[實用新型]一種光固化快速成型的液位檢測裝置

有效

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• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN204020010U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設計）人: 萬欣;劉震;馬勁松
• 申請（專利權）人: 上海聯泰三維科技有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 曹文銜

技術領域

本實用新型涉及一種光固化快速成型領域，尤其涉及一種光固化快速成型的液位檢測裝置。

背景技術

光固化快速成型(Stereolithography)，俗稱SLA，光固化快速成型的原理是利用液態(tài)光敏樹脂在紫外激光的照射下吸收光能，然后發(fā)生光聚合反應而成型零件。激光在計算機的控制下逐層掃描樹脂使其固化成型，其基本過程如下：首先，將樹脂槽中可上下移動的工作平臺移動到樹脂液面下，激光在工作平臺上面掃描固化出第一層；接著，工作平臺下降一層(一個預設位移量)，控制平衡塊使樹脂的液位保持不變，涂層工藝使得剛固化的一層上鋪涂上一薄層樹脂；激光在上面掃描固化出第二層，并與上一層粘結在一起，如此依次固化出模型的各個截面，直至制作出整個產品模型。

光固化快速成型機時工作時，樹脂槽液位始終保持恒定，液位恒定的作用有二：其一是保證激光到液面的距離不變，始終處于焦平面上，其二是保證每一層鋪涂的樹脂層厚一致。在工作時液位會產生變化，引起液位變化的原因有很多，主要有樹脂的熱脹冷縮、蒸發(fā)，樹脂固化的體積收縮，工作平臺升降引起樹脂槽容積的變化等。由于光固化成型機加工時的分層厚度一般是0.01mm～0.5mm，甚至更小，故保證精確的層厚，是提高制作精度的重要手段；而為了保證層厚精度，首先要保證液位位置的恒定，液位位置的恒定是靠傳感器檢測進而通過平衡塊進行調節(jié)。現有技術中所使用傳感器是非均勻、非線性的，其會造成采樣頻率低，測試系統存在小幅的滯后，不能實現液位的實時檢測，進而影響液位檢測精度的問題。此外現有技術中的傳感器對不同樹脂也會有不同的效果，例如對透明狀的光敏樹脂，由于散射光強度很弱，無法測得液位信號。綜合以上，無論從檢測精度還是對不同樹脂的適應性來看，現有技術都存在一些不足之處，這會影響產品的加工質量。所以如何提高液位的測量精度，提高產品質量成為本領域亟待解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于提供一種光固化快速成型的液位檢測裝置，可以提高樹脂液位的檢測精度，提高產品質量，以克服現有技術的上述缺陷。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：一種光固化快速成型的液位檢測裝置，包括樹脂槽，所述樹脂槽中設有樹脂，所述樹脂槽中設有可升降的工作平臺，還包括集成傳感器和控制器，所述集成傳感器中設有激光發(fā)射器、入射會聚透鏡、反射會聚透鏡和CMOS接收器，所述激光發(fā)射器在入射會聚透鏡上方，CMOS接收器在反射會聚透鏡上方，激光發(fā)射器射出的激光通過入射會聚透鏡射在樹脂槽中的樹脂液面上，然后通過反射會聚透鏡反射到CMOS接收器上，所述CMOS接收器與控制器相連接；所述樹脂槽上架設有固定架，所述固定架上安裝有第一升降裝置和第二升降裝置，第一升降裝置與工作平臺相連接，第二升降裝置與一平衡塊相連接，所述平衡塊可進入樹脂中，所述控制器控制第一升降裝置和第二升降裝置帶動工作平臺和平衡塊上下運動。

優(yōu)選地，所述工作平臺上均勻設有多個通孔。

優(yōu)選地，所述第一升降裝置和第二升降裝置結構相同，均包括電機、導軌、滑塊和絲杠，所述電機和導軌安裝在固定架上，絲杠與電機連接，所述滑塊在絲杠上并且與導軌滑動配合，所述第一升降裝置上的滑塊與工作平臺相連接，所述第二升降裝置上的滑塊與平衡塊相連接，所述控制器控制電機工作。

優(yōu)選地，所述激光發(fā)射器為半導體激光發(fā)射器。

優(yōu)選地，所述反射會聚透鏡和CMOS接收器之間設有濾光片。

如上所述，本實用新型一種光固化快速成型的液位檢測裝置，具有以下有益效果：

(1)本實用新型提高了光固化快速成型中液位檢測精度，且提高了液位檢測的響應速度，進而保證了液面的恒定；另外，本實用新型保證了在光固化快速成型工藝過程中的每層的精度，能實現更小層厚的固化成型，最終能夠提高固化成型產品的表面質量和表面精度。

(2)本實用新型對透明樹脂和非透明樹脂等多種材料的液位能實現高精度液位檢測，滿足了能夠使用多種不同材料固化成型的需求。

(3)本實用新型還具有非常好的再現性，其精度能達到0.005μm級別，同時本實用新型的高線性能達到±0.02％，反應速度能達到392kHz。

附圖說明

圖1為本實用新型正視圖。

圖2為本實用新型結構圖。

圖3為本實用新型中集成傳感器結構示意圖。

圖4為本實用新型的原理圖。

圖5為本實用新型的控制原理圖。

圖6為本實用新型采用激光斜射式的光路圖。