一种光固化3D打印机制造技术

一种光固化3D打印机，包括光源、成型平台、树脂整平机构、树脂液位平衡机构、树脂升降平台、树脂槽、树脂温控器、打印控制系统、机架、保护罩。本实用新型专利技术提供一种可靠性好，无需离型膜，同时结构紧凑，可小型化，制造成本低，适合大范围推广使用的高精度光固化3D打印机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种3D打印机，特别是涉及一种光固化3D打印机。
技术介绍
光固化3D打印精度高，并且成型后表面效果好，可以满足很多领域的应用，如航空航天、建筑、医疗、模具制造等等，因此越来越受到人们的重视。根据打印时成型板运动方向的不同，光固化3D打印机可以分为两种:一种是上升式打印，即打印时光线从树脂槽底部穿过将树脂固化，固化好一层后成型板会向上升高一定高度再固化下一层，直到打印完成。另一种是下沉式打印，即打印时光线从上面照射树脂液面，使上表面的一层树脂固化，然后成型板会下沉一定高度再固化下一层直到打印完成。采用上升式打印的光固化3D打印机结构一般都很紧凑，体积也很小巧，但是每固化一层都要把固化好的树脂从树脂槽底部剥离下来，所以在树脂槽底部都会设有离型膜。由于气压和分子引力的作用，打印的面积较大时，剥离起来还是会比较困难，而且离型膜经过反复剥离后会失效，随时可能造成打印失败，使打印机的可靠性下降。由于离型膜容易损坏失效，所以需要经常更换树脂槽，造成打印成本大大增高。采用下沉式打印的光固化3D打印机需要有庞大的树脂槽，需要有对树脂液面进行整平的机构，有的还要配置真空栗、液栗等辅助系统，导致设备结构复杂、笨重、功耗大及造价尚等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有技术的不足，提供一种可靠性好，无需离型膜，同时结构紧凑，可小型化，制造成本低，适合大范围推广使用的高精度光固化3D打印机。为了达到上述目的，本专利技术的光固化3D打印机，包括光源、成型平台、树脂整平机构、树脂液位平衡机构、树脂升降平台、树脂槽、树脂温控器、打印控制系统、机架、保护罩，其特征是:光源设置在机架顶部，树脂升降平台设置在机架底部，树脂槽放置在树脂升降平台上，成型平台或树脂整平机构设置在光源与树脂升降平台之间，打印控制系统连接光源、成型平台、树脂整平机构、树脂升降平台或树脂温控器。所述的光固化3D打印机，其特征是:所述的光源是DLP投影机或者是设有扫描振镜的激光器;DLP投影机或者激光器发出的光可以固化光敏树脂；所述的成型平台设有电机A、竖直导轨、升降支架、成型板，电机A和竖直导轨分别安装在机架上，电机A输出端连接升降支架，升降支架安装在竖直导轨上，成型板连接升降支架，成型板设有网孔;成型平台的升降支架和成型板可沿竖直导轨运动并受控于打印控制系统；所述的树脂整平机构设有调平支架、电机B、水平导轨、滑车、整平横梁、调平板、整平头，整平头安装在调平板上，调平板安装在整平横梁上，整平横梁安装在滑车上，滑车安装在水平导轨上，水平导轨安装在调平支架上，调平支架安装在机架上，电机B输出端连接滑车;树脂整平机构的滑车、整平横梁、调平板和整平头可以沿水平导轨运动并受控于打印控制系统；所述的树脂液位平衡机构设有浸液杆，浸液杆的一端连接绳子一头，绳子另一头通过变向机构连接到升降支架，浸液杆竖直悬挂在树脂槽内部或上方;绳子可以由链条、钢索或皮带代替;变向机构是指可以改变绳子方向的机构，简单一点的可以是一个固定的钩子，高级一点可以是定滑轮，打印时升降支架下沉同时通过绳子带动浸液杆上升；所述的树脂升降平台设有升降控制器、升降板、支撑轴、螺纹轴套，支撑轴设有螺纹;升降控制器连接支撑轴，支撑轴连接螺纹轴套，螺纹轴套固定在升降板下方;或者，升降控制器连接螺纹轴套，螺纹轴套连接支撑轴，支撑轴固定在升降板下方;树脂升降平台需要精确调整树脂槽的高度，其作用是在打印开始前调整好升降高度使树脂槽内的树脂液面与成型板上表面在同一高度；所述的树脂槽是上面开口的容器；所述的树脂温控器是设有自限温PTC电热元件的电加热器;或者是设有测温元件并连接打印控制器的电加热器;或者是设有控温器的电加热器;控制树脂温度在10_120°C范围内，使树脂在冬季也适合光固化打印；所述的打印控制系统设有电源、操控界面、打印控制器、限位开关，或者还设有照明灯、测温器;电源的输出端为3-36V的直流电，输入端连接交流电，输出端连接操控界面或打印控制器;限位开关的数量至少是2个，分别设在成型平台和树脂整平机构；照明灯或测温器可以设在本专利技术的机台上，或者是借用外界具有相关功能的设备，如手电筒或手持式红外测温器；所述的机架底部设有水平调节脚;用来调整机台使成型板与树脂液面水平；所述的保护罩设有门或窗;保护罩的作用主要是防止外界光线对树脂造成影响，另外还有控温、防尘作用。所述的光固化3D打印机，其特征是:所述的成型平台，电机A是输出端设有丝杆的步进电机，电机A输出端通过消间隙螺母连接升降支架，升降支架通过直线轴承安装在竖直导轨上，升降支架设有定位孔，定位孔下方设有磁铁，成型板下方设有与升降支架上的定位孔相匹配的铁磁性凸台，成型板经定位孔下方磁铁吸引铁磁性凸台连接升降支架;通过磁铁吸引连接的成型板可以很方便地从升降支架上取下来或安装上；所述的树脂整平机构，整平头是单层塑料片或者是多层塑料片叠加在一起，或者整平头是横截面为V型的橡胶片或硅胶片，调平板通过螺丝和弹簧安装在整平横梁上，调平支架通过螺丝和弹簧安装在机架上；电机B是输出端设有减速齿轮箱B的步进电机，通过连杆连接滑车;或者，电机B是输出端设有同步轮的步进电机，通过同步带连接滑车;可以通过转动螺丝来调节整平头与成型板之间的距离，并确保整平头下沿与成型板平行；电机B设有减速齿轮箱B可以提供更大的输出扭力；所述的树脂液位平衡机构，变向机构是设置在机架或竖直导轨顶端的定滑轮;浸液杆的长度范围是树脂槽容纳树脂时树脂液位值的0.5-1.5倍，其横截面积范围是树脂液面处升降支架横截面积的0.5-1.5倍;树脂液面处浸液杆的截面积与升降支架截面积相等时，升降支架下沉到树脂里的体积与浸液杆上升到树脂外的体积相同，树脂液面高度便会保持恒定，此时竖直方向的打印误差最小；所述的树脂升降平台，升降控制器设有减速齿轮箱C和电机C，或者设有旋钮手柄；支撑轴或螺纹轴套设有同步轮、链轮或齿轮，升降控制器与支撑轴或螺纹轴套通过同步带、链条或齿轮连接在一起；所述的树脂温控器，电加热器设在树脂槽侧壁或者树脂槽底部；所述的打印控制系统，操控界面设有树脂升降平台开关、树脂温控器开关，或者还设有照明灯开关、电源;打印控制器设有主控板、扩展板、步进电机驱动板，打印控制器的接口包括电源接口、USB接口、步进电机接口、限位开关接口、测温元件接口、电加热器接口 ；所述的保护罩，其材质是不透光的金属、塑料或复合材料，或者是半透光的塑料或玻璃。所述的光固化3D打印机，其特征是:所述的成型平台，成型板所设的网孔为直径大于Imm且小于7mm的圆孔；所述的树脂整平机构，整平头是厚度范围为0.1-1mm的单层塑料片;或者，整平头是3层塑料片叠加在一起，中间层塑料片厚度小于0.6mm，两侧的塑料片厚度范围为0.1-lmm，中间层塑料片比两侧的塑料片下沿凸出塑料片的材质包括ABS、PET、PBT、PVA、PP、PC、PE、PA、PP0、P0M或PU;整平头的刚性和柔韧性要适中，因此对材料的选择及厚度要求较高；所述的树脂升降平台，支撑轴和螺纹轴套共设有4组；所述的打印控制系统，照明灯为无紫外线LED灯或设有紫外截止滤光片的LED灯，测温仪为红外测温仪;如果照明灯发出的光含有紫外光，直接照射会引起光敏树脂固化；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光固化3D打印机，包括光源、成型平台、树脂整平机构、树脂液位平衡机构、树脂升降平台、树脂槽、树脂温控器、打印控制系统、机架、保护罩，其特征是：光源设置在机架顶部，树脂升降平台设置在机架底部，树脂槽放置在树脂升降平台上，成型平台或树脂整平机构设置在光源与树脂升降平台之间，打印控制系统连接光源、成型平台、树脂整平机构、树脂升降平台或树脂温控器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆健，
申请(专利权)人：陆健，
类型：新型
国别省市：浙江;33