[實用新型]一種應用于高粘度樹脂的面成型3D打印裝置

有效

• 申請號: 201520784724.X
• 申請日: 2015-10-10
• 公開（公告）號: CN205044182U
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 趙學進;張良;吳寶貴
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及一種應用于高粘度樹脂的面成型3D打印裝置。

背景技術

快速成型技術是集成了數字制造、先進材料、信息網絡等多種技術的新興制造方法，它采用材料累加成型的原理，根據零件的三維CAD模型，可直接制作出三維實體零件。

面曝光快速成型技術是近年來發展起來的一種新型快速成型技術，其原理為：零件的三維模型經過切片處理后，切片數據存儲為能生成零件截面形狀的圖像文件，圖像文件經投影裝置投射到液態樹脂表面，實現樹脂的固化。其優點是：成型速度快，成型效率高。該技術包括約束液面和自由液面兩種成型技術，其中約束液面能夠精確的控制液面的厚度，實現模型的準確制造。約束液面成型技術結構示意圖如圖1所示，其中1-1為托板、1-2為液態光敏樹脂、1-3為樹脂槽，1-4為DLP投影機。其工作原理為：計算機對三維模型進行切片處理，生成一系列包含零件截面形狀數據的圖形，DLP投影機將切片處理得到的圖形照射到托板及樹脂槽之間具有一定厚度的液態樹脂上，樹脂吸收光能量發生聚合反應，由液態變為固態。樹脂容器的底部采用透光性好的玻璃,并在其上涂覆防粘涂層，以易于固化樹脂與樹脂容器的分離。一層樹脂固化完成后，托板向上移動，實現己固化樹脂與容器底面的分離,移動的距離為加工的層厚，待液態樹脂均勻的填充在已固化樹脂與樹脂槽的縫隙后，繼續下一層樹脂的固化。以此循環，直至完成整個零件的加工。

由于高粘度的樹脂流動性較差，因此樹脂填充在托板或者已固化樹脂與樹脂槽之間的縫隙中需要很長時間或者樹脂不能靠自身的流動充滿該縫隙。導致零件制作時間的增加，或者導致零件的制作失敗。

實用新型內容

本實用新型為了解決上述問題，提出了一種應用于高粘度樹脂的面成型3D打印裝置，本實用新型具有可實現高粘度樹脂快速完成涂覆的優點。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種應用于高粘度樹脂的面成型3D打印裝置，包括控制器、投影組件和液壓組件，其中，液壓組件設置于投影組件下方，控制器連接投影組件和液壓組件，所述投影組件包括DLP投影機、透鏡和反射鏡，透鏡固定于DLP投影機和反射鏡之間，透鏡將DLP投影機的光線匯聚下反射鏡表面，反射鏡將光線發射到液壓組件上；

所述液壓組件，包括成型缸、升降滑臺、溢流閥、供料缸和電磁換向閥。其中，成型缸設置于反射鏡下方成型缸上端的溢流口處設置有溢流口開關，成型缸底端推桿連接升降滑臺，使與推桿連接的托板在成型缸內滑動，成型缸下端開口處通過溢流閥、電磁換向閥連接供料缸。

所述反射鏡與水平面夾角為45度。

所述供料缸連接供料缸滑臺，供料缸滑臺帶動供料缸活塞桿的伸縮，實現供料缸的進料和供料。

所述供料缸的末端設有溢流口，溢流口經過電磁換向閥通過管道連接容器。

所述成型缸的溢流口經過溢流口開關通過管道連接容器。

所述成型缸包括缸體、上端蓋、托板、推桿、下端蓋和透光玻璃，其中，缸體內設置有托板，托板連接推桿，推桿推動托板在缸體內活動，缸體上端設有上端蓋，且上端蓋與缸體連接處設有透光玻璃，缸體上端一側設有溢流口，缸體下端固定下端蓋，下端蓋上設有開口，所述缸體、上端蓋、下端蓋及透光玻璃之間均設有密封墊，保持成型缸密閉。

所述溢流口處設有壓力表，且壓力表設置在溢流口開關前端。

一種基于上述裝置的3D打印方法，包括以下步驟：

(1)控制器對所需加工的零件模型進行切片處理，得到零件截面圖形，升降滑臺帶動托板在成型缸內部向下移動，使托板與透光玻璃之間產生一定厚度的縫隙；

(2)電磁換向閥換向，使供料缸與容器連通，供料缸滑臺帶動供料缸活塞桿移動，將液態樹脂從容器吸入到供料缸；

(3)電磁換向閥換向，使供料缸與成型缸連通，供料缸滑臺帶動活塞桿移動，使液態樹脂充滿板與透光玻璃之間的縫隙，待溢流口有樹脂流出，說明成型缸內部已充滿樹脂，關閉溢流口開關；

(4)控制器控制DLP投影機顯示得到的零件截面圖形，投影機的光線經過凸透鏡聚焦匯聚在反射鏡表面，光線經反射鏡反射，透過透光玻璃，照射到托板表面的樹脂層，形成一層固化層；

(5)升降滑臺帶動托板及固化層向下移動一個層厚的距離，供料缸將液態樹脂注入成型缸，使已固化層與透光玻璃之間充滿新一層樹脂；

(6)控制DLP投影機投射下一層截面圖形，投影光線透過透光玻璃照射到樹脂表面，形成新的固化層，并與已固化層相連接；

(7)重復步驟(4)-(6)，直到整個零件制作完成。