專利名稱：光固化成形機液槽補液裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于快速成形技術中的光固化成形技術，具體涉及一種光固化成形機液槽補液裝置。
背景技術：
光固化成形技術(StereoLithography，SL)是目前世界上研究最深入、技術最成熟、應用最廣泛的一種快速成形方法。以光敏樹脂為成形材料，用紫外光或其它光源照射，引發(fā)光化學反應，使被曝光的液態(tài)光敏樹脂固化成形，通過一層層固化疊加成形制作出原型件。
SL的基本原理為以光敏樹脂為原料，采用計算機控制紫外激光逐點掃描樹脂，使被掃描區(qū)域的樹脂薄層產生光聚合反應而固化，形成一定厚度的固化薄層，并與前一層粘結；一層掃描固化完成后，工作臺向下移一個層厚的距離，即使已固化層與液面間形成0.1mm的間隙，再進行下一層的掃描、固化，如此反復，層層堆積，直至整個三維原型制作結束。在這種成形方式中，液面高度的變化對成形精度有很大影響，而在成形過程中，由于材料固化產生的收縮以及承托工件的工作板在槽內的上下運動，都會使液面產生波動。美國3D SYSTEM公司早期使用主、副液槽結構，在主、副液槽底部開一窗口互相連通，使主、副液槽的液面處在同等高度、同升降的狀態(tài)，并在副液槽設置一浮筒裝置由電機控制浮筒的升降，以此來調節(jié)主液槽液面的高度。這種方式的缺點是無法及時給主液槽補充缺少的樹脂。因此3D SYSTEM公司拋棄了這種方法改為現在的一個液槽并用電機驅動控制液槽的升降，以此來直接調整液面的相對高度。這種方式由于用了一套昂貴的驅動系統(tǒng)使得設備造價和運行成本提高。
國內上海聯泰科技有限公司開發(fā)的光固化成形機采用主、副液槽加電機驅動齒型皮帶，將副液槽中的樹脂帶入主槽的方法調整液面高度。陜西恒通智能機器有限公司開發(fā)的光固化成形機采用主、副液槽加電機驅動一個實心輪，將副液槽中的樹脂帶入主槽的方法調整液面高度。上述兩種方法流量有限，很難及時精確地控制液面高度。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現有技術的不足，提供一種光固化成形機液槽補液裝置，該裝置可以準確地控制液面高度。
本發(fā)明提供的光固化成形機液槽補液裝置，包括包括螺旋式樹脂泵、主液槽、副液槽、液位傳感器和計算機；其中，螺旋式樹脂泵包括驅動電機、連軸器、軸承、螺旋桿和泵體，螺旋桿通過軸承安裝在泵體內，泵體的下部設有吸入口，泵體的頂部安裝有出液管；連軸器的一端與螺旋桿上部相連，其另一端與驅動電機相連。光固化成形機的液槽作為主液槽，在主液槽的一側設副液槽、其余三側設置溝槽，溝槽與副液槽相通，主液槽還設置有溢出口。工作時，螺旋式樹脂泵的泵體伸入到副液槽的底部，泵體的出液管管口伸入至主液槽，液位傳感器設置在主液槽液面上方，并通過A/D轉換器與計算機相連，驅動電機通過D/A轉換器與計算機相連。
本發(fā)明采用螺旋式樹脂泵作為動力源，使樹脂通過主液槽外圍的溝槽在主液槽和副液槽間循環(huán)流動，始終保持主液槽中的液面處在設定的高度，滿足光固化成形過程的需要。用計算機控制螺旋式樹脂泵的流量，從而可以控制主槽中樹脂液面的高度。具有而言，本發(fā)明具有如下技術優(yōu)點(1)本發(fā)明裝置結構簡單、易于操作，用液位傳感器監(jiān)測主液槽液面的高度變化，同時用計算機控制螺旋泵驅動電機的轉速，可精確控制液面的高度。
(2)螺旋式樹脂泵結構簡單，可輸送黏度大的流體，維護簡便。
(3)螺旋式樹脂泵的整個補液過程非常平穩(wěn)，不存在周期性的沖擊。
(4)螺旋式樹脂泵可用伺服電機、步進電機、調頻電機或普通電機驅動。
圖1為本發(fā)明光固化成形機液槽補液裝置的整體結構示意圖；圖2為螺旋式樹脂泵的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明如圖1所示，光固化成形機液槽補液裝置，主要包括螺旋式樹脂泵1、主液槽2、副液槽3、液位傳感器4和計算機5。
如圖2所示，螺旋式樹脂泵1主要由驅動電機6、連軸器19、軸承20、螺旋桿21和泵體8組成。其中螺旋桿21的外徑和泵體8的內徑一樣大，螺旋桿21通過軸承20安裝在泵體8內，泵體8的下部設有吸入口9，泵體8的頂部安裝有出液管10。連軸器19的一端與螺旋桿21上部相連，其另一端與驅動電機6相連，驅動電機6通過連軸器19帶動螺旋桿21在泵體8內旋轉，從而將樹脂從吸入口9吸入，樹脂在泵內上升后由出液管10管口流出。
如圖1所示，光固化成形機的液槽作為主液槽2，在主液槽的一側設副液槽3，在主液槽2的另一側設置溢出口11，在主液槽2的除副液槽3那側的其余三側設置溝槽13，溝槽13與副液槽3相通，可以把溢出口11溢出的樹脂導入副液槽3中。螺旋式樹脂泵1通過支架7安裝在光固化成形機外圍的床身上，螺旋式樹脂泵1的泵體8伸入到副液槽3的底部，使副液槽的樹脂液面22漫過泵體的吸入口9，泵體的出液管10管口伸到主液槽2的液面12上方。液位傳感器4安裝在主液槽2上，并通過數據線14接到A/D轉換器15上，A/D轉換器15再與計算機5相連。驅動電機6通過數據線17接到D/A轉換器16上，D/A轉換器16再與計算機5相連。液位傳感器4用于采集液面高度信息，并傳送給計算機5，計算機5對接收的數據進行處理，控制驅動電機6的運轉。
下面對本發(fā)明的工作過程作進一步詳細的說明。
環(huán)境溫度變化等因素會影響樹脂的黏度和表面張力的變化，從而影響液面的高度。
當受各種因素影響導致樹脂液面高度變低，而不符合設定的高度時，液位傳感器4測出高度偏差值，檢測到的偏差值經A/D轉換器15轉換為數字信號并通過數據線傳入計算機5，計算機5對數據進行處理后發(fā)出數字控制指令，此數字控制指令經D/A轉換器16轉換為模擬控制信號，模擬控制信號控制驅動電機6的轉速，驅動電機6通過連軸器19帶動螺旋桿21旋轉，從而將副液槽3中的樹脂通過吸入口9進入泵體8，樹脂在泵體內上升并由出液管10的管口流出，注入主液槽2。直到主液槽液面12高度達到要求時，液位傳感器4反饋信號給計算機5，計算機5控制驅動電機6停止轉動。樹脂不再補充到主液槽2。
當受各種因素影響導致液面高度變高時，主液槽2內的樹脂會經溢出口11溢出，使主液槽2液面保持一個平衡的高度。而溢出的樹脂又經溝槽13導入副液槽3，實現樹脂的補充循環(huán)。
權利要求
1.一種光固化成形機液槽補液裝置，其特征在于該裝置包括包括螺旋式樹脂泵(1)、主液槽(2)、副液槽(3)、液位傳感器(4)和計算機(5)；其中，螺旋式樹脂泵(1)包括驅動電機(6)、連軸器(19)、軸承(20)、螺旋桿(21)和泵體(8)，螺旋桿(21)通過軸承(20)安裝在泵體(8)內，泵體(8)的下部設有吸入口(9)，泵體(8)的頂部安裝有出液管(10)；連軸器(19)的一端與螺旋桿(21)上部相連，其另一端與驅動電機(6)相連；以光固化成形機的液槽作為主液槽(2)，在主液槽的一側設副液槽(3)、其余三側設置溝槽(13)，溝槽(13)與副液槽(3)相通，主液槽(2)還設置有溢出口(11)；工作時，螺旋式樹脂泵(1)的泵體(8)伸入到副液槽(3)的底部，泵體的出液管(10)管口伸入至主液槽(2)，液位傳感器(4)設置在主液槽(2)液面上方，并通過A/D轉換器(15)與計算機(5)相連，驅動電機(6)通過D/A轉換器(16)與計算機(5)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光固化成形機液槽補液裝置，該裝置將螺旋式樹脂泵設置在溢出式主液槽邊的副液槽中，在計算機控制下螺旋式樹脂泵抽取副液槽中的樹脂，注入主液槽中。當主液槽充滿樹脂，液面高度超過主液槽的溢出口時，樹脂通過主液槽外圍的連通溝槽流回副液槽中。不斷運轉中的螺旋式樹脂泵又將樹脂抽取補充入主液槽中，如此循環(huán)使主液槽的液面得以始終保持所設定的高度，滿足光固化成形過程的需要。這種用計算機控制的螺旋式樹脂泵具有控制精度高、流量穩(wěn)定、成本低的特點。
文檔編號B29C67/00GK1970278SQ20061012538
公開日2007年5月30日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權日2006年12月8日
發(fā)明者莫健華, 黃樹槐, 冷長榮 申請人:華中科技大學