[實用新型]用于光固化3D打印機的光路組件、樹脂池和3D打印機

有效

• 申請號: 201720248049.8
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN206589338U
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 許蓓蓓;李厚民;朱凱強;王翊坤;葉山頂
• 申請（專利權）人: 北京金達雷科技有限公司
• 主分類號: B29C64/135
• 分類號: B29C64/135;B29C64/268;B29C64/255;B33Y30/00
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙)11447
• 代理人: 陳慶超,桑傳標

技術領域

本公開涉及3D打印領域，具體地，涉及一種用于光固化3D打印機的光路組件、樹脂池和3D打印機。

背景技術

SLA(Stereo Lithography Apparatus，立體光固化成型裝置)的基本原理是：通過數據傳輸設備，將3D(three dimensional)打印對象的橫截面圖案一層一層地傳輸到顯示屏上，顯示屏上方有液態光敏樹脂，然后用一定波長光照射顯示屏，使得顯示屏上方的液體樹脂按照圖案一層一層的固化，最終形成指定的3D打印對象。

如圖1所示，為SLA領域內的常見的一種光路系統，其主要包括光源1、透鏡2、菲涅爾透鏡3和顯示屏4。其中，透鏡2和菲涅爾透鏡3是用于提升3D打印機光固化對比度的，使光源1發出的光線能夠均勻地、平行地、更多地照射到顯示屏4上。然而這種光路系統在實際使用過程中效果欠佳，照射到顯示屏4上的光線的均勻度較低，使得光固化對比度低，降低了光固化成型精度。具體地，光源1經過透鏡2作用后，光線的平行度得到了一定提升，但是仍然存在發散現象，光強分布不均勻(在顯示屏中間部分的光強較大，邊緣部分的光強較小)，從而導致照射到顯示屏4上的光線的均勻度較低。菲涅爾透鏡3只是用于提升光線的平行度，它并不會提升光線的均勻度。經過實驗測試，顯示屏的中心光強能比邊緣光強大一倍以上。光敏樹脂固化時需要一定強度的光照射一定時間，例如某種光敏樹脂在3D打印過程中固化一層時所需光強為2000lux，固化時間為10s。由于光線在顯示屏上分布不均勻(中間大，兩邊小)，假設顯示屏中心部分的光強為2000lux，邊緣部分的光強為1000lux，邊緣部分和中心部分之間的光強呈線性分布。于是顯示屏中心部分上方的液態樹脂受到光照射10s后將固化成型，而其他部分樹脂的狀態處于完全固化和完全液態之間。樹脂在不同狀態的密度是不一致的，因此降低了光固化成型精度。

從圖1可知，為了獲得一定區域的有效光照面積，光源1和透鏡2與顯示屏4之間必須滿足一定的距離。倘若光源1和透鏡2同步上移一段距離，光源1發出的光線照射在顯示屏4上的有效光照面積將減小，從而導致可打印的橫截面尺寸減小。而且透鏡2與顯示屏4之間的空間不得介入其他物質，否則會阻擋光路，從而影響光源利用率。因此為保證光源發出的光線能夠更均勻且更多地照射在顯示屏4上，光路系統占用3D打印機的垂直方向空間較多，增大了3D打印機的機身尺寸，從而增加了3D打印機制造成本。

實用新型內容

為克服現有技術中存在的問題，本公開提供一種用于光固化3D打印機的光路組件、樹脂池和3D打印機。

根據本公開的第一方面，提供一種用于光固化3D打印機的光路組件，包括用于發射光線的發光件，罩設于所述發光件上的準直鏡罩，以將所述發光件發出的光線通過所述準直鏡罩作用后全部平行地射向所述光固化3D打印機的顯示屏。

可選地，所述準直鏡罩包括反射鏡體，覆蓋于該反射鏡體上端的透射鏡體，所述發光件發出的光線經過所述反射鏡體的反射后平行射出，所述發光件發出的光線經過所述透射鏡體的透射后平行射向所述顯示屏。

可選地，所述反射鏡體大體上形成為母線呈拋物線的回轉體結構，該回轉體結構的下端面形成有籠罩槽，所述發光件容納于所述籠罩槽內且位于所述拋物線的焦點上。

可選地，所述反射鏡體形成為反光碗，且所述發光件設置在所述反光碗的焦點上。

可選地，所述透射鏡體形成為非球面透鏡。

可選地，所述光路組件還包括用于承托所述發光件的第一基板，以及用于承托所述準直鏡罩的第二基板，所述第二基板貼合并固定到所述第一基板上，所述發光件包括間隔設置于所述第一基板上的多個，且相鄰的所述發光件之間的距離相等，所述準直鏡罩包括間隔設置于所述第二基板上的多個，且每個所述準直鏡罩一一對應地罩設于所述發光件上。

可選地，所述第二基板大體上形成為矩形板，所述多個準直鏡罩構成有沿所述矩形板的長度方向等間隔設置的多排第一準直鏡罩組，以及沿所述矩形板的寬度方向等間隔設置的多排第二準直鏡罩組，且相鄰的所述第一準直鏡罩組之間的距離和相鄰的所述第二準直鏡罩組之間的距離相等。

可選地，所述光路組件還包括用于冷卻所述發光件的冷卻結構。

可選地，所述冷卻結構為固定到所述第一基板上的散熱板。

可選地，所述冷卻結構形成為固定安裝到所述第一基板上的冷卻基板，以使得所述第一基板和所述冷卻基板之間形成用于冷卻介質流過的冷卻流道。