模块化激光3D打印机制造技术

本发明专利技术涉及一种模块化激光3D打印机。其目的是为了提供一种稳定性好、打印速度快、打印精度高的模块化3D打印机。本发明专利技术包括激光3D打印模组、树脂池、吊台和滑轨，激光3D打印快速成型模组设置在打印机支架下部的底座上，在打印机支架顶端的工作平面上设置有石英玻璃板，石英玻璃板顶端放置有树脂池，打印机支架顶端的边缘位置沿竖直方向设置有滑轨，滑轨上设置有吊台。激光3D打印快速成型模组还包括壳体、激光器、场镜、扫描电机驱动器、X扫描电机和Y扫描电机，壳体侧壁上的场镜位于石英玻璃板的正下方。壳体内部定位安装有激光器、扫描电机驱动器、X扫描电机和Y扫描电机，其中内支架上固定有X扫描电机和Y扫描电机，内支架和激光器密封连接。

【技术实现步骤摘要】
模块化激光3D打印机
本专利技术涉及一种3D打印领域，特别是涉及一种模块化激光3D打印机。
技术介绍
激光3D打印是以数学模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或者塑料等可粘合材料，通过逐层打印粘合的方法来构造物体的技术。它与传统的材料加工截然相反，是一种通过增加材料从而进行逐层制造的新型立体打印形式。而随着3D打印技术的快速发展，凭借速度和精度的优势，作为新型能源的激光技术被广泛应用到3D打印中，其中光敏树脂选择性固化工艺(SLA)占据了市场的主导地位。SLA采用立体雕刻的原理，在树脂槽中盛满液态光敏树脂，并在紫外激光的扫描照射下快速固化，直接得到树脂或类似工程塑料的产品。而现有的3D打印光路系统的合理性以及优化程度直接影响打印的精度、速度和稳定性，CN204263551公开的一种3D打印机用成像装置，为达到最佳的聚焦效果，需要将场镜、振镜、第二振镜和凸透镜进行排布分析，从而找到各部件最佳的安装位置，在这个过程中需要对各部件的位置不断进行调整，费时费力，根本无法保证打印的精度、速度和产品稳定性的要求，特别在珠宝建模、牙科齿模、手板模型等应用领域，国产的SLA打印机因为精度、速度和稳定性差等缺陷，已越来越不能满足高端应用的需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、稳定性好、打印速度快、打印精度高的模块化激光3D打印机。本专利技术模块化激光3D打印机，包括激光3D打印快速成型模组、打印机支架、树脂池、石英玻璃板、吊台和滑轨，激光3D打印快速成型模组设置在打印机支架下部的底座上，在打印机支架顶端的工作平面上设置有石英玻璃板，石英玻璃板顶端放置有树脂池，打印机支架顶端的边缘位置沿竖直方向设置有滑轨，滑轨上设置有吊台，其特征在于：激光3D打印快速成型模组还包括壳体、激光器、场镜、扫描电机驱动器、X扫描电机和Y扫描电机，壳体又包括第一壳体和第二壳体，第二壳体的第一侧壁上开设有第一通孔，与第二壳体的第一侧壁相对的第二壳体的第二侧壁为敞口设置，第一壳体与第二壳体的敞口侧配合连接，第一通孔处安装有场镜，场镜中心位于石英玻璃板中心的正下方，第二壳体内部设置有内支架，内支架的内部开设有空腔，空腔与第一通孔连通，内支架的第一侧壁上开设有第二通孔，与内支架的第一侧壁相邻的内支架的第二侧壁上开设有第三通孔，与内支架的第二侧壁相对的内支架的第三侧壁上开设有第四通孔，第三通孔与第一通孔相互垂直，内支架的第一侧壁外侧设置有X扫描电机，X扫描电机轴穿过第二通孔并伸入到空腔中，X扫描电机轴的端部与X镜片连接，X镜片的中心与第四通孔的中心位于同一水平面上，内支架的第二侧壁外侧设置有Y扫描电机，Y扫描电机轴穿过第三通孔并伸入到空腔中，Y扫描电机轴的端部与Y镜片连接，Y镜片的中心对准第一通孔的中心，内支架的第三侧壁外侧设置有激光器，激光器的激光出光口中心对准第四通孔的中心，激光器的激光出光口端部与第四通孔的边缘之间密封连接。本专利技术模块化激光3D打印机，其中所述场镜外侧套设有场镜套，场镜套通过螺纹与第一通孔连接。本专利技术模块化激光3D打印机，其中所述内支架的边缘与第二壳体的内壁一体连接，内支架内部的空腔为圆柱形。本专利技术模块化激光3D打印机，其中所述第二壳体的第一侧壁内侧开设有限位槽，激光器通过螺钉固定在限位槽内。本专利技术模块化激光3D打印机，其中所述内支架的第二侧壁外侧和内支架的第一侧壁外侧分别设置有第一固定件和第二固定件，第一固定件对Y扫描电机进行固定，第二固定件对X扫描电机进行固定。本专利技术模块化激光3D打印机，其中所述第二壳体的第四侧壁上开设有散热孔，位于第二壳体内部的散热孔处设置有空气过滤网，散热孔和激光器的散热风扇相邻安装。本专利技术模块化激光3D打印机，其中所述扫描电机驱动器为X扫描电机驱动模块、Y扫描电机驱动模块和DA转换模块一体合成。本专利技术模块化激光3D打印机，其中所述第一壳体上设置有第一针插座和第二针插座。本专利技术模块化激光3D打印机，其中所述第一针插座为DB9针插座，第二针插座为DB25针插座。本专利技术模块化激光3D打印机与现有技术不同之处在于：本专利技术打印机支架下部底座的中间位置设置有激光3D打印快速成型模组，激光3D打印快速成型模组的壳体内部设置有内支架，将激光器、场镜、X扫描电机和Y扫描电机组合成一体，对激光3D打印的整个光路系统进行了紧凑型的模块化设计，将各个部件进行高度整合和光路优化匹配而成。本专利技术使用的工业级振镜可以确保最大打印速度为15000mm/s，最小打印层高为0.02mm，场镜最大打印幅面为230mm，最小聚焦光斑为30um。激光3D打印快速成型模组的壳体内部设置有内支架，内支架上分别开设有第二通孔、第三通孔和第四通孔，壳体的侧壁上开设有第一通孔，第三通孔与第一通孔相互垂直，第二壳体的第一侧壁内侧开设有激光器的安装限位槽，从而保证了对激光器、X扫描电机、Y扫描电机和场镜的定位安装，使壳体内部的各组件装配一体化、模块化。在进行模块化激光3D打印机内部组件的装配时，无需对激光器、场镜、扫描电机驱动器、X扫描电机和Y扫描电机进行排布分析和多余的调整，只需将各器件对应安装在各自的相应位置就可使对外发射的激光达到最佳的聚焦效果，省时省力，装配方便。通过扫描电机驱动器发给X扫描电机和Y扫描电机的电压控制信号，带动X镜片和Y镜片进行光路扫描，保证了3D打印的精度和稳定性。本专利技术对3D打印快速成型模组的光路系统进行了双层密闭的优化设计，外支架由第一壳体、第二壳体、端盖和空气过滤网形成一个大密闭区域，激光器安装于限位槽内，其激光器出光口的端部与内支架的第四通孔的边缘之间密封连接，内支架通过X扫描电机、Y扫描电机、激光器、场镜套和场镜之间的紧密装配，形成了大密闭区域里面的小密闭区域，双层密闭结构能够有效的防止灰尘对整个光路系统的侵入，最大化的保证了振镜镜片和场镜镜片长期工作的使用寿命。下面结合附图对本专利技术模块化激光3D打印机作进一步说明。附图说明图1为本专利技术模块化激光3D打印机的立体图；图2为本专利技术模块化激光3D打印机中激光3D打印快速成型模组的结构分解图；图3为本专利技术模块化激光3D打印机中激光3D打印快速成型模组的仰视立体图；图4为本专利技术模块化激光3D打印机的激光3D打印快速成型模组中第二壳体的立体图；图5为本专利技术模块化激光3D打印机的激光3D打印快速成型模组中第二壳体的俯视；图6为本专利技术模块化激光3D打印机的激光3D打印快速成型模组中第二壳体的仰视右视图；图7为本专利技术模块化激光3D打印机中激光器、X扫描电机、Y扫描电机、场镜和扫描电机驱动器的位置关系示意图；图8为本专利技术模块化激光3D打印机的激光光路原理图。具体实施方式如图1所示，为本专利技术模块化激光3D打印机的立体图，包括激光3D打印快速成型模组27、打印机支架22、树脂池23、石英玻璃板26、吊台29和滑轨24，激光3D打印快速成型模组27通过螺钉固定在打印机支架22下部底座的中间位置，在打印机支架22顶端的工作平面上设置有石英玻璃板26，石英玻璃板26顶端放置有树脂池23，打印机支架22顶端的边缘位置沿竖直方向设置有滑轨24，滑轨24上安装有吊台29，吊台29可沿滑轨24上下滑动。如图2、图3所示，激光3D打印快速成型模组27又包括壳体、激光器6、场镜10、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化激光3D打印机，包括激光3D打印快速成型模组(27)、打印机支架(22)、树脂池(23)、石英玻璃板(26)、吊台(29)和滑轨(24)，激光3D打印快速成型模组(27)设置在打印机支架(22)下部的底座上，在支架(22)顶端的工作平面上设置有石英玻璃板(26)，石英玻璃板(26)顶端放置有树脂池(23)，打印机支架(22)顶端的边缘位置沿竖直方向设置有滑轨(24)，滑轨(24)上设置有吊台(29)，其特征在于：激光3D打印快速成型模组(27)还包括壳体、激光器(6)、场镜(10)、扫描电机驱动器(28)、X扫描电机(4)和Y扫描电机(5)，壳体又包括第一壳体(1)和第二壳体(2)，第二壳体(2)的第一侧壁上开设有第一通孔(18)，与第二壳体(2)的第一侧壁相对的第二壳体(2)的第二侧壁为敞口设置，第一壳体(1)与第二壳体(2)的敞口侧配合连接，第一通孔(18)处安装有场镜(10)，场镜(10)中心位于石英玻璃板(26)中心的正下方，第二壳体(2)内部设置有内支架(3)，内支架(3)的内部开设有空腔(20)，空腔(20)与第一通孔(18)连通，内支架(3)的第一侧壁上开设有第二通孔(17)，与内支架(3)的第一侧壁相邻的内支架(3)的第二侧壁上开设有第三通孔(21)，与内支架(3)的第二侧壁相对的内支架(3)的第三侧壁上开设有第四通孔，第三通孔(21)与第一通孔(18)相互垂直，内支架(3)的第一侧壁外侧设置有X扫描电机(4)，X扫描电机轴穿过第二通孔(17)并伸入到空腔(20)中，X扫描电机轴的端部与X镜片(16)连接，X镜片(16)的中心与第四通孔的中心位于同一水平面上，内支架(3)的第二侧壁外侧设置有Y扫描电机(5)，Y扫描电机轴穿过第三通孔(21)并伸入到空腔(20)中，Y扫描电机轴的端部与Y镜片(17)连接，Y镜片(17)的中心对准第一通孔(18)的中心，内支架(3)的第三侧壁外侧设置有激光器(6)，激光器(6)的激光出光口中心对准第四通孔的中心，激光器(6)的激光出光口端部与第四通孔的边缘之间密封连接。...

【技术特征摘要】
1.一种模块化激光3D打印机，包括激光3D打印快速成型模组(27)、打印机支架(22)、树脂池(23)、石英玻璃板(26)、吊台(29)和滑轨(24)，激光3D打印快速成型模组(27)设置在打印机支架(22)下部的底座上，在打印机支架(22)顶端的工作平面上设置有石英玻璃板(26)，石英玻璃板(26)顶端放置有树脂池(23)，打印机支架(22)顶端的边缘位置沿竖直方向设置有滑轨(24)，滑轨(24)上设置有吊台(29)，其特征在于：激光3D打印快速成型模组(27)还包括壳体、激光器(6)、场镜(10)、扫描电机驱动器(28)、X扫描电机(4)和Y扫描电机(5)，壳体又包括第一壳体(1)和第二壳体(2)，第二壳体(2)的第一侧壁上开设有第一通孔(18)，与第二壳体(2)的第一侧壁相对的第二壳体(2)的第二侧壁为敞口设置，第一壳体(1)与第二壳体(2)的敞口侧配合连接，第一通孔(18)处安装有场镜(10)，场镜(10)中心位于石英玻璃板(26)中心的正下方，第二壳体(2)内部设置有内支架(3)，内支架(3)的内部开设有空腔(20)，空腔(20)与第一通孔(18)连通，内支架(3)的第一侧壁上开设有第二通孔(17)，与内支架(3)的第一侧壁相邻的内支架(3)的第二侧壁上开设有第三通孔(21)，与内支架(3)的第二侧壁相对的内支架(3)的第三侧壁上开设有第四通孔，第三通孔(21)与第一通孔(18)相互垂直，内支架(3)的第一侧壁外侧设置有X扫描电机(4)，X扫描电机轴穿过第二通孔(17)并伸入到空腔(20)中，X扫描电机轴的端部与X镜片(16)连接，X镜片(16)的中心与第四通孔的中心位于同一水平面上，内支架(3)的第二侧壁外侧设置有Y扫描电机(5)，Y扫描电机轴穿过第三通孔(21)并伸入到...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴寅，周双留，阳鹏，
申请(专利权)人：江苏锐辰光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32