一种SLA 3D打印机制造技术

本实用新型专利技术公开一种SLA 3D打印机，包括机架、外壳、显示屏、光路调节模块、料槽、刮刀模块、底板固定组件、沉块模块、L形支撑平台、背板和控制器。本方案的控制器通过控制光路调节模块，使激光从上往下垂直射到料槽的液面上，并使液态光敏树脂在激光作用下固化成型；而刮刀模块则安装在底板固定组件上，并由底板固定组件驱动刮刀在料槽内往复移动，从而实现逐层打印，获得理想的打印效果；L形支撑平台与网板固定连接，通过电机的驱动使网板在料槽内垂直上下移动，实现每打印一层，网板则下降一层的距离；沉块模块则通过沉块的升降来改变料槽的液位，使料槽中的液面高度在网板下降后得到维持，减少打印过程中液面的波动，从而获得更好的打印效果。

A SLA 3D printer

The utility model discloses a SLA 3D printer, which includes a frame, a shell, a display screen, a light path adjustment module, a material slot, a scraper module, a bottom plate fixed component, a block module, a L support platform, a backboard and a controller. The controller of the scheme controls the optical path adjustment module to make the laser vertically shoot from the upper to the liquid surface of the material slot and solidify the liquid photosensitive resin under the action of the laser, while the scraper module is installed on the fixed component of the floor, and the scraper is driven by the bottom plate to move in the slot, thus realizing the layer by layer. Print, obtain the ideal printing effect; L shaped support platform and the net plate fixed connection, through the motor drive the net plate in the trough vertical and down movement, realize each printing layer, the net plate is down one layer distance; the block module changes the liquid level of the material trough through the subsidence of the block, so that the level of the liquid level in the slot is in the net plate. After being lowered, it is maintained to reduce the fluctuation of the liquid level in the printing process so as to achieve better printing effect.

【技术实现步骤摘要】
一种SLA3D打印机
本技术涉及3D打印机领域，尤其涉及一种基于SLA的3D打印机。
技术介绍
SLA(StereolithographyApparatus)技术就是激光立体雕刻技术。是机械、激光、光化学、软件、控制技术的结晶。基于光敏树脂受紫外光照射凝固的原理，计算机控制激光逐层扫描固化液态的光敏树脂。每一层固化的截面是由零件的三维CAD模型软件分层得到，直至最后得到光敏树脂实物原型。现有的SLA原理的3D打印机(激光快速成型机)外形结构比较大，一般为左右两部分呈对称结构，左边为加工成型部分，右边为显示控制及电气控制柜部分。缺点是设备整体结构较大，内部空间利用率低；外形占地面积大，很小的机型也需要较大空间摆放；给设备的包装、运输带来困难以及成本增加；设备进出房间困难，因为现有设备的长宽尺寸超出常规的房间门宽尺寸，需要破坏墙体或者改门；由于现有设备结构大，加工成本偏高；由于分为左右两部，造型不美观。因此，现有技术需要进一步改进和完善。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、打印效果好的SLA3D打印机。本技术的目的通过下述技术方案实现：一种SLA3D打印机，该打印机的结构主要包括机架、外壳、用于显示打印进度和系统参数的显示屏、用于产生激光并控制打印路径的光路调节模块、用于盛放液态光敏树脂材料的料槽、用于刮平切片层的刮刀模块、用于驱动刮刀工作的底板固定组件、通过沉块的升降来控制液位变化的沉块模块、用于驱动网板上下运动的L形支撑平台、用于支撑沉块模块和L形支撑平台的背板、以及设置在外壳内并用于控制各执行部件协同工作的控制器。具体的，所述机架设置在外壳内，用于支撑整个外壳及其他部件的重量。所述显示屏采用显示和输入一体的触控屏，而且显示屏设置在外壳上并与控制器电连接，从而获取并显示控制器发来的数据。优选的，所述外壳上还设有用于总控打印进度及桩体的按钮，该按钮设置在显示屏下方，以方便操作。优选的，所述控制器主要包括工控机、电源模块、接线板等部件，各部件协同工作且与其他部件电连接，从而实现对其他部件的有效控制。具体的，所述光路调节模块、刮刀模块、底板固定组件、沉块模块、L形支撑平台均设置在机架上，并分别与控制器电连接。所述料槽安装在机架的中部，背板位于料槽上方，且竖直安装。所述控制器位于料槽的一侧。所述L形支撑平台和沉块模块分别安装在背板的正面和背面。所述光路调节模块位于机架顶部，其激光射出端竖直向下射向料槽的液面。所述底板固定组件安装在料槽的两侧，刮刀模块安装在底板固定组件上，由底板固定组件驱动刮刀在料槽内往复移动，实现工件的逐层打印。为了更清楚地介绍本技术的具体结构、原理及工作过程，以下对各部分分别进行描述。一、光路调节模块/组件：该光路调节组件主要包括组件安装底板、根据激光传播的路径依次固定在组件安装底板上的激光发生器、用于调节光速直径大小的可调扩束镜、用于改变激光传播路径的第一反射组件和第二反射组件、于实测当前激光光束功率的功率检测装置、用于接收光束及改变光束传播路径的振镜、以及用于激光聚焦的聚焦镜。所述激光发生器、可调扩束镜、功率检测装置和振镜等高安装，使激光发生器的输出端轴线、可调扩束镜轴线、功率检测仪轴线、以及振镜输入端的轴线同轴。具体的，所述可调扩束镜包括扩束镜安装座、将光线发散的输入镜、将光线聚集的输出镜、平面镜、扩束镜导轨、扩束镜丝杆、扩束镜滑块和扩束镜驱动电机。所述输入镜为凹透镜，所述输出镜为凸透镜。所述可调扩束镜安装座固定在组件安装底板上，使可调扩束镜位于激光发生器与第一反射组件之间，将激光发生器产生的光束放大一定倍率。所述扩束镜导轨和扩束镜驱动电机均固定在扩束镜安装座上，扩束镜导轨的轴线与光束平行，所述扩束镜滑块安装在扩束镜导轨上，可在扩束镜导轨上来回滑动。所述输出镜和平面镜通过固定座安装在扩束镜安装座上，所述输入镜固定在扩束镜滑块上，位于激光发生器与输出镜之间；所述输入镜、输出镜和平面镜依次安装，且三者的光学轴线同轴。所述扩束镜丝杆穿过扩束镜滑块安装，且扩束镜丝杆的两端固定在扩束镜安装座上，并与扩束镜驱动电机连接。调节时，通过扩束镜驱动电机驱动扩束镜丝杆转动，带动扩束镜滑块在扩束镜导轨上来回移动，从而改变输入镜与输出镜之间的距离，实现扩束倍率的实时调整。具体的，所述功率检测装置固定在组件安装底板上，位于第二反射组件与振镜之间。该功率检测装置主要包括功率检测安装座、用于实测激光光束功率的功率检测仪、以及驱动功率检测仪前进或后退的电动推杆。所述功率检测安装座固定安装在组件安装底板上，所述电动推杆固定安装在功率检测安装座上，所述功率检测仪固定安装在电动推杆上，由电动推杆驱动功率检测仪向前伸出并实时检测激光光束功率。在打印过程中，由于电压波动、电磁干扰、机械震动等原因会影响激光发生器，造成激光光束的功率不稳定，为了确保打印质量，刮刀单次行程结束后会进行一次功率检测，此时控制器会控制电动推杆将功率检测仪向前推送，直到激光打到功率检测仪的输入端；功率检测仪通过在线检测方式测量当前光束的功率，并将测量数据传送给控制器，控制器将当前功率与设定功率的偏差实时调整激光发生器的工作参数，从而使投射到液面的打印光斑功率维持在恒定的范围内，有效确保打印质量的统一。作为本技术的优选方案，为了方便调整激光束传播的路径，本技术所述第一反射组件和第二反射组件均采用光学调整架结构。所述光学调整架结构包括用于调整镜片高度的高度调整座、镜片安装座、用于调整镜片在水平和竖直方向上摆动的镜片调整座、反射镜片、水平调节旋钮和竖直调节旋钮。所述高度调整座的一端安装在组件安装底板上，另一端与镜片调整座固定连接。所述镜片通过弹簧安装在安装在镜片调整座上，与镜片调整座可活动连接。所述反射镜片安装在镜片安装在上，与镜片安装座固定连接。所述水平调节旋钮和竖直调节旋钮均安装在镜片调整座上，水平调节旋钮和竖直调节旋钮的端部与镜片安装在抵接；通过旋转水平调节旋钮，可以将镜片安装座的一侧向外顶出或在弹簧的拉力作用下向内摆动；同理，通过调节竖直调节旋钮，可将镜片安装座的另一侧向外顶出或在弹簧的拉力作用下向内摆动；从而实现手动调节反射镜片的目的，操作十分方便，调节精度高而且不容易松动，有效地提高了光路调节组件的调试效率，缩短调试周期。二、底板固定组件：该底板固定组件主要包括底板、以及设置在底板上用于驱动刮刀来回运动的同步装置、用于支撑刮刀的底板导轨和用于限制刮刀行程的限位装置。所述底板中部镂空用于放置料槽(料槽中浸满待固化的液态光敏树脂)，所述底板导轨设为两组，互相平行并分别位于料槽的两侧。所述同步装置位于底板导轨的外侧，与底板导轨平行设置。所述限位装置位于同步装置的外侧，与底板导轨平行设置。具体的，所述底板由四块大理石拼接而成，分别为两块长的和两块短的大理石，每块大理石的厚度不小于50毫米。由于大理石内部的组织均匀，经长期天然时效而成，内应力完全消失，所以大理石的线胀系数极小，不会产生变形，对于刮刀这种运动精度要求高的场合十分适用；同时，大理石还具有刚性好、硬度高、耐磨性强、使用寿命长的优点。具体的，所述底板导轨设为直线导轨，包括导轨本体和设置在导轨本体上的底板滑块，所述导轨本体安装在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SLA 3D打印机，其特征在于，包括机架、外壳、显示屏、用于产生激光并控制打印路径的光路调节模块、用于盛放液态光敏树脂材料的料槽、用于刮平切片层的刮刀模块、用于驱动刮刀工作的底板固定组件、通过沉块的升降来控制液位变化的沉块模块、用于驱动网板上下运动的L形支撑平台、用于支撑沉块模块和L形支撑平台的背板、以及设置在外壳内并用于控制各执行部件协同工作的控制器；所述机架设置在外壳内，用于支撑整个外壳；所述显示屏采用显示和输入一体的触控屏，与控制器电连接并设置在外壳上；所述光路调节模块、刮刀模块、底板固定组件、沉块模块、L形支撑平台均设置在机架上，并分别与控制器电连接；所述料槽安装在机架的中部，背板位于料槽上方，且竖直安装；所述控制器位于料槽的一侧；所述L形支撑平台和沉块模块分别安装在背板的正面和背面；所述光路调节模块位于机架顶部，其激光射出端竖直向下射向料槽的液面；所述底板固定组件安装在料槽的两侧，刮刀模块安装在底板固定组件上，由底板固定组件驱动刮刀在料槽内往复移动，实现工件的逐层打印。

【技术特征摘要】
1.一种SLA3D打印机，其特征在于，包括机架、外壳、显示屏、用于产生激光并控制打印路径的光路调节模块、用于盛放液态光敏树脂材料的料槽、用于刮平切片层的刮刀模块、用于驱动刮刀工作的底板固定组件、通过沉块的升降来控制液位变化的沉块模块、用于驱动网板上下运动的L形支撑平台、用于支撑沉块模块和L形支撑平台的背板、以及设置在外壳内并用于控制各执行部件协同工作的控制器；所述机架设置在外壳内，用于支撑整个外壳；所述显示屏采用显示和输入一体的触控屏，与控制器电连接并设置在外壳上；所述光路调节模块、刮刀模块、底板固定组件、沉块模块、L形支撑平台均设置在机架上，并分别与控制器电连接；所述料槽安装在机架的中部，背板位于料槽上方，且竖直安装；所述控制器位于料槽的一侧；所述L形支撑平台和沉块模块分别安装在背板的正面和背面；所述光路调节模块位于机架顶部，其激光射出端竖直向下射向料槽的液面；所述底板固定组件安装在料槽的两侧，刮刀模块安装在底板固定组件上，由底板固定组件驱动刮刀在料槽内往复移动，实现工件的逐层打印。2.根据权利要求1所述的SLA3D打印机，其特征在于，所述光路调节模块包括组件安装底板、根据激光传播路径依次固定在组件安装底板上的激光发生器、可调扩束镜、第一反射组件、第二反射组件、于实测激光功率的功率检测装置、用于接收光束及改变光路的振镜、以及用于激光聚焦的聚焦镜；所述激光发生器、可调扩束镜、振镜和功率检测装置等高安装；所述可调扩束镜包括扩束镜安装座、输入镜、输出镜、平面镜、扩束镜导轨、扩束镜丝杆、扩束镜滑块和扩束镜驱动电机；所述扩束镜安装座固定在组件安装底板上，位于激光发生器与第一反射组件之间；所述扩束镜导轨和扩束镜驱动电机均固定在扩束镜安装座上，扩束镜导轨的轴线与光束平行，所述扩束镜滑块安装在扩束镜导轨上；所述输出镜和平面镜通过固定座安装在扩束镜安装座上，所述输入镜固定在扩束镜滑块上，位于激光发生器与输出镜之间；所述扩束镜丝杆穿过扩束镜滑块，扩束镜丝杆的两端固定在扩束镜安装座上，并与扩束镜驱动电机连接，通过扩束镜驱动电机驱动扩束镜丝杆转动来改变输入镜与输出镜之间的距离，实现扩束倍率的实时调整；所述功率检测装置固定在组件安装底板上，位于第二反射组件与振镜之间，包括功率检测安装座、用于实测激光光束功率的功率检测仪、以及驱动功率检测仪前进或后退的电动推杆；所述功率检测安装座固定安装在组件安装底板上，所述电动推杆固定安装在功率检测安装座上，所述功率检测仪固定安装在电动推杆上，由电动推杆驱动功率检测仪向前伸出检测激光光束功率。3.根据权利要求2所述的SLA3D打印机，其特征在于，所述第一反射组件和第二反射组件均采用光学调整架结构，所述光学调整架结构包括高度调整座、镜片安装座、镜片调整座、反射镜片、水平调节旋钮和竖直调节旋钮；所述高度调整座的一端安装在组件安装底板上，另一端与镜片调整座固定连接；所述镜片通过弹簧安装在安装在镜片调整座上，与镜片调整座可活动连接；所述反射镜片安装在镜片安装在上，与镜片安装座固定连接；所述水平调节旋钮和竖直调节旋钮均安装在镜片调整座上，旋钮的端部与镜片安装在抵接。4.根据权利要求1所述的SLA3D打印机，其特征在于，所述底板固定组件包括底板、以及设置在底板上用于驱动刮刀来回运动的同步装置、用于支撑刮刀的底板导轨和用于限制刮刀行程的限位装置；所述底板中部镂空用于放置料槽，所述底板导轨位于料槽两侧，所述同步装置位于底板导轨的外侧，所述限位装置位于同步装置的外侧；所述底板导轨设为直线导轨，包括导轨本体和设置在导轨本体上的底板滑块，所述导轨本体安装在料槽的两侧，刮刀安装在底板滑块上，由同步装置驱动刮刀在导轨本体上来回运动；所述同步装置包括同步电机、底板电机安装座、传动轴、主动轮、从动轮、同步带、以及用于连接刮刀的第一连接块；所述底板电机安装座固定设置在底板上；所述同步电机安装在底板电机安装座上，与传动轴传动连接；所述主动轮固定安装在传动轴上，通过同步带与从动轮传动连接；所述从动轮通过固定座固定安装在底板上，与主动轮和同步带共同构成平行于底板导轨并用于驱动刮刀的驱动结构；所述第一连接块的一端固定安装在同步带上，另一端与刮刀固定连接；所述限位装置包括安装导轨、用于检测刮刀是否到位的第一光电开关和第二光电开关；所述安装导轨平行于底板导轨设置，位于驱动结构的外侧；所述第一光电开关设置在安装导轨的一端，第二光电开关设置在安装导轨的另一端。5.根据权利要求4所述的SLA3D打印机，其特征在于，所述底板固定组件还包括安装在机架上用于托起底板的支撑装置、用于定位底板的拧紧装置、以及用于固定底板的压紧装置；所述支撑装置设置在底板的下方，与底板抵接；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何苗，王畅，
申请(专利权)人：佛山吗卡工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44