一種3d打印裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種3D打印裝置，包括底座、打印機構(gòu)、刮刀機構(gòu)、曝光機構(gòu)和控制機構(gòu)，其中，所述底座內(nèi)安裝有用于盛放打印溶液的液槽，所述打印機構(gòu)包括模組和滑動安裝在模組上的打印平臺；所述刮刀機構(gòu)包括設(shè)置在液槽兩側(cè)的導(dǎo)軌，以及滑動安裝在導(dǎo)軌上的刮刀；所述曝光機構(gòu)包括投影儀，以及帶動投影儀在液槽上方移動的移動組件，曝光時，所述投影儀曝光口直射打印平臺；所述控制機構(gòu)分別與打印機構(gòu)、刮刀機構(gòu)和曝光機構(gòu)電連接，用于控制各機構(gòu)的動作。本實用新型所述的3D打印裝置，可打印大型3D物品，且具有打印精度高、速度快操作簡單等特點。
【專利說明】
一種3D打印裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種3D打印裝置，屬于打印設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印裝置又稱三維打印機，是一種采用累積(增材)制造技術(shù)(即快速成形技術(shù))的機器，它的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中，機器按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。目前，3D打印裝置較為常見的是采用SLA立體印刷(又稱立體光刻、光造型)，根據(jù)工作方式不同主要可以分為兩種:1、工作平臺在液面下，曝光機構(gòu)位于工作平臺上方;2、工作平臺在液面上，曝光機構(gòu)位于工作平臺下方。其中，前者的具體工作過程為:液槽中盛滿液態(tài)光固化樹脂，在一定劑量的光波照射下會在設(shè)定區(qū)域內(nèi)固化，成型開始時，工作平臺在液面下，聚焦后的激光在液面上按計算機的指令照射。當(dāng)一層照射完成后被照射的地方就同時固化(面成型技術(shù)是整個截面同時固化)，未被照射的地方仍然是液態(tài)樹脂。然后升降架帶動平臺再下降一層高度，上面又布滿一層樹脂，以便進行第二層照射，新固化的一層牢固地粘在前一層上，如此重復(fù)直到3D物品制作完成。這種結(jié)構(gòu)的3D打印裝置固化時，因為固化層上表面沒有任何阻擋，很容易因為固化層表面張力出現(xiàn)中間凸起的現(xiàn)象，進而影響3D物品的打印質(zhì)量。
[0003]此外，目前常見的3D打印裝置都是小型的，打印尺寸一般是100?600*100?600*200?450mmo
[0004]有鑒于此，本發(fā)明人對此進行研究，專門開發(fā)出一種3D打印裝置，本案由此產(chǎn)生?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種3D打印裝置，可打印大型3D物品，且具有打印精度高、速度快操作簡單等特點。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的解決方案是:
[0007]一種3D打印裝置，包括底座、打印機構(gòu)、刮刀機構(gòu)、曝光機構(gòu)和控制機構(gòu)，其中，所述底座內(nèi)安裝有用于盛放打印溶液的液槽，所述打印機構(gòu)包括模組和滑動安裝在模組上的打印平臺，打印平臺可沿著模組在液槽內(nèi)上下移動;所述刮刀機構(gòu)包括設(shè)置在液槽兩側(cè)的導(dǎo)軌，以及滑動安裝在導(dǎo)軌上的刮刀;所述曝光機構(gòu)包括投影儀，以及帶動投影儀在液槽上方移動的移動組件，曝光時，所述投影儀曝光口直射打印平臺；所述控制機構(gòu)分別與打印機構(gòu)、刮刀機構(gòu)和曝光機構(gòu)電連接，用于控制各機構(gòu)的動作。
[0008]作為優(yōu)選，所述模組上設(shè)有一縱向絲杠，所述打印平臺包括與絲扛相連的滑塊，以及通過連接桿與滑塊相連的打印平臺本體，所述絲杠與絲杠電機相連，通過絲杠電機驅(qū)動絲杠轉(zhuǎn)動，使打印平臺沿模組上下滑動，進而使打印平臺本體在液槽內(nèi)上下移動。
[0009]作為優(yōu)選，所述打印平臺本體四周設(shè)有若干個通孔，當(dāng)打印平臺本體上打印的3D物品較小時，通孔的設(shè)置可以使打印溶液快速流過通孔，溢到打印平臺本體上方。
[0010]作為優(yōu)選，所述刮刀機構(gòu)包括設(shè)置在液槽兩側(cè)的第一導(dǎo)軌，刮刀的兩端分別通過滑塊與2個第一導(dǎo)軌內(nèi)的絲杠聯(lián)動連接，通過絲杠的轉(zhuǎn)動，帶動刮刀在液槽口水平移動，用于消除打印平臺本體上的固化層表面張力。
[0011]作為優(yōu)選，所述刮刀進一步與抽氣組件相連，刮刀下表邊與液槽的打印溶液液面留有間距，在刮刀移動過程中，抽氣組件開始抽氣，可消除打印溶液表面的氣泡。
[0012]作為優(yōu)選，所述刮刀下表邊與液槽的打印溶液液面留有0.5?1mm的間距。根據(jù)液體的表面張力不同，間距也不同。
[0013]作為優(yōu)選，所述曝光機構(gòu)的移動組件包括設(shè)置在底座兩側(cè)的第二導(dǎo)軌，滑動安裝在第二導(dǎo)軌上的第三導(dǎo)軌，所述投影儀滑動安裝在第三導(dǎo)軌上，曝光時，其曝光口直射打印平臺本體，所述第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌內(nèi)均設(shè)有絲杠和驅(qū)動絲杠的電機，第三導(dǎo)軌的兩端分別通過滑塊與兩側(cè)的第二導(dǎo)軌絲杠聯(lián)動連接，投影儀通過滑動板與第三導(dǎo)軌內(nèi)的絲杠聯(lián)動連接，通過各個絲杠的轉(zhuǎn)動，帶動投影儀在打印平臺本體上方自由移動，且可定位的任何位置進行曝光。
[0014]作為優(yōu)選，所述3D打印裝置還包括一補液機構(gòu)，所述補液機構(gòu)包括補液槽，壓力組件和液位傳感器，所述補液槽底部與液槽相連通，所述壓力組件包括壓力板，以及帶動壓力板在補液槽內(nèi)部上下移動的驅(qū)動部，所述液位傳感器安裝在液槽內(nèi)，用于檢測液槽內(nèi)的液位，當(dāng)液槽內(nèi)的打印溶液下降到一定高度時，驅(qū)動部帶動壓力板向下運動，將補液槽的打印溶液壓向液槽內(nèi)。
[0015]作為優(yōu)選，所述壓力組件的驅(qū)動部包括垂直設(shè)置在補液槽側(cè)邊的立柱，以及設(shè)置在立柱內(nèi)的絲杠，所述絲杠通過滑塊與壓力板聯(lián)動連接，通過絲桿的轉(zhuǎn)動帶動壓力板在補液槽內(nèi)上下移動。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述結(jié)構(gòu)的3D打印裝置具有如下幾個優(yōu)點:
[0017]1、投影儀通過移動組件可在液槽上方自由移動，實現(xiàn)大面積曝光，進而使本實用新型所述的3D打印裝置可以完成大體積物品的打??；
[0018]2、采用刮刀來回移動消除固化層的表面張力、氣泡和雜質(zhì)，可以大幅度提高3D打印物品的精度；
[0019]3、采用導(dǎo)軌帶動投影儀移動，可實現(xiàn)投影儀快速曝光，進而提高打印效率。
[0020]以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細描述。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實施例的3D打印裝置俯視圖(初始位置)；
[0022]圖2為本實施例的3D打印裝置立體結(jié)構(gòu)圖(非初始位置)；
[0023]圖3為本實施例的3D打印裝置打印機構(gòu)立體結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1-3所示，一種3D打印裝置，包括底座1、打印機構(gòu)2、刮刀機構(gòu)3、曝光機構(gòu)4、補液機構(gòu)5和控制機構(gòu)，其中，所述底座I內(nèi)安裝有用于盛放打印溶液的液槽6，所述打印機構(gòu)2包括模組21和滑動安裝在模組21上的打印平臺22，在本實施例中，所述模組21上設(shè)有一縱向絲杠211，所述打印平臺包括與絲扛211相連的滑塊221，以及通過連接桿222與滑塊221相連的打印平臺本體223，絲杠211底部與絲杠電機相連，通過絲杠電機驅(qū)動絲杠211轉(zhuǎn)動，使打印平臺22沿模組21上下滑動，進而使打印平臺本體223可以在液槽6內(nèi)上下移動。所述打印平臺本體223四周設(shè)有若干個通孔224，當(dāng)打印平臺本體223上打印的3D物品較小時，通孔的設(shè)置可以使打印溶液快速流過通孔224，溢到打印平臺本體223上方。
[0025]所述刮刀機構(gòu)3包括設(shè)置在液槽6兩側(cè)的第一導(dǎo)軌31，以及滑動安裝在第一導(dǎo)軌31上的刮刀32;所述第一導(dǎo)軌31內(nèi)設(shè)有絲杠和驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動的絲杠電機，所述刮刀32的兩端分別通過滑塊與2個第一導(dǎo)軌31內(nèi)的絲杠聯(lián)動連接，通過絲杠的轉(zhuǎn)動，帶動刮刀32在液槽口水平移動，刮刀32下表邊與液槽6內(nèi)的打印溶液液面留有間距，根據(jù)液體的表面張力不同，間距也不同，所述間距一般為0.5?10mm。刮刀32的移動可消除打印平臺本體上的固化層表面張力。為進一步保證打印精度，所述刮刀32還與抽氣組件相連，在刮刀32移動過程中，抽氣組件開始抽氣，可消除打印溶液表面的氣泡和雜質(zhì)。
[0026]所述曝光機構(gòu)4包括投影儀41，以及帶動投影儀41在液槽6上方移動的移動組件，在本實施例中，所述移動組件包括設(shè)置在底座I兩側(cè)的第二導(dǎo)軌42，滑動安裝在第二導(dǎo)軌42上的第三導(dǎo)軌43，所述投影儀41滑動安裝在第三導(dǎo)軌43上，曝光時，其曝光口直射打印平臺本體223，所述第二導(dǎo)軌42、第三導(dǎo)軌43內(nèi)均設(shè)有絲杠和驅(qū)動絲杠的電機，第三導(dǎo)軌43的兩端分別通過滑塊與兩側(cè)的第二導(dǎo)軌42絲杠聯(lián)動連接，投影儀41通過滑動板44與第三導(dǎo)軌43內(nèi)的絲杠聯(lián)動連接，通過各個絲杠的轉(zhuǎn)動，帶動投影儀41在打印平臺本體223上方自由移動，且可定位的任何位置進行曝光。
[0027]所述補液機構(gòu)5包括補液槽51，壓力組件52和液位傳感器，所述補液槽51底部與液槽6相連通，所述壓力組件52包括壓力板521，以及帶動壓力板521在補液槽51內(nèi)部上下移動的驅(qū)動部，所述驅(qū)動部包括垂直設(shè)置在補液槽51側(cè)邊的立柱522，以及設(shè)置在立柱522內(nèi)的絲杠523，所述絲杠523通過滑塊524與壓力板521聯(lián)動連接，通過絲桿523的轉(zhuǎn)動帶動壓力板521在補液槽51內(nèi)上下移動。所述液位傳感器安裝在液槽6內(nèi)，用于檢測液槽6內(nèi)的液位，當(dāng)液槽6內(nèi)的打印溶液下降到一定高度時，驅(qū)動部帶動壓力板521向下運動，將補液槽51的打印溶液壓向液槽6內(nèi)。
[O O 2 8 ]所述控制機構(gòu)分別與打印機構(gòu)2的絲杠電機、刮刀機構(gòu)3第一導(dǎo)軌絲桿電機、抽氣組件、曝光機構(gòu)4的第二導(dǎo)軌42、第三導(dǎo)軌43內(nèi)的絲桿電機、投影儀41、補液機構(gòu)5中的立柱絲桿電機、液位傳感器等電連接，用于控制各機構(gòu)的動作?？刂茩C構(gòu)可安裝在底座的多個地方。
[0029 ]上述3D打印裝置的打印方法，包括如下步驟:
[0030]步驟1:在液槽6和補液槽51內(nèi)注入打印溶液，此時，打印平臺主體223位于液面下方，打印平臺主體223與液面一般留有I個固化層的厚度，投影儀41位于打印平臺主體223外；
[0031]步驟2、通過控制機構(gòu)使刮刀32沿著液面平穩(wěn)移動，刮去液面上的氣泡，保證液面平整，同時除去打印面的雜質(zhì)；
[0032]步驟3、通過控制機構(gòu)使曝光機構(gòu)4開始工作，根據(jù)待打印3D物品的曝光要求，投影儀41通過第二導(dǎo)軌42、第三導(dǎo)軌43移動到設(shè)定位置，然后投影儀開始曝光，接著再移動到下一個位置，繼續(xù)曝光，直至一層完全曝光，整層固化完畢，投影儀41回到初始位置；
[0033]步驟4、打印平臺22向下移動一個固化層的高度，刮刀32再次沿著液面平穩(wěn)移動，消除固化層表面張力，曝光機構(gòu)4重復(fù)步驟3的工作，進行下一層的曝光固化；
[0034]步驟5、安裝在液槽6內(nèi)的液位傳感器實時監(jiān)測液槽內(nèi)的液面高度，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定高度時，控制機構(gòu)控制壓力組件52動作，將補液槽51內(nèi)的打印溶液壓向液槽6內(nèi)，直至液槽6內(nèi)的液位達到設(shè)定高度；
[0035]步驟6、3D打印裝置重復(fù)步驟3、4和5的工作，直至3D物品打印結(jié)束。
[0036]本實施例所述的3D打印裝置及其打印方法采用刮刀32來回移動消除固化層的表面張力、氣泡和雜質(zhì)，可以大幅度提高3D打印物品的精度;投影儀41通過第二導(dǎo)軌42、第三導(dǎo)軌43可在液槽6上方自由移動，實現(xiàn)大面積曝光，進而使本實用新型所述的3D打印裝置可以完成大體積物品的打?。淮送?，采用導(dǎo)軌帶動投影儀41移動，可實現(xiàn)投影儀快速曝光，進而提尚打印效率。
[0037]上述實施例和圖式并非限定本實用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實用新型的專利范疇。
【主權(quán)項】
1.一種3D打印裝置，其特征在于:包括底座、打印機構(gòu)、刮刀機構(gòu)、曝光機構(gòu)和控制機構(gòu)，其中，所述底座內(nèi)安裝有用于盛放打印溶液的液槽，所述打印機構(gòu)包括模組和滑動安裝在模組上的打印平臺，打印平臺可沿著模組在液槽內(nèi)上下移動;所述刮刀機構(gòu)包括設(shè)置在液槽兩側(cè)的導(dǎo)軌，以及滑動安裝在導(dǎo)軌上的刮刀;所述曝光機構(gòu)包括投影儀，以及帶動投影儀在液槽上方移動的移動組件，曝光時，所述投影儀曝光口直射打印平臺；所述控制機構(gòu)分別與打印機構(gòu)、刮刀機構(gòu)和曝光機構(gòu)電連接，用于控制各機構(gòu)的動作。2.如權(quán)利要求1所述的一種3D打印裝置，其特征在于:所述模組上設(shè)有一縱向絲杠，所述打印平臺包括與絲扛相連的滑塊，以及通過連接桿與滑塊相連的打印平臺本體，所述絲杠與絲杠電機相連，通過絲杠電機驅(qū)動絲杠轉(zhuǎn)動，使打印平臺沿模組上下滑動。3.如權(quán)利要求2所述的一種3D打印裝置，其特征在于:所述打印平臺本體四周設(shè)有若干個通孔。4.如權(quán)利要求1所述的一種3D打印裝置，其特征在于:所述刮刀機構(gòu)包括設(shè)置在液槽兩側(cè)的第一導(dǎo)軌，刮刀的兩端分別通過滑塊與2個第一導(dǎo)軌內(nèi)的絲杠聯(lián)動連接，通過絲杠的轉(zhuǎn)動，帶動刮刀在液槽口水平移動。5.如權(quán)利要求4所述的一種3D打印裝置，其特征在于:所述刮刀進一步與抽氣組件相連，刮刀下表邊與液槽的打印溶液液面留有間距。6.如權(quán)利要求5所述的一種3D打印裝置，其特征在于:所述刮刀下表邊與液槽的打印溶液液面留有0.5?I Omm的間距。7.如權(quán)利要求1所述的一種3D打印裝置，其特征在于:所述曝光機構(gòu)的移動組件包括設(shè)置在底座兩側(cè)的第二導(dǎo)軌，滑動安裝在第二導(dǎo)軌上的第三導(dǎo)軌，所述投影儀滑動安裝在第三導(dǎo)軌上，曝光時，其曝光口直射打印平臺本體，所述第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌內(nèi)均設(shè)有絲杠和驅(qū)動絲杠的電機，第三導(dǎo)軌的兩端分別通過滑塊與兩側(cè)的第二導(dǎo)軌絲杠聯(lián)動連接，投影儀通過滑動板與第三導(dǎo)軌內(nèi)的絲杠聯(lián)動連接，通過各個絲杠的轉(zhuǎn)動，帶動投影儀在打印平臺本體上方自由移動，且可定位的任何位置進行曝光。8.如權(quán)利要求1所述的一種3D打印裝置，其特征在于:所述3D打印裝置還包括一補液機構(gòu)，所述補液機構(gòu)包括補液槽，壓力組件和液位傳感器，所述補液槽底部與液槽相連通，所述壓力組件包括壓力板，以及帶動壓力板在補液槽內(nèi)部上下移動的驅(qū)動部，所述液位傳感器安裝在液槽內(nèi)，用于檢測液槽內(nèi)的液位，當(dāng)液槽內(nèi)的打印溶液下降到一定高度時，驅(qū)動部帶動壓力板向下運動，將補液槽的打印溶液壓向液槽內(nèi)。9.如權(quán)利要求8所述的一種3D打印裝置，其特征在于:所述壓力組件的驅(qū)動部包括垂直設(shè)置在補液槽側(cè)邊的立柱，以及設(shè)置在立柱內(nèi)的絲杠，所述絲杠通過滑塊與壓力板聯(lián)動連接，通過絲桿的轉(zhuǎn)動帶動壓力板在補液槽內(nèi)上下移動。
【文檔編號】B29C67/00GK205631401SQ201620437139
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】張靖, 金良, 王迪龍, 曾祥偉, 金偉剛, 陶小青
【申請人】浙江迅實科技有限公司