一种可手动调节分辨率、多轴、可变光波波长的光固化3D打印装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可手动调节分辨率、多轴、可变光波波长的光固化3D打印装置，包括吊篮座、吊篮顶板、t杆、吊杆、t杆套、成型平台、主料槽、离型膜、滚动轴承、xy连接片、精密回转平台、料槽夹座、三角安装座、吊篮底座、光机和步进电机。成型平台形成周向转动是步进电机使精密旋转平台处于工作状态；成型平台形成x轴轴向运动是x轴步进电机使x轴丝杆滑台处于工作状态；成型平台形成y轴轴向运动是y轴步进电机使y轴丝杆滑台处于工作状态。根据产品需求通过装置的调节光机的缩放镜头提高分辨率提高3D打印的精度，也可降低分辨率实现大面积面成型打印。采用多轴运动的机构设计提高圆锥体打印精度，避免在打印圆形截面过程中在边缘产生锯齿。

【技术实现步骤摘要】
一种可手动调节分辨率、多轴、可变光波波长的光固化3D打印装置
本专利技术属于3D微纳加工
，具体为一种可手动调节分辨率、多轴、可变光波波长的光固化3D打印装置。
技术介绍
随着3D打印和微纳科技的迅猛发展，为了满足不同领域和行业的需求，近年国内外研究人员已经开发出多种类型微纳尺度3D打印工艺、打印材料，并应用于多种领域和行业。3D打印即快速成型(rapidprototyping，RP)技术一种基于离散堆积思想的增材制造技术，一种“自下而上”的材料累加制造方法，其通过计算机技术，根据零件的三维数字模型把材料逐层连接累加，从而制造出实体零件将制造过程由复杂的三维加工降低为一系列简单的二维层片的加工，由于二维层片的加工难度与零件实体结构的复杂程度基本无关，因此大大降低了零件实体的加工难度，从而能够以一种统一的、自动的方法来完成形状结构各异的三维实体模型，从而3D打印技术相对传统加工技术具有不浪费材料，可以实现产品的自由结构设计，加工周期短从而达到节能环保的作用。光固化快速成型技术是当前应用最广泛的一种3D打印技术.该技术以光敏树脂液体为原材料，树脂的光敏特性使得材料在受到特殊波段的光(多为紫外波段)照射后，会发生聚合反应出现固化.当前国内外光固化3D微纳打印基本采用一个轴向移动，逐层曝光打印，对于斜面打印存在梯度误差缺陷，本专利技术的光固化3D打印装置采用多轴联动能较好的解决打打印存在的梯度问题，提高了打印尺寸精度和质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计了一种可手动调节分辨率、多轴、可变光波波长的光固化3D打印装置，主要相比现有光固化3D打印装置优势为：1、根据产品需求通过装置的调节光机的缩放镜头可实现进步一提高分辨率提高3D打印的精度，也可降低分辨率实现大面积扫描打印。2、采用多轴运动进一步提高斜面打印精度。3、由于不同光敏树脂材料有最佳匹配曝光光波，本装置可实现3种波长的切换(一般常用365nm，400nm，405nm)。本专利技术采用的技术方案是一种可手动调节分辨率、多轴、可变光波波长的光固化3D打印装置，包括吊篮座(1)、吊篮顶板(2)、t杆(3)、吊杆(4)、t杆套(4-1)、成型平台(5)、x轴从动滑台(6)、主料槽(7)、离型膜(8)、滚动轴承(7-1)、xy连接片(9-1)、精密回转平台(10)、Z轴丝杆滑台(11)、料槽夹座(12)、x轴丝杆滑台(13)、三角安装座(13-2)、y轴丝杆滑台(14)、吊篮底座(15)、光机(16)和步进电机(10-1)。所述x轴丝杆滑台(13)、y轴丝杆滑台(14)属于同一种类型丝杠滑台，其步进电机(10-1)、滑块(13-1)一致；所述x轴从动滑台(6)、y轴从动滑台属于同一种从动滑台，起导向作用。x轴步进电机(20)通过电机支架安装在x轴底座18上，x轴步进电机(20)通过联轴器(19)驱动x轴丝杆滑台(13)，z轴底座(17)固定在x轴丝杆滑台(13)上的x轴滑块(21)上。吊篮座(1)与精密旋转平台(10)采用螺栓固定连接，精密旋转平台(10)的从动部分与篮顶顶板(2)之间是通过螺丝紧固连接，精密旋转平台(10)能够使吊篮板(2)在水平面实现旋转运动；吊篮顶板(2)与吊篮底座(15)之间通过四根并列布设的吊杆(4)连接形成一个旋转平台；y轴丝杆滑台(14)、y轴从动滑台(6)布置在吊篮底座(15)两边，y轴丝杆滑台(14)、y轴从动滑台(6)处于同一平面，y轴从动滑台(6)起导向作用；两块xy连接片(9-1)通过螺栓分别平行固定于y轴丝杆滑台(14)、y轴从动滑台(6)上，形成y轴丝杆滑台(14)的Y向运动实现两块xy连接片(9-1)同步滑动，x轴丝杆滑台(13)、x轴从动滑台(6)通过螺栓固定架于xy连接片(9-1)上两端，使得y轴丝杆滑台(14)、y轴从动滑台(14)、x轴丝杆滑台(13)、x轴从动滑台(6)搭成口字型装置；所述吊篮底座(15)与吊篮座(1)的底部通过滚动轴承(7-1)连接，在吊篮座(1)的底部实现周向运动；离型膜(8)通过螺丝紧固在主料槽(7)的底部；主料槽(7)通过螺丝左右两个料槽夹座(12)紧固连接，左右两个料槽夹座(12)通过螺丝紧固分别连接在x轴丝杆滑台(13)的滑块(13-1)上和x轴从动滑台(6)的滑块(13-1)上；x轴丝杆滑台(13)的滑块(13-1)与三角安装座(13-2)通过螺栓连接，三角安装座(13-2)与Z轴丝杆滑台(11)的底座通过螺栓固定连接，Z轴丝杆滑台(11)的滑块和t杆(3)通过螺栓固定连接，t杆(3)通过t杆套(4-1)采用螺栓和成型平台(5)形成固定连接；t杆(3)平行于z轴导轨架竖直方向。x轴、y轴、z轴滑台与成型平台、主料槽(7)形成一体。成型平台(5)形成周向转动是步进电机(10-1)使精密旋转平台(10)处于工作状态；成型平台(5)形成x轴轴向运动是x轴步进电机(20)使x轴丝杆滑台(13)处于工作状态；成型平台(5)形成y轴轴向运动是y轴步进电机使y轴丝杆滑台(14)处于工作状态。精密旋转平台(10)由步进电机(10-1)、试验齿轮(10-4)、实验大齿轮(10-3)、交叉滚柱轴承(10-5)、上外圈(10-6)、上内圈(10-7)、下外圈(10-2)和下端盖(10-8)组成。下端盖(10-8)通过螺丝与吊篮座(1)紧固连接，步进电机(10-1)通过螺丝紧固连接在下端盖(10-8)上，交叉滚柱轴承(10-5)在上内圈(10-7)与下外圈(10-2)中间间隙配合；实验大齿轮(10-3)与下外圈(10-2)配合，通过螺丝与上内圈(10-7)、下端盖(10-8)紧固连接，试验齿轮(10-4)、实验大齿轮(10-3)进行齿轮配合；试验齿轮(10-4)的中心轴与步进电机(10-1)的轴相连，上外圈(10-6)通过螺丝紧固连接于吊篮顶板(2)，通过控制步进电机(10-1)工作状态实现吊篮的旋转。光机(16)由镜头(22)、机箱(23)和光机底板(24)组成，如图4所示。镜头(22)由镜头组I(22-1)、镜头组II(22-2)、镜头组II(22-3)、菲涅尔透镜(22-4)、镜头组前镜片(22-5)、镜头组后镜片(22-6)、镜头组上盖(22-7)和镜头组下盖(22-8)组成；所述后菲涅尔透镜(22-4)通过胶接固定在镜头组下盖(22-7)上，镜头组下盖(22-7)与镜头组上盖(22-8)通过螺孔连接至光机外壳。光机镜头通过螺纹连接至镜头组上盖(22-8)。如图5所示，所述机箱(23)由分光镜(23-1)、分光镜支架(23-1-1)、反射镜(23-2)、反射镜支架(23-2-1)、分光棱镜(23-3)、分光棱镜(支架23-3-1)、偏光镜(23-4)、偏光镜支架(23-4-1)、发光源(23-5)、发光源支架(23-5-1)，连接柱(23-6)、螺栓(23-6-1)、反光镜(23-7)、散热器(23-8)、液晶显示器简称LCD(23-9)、液晶显示器支架(23-9-1)、反射镜(23-10)和反射镜支架(23-10-1)组成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可手动调节分辨率、多轴、可变光波波长的光固化3D打印装置，其特征在于：/n吊篮座(1)与精密旋转平台(10)采用螺栓固定连接，精密旋转平台(10)的从动部分与篮顶顶板(2)之间是通过螺丝紧固连接，精密旋转平台(10)能够使吊篮板(2)在水平面实现旋转运动；吊篮顶板(2)与吊篮底座(15)之间通过四根并列布设的吊杆(4)连接形成一个旋转平台；y轴丝杆滑台(14)、y轴从动滑台(6)布置在吊篮底座(15)两边，y轴丝杆滑台(14)、y轴从动滑台(6)处于同一平面，y轴从动滑台(6)起导向作用；两块xy连接片(9-1)通过螺栓分别平行固定于y轴丝杆滑台(14)、y轴从动滑台(6)上，形成y轴丝杆滑台(14)的Y向运动实现两块xy连接片(9-1)同步滑动，x轴丝杆滑台(13)、x轴从动滑台(6)通过螺栓固定架于xy连接片(9-1)上两端，使得y轴丝杆滑台(14)、y轴从动滑台(14)、x轴丝杆滑台(13)、x轴从动滑台(6)搭成口字型装置；所述吊篮底座(15)与吊篮座(1)的底部通过滚动轴承(7-1)连接，在吊篮座(1)的底部实现周向运动；离型膜(8)通过螺丝紧固在主料槽(7)的底部；主料槽(7)通过螺丝左右两个料槽夹座(12)紧固连接，左右两个料槽夹座(12)通过螺丝紧固分别连接在x轴丝杆滑台(13)的滑块(13-1)上和x轴从动滑台(6)的滑块(13-1)上；x轴丝杆滑台(13)的滑块(13-1)与三角安装座(13-2)通过螺栓连接，三角安装座(13-2)与Z轴丝杆滑台(11)的底座通过螺栓固定连接，Z轴丝杆滑台(11)的滑块和t杆(3)通过螺栓固定连接，t杆(3)通过t杆套(4-1)采用螺栓和成型平台(5)形成固定连接；t杆(3)平行于z轴导轨架竖直方向；x轴、y轴、z轴滑台与成型平台、主料槽(7)形成一体；x轴步进电机(20)通过电机支架安装在x轴底座(18)上，x轴步进电机(20)通过联轴器(19)驱动x轴丝杆滑台(13)，z轴底座(17)固定在x轴丝杆滑台(13)上的x轴滑块(21)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可手动调节分辨率、多轴、可变光波波长的光固化3D打印装置，其特征在于：
吊篮座(1)与精密旋转平台(10)采用螺栓固定连接，精密旋转平台(10)的从动部分与篮顶顶板(2)之间是通过螺丝紧固连接，精密旋转平台(10)能够使吊篮板(2)在水平面实现旋转运动；吊篮顶板(2)与吊篮底座(15)之间通过四根并列布设的吊杆(4)连接形成一个旋转平台；y轴丝杆滑台(14)、y轴从动滑台(6)布置在吊篮底座(15)两边，y轴丝杆滑台(14)、y轴从动滑台(6)处于同一平面，y轴从动滑台(6)起导向作用；两块xy连接片(9-1)通过螺栓分别平行固定于y轴丝杆滑台(14)、y轴从动滑台(6)上，形成y轴丝杆滑台(14)的Y向运动实现两块xy连接片(9-1)同步滑动，x轴丝杆滑台(13)、x轴从动滑台(6)通过螺栓固定架于xy连接片(9-1)上两端，使得y轴丝杆滑台(14)、y轴从动滑台(14)、x轴丝杆滑台(13)、x轴从动滑台(6)搭成口字型装置；所述吊篮底座(15)与吊篮座(1)的底部通过滚动轴承(7-1)连接，在吊篮座(1)的底部实现周向运动；离型膜(8)通过螺丝紧固在主料槽(7)的底部；主料槽(7)通过螺丝左右两个料槽夹座(12)紧固连接，左右两个料槽夹座(12)通过螺丝紧固分别连接在x轴丝杆滑台(13)的滑块(13-1)上和x轴从动滑台(6)的滑块(13-1)上；x轴丝杆滑台(13)的滑块(13-1)与三角安装座(13-2)通过螺栓连接，三角安装座(13-2)与Z轴丝杆滑台(11)的底座通过螺栓固定连接，Z轴丝杆滑台(11)的滑块和t杆(3)通过螺栓固定连接，t杆(3)通过t杆套(4-1)采用螺栓和成型平台(5)形成固定连接；t杆(3)平行于z轴导轨架竖直方向；x轴、y轴、z轴滑台与成型平台、主料槽(7)形成一体；x轴步进电机(20)通过电机支架安装在x轴底座(18)上，x轴步进电机(20)通过联轴器(19)驱动x轴丝杆滑台(13)，z轴底座(17)固定在x轴丝杆滑台(13)上的x轴滑块(21)上。


2.根据权利要求1所述的一种可手动调节分辨率、多轴、可变光波波长的光固化3D打印装置，其特征在于：
成型平台(5)形成周向转动是步进电机(10-1)使精密旋转平台(10)处于工作状态；成型平台(5)形成x轴轴向运动是x轴步进电机(20)使x轴丝杆滑台(13)处于工作状态；成型平台(5)形成y轴轴向运动是y轴步进电机使y轴丝杆滑台(14)处于工作状态。


3.根据权利要求1所述的一种可手动调节分辨率、多轴、可变光波波长的光固化3D打印装置，其特征在于：
精密旋转平台(10)由步进电机(10-1)、试验齿轮(10-4)、实验大齿轮(10-3)、交叉滚柱轴承(10-5)、上外圈(10-6)、上内圈(10-7)、下外圈(10-2)和下端盖(10-8)组成；下端盖(10-8)通过螺丝与吊篮座(1)紧固连接，步进电机(10-1)通过螺丝紧固连接在下端盖(10-8)上，交叉滚柱轴承(10-5)在上内圈(10-7)与下外圈(10-2)中间间隙配合；实验大齿轮(10-3)与下外圈(10-2)配合，通过螺丝与上内圈(10-7)、下端盖(10-8)紧固连接，试验齿轮(10-4)、实验大齿轮(10-3)进行齿轮配合；试验齿轮(10-4)的中心轴与步进电机(10-1)的轴相连，上外圈(10-6)通过螺丝紧固连接于吊篮顶板(2)，通过控制步进电机(10-1)工作状态实现吊篮的旋转。


4.根据权利要求1所述的一种可手动调节分辨率、多轴、可变光波波长的光固化3D打印装置，其特征在于：
光机(16)由镜头(22)、机箱(23)和光机底板(24)组成，镜头(22)由镜头组I(22-1)、镜头组II(22-2)、镜头组II(22-3)、菲涅尔透镜(22-4)、镜头组前镜片(22-5)、镜头组后镜片(22-6)、镜头组上盖(22-7)和镜头组下盖(22-8)组成；所述后菲涅尔透镜(22-4)通过胶接固定在镜头组下盖(22-7)上，镜头组下盖(22-7)与镜头组上盖(22-8)通过螺孔连接至光机外壳；光机镜头通过螺纹连接至镜头组上盖(22...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢祺晖，王兆龙，段辉高，张艺茹，鲍忠旭，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43