下沉式光固化3D打印机制造技术

技术编号:41413480 阅读:3 留言:0更新日期:2024-05-20 19:41
本申请公开了一种下沉式光固化3D打印机,包括:机架、料槽组件、成型平台组件、固化模块以及第二移动机构;其中,所述机架包括第一支撑板和第二支撑板;所述料槽组件设于所述第一支撑板和第二支撑板之间,所述料槽组件包括用于容纳光敏材料的料槽;所述成型平台组件包括成型平台和用于驱动所述成型平台在Z轴方向上移动的第一移动机构;所述固化模块包括光源组件和打印屏幕组件。本申请所述3D打印机使得光敏材料在所述成型平台上表面由下至上逐层成型,采用下沉式的3D固化打印方式,代替采用离型膜等结构得到上拉式3D打印机,避免光源光线的损耗、提升打印精度及打印效率并且避免了掉板的发生,降低了3D打印过程中的耗材使用量。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及3d打印,特别是涉及一种下沉式光固化3d打印机。


技术介绍

1、目前,光固化3d打印机广泛使用液晶屏作为掩膜,并利用uv紫外光作为光源,通过屏显示的图案,来对树脂进行固化。现有技术中,光固化打印机一般采用上拉式结构,其料槽由料槽外框、压圈、离型膜组成,光固化树脂装于料槽内,紫外线光源布置在料槽的下方,打印屏幕设置在紫外线光源上方和料槽下方的之间,用于显示模型每层的图案,成型平台安装在料槽的上方区域。上拉式的光固化打印机的工作时:成型平台下降到装有光固化树脂的料槽底部,紫外线光源发射出能布满整个打印屏区域的光斑,通过打印屏上面显示三维模型的截面图透过料槽的离型膜,照射在离型膜与成型平台中间空隙的树脂上,使离型膜与成型平台间隙中的树脂分子发生聚合反应,固化成为打印屏显示图案的形状,固化树脂层的厚度为成型平台和料槽离型膜之间的间隙高度。在屏没有显示图案的区域为黑屏,能有效阻隔紫外光通过,从而这块区域对应的树脂不会发生固化反应。然后成型平台开始向上拉,因为成型平台下表面是刚性结构且上面经过喷砂处理,表面粗糙度较高,固化的树脂层与成型平台之间的粘接力大于固化树脂层与离型膜之间的粘接力,所以在成型平台上拉时,固化树脂层贴附于成型平台的同时跟离型膜剥离。在打印下一层时,成型平台重新下降至树脂槽内,且与树脂槽内离型膜留有一定间隙,如此循环往复,直到模型最终打印完成。

2、然而,上拉式光固化打印机料槽的离型膜是一种有使用寿命的弹性透明膜,在反复上拉剥离后它自身的弹性会下降,导致离型膜会变松,从而导致剥离不及时影响打印精度,离型膜经长期使用后剥离力降低的影响下,树脂固化层与成型平台的粘接力会越来越小,未打印完的模型很容易从成型平台上掉落,从而导致打印失败,打印成功率低;紫外光源设于料槽下方,打印结束后清洁不到位会导致料槽内残留固化小颗粒,继续打印很容易导致离型膜或者打印屏破损,然后导致料槽里的树脂泄漏到料槽外,流到下方光源部分,对光源部分造成永久损坏;此外,由于打印屏半身由多层物料压制贴合而成,光线不能完全穿透,加之料槽有离型膜的存在,导致光源发射的光线在到达树脂固化面时会经过多次折射损耗,大大降低了打印精度。

3、因此,提供一种能够避免离型膜的使用、解决紫外光源发射的光线的损耗、提升光线利用率、提升打印精度及打印效率的光固化3d打印机是十分必要的。


技术实现思路

1、本申请的目的是解决上述问题,提供一种下沉式光固化3d打印机,该打印机能够解决离型膜的使用、解决紫外光线损耗、提升紫外光线的利用率、提升打印精度及打印效率。

2、为了解决上述技术问题,本申请采用的技术方案,如下所述:

3、一种下沉式光固化3d打印机,包括:

4、机架,所述机架包括第一支撑板和第二支撑板,在z轴方向上,所述第一支撑板位于第二支撑板上方;

5、料槽组件,所述料槽组件设于所述第一支撑板和第二支撑板之间,所述料槽组件包括用于容纳光敏材料的料槽;

6、成型平台组件,所述成型平台组件包括成型平台和第一移动机构,所述第一移动机构连接并驱动所述成型平台相对于所述料槽组件在所述z轴方向上移动;

7、固化模块,包括光源组件和打印屏幕组件,所述光源组件用于提供固化光并设置在所述料槽组件的上方;所述打印屏幕组件设置在料槽组件和光源组件之间,所述打印屏幕组件被配置成显示以遮挡所述固化光的遮光区域和透过所述固化光的透光区域组成的图案;以及,

8、第二移动机构,所述第二移动机构连接并驱动所述固化模块相对于料槽组件在x轴方向上移动。

9、优选地,所述第一支撑板上开设有第一开口,所述成型平台在所述第一移动机构的带动下穿过所述第一开口在z轴方向上移动。

10、优选地,所述固化模块还包括第三支撑板、刮刀组件以及第三移动机构;所述第三支撑板设于所述第一支撑板上方,所述打印屏幕组件设于所述第三支撑板上,所述刮刀组件设于所述打印屏幕组件的下方;所述第三移动机构设于所述第三支撑板上、并用于驱动所述刮刀组件和所述光源组件在x轴方向上同步移动。

11、优选地,所述第三移动机构包括设于所述第三支撑板的第一侧的第二驱动件、连接于所述第二驱动件的第一y轴转杆、沿x轴对称连接于所述第一y轴转杆两端的第一同步带组件,以及平行设于所述第一同步带组件内侧的第二导向组件;所述第二导向组件分别连接于所述光源组件和所述刮刀组件,相邻的第一同步带组件和第二导向组件之间通过第一同步转接件连接。

12、优选地,所述第二导向组件包括第二x轴导轨以及连接于所述第二x轴导轨上的第二滑块和第三滑块,所述第二滑块靠近所述第三支撑板的第一侧设置;所述第一同步转接件一端连接于所述第一同步带组件、另一端分别连接于所述第二滑块和第三滑块,所述第二滑块连接于所述光源组件,第一同步转接件穿过所述第三支撑板后向下延伸连接于所述刮刀组件;所述第一同步转接件与所述第二滑块连接的区域上设有长孔。

13、优选地,所述光源组件包括光源壳体、设于所述光源壳体上的紫外激光器,以及设于所述光源壳体朝向所述第三支撑板平面上的弹性定位件;所述第三支撑板的第一侧和第二侧分别设有与所述弹性定位件配合的定位槽。

14、优选地,第二移动机构包括设于所述第一支撑板的第三驱动件以及连接于所述第三驱动件的第二同步带组件;所述第二同步带组件通过第二同步转接件连接于所述第三支撑板。

15、优选地,所述第二同步带组件包括第一x轴主动转杆、与所述第一x轴主动转杆平行设置的第一x轴从动转杆、设于所述第一x轴主动转杆靠近所述第三驱动件端的第二主动轮、设于所述第一x轴从动转杆靠近所述第三驱动件一端的第二从动轮、绕设于所述第二主动轮和所述第二从动轮的第二同步带,以及分别设于所述第一x轴主动转杆和所述第一x轴从动转杆上的第二传动件和第三传动件。

16、优选地,所述第二同步带的中部设有涨紧组件,所述涨紧组件包括连接于所述第一支撑板的安装板、设于所述安装板下部并与所述第二同步带下部接触的涨紧轮,以及设于所述安装板上部的涨紧螺丝;所述涨紧螺丝贯穿所述第一支撑板设置。

17、优选地,所述料槽组件还包括设于所述第二支撑板上并用于驱动所述料槽在z轴方向上移动的第四移动机构;所述第四移动机构包括用于承载所述料槽的料槽升降平台,以及连接于所述料槽升降平台并驱动所述料槽升降平台在z轴方向上移动的第三同步带组件。

18、本申请产生的有益效果至少包括:

19、本申请所述下沉式光固化3d打印机通过所述成型平台组件、固化模块、第二移动机构和料槽组件的共同配合,使得光敏材料在所述成型平台上表面由下至上逐层成型,采用下沉式的3d固化打印方式,代替采用离型膜等结构得到上拉式3d打印机,避免光源光线的损耗、提升打印精度及打印效率并且避免了掉板的发生,降低了3d打印过程中的耗材使用量。

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【技术保护点】

1.一种下沉式光固化3D打印机,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的下沉式光固化3D打印机,其特征在于,所述第一支撑板上开设有第一开口,所述成型平台在所述第一移动机构的带动下穿过所述第一开口在Z轴方向上移动。

3.根据权利要求1所述的下沉式光固化3D打印机,其特征在于,所述固化模块还包括第三支撑板、刮刀组件以及第三移动机构;所述第三支撑板设于所述第一支撑板上方,所述打印屏幕组件设于所述第三支撑板上,所述刮刀组件设于所述打印屏幕组件的下方;所述第三移动机构设于所述第三支撑板上、并用于驱动所述刮刀组件和所述光源组件在X轴方向上同步移动。

4.根据权利要求3所述的下沉式光固化3D打印机,其特征在于,所述第三移动机构包括设于所述第三支撑板的第一侧的第二驱动件、连接于所述第二驱动件的第一Y轴转杆、沿X轴对称连接于所述第一Y轴转杆两端的第一同步带组件,以及平行设于所述第一同步带组件内侧的第二导向组件;所述第二导向组件分别连接于所述光源组件和所述刮刀组件,相邻的第一同步带组件和第二导向组件之间通过第一同步转接件连接。

5.根据权利要求4所述的下沉式光固化3D打印机,其特征在于,所述第二导向组件包括第二X轴导轨以及连接于所述第二X轴导轨上的第二滑块和第三滑块,所述第二滑块靠近所述第三支撑板的第一侧设置;所述第一同步转接件一端连接于所述第一同步带组件、另一端分别连接于所述第二滑块和第三滑块,所述第二滑块连接于所述光源组件,第一同步转接件穿过所述第三支撑板后向下延伸连接于所述刮刀组件;所述第一同步转接件与所述第二滑块连接的区域上设有长孔。

6.根据权利要求5所述的下沉式光固化3D打印机,其特征在于,所述光源组件包括光源壳体、设于所述光源壳体上的紫外激光器,以及设于所述光源壳体朝向所述第三支撑板平面上的弹性定位件;所述第三支撑板的第一侧和第二侧分别设有与所述弹性定位件配合的定位槽。

7.根据权利要求5所述的下沉式光固化3D打印机,其特征在于,第二移动机构包括设于所述第一支撑板的第三驱动件以及连接于所述第三驱动件的第二同步带组件;所述第二同步带组件通过第二同步转接件连接于所述第三支撑板。

8.根据权利要求7所述的下沉式光固化3D打印机,其特征在于,所述第二同步带组件包括第一X轴主动转杆、与所述第一X轴主动转杆平行设置的第一X轴从动转杆、设于所述第一X轴主动转杆靠近所述第三驱动件端的第二主动轮、设于所述第一X轴从动转杆靠近所述第三驱动件一端的第二从动轮、绕设于所述第二主动轮和所述第二从动轮的第二同步带,以及分别设于所述第一X轴主动转杆和所述第一X轴从动转杆上的第二传动件和第三传动件。

9.根据权利要求8所述的下沉式光固化3D打印机,其特征在于,所述第二同步带的中部设有涨紧组件,所述涨紧组件包括连接于所述第一支撑板的安装板、设于所述安装板下部并与所述第二同步带下部接触的涨紧轮,以及设于所述安装板上部的涨紧螺丝;所述涨紧螺丝贯穿所述第一支撑板设置。

10.根据权利要求1所述的下沉式光固化3D打印机,其特征在于,所述料槽组件还包括设于所述第二支撑板上并用于驱动所述料槽在Z轴方向上移动的第四移动机构;所述第四移动机构包括用于承载所述料槽的料槽升降平台,以及连接于所述料槽升降平台并驱动所述料槽升降平台在Z轴方向上移动的第三同步带组件。

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【技术特征摘要】

1.一种下沉式光固化3d打印机,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的下沉式光固化3d打印机,其特征在于,所述第一支撑板上开设有第一开口,所述成型平台在所述第一移动机构的带动下穿过所述第一开口在z轴方向上移动。

3.根据权利要求1所述的下沉式光固化3d打印机,其特征在于,所述固化模块还包括第三支撑板、刮刀组件以及第三移动机构;所述第三支撑板设于所述第一支撑板上方,所述打印屏幕组件设于所述第三支撑板上,所述刮刀组件设于所述打印屏幕组件的下方;所述第三移动机构设于所述第三支撑板上、并用于驱动所述刮刀组件和所述光源组件在x轴方向上同步移动。

4.根据权利要求3所述的下沉式光固化3d打印机,其特征在于,所述第三移动机构包括设于所述第三支撑板的第一侧的第二驱动件、连接于所述第二驱动件的第一y轴转杆、沿x轴对称连接于所述第一y轴转杆两端的第一同步带组件,以及平行设于所述第一同步带组件内侧的第二导向组件;所述第二导向组件分别连接于所述光源组件和所述刮刀组件,相邻的第一同步带组件和第二导向组件之间通过第一同步转接件连接。

5.根据权利要求4所述的下沉式光固化3d打印机,其特征在于,所述第二导向组件包括第二x轴导轨以及连接于所述第二x轴导轨上的第二滑块和第三滑块,所述第二滑块靠近所述第三支撑板的第一侧设置;所述第一同步转接件一端连接于所述第一同步带组件、另一端分别连接于所述第二滑块和第三滑块,所述第二滑块连接于所述光源组件,第一同步转接件穿过所述第三支撑板后向下延伸连接于所述刮刀组件;所述第一同步转接件与所述第二滑块连接的区域上设有长孔。

6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘辉林黄国华孟令阳陈述泉张晓明
申请(专利权)人:深圳市创想三维科技股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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