[實用新型]基于全反射原理提高成型效果的光固化成型設備

有效

• 申請號: 201820499205.2
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN208035374U
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 鄧旭秋;楊峰
• 申請（專利權）人: 常州輕工職業技術學院
• 主分類號: B29C64/129
• 分類號: B29C64/129;B29C64/264;B29C64/20;B33Y30/00
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 鄭云

本實用新型涉及光固化成型技術領域，尤其是一種基于全反射原理提高成型效果的光固化成型設備，用于在液態光固化劑中逐層固化出三維產品，該成型設備包括：液槽；透光玻璃，液槽的槽底開設有用于光線引入的通道，透光玻璃封堵在通道內；升降機構；以及UV光機系統，該UV光機系統輸出的入射光被設置成當依次穿過透光玻璃及液槽內液態光固化劑的入射光到達液態光固化劑的液面時，入射光在液態光固化劑的液面處產生全反射，本實用新型采用向液槽內投射傾斜的紫外線入射光，利用在光固化劑液上表面處的全反射，從而避免與待成型三維產品上已固化部分上殘留的光固化劑相互作用，使UV光的作用范圍控制在一定空間內，提高對固化過程的控制效果。

技術領域

本實用新型涉及光固化成型技術領域，尤其是一種基于全反射原理提高成型效果的光固化成型設備。

背景技術

數字光處理(DLP)主要是通過UV(紫外線)光來逐層固化光敏聚合物液體，從而創建出3D打印對象，具體為：成像系統置于液槽下方，其成像面正好位于液槽底部，通過能量及圖形控制，每次可固化一定厚度及形狀的薄層樹脂(該層樹脂與前面切分所得的截面外形完全相同)。液槽上方設置一個提拉機構，每次截面曝光完成后向上提拉一定高度(該高度與分層厚度一致)，使得當前固化完成的固態樹脂與液槽底面分離并粘接在提拉板或上一次成型的樹脂層上，這樣，通過逐層曝光并提升來生成三維實體；

在光固化成型設備的發展之初，UV光為從上至下垂直照射在光敏聚合物液體上，由于該種從上至下照射的方式容易導致光敏聚合物液體的浪費，因此，目前常采用UV光從下至上垂直照射在光敏聚合物液體上，現有的光固化成型設備的示意圖如圖1所示，其主要包括一個可以容納液態光固化劑的液槽、位于液體下方的紫外光源及位于液槽上方的升降機構，紫外光源的成像面正好位于液槽底部；

此種光固化成型設備的缺陷在于：當UV入射光沿垂直方向通過作用點后，仍有部分剩余光線透過液態光固化劑，再者，由于升降機構將當前已固化的三維產品的部位提升至脫離液槽后，三維產品已固化的部位上必然會粘附殘留的液態光固化劑，如透過液態光固化劑的剩余光線照射到殘留的液態光固化劑上，會在三維產品已固化的部位上固化出額外的滴狀物，容易影響成型精度。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：為了解決現有技術中的光固化成型設備中采用將UV光垂直投射至液態光固化劑上，從而存在部分透過液態光固化劑的剩余光線照射到已固化的部位上所殘留的液態光固化劑上，導致在三維產品已固化的部位上固化出額外的滴狀物，容易影響成型精度的問題，現提供一種基于全反射原理提高成型效果的光固化成型設備，該光固化成型設備利用折射率變化控制光線通過距離，從而避免有剩余UV光透過液態光固化劑。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于全反射原理提高成型效果的光固化成型設備，用于在液態光固化劑中逐層固化出三維產品，該成型設備包括：

液槽，用于容納液態光固化劑；

透光玻璃，所述液槽的槽底開設有用于光線引入的通道，所述透光玻璃封堵在通道內；

升降平臺，用于固定液槽內當前固化完成的三維產品，所述升降平臺位于液槽的上方；

升降機構，用于驅動升降平臺上升或下降；

以及UV光機系統，用于投射出紫外線入射光，所述UV光機系統設置在透光玻璃的下方，該UV光機系統輸出的入射光被設置成當依次穿過透光玻璃及液槽內液態光固化劑的入射光到達液態光固化劑的液面時，入射光在液態光固化劑的液面上表面處產生全反射。

本方案中采用將UV(紫外線)光源投射液槽的入射光傾斜設置，即UV光機系統所輸出的到達液態光固化劑中的入射光從液態光固化劑射入到空氣中時，液態光固化劑中入射光的入射角≥臨界角，其中，液態光固化劑相對空氣屬于光密介質，使其在液態光固化劑的液面上表面處發生全反射，從而避免對待成型的三維產品上已固化的部位產生影響。