[實用新型]紫外光固化3D打印機

有效

• 申請號: 201720844818.0
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN207172756U
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 李國樂
• 申請（專利權）人: 東莞市三維三打印科技有限公司
• 主分類號: B29C64/129
• 分類號: B29C64/129;B29C64/135;B29C64/286;B29C64/357;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 張艷美,金宏望

技術領域

本實用新型涉及一種增材制造領域，尤其涉及一種紫外光固化3D打印機。

背景技術

目前，國內外3D打印領域主要分為三大工藝。第一，FDM熔融沉積快速成型工藝；第二，激光燒結式金屬成型工藝；第三光固化快速成型工藝。而關于光固化成型技術主要分為兩種，一種是SLA光固化，一種是DLP光固化。DLP技術全稱叫“數字光投影”技術,是通過控制投影儀進而控制固化反應的進行，光源直接照射在平臺反應，每反應一層平臺上升一個層片的高度，再固化另一個層面,實現3D打印。SLA技術全稱叫“立體光固化成型”，基本原理是使用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點到線，由線到面順序凝固，完成一個層面的繪圖作業，然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度，再固化另一個層面，這樣層層疊加構成一個三維實體物件。

上述DLP技術最大優點是光源利用率高，固化能夠面成型，速度較快。其缺點是光機壽命短，成型面積小，由于投影儀的菲鏡作用光源在后菲鏡起了放大作用，導致像素分布不均勻，使四周像素低從而平臺四周光源會有變形，此變形與成型面積成正比關系，成型面積越大四周變形越大，因而四周的成型精度差。SLA技術最大優點是成型精度高，但是由于成型方式是由激光點成型相對面成型，因而成型速度很慢，成型效率低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種能夠大尺寸成型、成型速度快且精度高的紫外光固化3D打印機。

為了實現上述目的，本實用新型提供的紫外光固化3D打印機包括機架、打印平臺、升降裝置、光敏樹脂槽、LCD液晶顯示屏、紫外光源及控制系統，所述升降裝置設置于所述機架上，所述升降裝置連接所述打印平臺，以使所述打印平臺步進式地移動，所述光敏樹脂槽設置于所述打印平臺的下方，所述LCD液晶顯示屏設置于所述光敏樹脂槽的底部，所述紫外光源設置于所述LCD液晶顯示屏的下方；所述升降裝置、LCD液晶顯示屏及紫外光源分別與所述控制系統電連接；通過控制所述LCD液晶顯示屏的遮光面及透光面，以使位于所述打印平臺表面的光敏樹脂發生紫外光固化，實現3D打印。

與現有技術相比，由于本實用新型通過在所述光敏樹脂槽的底部設置LCD液晶顯示屏，利用LCD液晶顯示屏能通過電壓來改變液晶材料內部分子的排在列狀況，從而以達到遮光和透光的目的，因此，通過在電腦系統內將模型切片后，分成多個不同橫截面的固化片，從而可以根據每一個固化片的橫截面控制LCD液晶顯示屏形成與固化片的橫截面相同的透光面，使得紫外光線可以從該透光面向所述打印平臺表面照射紫外光線，進而達到對打印平臺表面附近的光敏樹脂固化的目的；由于所述LCD液晶顯示屏具有過濾與其本身的偏振光片不平行的光線的透光特性，因此，其透出的光線是平行光線，使得打印平臺的表面四周的光線均勻且不變形，從而使整體固化得更均勻，固化精度高，而且能夠成型大尺寸的模型；另外，由于所述LCD液晶顯示屏透出的是面光源，因此，其成型速度很快，成型效率高。

較佳地，所述LCD液晶顯示屏與所述紫外光源之間設有聚光罩。所述聚光罩可以使紫外光源發出的光線聚集于所述LCD液晶顯示屏的方向，以提高光敏樹脂的光固化效率。

較佳地，所述光敏樹脂槽的底部設有離型膜。

較佳地，所述升降裝置包括步進電機、滾珠絲杠及滑塊，所述步進電機的輸出端與所述滾珠絲杠連接，所述滑塊螺紋連接于所述滾珠絲杠，所述打印平臺固定于所述滑塊。

較佳地，所述紫外光固化3D打印機還包括散熱裝置，所述散熱裝置設置于所述紫外光源的下方。設置所述散熱裝置可以保證所述紫外光源在正常的溫度下工作，防止溫度過高燒壞所述紫外光源。

較佳地，所述光敏樹脂槽內設有第一液位檢測傳感器，所述第一液位檢測傳感器與所述控制系統電連接。設置所述第一液位檢測傳感器可以對所述光敏樹脂槽內的光敏樹脂量進行檢測，防止光敏樹脂量過多或過少。

較佳地，所述紫外光固化3D打印機還包括光敏樹脂回收系統，所述光敏樹脂回收系統包括儲存裝置、輸送裝置及回收裝置，所述輸送裝置的輸入端及輸出端分別與所述儲存裝置及所述光敏樹脂槽連通，所述回收裝置的輸入端及輸出端分別與所述光敏樹脂槽及所述儲存裝置連通。由于光敏樹脂材料曝光在日光下容易導致硬化，并且該材料具備一定的毒性，在不使用的狀態下需要對其進行封閉保存，因此，設置光敏樹脂回收系統既可以避免浪費材料，又保證使用的安全性。