本發(fā)明涉及3d打印、光學透鏡的，更具體地，涉及一種用于lcd光固化3d打印機的組合光學透鏡及l(fā)cd光固化3d打印機。

背景技術(shù)：

1、3d打印，又稱“增材制造”，是一種快速成型技術(shù)。快速成型技術(shù)根據(jù)使用材料、打印工藝、噴頭數(shù)量等特點可劃分出多種類別，其中，較為常見的是光固化成型，光固化相比于熱固化，使用紫外光固化的能量利用率高，可節(jié)省最高90％的能量，而且精度高，設(shè)備價格便宜。

2、以液晶顯示屏(liquid?crystal?display，lcd)光固化3d打印為例，通過lcd控制紫外線光束的穿透與阻擋，結(jié)合光敏樹脂的固化反應，每次生成一定厚度的薄層，從底部逐層生成物體，實現(xiàn)三維模型的逐層打印。

3、lcd光固化3d打印機通常使用uv?led作為光源，這種光源具有高效、穩(wěn)定、長壽命的特點。目前，市面上大多采用整列小型紫外led燈作為光源直接照明，這種方式容易出現(xiàn)網(wǎng)格狀的亮或暗光斑，導致不同網(wǎng)格區(qū)域之間的均勻度產(chǎn)生較大差異。而較大均勻度差異的網(wǎng)格斑將導致打印精度低，降低打印成功率，且因為光線不均，無法實現(xiàn)快速打印，導致打印效率低的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決當前l(fā)cd光固化打印機光源照射產(chǎn)生光斑分布不均的問題，本發(fā)明提出了一種用于lcd光固化3d打印機的組合光學透鏡，采用組合光學透鏡對光線進行二次配光，提升光源出射的均勻性；本發(fā)明還提出一種lcd光固化3d打印機，利用組合光學透鏡，改善光源出射均勻性，提高打印效率和打印質(zhì)量。

2、為解決上述問題，本申請采用的技術(shù)方案為：

3、一方面，本申請?zhí)岢鲆环N用于lcd光固化3d打印機的組合光學透鏡，包括：自由曲面透鏡、反射鏡、菲涅爾透鏡及勻光組件；所述自由曲面透鏡的底面中心處開設(shè)有一凹入自由曲面透鏡鏡體的圓形凹槽，所述圓形凹槽用于安裝led光源，所述圓形凹槽的內(nèi)表面構(gòu)成所述led光源光線的入射面，所述led光源光線自入射面入射后，經(jīng)自由曲面透鏡的外表面出射非平行光線，所述非平行光線經(jīng)反射鏡反射至菲涅爾透鏡后，獲得平行光線，所述平行光線經(jīng)勻光組件再次勻光后出射。

4、根據(jù)上述技術(shù)方案，圓形凹槽的開設(shè)將光源光線限制在一定的角度內(nèi)，角度小，便于充分利用光強，出射的光線依次通過反射鏡、菲涅爾透鏡、勻光組件，形成均勻的精準平行光，提升了光源出射的均勻性，光斑分布不存在網(wǎng)格狀的亮或暗光斑。

5、優(yōu)選地，所述led光源為板上芯片封裝光源，波長為370-410nm。

6、優(yōu)選地，自由曲面透鏡的外表面光滑，保證出射光線的純正，無其他雜光。

7、優(yōu)選地，自由曲面透鏡采用高硼硅玻璃制作而成，高硼硅玻璃具有較低的熱膨脹系數(shù)，良好的熱穩(wěn)定性，耐高溫，更加適合用于內(nèi)部安裝led光源。

8、優(yōu)選地，所述反射鏡的上表面鍍有高反射貼膜，以提高反射鏡對光線的反射率。

9、優(yōu)選地，所述反射鏡與水平面的夾角為45°，鍍有高反射貼膜的上表面朝向自由曲面透鏡設(shè)置。

10、優(yōu)選地，所述菲涅爾透鏡采用玻璃制作而成。

11、優(yōu)選地，所述勻光組件為勻光膜或衍射光柵或勻光玻璃。

12、優(yōu)選地，所述勻光組件與所述菲涅爾透鏡平行設(shè)置。

13、根據(jù)上述技術(shù)手段，勻光組件對透過菲涅爾透鏡的光線進行再次勻光，提高均勻度。

14、另一方面，本申請還提出一種lcd光固化3d打印機，所述lcd光固化3d打印機應用所述的組合光學透鏡調(diào)節(jié)光源發(fā)出的光線。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：

16、本發(fā)明提出一種用于lcd光固化3d打印機的組合光學透鏡及l(fā)cd光固化3d打印機，其中，自由曲面透鏡的底面中心處開設(shè)有一凹入自由曲面透鏡鏡體的圓形凹槽，圓形凹槽用于安裝led光源，首先，圓形凹槽的開設(shè)將光源光線限制在一定的角度內(nèi)，角度小，便于充分利用光強，出射的光線依次通過反射鏡、菲涅爾透鏡、勻光組件，形成均勻的精準平行光，提升了光源出射的均勻性，光斑分布不存在網(wǎng)格狀的亮或暗光斑。本發(fā)明提出的lcd光固化3d打印機采用組合光學透鏡，改善了光源出射均勻性，打印時間不會因光線不均延長，提高了打印效率和打印質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種用于lcd光固化3d打印機的組合光學透鏡，其特征在于，包括：自由曲面透鏡(1)、反射鏡(2)、菲涅爾透鏡(3)及勻光組件(4)；所述自由曲面透鏡(1)的底面中心處開設(shè)有一凹入自由曲面透鏡鏡體的圓形凹槽(11)，所述圓形凹槽(11)用于安裝led光源，所述圓形凹槽(11)的內(nèi)表面構(gòu)成所述led光源光線的入射面，所述led光源光線自入射面入射后，經(jīng)自由曲面透鏡(1)的外表面出射非平行光線，所述非平行光線經(jīng)反射鏡(2)反射至菲涅爾透鏡(3)后，獲得平行光線，所述平行光線經(jīng)勻光組件(4)再次勻光后出射。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于lcd光固化3d打印機的組合光學透鏡，其特征在于，所述led光源為板上芯片封裝光源，波長為370-410nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于lcd光固化3d打印機的組合光學透鏡，其特征在于，自由曲面透鏡(1)的外表面光滑。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于lcd光固化3d打印機的組合光學透鏡，其特征在于，自由曲面透鏡(1)采用高硼硅玻璃制作而成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于lcd光固化3d打印機的組合光學透鏡，其特征在于，所述反射鏡(2)的上表面鍍有高反射貼膜。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于lcd光固化3d打印機的組合光學透鏡，其特征在于，所述反射鏡(2)與水平面的夾角為45°，鍍有高反射貼膜的上表面朝向自由曲面透鏡(1)設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于lcd光固化3d打印機的組合光學透鏡，其特征在于，所述菲涅爾透鏡(3)采用玻璃制作而成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于lcd光固化3d打印機的組合光學透鏡，其特征在于，所述勻光組件(4)為勻光膜或衍射光柵或勻光玻璃。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于lcd光固化3d打印機的組合光學透鏡，其特征在于，所述勻光組件(4)與所述菲涅爾透鏡(3)平行設(shè)置。

10.一種lcd光固化3d打印機，其特征在于，所述lcd光固化3d打印機應用權(quán)利要求1～9任意一項所述的組合光學透鏡調(diào)節(jié)光源發(fā)出的光線。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種用于LCD光固化3D打印機的組合光學透鏡及LCD光固化3D打印機，涉及3D打印、光學透鏡的技術(shù)領(lǐng)域，組合光學透鏡包括自由曲面透鏡、反射鏡、菲涅爾透鏡及勻光組件，自由曲面透鏡的底面中心處開設(shè)有一凹入自由曲面透鏡鏡體的圓形凹槽，圓形凹槽用于安裝LED光源，首先，圓形凹槽的開設(shè)將光源光線限制在一定的角度內(nèi)，角度小，便于充分利用光強，出射的光線依次通過反射鏡、菲涅爾透鏡、勻光組件，形成均勻的精準平行光，提升了光源出射的均勻性，光斑分布不存在網(wǎng)格狀的亮或暗光斑。本發(fā)明提出的LCD光固化3D打印機采用組合光學透鏡，改善了光源出射均勻性，打印時間不會因光線不均延長，提高了打印效率和打印質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：陳振洋,周金運,王紅衛(wèi)
受保護的技術(shù)使用者：廣東工業(yè)大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6