RU2784982C1 - Оптическая машина 3d принтера со световым отверждением, принтер и способ отображения света - Google Patents
Оптическая машина 3d принтера со световым отверждением, принтер и способ отображения света Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784982C1 RU2784982C1 RU2021124478A RU2021124478A RU2784982C1 RU 2784982 C1 RU2784982 C1 RU 2784982C1 RU 2021124478 A RU2021124478 A RU 2021124478A RU 2021124478 A RU2021124478 A RU 2021124478A RU 2784982 C1 RU2784982 C1 RU 2784982C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- optical
- curing
- printer
- screen
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical Effects 0.000 title claims abstract description 54
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 29
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 238000007639 printing Methods 0.000 abstract description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 210000003644 lens cell Anatomy 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
- 230000002087 whitening Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Оптическая машина 3D-принтера со световым отверждением содержит множество источников света, которые размещены равномерно и одновременно излучают рассеянный свет в пределах первого заранее заданного угла; решетчатую пластину, которая имеет вертикальные оптические каналы прямо над каждым из источников света, каждый из которых расположен в центре оптического канала с боковыми стенками, ограничивающими отражение света; оптическое стекло, расположенное над решетчатой пластиной и имеющее ячейки, образованные конденсирующими линзами над каждым из оптических каналов; и передающий жидкокристаллический экран с матрицей пикселей, расположенный над оптическим стеклом. Часть рассеянного света, излучаемого источниками света, входит в оптические каналы под вторым заранее заданным углом, выходит наружу и входит в ячейки, образованные конденсирующими линзами, и после коллимирования ячейками в диапазоне углов от 0 до 20 градусов направляется на передающий жидкокристаллический экран, и свет от множества источников света соответственно коллимируется и полностью покрывает передающий жидкокристаллический экран. Технический результат - улучшение однородности света и улучшение эффекта отверждения вещества. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Изобретение относится к области трехмерной печати, в частности, к оптической машине 3D-принтера со световым отверждением, принтеру и способу отображения света.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Технология 3D-печати заключается в том, что 3D-объект получается путем послойной печати через 3D-модель. Существующая технология 3D-печати включает в себя технологию лазерного оптического модулятора (LOM) и технологию светового отверждения, при этом технология светового отверждения широко распространена. Технология светового отверждения заключается в том, что смола полимеризуется и отверждается под воздействием света, а не облученная часть не отверждается. Некоторые из существующих 3D-принтеров со световым отверждением используют экран со светоизлучающими диодами (LED) для создания рисунка экспозиции. Экран со светоизлучающими диодами представляет собой дисплейный экран, состоящий из светодиодов, и поэтому соответствующий шаблон экспозиции получается только путем управления световой ситуацией светоизлучающего диода экрана светодиодного дисплея. Этот способ экспонирования должен хорошо контролировать такие параметры, как яркость и компенсация экспозиции светодиодной лампы, иначе это повлияет на качество готового продукта. Некоторые из существующих 3D-принтеров со световым отверждением используют ЖК-экран жидкокристаллического дисплея, но равномерность света относительно низка, что приводит к плохому эффекту отверждения продукта.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Ввиду этого необходимо представить оптическую машину 3D-принтера со световым отверждением, принтер и способ отображения света, которые упрощают требования к управлению источником света, улучшают однородность света и улучшают эффект отверждения вещества.
[0004] Описание представляет собой оптическую машину 3D-принтера со световым отверждением, при этом оптическая машина 3D-принтера со световым отверждением содержит:
[0005] множество источников излучения света, которые размещены равномерно и одновременно излучают рассеянный свет;
[0006] решетчатую пластину, которая расположена над источниками излучения света и имеет вертикальные оптические каналы, соответствующие местоположениям прямо над каждым из источников излучения света, каждый из которых расположен в центре оптического канала, определенного вертикальными и непрозрачными боковыми стенками, ограничивающими отражение света;
[0007] оптическое стекло, которое расположено под световодным элементом и имеет ячейки, образованные конденсирующими линзами, сформированные в местоположениях прямо над каждым из оптических каналов;
[0008] передающий жидкокристаллический (ЖК) экран (LCD), который расположен над оптическим стеклом и имеет матрицу пикселей, причем прозрачность каждого из пикселей управляется посредством регулирования напряжения;
[0009] при этом, по меньшей мере, часть рассеянного света, излучаемого источниками излучения света, входит в оптические каналы, часть рассеянного света, входящего в оптические каналы, выходит наружу и входит в ячейки, образованные конденсирующими линзами, часть рассеянного света после коллимирования ячейками, образованными конденсирующими линзами направляется на передающий ЖК-экран, а свет от множества источников излучения света соответственно коллимируется и полностью покрывает передающий ЖК-экран.
[0010] Кроме того, нижняя поверхность оптического стекла является плоской, верхняя поверхность оптического стекла представляет собой множество выпуклых поверхностей, каждая из выпуклых поверхностей соответствует одной ячейке, образованной конденсирующей линзой, при этом оптическое стекло поддерживается решетчатой пластиной и плотно прилегает к верхней поверхности решетчатой пластины.
[0011] Кроме того, решетчатая пластина расположена на определенном расстоянии от источников излучения света.
[0012] Кроме того, источники излучения света расположены на осветительной пластине, а охлаждающая пластина расположена под осветительной пластиной.
[0013] Кроме того, решетчатая пластина и охлаждающая пластина закреплены, передающий ЖК-экран закреплен посредством рамы, а рама и нагревательная пластина закреплены посредством кронштейна.
[0014] Кроме того, передающий ЖК-экран представляет собой постоянный черный жесткий экран.
[0015] Кроме того, передающий ЖК-экран содержит линии развертки и сигнальные линии, линии развертки проходят в поперечном направлении и разнесены в продольном направлении, сигнальные линии проходят в продольном направлении и разнесены в поперечном направлении, квадратные области определены между двумя соседними линиями развертки и двумя соседними сигнальными линиями, прозрачный электрод расположен в квадратной области, контур прозрачного электрода является квадратным и непрерывным, область, соответствующая прозрачному электроду, является минимальным пикселем, а прозрачный электрод электрически соединен с одной из двух линий развертки и одной из двух сигнальных линий.
[0016] Кроме того, передающий ЖК-экран является черно-белым экраном.
[0017] Объект изобретения предоставляет собой 3D-принтер со световым отверждением, при этом 3D-принтер со световым отверждением использует описанную оптическую машину.
[0018] Объект изобретения также предоставляет способ 3D-печати с использованием 3D-принтера со световым отверждением, при этом способ включает следующие этапы:
[0019] управление множеством источников излучения света для одновременного излучения рассеянного излучения света для соответствующего коллимирования соответствующими ячейками, образованными конденсирующими линзами;
[0020] регулирование напряжения в соответствии с формой будущего изделия для управления прозрачностью каждого пикселя передающего ЖК-экрана для получения шаблона передачи, соответствующего форме будущего изделия;
[0021] при этом коллимированный свет выходит из шаблона передачи.
По сравнению с предшествующим уровнем техники, изобретение имеет следующие технические результаты: благодаря наличию передающего ЖК-экрана ситуация передачи решеток пикселей передающего ЖК-экрана может хорошо управляться для получения шаблона передачи, соответствующего форме будущего изделия, и по крайней мере часть рассеянного света, излучаемого источником света, попадает в оптический канал, свет, рассеянный под большим углом, поглощается решетчатой пластиной и не может попасть в оптический канал, эта часть рассеянного света, входящего в оптический канал под немного большим углом, будет поглощаться боковой стенкой оптического канала, и только свет в пределах заданного диапазона углов будет излучаться из оптического канала в ячейку, образованную конденсирующей линзой. Ячейка, образованная конденсирующей линзой, коллимирует эту часть света на передающий ЖК-экран. Свет, излучаемый на передающий ЖК-экран, является относительно вертикальным и однородным. Коллимированный свет может излучаться из шаблона передачи и облучать жидкий светочувствительный полимер с целью отверждения для получения рисунка слоев. Трехмерный объект получается путем непрерывного наложения рисунков слоев. Равномерность коллимированного света высока, поэтому эффект светоотверждения улучшается, а конечный трехмерный объект становится более реалистичным. В процессе отверждения источник света может излучать свет все время без сложного управления под управлением светопропускания передающего ЖК-экрана. 3D-принтер для отверждения может применяться в фотоэлектрической промышленности, индустрии печатных плат (PCB), индустрии печати упаковки, индустрии печати этикеток, цветной бумажной промышленности, полиграфической промышленности, производстве стекла для домашнего применения, производстве стекла для электронной промышленности и т.д, при этом соответствующие процессы могут быть разработаны для различных отраслей и требований клиентов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0022] Фиг.1 представляет собой схему структуры примера осуществления изобретения.
[0023] Фиг.2 иллюстрирует структуру решетчатой пластины согласно примеру осуществления изобретения.
[0024] Фиг.3 иллюстрирует ход лучей в примере осуществления изобретения.
[0025] Фиг.4 иллюстрирует структуру цветного жидкокристаллического экрана, используемого в предшествующем уровне техники.
[0026] Фиг.5 представляет собой эффектное изображение результата использования цветного жидкокристаллического экрана, используемого в предшествующем уровне техники.
[0027] Фиг.6 иллюстрирует структуру примера осуществления передающего ЖК-экрана согласно изобретению.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0028] Далее техническое решение в примерах осуществления изобретения будет ясно и полностью описано со ссылками на чертежи в примерах осуществления изобретения. Очевидно, описанные примеры являются только одной частью примеров осуществления изобретения, но не всеми примерами осуществления. Другие примеры, сделанные специалистами в данной области на основе примеров изобретения без творческих усилий, все включены в объем защиты изобретения. Можно понять, что чертежи используются только для подтверждения ссылок и иллюстрации, но не предназначены для ограничения изобретения. Примеры соединений, отображаемые на чертежах, служат только для ясного описания, но не ограничивают способы соединения.
[0029] Следует отметить, что когда считается, что компонент «соединен» с другим компонентом, он может быть напрямую соединен с другим компонентом, или могут существовать промежуточные компоненты одновременно. Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют те же значения, что и те, которые обычно понимаются специалистами в технической области настоящего описания. Следует также отметить, что, если иное не оговорено и не ограничено, термины «устройство», «связь» и «соединение» следует понимать в широком смысле. Например, это может быть фиксированное соединение, разъемное соединение или интегрированное соединение; это может быть механическое соединение, электрическое соединение или внутренняя связь между двумя элементами. Для специалистов в данной области техники конкретное значение приведенных выше терминов в описании может быть понято в конкретных обстоятельствах. Термины, используемые в описании изобретения здесь, используются только с целью описания конкретных примеров осуществления и не предназначены для ограничения изобретения.
[0030] Следует также отметить, что в описании изобретения ориентация или взаимосвязь местоположений обозначены терминами «центральный», «верхний», «нижний», «левый», «правый», «вертикальный», «горизонтальный», «внутренний» и «наружный» основаны на ориентации или соотношении местоположений, показанных на прилагаемых чертежах, только для удобства описания изобретения и упрощения описания, а не для указания или косвенного указания, что устройство или элемент должен иметь определенную ориентацию и быть сконструирован и эксплуатироваться в определенной ориентации, и поэтому его нельзя понимать как ограничение изобретения. Кроме того, термины «первый», «второй» и «третий» используются только в описательных целях и не могут быть истолкованы как указывающие или подразумевающие относительную важность.
[0031] Согласно фиг.1, изобретение представляет собой 3D-принтер со световым отверждением, который содержит охлаждающую пластину 10, осветительную пластину 20, множество источников 30 излучения света, решетчатую пластину 40, оптическое стекло 50 и передающий ЖК-экран 60, расположенные в таком порядке снизу вверх.
[0032] При этом множество источников 30 излучения света равномерно размещены на осветительной пластине 20, источники 30 излучения света могут быть расположены в столбцах матрицы, имеющей одинаковые интервалы между строками и столбцами. Свет, излучаемый каждым из источников 30 излучения света, представляет собой рассеянный свет в широком диапазоне. После того, как источники 30 излучения света размещены на осветительной пластине 20, угол свечения составляет приблизительно 180°. В изобретении множество источников 30 излучения света одновременно излучают рассеянный свет. Источники 30 излучения света излучают свет, имеющий определенную длину волны и используемый для отверждения полимера.
[0033] Охлаждающая пластина 10 используется для улучшения эффекта рассеивания тепла от источников 30 излучения света. При этом решетчатая пластина 40 расположена на определенном расстоянии от источников 30 излучения света, и решетчатая пластина 40 и охлаждающая пластина 10 закреплены. Нижняя поверхность оптического стекла 50 является плоской, верхняя поверхность оптического стекла 50 представляет собой множество выпуклых поверхностей, каждая из выпуклых поверхностей соответствует одной ячейке 51, образованной конденсирующей линзой, а оптическое стекло 50 поддерживается решетчатой пластиной 40 и плотно прилегает к верхней поверхности решетчатой пластины 40. Передающий ЖК-экран 60 закреплен через раму 70, а рама 70 и охлаждающая пластина 10 закреплены через кронштейн 71. Передающий ЖК-экран 60 имеет матрицу пикселей.
[0034] Передающий ЖК-экран 60 представляет собой постоянный черный жесткий экран. Свет не может проходить через передающий ЖК-экран 60 с постоянным черным цветом, когда он не включен, то есть является черным под облучением светоизлучающего источника и непрозрачен. Если машина выходит из строя или останавливается, полимер не будет отвержден, и в процессе отверждения не останется никаких остатков и нитей полимера. Жидкий кристалл передающего ЖК-экрана 60 не изменяется под действием внешней силы, чтобы избежать побеления и утечки света передающего экрана 60 LCD и предотвратить образование остатков.
[0035] Принцип действия передающего ЖК-экрана 60 заключается в том, что жидкий кристалл находится между двумя проводящими стеклянными подложками. Под действием двух электродов верхней и нижней стеклянных подложек молекулы жидких кристаллов искажаются и деформируются, что приводит к изменению прозрачности матрицы пикселей ЖК-экрана. При этом передающий ЖК-экран 60 используется только как окно, пропускающее свет, и не излучает свет сам по себе.
[0036] Как показано на фиг. 2, решетчатая пластина 40 может быть изготовлена из непрозрачного светопоглощающего материала. Решетчатая пластина 40 имеет множество вертикальных оптических каналов 41, равномерно распределенных по источникам 30 излучения света. Равномерно распределенные оптические каналы 41 образованы множеством горизонтально и продольно расположенных вертикальных пластин. Оптический канал 41 окружен вертикальными боковыми стенками 42. Когда свет излучается на боковые стенки 42, он будет ограничен отражением или даже поглощением. Вертикальный оптический канал 41 соответствует местоположению прямо над источником 30 излучения света, а источник 30 излучения света расположен в центре оптического канала 41.
[0037] Ячейка 51, образованная конденсирующей линзой, сформирована прямо над оптическим стеклом 50 и соответствует оптическому каналу 41.
[0038] Свет, излучаемый источником 30 излучения света, сосредоточен внутри угла приблизительно 180°. Если свет концентрируется непосредственно через ячейку 51, образованную конденсирующей линзой, большая часть света не может быть коллимирована в требуемый диапазон углов, и сконцентрированный свет по-прежнему имеет большой угол. Таким образом, на передающем ЖК-экране 60 будет неравномерное освещение. В изобретении рассеянный свет, излучаемый источником 30 излучения света в пределах первого заранее заданного диапазона углов, входит в оптический канал 41, в то время как рассеянный свет, находящийся вне заранее заданного диапазона углов, экранируется решетчатой пластиной 40. Рассеянный свет, попадающий в оптический канал 41, излучается под вторым заранее заданным углом, потому что свет между первым заранее заданным углом и вторым заранее заданным углом поглощается боковой стенкой 42. Как показано на фиг. 3, первый заранее заданный угол равен Ө1 = 2 arctg L1 / d1, где L1 - это расстояние по вертикали между внутренней стороной нижнего торца оптического канала 41 и его центральной линией, а d1 - расстояние между нижним торцом оптического канала 41 и источником 30 излучения света. Второй заранее заданный угол составляет Ө2 = 2 arctg L1 / d2, где L2 - расстояние по вертикали между внутренней стороной верхнего торца оптического канала 41 и его центральной линией, а d2 - это расстояние между верхним торцом оптического канала 41 и источником 30 излучения света.
[0039] Свет, излучаемый из оптического канала 41, будет падать на ячейку 51, образованную конденсирующей линзой, коллимироваться ячейкой 51, образованной конденсирующей линзой, и затем направляться на передающий ЖК-экран 60. Угол коллимации света составляет от 0 до 20 градусов, предпочтительно 7 градусов. Регулируя расстояние между передающим ЖК-экраном 60 и верхним торцом оптического канала 41, свет множества источников 30 излучения света может быть сколлимирован и полностью покрывать передающий ЖК-экран 60, так что каждый пиксель передающего ЖК-экрана 60 может освещаться светом.
[0040] Ситуацией передачи матрицей пикселей передающего ЖК-экрана 60 можно управлять для получения шаблона передачи, соответствующего форме будущего изделия. Коллимированный свет может излучаться из шаблона 601 передачи для облучения жидкого светочувствительного полимера, который затем может быть отвержден для получения послойных шаблонов 101, которые непрерывно накладываются друг на друга для получения трехмерного объекта. Свет, направленный на передающий ЖК-экран 60, является относительно вертикальным и однородным. Размер шаблона 601 передачи на передающем ЖК-экране 60 в основном соответствует размеру отверждаемого послойного шаблона 101, который может улучшить светоотверждающий эффект, и конечный трехмерный объект является более реалистичным. В процессе отверждения источник 30 излучения света может излучать свет все время без сложного управления, только благодаря управлению ситуацией передачи передающего ЖК-экрана 60.
[0041] Кроме того, следует отметить, что некоторые из существующих 3D-принтеров со световым отверждением используют цветной ЖК-экран для выборочного пропускания света. Структура известного цветного ЖК-дисплея, показанная на фиг. 4, включает в себя переднюю поляризационную пластину 301, переднюю стеклянную подложку 302, RGB слой 303, передний электрод 304, жидкокристаллический слой 305, задний электрод 306, заднюю стеклянную подложку 307, заднюю поляризационную пластину 308 и светоизлучающую пластину 309, при этом передний электрод и задний электрод имеют форму полосы. Слой 3031 цвета R, слой 3032 цвета G и слой 3033 цвета B полностью покрывают три электрода соответственно, чтобы сформировать пиксель 400 (пунктирная рамка на фиг. 2). Таким образом, матрица пикселей формируется непрерывно. Эффект можно увидеть на фиг. 2. Каждый пиксель включает в себя три полосообразных субблока, которые по отдельности управляют напряжениями передних и задних соответствующих двух электродов, чтобы реализовать вращение жидкого кристалла в пикселе. Жидкому кристаллу требуется определенное время в процессе вращения, и три электрода, покрытые R, G и B, не могут полностью и синхронно вращаться. Следовательно, когда форма листа изменяется и соответственно изменяется схема экспонирования цветного ЖК-дисплея, край изделия будет шероховатым и недостаточно тонким. Кроме того, свет не может проходить через зазор между двумя соседними полосообразными субблоками, прозрачность отдельного пикселя относительно низкая, и отверждение приведет к образованию большого количества узких полос.
[0042] В конкретном примере осуществления изобретения, как показано на фиг.6, передающий ЖК-экран 60 содержит линии 61 развертки и сигнальные линии 62, линия 61 сканирования проходит в поперечном направлении и расположена продольно с интервалами, сигнальные линии 62 проходят продольно и расположены в поперечном направлении с интервалами, и квадратные области 63 определены между двумя соседними линиями 61 развертки и двумя соседними сигнальными линиями 62. Прозрачный электрод 64 расположен в квадратной области 63, контур прозрачного электрода 64 является квадратным, а прозрачный электрод 64 является непрерывным, при этом область, соответствующая прозрачному электроду 64, является минимальным пикселем, а прозрачный электрод 64 электрически соединен с одной из двух линий 61 развертки и с одной из двух сигнальных линий 62. В частности, прозрачный электрод 64 соединен со стоком транзистора, линия 61 развертки соединена с затвором транзистора, а сигнальная линия 62 i s, соединенный с истоком транзистора. Прозрачный электрод 64 может быть соединен с сигнальной линией 62 на правой стороне и линией 61 развертки на верхней стороне транзистора, таким образом, выполняется такая компоновка матрицы. Конечно, транзистор может быть расположен в любом месте в верхнем левом углу, нижнем правом углу или нижнем левом углу прозрачного электрода 64.
[0043] В конкретном примере осуществления настоящего изобретения минимальный пиксель квадрата соответствует высокой степени прозрачности. Степень прозрачности при длине волны 405 нм высока, а коэффициент контрастности может достигать 500. В процессе изменения шаблона экспонирования весь жидкий кристалл квадратного пикселя вращается одновременно, а край изделия более тонкий. Точность изобретения может достигать 30 * 30 мкм.
[0044] В этом примере осуществления изобретения передающий ЖК-экран 60 представляет собой черно-белый экран, то есть слой RGB удален, так что передающий эффект передающего ЖК-экрана 60 лучше.
[0045] Изобретение также предоставляет способ 3D-печати на основе 3D-принтера со световым отверждением. Способ включает следующие этапы:
[0046] S100: управление множеством источников 30 излучения света для одновременного излучения рассеянного света для коллимирования соответствующими ячейками 51, образованными конденсирующими линзами.
[0047] S200: регулировка напряжения для управления прозрачностью каждого пикселя передающего ЖК-экрана 60 в соответствии с формой будущего изделия для получения шаблона передачи, соответствующего форме будущего изделия.
[0048] При этом коллимированный свет излучается из шаблона передачи. Следует понимать, что указанные выше этапы S100 и S200 могут выполняться одновременно или взаимозаменяемо.
[0049] Техническое решение согласно изобретению может быть применено к фотоэлектрической промышленности, индустрии печатных плат, индустрии печати упаковки, индустрии печати этикеток, индустрии цветочной бумаги, полиграфической промышленности, производства стекла для домашнего применения и производства стекла для электронной промышленности и т.д., и может быть использовано для разработки соответствующих процессов для различных отраслей и требований клиентов.
[0051] В описании и формуле изобретения слова «включать / содержать» и «иметь/включать» и их преобразования используются для указания существования заявленных функций, значений, этапов или компонентов, но не исключают наличие или добавление одной или нескольких других функций, значений, шагов, компонентов или их комбинаций.
[0052] Некоторые особенности изобретения описаны в различных примерах осуществления для ясности. Однако эти особенности также могут быть описаны в сочетании в одном примере осуществления изобретения. Напротив, некоторые особенности настоящего изобретения для простоты описаны только в одном примере осуществления. Однако эти особенности также могут быть описаны в различных примерах осуществления по отдельности или в любой подходящей комбинации.
[0053] Приведенное выше описание является только предпочтительным примером осуществления изобретения и не предназначено для ограничения изобретения. Любые модификации, эквивалентные замены и улучшения, сделанные в соответствии с духом и принципами изобретения, должны быть включены в объем охраны изобретения.
Claims (22)
1. Оптическая машина 3D-принтера со световым отверждением, содержащая:
множество источников излучения света, которые размещены равномерно и одновременно излучают рассеянный свет в пределах первого заранее заданного угла, при этом
первый заранее заданный угол равен Ө1 = 2 arctg L1 / d1,
где L1 - это расстояние по вертикали между внутренней стороной нижнего торца оптического канала и его центральной линией, а d1 - расстояние между нижним торцом оптического канала и источником излучения света;
решетчатую пластину, которая расположена над источниками излучения света и имеет вертикальные оптические каналы, соответствующие местоположениям прямо над каждым из источников излучения света, каждый из которых расположен в центре оптического канала, определенного вертикальными и непрозрачными боковыми стенками, ограничивающими отражение света;
оптическое стекло, которое расположено над решетчатой пластиной и имеет ячейки, образованные конденсирующими линзами, сформированные в местоположениях прямо над каждым из оптических каналов; и
передающий жидкокристаллический экран, который расположен над оптическим стеклом и имеет матрицу пикселей, причем прозрачность каждого пикселя регулируется посредством регулирования напряжения;
при этом, по меньшей мере, часть рассеянного света, излучаемого источниками света, входит в оптические каналы под вторым заранее заданным углом, при это второй заранее заданный угол составляет Ө2 = 2 arctg L1 / d2,
где d2 - это расстояние между верхним торцом оптического канала и источником излучения света, при этом
часть рассеянного света, входящего в оптические каналы, выходит наружу и входит в ячейки, образованные конденсирующими линзами, часть рассеянного света после коллимирования ячейками в диапазоне углов от 0 до 20 градусов, образованными конденсирующими линзами, направляется на передающий жидкокристаллический экран, и свет от множества источников излучения света соответственно коллимируется и полностью покрывает передающий жидкокристаллический экран.
2. Оптическая машина 3D-принтера со световым отверждением по п. 1, в которой нижняя поверхность оптического стекла является плоской, верхняя поверхность оптического стекла представляет собой множество выпуклых поверхностей, каждая из выпуклых поверхностей соответствует одной ячейке, образованной конденсирующей линзой, при этом оптическое стекло поддерживается решетчатой пластиной и плотно прилегает к верхней поверхности решетчатой пластины.
3. Оптическая машина 3D-принтера со световым отверждением по п. 1, в которой решетчатая пластина расположена на определенном расстоянии от источников излучения света.
4. Оптическая машина 3D-принтера со световым отверждением по п. 1, в которой источники излучения света расположены на осветительной пластине, а охлаждающая пластина расположена под осветительной пластиной.
5. Оптическая машина 3D-принтера со световым отверждением по п. 1, в которой решетчатая пластина и охлаждающая пластина закреплены, передающий ЖК-экран закреплен посредством рамы, а рама и охлаждающая пластина закреплены посредством кронштейна.
6. Оптическая машина 3D-принтера со световым отверждением по п. 1, в которой передающий ЖК-экран представляет собой постоянный черный жесткий экран.
7. Оптическая машина 3D-принтера со световым отверждением по п. 1, в которой передающий жидкокристаллический экран содержит линии развертки и сигнальные линии, линии развертки проходят в поперечном направлении и разнесены в продольном направлении, сигнальные линии проходят в продольном направлении и разнесены в поперечном направлении, квадратные области определены между двумя соседними линиями развертки и двумя соседними сигнальными линиями, прозрачный электрод расположен в квадратной области, контур прозрачного электрода является квадратным и непрерывным, область, соответствующая прозрачному электроду, является минимальным пикселем, а прозрачный электрод электрически соединен с одной из двух линий развертки и одной из двух сигнальных линий.
8. Оптическая машина 3D-принтера со световым отверждением по п. 7, в которой передающий жидкокристаллический экран является черно-белым экраном.
9. 3D-принтер со световым отверждением, использующий оптическую машину по любому из пп. 1-8.
10. Способ отображения света с использованием оптической машины 3D-принтера со световым отверждением по любому из пп. 1-8, включающий следующие этапы:
управление множеством источников излучения света для одновременного излучения рассеянного света для соответствующего коллимирования соответствующими ячейками, образованными конденсирующими линзами;
регулирование напряжения в соответствии с формой будущего изделия для управления прозрачностью каждого пикселя передающего жидкокристаллического экрана для получения шаблона передачи, соответствующего форме будущего изделия;
при этом коллимированный свет выходит из шаблона передачи.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110793753.2 | 2021-07-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2784982C1 true RU2784982C1 (ru) | 2022-12-01 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107748465A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-03-02 | 吴华强 | 一种基于液晶成像原理的3d打印机及液晶背光源装置 |
WO2018140218A1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | NEXA3D Inc. | Method and apparatus using light engines for photo-curing of liquid polymers to form three-dimensional objects |
CN108466427A (zh) * | 2017-02-23 | 2018-08-31 | 上海冠显光电科技有限公司 | 一种光固化3d打印光学模块及光固化3d打印系统 |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018140218A1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | NEXA3D Inc. | Method and apparatus using light engines for photo-curing of liquid polymers to form three-dimensional objects |
CN108466427A (zh) * | 2017-02-23 | 2018-08-31 | 上海冠显光电科技有限公司 | 一种光固化3d打印光学模块及光固化3d打印系统 |
CN107748465A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-03-02 | 吴华强 | 一种基于液晶成像原理的3d打印机及液晶背光源装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10328634B2 (en) | Light engines for photo-curing of liquid polymers to form three-dimensional objects | |
US20210373365A1 (en) | Light-curing 3D printer optical machine, printer and method of luminous display | |
US10399270B2 (en) | Photo-curing 3D printer and 3D printing method | |
EP3573813B1 (en) | Method and apparatus using light engines for photo-curing of liquid polymers to form three-dimensional objects | |
US8678636B2 (en) | Light guide plate for backlight and manufacturing method therefor | |
KR101163400B1 (ko) | 액정표시장치 | |
CN103257483A (zh) | 液晶显示设备的制作方法 | |
KR20120109078A (ko) | 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 입체 영상 표시 장치 | |
RU2784982C1 (ru) | Оптическая машина 3d принтера со световым отверждением, принтер и способ отображения света | |
CN215151891U (zh) | 光固化3d打印机光机以及打印机 | |
CN110637238B (zh) | 配光控制元件、配光调节机构、反射部件、增强板、照明单元、显示器以及电视机 | |
CN114750407B (zh) | 一种高精度3d打印机 | |
CN214983250U (zh) | 光源模组及3d打印机 | |
KR20120109132A (ko) | 백라이트 유닛 및 그의 제조방법 | |
US12023865B2 (en) | Light engines for vat polymerization 3D printers | |
US20240051227A1 (en) | Light engines for vat polimerization 3d printers | |
KR102159680B1 (ko) | 백라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치 | |
KR20120046641A (ko) | 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 | |
CN217196980U (zh) | 一种双凸矩阵光学透镜的投影装置及3d打印机 | |
CN217531892U (zh) | 一种应用于3d打印机的组合光学透镜 | |
CN109031826B (zh) | 阵列基板、显示面板和3d打印系统 | |
CN112711156B (zh) | 显示面板的制造装置和制造方法 | |
WO2023092438A1 (en) | Backlight module and display device | |
WO2023133687A1 (en) | Backlight module and display device ii | |
CN113478819A (zh) | 3d打印机曝光显示方法、模块、显示装置以及存储介质 |