基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光成形裝置及成型方法
【專利摘要】本發(fā)明的基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光快速成型裝置，包括有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤中央有工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸，工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸通過(guò)升降軸連接升降工作臺(tái)，轉(zhuǎn)盤上表面有曝光工位、沖洗工位及工作區(qū)域，沖洗工位上部有清洗槽，清洗槽上部有工件沖洗裝置，工作區(qū)域的上部有樹脂槽，曝光工位上方有與計(jì)算機(jī)連接的圖形發(fā)生器，計(jì)算機(jī)與刮刀連接。本發(fā)明還公開了上述成型裝置進(jìn)行零件成型的方法。本發(fā)明的基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光快速成型裝置及成型方法能制作出多種不同材料構(gòu)成的零件。
【專利說(shuō)明】基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光成形裝置及成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于面曝光快速成型設(shè)備及方法【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光快速成型裝置，本發(fā)明還涉及利用上述面曝光快速成型裝置進(jìn)行零件成型的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]快速成形技術(shù)是一種先進(jìn)的制造技術(shù)，它采用材料累加成形原理，根據(jù)零件的三維CAD模型，能夠直接制作出三維實(shí)體零件，是一種極富生命力的新技術(shù)。
[0003]目前來(lái)說(shuō)，已開發(fā)出的快速成形方法主要有:光固化法(Stereolithography)、層疊法(LOM)、燒結(jié)法(SLS)、熔焊法(FDM)、3D印刷法(3D_Printer)等。其中，光固化法的綜合性能最好，它的主要特點(diǎn)為:成形精度高、表面光潔度好、材料利用率高，能夠制作中空和精細(xì)結(jié)構(gòu)。具體來(lái)說(shuō)，光固化法主要是利用光敏樹脂受紫外激光照射固化的原理進(jìn)行材料累加成形；美國(guó)3D公司公開的專利號(hào)為:US4996010，是采用一種傳統(tǒng)的光固化法將激光束聚焦后，利用掃描系統(tǒng)對(duì)液態(tài)樹脂進(jìn)行矢量掃描，由掃描線粘結(jié)成掃描面，完成零件截面的固化成形。由于使用激光器和精密光束掃描系統(tǒng)，因此具有制作成本高及固化效率低的缺陷。為克服以上的不足，直接利用掩模對(duì)零件截面視圖整個(gè)層面進(jìn)行曝光固化的快速成形技術(shù)得到了發(fā)展，其優(yōu)點(diǎn)是:整層曝光時(shí)間短、成形速度快及成形效率高，此外還能使用非激光光源，降低了系統(tǒng)造價(jià)。
[0004]以色列的Cubital公司開發(fā)出了 一種以紫外燈為光源，采用靜電成像技術(shù)在光學(xué)表面產(chǎn)生掩模圖形，紫外光透過(guò)掩模板對(duì)樹脂進(jìn)行曝光固化。另外，專利號(hào)為:ZL200810150338.X，發(fā)明名稱為:基于反射型液晶光閥的光固化快速成型裝置及成型方法，公開了一種光固化快速成形裝置，包括有計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)分別與圖形發(fā)生器和液態(tài)光敏樹脂供給裝置相連，液態(tài)光敏樹脂供給裝置與樹脂槽相通，樹脂槽內(nèi)設(shè)置有可沿其內(nèi)壁移動(dòng)的升降工作臺(tái)，升降工作臺(tái)的上方設(shè)置有圖形發(fā)生器；計(jì)算機(jī)將所需成形零件的3D模型分層，得到各分層截面數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給圖形發(fā)生器，由圖形發(fā)生器將接收的數(shù)據(jù)，生成零件各分層截面的光學(xué)數(shù)字視圖，并將該光學(xué)數(shù)字視圖投射到液態(tài)光敏樹脂層，對(duì)液態(tài)光敏樹脂層進(jìn)行曝光固化，形成零件當(dāng)前截面的光固化樹脂層；重復(fù)上述步驟，即完成零件的成形。上述方法具有成本低、精度高、成形效率高及工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。然而，隨著數(shù)字化制造的要求，迫切需要面曝光快速成形技術(shù)能制作由多種不同材料構(gòu)成的零件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光快速成型裝置，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且能制作出多種不同材料構(gòu)成的零件。
[0006]本發(fā)明的另一目是利用上述面曝光快速成型裝置進(jìn)行零件快速成型的方法。
[0007]本發(fā)明所采用的第一種技術(shù)方案是，基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光快速成型裝置，包括有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的下部安裝于機(jī)架上，轉(zhuǎn)盤的中央豎直設(shè)置有工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸，工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸通過(guò)升降軸連接有升降工作臺(tái)，轉(zhuǎn)盤的上表面分別設(shè)置有曝光工位、沖洗工位及多個(gè)工作區(qū)域，沖洗工位上部設(shè)置有清洗槽，清洗槽的上方設(shè)置有工件沖洗裝置，每個(gè)工作區(qū)域的上部均設(shè)置有一個(gè)樹脂槽，曝光工位上方設(shè)置有圖形發(fā)生器，圖形發(fā)生器與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)還連接有刮刀。
[0008]本發(fā)明第一種技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于:
[0009]樹脂槽設(shè)置有四個(gè)，四個(gè)樹脂槽分別為I號(hào)樹脂槽、2號(hào)樹脂槽、3號(hào)樹脂槽、4號(hào)樹脂槽；曝光工位與沖洗工位相對(duì)設(shè)置于轉(zhuǎn)盤的直徑上。
[0010]I號(hào)樹脂槽、2號(hào)樹脂槽、3號(hào)樹脂槽、4號(hào)樹脂槽、曝光工位及沖洗工位均勻設(shè)置于轉(zhuǎn)盤的邊緣處；曝光工位及沖洗工位固定設(shè)置，I號(hào)樹脂槽、2號(hào)樹脂槽、3號(hào)樹脂槽、4號(hào)樹脂槽能隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]I號(hào)樹脂槽、2號(hào)樹脂槽、3號(hào)樹脂槽、4號(hào)樹脂槽內(nèi)分別填充有不同的液態(tài)光敏樹脂。
[0012]本發(fā)明所采用的第二種技術(shù)方案是，利用基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光快速成型裝置進(jìn)行零件快速成型的方法，具體按照以下步驟實(shí)施:
[0013]步驟1、用計(jì)算機(jī)獲取待成形零件的3D模型各分層的截面數(shù)據(jù)信息，根據(jù)同一層內(nèi)不同區(qū)域制作材料的分布，將同一層的截面劃分成若干不同的區(qū)域，將特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的視圖數(shù)據(jù)發(fā)送至圖形發(fā)生器；
[0014]步驟2、啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤，在轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)作用下，將要用到的盛有液態(tài)光敏樹脂的相應(yīng)樹脂槽和升降工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到曝光工位；
[0015]步驟3、通過(guò)對(duì)特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的視圖數(shù)據(jù)的處理，由圖形發(fā)生器生成相應(yīng)的光學(xué)數(shù)字視圖，對(duì)液態(tài)光敏樹脂曝光，得到當(dāng)前截面待固化區(qū)域的光固化樹脂層；
[0016]步驟4、經(jīng)步驟3處理后，將已經(jīng)固化零件部分置于沖洗工位，清洗零件；
[0017]步驟5、重復(fù)步驟2至步驟4，直至待成形零件的當(dāng)前分層截面所有區(qū)域在相應(yīng)液態(tài)光敏樹脂中得以固化，即完成零件的一個(gè)完整層面的光固化快速成形；
[0018]步驟6、重復(fù)步驟2至步驟5，直至待成形零件的所有分層截面所有區(qū)域在相應(yīng)液態(tài)光敏樹脂中得以固化，即完成整個(gè)零件的光固化快速成形。
[0019]本發(fā)明第二種技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于:
[0020]步驟I具體按照以下步驟實(shí)施:
[0021]步驟1.1、向計(jì)算機(jī)中輸入待成形零件的3D模型，采用計(jì)算機(jī)將待成形零件的3D模型進(jìn)行分層處理，得到待成形零件3D模型中各分層的截面數(shù)據(jù)信息；
[0022]步驟1.2、經(jīng)步驟1.1獲取待成形零件的3D模型各分層的截面數(shù)據(jù)后，根據(jù)待成形零件的3D模型在同一層的截面內(nèi)，不同區(qū)域制作材料不同，將同一層的截面劃分成若干不同的區(qū)域；
[0023]步驟1.3、經(jīng)步驟1.2劃分好區(qū)域后，將特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的視圖發(fā)送給與計(jì)算機(jī)相連的圖形發(fā)生器。
[0024]步驟2具體按照以下步驟實(shí)施:
[0025]步驟2.1、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，將要用到的盛有液態(tài)光敏樹脂的樹脂槽轉(zhuǎn)動(dòng)到曝光工位；
[0026]步驟2.2、升降工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)使升降工作臺(tái)也處于曝光工位，利用升降軸將升降工作臺(tái)沉入經(jīng)步驟2.1轉(zhuǎn)動(dòng)到曝光工位的樹脂槽內(nèi)，樹脂槽內(nèi)填充有要用到液態(tài)光敏樹月旨，待液態(tài)光敏樹脂流滿升降工作臺(tái)或零件，具體如下:
[0027]制作第一層時(shí)要保證液態(tài)光敏樹脂流滿工作臺(tái)，制作其它層時(shí)，要使得液態(tài)光敏樹脂流滿已制作零件的上表面；
[0028]之后，升降工作臺(tái)開始上升，要保證液態(tài)光敏樹脂的上表面與圖形發(fā)生器的成像平面重合，此時(shí)啟動(dòng)刮刀，利用計(jì)算機(jī)控制刮刀將液態(tài)光敏樹脂的上表面刮平。
[0029]步驟3.1、經(jīng)步驟I及步驟2處理，計(jì)算機(jī)將特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的視圖數(shù)據(jù)發(fā)送給圖形發(fā)生器，由圖形發(fā)生器生成零件當(dāng)前層截面特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的光學(xué)數(shù)字視圖；
[0030]步驟3.2、將經(jīng)步驟3.1獲得的光學(xué)數(shù)字視圖投射到升降工作臺(tái)上表面的液態(tài)光敏樹脂層上，對(duì)液態(tài)光敏樹脂進(jìn)行曝光固化，形成零件當(dāng)前截面需固化區(qū)域的光固化樹脂層。
[0031]步驟4具體按照以下步驟實(shí)施:
[0032]步驟4.1、經(jīng)步驟3，升降工作臺(tái)在升降軸的帶動(dòng)下上升直至離開當(dāng)前的樹脂槽，接著升降工作臺(tái)隨升降工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使升降工作臺(tái)處于沖洗工位；
[0033]步驟4.2、經(jīng)步驟4.1，升降工作臺(tái)到達(dá)沖洗工位，升降工作臺(tái)在升降軸的帶動(dòng)下下降進(jìn)入沖洗槽內(nèi)，此時(shí)工件沖洗裝置向制件噴射清洗劑，清洗零件。
[0034]步驟6中在重復(fù)步驟2時(shí)，和制作上層相比，制作當(dāng)前層時(shí)，升降工作臺(tái)下降一個(gè)分層厚度的距離，使液態(tài)光敏樹脂的上表面與圖形發(fā)生器的成像平面重合。
[0035]本發(fā)明的有益效果在于:
[0036](I)本發(fā)明的面曝光快速成形裝置由圖形發(fā)生器、計(jì)算機(jī)、盛放不同光敏樹脂的樹脂槽、沖洗槽、轉(zhuǎn)盤、升降工作臺(tái)、升降工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸、工件沖洗裝置及刮刀組成，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。
[0037](2)本發(fā)明的面曝光快速成形裝置在使用的過(guò)程中，零件3D模型經(jīng)計(jì)算機(jī)分層處理后，得到零件模型截面數(shù)據(jù)，根據(jù)同一層內(nèi)不同區(qū)域制作材料的不同，將其劃分成若干部分，并生成相應(yīng)的光學(xué)數(shù)字視圖，圖形發(fā)生器將當(dāng)前層中使用當(dāng)前樹脂制作部分的光學(xué)數(shù)字視圖投射到液態(tài)光敏樹脂表面，對(duì)液態(tài)光敏樹脂進(jìn)行曝光固化，形成零件當(dāng)前層一部分截面的光固化樹脂層；升降工作臺(tái)上升并旋轉(zhuǎn)移動(dòng)至沖洗工位，將制件上的液態(tài)樹脂沖洗干凈；轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，將制作另一區(qū)域所使用的樹脂槽移動(dòng)到曝光工位，升降工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)并下降至相應(yīng)位置，對(duì)液態(tài)光敏樹脂進(jìn)行曝光固化，重復(fù)以上步驟，可完成整層曝光；轉(zhuǎn)盤的不同位置上放置盛有不同液態(tài)光敏樹脂的樹脂槽，轉(zhuǎn)盤與升降工作臺(tái)同軸，但各自運(yùn)動(dòng)獨(dú)立。
[0038](3)本發(fā)明的面曝光快速成形裝置能制作多種不同材料構(gòu)成的零件等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1是本發(fā)明的面曝光快速成形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖2是本發(fā)明的面曝光快速成形裝置中轉(zhuǎn)盤的俯視圖。
[0041]圖中，1.計(jì)算機(jī)，2.圖形發(fā)生器，3.沖洗工位，4.液態(tài)光敏樹脂，5.升降軸，6.制作零件，7.升降工作臺(tái)，8.工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸，9.工件沖洗裝置，10.轉(zhuǎn)盤，11.刮刀，12.清洗槽，13.機(jī)架，14.曝光工位，15.1號(hào)樹脂槽，16.2號(hào)樹脂槽，17.3號(hào)樹脂槽，18.4號(hào)樹脂槽?！揪唧w實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0043]本發(fā)明的基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光快速成型裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1及圖2所示，包括有轉(zhuǎn)盤10，轉(zhuǎn)盤10的下部安裝于機(jī)架13上，轉(zhuǎn)盤10的中央豎直設(shè)置有工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸8，工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸8通過(guò)升降軸5連接有升降工作臺(tái)7，轉(zhuǎn)盤10的上表面分別設(shè)置有曝光工位14、沖洗工位3及多個(gè)工作區(qū)域，沖洗工位3上部設(shè)置有清洗槽12，清洗槽12的上部設(shè)置有工件沖洗裝置9，每個(gè)工作區(qū)域的上部設(shè)置有一個(gè)樹脂槽，曝光工位14上方設(shè)置有圖形發(fā)生器2，圖形發(fā)生器2與計(jì)算機(jī)I連接，計(jì)算機(jī)I還連接有刮刀11。
[0044]轉(zhuǎn)盤10繞機(jī)架13的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0045]樹脂槽設(shè)置有四個(gè)，如圖2所示，四個(gè)樹脂槽分別為I號(hào)樹脂槽15、2號(hào)樹脂槽16、3號(hào)樹脂槽17、4號(hào)樹脂槽18;
[0046]曝光工位14與沖洗工位3相對(duì)設(shè)置于轉(zhuǎn)盤10的直徑上。
[0047]其中，I號(hào)樹脂槽15、2號(hào)樹脂槽16、3號(hào)樹脂槽17、4號(hào)樹脂槽18、曝光工位14及沖洗工位3均勻設(shè)置于轉(zhuǎn)盤10的邊緣處，曝光工位14、沖洗工位3是固定的，而轉(zhuǎn)盤10上的I號(hào)樹脂槽15、2號(hào)樹脂槽16、3號(hào)樹脂槽17、4號(hào)樹脂槽18隨轉(zhuǎn)盤10而轉(zhuǎn)動(dòng)。I號(hào)樹脂槽15、2號(hào)樹脂槽16、3號(hào)樹脂槽17、4號(hào)樹脂槽18內(nèi)分別填充有不同的液態(tài)光敏樹脂。
[0048]本發(fā)明基于多種光敏樹脂制作的面曝光快速成形方法，具體按照以下步驟實(shí)施:
[0049]步驟1、用計(jì)算機(jī)I獲取待成形零件的3D模型各分層的截面數(shù)據(jù)信息，根據(jù)同一層內(nèi)不同區(qū)域制作材料的分布，將同一層的截面劃分成若干不同的區(qū)域，將特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的視圖數(shù)據(jù)發(fā)送至圖形發(fā)生器2:
[0050]步驟1.1、向計(jì)算機(jī)I中輸入待成形零件的3D模型，采用計(jì)算機(jī)I將待成形零件的3D模型進(jìn)行分層處理，得到待成形零件3D模型中各分層的截面數(shù)據(jù)信息；
[0051]步驟1.2、經(jīng)步驟1.1獲取待成形零件的3D模型各分層的截面數(shù)據(jù)后，根據(jù)待成形零件的3D模型在同一層的截面內(nèi)，不同區(qū)域制作材料不同，將同一層的截面劃分成若干不同的區(qū)域；
[0052]步驟1.3、經(jīng)步驟1.2劃分好區(qū)域后，將特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的視圖發(fā)送給與計(jì)算機(jī)I相連的圖形發(fā)生器2 ；
[0053]其中，圖形發(fā)生器2對(duì)每一種特定的液態(tài)光敏樹脂的視圖數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的光學(xué)數(shù)子視圖。
[0054]步驟2、啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤10，在轉(zhuǎn)盤10的作用下，將要用到的盛有液態(tài)光敏樹脂的相應(yīng)樹脂槽和升降工作臺(tái)7轉(zhuǎn)動(dòng)到曝光工位14:
[0055]步驟2.1、轉(zhuǎn)盤10轉(zhuǎn)動(dòng)，將要用到的盛有液態(tài)光敏樹脂的樹脂槽轉(zhuǎn)動(dòng)到曝光工位14；
[0056]步驟2.2、升降工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸8的轉(zhuǎn)動(dòng)使升降工作臺(tái)7也處于曝光工位14，利用升降軸5將升降工作臺(tái)7沉入經(jīng)步驟2.1轉(zhuǎn)動(dòng)到曝光工位14的樹脂槽內(nèi)，樹脂槽內(nèi)填充有要用到液態(tài)光敏樹脂4，待液態(tài)光敏樹脂4流滿升降工作臺(tái)7或零件6，制作第一層時(shí)要保證液態(tài)光敏樹脂4流滿工作臺(tái)7，制作其它層時(shí)，要使得液態(tài)光敏樹脂4流滿已制作零件6的上表面；[0057]之后，升降工作臺(tái)7開始上升，要保證液態(tài)光敏樹脂4的上表面與圖形發(fā)生器2的成像平面重合，此時(shí)啟動(dòng)刮刀11，利用計(jì)算機(jī)I控制刮刀11將液態(tài)光敏樹脂4的上表面刮平，保證該液態(tài)光敏樹脂層的厚度均勻，表面平整。
[0058]步驟3、通過(guò)對(duì)特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的視圖數(shù)據(jù)的處理，由圖形發(fā)生器2生成相應(yīng)的光學(xué)數(shù)字視圖，對(duì)液態(tài)光敏樹脂曝光，得到當(dāng)前截面待固化區(qū)域的光固化樹脂層:
[0059]步驟3.1、經(jīng)步驟I及步驟2處理，計(jì)算機(jī)I將特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的視圖數(shù)據(jù)發(fā)送給圖形發(fā)生器2，由圖形發(fā)生器2生成零件當(dāng)前層截面特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的光學(xué)數(shù)字視圖；
[0060]步驟3.2、將經(jīng)步驟3.1獲得的光學(xué)數(shù)字視圖投射到升降工作臺(tái)7上表面的液態(tài)光敏樹脂層上，對(duì)液態(tài)光敏樹脂進(jìn)行曝光固化，形成零件當(dāng)前截面需固化區(qū)域的光固化樹脂層。
[0061]步驟4、經(jīng)步驟3處理后，將已經(jīng)固化零件部分置于沖洗工位3，清洗零件6:
[0062]步驟4.1、經(jīng)步驟3，升降工作臺(tái)7在升降軸5的帶動(dòng)下上升直至離開當(dāng)前的樹脂槽內(nèi)，接著升降工作臺(tái)7隨升降工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸8轉(zhuǎn)動(dòng)，使升降工作臺(tái)7處于沖洗工位3 ；
[0063]步驟4.2、經(jīng)步驟4.1，升降工作臺(tái)7到達(dá)沖洗工位3，升降工作臺(tái)7在升降軸20的帶動(dòng)下下降進(jìn)入沖洗槽12內(nèi)，此時(shí)工件沖洗裝置9向制件6噴射清洗劑，清洗零件6。
[0064]步驟5、重復(fù)步驟2至步驟4，直至待成形零件的當(dāng)前分層截面所有區(qū)域在相應(yīng)液態(tài)光敏樹脂中得以固化，即完成零件的一個(gè)完整層面的光固化快速成形；
[0065]步驟6、重復(fù)步驟2至步驟5，直至待成形零件的所有分層截面所有區(qū)域在相應(yīng)液態(tài)光敏樹脂中得以固化，即完成整個(gè)零件的光固化快速成形；
[0066]在重復(fù)步驟2時(shí)，和制作上層相比，制作當(dāng)前層時(shí)，升降工作臺(tái)7下降一個(gè)分層厚度的距離，使液態(tài)光敏樹脂4的上表面與圖形發(fā)生器2的成像平面重合。
[0067]本發(fā)明的基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光快速成型裝置，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且能制作出多種不同材料構(gòu)成的零件。
【權(quán)利要求】
1.基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光快速成型裝置，其特征在于，包括有轉(zhuǎn)盤(10)，所述轉(zhuǎn)盤(10)的下部安裝于機(jī)架(13)上，所述轉(zhuǎn)盤(10)的中央豎直設(shè)置有工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸(8)，所述工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸(8)通過(guò)升降軸(5)連接有升降工作臺(tái)(7)，所述轉(zhuǎn)盤(10)的上表面分別設(shè)置有曝光工位(14)、沖洗工位(3)及多個(gè)工作區(qū)域，所述沖洗工位(3)的上部設(shè)置有清洗槽(12)，所述清洗槽(12)的上方設(shè)置有工件沖洗裝置(9)，每個(gè)工作區(qū)域的上部均設(shè)置有一個(gè)樹脂槽，所述曝光工位(14)上方設(shè)置有圖形發(fā)生器(2)，所述圖形發(fā)生器(2)與計(jì)算機(jī)(I)連接，所述計(jì)算機(jī)(I)還連接有刮刀(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光快速成型裝置，其特征在于，所述樹脂槽設(shè)置有四個(gè)，四個(gè)樹脂槽分別為I號(hào)樹脂槽(15)、2號(hào)樹脂槽(16)、3號(hào)樹脂槽(17)、4號(hào)樹脂槽(18)； 所述曝光工位(14)與沖洗工位(3)相對(duì)設(shè)置于所述轉(zhuǎn)盤(10)的直徑上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光快速成型裝置，其特征在于，所述I號(hào)樹脂槽(15)、2號(hào)樹脂槽(16)、3號(hào)樹脂槽(17)、4號(hào)樹脂槽(18)、曝光工位(14)及沖洗工位(3)均勻設(shè)置于所述轉(zhuǎn)盤(10)的邊緣處； 所述曝光工位(14)及沖洗工位(3)固定設(shè)置，所述I號(hào)樹脂槽(15)、2號(hào)樹脂槽(16)、3號(hào)樹脂槽(17 )、4號(hào)樹脂槽(18 )能隨所述轉(zhuǎn)盤(10 )轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光快速成型裝置，其特征在于，所述I號(hào)樹脂槽(15)、2號(hào)樹脂槽(16)、3號(hào)樹脂槽(17)、4號(hào)樹脂槽(18)內(nèi)分別填充有不同的液態(tài)光敏樹脂。
5.利用基于光敏樹脂數(shù)字化制作的面曝光快速成型裝置制作零件的成型方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟1、用計(jì)算機(jī)(1)獲取待成形零件的3D模型各分層的截面數(shù)據(jù)信息，根據(jù)同一層內(nèi)不同區(qū)域制作材料的分布，將同一層的截面劃分成若干不同的區(qū)域，將特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的視圖數(shù)據(jù)發(fā)送至圖形發(fā)生器(2)； 步驟2、啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(10)，在轉(zhuǎn)盤(10)的轉(zhuǎn)動(dòng)作用下，將要用到的盛有液態(tài)光敏樹脂的相應(yīng)樹脂槽和升降工作臺(tái)(7)轉(zhuǎn)動(dòng)到曝光工位(14)； 步驟3、通過(guò)對(duì)特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的視圖數(shù)據(jù)的處理，由圖形發(fā)生器(2)生成相應(yīng)的光學(xué)數(shù)字視圖，對(duì)液態(tài)光敏樹脂曝光，得到當(dāng)前截面待固化區(qū)域的光固化樹脂層； 步驟4、經(jīng)步驟3處理后，將已經(jīng)固化零件部分置于沖洗工位(3)，清洗零件(6)； 步驟5、重復(fù)步驟2至步驟4，直至待成形零件的當(dāng)前分層截面所有區(qū)域在相應(yīng)液態(tài)光敏樹脂中得以固化，即完成零件的一個(gè)完整層面的光固化快速成形； 步驟6、重復(fù)步驟2至步驟5，直至待成形零件的所有分層截面所有區(qū)域在相應(yīng)液態(tài)光敏樹脂中得以固化，即完成整個(gè)零件的光固化快速成形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面曝光快速成型裝置制作零件的成型方法，其特征在于，所述步驟I具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟1.1、向計(jì)算機(jī)(1)中輸入待成形零件的3D模型，采用計(jì)算機(jī)(I)將待成形零件的3D模型進(jìn)行分層處理，得到待成形零件3D模型中各分層的截面數(shù)據(jù)信息； 步驟1.2、經(jīng)步驟1.1獲取待成形零件的3D模型各分層的截面數(shù)據(jù)后，根據(jù)待成形零件的3D模型在同一層的截面內(nèi)，不同區(qū)域制作材料不同，將同一層的截面劃分成若干不同的區(qū)域； 步驟1.3、經(jīng)步驟1.2劃分好區(qū)域后，將特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的視圖發(fā)送給與計(jì)算機(jī)(I)相連的圖形發(fā)生器(2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面曝光快速成型裝置制作零件的成型方法，其特征在于，所述步驟2具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟2.1、轉(zhuǎn)盤(10)轉(zhuǎn)動(dòng)，將要用到的盛有液態(tài)光敏樹脂的樹脂槽轉(zhuǎn)動(dòng)到曝光工位(14)； 步驟2.2、升降工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸(8)的轉(zhuǎn)動(dòng)使升降工作臺(tái)(7)也處于曝光工位(14)，利用升降軸(5)將升降工作臺(tái)(7)沉入經(jīng)步驟2.1轉(zhuǎn)動(dòng)到曝光工位(14)的樹脂槽內(nèi)，樹脂槽內(nèi)填充有要用到液態(tài)光敏樹脂(4 )，待液態(tài)光敏樹脂(4 )流滿升降工作臺(tái)(7 )或零件(6 )，具體如下: 制作第一層時(shí)要保證液態(tài)光敏樹脂(4)流滿工作臺(tái)(7)，制作其它層時(shí)，要使得液態(tài)光敏樹脂(4)流滿已制作零件(6)的上表面； 之后，升降工作臺(tái)(7)開始上升，要保證液態(tài)光敏樹脂(4)的上表面與圖形發(fā)生器(2)的成像平面重合，此時(shí)啟動(dòng)刮刀(11)，利用計(jì)算機(jī)(I)控制刮刀(11)將液態(tài)光敏樹脂(4)的上表面刮平。
8.根據(jù)權(quán)利要求5 所述的面曝光快速成型裝置制作零件的成型方法，其特征在于，所述步驟3具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟3.1、經(jīng)步驟I及步驟2處理，計(jì)算機(jī)(I)將特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的視圖數(shù)據(jù)發(fā)送給圖形發(fā)生器(2)，由圖形發(fā)生器(2)生成零件當(dāng)前層截面特定的液態(tài)光敏樹脂對(duì)應(yīng)區(qū)域的光學(xué)數(shù)字視圖； 步驟3.2、將經(jīng)步驟3.1獲得的光學(xué)數(shù)字視圖投射到升降工作臺(tái)(7)上表面的液態(tài)光敏樹脂層上，對(duì)液態(tài)光敏樹脂進(jìn)行曝光固化，形成零件當(dāng)前截面需固化區(qū)域的光固化樹脂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面曝光快速成型裝置制作零件的成型方法，其特征在于，所述步驟4具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟4.1、經(jīng)步驟3，升降工作臺(tái)(7)在升降軸(5)的帶動(dòng)下上升直至離開當(dāng)前的樹脂槽，接著升降工作臺(tái)(7 )隨升降工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸(8 )轉(zhuǎn)動(dòng)，使升降工作臺(tái)(7 )處于沖洗工位(3 ); 步驟4.2、經(jīng)步驟4.1，升降工作臺(tái)(7)到達(dá)沖洗工位(3)，升降工作臺(tái)(7)在升降軸(5)的帶動(dòng)下下降進(jìn)入沖洗槽(12 )內(nèi)，此時(shí)工件沖洗裝置(9 )向制件(6 )噴射清洗劑，清洗零件(6)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面曝光快速成型裝置制作零件的成型方法，其特征在于，所述步驟6中在重復(fù)步驟2時(shí)，和制作上層相比，制作當(dāng)前層時(shí)，升降工作臺(tái)(7)下降一個(gè)分層厚度的距離，使液態(tài)光敏樹脂(4)的上表面與圖形發(fā)生器(2)的成像平面重合。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK103895225SQ201410105054
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】胥光申, 王亞寧, 金礦礦, 羅聲 申請(qǐng)人:西安工程大學(xué)