储器和系统总线。其中,所述非易失性存储器举例为固态硬盘或U盘等。所述系统总线用于将非易失性存储器与CPU连接在一起,其中,CPU可集成在存储单元中,或与存储单元分开封装并通过系统总线与非易失性存储器连接。
所述处理单元包含:CPU或集成有CPU的芯片、可编程逻辑器件(FPGA)、和多核处理器中的至少一种。所述处理单元还包括内存、寄存器等用于临时存储数据的存储器。
所述处理单元一方面成为控制各装置依时序执行的工控单元,例如,所述处理单元在控制升降台的驱动机构将升降台移动至预设打印基准面后,向图像曝光系统204传递分层图像,待图像曝光系统204完成照射以将光固化材料图案化固化后,再控制升降台的驱动机构使升降台下降一定举例,进行下一层的图像曝光,重复上述曝光过程,直到3D打印部件打印结束。
所述物料槽201用于盛放光固化材料,所述光固化材料包括任何易于光固化的液态材料,该液态材料包括但不限于:光固化树脂液,或掺杂了添加剂、颜料、染料等混合材料的树脂液等,物料槽201的材质包括但不限于玻璃、塑料、树脂等,物料槽201的大小应至少使得升降台可以自由地在物料槽201内升降,物料槽201内的光固化材料的容量应至少使得升降台下降至物料槽201的底部时,物料槽201内的光固化材料可以覆盖住所述升降台。
升降台包括工件承载台202和升降机构203,所述工件承载台202用于承载3D打印部件,所述升降机构203驱动所述工件承载台能够相对于所述物料槽上下移动,在一些实施例中,所述升降机构203包括与所述光固化型三维打印设备200的框架连接的Z轴驱动机构,用于受控地沿竖直轴向移动调整工件承载台202,以使得工件承载台202能够相对于物料槽201上下移动,具体地,在开始打印时,工件承载台202浸没在物料槽201的液态光固化材料中,并与液态光固化材料的液面形成一均匀的液态树脂膜,液态树脂膜经图像曝光系统224所射出的紫外光(UV,Ultraviolet)照射固化后,Z轴驱动机构再驱动工件承载台202下降一定距离,进行下一层的紫外光照射固化,如此循环,直到3D打印部件300打印结束,从而使得3D打印部件300直接固化在工件承载台202上。本实用新型中,定义Z轴驱动机构驱动工件承载台202上下移动的方向为竖直方向,工件承载台202所在平面为水平面。
当然,升降机构203也不仅限于Z轴驱动机构,任何可以驱动工件承载台相对于物料槽上下移动的驱动机构均可,例如,工件承载台202也可以通过丝杆与光固化型三维打印设备200的框架连接,通过驱动装置驱动丝杆竖直轴向移动,从而带动工件承载台202相对物料槽201上下移动,本实用新型不以此为限。
由于光固化材料如光敏树脂一般都具有较强的黏性,这会使得打印完成的3D打印部件300与工件承载台202粘接得非常紧固,若要收集该3D打印部件300,首先需要将3D打印部件300从工件承载台202释放,为了将3D打印部件300从工件承载台202释放,现有技术通常是通过工人利用铲刀等工具将其铲下,费时费力,为此,本实施例的光固化型三维打印设备200还包括包含用于释放所述3D打印部件300的刮刀210,如图3所示,刮刀210包括刀刃部210a以及与刀刃部210a连接的刀体部210b,刀体部210b上相对于所述刀刃部210a的一侧为刀背部210c,在本实施例中,定义刮刀的参数如下:刮刀沿着所述工件承载台202水平运动的方向的大小为刮刀的宽度,所述刮刀在水平面与所述水平运动方向垂直的方向的大小为刮刀的长度,所述刮刀沿与所述工件承载台水平面垂直方向的大小为所述刮刀的厚度。在一些优选的实施方式中,所述刮刀210的高度自刀刃部210a向刀背部210c逐渐增大,从而使得所述刮刀210在高度方向上呈一斜面210c,以便于所述刮刀与所述3D打印部件300底部接触;在一些优选的例子中,为了便于刀刃部210a与3D打印部件300底部接触以铲除工件承载台202上附着的3D打印部件300,刀刃部210a的高度最好为0.05mm~1.0mm,优选地,刀刃部210a的高度为0.2mm。为了提高释放工件的效率,斜面210c与工件承载台202之间呈锐角,在一些实施例中,所述锐角为5°到45°范围内,优选地,所述夹角在10°到30°范围内,例如,所述锐角可以为10°、15°、20°、25°、30°等。在一些实施例中,所述刮刀210的两端分别位于所述工件承载台202的相对两侧,即所述刮刀210横跨地设置在所述工件承载台202的两侧,所述刮刀210被布置于横跨工件承载台202运动,刮刀210可以整体地沿所述工件承载台202水平方向移动,如图4所示;考虑到整个工件承载台202上的所有成型的3D打印部件300均通过一个刮刀进行释放,刮刀所受阻力较大,容易造成损坏,在另一些实施例中,所述刮刀210也可以设置多个,即所述工件承载台202可被划分为若干区段,并针对每个区段分别设置一个刮刀210,在一个优选的实施方式中,所述工件承载台202上用于成型所述3D打印部件300的区域根据成型后的3D打印部件300的分布划分为若干列的区段,可针对工件承载台202上的每列区段分别设置一刮刀210,如图5所示,需说明的是,虽然图中示出了每列区段仅包括一列的3D打印部件,但可以理解的是,每列区段也可以包括两列或两列以上的3D打印部件,本实用新型不以此为限。
在刮刀210将所述工件承载台202上的3D打印部件300释放后,还需要将释放后的3D打印部件300进行自动收集,因此,本实施例的光固化型三维打印设备200还包括收集组件211以及用于盛放收集后的3D打印部件300的部件收集装置214,为便于3D打印部件300的自动收集,部件收纳装置214一般邻接工件承载台202设置,所述部件收纳装置214可以根据需求设置为任意形状,如图2所示,例如所述部件收纳装置214在所述工件承载台202的A侧,以便收集组件211将工件承载台202上的3D打印部件300送至所述部件收纳装置214进行收集。
同时,为了使得所述刀背部210c的最大高度应小于或等于所述3D打印部件300外轮廓最小高度的1/2,以便被释放后的3D打印部件300能够通过所述刮刀掉落在刮刀后而不会堆积在所述刮刀前影响刮刀的铲件操作。
在一些实施例中,所述收集组件211包括用于收集3D打印部件300的阻挡件211a以及用于将阻挡件211a与所述刮刀210的刀背部210c连接的连接部211b,所述阻挡件的结构应满足释放所述3D打印部件过程中使所述刮刀上方至少提供允许所述释放后的所述3D打印部件通过的空间,而在收集释放后的所述3D打印部件过程中至少部分关闭或全部关闭所述空间以阻挡所述3D打印部件实现收集。在本实施例中,所述连接部211b包括用于将阻挡件211a转动连接于所述刮刀210之刀背部210c的转动轴。即,所述阻挡件211a与刮刀210的刀背部210c之间通过转动轴连接,所述阻挡件211a根据所述转动轴211b的转动在关闭状态与打开状态之间切换,在释放所述3D打印部件过程中,所述阻挡件211a处于关闭状态,所述阻挡件211a通过所述转动轴211b进行收折以便释放后的所述3D打印部件落在所述刮刀的与前进方向相反的另一侧;在收集所述3D打印部件过程中,所述阻挡件211a打开关闭状态,所述阻挡件211a通过所述转动轴211b旋转第一预设角度,以阻挡所述3D打印部件将其推送至所述部件收纳装置,也就是说,在利用刮刀210对工件承载台202上的3D打印部件300进行释放的过程中,所述阻挡件211a可利用转动轴收折在所述刮刀的刀体部210b上以便释放后的3D打印部件300不被阻挡,可以落在所述刮刀与前进方向相反方向的另一侧,当释放完毕,再利用转动轴将阻挡件211a从收折状态打开,利用阻挡件211a将释放后的3D打印部件300推送至所述部件收纳装置214。具体地,如图6所示,初始状态下,阻挡件211a可通过转动轴收折于所述刮刀210上方并位于所述工件承载台202邻近所述部件收纳装置214的一侧(此时由于打开了刮刀上方的空间以便释放的的3D打印部件可以跨过刮刀落在与前进方向相反的另一侧,故称之为打开状态),即图中的A侧,等待打印工作完成,当打印任务完成后,刮刀210沿工件承载台202水平方向上移动至远离所述部件收纳装置214的一侧即B侧,此过程利用所述刮刀210释放工件承载台202的3D打印部件,在此过程中,阻挡件211a仍然收折于所述刮刀210的刀体部210b上,当刮刀210到达B侧,所述工件承载台202的所有3D打印部件300均已释放,此时将阻挡件211a通过转动轴展开,竖直位于所述刮刀210的刀背部210c上(此时关闭了刮刀上方允许3D打印部件通过的空间,故称之为关闭状态),然后将刮刀210沿所述工件承载台202水平方向上从B侧移动至A侧,在将刮刀210沿所述工件承载台202水平方向上从B侧移动至A侧的过程中,利用竖直位于所述刮刀210的刀背部210c上的阻挡件211a将所述工件承载台202上已释放的3D打印部件300推送至所述部件收纳装置214,如图10所示。在一些优选的实施方式中,为使阻挡件211a能够顺利将所述工件承载台202上已释放的3D打印部件300推送至所述部件收纳装置214,所述阻挡件211a立于所述刮刀刀背部210c上的总体高度(即在关闭状态下的所述阻挡件211a与所述刮刀的刀背部210c共同形成的高度)应至少大于所述3D打印部件300的重心高度,当所述3D打印部件300有多个时,所述阻挡件211a立于所述刮刀刀背部210c上的总体高度应大于所述3D打印部件300最大的重心高度;另一方面,为避免阻挡件211a收折后影响刀刃部210a对3D打印部件300的释放,所述阻挡件211a本身的高度应使得其收折于所述刮刀210上时不影响刀刃部210a的工作,即所述阻挡件211a收折于所述刮刀210上时沿所述刮刀210水平运动方向上的宽度应至少小于所述刀体部210b沿所述刮刀210水平运动方向上的宽度,优选地,为避免阻挡件211a收折后其邻近刀刃部210的端部影响释放后的3D打印部件跨跃所述刮刀落在所述刮刀与前进方向相反方向的另一侧,所述阻挡件211a自与所述刀背部210c连接的一侧至远离所述刀背部的一侧的厚度逐渐减小,从而使得收折后的阻挡件211a具有倾斜的斜坡结构,便于释放后的3D打印部件通过该斜坡跨跃所述刮刀落在所述刮刀与前进方向相反方向的另一侧;同时,所述阻挡件211a收折于所述刮刀上后的总体高度(即在打开状态下的所述阻挡件211a与所述刮刀的刀背部210c共同形成的高度)应小于所述3D打印部件300的重心高度,以便在打开状态进行释放3D打印部件时释放后的3D打印部件能够跨过所述刮刀落在所述刮刀与前进方向相反方向的另一侧,当所述3D打印部件300有多个时,所述阻挡件211a收折于所述刮刀刀背部210c上的总体高度应小于所述3D打印部件300的最小重心高度。
在一些实施方式中,所述阻挡件211a的打开状态也可以不是将所述阻挡件211a收折于所述刮刀上方,所述阻挡件211a也可以收折于与所述刮刀210刀背部连接、位于所述刀背部与所述刀体部相对的一侧,同时,收折后的所述阻挡件在所述刮刀上的最大高度不超过所述刀背部的高度,即本实施例中,阻挡件211a的收折方向与上一实施例中的收折方向相反,如图7所示,在本实施例中,由于收折后的所述阻挡件在所述刮刀上的最大高度不超过所述刀背部的高度,因此,只要所述刮刀的刀背部的高度小于所述3D打印部件300的重心高度,在收折状态(即打开状态)进行释放3D打印部件时释放后的3D打印部件都应能够跨过所述刮刀落在所述刮刀与前进方向相反方向的另一侧,当所述3D打印部件300有多个时,所述刮刀的刀背部高度应小于所述3D打印部件300的最小重心高度;在一个优选的实施方式中,为避免阻挡件收折后位于所述刀背部与所述刀体部相对的一侧增加了刮刀的宽度,使得释放后的3D打印部件可能堆积在该阻挡件的区域,因此,处于关闭状态的阻挡件与刮刀沿刮刀水平运动方向的宽度最好小于所述3D打印部件外轮廓的最小宽度,在另一个优选的实施方式中,所述阻挡件211a自与所述刀背部210c连接的一侧至远离所述刀背部的一侧的厚度逐渐减小,即使得阻挡件在打开状态时远离与所述刀背部210c连接的一侧的高度低于与所述刀背部连接的一侧高度,从而使得打开状态的阻挡件211a自与刀背部相连的一侧到远离刀背部一侧为斜坡状,便于释放后的3D打印部件通过所述刀背部后落入所述刮刀与前进方向相反方向的另一侧。
需说明的是,为使得阻挡件211a能够自动进行打开状态与关闭状态之间的切换,并能将阻挡件锁紧在打开状态或关闭状态,所述阻挡件211a需要相应的驱动装置进行驱动,由于利用驱动装置实现两个组件之间的转动连接已是现有技术中的公知技术,其具体结构在此不再赘述。
在另一些实施例中,所述阻挡件211a可以包括上阻挡部211a-1和下阻挡部211a-2,上阻挡部211a-1通过连接部与所述刮刀210的刀背部210c连接,如图8所示,其连接方式可以是一体成型,也可以是固定连接或可拆卸连接中的任意一种,上阻挡部211a-1和下阻挡部211a-2通过翻转轴211a-3活动连接,以通过所述翻转轴211a-3的转动进行关闭状态与打开状态之间的切换,在释放所述3D打印部件过程中,所述上阻挡部211a-1和所述下阻挡部211a-2处于打开状态,所述下阻挡部211a-2通过所述翻转轴211a-3翻转第二预设角度,以便在所述上阻挡部211a-1与所述刀背部210c之间形成允许释放后的所述3D打印部件通过的空间;在收集所述3D打印部件过程中,所述上阻挡部211a-1和所述下阻挡部211a-2处于关闭状态,所述下阻挡部211a-2通过所述翻转轴211a-3翻转相反方向的第二预设角度,与所述上阻挡部211a-1形成所述阻挡件,以将可将释放后的所述3D打印部件推送至所述部件收纳装置,也就是说,在利用刮刀210对工件承载台202上的3D打印部件300进行释放的过程中,下阻挡部211a-2通过翻转轴211a-3翻折,以便在所述上阻挡部与所述刀背部之间形成允许所述释放后的所述3D打印部件通过的空间,释放后的3D打印部件都应能够跨过所述刮刀落在所述刮刀与前进方向相反方向的另一侧,当释放完毕,则将下阻挡部211a-2通过翻转轴211a-3恢复到原位,此时下阻挡部211a-2与上阻挡部211a-1形成整体的阻挡件211a,可将释放后的3D打印部件300推送至所述部件收纳装置214。下阻挡部211a-2初始可处于自然状态,也就是未翻折状态,上阻挡部211a-1与下阻挡部211a-2通过翻转轴连接形成一整体的阻挡件,且上阻挡部211a-1固定于刮刀210的刀背部210c上位于工件承载台202邻近所述部件收纳装置214的一侧,即图中的A侧,等待打印工作,当打印任务完成后,下阻挡部211a-2通过翻转轴211a-3进行翻折,如图8所示,刮刀210沿工件承载台202水平方向上移动至远离所述部件收纳装置214的一侧,即B侧,以释放工件承载台202的3D打印部件,此时下阻挡部211a-2由于处于翻折状态,释放后的3D打印部件可通过上阻挡部211a-1下面的空间并能够跨过所述刮刀落在所述刮刀与前进方向相反方向的另一侧,当刮刀210位于B侧时,工件承载台202的所有3D打印部件300均已释放,此时下阻挡部211a-2通过翻转轴211a-3恢复原位,此时上阻挡部211a-1与下阻挡部211a-2形成一个整体的阻挡件位于所述刮刀210的刀背部,在将刮刀210沿所述工件承载台202水平方向上从B侧移动至A侧的过程中,则利用该阻挡件将仍在所述工件承载台202上但已释放的3D打印部件300推送至所述部件收纳装置214,可参照图10。在本实施例中,为使得处于翻折状态时,释放后的3D打印部件能够跨过所述刮刀落在所述刮刀与前进方向相反方向的另一侧,所述刮刀的刀背部的高度应小于所述3D打印部件300的重心高度,同样地,当所述3D打印部件300有多个时,所述刮刀的刀背部高度应小于所述3D打印部件300的最小重心高度。
在一些实施例中,所述阻挡件211a可伸缩挡板211a-4以及支撑结构,所述所述支撑架固定于所述刀背部,所述支撑结构上设有滑道以便所述可伸缩挡板211a-4进行伸缩,以使得阻挡件211a在关闭状态和打开状态之间切换。在一个优选的实施方式中,所述支撑结构可以包括用于收纳可伸缩挡板211a-4的收纳仓211a-5,所述收纳仓211a-5两侧通过连接部211a-6固定于所述刮刀210的刀背部210c,当所述连接部211a-6上设有滑道211a-7以便可伸缩挡板211a-4进行伸缩,如图9所示,初始状态可伸缩挡板211a-4缩于上方的收纳仓211a-5,并位于所述工件承载台202邻近所述部件收纳装置214的一侧(此时定义为打开状态),即图中的A侧,等待打印工作完成,当打印任务完成后,刮刀210沿工件承载台202水平方向上移动至远离所述部件收纳装置214的一侧即B侧,此过程利用所述刮刀210释放工件承载台202的3D打印部件,在此过程中,可伸缩挡板211a-4仍缩于上方的收纳仓211a-5内,当刮刀210到达B侧,所述工件承载台202的所有3D打印部件300均已释放,此时控制可伸缩挡板211a-4伸展,可伸缩挡板211a-4的底部与所述刀背部接触形成用于收集3D打印部件的阻挡件(此时关闭刮刀上方的空间定义为关闭状态),然后将刮刀210沿所述工件承载台202水平方向上从B侧移动至A侧,在将刮刀210沿所述工件承载台202水平方向上从B侧移动至A侧的过程中,利用形成为阻挡件的将所述工件承载台202上已释放的3D打印部件300推送至所述部件收纳装置214,如图10所示。同样地,在本实施例中,为使得可伸缩挡板处于收缩状态时,释放后的3D打印部件能够跨过所述刮刀落在所述刮刀与前进方向相反方向的另一侧,所述刮刀的刀背部的高度应小于所述3D打印部件300的重心高度,同样地,当所述3D打印部件300有多个时,所述刮刀的刀背部高度应小于所述3D打印部件300的最小重心高度。
需说明的是,为使得可伸缩挡板211a-4能够自动进行伸缩,并能锁紧在伸展状态或收缩状态,所述可伸缩挡板211a-4需要相应的驱动装置进行驱动,由于利用驱动装置驱动可伸缩挡板的伸缩已是现有技术中的常用技术,其具体结构在此不再赘述。
可见,上述各实施例通过先利用刮刀从工件承载台202的邻近部件收纳装置214侧移动至远离部件收纳装置214侧,将工件承载台202上的3D打印部件300先行释放,然后再通过将刮刀从工件承载台202的远离部件收纳装置214侧移动至邻近部件收纳装置214侧,利用与刮刀连接的阻挡件将3D打印部件300收集至部件收纳装置214,实现了光固化型三维打印设备的3D打印部件的自动收集,提高了工件收集的效率。
然而,上述各实施例的刮刀与收集组件需要经过两次在邻近部件收纳装置侧与远离部件收纳装置侧之间的移动才能实现3D打印部件的收集,且由于两次移动过程分别用于释放和收集3D打印部件,移动速度需要较为缓慢,因而工件收集效率仍有待提高。
为提高工件的收集效率,在本申请的另一些实施例中,参看图11所示,所述收集组件包括用于收集3D打印部件300的收集件100a、用于将收集件100a与所述刮刀210的刀背部210c连接的连接部,其中,所述收集件100a与所述刮刀210的刀刃部之间形成足够收纳释放后的所述3D打印部件300的收纳空间100b,从而便于在对所述工件承载台上的所述3D打印部件300释放的同时,释放后的所述3D打印部件300可以暂时收纳于所述收纳空间,而在全部的所述3D打印部件300被释放后,再从该收纳空间送至所述部件收纳装置。
在一些优选的实施方式中,如图11所示,所述收集件100a可以为直板,其与所述刮刀210之间的连接可以是一体成型,也可以是固定连接或可拆卸连接中的任意一种,为使得收集件100a与所述刮刀210的刀刃部之间形成足够收纳释放后的所述3D打印部件300的收纳空间,所述刮刀210的刀体部210b沿其水平运动方向具有足够的宽度以形成用于收纳释放后的3D打印部件的收纳空间;在另一些优选的实施方式中,所述收集件100a也可以为C形的弧形板,该C形的弧形板板与所述刮刀210的刀背部之间可以形成足够收纳释放后的所述3D打印部件300的收纳空间100b,或者该C形的弧形板板与所述刮刀210的刀体部共同形成足够收纳释放后的所述3D打印部件300的收纳空间100b,如图12所示;以所述收集件100a为C形的弧形板为例,参照图12-图15,在初始状态及打印工作进行的过程中,所述刮刀210及连接于所述刮刀210的收集件100a位于所述工件承载台的远离部件收纳装置214的一侧,即图中的B侧,当打印完成后,所述刮刀210沿工件承载台202水平方向上移动至邻近所述部件收纳装置214的一侧,即A侧,以释放工件承载台202的3D打印部件,并在释放所述3D打印部件的同时将释放后的3D打印部件收纳至所述刀体部形成的收纳空间100b,如图13所示;当所述刮刀到达A侧,即部件收纳装置214的上方,此时所有3D打印部件300均已释放并已收纳至所述收纳空间100b,此时利用连接所述刮刀或设置于刮刀上的驱动机构令所述刮刀210从与所述工件承载台202水平面平行的位置旋转至与所述工件承载台水平面成预设角度,使刀刃部210a朝下向部件收纳装置214倾斜,从而使得收纳于所述刀体部210b上的收纳空间的3D打印部件300在重力作用下掉入所述部件收件装置214,如图14所示,当所述收纳空间内的所有3D打印部件300全部掉入所述部件收纳装置214后,再利用驱动机构将所述刮刀210旋转至与所述工件承载台水平面平行,并将所述刮刀210沿工件承载台202水平方向移动至远离所述部件收纳装置214的一侧以等待下一次的工件收集,如图15所示。在本实施例中,为使收集件100a能阻挡住释放后的3D打印部件300将其收纳于所述收纳空间而不会跨过收集件100a落入工件承载台202上,所述收集件100a沿与所述工件承载台水平面垂直方向的高度至少要大于所述3D打印部件的重心高度。
可见,本实施例通过在收集件与刀刃部之间形成可以容纳释放后的3D打印部件的收纳空间,在将所述刮刀从远离部件收纳装置的一侧移动到邻近部件收纳装置的移动过程中释放3D打印部件并将其暂时收纳至该收纳空间,在全部的3D打印部件都释放完成后,即可通过将刮刀倾斜预设角度将收纳空间中的3D打印部件送至所述部件收纳装置,本实用新型在释放3D打印部件的同时完成了3D打印部件的收集,提高了工件的收集效率。
在另一些优选的实施方式中,所述收集件100a为连接于所述刮刀210刀背部210c的收纳结构,所述收纳结构与所述工件承载台接触的底部镂空,所述收纳结构形成了用于足够收纳释放后的所述3D打印部件300的收纳空间100b,所述收纳结构可以为类似袋子的袋状收纳结构,但本实用新型不以此为限,参照图16-图19,在初始状态及打印工作进行的过程中,所述刮刀210及连接于所述刮刀210的收集件100a位于所述工件承载台的远离部件收纳装置214的一侧,即图中的B侧,如图16所示,当打印完成后,所述刮刀210沿工件承载台202水平方向上移动至邻近所述部件收纳装置214的一侧,即A侧,以释放工件承载台202的3D打印部件,在释放的3D打印部件可以跨越所述刮刀210的刀背部落入所述收纳结构中,如图17所示;当所述刮刀到达A侧,此时所有3D打印部件300均已释放并已收纳至所述收纳空间100b,当刮刀继续移动脱离工件承载台时,由于收纳结构底部镂空,收纳于所述收纳结构中的3D打印部件脱离了工件承载台的承载,则会在重力作用下掉落至所述部件收纳装置214中,如图18所示;在所有3D打印部件300均掉落至所述部件收纳装置214后,将所述刮刀210沿工件承载台202水平方向移动至远离所述部件收纳装置214的一侧以等待下一次的工件收集,如图19所示。在一些优选的实例中,为使得释放后的3D打印部件能够跨越所述刮刀落入所述收纳结构,所述刮刀的最大高度不能大于所述3D打印部件的重心高度,优选地,当所述3D打印部件为多个且重心高度不一致时,所述刮刀的最大高度要小于多个3D打印部件中最小的重心高度,同时,为使得收纳结构可以起到收纳所述3D打印部件的作用,所述收纳结构远离所述刀背部的一侧的高度则至少要大于所述3D打印部件的重心高度,优选地,当所述3D打印部件为多个且重心高度不一致时,所述收纳结构远离所述刀背部的一侧的高度至少要大于所述多个3D打印部件中最小的重心高度。
可见,本实用新型通过在所述刮刀的刀背部连接底部镂空的收纳结构,在释放过程中即可以将释放的3D打印部件同时收纳于该收纳结构,在3D打印部件全部释放完成时,由于收纳结构底部镂空,当所述收纳结构脱离所述工件承载台,全部的3D打印部件即可在重力作用下落入部件收纳装置,与前述实施例相比,本实施例无需采用驱动机构将刮刀进行旋转倾斜,可在释放3D打印部件的同时完成3D打印部件的收集,进一步提高了工件的收集效率。
在一些实施例中,为使刮刀210能够沿所述工件承载台202的水平方向自动运动,所述刮刀210需要通过刮刀驱动装置予以驱动,在一些优选的实施方式中,所述刮刀驱动装置包括导轨和驱动部件,所述导轨平行于所述工件承载台的水平面设置,所述驱动部件用于驱动所述刮刀沿着所述导轨在所述工件承载台的水平方向移动,在一些例子中,所述驱动部件可以包括驱动电机230和丝杆231,丝杆231受驱动电机控制转动以使所述刮刀在相应丝杆上直线移动,如图20所示,优选地,为使得刮刀在丝杆上稳定运动,所述驱动部件还包括引导杆232;在另一些例子中,所述驱动部件还可以包括驱动电机和同步带,同步带受驱动电机控制以带动所述刮刀沿导轨移动。所述驱动电机包括但不限于:步进电机、伺服电机。需说明的是,若所述刮刀为横跨于所述工件承载台的整体,则所述导轨可以设置在所述刮刀沿水平运动方向的两侧或任意一侧,当然所述导轨也可以设置在所述工件承载台的上方;若所述刮刀对应所述工件承载台各列分布多个,则用于各刮刀移动的导轨设置在所述工件承载台的上方。
在另一些优选的实施方式中,如图20所示,所述刮刀驱动装置包括用于使所述刮刀于所述工件承载台沿水平方向运动的驱动杆234,所述驱动杆234连接所述刮刀210的刀背部210c,所述驱动杆234由电磁结构233控制。
为实现本实用新型自动打印的目的,在一些实施例中,所述光固化型三维打印设备还包括自动排版系统,用于接收多个三维模型,对所述多个三维模型进行排版,并输出排版后的三维模型提供给所述打印装置,以便所述打印装置对所述排版后的三维模型予以打印。所述自动排版系统可以是光固化型三维打印设备的控制系统中的一个模块,也可以是单独设置的一个单元,本实用新型不以此为限。
在一实施例中,自动排版系统可以通过现有的计算机软件实现,例如MakerBot公司的MakerBot Print软件、中瑞科技公司的3dMagics软件。对于软件实现而言,自动排版系统210可通过诸如程序模块(procedures)和函数模块(functions)等独立的软件模块来加以实现,其中每一个模块执行一个或多个自动排版系统的功能和操作。软件代码可通过在适当编程语言中编写的应用软件来加以实施,可以储存在内存中,由控制器或处理器执行。
可以理解的,自动排版系统还可以通过硬件或计算机软件与硬件的组合加以实现。对于硬件实现而言,自动排版系统210可通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于实现自动排版系统210功能的其它电子装置或上述装置的选择组合来加以实现。
在另一些实施例中,所述光固化型三维打印设备还包括自动补液装置,以根据需要对所述物料槽进行补充光固化材料。
如图22所示,所述自动补液装置具有补液容器215和电动阀216。补液容器215用于容纳光固化材料,并设置于物料槽201的上方。补液容器215的底面设置有出液口,并与电动阀216连接。当然,出液口还可以设置于补液容器215侧面的底部。当电动阀216打开时,补液容器215内的光固化材料可以在重力的作用下流入到物料槽201中,从而实现对物料槽201补液的目的。另外,补液容器215的顶面还可以设置有进液口,用于对补液容器215补充光敏树脂。可以理解的,当补液容器215中的液位高于物料槽201中的液位时,自动补液装置即可正常工作。
自动补液装置还可以具有保护阀。保护阀设置于出液口和电动阀216之间,所述保护阀用于关闭出液口和电动阀之间的通路。这样可以方便检修而无需清空补液容器。可以理解的,在自动补液装置正常工作时,保护阀一般处于打开状态。
为实现自动补液,自动补液装置还可以包括液位检测装置。液位检测装置用于检测物料槽内的液位,以便根据检测结果控制电动阀216的打开和关闭,以控制补液时机和补液量。在本实施例中,液位检测装置可以仅有一个,也可以为多个,在一个优选的实施方式中,液位检测装置可以是超声式液位检测器、光学液位检测器和电容式液位检测器等中的一种或多种。
如图23所示,本实用新型还提供了一种光固化三维打印系统,所述光固化型三维打印系统包括上位机400和多台与上位机400连接的光固化型三维打印设备200-1~200-k。上位机400用于控制光固化型三维打印设备200-1~200-k进行三维模型的打印,具体而言,当上位机400接收到打印任务时,查询光固化型三维打印设备200-1~200-k的状态,若有空闲的三维打印设备200,则上位机400将当前任务的三维模型发送给处于空闲状态的一个或多个光固化型三维打印设备200进行打印。光固化型三维打印设备200接收到三维模型后,利用所述打印装置对其进行自动打印,并利用所述3D打印部件收集装置对打印后的3D打印部件进行自动释放并自动收集至所述部件收纳装置,还可以进行自动排版,并在需要时进行自动补液。
光固化型三维打印设备200-1~200-k可以自动向上位机400报告其当前的状态,上位机400存储光固化型三维打印设备200-1~200-k所报告的状态。上位机400查询光固化型三维打印设备200-1~200-k的状态是在上位机400的本地中查询。可以理解的,上位机400查询光固化型三维打印设备200-1~200-k的状态也可以是直接向光固化型三维打印设备200-1~200-k查询。其中,光固化型三维打印设备200-1~200-k的状态包括但不限于空闲、打印中、错误。
在一些实施方式中,光固化型三维打印系统还可以包括服务器500。服务器500用于接收、处理远端用户的打印任务,并在上位机400通过网络连接到服务器500获取打印任务时,将远端用户的打印任务发送给上位机400。其中,上位机400连接到服务器500的网络包括但不限于ADSL网络、LAN网络、WLAN网络、WAN网络。
应当说明的是,以上实施例在不产生矛盾的情况下,均可根据需要进行自由组合以形成不同的新的实施方案,这种组合后形成的实施方案均为本实用新型的保护范围,为了节省申请文本的篇幅,在此不再赘述。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
同样地,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (30)
1.一种光固化型三维打印设备,其特征在于,包括:
打印装置,包括:
物料槽,用于容纳光敏树脂;
升降台,包括工件承载台和升降机构,所述工件承载台用于承载3D打印部件,所述升降机构驱动所述工件承载台能够相对于所述物料槽上下移动;
图像曝光系统,位于所述物料槽上方以向所述工件承载台投射预设光束,以在所述工件承载台上表面形成所述3D打印部件;
以及
3D打印部件收集装置,包括:
刮刀,包括用于与3D打印部件底部接触并将其从工件承载台上释放的刀刃部和与刀刃部相连的刀体部,所述刀体部与所述刀刃部相对的一侧为刀背部;
刮刀驱动装置,驱动所述刮刀按照预定的轨迹进行运动,以将所述3D打印部件从工件承载台上释放;
收集组件,用于将所述释放后的3D打印部件从所述工件承载台上收集并送至一部件收纳装置。
2.如权利要求1所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述刮刀自所述刀刃部向所述刀背部的厚度逐渐增大。
3.如权利要求2所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述刀刃部厚度为0.05mm~1.0mm。
4.如权利要求1所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述刮刀横跨在所述工件承载台的两侧,以沿所述工件承载台的邻近所述部件收纳装置侧与远离所述部件收纳装置侧之间的水平表面水平移动。
5.如权利要求1所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述刮刀包括两个或两个以上,每个刮刀沿预定的移动轨迹将所述工件承载台上成型的3D打印部件分别予以释放。
6.如权利要求5所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,每个刮刀对应于所述工件承载台上根据成型后的所述3D打印部件的分布而划分的一区段。
7.如权利要求1-6任一项所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述收集组件包括阻挡件以及用于将所述阻挡件连接于所述刀背部的连接部,所述阻挡件的结构应满足释放所述3D打印部件过程中使所述刮刀上方至少提供允许所述释放后的所述3D打印部件通过的空间,而在收集释放后的所述3D打印部件过程中至少部分关闭或全部关闭所述空间以阻挡所述3D打印部件实现收集。
8.如权利要求7所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述连接部包括用于将所述阻挡件转动连接于所述刀背部的转动轴,所述阻挡件绕所述转动轴的转动在关闭状态与打开状态之间切换。
9.如权利要求8所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述阻挡件在打开状态通过所述转动轴收折于所述刮刀上方。
10.如权利要求9所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,当所述阻挡件收折于所述刮刀上方时,所述阻挡件沿所述刮刀水平运动方向上的宽度至少小于所述刀体部的宽度。
11.如权利要求10所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述阻挡件自与所述刀背部连接一侧至远离所述刀背部一侧的厚度逐渐减小。
12.如权利要求10所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述阻挡件收折于所述刮刀上方后,与所述刀背部的总体高度至少小于所述3D打印部件的重心高度。
13.如权利要求10所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述阻挡件在关闭状态时,与所述刀背部的总体高度至少大于所述3D打印部件的重心高度。
14.如权利要求8所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述阻挡件在打开状态收折于所述刀背部的与所述刀体部相对的一侧,且收折后的所述阻挡件最大高度不超过所述刀背部的高度。
15.如权利要求14所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述刀背部的高度小于所述3D打印部件的重心高度,以在进行释放3D打印部件时所述释放后的3D打印部件能够跨过所述刮刀落在所述刮刀的与前进方向相反方向的另一侧。
16.如权利要求14所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述阻挡件在所述打开状态自与所述刀背部连接的一侧向远离所述刀背部的一侧逐渐降低。
17.如权利要求7所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述阻挡件包括上阻挡部和下阻挡部,所述上阻挡部通过所述连接部与所述刀背部连接,所述上阻挡部和所述下阻挡部通过翻转轴活动连接,以通过所述翻转轴的转动进行关闭状态与打开状态之间的切换。
18.如权利要求7所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述阻挡件包括可伸缩挡板以及支撑结构,所述支撑结构固定于所述刀背部,所述支撑结构上设有滑道以便所述可伸缩挡板进行伸缩。
19.如权利要求17或18所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述刀背部的高度小于所述3D打印部件的重心高度,以在进行释放3D打印部件时所述释放后的3D打印部件能够跨过所述刮刀落在所述刮刀的与前进方向相反方向的另一侧。
20.如权利要求1-6任一项所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述收集组件包括收集件以及用于将所述收集件与所述刀背部连接的连接部,所述收集组件与所述刀刃部之间形成收纳空间,以在释放所述3D打印部件的同时将释放后的3D打印部件收纳到所述收纳空间。
21.如权利要求20所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述收集件为连接于所述刀背部的直板,所述刮刀的刀体部的宽度使得所述收集组件与所述刀刃部之间形成足够的收纳空间。
22.如权利要求20所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述收集件为连接于所述刀背部的弧形板,其弧形凹部与所述刀体部的宽度使得所述收集组件与所述刀刃部之间形成足够的收纳空间。
23.如权利要求21或22所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述光固化型三维打印设备包括用于将控制所述刮刀旋转第三预设角度的驱动机构,以在所述3D打印部件收集在所述收纳空间后,驱动所述刮刀旋转至所述刀刃部朝向所述部件收纳装置倾斜,以将所述3D打印部件送入所述部件收纳装置,并在清空所述收纳空间后,将所述刮刀旋转至与所述工件承载台水平面平行。
24.如权利要求20所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述收集件为与所述刀背部连接、底部与所述工件承载台接触,且底部镂空的收纳结构,以在释放所述3D打印部件的同时将释放后的3D打印部件收纳到所述收纳结构。
25.如权利要求24所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述收纳结构远离所述刀背部的一侧高度至少大于所述3D打印部件的重心高度。
26.如权利要求24所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述刀背部的高度以及所述收纳结构与所述刀背部连接的一侧高度均至少小于所述3D打印部件的重心高度。
27.如权利要求1-6任一项所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述光固化型三维打印设备还包括自动排版系统,用于接收多个三维模型,对所述多个三维模型进行排版,并输出排版后的三维模型提供给所述打印装置,以便所述打印装置对所述排版后的三维模型予以打印。
28.如权利要求1-6任一项所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述光固化型三维打印设备还包括自动补液装置,以根据需要对所述物料槽补充所述光敏树脂。
29.如权利要求28所述的光固化型三维打印设备,其特征在于,所述自动补液装置包括:
补液容器,设置于所述物料槽的上方,用于容纳光敏树脂;
电动阀,连接于该补液容器的底面和/或侧面的底部;
当需要对所述物料槽进行补液时,打开所述电动阀,使所述补液容器中的光敏树脂流入到该物料槽中。
30.一种光固化型三维打印系统,其特征在于,包括上位机和多台如权利要求1至29任一项所述的光固化型三维打印设备;
所述上位机用于在接收到打印任务时,查询各光固化型三维打印设备的状态,若有空闲的所述光固化型三维打印设备,则所述上位机将当前任务对应的三维模型发送给处于空闲状态的一个或多个所述光固化型三维打印设备进行打印;
所述光固化型三维打印设备用于在接收到该三维模型后,利用所述打印装置对其进行自动打印,并利用所述3D打印部件收集装置对打印后的3D打印部件进行自动释放并自动收集至所述部件收纳装置。
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