新型激光3D打印机制造技术

本发明专利技术设计一种新型激光3D打印机。其目的是为了提供一种稳定性好、打印精度高的激光3D打印机。本发明专利技术包括打印机支架、升降模块、载物台、树脂池和快速成型模组，打印机支架的前端和后端分别设置有前安装壳和后安装壳，打印机支架的工作平台中间位置设置有树脂池，树脂池边缘位置安装有树脂池加热框，树脂池底端设置有有机玻璃板。打印机支架下部设置有快速成型模组，快速成型模组的出光口对准树脂池中心，快速成型模组的出光口与树脂池之间设置有由不透光材料制成的遮光罩。打印机支架顶端设置有升降模块，升降模块前端安装有载物台，载物台位于树脂池正上方。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及3D打印领域，特别是涉及一种新型激光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。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，而现有的3D打印机光路的激光大多需要经过多次反射后才能射向树脂池，在激光的反射以及传递过程中，势必有一部分激光会对外损失，造成激光强度的减弱，另外，激光在多次反射过程中也会对打印精度和各器件放置位置准确度的要求大大提高。如CN104228068A公开的一种快速成型的SLA 3D打印机及其打印方法，为达到最佳的聚焦效果，需要在树脂槽正下方设置反射镜，通过反射镜对激光的反射，才能进行3D打印，而且在寻找最佳光路的过程中需要对各部件的位置不断进行调整，费时费力，难以保证打印的精度、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稳定性好、打印速度快、打印精度高的新型激光3D打印机。本专利技术新型激光3D打印机，包括打印机支架、树脂池、载物台、升降模块和快速成型模组，打印机支架的前端和后端分别设置有前安装壳和后安装壳，打印机支架的工作平面上设置有树脂池安装口，树脂池安装口处安装有树脂池，打印机支架顶端设置有升降模块，升
降模块的前端与载物台连接，载物台位于树脂池的正上方，其中：前安装壳的侧壁上开设有通风孔，后安装壳的内壁上安装有风扇，前安装壳上设置有操作显示装置和点动开关，树脂池安装口处固定安装有机玻璃板，树脂池安装口的边缘设置有树脂池加热框，树脂池加热框顶端设置有多个第一磁铁，树脂池设置在树脂池加热框上方，树脂池底端设置有多个第二磁铁，第二磁铁的位置与第一磁铁的位置相对应，树脂池边缘位置沿水平方向向外延伸有多个安装杆，树脂池加热框的边缘固定有安装架，安装架上开设有与安装杆位置相对应的“L”形凹槽，凹槽顶端开口，安装杆从“L”形凹槽顶端伸入到凹槽内部，沿凹槽底端的延伸方向推动树脂池，树脂池底端的各第二磁铁与树脂池加热框顶端的各第一磁铁对应吸附，打印机支架下部底板上固定有快速成型模组，快速成型模组的出光口对准树脂池的中心，快速成型模组的出光口与树脂池之间设置有遮光罩，打印机支架的左侧和右侧分别安装有伺服控制安装板和电源安装板。本专利技术新型激光3D打印机，其中所述打印机支架两侧的上部和下部分别设置有耳挂，前安装壳的后端边缘和后安装壳的前端边缘分别卡紧在安装槽内并通过耳挂和螺钉进行固定。本专利技术新型激光3D打印机，其中所述树脂池加热框为矩形结构，树脂池加热框底端固定有加热圈和温控开关，树脂池加热框顶端分别安装有红色发光二极管和蓝色发光二极管，第一磁铁和第二磁铁的数量都为四个，各第一磁铁分别设置在树脂池加热框顶端的四个顶角处，各第二磁铁分别设置在树脂池底端的四个顶角处。本专利技术新型激光3D打印机，其中所述遮光罩采用不透光材料制成，遮光罩顶端与树脂池安装口底端的边缘密封连接，遮光罩底端通过伸缩防尘罩与快速成型模组的出光口密封连接。本专利技术新型激光3D打印机，其中所述打印机支架上方设置有防护罩，防护罩后端的中间位置安装有合页，防护罩通过合页与升降模块的后端连接，树脂池、升降模块和载物台都设置在防护套内部。本专利技术新型激光3D打印机，其中所述升降模块又包括固定安装板、滚珠丝杠副、升降臂、步进电机和直线导轨，固定安装板顶端固定有顶板，固定安装板内部的顶部安装有上限位光电开关，固定安装板内部的下部安装有零点限位光电开关，零点限位光电开关的下方安装有下限位光电开关，固定安装板内部沿竖直方向设置有滚珠丝杠副和直线导轨，滚珠丝杠副顶端与顶板铰接，滚珠丝杠副底端通过联轴器与步进电机的输出轴连接，滚珠丝杠副上设置有滚珠丝杠副座，升降臂后端与滚珠丝杠副座连接，升降臂后端并且与直线导轨滑动连接，
升降臂后部沿竖直方向设置有遮光片，遮光片的位置分别对准上限位光电开关、零点限位光电开关和下限位光电开关的遮光点，锁紧夹头安装在升降臂的前端。本专利技术新型激光3D打印机，其中所述固定安装板内部的下部固定安装有丝母轴承架，滚珠丝杠副底端设置在丝母轴承架上，丝母轴承架下方设置有步进电机座，步进电机安装在步进电机座底端，步进电机底端安装有编码器。本专利技术新型激光3D打印机，其中所述快速成型模组又包括壳体、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，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，与第三通孔相对的壳体侧壁上卡设有电机安装口，空腔的内壁上开设有第四通孔，第四通孔的位置与第三通孔的位置相对设置，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扫描电机的电机轴穿过第二通孔并伸入到空腔中，X扫描电机的电机轴端部与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扫描电机的电机轴穿过第三通孔并伸入到空腔中，Y扫描电机的电机轴端部与Y镜片连接，Y镜片的中心对准第一通孔的中心，内支架的第四通孔中密封安装有激光器，扫描电机驱动器安装在第二壳体内部。本专利技术新型激光3D打印机，其中所述扫描电机驱动器为X扫描电机驱动板、Y扫描电机驱动板和DA转换板一体合成。本专利技术新型激光3D打印机，其中所述激光器为功率可调激光器。本专利技术新型激光3D打印机与现有技术不同之处在于：本专利技术通过快速成型模组将激光器、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，结构紧凑，同时大大增加了光路稳定性和精确性。在进行激光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，进一步保证了3D打印的精度和稳定性。本专利技术对激光3D打印机的快速成型模组的光路系统进行了双层密闭的优化设计，外支架由第一壳体和第二壳体形成一个大密闭
区域，激光器与之间密封连接，内支架通过X扫描电机、Y扫描电机、激光器和场镜之间的紧密装配，形成了大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型激光3D打印机，包括打印机支架(1)、树脂池(11)、载物台(7)、升降模块(4)和快速成型模组(13)，打印机支架(1)的前端和后端分别设置有前安装壳(2)和后安装壳(3)，打印机支架(1)的工作平面上设置有树脂池安装口，树脂池安装口处安装有树脂池(11)，打印机支架(1)顶端设置有升降模块(4)，升降模块(4)的前端与载物台(7)连接，载物台(7)位于树脂池(11)的正上方，其特征在于：前安装壳(2)的侧壁上开设有通风孔(68)，后安装壳(3)的内壁上安装有风扇(67)，前安装壳(2)上设置有操作显示装置(8)和点动开关(9)，树脂池安装口处固定安装有机玻璃板，树脂池安装口的边缘设置有树脂池加热框(10)，树脂池加热框(10)顶端设置有多个第一磁铁(20)，树脂池(11)设置在树脂池加热框(10)上方，树脂池(11)底端设置有多个第二磁铁，第二磁铁的位置与第一磁铁(20)的位置相对应，树脂池(11)边缘位置沿水平方向向外延伸有多个安装杆(25)，树脂池加热框(10)的边缘固定有安装架(12)，安装架(12)上开设有与安装杆(25)位置相对应的“L”形凹槽，凹槽顶端开口，安装杆(25)从“L”形凹槽顶端伸入到凹槽内部，沿凹槽底端的延伸方向推动树脂池(11)，树脂池(11)底端的各第二磁铁与树脂池加热框(10)顶端的各第一磁铁(20)对应吸附，打印机支架(1)下部底板上固定有快速成型模组(13)，快速成型模组(13)的出光口(14)对准树脂池(11)的中心，快速成型模组(13)的出光口(14)与树脂池(11)之间设置有遮光罩(15)，打印机支架(1)的左侧和右侧分别安装有伺服控制安装板(26)和电源安装板(27)。...

【技术特征摘要】
1.一种新型激光3D打印机，包括打印机支架(1)、树脂池(11)、载物台(7)、升降模块(4)和快速成型模组(13)，打印机支架(1)的前端和后端分别设置有前安装壳(2)和后安装壳(3)，打印机支架(1)的工作平面上设置有树脂池安装口，树脂池安装口处安装有树脂池(11)，打印机支架(1)顶端设置有升降模块(4)，升降模块(4)的前端与载物台(7)连接，载物台(7)位于树脂池(11)的正上方，其特征在于：前安装壳(2)的侧壁上开设有通风孔(68)，后安装壳(3)的内壁上安装有风扇(67)，前安装壳(2)上设置有操作显示装置(8)和点动开关(9)，树脂池安装口处固定安装有机玻璃板，树脂池安装口的边缘设置有树脂池加热框(10)，树脂池加热框(10)顶端设置有多个第一磁铁(20)，树脂池(11)设置在树脂池加热框(10)上方，树脂池(11)底端设置有多个第二磁铁，第二磁铁的位置与第一磁铁(20)的位置相对应，树脂池(11)边缘位置沿水平方向向外延伸有多个安装杆(25)，树脂池加热框(10)的边缘固定有安装架(12)，安装架(12)上开设有与安装杆(25)位置相对应的“L”形凹槽，凹槽顶端开口，安装杆(25)从“L”形凹槽顶端伸入到凹槽内部，沿凹槽底端的延伸方向推动树脂池(11)，树脂池(11)底端的各第二磁铁与树脂池加热框(10)顶端的各第一磁铁(20)对应吸附，打印机支架(1)下部底板上固定有快速成型模组(13)，快速成型模组(13)的出光口(14)对准树脂池(11)的中心，快速成型模组(13)的出光口(14)与树脂池(11)之间设置有遮光罩(15)，打印机支架(1)的左侧和右侧分别安装有伺服控制安装板(26)和电源安装板(27)。2.根据权利要求1所述的新型激光3D打印机，其特征在于：所述打印机支架(1)两侧的上部和下部分别设置有耳挂(17)，前安装壳(2)的后端边缘和后安装壳(3)的前端边缘分别卡紧在安装槽(16)内并通过耳挂(17)和螺钉进行固定。3.根据权利要求1所述的新型激光3D打印机，其特征在于：所述树脂池加热框(10)为矩形结构，树脂池加热框(10)底端固定有加热圈(23)和温控开关(24)，树脂池加热框(10)顶端分别安装有红色发光二极管(21)和蓝色发光二极管(22)，第一磁铁(20)和第二磁铁的数量都为四个，各第一磁铁(20)分别设置在树脂池加热框(10)顶端的四个顶角处，各第二磁铁分别设置在树脂池(11)底端的四个顶角处。4.根据权利要求1所述的新型激光3D打印机，其特征在于：所述遮光罩(15)采用不透光材料制成，遮光罩(15)顶端与树脂池安装口底端的边缘密封连接，遮光罩(15)底端通过伸缩防尘罩(66)与快速成型模组(13)的出光口(14)密封连接。5.根据权利要求1所述的新型激光3D打印机，其特征在于：所述打印机支架(1)上方设
\t置有防护罩(18)，防护罩(18)后端的中间位置安装有合页，防护罩(18)通过合页与升降模块(4)的后端连接，树脂池(11)、升降模块(4)和载物台(7)都设置在防护套(18)内部。6.根据权利要求1所述的新型激光3D打印机，其特征在于：所述升降模块(4)又包括固定安装板(51)、滚珠丝杠副(53)、升降臂(56)、步进电机(55)和直线导轨(54)，固...

【专利技术属性】
技术研发人员：周双留，李宝良，
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