一种多功能光固化3d打印设备及其打印方法

文档序号:607407 发布日期:2021-05-07 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 一种多功能光固化3d打印设备及其打印方法 (Multifunctional photocuring 3D printing equipment and printing method thereof ) 是由 阮兆辉 周梅 丁锐杰 陈缔 褚祥诚 于 2020-12-18 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种多功能光固化3D打印设备,包括光学引擎、反光片、箱体、倒置式光固化模块和正置式光固化模块,所述光学引擎、倒置式光固化模块和正置式光固化模块均设置于所述箱体内,所述反光镜可调节地设置于所述箱体内,所述倒置式光固化模块设置于所述箱体上部,所述正置式光固化模块设置于所述箱体下部,所述光学引擎和所述反光片设置于所述正置式光固化模块和所述倒置式光固化模块之间,上述方案中,在光固化3D打印设备中同时加入倒置式光固化模块和正置式光固化模块,可以根据实际需要充分利用两种不同打印方式的优点,在一台机上根据模型需要实现最优的打印方案,这样大大提升了设备的使用价值和功能性,实现3D打印机的多功能化。(The invention provides multifunctional photocuring 3D printing equipment which comprises an optical engine, a reflector, a box body, an inverted photocuring module and an upright photocuring module, wherein the optical engine, the inverted photocuring module and the upright photocuring module are all arranged in the box body, a reflector is adjustably arranged in the box body, the inverted photocuring module is arranged at the upper part of the box body, the upright photocuring module is arranged at the lower part of the box body, the optical engine and the reflector are arranged between the upright photocuring module and the inverted photocuring module, in the scheme, the inverted photocuring module and the upright photocuring module are simultaneously added into the photocuring 3D printing equipment, the advantages of two different printing modes can be fully utilized according to actual needs, and the optimal printing scheme is realized on one machine according to model needs, the use value and the functionality of equipment have been promoted like this greatly, realize the multi-functionalization of 3D printer.)

一种多功能光固化3D打印设备及其打印方法

技术领域

本发明涉及3D打印的技术领域,具体而言,涉及一种多功能光固化3D打印设备及其打印方法。

背景技术

随着经济的不断发展,3D打印技术也正处与蓬勃发展是时期。同时,3D打印机技术在社会中发挥着越来越重要的角色。光固化3D打印机在工作时,以逐层固化、层层堆叠的方式完成模型的打印成型。目前的光固化3D打印机根据模型与成型平台位置的不同分为倒置式和正置式两种,两种打印方式各有优势:倒置式打印的模型更容易清理,用料更加节省;正置式光源直接照射到浆料上,光源通过的路径介质少,可以有效地减少散射,提高打印精度。目前的光固化3D打印机,或是正置式,或是倒置式,功能较为单一。

发明内容

基于此,为了解决光固化3D打印机功能单一的问题,本发明提供了一种多功能光固化3D打印设备,其具体技术方案如下:

一种多功能光固化3D打印设备,包括光学引擎、反光片、箱体、倒置式光固化模块和正置式光固化模块,所述光学引擎、倒置式光固化模块和正置式光固化模块均设置于所述箱体内,所述反光镜可调节地设置于所述箱体内,所述倒置式光固化模块设置于所述箱体上部,所述正置式光固化模块设置于所述箱体下部,所述光学引擎和所述反光片设置于所述正置式光固化模块和所述倒置式光固化模块之间。

上述方案中,在光固化3D打印设备中同时加入倒置式光固化模块和正置式光固化模块,可以根据实际需要充分利用两种不同打印方式的优点,在一台机上根据模型需要实现最优的打印方案,这样大大提升了设备的使用价值和功能性,实现3D打印机的多功能化。

进一步地,所述倒置式光固化模块包括第一成型平台、料盒、第一刮刀、提升单元、第一刮刀传动单元,所述箱体上部设有第一安装架,所述提升单元固定于所述第一安装架,所述第一成型平台与所述提升单元活动连接,所述第一刮刀传动单元固定于所述第一安装架,所述第一刮刀设置于所述第一刮刀传动单元,所述料盒固定于所述第一安装板上端。

进一步地,所述正置式光固化模块包括第二成型平台、料缸、第二刮刀、下降单元和第二刮刀传动单元,所述箱体下部设有第二安装架,所述下降单元固定于所述第二安装架,所述第二成型平台与所述下降单元活动连接,所述所述第二刮刀传动单元固定于所述第二安装架,所述第二刮刀设置于所述第二刮刀传动单元,所述料缸固定于所述第二安装板下端。

进一步地,所述提升单元包括提升丝杆和第一驱动电机,所述提升丝杆固定于所述第一安装架,所述第一成型平台与所述提升丝杆活动连接,所述第一驱动电机与所述提升丝杆连接。

进一步地,所述第一刮刀传动单元包括第一丝杆安装架、第一刮刀驱动丝杆、第一刮刀驱动电机和第一刮刀安装座,所述第一丝杆安装架固定于所述第一安装架下端,所述第一刮刀驱动丝杆固定于所述第一丝杆安装架,所述第一刮刀安装座与所述第一刮刀驱动丝杆滑动连接,所述第一刮刀固定于所述第一刮刀安装座。

进一步地,所述下降单元包括下降丝杆和第二驱动电机,所述下降丝杆固定于所述第二安装架,所述第二成型平台与所述下降丝杆滑动连接,所述第二驱动电机与所述下降丝杆连接。

进一步地,所述第二刮刀传动单元包括第二丝杆安装架、第二刮刀驱动丝杆、第二刮刀驱动电机和第二刮刀安装座,所述第二丝杆安装架固定于所述第二安装架下端,所述第二刮刀驱动丝杆固定于所述第二丝杆安装架,所述第二刮刀安装座与所述第二刮刀驱动丝杆滑动连接,所述第二刮刀固定于所述第二刮刀安装座。

进一步地,所述光学引擎设有一个或者两个,所述反光片设有一个或者两个。

进一步地,所述料盒底部采用高透光材料制成。

本发明还提供了一种多功能光固化3D打印设备的打印方法,包括以下步骤:

倒置式打印时:通过提升单元驱动第一成型平台下降到料盒的正上方,第一成型平台与料盒的距离即为模型固化第一层的层厚,光学引擎将图像光源透射到反光片上,通过反光片将光源垂直地投射到料盒上,料盒内放置浆料,通过光源将浆料进行固化;

浆料被固化成型后粘接到第一成型平台上,随后提升单元驱动第一成型平台上升,再通过第一刮刀传动单元带动第一刮刀进行铺料,第一成型平台下降到料盒的正上方,继续进行下一层固化,重复此步骤,直至模型打印完成;

正置式打印时:光学引擎将图像光源透射到反光片上,通过反光片将光源垂直地投射到第二成型平台上,第二成型平台上面的浆料被光源固化完成后,固化模型粘接在第二成型平台上,光学引擎关闭;

下降机构带动第二成型平台下沉一个层厚的距离,通过第二刮刀传动单元带动第二刮刀进行铺料,铺料完成后,光学引擎打开,通过光源进行下一层固化,重复此步骤,直至模型打印完成。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制,而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中,相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明一实施例中的一种多功能光固化3D打印设备的结构示意图;

图2是本发明一实施例中的一种多功能光固化3D打印设备的倒置式光固化模块的结构示意图;

图3是本发明一实施例中的一种多功能光固化3D打印设备的正置式光固化模块结构示意图;

附图标记说明:1、光学引擎;2、反光片;3、箱体;4、第一成型平台;5、料盒;6、第一刮刀;7、提升单元;8、第一刮刀传动单元;

9、第二成型平台;10、料缸;11、第二刮刀;12、下降单元;13、第二刮刀传动单元;14、提升丝杆;15、第一驱动电机;16、第一丝杆安装架;17、第一刮刀驱动丝杆;18、第一刮刀驱动电机;19、第一刮刀安装座;20、下降丝杆;21、第二驱动电机;22、第二丝杆安装架;23、第二刮刀驱动丝杆;24、第二刮刀驱动电机;25、第二刮刀安装座;26、第一安装架;27、第二安装架。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合其实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序,仅仅是用于名称的区分。

如图1所示,本发明一实施例中的一种多功能光固化3D打印设备,包括光学引擎1、反光片2、箱体3、倒置式光固化模块和正置式光固化模块,所述光学引擎1、倒置式光固化模块和正置式光固化模块均设置于所述箱体3内,所述反光镜可调节地设置于所述箱体3内,所述倒置式光固化模块设置于所述箱体3上部,所述正置式光固化模块设置于所述箱体3下部,所述光学引擎1和所述反光片2设置于所述正置式光固化模块和所述倒置式光固化模块之间。

上述方案中,在光固化3D打印设备中同时加入倒置式光固化模块和正置式光固化模块,可以根据实际需要充分利用两种不同打印方式的优点,在一台机上根据模型需要实现最优的打印方案,这样大大提升了设备的使用价值和功能性,实现3D打印机的多功能化。

在其中一个实施例中,所述倒置式光固化模块包括第一成型平台4、料盒5、第一刮刀6、提升单元7和第一刮刀传动单元8,所述箱体3上部设有第一安装架26,所述提升单元7固定于所述第一安装架26,所述第一成型平台4与所述提升单元7活动连接,所述第一刮刀传动单元8固定于所述第一安装架26,所述第一刮刀6设置于所述第一刮刀传动单元8,所述料盒5固定于所述第一安装板上端。

在其中一个实施例中,所述正置式光固化模块包括第二成型平台9、料缸10、第二刮刀11、下降单元12和第二刮刀传动单元13,所述箱体3下部设有第二安装架27,所述下降单元12固定于所述第二安装架27,所述第二成型平台9与所述下降单元12活动连接,所述所述第二刮刀传动单元13固定于所述第二安装架27,所述第二刮刀11设置于所述第二刮刀传动单元13,所述料缸10固定于所述第二安装架27下端。

在其中一个实施例中,所述提升单元7包括提升丝杆14和第一驱动电机15,所述提升丝杆14固定于所述第一安装架26,所述第一成型平台4与所述提升丝杆14活动连接,所述第一驱动电机15与所述提升丝杆14连接。所述提升丝杆14能够带动所述第一成型平台4上升或下降,提升丝杆14选用高精度丝杆带动第一成型平台4,从而保证提升每一层打印厚度的准确性。

在其中一个实施例中,所述第一刮刀传动单元8包括第一丝杆安装架16、第一刮刀驱动丝杆17、第一刮刀驱动电机18和第一刮刀安装座19,所述第一丝杆安装架16固定于所述第一安装架26下端,所述第一刮刀驱动丝杆17固定于所述第一丝杆安装架16,所述第一刮刀安装座19与所述第一刮刀驱动丝杆17滑动连接,所述第一刮刀6固定于所述第一刮刀安装座26。通过第一刮刀驱动丝杆17带动第一刮刀6来回运动实现每层的均匀铺料。

在其中一个实施例中,所述下降单元12包括下降丝杆20和第二驱动电机21,所述下降丝杆20固定于所述第二安装架27,所述第二成型平台9与所述下降丝杆20滑动连接,所述第二驱动电机21与所述下降丝杆20连接。下降丝杆20选用高精度丝杆带动第二成型平台9,从而保证提升每一层厚度的准确性。

在其中一个实施例中,所述第二刮刀传动单元13包括第二丝杆安装架22、第二刮刀驱动丝杆23、第二刮刀驱动电机24和第二刮刀安装座25,所述第二丝杆安装架22固定于所述第二安装架27下端,所述第二刮刀驱动丝杆23固定于所述第二丝杆安装架22,所述第二刮刀安装座25与所述第二刮刀驱动丝杆12滑动连接,所述第二刮刀11固定于所述第二刮刀安装座25,通过第二刮刀驱动丝杆23带动第二刮刀11来回运动实现每层的均匀铺料。

在其中一个实施例中,所述光学引擎1设有一个或者两个,所述反光片2设有一个或者两个。倒置式光固化模块和正置式光固化模块的光学引擎1和反光片2可以共用一套或每种方式各配一套,所述反光片2的角度可自由调节,能够使光学引擎1的光源反射到倒置式光固化模块或者正置式光固化模块,以适应两种打印方式的光线导向。

在其中一个实施例中,所述料盒5底部采用高透光材料制成。光源可以透过料盒5底部固化浆料。

在其中一个实施例中,本发明还提供了一种多功能光固化3D打印设备的打印方法,包括以下步骤:

倒置式打印时:通过提升单元7驱动第一成型平台4下降到料盒5的正上方,第一成型平台4与料盒5的距离即为模型固化第一层的层厚,光学引擎1将图像光源透射到反光片2上,通过反光片2将光源垂直地投射到料盒5上,料盒5内放置浆料,通过光源将浆料进行固化;

浆料被固化成型后粘接到第一成型平台4上,随后提升单元7驱动第一成型平台4上升,再通过第一刮刀6传动单元带动第一刮刀6进行铺料,第一成型平台4下降到料盒5的正上方,继续进行下一层固化,重复此步骤,直至模型打印完成;

正置式打印时:光学引擎1将图像光源透射到反光片2上,通过反光片2将光源垂直地投射到第二成型平台9上,第二成型平台9上面的浆料被光源固化完成后,固化模型粘接在第二成型平台9上,光学引擎1关闭;

下降机构带动第二成型平台9下沉一个层厚的距离,通过第二刮刀11传动单元带动第二刮刀11进行铺料,铺料完成后,光学引擎1打开,通过光源进行下一层固化,重复此步骤,直至模型打印完成。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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