阅读说明：本技术 一种多光源多自由度可变式平台液体3d打印机 (Multi-light-source multi-degree-of-freedom variable platform liquid 3D printer ) 是由 白晓天 王子男 石怀涛 戴蕊宏 赵蔚丹 贺子涵 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：一种多光源多自由度可变式平台液体3D打印机,包括底座、光敏树脂槽、多光源机构、成型零件承载平台、平台升降导向丝杠、电动升降基座、电动伸缩杆、电磁吸头及保护罩；光敏树脂槽位于底座上,多光源机构位于光敏树脂槽内；平台升降导向丝杠竖直设在光敏树脂槽侧方,电动升降基座可在丝杠上竖向移动；电动伸缩杆水平固连在电动升降基座上,电磁吸头固装在电动伸缩杆端部；成型零件承载平台水平吸附吊装在电磁吸头上且位于光敏树脂槽正上方；光敏树脂槽侧壁内表面采用弧面结构,用以使反射激光束照射在成型零件承载平台下表面；多光源机构为球形结构,其周向均布有多个激光源,激光源相对于球心可径向移动,多光源机构可升降运动和回转运动。(A multi-light-source multi-degree-of-freedom variable platform liquid 3D printer comprises a base, a photosensitive resin groove, a multi-light-source mechanism, a formed part bearing platform, a platform lifting guide screw rod, an electric lifting base, an electric telescopic rod, an electromagnetic suction head and a protective cover; the photosensitive resin groove is positioned on the base, and the multi-light source mechanism is positioned in the photosensitive resin groove; the platform lifting guide screw rod is vertically arranged on the side of the photosensitive resin tank, and the electric lifting base can vertically move on the screw rod; the electric telescopic rod is horizontally and fixedly connected to the electric lifting base, and the electromagnetic suction head is fixedly arranged at the end part of the electric telescopic rod; the molded part bearing platform is horizontally adsorbed and hung on the electromagnetic suction head and is positioned right above the photosensitive resin tank; the inner surface of the side wall of the photosensitive resin groove adopts a cambered surface structure so as to enable the reflected laser beam to irradiate the lower surface of the bearing platform of the formed part; the multi-light source mechanism is of a spherical structure, a plurality of laser sources are uniformly distributed in the circumferential direction of the multi-light source mechanism, the laser sources can move radially relative to the center of the sphere, and the multi-light source mechanism can move in a lifting mode and rotate.)

一种多光源多自由度可变式平台液体3D打印机

技术领域

本发明属于液体3D打印技术领域，特别是涉及一种多光源多自由度可变式平台液体3D打印机。

背景技术

液体3D打印技术是以计算机三维设计为蓝本，以软件分层离散和数控技术为依托，利用激光束照射光敏树脂材料使其固化成型的加工制造技术。与传统的加工制造技术相比，液体3D打印技术无需模具设计，可直接累加成型，可有效降低制造成本。

液体3D打印技术的硬件载体为液体3D打印机，目前传统的液体3D打印机仍存在一些不足之处：①、传统的液体3D打印机普遍采用单光源输出照射用激光束，导致照射效率相对较低，进而影响成型零件的加工效率；②、用于承载成型零件的平台只能进行升降移动，限制了成型零件的加工尺寸。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种多光源多自由度可变式平台液体3D打印机，采用多光源输出照射用激光束，大幅度提高照射效率，进而提高成型零件的加工效率；用于承载成型零件的平台不仅具备升降移动自由度，还具有水平移动自由度，通过平台的水平移动可有效扩大成型零件的加工尺寸。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种多光源多自由度可变式平台液体3D打印机，包括底座、光敏树脂槽、多光源机构、成型零件承载平台、平台升降导向丝杠、电动升降基座、电动伸缩杆、电磁吸头及保护罩；所述光敏树脂槽设置在底座上表面中部，多光源机构位于光敏树脂槽内部；所述平台升降导向丝杠竖直设置在光敏树脂槽侧方的底座上，电动升降基座安装在平台升降导向丝杠上，电动升降基座在平台升降导向丝杠上具有竖向移动自由度；所述电动伸缩杆水平设置，电动伸缩杆一端固连在电动升降基座上，电磁吸头固装在电动伸缩杆另一端；所述成型零件承载平台水平吸附吊装在电磁吸头上，成型零件承载平台位于光敏树脂槽正上方；所述保护罩安装在底座上，所述光敏树脂槽、多光源机构、成型零件承载平台、平台升降导向丝杠、电动升降基座、电动伸缩杆及电磁吸头均位于保护罩内。

所述光敏树脂槽的侧壁内表面采用弧面结构，多光源机构输出的激光束在照射到光敏树脂槽侧壁内表面后，经过反射的激光束照射在成型零件承载平台上。

所述多光源机构采用球形结构，在水平方向上沿多光源机构的周向均布设置有多个激光源，多个激光源均独立输出照射用激光束，每个激光源均采用自动调焦式激光源。

每个所述激光源相对于多光源机构球心均具有径向移动自由度。

在所述多光源机构底部安装有电动回转台，多光源机构通过电动回转台具有回转自由度。

在所述多光源机构与电动回转台之间安装有电动升降台，多光源机构通过电动升降台具有升降自由度。

所述保护罩采用球面结构，保护罩包括静罩和动罩，动罩相对于静罩采用翻转开合方式，静罩和动罩均采用棕色透明材料制造。

本发明的有益效果：

本发明的多光源多自由度可变式平台液体3D打印机，采用多光源输出照射用激光束，大幅度提高照射效率，进而提高成型零件的加工效率；用于承载成型零件的平台不仅具备升降移动自由度，还具有水平移动自由度，通过平台的水平移动可有效扩大成型零件的加工尺寸。

附图说明

图1为本发明的一种多光源多自由度可变式平台液体3D打印机的结构示意图；

图中，1—底座，2—光敏树脂槽，3—多光源机构，4—成型零件承载平台，5—平台升降导向丝杠，6—电动升降基座，7—电动伸缩杆，8—电磁吸头，9—保护罩。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，一种多光源多自由度可变式平台液体3D打印机，包括底座1、光敏树脂槽2、多光源机构3、成型零件承载平台4、平台升降导向丝杠5、电动升降基座6、电动伸缩杆7、电磁吸头8及保护罩9；所述光敏树脂槽2设置在底座1上表面中部，多光源机构3位于光敏树脂槽2内部；所述平台升降导向丝杠5竖直设置在光敏树脂槽2侧方的底座1上，电动升降基座6安装在平台升降导向丝杠5上，电动升降基座6在平台升降导向丝杠5上具有竖向移动自由度；所述电动伸缩杆7水平设置，电动伸缩杆7一端固连在电动升降基座6上，电磁吸头8固装在电动伸缩杆7另一端；所述成型零件承载平台4水平吸附吊装在电磁吸头8上，成型零件承载平台4位于光敏树脂槽2正上方；所述保护罩9安装在底座1上，所述光敏树脂槽2、多光源机构3、成型零件承载平台4、平台升降导向丝杠5、电动升降基座6、电动伸缩杆7及电磁吸头8均位于保护罩9内。

所述光敏树脂槽2的侧壁内表面采用弧面结构，多光源机构3输出的激光束在照射到光敏树脂槽2侧壁内表面后，经过反射的激光束照射在成型零件承载平台4上。

所述多光源机构3采用球形结构，在水平方向上沿多光源机构3的周向均布设置有八个激光源，八个激光源均独立输出照射用激光束，每个激光源均采用自动调焦式激光源。

每个所述激光源相对于多光源机构3球心均具有径向移动自由度。

在所述多光源机构3底部安装有电动回转台，多光源机构3通过电动回转台具有回转自由度。

在所述多光源机构3与电动回转台之间安装有电动升降台，多光源机构3通过电动升降台具有升降自由度。

所述保护罩9采用球面结构，保护罩9包括静罩和动罩，动罩相对于静罩采用翻转开合方式，静罩和动罩均采用棕色透明材料制造，用以避免光敏树脂在阳光照射下变质。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

首先将保护罩9开启，再将电动升降基座6升至平台升降导向丝杠5顶部，同步带动电动伸缩杆7、电磁吸头8及成型零件承载平台4升起，然后将液态的光敏树脂倒入光敏树脂槽2中，直到光敏树脂槽2中充满光敏树脂，此时多光源机构3上的八个激光源全部浸在光敏树脂内，保证激光束完全在光敏树脂内反射。

当光敏树脂填充完成后，控制升起状态的电动升降基座6下落，直到成型零件承载平台4下表面完全落在光敏树脂槽2上，此时光敏树脂液面直接与成型零件承载平台4下表面接触。

将开启的保护罩9关闭，然后启动打印程序，此时多光源机构3启动，由激光源输出照射用激光束，激光束首先射向光敏树脂槽2的侧壁内表面，经反射后照射在成型零件承载平台4下表面，在反射的激光束照射作用下，位于成型零件承载平台4下表面的光敏树脂首先固化，直到结束第一层打印。

当第一层打印结束后，多光源机构3关闭，电动升降基座6向上升起一个设定层高，进而使成型零件承载平台4同步升起一个设定层高，之后重新启动多光源机构3，直至完成第二层打印。

依次类推，直至完成全部层的打印工作，此时打印好的成型零件以倒置方式固定在成型零件承载平台4下表面，然后打开保护罩9，就可将打印好的成型零件从成型零件承载平台4下表面取下。

清理成型零件承载平台4下表面，为下一次打印做准备，之后向光敏树脂槽2中补充光敏树脂，使光敏树脂重新充满光敏树脂槽2，接下来就可以开始执行下一次打印工作了。

在零件打印过程中，可以通过调整电动伸缩杆7的伸长量，进而调整成型零件承载平台4的水平位置，用以扩大成型零件的加工尺寸。另外，在零件打印过程中，多光源机构3上的多个激光源可以协同工作，同时可以进行三自由度调整，即可满足多元加工，又可满足多角度加工，将传统的点照射变为近似的线照射，从而大幅度提高了加工效率。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。