[實用新型]一種用于光固化快速成型的樹脂加熱系統

有效

• 申請號: 200720052760.2
• 申請日: 2007-06-14
• 公開（公告）號: CN201070836Y
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 李耀棠;李偉良;趙光華;馮洪安;劉玉鵬;張俊杰
• 申請（專利權）人: 中科院廣州電子技術有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B29C35/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一技術領域

本發明屬于快速原形制造技術領域，主要涉及光固化快速成型工藝過程中的光敏樹脂的加熱與溫度的恒溫控制。

二背景技術

快速原型制造技術又簡稱快速成形技術，其核心是基于數字化的新型成形技術，它可以自動、快速、直接、精確地將設計思想轉化為具有一定功能的原型或直接制造零件(工件)，能有效地縮短產品的研發周期，是提高產品質量、縮減產品成本的有力工具。光固化快速成型是以在特定波長的光輻射下能快速固化的光敏樹脂為材料，根據工件的CAD三維模型數據，通過計算機控制的激光光束掃描或可編程光掩模的投影使光敏樹脂表層固化而形成工件的一個堆積層。然后，承載工件的工作臺按工藝的要求沿垂直方向下移至一個堆積層的距離使已固化的光敏樹脂(成型工件堆疊層)表面重新涂覆上一層未固化樹脂，重復前述的光固化步驟使新固化樹脂的堆積層粘結在前一次固化的堆積層上，這一過程不斷重復直至整個工件制造完成為止，用這種方法可以快速制造出任意復雜形狀的設計原型。

顯然，在上述的光固化過程中，工件的制作是沿垂直方向下移至下一層完成逐層的堆積形成，維持樹脂加熱后的溫度恒溫控制十分重要，它直接影響成型工件在垂直方向的尺寸精度，偏差嚴重會導致整個工件報廢。

通常有兩種方法用于光固化快速成型工藝的光敏樹脂加熱。一種是熱空氣循環法，它是一種簡單可行的方法，其原理是在樹脂槽底部注入熱空氣，對光敏樹脂進行加熱。通過熱空氣的不斷循環進行加熱的方式受環境溫度的影響，且樹脂槽在開箱時，熱平衡將被打破。由此方式加熱出現的樹脂小分子溶劑蒸發導致激光器受到污染，影響到掃描鏡片的使用壽命，直接造成維護成本升高。另一種是加熱板直接加熱法，這種方法是利用加熱板直接帖在樹脂槽上對樹脂進行加熱，加熱過程中，溫度呈現梯度變化，造成加熱不均勻。并且在工件的制作過程中，隨著樹脂槽的下降，溫度升高，溫度的變化直接影響工件每一層的成型精度，造成工件的變形。

另外，上述的樹脂加熱方法帶來的樹脂加熱不均勻，以及樹脂小分子溶劑的蒸發對設備的污染，是現有的方法難以方便地實現樹脂均勻加熱和加熱溫度恒溫控制精度。

三發明內容

鑒于上述方法和技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種光固化快速成型工藝的樹脂加熱系統，其特征在于將樹脂槽設計為夾層結構，在夾層中注入導熱介質，導熱介質包圍住樹脂槽，通過恒溫控制裝置控制電加熱器，使光固化樹脂的工作溫度維持在某一設定值。

本發明包括：

1.光固化快速成型設備的樹脂槽由主槽和副槽組成，主槽開有溢流口，主槽用于盛裝成型工件的光固化樹脂，副槽設計為用于盛裝在工件成型過程中因維持主槽的樹脂液面高度而通過槽壁上的溢流口流出的多余樹脂。

2.主槽和副槽采用夾層結構，主槽的底部與副槽的表面形成夾層空間，副槽將主槽部分包圍。

3.在夾層空間內充注導熱介質，導熱介質是使用熱容和導熱系數較大的熱傳導油，使在樹脂槽不同部位的樹脂在加熱和光固化的過程中盡可能保持均勻的溫度。

4.用電加熱方式維持導熱油溫度在所設定的值，通過導熱油的循環從五個方向對光敏樹脂進行均勻的加熱，使光固化樹脂的工作溫度維持在某一設定值。

本發明采用向樹脂槽的主槽和副槽形成的夾層空間充注熱傳導油，對可作垂直運動的樹脂槽主槽的五個面進行加熱的方法，實現樹脂加熱和恒溫控制，它不但可以克服現有方法容易加熱不均勻的缺點，也可以克服現有方法對設備的污染。由于工件制作中，溫度的恒定，使得每下降一固化層時，成型的精度不受到溫度帶來的影響。提高了工件的成型精度，并降低了設備的維護成本。

四附圖說明

圖1是具有主槽、附槽、夾層、導熱介質、電加熱器結構的恒溫控制樹脂槽示意圖，其中：主槽1用于盛裝成型工件的光固化樹脂4，附槽2用于盛裝在工件成型過程中因維持主槽的樹脂液面高度而通過溢流口3流出的多余樹脂5，主槽1和附槽2采用夾層結構7，夾層結構7內充注導熱介質6，導熱介質6是使用熱容和導熱系數較大的熱傳導油，使在樹脂槽不同部位的樹脂在加熱和光固化的過程中盡可能保持均勻的溫度，通過恒溫控制裝置控制電加熱器8可使光固化樹脂的工作溫度維持在某一設定值。

五具體實施方式