[實(shí)用新型]一種組合矩陣光學(xué)透鏡的投影裝置及3D打印機(jī)

有效

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• 申請日: 2022-03-23
• 公開（公告）號: CN217098924U
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃建育;楊燕
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳安輪光學(xué)有限公司
• 主分類號: B29C64/135
• 分類號: B29C64/135;B29C64/268;B33Y30/00
• 代理公司: 北京首捷專利代理有限公司 11873
• 代理人: 梁婧宇

本實(shí)用新型提供一種組合矩陣光學(xué)透鏡的投影裝置及3D打印機(jī)，LED陣列包括多行多列的點(diǎn)光源；組合矩陣光學(xué)透鏡包括：第一矩陣光學(xué)透鏡和第二矩陣光學(xué)透鏡，第一矩陣光學(xué)透鏡由與點(diǎn)光源相同排列方式且相同數(shù)量的第一透鏡構(gòu)成，第二矩陣光學(xué)透鏡由與點(diǎn)光源相同排列方式且相同數(shù)量的第二透鏡構(gòu)成，點(diǎn)光源的位置與對應(yīng)的第一透鏡、對應(yīng)的第二透鏡的焦點(diǎn)重合；點(diǎn)光源發(fā)出的385～405nm紫外光依次經(jīng)過對應(yīng)的第一透鏡和對應(yīng)的第二透鏡向LCD液晶顯示屏投射。該投影裝置采用組合矩陣光學(xué)透鏡，提高了整體光斑的均勻性，使得385～405nm的LED光能折射后，變成角度更小的精準(zhǔn)平行光，助于3D打印機(jī)提升打印成功率和效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及UV光固化3D打印機(jī)及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種組合矩陣光學(xué)透鏡的投影裝置及3D打印機(jī)。

背景技術(shù)

目前，光固化3D打印機(jī)有如下三類，SLA、DLP、LCD等技術(shù)成型機(jī)。SLA技術(shù)中應(yīng)用的辦法是用激光照射光敏樹脂。該方法采用激光器G碼，由點(diǎn)到線逐個掃描每個模型層的激光器，然后用激光器照射感光樹脂快速激光器。DLP技術(shù)應(yīng)用的光源來源于投影儀。投影儀將模型部分作為平面圖像照射到樹脂溶液中凝固。利用這種方法，一次形成表面，打印時間只取決于待打印物的高度。LCD技術(shù)光固化3D打印機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是精度高，設(shè)備價格便宜。而UV光固化在3D打印中有著重要的應(yīng)用，其主要是采用紫外光在液態(tài)光敏樹脂表面進(jìn)行掃描，每次生成一定厚度的薄層，從底部逐層生成物體，通過聚合物由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變來完成UV光固化的3D打印。

而現(xiàn)在，LCD技術(shù)中，UV光固化3D打印機(jī)，目前在行業(yè)內(nèi)存在的問題是：單片的矩陣排列光學(xué)透鏡由于只能對LED的光進(jìn)行一次匯聚(光能穿過一個透鏡稱之為“一次匯聚”)，導(dǎo)致LED的光能經(jīng)單片的矩陣排列光學(xué)透鏡折射后，發(fā)光角度較大，則致使經(jīng)過單片的矩陣排列光學(xué)透鏡折射后形成的整體光斑一致性均勻性低，光能不均勻?qū)е戮艿停瑹o法實(shí)現(xiàn)快速打印(當(dāng)投射到曝光屏上面的光能如果均勻度不足，則液態(tài)樹脂盒里接受的385～405nm的光能就高低不一，導(dǎo)致打印精度下降；光能較低部位的打印時間延長)，同時使經(jīng)過單片的矩陣排列光學(xué)透鏡折射后形成的光能穿過LCD的能力較弱(大角度光能會被黑白LCD遮擋掉一部分，不利于高光效的獲得)，因此光能利用率較低。而且，單片的矩陣排列光學(xué)透鏡還存在太厚而不易注塑的問題。

另外，3D打印機(jī)UV光固化需要透過高均勻的光能，精準(zhǔn)平行光來實(shí)現(xiàn)高精密打印，因此，要實(shí)現(xiàn)整機(jī)達(dá)到高精密快速打印的效果，對整體光斑的均勻性和小角度的要求是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種至少部分解決上述技術(shù)問題的組合矩陣光學(xué)透鏡的投影裝置及3D打印機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種組合矩陣光學(xué)透鏡的投影裝置，包括：依次從下到上沿光路布設(shè)的LED陣列、組合矩陣光學(xué)透鏡和LCD液晶顯示屏；

所述LED陣列包括多行多列的點(diǎn)光源，且所述點(diǎn)光源為UV紫外LED芯片；

所述組合矩陣光學(xué)透鏡包括：依次從下到上沿光路布設(shè)的第一矩陣光學(xué)透鏡和第二矩陣光學(xué)透鏡，且所述第一矩陣光學(xué)透鏡由與所述點(diǎn)光源相同排列方式且相同數(shù)量的第一透鏡構(gòu)成，所述第二矩陣光學(xué)透鏡由與所述點(diǎn)光源相同排列方式且相同數(shù)量的第二透鏡構(gòu)成，同時所述點(diǎn)光源的位置與對應(yīng)的所述第一透鏡、對應(yīng)的所述第二透鏡的焦點(diǎn)重合；

所述點(diǎn)光源發(fā)出的385～405nm紫外光依次經(jīng)過對應(yīng)的所述第一透鏡和對應(yīng)的所述第二透鏡向所述LCD液晶顯示屏投射。

優(yōu)選的，所述LED陣列還包括線路板，且多個所述UV紫外LED芯片均固化在線路板上；

所述線路板固定在散熱器上；

所述第一矩陣光學(xué)透鏡同時連接在所述散熱器上，并覆蓋所述線路板，以位于多個所述UV紫外LED芯片的上方；