JP3219608U

JP3219608U - ３ｄプリンタ

Info

Publication number: JP3219608U
Application number: JP2018004137U
Authority: JP
Inventors: 徳云莫; ▲るぅ▼ 陳; 遠東莫
Original assignee: 嶺南師範学院
Priority date: 2018-08-06
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2019-01-10
Anticipated expiration: 2028-10-25
Also published as: CN108724701A

Abstract

【課題】成形板が上がるときに、硬化成形単層の下表面とタンクの上表面が粘着されて、成形品質に悪影響を与える問題を効果的に解決する３Ｄプリンタを提供する。【解決手段】フレーム１０と、液体プリント消耗材を収納し且つ底壁が光を透過可能なタンク２０と、タンク２０の上方に位置し且つ昇降可能な成形板５０と、タンク２０の下方に位置する硬化光源３０とを備え、該３Ｄプリンタはさらに、タンク２０を駆動して水平運動させる振動機構を備え、振動機構は偏心回転子７０を含み、振動機構が成形板５０において上動するとき、タンク２０を所定距離だけ水平移動させることにより、硬化成形単層とタンクの透光性底壁の間の粘着力を解消し、且つ現在の硬化成形単層の下表面の成形品質を両立させる。【選択図】図１

Description

本考案は３Ｄプリントの分野に属し、具体的には、３Ｄプリンタに関する。

従来の液体プリント消耗材に対応するプリンタは、主にオーバーレイ成形原理を利用したものであり、具体的には、プリントする前に、被加工物の３Ｄモデルを所定方向において複数の層に分割して、一層ごとに外輪郭を有するパターンを形成し、次に、プリンタを用いて、対応層にある外輪郭パターンに従い、１つの成形板に液体プリント消耗材をプリントし、その後、プリントしたパターン層を硬化させ、上記動作を繰り返して、最終的に成形板に被加工物のプリント成形を行う。

従来、液体プリント消耗材を用いて被加工物を成形する３Ｄプリンタは、具体的には、成形板を液体プリント消耗材を収納するタンクに入れて、光照射によりタンク内の液体プリント消耗材を硬化させるとともに、層ごとに成形板に付着させ、オーバーレイを硬化させるごとに、次回のオーバーレイの硬化成形のために成形板を駆動して小さな距離だけ上動して、しかしながら、各層の硬化作業を実行するとき、現在の硬化成形単層の下表面とタンクの上表面がある程度粘着されてしまうため、この場合、成形板を直接上へ上昇すると、現在の硬化成形単層の下表面が接着により下へ引っ張られるとともに、現在の硬化成形単層の下表面の平坦さにも所定の影響を与える。

本考案の目的は、従来技術の欠点を解消して、３Ｄプリンタを提供し、特定の振動機構を用いることで、成形板が上がるときに、現在の硬化成形単層の下表面とタンクの上表面が粘着されて、成形品質に悪影響を与えるという問題を効果的に解決することである。

上記技術的問題を解決するために、本考案は下記技術案を採用する。

フレームと、液体プリント消耗材を収納し且つ底壁が光を透過可能なタンクと、前記タンクの上方に位置し昇降可能な成形板と、前記タンクの下方に位置する硬化光源とを備える３Ｄプリンタであって、前記３Ｄプリンタは、前記タンクを駆動して水平運動させる振動機構をさらに備えることを特徴とする。

本考案では、タンクを駆動して水平運動させる振動機構を用いることにより、簡単な構造を用いて、水平移動することで硬化成形単層とタンクの透光性底壁の間の粘着力を解消して、プリントの成形品質を向上させる。

組み立て性を向上させるために、前記振動機構は、第２駆動モジュールと第２伝動モジュールを含む。

タンクの取り付け安定性を向上させるために、前記フレームにテーブルが設けられ、前記タンクは前記テーブルに取り付けられる。

振動のために十分なスペースを提供して、衝撃を避けるように、前記テーブルに、前記タンクを収納するための開口が設置され、前記開口のエッジと前記タンク側壁の間に隙間を有する。

振動機構の複雑さを低下させて、振動効果を効果的に高めるために、前記第２伝動モジュールは、前記テーブルに取り付けられ且つ前記テーブルの所在する平面に平行であるスライダバーと、前記タンク側壁に設けられ、前記スライダバーに套設され且つ前記スライダバーと隙間嵌めするスライダーと、カム部と駆動部を含み、前記カム部がタンク側壁の外側端に可動に当接され、前記駆動部が前記第２駆動モジュールに接続される偏心回転子とを含む。

カム部の振動・リセット作業に効果的に対応するように、前記タンク側壁の前記カム部から離れた外側端にリセット装置が取り付けられ、前記リセット装置は弾性素子である。

タンクと偏心回転子の頻繁な摩擦による損失を減少させるために、前記タンク側壁と前記カム部の当接部に緩衝ガスケットが設けられ、前記緩衝ガスケットは弾性体材料である。

成形板が効果的に昇降できるように、さらに、前記成形板を駆動して昇降させる第１駆動モジュールと第１伝動ユニットを備える。

組み立て性を向上させるために、前記第１駆動モジュールは、フレームに固定された第１モータを含む。

成形板を効果的に駆動して作動させるために、前記第１伝動ユニットは、前記フレームの高さ方向に延び且つ前記第１モータの回転軸と同期して連結される伝動ネジロッドと、前記伝動ネジロッドに套設され且つ螺合する昇降ラックと、前記フレームに設けられ且つ前記フレームの高さ方向に延びているガイドバーとを含み、前記昇降ラックは前記ガイドバーに可動に套設され、前記成形板は前記昇降ラックに固定される。

従来技術に比べて、本考案の有益な効果は以下のとおりである。

従来の３Ｄプリンタに比べて、本考案は、タンクをフレームに可動に取り付け、且つ振動機構でタンクを水平移動又はリセットさせ、タンクを所定距離だけ水平移動させることで、硬化成形単層とタンクの透光性底壁の間の粘着力を解消するとともに、現在の硬化成形単層の下表面の成形品質を両立させる。本考案は、設計が合理的で、使用しやすく、簡単なステップによってプリント製品の品質を効果的に向上させて、実用のニーズに合致する。

３Ｄプリンタの構造模式図である。３Ｄプリンタの正面図である。振動機構の構造模式図である。振動機構の作動原理図である。

以下、図面及び実施形態を参照しながら、本考案についてさらに説明する。図面は例示的に説明するもので、実物図ではなく、模式図であり、本考案を制限するものではない。本考案の実施例をよく説明するために、図面の一部を省略したり、拡大又は縮小させたりし、製品の実際寸法ではなく、当業者であれば、図面中の一部の周知構造及びその説明が省略されていることは理解すべきである。

本考案の実施例の図面中、同じ又は類似した符号は同じ又は類似した部材を示し、本考案の説明において、なお、用語「上」、「下」、「左」、「右」などで示される方位又は位置関係は、図面に示される方位又は位置関係であり、本考案の説明し易さ及び説明の簡略化のためであり、示される装置又は素子が特定の方位を有するか、特定の方位で組み合わせたり操作したりしなければならないことを指示又は示唆するものではなく、従って、図面に示される位置関係の用語は例示的に説明するために過ぎず、本考案を制限するものではなく、当業者であれば、具体的な状況に応じて、上記用語の定義を理解できる。

図１−図４に、本考案による好適実施例が示される。３Ｄプリンタは、フレーム１０、タンク２０、成形板５０、振動機構、第１駆動モジュール、第１伝動ユニット及び硬化光源３０を備え、フレーム１０は、装置全体を取り付けるための基礎となり、該フレーム１０にテーブル１１が設置され、タンク２０は液体プリント消耗材２００を収納するものであり、透光性底壁及び透光性底壁の周辺を取り込んだ側壁２１を含み、その上部が開口構造であり、成形板５０は、タンク２０の上方に位置し、その長さ及び幅のいずれもタンク２０の長さと幅より小さく、第１駆動モジュール及び第１伝動ユニットは成形板５０を駆動してフレーム１０の高さ方向に昇降させ、すなわち、成形板５０を駆動してタンク２０内に位置する位置とタンク２０の外部に位置する位置の間で運動させ、硬化光源３０はタンク２０の下方に位置し、該硬化光源３０からの光線３１が透光性底壁を透過してタンク２０の内部にある液体プリント消耗材を硬化させ、たとえば、液体プリント消耗材としてＵＶ光硬化性樹脂が使用され、硬化光源３０としてＵＶ紫外線チューブが使用されてもよい。

第１駆動モジュールは、本体が部分的にフレーム１０に固定された第１モータ６０を含み、第１伝動ユニットは、フレーム１０の高さ方向に延び且つ第１モータ６０の回転軸と同期して連結される伝動ネジロッド６１を含み、伝動ネジロッド６１はフレーム１０の高さ方向に沿って移動可能な昇降ラック４０に挿通され且つ昇降ラック４０に螺合され、フレーム１０には、フレームの高さ方向に延びているガイドバー１２が設置され、昇降ラック４０はガイドバー１２に可動に套設され、上記第１モータ６０、伝動ネジロッド６１及び昇降ラック４０はネジロッド伝動機構を構成し、成形板５０は昇降ラック４０に固定され、このように、プリント過程に成形板５０の上動位置を正確に制御できる。

テーブル１１にタンク２０を収納するための開口が設置され、該開口のエッジとタンク２０の側壁の間に隙間を有し、該隙間はタンク２０の水平移動に十分な空間を提供して、衝撃を避ける。

振動機構は第２伝動モジュールと第２駆動モジュールを含む。第２駆動モジュールはテーブル１１に装着され、モータであってもよく、第２伝動モジュールは偏心回転子７０、スライダバー７４、スライダー７５、リセット装置を含み、スライダバー７４はテーブル１１に装着され、且つ該スライダバー７４はテーブル１１の所在する平面に平行であり、スライダー７５はタンク２０の側壁に装着され、スライダー７５はスライダバー７４に套設され且つスライダバー７４と隙間嵌めし、偏心回転子７０は駆動部とカム部を含み、駆動部は第２駆動モジュールに接続され、駆動部は回転軸７１により第２駆動モジュールの回転動力出力端に装着され、カム部はタンク側壁２１の一つの外側端に可動に当接される。リセット装置は、タンク２０のカム部の取り付け位置から離れた別の外側端に取り付けられ、該リセット装置としては、タンク側壁２１とカム部を当接させる付勢力を提供するバネ７３が使用される。タンク側壁２１とカム部の当接部には、弾性体材料の緩衝ガスケット７２が設けられる。

上記３Ｄプリンタを使用するとき、まず、被加工物の３Ｄモデルを所定方向において複数の層に分け、層ごとに外輪郭を有するパターンを形成し、次に、駆動モジュールで成形板５０を駆動してタンク２０の内部まで下動させ、成形板５０と透光性底壁の間に形成される隙間が被加工物を積層成形するときの一層の厚みになり、成形板５０と透光性底壁の間の隙間により液体プリント消耗材の深さが制限され、次に、硬化光源３０を起動させて、分割したパターン層ごとに、硬化光源３０から形状に対応した光線３１を射出し、光を照射する場合、成形板５０と透光性底壁の間にある液体プリント消耗材を硬化成形させて対応したパターン層を形成し、続いて、積層成形時の各ユニット層の厚みに相当する所定距離だけ、駆動モジュールで成形板５０を上動させ、タンク２０内の液体プリント消耗材２００が成形板５０にプリントしたパターン層と透光性底壁の間に流れ、さらに硬化光源３０で照射して、液体プリント消耗材を硬化させて、連続的に積層した成形ユニット層８を形成する。成形ユニット層８が硬化されるごとに、該成形ユニット層８の下表面と透光性底壁の間に粘着力が生じ、駆動モジュールで成形板５０を駆動して上動させる前に、振動機構はタンクを所定距離だけ水平移動させることで、粘着力を解消し、且つタンク２０が水平移動するだけであるため、現在の成形ユニット層８の成形品質に悪影響を与えない。なお、タンク２０が水平移動又はリセットした後にしか、成形板５０は上動して次の単層の成形操作を行うことができない。

勿論、本考案の上記実施例は、本考案を明瞭に説明するための例に過ぎず、本考案の実施形態を限定するものではない。当業者であれば、上記説明に基づいて様々な形態の変化や変更をすることができる。ここで、実施形態を網羅的に挙げることができないことに加えて、その必要もない。本考案の精神と原則を逸脱せずに行うすべての修正、同等置換や改良などは本考案の登録許請求の範囲の保護範囲に含まれる。

１０、フレーム
１１、テーブル
１１１、開口
１２、ガイドバー
２０、タンク
２００、液体プリント消耗材
２１、側壁
３０、硬化光源
３１、光線
４０、昇降ラック
５０、成形板
６０、第１モータ
６１、伝動ネジロッド
７０、偏心回転子
７１、回転軸
７２、緩衝ガスケット
７３、バネ
７４、スライダバー
７５、スライダー
８、成形ユニット層

Claims

フレーム（１０）と、液体プリント消耗材を収納し且つ底壁が光を透過可能なタンク（２０）と、前記タンク（２０）の上方に位置し昇降可能な成形板（５０）と、前記タンク（２０）の下方に位置する硬化光源（３０）とを備える３Ｄプリンタであって、
前記タンク（２０）を駆動して水平運動させる振動機構をさらに備えることを特徴とする３Ｄプリンタ。
前記振動機構は、第２駆動モジュールと第２伝動モジュールを含むことを特徴とする請求項１に記載の３Ｄプリンタ。
前記フレーム（１０）にテーブル（１１）が設けられ、前記タンク（２０）は前記テーブル（１１）に取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の３Ｄプリンタ。
前記テーブル（１１）に前記タンク（２０）を収容する開口が設置され、前記開口のエッジと前記タンク側壁（２１）の間に隙間を有することを特徴とする請求項３に記載の３Ｄプリンタ。
前記第２伝動モジュールは、前記テーブル（１１）に取り付けて前記テーブル（１１）の所在する平面に平行であるスライダバー（７４）と、前記タンク側壁（２１）に設けられ、前記スライダバー（７４）に套設され且つ前記スライダバー（７４）と隙間嵌めするスライダー（７５）と、カム部と駆動部とを含み、前記カム部がタンク側壁（２１）の外側端に可動に当接され、前記駆動部が前記第２駆動モジュールに接続される偏心回転子（７０）とを含むことを特徴とする請求項４に記載の３Ｄプリンタ。
前記タンク側壁（２１）の前記カム部から離れた外側端にリセット装置が取り付けられ、前記リセット装置は弾性素子であることを特徴とする請求項５に記載の３Ｄプリンタ。
前記タンク側壁（２１）と前記カム部の当接部に、弾性体材料の緩衝ガスケット（７２）が設けられることを特徴とする請求項５に記載の３Ｄプリンタ。
前記成形板（５０）を駆動して昇降させる第１駆動モジュールと第１伝動ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１−７のいずれかに記載の３Ｄプリンタ。
前記第１駆動モジュールは、フレーム（１０）に固定された第１モータ（６０）を含むことを特徴とする請求項８に記載の３Ｄプリンタ。
前記第１伝動ユニットは、前記フレーム（１０）の高さ方向に延び且つ前記第１モータ（６０）の回転軸と同期して連結される伝動ネジロッド（６１）と、前記伝動ネジロッド（６１）に套設され且つ螺合する昇降ラック（４０）と、前記フレーム（１０）に設けられ且つ前記フレーム（１０）の高さ方向に延びているガイドバー（１２）とを含み、前記昇降ラック（４０）は前記ガイドバー（１２）に可動に套設され、前記成形板（５０）は前記昇降ラック（４０）に固定されることを特徴とする請求項９に記載の３Ｄプリンタ。