應(yīng)用于光固化3d打印機(jī)的光罩的制作方法
【專利摘要】一種應(yīng)用于光固化3D打印機(jī)的光罩，包括殼體(202)，所述殼體(202)頂部開口處密封設(shè)置有頂面板(201)，底部開口處密封設(shè)置有透光板(203)，所述頂面板(201)上設(shè)置有可連接抽真空設(shè)備的抽真空接口2012、以及與光固化3D投影鏡頭(200)緊密配合的通孔(2011)，所述殼體(202)、頂面板(201)、透光板(203)及光固化3D投影鏡頭(200)共同組成一全密封空腔結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型方案有效解決鏡頭輸出的光在空氣傳播中被部分吸收產(chǎn)生衰減的問題，提高鏡頭輸出的光到樹脂表面的有效光的功率的穩(wěn)定性，從而保證了光固化3D打印效果。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及3D打印【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種應(yīng)用于光固化3D打印機(jī)的光罩。 應(yīng)用于光固化3D打印機(jī)的光罩
【背景技術(shù)】
[0002] 快速成型技術(shù)（又稱快速原型制造技術(shù)，RapidPrototypingManufacturing,簡 稱RPM)，又稱3D打印，是基于材料堆積法的一種高新制造技術(shù)，其根據(jù)零件或者物體的三 維模型數(shù)據(jù)，通過成型設(shè)備以材料累加的方式就可以制造出實(shí)物或者實(shí)物模型。由于具有 大幅降低生產(chǎn)成本、提高原材料和能量的利用率、可根據(jù)需求進(jìn)行定制、大大節(jié)省產(chǎn)品制作 時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，3D打印技術(shù)近年來逐漸進(jìn)入公眾視野并得到快速發(fā)展。
[0003] 3D打印的基本原理是分層加工、迭加成形，即通過逐層增加材料來生成3D實(shí)體， 在進(jìn)行3D打印時(shí)，首先由計(jì)算機(jī)通過設(shè)計(jì)、掃描等方式得到待打印物體的三維模型，再通 過電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（例如CAD)沿某個(gè)方向完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳 送到3D打印機(jī)上，由計(jì)算機(jī)根據(jù)切片生成機(jī)器指令，3D打印機(jī)根據(jù)該機(jī)器指令打印出薄型 層面，并將連續(xù)的薄型層面堆疊起來，直到一個(gè)固態(tài)物體成型，形成三維立體實(shí)物，完成3D 打印。
[0004] 在3D打印技術(shù)中，采用德州儀器（TI)的數(shù)字微鏡（DigitalMicro-mirror Device)快速成型技術(shù)（俗稱：DLP光固化3D打印機(jī)），通過采用單顆UVLED光源或者用紫 外激光光源照射到DMD芯片后，再通過單個(gè)鏡頭照射到樹脂槽表面或底部以使得被照射到 的樹脂固化，從而完成3D打印過程，其原理圖如圖1所示。在這種DLP光固化3D打印技術(shù) 中，由于光在空氣傳播的過程中，會(huì)被吸收一部分，從而產(chǎn)生光的衰減，而且距離越遠(yuǎn)，光的 衰減越嚴(yán)重，導(dǎo)致從鏡頭輸出的光到樹脂表面的有效光的功率也成一定比例衰減，影響3D 打印效果。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 基于此，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種應(yīng)用 于DLP光固化3D打印機(jī)的光罩，其可以減少3D打印時(shí)從鏡頭到樹脂表面的光的衰減。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種應(yīng)用于光固化3D打印機(jī)的光罩，包括殼體（202)，所述殼體（202)頂部開口處 密封設(shè)置有頂面板（201)，底部開口處密封設(shè)置有透光板（203)，所述頂面板（201)上設(shè)置 有可連接抽真空設(shè)備的抽真空接口 2012、以及與光固化3D投影鏡頭（200)緊密配合的通孔 (2011)，所述殼體（202)、頂面板（201)、透光板（203)及光固化3D投影鏡頭（200)共同組 成一全密封空腔結(jié)構(gòu)。
[0008] 根據(jù)上述本實(shí)用新型的方案，通過在3D打印的投影鏡頭前設(shè)置具有密封空腔的 燈罩，并利用真空設(shè)備抽取燈罩內(nèi)的空氣形成光線真空傳播的措施，從而有效解決鏡頭輸 出的光在空氣傳播中被部分吸收產(chǎn)生衰減的問題，提高鏡頭輸出的光到樹脂表面的有效光 的功率的穩(wěn)定性，從而保證了光固化3D打印效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1是傳統(tǒng)的DLP光固化3D打印機(jī)的原理示意圖；
[0010] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的應(yīng)用于光固化3D打印機(jī)的光罩的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例， 對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅僅用以解 釋本實(shí)用新型，并不限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0012] 圖2中示出了本實(shí)用新型的應(yīng)用于光固化3D打印機(jī)的光罩的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0013] 如圖2所不，本實(shí)施例中的光罩包括有：殼體202,殼體202的頂部開口處密封設(shè) 置有頂面板201，底部開口處密封設(shè)置有透光板203,頂面板201上設(shè)置有可連接抽真空設(shè) 備的抽真空接口 2012、以及與光固化3D投影鏡頭200緊密配合的通孔2011，殼體202、頂面 板201、透光板203及光固化3D投影鏡頭200共同組成一全密封空腔結(jié)構(gòu)。
[0014] 根據(jù)上述本實(shí)施例的光罩，將其套上光固化3D打印機(jī)的投影鏡頭、形成全密封空 腔結(jié)構(gòu)后，將抽真空設(shè)備連接到抽真空接口，抽出光罩內(nèi)部的空氣，形成真空光罩，在進(jìn)行 光固化3D打印時(shí)，投影鏡頭發(fā)出的光在光罩內(nèi)的真空環(huán)境傳輸后進(jìn)行打印。本實(shí)用新型通 過在3D打印的投影鏡頭前設(shè)置具有密封空腔的燈罩，并利用抽真空設(shè)備抽取燈罩內(nèi)的空 氣形成光線真空傳播的措施，從而有效解決鏡頭輸出的光在空氣傳播中被部分吸收產(chǎn)生衰 減的問題，提高鏡頭輸出的光到樹脂表面的有效光的功率的穩(wěn)定性，保證了紫外光從3D投 影鏡頭輸出后到光敏樹脂表面這段距離的完美傳輸，從而保證了光固化3D打印效果。此 夕卜，通過將紫外光在真空光罩的真空環(huán)境中進(jìn)行傳輸，也可以進(jìn)一步防止因意外操作而導(dǎo) 致的強(qiáng)烈紫外線外泄對(duì)使用人員的輻射。
[0015] 其中，在上述將抽真空設(shè)備連接到抽真空接口、抽出光罩內(nèi)部的空氣、形成真空光 罩后，可以將抽真空設(shè)備一直連接到抽真空接口、以保持光罩的真空狀態(tài)。為了避免抽真空 設(shè)備一直工作過造成的能源消耗，在形成真空光罩后，可以將抽真空接口關(guān)閉，形成封閉狀 態(tài)，以維持光罩的真空狀態(tài)。
[0016] 由于紫外光在密封的真空環(huán)境中傳輸時(shí)，會(huì)有大量熱量產(chǎn)生，因此，上述殼體202 可以用散熱性能好的材料，例如鋁、銅等等。
[0017] 考慮到鋁的成本相對(duì)于銅比較低，而且在固化光敏樹脂的時(shí)候有微量的腐蝕性氣 體產(chǎn)生，而陽極處理過的鋁合金能夠很好地阻止光罩被腐蝕，而且在經(jīng)過黑色陽極處理后， 無需再在此光罩內(nèi)部貼其他材料或者做其他工藝處理就可以達(dá)到光不會(huì)再次在光罩內(nèi)部 形成反射的效果，因此，在一個(gè)較優(yōu)方案中，上述殼體202可以為黑色陽極鋁合金。
[0018] 此外，由于透光板203是光源輸出部分，因此，為了減少光的衰減，上述透光板可 以選用透光性能好的材料。在上述透光板203上，還可以進(jìn)一步鍍有增透膜，以盡可能減少 紫外光的衰減。在一個(gè)具體實(shí)施例中，由于在進(jìn)行光固化3D打印時(shí)，一般是采用紫外光源 進(jìn)行打印，因此，上述透光板203可以選用對(duì)紫外光透光性好的石英玻璃。在上述石英玻璃 上，還可以進(jìn)一步鍍有增透膜，以盡可能減少紫外光的衰減。
[0019] 基于光固化3D打印機(jī)中的3D投影鏡頭的個(gè)數(shù)的不同，本實(shí)用新型通孔2011也需 要對(duì)此做適應(yīng)性的設(shè)定。在光固化3D打印機(jī)中的3D投影鏡頭有兩個(gè)以上的情況下，本實(shí) 用新型方案中的通孔2011的個(gè)數(shù)也需要有兩個(gè)以上，且與3D投影鏡頭的個(gè)數(shù)相同，以形成 全封閉的空腔結(jié)構(gòu)。
[0020] 此外，上述本實(shí)用新型的光罩的高度，即頂面板201與透光板203之間的距離，可 以基于實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定。在進(jìn)行設(shè)定時(shí)，可以根據(jù)待打印成型件的精度進(jìn)行設(shè)定。在光 固化3D打印機(jī)中的3D投影鏡頭具有多個(gè)的情況下，該距離需要根據(jù)這多個(gè)3D投影鏡頭的 數(shù)量以及排列方式來確定，在此不予詳加贅述。
[0021] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)， 但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬 于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種應(yīng)用于光固化3D打印機(jī)的光罩，其特征在于：包括殼體（202)，所述殼體（202) 頂部開口處密封設(shè)置有頂面板（201)，底部開口處密封設(shè)置有透光板（203)，所述頂面板 (201) 上設(shè)置有可連接抽真空設(shè)備的抽真空接口（2012)、以及與光固化3D投影鏡頭（200) 緊密配合的通孔（2011)，所述殼體（202)、頂面板（201)、透光板（203)及光固化3D投影鏡 頭（200)共同組成一全密封空腔結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于光固化3D打印機(jī)的光罩，其特征在于，所述殼體 (202) 為錯(cuò)或者銅。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于光固化3D打印機(jī)的光罩，其特征在于，所述殼體 (202) 為黑色陽極鋁合金。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于光固化3D打印機(jī)的光罩，其特征在于，所述透光板 (203) 為石英玻璃。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的應(yīng)用于光固化3D打印機(jī)的光罩，其特征在于， 所述透光板（203)上鍍有增透膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的應(yīng)用于光固化3D打印機(jī)的光罩，其特征在于， 所述通孔（2011)包括兩個(gè)以上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于光固化3D打印機(jī)的光罩，其特征在于，所述透光板 (203)上鍍有增透膜。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK203864023SQ201420224199
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】石武 申請(qǐng)人:中山市東方博達(dá)電子科技有限公司