本实用新型专利技术涉及一种基于DLP技术的光固化面成型装置，由机架、步进电机、升降装置、托板架、托板、树脂槽以及DLP投影系统组成，由PC机系统控制的步进电机设置在机架的上部，步进电机的输出轴通过升降装置与托板架连接，托板架的下端装有一个粘有毛玻璃的托板，托板下面放置有内装液态光敏树脂的树脂槽，树脂槽固定在机架下部，在树脂槽的正下方设置有用于对树脂槽内的液态光敏树脂进行照射的DLP投影系统。采用该光固化面成型装置可在保证完整加工过程的基础上，显著减少成型时间及功耗并有效提高光固化快速成型的加工质量。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于快速成型制造装置
，具体涉及的是一种利用DLP技术的紫外光进行光固化的面成型装置。
技术介绍
光固化成型工艺是一种以液态光敏树脂为原料，利用光敏树脂在光的照射下引起的聚合反应，完成固化机理而形成的一种快速成型工艺方法，由于具有成型过程自动化程度高、加工速度快、生产周期短、制作原型表面质量好、尺寸精度高以及能够实现比较精细的尺寸成型等特点，近年来已被广泛应用于多种制造领域。机械加工部分作为光固化技术中的重要组成部分，对整个系统的加工效率、加工精度起着至为关键的作用。现有技术中，公知的光固化成型机大多采用的是顶扫式的点成型设计。这种设计形式在实际应用中存在着以下的问题:(I)、光发射器发射的光源为点光源，将光在加工平面上汇聚成点，让光点按一定的扫描路径进行逐点扫描，因此要形成一个三维模型的话就需要对X、Y、Z三个空间方向进行控制，这样会使得加工效率低；(2)、光发射器位于加工工作面的上端，在完成一个层厚的加工之后为保证加工出模具的准确性，需要对光敏树脂有一个刮平的过程，由此会使得装置复杂化，同时也加大了制造费用；(3)、在点成型过程中现有技术的加工温度高于室温，在加工后的热平衡过程中会由于温度的变化产生应力而导致加工出的实体发生变形，最终影响到加工质量。
技术实现思路
本技术的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种基于DLP技术的光固化面成型装置，采用该光固化面成型装置在保证完整加工过程的基础上，可显著减少成型时间及功耗并有效提高光固化快速成型的加工质量。为实现上述专利技术目的而采用的技术解决方案是这样的:所提供的基于DLP技术的光固化面成型装置由机架、步进电机、升降装置、托板架、托板、树脂槽以及DLP投影系统组成，由PC机系统控制的步进电机设置在机架的上部，步进电机的输出轴通过升降装置与托板架连接，托板架的下端装有一个粘有毛玻璃的托板，托板下面放置有内装液态光敏树脂的树脂槽，树脂槽固定在机架下部，在树脂槽的正下方设置有用于对树脂槽内的液态光敏树脂进行照射的DLP投影系统。上述基于DLP技术的光固化面成型装置中，在步进电机上设有用于将位移信号转换成电信号的编码器，编码器与步进电机之间用法兰盘进行固定。上述基于DLP技术的光固化面成型装置中，升降装置为丝杆式升降传动装置，升降装置的下端通过滑块与托板架相连接，托板架通过蝶形螺栓与粘有毛玻璃的托板相连接。上述基于DLP技术的光固化面成型装置中，托板架采用侧向面为L型的板架设计，在托板架的侧面板和底面板之间连接有一个三角形加强筋，托板架的侧面板与滑块之间通过四个沉头螺钉进行固定，在托板架的底面板两个U型槽，通过两个蝶形螺栓将托板架和托板连接在一起；在托板的下底面粘附了一块毛玻璃。上述基于DLP技术的光固化面成型装置中，树脂槽由树脂槽槽身和树脂槽底座组成，在树脂槽底座上开有一个正方形的通孔，在树脂槽底座的正方形通孔内嵌放有一块石英玻璃，树脂槽槽身位于树脂槽底座上，在树脂槽槽身和树脂槽底座之间铺有一层用于防止氧阻聚作用的F46薄膜，在薄膜上面垫有一圈和树脂槽槽身底面尺寸一致的密封垫。树脂槽内置的液态光敏树脂也叫UV树脂，由聚合物单体、预聚体、光引发剂构成，是一种可在紫外光照射下能发生固化的树脂。本技术中所用到的DLP投影系统主要包括高亮光源、DMD芯片、出光镜头等，DLP投影是一项比较先进和成熟的投影技术，其核心部件是数字微镜元件一一DMD芯片，当采集到三维模型之后PC机系统对其进行处理，形成二维的平面图，通过数据线传输给DMD芯片，在其上面将会产生与计算机相同的图案。与现有光固化成型技术相比，本技术在保证完整加工过程的基础上，通过对光源设置位置及照射方式的改变，实现了对面成型制品的高效，低耗的加工，具有成型加工效率高、成型质量好、设备结构简单、成本低、寿命长、操作方便、加工后成型件实体的翘曲变形小以及便于普及应用等优点。【附图说明】图1是本技术一个具体实施例的总装结构示意图。图2是本技术中托板架与托板部分的结构示意图。图3是本技术中树脂槽部分的结构示意图。图中各数字标号的名称分别是:1 一编码器，2 —法兰盘，3 —步进电机，4 一丝杆，5 一滑块，6 —托板架，61 —三角形加强筋，62 一 U型槽，7 —托板，8 —树脂槽，81 —树脂槽槽身，82 —树脂槽底座，9 - DLP投影系统，10 一机架。【具体实施方式】参见附图，本技术是一种基于DLP技术的光固化面成型装置，包括机架10、编码器1、步进电机3、升降装置、托板架6、托板7、树脂槽8以及DLP投影系统9以及PC机系统等构件。编码器I将来自于步进电机3的位移信号转换成电信号，步进电机3与编码器I之间用法兰盘2进行固定；步进电机的下端是用于驱动托板架(托板)做升降运动的丝杆式升降装置，其内部有丝杆4、直线光轴、滑块5等；托板架6与滑块5相连接，托板架6的下端由一个粘有毛玻璃的托板7，再下面放置有一个装有液态光敏树脂的树脂槽8，树脂槽8的正下方安放了一个DLP投影系统9，以上所有的零部件设置在由铝型材搭成的机架10上。PC机系统(图中未予显示)分别与DLP投影系统、升降系统相连，用来控制DLP投影系统9对树脂槽8内的液态光敏树脂进行照射，以及控制升降装置的做升降运动。为了防止工作过程中的应力不均带来变形影响到加工精度，该光固化面成型装置的托板架6采用如图2所示的L型的设计，在托板架6的侧面板和底面板之间连接有一个三角形加强筋61 ;托板架6与滑块之间通过四个沉头螺钉进行固定，在托板架的底面板两个U型槽62，通过两个蝶形螺栓将托板架6和托板7连接在一起；在托板7的下底面粘附了一块毛玻璃。树脂槽8的结构如图3所示，由树脂槽底座82和位于底座上的树脂槽槽身81组成。在树脂槽底座82中心开有一个正方形的通孔，在该正方形通孔内嵌放有一块石英玻璃，树脂槽槽身81位于树脂槽底座82上，底座采用这样的设计是为了实现底扫描。在光固化的过程中，如果处理得不得当会出现氧阻聚现象，将严重的影响到制造出的制件，为此可以在树脂槽槽身81和树脂槽底座82之间铺一层F46薄膜用以阻止氧阻聚作用。又由于树脂槽北分为槽身和底座两部分，加之光敏树脂具有流动性，为了防止制造过程中树脂从槽身和底座之间流出而造成严重的浪费，可在它们之间加设一个尺寸与之对应的密封圈，再使之与树脂槽的槽身和底座之间通过沉头螺钉进行连接。该光固化面成型装置的工作过程如下:I)PC机系统接收到三维模型之后，对其进行STL化的切片处理，并将处理后的一个二维截面信息转化为相应的电信号进而控制DLP投影系统，在DLP投影系统的DMD芯片上产生与计算机同样的图案；2)由DLP投影系统中高亮光源发射出200nm?400nm的紫外光对DMD芯片进行固定角度的照射，发射光透过透镜对光进行整形，从而在树脂槽内的工作面上形成了与计算机中图案一样的紫外光图案，按照图案的形状开始固化形成一层固体，没有照射到的地方仍是液态；3)当树脂槽内的光敏树脂完成一个层厚的固化后，托板架(托板)在升降系统的带动下向上升一个高度，所升的高度与加工完全的厚度一致，从而进入下一层的固化阶段，如此反复直至整个制件光固化加工完成；4)制造完本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于DLP技术的光固化面成型装置，其特征在于：由机架(10)、步进电机(3)、升降装置、托板架(6)、托板(7)、树脂槽(8)以及DLP投影系统(9)组成，由PC机系统控制的步进电机(3)设置在机架(10)的上部，步进电机(3)的输出轴通过升降装置与托板架(6)连接，托板架的下端装有一个粘有毛玻璃的托板(7)，托板(7)下面放置有内装液态光敏树脂的树脂槽(8)，树脂槽(8)固定在机架下部，在树脂槽(8)的正下方设置有用于对树脂槽内的液态光敏树脂进行照射的DLP投影系统(9)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨来侠，龚林，杨志凌，张文明，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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