光固化三维打印设备制造技术

本实用新型专利技术提出了一种光固化三维打印设备，其包括成型平台(2)、浆料容器(3)、直线模块(4)、旋转模块(5)、分离装置(6)、平整装置(7)、投影装置(8)、控制系统(1)；借助该三维打印设备，能够以较高的效率安全且精确地进行光固化的三维打印，尤其适合针对具有高固相含量的浆料进行的三维打印。

Stereolithography 3D printing equipment

The utility model provides a light-curing three-dimensional printing device, which comprises a forming platform (2), a slurry container (3), a linear module (4), a rotating module (5), a separating device (6), a leveling device (7), a projecting device (8) and a control system (1); with the help of the three-dimensional printing device, the light-curing can be safely and accurately carried out with high efficiency. Three dimensional printing is particularly suitable for 3D printing with slurry with high solid content.

【技术实现步骤摘要】
光固化三维打印设备
本技术涉及增材成型领域，具体涉及一种光固化的三维打印设备。
技术介绍
三维打印技术是通过自动化数控逐层累积材料实现三维模型的成型。相对于传统的加工技术而言，三维打印技术不需要另行制作模具，直接加工出成品，并且可快速得到传统加工技术难以制造的复杂零件。因此，三维打印技术能够缩短产品研发周期，降低企业的研发成本，提供更有效的技术解决方案，满足日益增长的个性化需求。光固化三维打印技术是以光敏树脂为原料，通过计算机控制激光或投影仪对二维平面内需要固化的树脂区域进行照射，固化得到与模型横切面相同的二维轮廓。通过逐层堆积这样的二维轮廓，从而得到最终所需的三维模型。传统的光固化树脂材料粘度较低，有很好的流动性，逐层固化堆积的过程中依靠重力即可自然流动到打印区域，补充光固化消耗的树脂，因此传统光固化三维打印设备结构都相对简单，无需额外的装置增强树脂的流动。而近来出现的功能光固化树脂材料，由于其中包含固体颗粒或高分子聚合物，粘度很高，流动性部分或完全消失，无法依靠重力自然流动到打印区域，因此无法适用于传统的光固化三维打印设备。此外，随着树脂粘度的增大，模型在树脂中运动时的剪切阻力也显著增加。为了尽可能减小阻力，应严格控制浆料容器中的树脂液面高度，而传统光固化三维打印设备通常不具备这样的功能。同时，由于阻力增加，打印时模型从成型平台脱落的几率也随之增大，因此改进结构以增强平台与模型的粘结，同时降低模型与浆料容器的粘结力也变得更为重要。还需要注意的是，针对高粘度树脂而引入的流动增强装置，由于会产生相对运动，对浆料容器中的杂质尤为敏感。如果不能及时发现并除去打印过程中由于各种意外因素而产生的杂质，则会严重影响打印质量，甚至导致设备损坏。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提出了一种光固化三维打印设备，其能够以较高的效率安全且精确地进行光固化的三维打印。具体而言，本技术的一方面公开了一种光固化三维打印设备，其包括成型平台2、浆料容器3、直线模块4、旋转模块5、分离装置6、平整装置7、投影装置8。所述直线模块连接所述成型平台，且被配置成能使所述成型平台沿竖直方向上下升降。所述分离装置可以包括支撑架，且被配置成能使所述支撑架绕转轴转动。所述旋转模块固定在所述支撑架上。所述旋转模块可以包括中空转盘，且被配置成使所述中空转盘能够绕自身中轴旋转并带动所述浆料容器同步旋转。所述浆料容器可以包括侧壁和透光底板。所述平整装置固定在所述支撑架上，且可以包括刮板和调节模块，所述调节模块被配置成能够彼此独立地调节所述刮板(71)的多个方位参数。所述投影装置固定在所述浆料容器下方，且可以被设置成由其投射出的光线可穿过所述旋转模块和所述透光底板照射到所述成型平台上。所述控制系统被设置成能够在收到异常信号时暂停或终止打印，以防止设备受损。进一步地，所述直线模块4可以包括用于连接所述成型平台2的悬臂44和设置于所述悬臂44上的调整机构441，所述调整机构441包括上拉栓4411、下压栓4412和锁定栓4413。借助这种调整机构441，可以简单且方便地精确实现成型平台与浆料之间相对方位的调整。优选地，可以在悬臂44的四个角上分别设有调整机构441，以便能够在多个敏感位置上对成型平台的方位参数进行调整，从而扩大成型平台方位调节范围及能力。进一步地，所述浆料容器3还可以包括离型膜35和防真空隔层36，其中所述防真空隔层36设置在所述离型膜35与所述透明底板32之间以防止在两者之间形成真空。优选地，所述防真空隔层36的表面可以形成有由球形颗粒排成的二维阵列或者由矩形凹槽排成的一维阵列或者由圆柱结构排成的二维阵列或其组合。更优选地，所述球形颗粒的直径为0.01～0.05mm，表面密度为1～100个/mm2，隔层厚度为0.05～0.5mm。更优选地，所述凹槽的深度为0.01～0.05mm，宽度为0.01～0.05mm，相邻凹槽的间距为0.1～0.5mm，隔层厚度为0.05～0.5mm。更优选地，所述圆柱结构的高度为0.01～0.05mm，横截面直径为0.01～0.05mm，相邻圆柱结构的间距为0.1～0.5mm，隔层厚度为0.05～0.5mm。进一步地，所述调节模块72可以包括底座721、活动框架722、高度调节机构724、倾角调节机构725、迎角调节机构726及摆角调节机构727，其中所述刮板71固定在所述活动框架722上。更进一步地，所述活动框架722固定在所述底座721上且具有平行四边形结构，其中所述平行四边形结构可以被设置成其四个顶点的角度可自由改变，同时相对两边保持平行。更进一步地，所述高度调节机构724可以被设置成一端顶在所述活动框架722的第一边上，以便能够向所述第一边施加作用力，从而调节所述刮板71的高度。更进一步地，所述倾角调节机构725可以被设置成一端顶在所述活动框架722的第二边上，以便能够向所述第二边施加作用力，从而调节所述刮板71的倾角。更进一步地，所述迎角调节机构726可以固定在所述活动框架722上，用于调节所述刮板71的迎角。进一步地，所述摆角调节机构727可以固定在所述底座721上，用于带动所述刮板71绕所述摆角调节机构727的中心轴旋转。再进一步地，所述活动框架722上可以固定有弹簧机构723，用于沿所述活动框架722对角施加弹性预紧力，从而对所述活动框架722施加扩张力矩。优选地，所述弹簧机构723可以被设置成，当所述刮板71遇到异物时被压缩以允许所述异物通过所述刮板71。更进一步地，所述摆角调节机构727上可以设置有力传感器。进一步地，所述平整装置7还可以包括杂质滤板73。所述杂质滤板73固定在所述调节模块72上，且在运动方向上位于所述刮板71的前方。其中，所述杂质滤板73可以包括铲板731、筛网732和滤框733。优选地，所述筛网732的筛孔尺寸选为30～200目，所述铲板731与所述透光底板32之间的夹角为10～45度。进一步地，所述成型平台2的表面可以设有粘结增强结构21。更进一步地，所述粘结增强结构的表面可以形成有柱状结构排成的二维阵列，且所述二维阵列为正方排列或三角排列，所述柱状结构是截面为圆形的突起或凹陷。优选地，圆直径与相邻圆心距的比例为0.2～0.8，柱高度为0.05～3mm，直径为0.2～5mm。更优地，柱高度为0.1～1mm，直径为1～3mm。更进一步地，所述粘结增强结构的表面可以形成有柱状结构排成的二维阵列，且所述二维阵列为正方排列，所述柱状结构是截面为正方形的突起或凹陷。优选地，正方形边长与相邻正方形中心距的比例为0.2～0.8，柱高度为0.05～3mm，边长为0.2～5mm。更优地，柱高度为0.1～1mm，边长为1～3mm。更进一步地，所述粘结增强结构的表面可以形成有梯形条纹排成的一维阵列。优选地，梯形条纹的顶部宽度与底部宽度的比例为0.5～1.0，梯形条纹高度为0.05～3mm，顶部宽度为0.2～5mm，相邻梯形条纹的底部间距为0.2～5mm。更优地，梯形条纹高度为0.1～1mm，顶部宽度为1～3mm，相邻梯形条纹的底部间距为1～3mm。优选地，所述旋转模块的转动速度可以为6-60rpm。进一步地，本技术的光固化三维打印设备还可以包括控制系统1和监控装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光固化三维打印设备，其包括成型平台(2)、浆料容器(3)、直线模块(4)、旋转模块(5)、分离装置(6)、平整装置(7)、投影装置(8)、控制系统(1)，其特征在于：所述直线模块(4)连接所述成型平台(2)，且被配置成能使所述成型平台(2)沿竖直方向上下升降；所述分离装置(6)包括支撑架(61)，且被配置成能使所述支撑架(61)绕转轴转动；所述旋转模块(5)固定在所述支撑架(61)上，其包括中空转盘(51)，且被配置成使所述中空转盘(51)能够绕自身中轴旋转并带动所述浆料容器(3)同步旋转；所述浆料容器(3)包括侧壁(31)和透光底板(32)；所述平整装置(7)固定在所述支撑架(61)上，其包括刮板(71)和调节模块(72)，所述调节模块(72)被配置成能够彼此独立地调节所述刮板(71)的多个方位参数；所述投影装置(8)固定在所述浆料容器(3)下方，且被设置成由其投射出的光线可穿过所述旋转模块(5)和所述透光底板(32)照射到所述成型平台(2)上；以及所述控制系统(1)被设置成能够在收到异常信号时暂停或终止打印。

【技术特征摘要】
1.一种光固化三维打印设备，其包括成型平台(2)、浆料容器(3)、直线模块(4)、旋转模块(5)、分离装置(6)、平整装置(7)、投影装置(8)、控制系统(1)，其特征在于：所述直线模块(4)连接所述成型平台(2)，且被配置成能使所述成型平台(2)沿竖直方向上下升降；所述分离装置(6)包括支撑架(61)，且被配置成能使所述支撑架(61)绕转轴转动；所述旋转模块(5)固定在所述支撑架(61)上，其包括中空转盘(51)，且被配置成使所述中空转盘(51)能够绕自身中轴旋转并带动所述浆料容器(3)同步旋转；所述浆料容器(3)包括侧壁(31)和透光底板(32)；所述平整装置(7)固定在所述支撑架(61)上，其包括刮板(71)和调节模块(72)，所述调节模块(72)被配置成能够彼此独立地调节所述刮板(71)的多个方位参数；所述投影装置(8)固定在所述浆料容器(3)下方，且被设置成由其投射出的光线可穿过所述旋转模块(5)和所述透光底板(32)照射到所述成型平台(2)上；以及所述控制系统(1)被设置成能够在收到异常信号时暂停或终止打印。2.如权利要求1所述的光固化三维打印设备，其中，所述直线模块(4)包括用于连接所述成型平台(2)的悬臂(44)和设置于所述悬臂(44)上的调整机构(441)，所述调整机构(441)包括上拉栓(4411)、下压栓(4412)和锁定栓(4413)。3.如权利要求2所述的光固化三维打印设备，其中，所述悬臂(44)的四个角上分别设有所述调整机构(441)。4.如权利要求1所述的光固化三维打印设备，其中，所述浆料容器(3)还包括离型膜(35)和防真空隔层(36)，所述防真空隔层(36)设置在所述离型膜(35)与所述透光底板(32)之间以防止在两者之间形成真空。5.如权利要求4所述的光固化三维打印设备，其中，所述防真空隔层(36)的表面形成有由球形颗粒排成的二维阵列或者由矩形凹槽排成的一维阵列或者由圆柱结构排成的二维阵列或其组合。6.如权利要求5所述的光固化三维打印设备，其中，所述球形颗粒的直径为0.01～0.05mm，表面密度为1～100个/mm2，隔层厚度为0.05～0.5mm。7.如权利要求5所述的光固化三维打印设备，其中，所述凹槽的深度为0.01～0.05mm，宽度为0.01～0.05mm，相邻凹槽的间距为0.1～0.5mm，隔层厚度为0.05～0.5mm。8.如权利要求5所述的光固化三维打印设备，其中，所述圆柱结构的高度为0.01～0.05mm，横截面直径为0.01～0.05mm，相邻圆柱结构的间距为0.1～0.5mm，隔层厚度为0.05～0.5mm。9.如权利要求1所述的光固化三维打印设备，其中，所述调节模块(72)包括底座(721)、活动框架(722)、高度调节机构(724)、倾角调节机构(725)、迎角调节机构(726)及摆角调节机构(727)，所述刮板(71)固定在所述活动框架(722)上。10.如权利要求9所述的光固化三维打印设备，其中，所述活动框架(722)固定在所述底座(721)上且具有平行四边形结构，所述平行四边形结构被设置成其四个顶点的角度可改变，同时相对两边保持平行。11.如权利要求10所述的光固化三维打印设备，其中，所述高度调节机构(724)的一端顶在所述活动框架(722)的第一边上，以便能够向所述第一边施加作用力，从而调节所述刮板(71)的高度。12.如权利要求10所述的光固化三维打印设备，其中，所述倾角调节机构(...

【专利技术属性】
技术研发人员：何奕，饶思荣，劳石英，韩加军，
申请(专利权)人：深圳长朗智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44