一種用於3D印表機的模型分離裝置的製作方法

2023-06-01 21:42:12

本發明涉及3D印表機部件領域，特別涉及一種用於3D印表機的列印模型分離裝置。

背景技術：
目前，在使用光固化3D印表機列印模型時，通過雷射對液態樹脂的照射，列印模型層層固化後堆積在列印平臺之上。之後，需要通過鏟子將列印模型從列印平臺上分離下來。這種分離方法不僅極易損壞模型的完整性，而且費時費力，工作效率極低。

技術實現要素：
鑑於現有技術中存在的問題，本發明提供一種用於3D印表機的模型分離裝置，所述3D印表機能夠列印固態模型，包括：用於承載所述模型的固定的承載板，所述承載板具有多個通孔；相對於所述承載板平行設置的活動的擠壓板，所述擠壓板的板體與承載板之間具有多個擠出元件，所述擠壓板和所述擠出元件配置成：使得隨著擠壓板的板體向接近承載板方向的運動，所述擠出元件能夠逐漸從所述通孔伸出。在本發明的一些實施方式中，所述擠壓板具有模塑位置和擠壓位置；當所述擠壓板處於模塑位置時，所述擠出元件能夠位於所述通孔中，且與所述承載板共同形成平坦的表面；所述擠壓板處於擠壓位置時，所述擠出元件伸出於所述通孔之外。在本發明的一些實施方式中，所述多個擠出元件獨立於所述擠壓板布置在所述擠壓板的板體和承載板之間，所述擠出元件包括用於伸入所述通孔的推桿和與所述推桿連接的防止從所述通孔脫離的限位帽。在列印前調整擠出元件與承載板的位置，使承載板的下表面成為平面，以避免列印模型在承載板下表面固化後，列印模型上留下擠出元件的痕跡。在本發明的一些實施方式中，各個擠出元件彼此獨立，以使擠壓板的力被分散至多個擠出元件之上。列印完成時，多個擠壓元件共同推動列印模型，使其從承載板上脫落，避免某一點施力過大導致列印模型損壞。在本發明的一些實施方式中，所述多個擠出元件與所述擠壓板的板體成為一體。在本發明的一些實施方式中，所述擠出元件為截面呈現為圓形的鉚釘，所述通孔為與所述鉚釘尺寸相應的圓孔，所述鉚釘鄰近承載板的一側具有開放的端部，所述開放的端部內填充有矽膠。在本發明的一些實施方式中，所述擠出元件為截面呈現為直線長條的推板，所述推板與所述擠壓板的板體成為一體，所述通孔為與所述推板尺寸相應的細槽。以推板和細槽相互配合，更有利於列印開始時保證承載板底面為平面，避免列印時液態光敏樹脂膠流入細槽之中，從而在列印模型上留下凹凸不平的痕跡。在本發明的一些實施方式中，所述推板與所述通孔配合的一端為圓弧端面。採用線接觸的方式，更有利於在推動列印模型的同時不易造成損傷。在本發明的一些實施方式中，還包括用於將所述承載板懸掛在所述3D印表機的框架上的緊固裝置，所述緊固裝置包括設置於所述擠壓板上的推止法蘭以及設置於所述框架上的與所述推止法蘭配合的螺栓，所述螺栓轉動以使所述擠壓板相對於所述框架平移運動。在本發明的一些實施方式中，還包括固定連接的定位板和支座，所述定位板具有供所述螺栓穿過的孔，所述定位板和支座之間形成有用於容納所述3D印表機的框架空間，所述螺栓經過所述孔與所述推止法蘭配合，並能夠將所述3D印表機的框架緊固於所述空間之內。在本發明的一些實施方式中，正向轉動所述螺栓時，所述推止法蘭帶動所述擠壓板由所述模塑位置向所述擠壓位置方向移動，反向轉動所述螺栓時，所述推止法蘭帶動所述擠壓板由所述擠壓位置向所述模塑位置方向移動。通過改進現有的緊固裝置，使其兼具動力裝置的作用。旋轉螺栓即可將整個模型分離裝置固定在3D印表機的框架之上或將模型分離裝置與3D印表機的框架。同時，在螺栓的旋轉過程中，推止法蘭會帶動擠壓板運動。這種設置方式體積小，結構更為緊湊。在本發明的一些實施方式中，所述3D印表機為SLA型3D印表機。本發明提供的用於3D印表機的模型分離裝置，通過合理設計各個部件之間的結構，利用螺紋旋轉產生軸向力的原理，以達到快速、安全、準確的分離列印模型的目的。同時提高了工作效率，保證了列印模型的完整、美觀。附圖說明圖1為採用本發明模型分離裝置的3D印表機的結構示意圖；圖2為本發明一實施方式的模型分離裝置的爆炸圖；圖3為本發明一實施方式的模型分離裝置的組裝圖；圖4為本發明另一實施方式的模型分離裝置的爆炸圖；圖5為本發明另一實施方式的模型分離裝置的組裝圖。具體實施方式如圖1所示一種快速成型的3D印表機，包括中空的底座1及沿著底座1一側面向上延伸的立柱2，櫃體的底座內設有雷射發射裝置3以及反射鏡4。底座1的上表面還設置有光敏樹脂池5，光敏樹脂池5的底面固設有高透石英玻璃。反射鏡4能夠將雷射發射裝置3所發射的雷射反射至光敏樹脂池5的位置，以使雷射能夠照射光敏樹脂池5內的液態光敏樹脂。本發明實施方式中的模型分離裝置6與立柱2通過滾珠絲槓7連接。滾珠絲槓7則與設置在底座1內的驅動電機8相連。當驅動電機8驅動滾珠絲槓7轉動時，模型分離裝置6可以沿著立柱2上下運動。工作時，模型分離裝置6下降至光敏樹脂池5中。雷射發射裝置3產生列印所需雷射，經反光鏡4反射照射到光敏樹脂池5底部。液態的光敏樹脂受到雷射照射時會固化成型，由於光敏樹脂池的底面覆設有特殊材料，因此液態的光敏樹脂不會固化在池底上面，而是固化在模型分離裝置6的託盤下板14上。當一層液態樹脂固化結束時，驅動電機8帶動滾珠絲槓7轉動，使得模型分離裝置6向上移動一段距離。間隔一定時間，驅動電機8驅動滾珠絲槓7反轉，託盤6向下移動，直至託盤下板14到達光敏樹脂池5底部後停止運動。這時雷射再次對液態光敏樹脂進行照射，以使第二層液態光敏樹脂固化於第一層已固化的光敏樹脂之上。如此周而復始，不斷的再上一層已固化的光敏樹脂之上固化新的光敏樹脂，最後形成完整的模型，列印結束。如圖2和3所示，在本發明一實施方式中的模型分離裝置的主體部分包括自上而下依次設置的託盤支座11、託盤上板12、滑動推板13以及託盤下板14。滑動推板13的上表面中部設置推止法蘭15。推止法蘭15通過內六角螺釘與滑動推板13固定在一起。接近滑動推板13的四個頂角的位置分別設置託盤支柱16。託盤下板14上具有多個通孔。四個沉頭螺釘從託盤下板14的下方穿過通孔進入託盤支柱16，將託盤下板14和滑動推板13活動連接。託盤下板14和滑動推板13安裝後，滑動推板13可以相對於託盤下板14在一定的範圍內相上下移動。在其餘的各個通孔中，填裝有半空心鉚釘17。半空心鉚釘17的空心尾部進入通孔中，並且空心尾部中注入矽膠或其它具有緩衝作用的物質。託盤下板14和滑動推板13之間的最大距離小於等於半空心鉚釘17的長度，以使半空心鉚釘17可以在二者之間具有一定的上下自由移動空間。常態下，半空心鉚釘17的尾部從通孔中穿出，並憑藉頭部卡在通孔上。列印時，託盤下板14浸於光敏樹脂池5的液態光敏樹脂中，因此半空心鉚釘17會因液體壓力而向上浮起，其頭部牴觸在滑動推板13的下表面。列印結束時，使滑動推板13向下運動時，從而將半空心鉚釘17從託盤下板14的通孔中擠出，推動列印模型從託盤下板14上分離。託盤支座11大致呈「Ω」形，其具有凸起部111以及由底部末端向外伸出的水平支腳112。四個內六角螺釘兩兩一組的設置在兩側的水平支腳112上，並將託盤支座11與託盤上板12固定在一起。託盤支座11的凸起部111設置有通孔。高頭滾花螺栓18從所述通孔中穿過。高頭滾花螺栓18上設置有兩個平面推力球軸承19。平面推力球軸承19分別位於凸起部111的兩側，從而將凸起部111夾設其中。託盤上板12同樣具有供高頭滾花螺栓18穿過的通孔，以使高頭滾花螺栓18進入推止法蘭15中。託盤上板12的四個頂角設置有內六角螺釘，從而將其與託盤支柱16連接。按照上述方式安裝完成後，逆時針轉動高頭滾花螺栓18，可推動推止法蘭15向下運動。由於推止法蘭15與滑動推板13相互固定，因此滑動推板13同時向下運動。這樣配置可在列印完成時將半空心鉚釘17擠壓出託盤下板14。3D印表機的託盤連接支架20設置於託盤支座11和託盤上板12之間，具體而言，其能夠插入託盤支座11所形成的空腔內。託盤連接支架20的前端具有一大致為半圓形開口。高頭滾花螺栓18經由所述開口穿過託盤上板12後進入推止法蘭15。為了使託盤連接支架20能夠被固定，高頭滾花螺栓18上套設限位螺母21。限位螺母21的直徑大於託盤連接支架20前端半圓形開口直徑。當順時針旋轉高頭滾花螺栓18時，託盤連接支架20則被壓緊於託盤上板12之上。當逆時針旋轉高頭滾花螺栓18時，託盤連接支架20鬆動，並可以從託盤支座11和託盤上板12之間脫出。繼續逆時針旋轉高頭滾花螺栓18，才會推動推止法蘭15向下運動。當推止法蘭15帶動推動板向下移動到極限位置時，逆時針旋轉高頭滾花螺栓18，其處於空轉狀態，推止法蘭15不會再向下運動。本發明的實施方式中，半空心鉚釘17為推體，其可以用它結構代替，材質可以是金屬，也可以是塑料。形狀也可以變化，例如圓柱、長方體、稜柱。託盤下板14為母體，其材質可以為金屬或者塑料。母體本身的形狀不受限制，其上部開設有與所示推體形狀相應的通孔。如圖4和圖5所示為本發明另一實施方式的模型分離裝置，其包括的部件基本與上一種實施例相同，因此，相同之處不做贅述。其不同之處在於，本實施方式中，不包括半空心鉚釘17，即不以半空心鉚釘17作為推體。而是通過在滑動推板13的下表面設置多個彼此間隔的長條形凸起以作為推體。相應地，託盤下板14上設置有能夠供長條形凸起穿過的長條形通孔。當處於列印狀態時，可以通過旋轉高頭滾花螺栓18調整滑動推板13的位置，使長條形凸起填充託盤下板14的長條形通孔中。這樣，託盤下板14的下表面為一平面。列印完畢後，轉動高頭滾花螺栓18使滑動推板13向下運動，長條形凸起從託盤下板14的長條形通孔中向外伸出，擠壓列印模型。最終使列印模型和託盤下板14分離。在本發明的優選實施方式中，託盤下板14上的長條形凸起前端面為圓弧面，以使其擠壓列印模型時為線接觸。這樣，可以不易在列印模型的表面留下痕跡。這樣設置的優勢在於，當滑動推板13未受到擠壓，不發生向下運動時，長條形凸起保持在託盤下板14的長條形通孔內，凸起的高度與託盤下板14的厚度基本相當。從託盤下板14的底面觀察，基本為一平面。3D印表機通過雷射將模型固化於託盤下板14的底面時，不會向託盤下板14的長條形通孔中滲入。當滑動推板13受到擠壓時，其之上的長條形凸起擠壓列印模型，即可將列印模型與託盤下板14分離。分離後的列印模型與託盤下板14相接處的一面上相對平整，不存在不規則的紋路。以上對本發明的各種實施例進行了詳細說明。本領域技術人員將理解，可在不偏離本發明範圍(由所附的權利要求書限定)的情況下，對實施方案進行各種修改、改變和變化。對權利要求範圍的解釋應從整體解釋且符合與說明一致的最寬範圍，並不限於示例或詳細說明中的實施範例。