具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

本具体实施方式提供了一种磁场方向连续可调的复合材料光固化成型3D打印机，如图1所示，复合材料光固化成型3D打印机包括支撑架1，支撑架1上设有沿竖直方向同轴设置的投影光源2、打印托板3、树脂槽4，3D打印机还包括磁场方向调节结构5，磁场方向调节结构5上设有永磁体组件6。

其中，如图1所示，磁场方向调节结构5包括套设在树脂槽4外周的中空旋转台7，且中空旋转台7连接有驱动结构8，驱动结构8用于使中空旋转台7转动，带动永磁体组件6转动以调节树脂槽4内复合材料的3D打印磁场方向。

在本发明的一个实施例中，3D打印机还包括限位结构9，限位结构9设置在支撑架1上且位于磁场方向调节结构5一侧。限位结构9用于3D打印磁场方向调整后对中空旋转台7限位，以避免在打印固化层时，中空旋转台7限位转动而影响固化层的磁场方向。

本发明通过对复合材料光固化成型3D打印机进行设计，在3D打印过程中，通过磁场方向调节结构5实现永磁体组件6对树脂槽4内复合材料的3D打印磁场方向的调整，对打印的各层固化层的纤维排布方向进行调整，以实现打印的零件的机械性能的提升。

以下通过具体的示例对上述复合材料光固化成型3D打印机的支撑架1、投影光源2、磁场方向调节结构、永磁体组件6、驱动结构8、限位结构9等部件分别进行描述。

其中，上述支撑架1为3D打印机的支撑框架，如图1所示，支撑框架的下部板上安装固定有投影光源2，支撑框架的上部板的侧面固定有升降机构10，打印托板3安装在10上。如图2所示，支撑框架的上部板中央开设有孔，孔内固定有支撑架中心空心圆柱体31，树脂槽4设置在支撑架中心空心圆柱体31内。

其中，如图2所示，磁场方向调节结构5的驱动结构8包括步进电机21、联轴器22、标准直齿轮机构(附图未画出)、交叉滚子轴承214、磁铁支撑架29。具体的，步进电机21通过Z形板及螺栓固定在支撑架1上部，步进电机21通过联轴器22连接传动轴23，传动轴23上装配有轴承透盖24、一对深沟球轴承25a/25b、套筒26、小齿轮27、轴承端盖28，小齿轮27与大齿轮217相啮合，大齿轮217通过第一内六角圆柱头螺钉216与交叉滚子轴承214的内圈连接，交叉滚子轴承214的外圈通过第二内六角圆柱头螺钉213与磁铁支撑架29连接，磁铁支撑架29上固定有磁铁座211a/211b，磁铁座211a内设置有第一永磁体210a，磁铁座211b内设置有第二永磁体210b,第一永磁体210a、第二永磁体210b、磁铁座211a/211b、磁铁支撑架29形成永磁体组件。优选的，为了防止交叉滚子轴承214、标准直齿轮机构、小齿轮27、大齿轮217外露于空气中，通过外附上壳215与下壳218对其进行密封。

优选的，为了方便实现对永磁体组件6的磁场方向进行调整，在树脂槽4的外周壁，或在支撑架1上以树脂槽4为中心刻有角度盘。

在此需要说明的是，上述结构仅为驱动结构8的其中一种优选结构，也可以采取其他现有的能够实现中空旋转台7转动的驱动结构均在本申请的保护范围之内。

其中，上述限位结构包括限位气缸，限位气缸的输出轴上连接有V形块，且中空旋转台7的外周边缘均匀开设有多个与V形块啮合的V形槽11。在中空旋转台7将永磁体组件6旋转到一定的角度时，限位气缸工作，带动V形块伸出并与V形槽11啮合，对中空旋转台7进行限位，避免打印固化层时其在外力作用下转动；当固化层打印完成，限位气缸带动V形块缩回与V形槽11分离，解除对中空旋转台7的限位作用，即可进行固化层打印磁场方向的调整。

其中，如图1所示，上述投影光源2固定在支撑架1上且位于树脂槽4的正下方，且投影光源5为紫外光源，波长为405nm，光源精度5μm，图像畸变率＜0.8％，光源最大投影面积为131.2mm*82mm，投影光源采用DLP投影仪。

优选的，如图1所示，投影光源2经T形板12及弹簧螺栓(附图未显示)固定在支撑架1上，弹簧螺栓能够实现对投影光源2的微调平，确保投影光源2、树脂槽4、打印托板3三者同轴(即上述三者的中心线位于同一垂直线上)。

其中，如图1所示，上述升降机构10包括丝杆进步电机13、滑动导轨14、工作台15，打印托板3经L形板16固定在工作台15上，且打印托板3位于树脂槽4的正上方，具体的，打印托板3、L形板16、工作台15之间分别经螺栓连接固定。升降机构10用于将树脂槽4内的打印的固化层经打印托板3从树脂槽4内提拉取出。

在本具体实施方式的一个实施例中，在上述树脂槽4的内壁涂覆有离型膜，离型膜能够减小固化零件从树脂槽4剥离时的分离力。

本具体实施方式提供的磁场方向连续可调的复合材料光固化成型3D打印机的原理及过程是：

首先，零件打印之前，先对支撑架1、投影光源2进行调平，以确保投影光源2中心、树脂槽4中心及打印托板3中心位于同一垂直线上；

其次，零件打印时，打开投影光源2，将通过切片软件得到的二维图像投影至树脂槽4底部；在树脂槽4中加入树脂，通过中空旋转台7调节永磁体组件6的方向，当永磁体组件6转动到设定位置后，利用限位结构9实现对磁场方向的限位；

然后，光源投影一定时间后关闭光源，通过升降机构10将打印的固化层用打印托板3进行提拉，树脂槽4内涂覆的离型膜可有效减小固化层从树脂槽4剥离时的难度；

接着，通过升降机构10下降至与树脂槽4之间一个固化层层厚的距离，再次调整永磁体组件6的磁场方向后打开投影光源2进行下一层固化层的打印；

最后，不断重复上述操作，直至零件打印完成即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。