一種倒置式約束型紫外光三維印表機的製作方法
2023-05-13 03:45:32 1
本發明涉及一種三維印表機，具體地涉及一種倒置式約束型紫外光三維印表機。
背景技術：
3D印表機又稱三維印表機(3DP)，是一種增材製造技術，即快速成形技術的一種機器，它是一種數字模型文件為基礎，運用光敏樹脂、粉末狀金屬或塑料等列印材料，通過列印一層層的粘合材料來製造三維的物體。隨著3D列印材料的多樣化發展以及列印技術的革新，3D列印不僅在傳統的製造行業體現出非凡的發展潛力，同時其潛力更延伸至醫療、食品製造、服裝奢侈品、影視傳媒以及教育等多個與人們生活息息相關的領域。
3D列印技術緩解了難以製造的複雜結構零件的成形問題，縮短了加工周期，減少了加工工序，而且越是複雜結構的零件，其優越性越加顯著。
SLA 印表機是最早商用的印表機之一，這類印表機利用紫外光固化光敏樹脂形成列印層，列印完一層後支撐平臺向下(或者向上)移動一定距離讓光敏樹脂層重新覆蓋在前一層列印面上，然後繼續進行固化。SLA 印表機列印精度可以到達 10 微米級別，列印精度較高，但是列印成型的層厚不均勻，而且列印性能不是很高，並且其列印精度對一些特定的領域來說還是不高。因此急需一種列印精度更高的三維印表機。
技術實現要素：
針對上述技術問題，本發明提出了一種倒置式約束型紫外光三維印表機，結構合理，大大提高了設備的穩定性和精確性，列印性能好，列印成型的層厚均勻，故障率低。
本發明的技術方案是：
一種倒置式約束型紫外光三維印表機，包括機架，所述機架包括上底座和下底座，所述上底座和下底座間設置有多個支撐柱，所述上底座一側設置有立柱，所述立柱與上底座垂直，固化工作檯通過升降機構固定於立柱側面，所述升降機構連接控制系統，所述固化工作檯下方的上底座上設置有樹脂槽，所述固化工作檯與樹脂槽底部平行，所述樹脂槽下方的下底座上設置有雷射系統。
優選的，所述雷射系統包括設有光學元件的光路板，所述光路板包括底部和側部，在光路板的底部上沿出光線方向上依次固定有雷射器、四維鏡架和擴束鏡，所述擴束鏡延伸至光路板的側部，所述側部的另一端沿出光線方向上固定有描振鏡，所述描振鏡上端設置有F-θ場鏡。
優選的，所述升降機構包括直線導軌組和設於所述直線導軌組中間的絲槓，所述固化工作檯與絲槓連接，所述立柱上端還設有與絲槓配合的同步帶和同步輪。
優選的，所述樹脂槽安裝於安裝板上，所述安裝板一端鉸接在上底座，另一端的下部通過彈簧連接上底座。
優選的，所述立柱為框架式立柱。
與現有技術相比，本發明的優點是：
本發明的三維印表機的固化工作檯沿立柱上的直線導軌上下運動，保證立柱上的直線導軌與上底座臺面垂直，方能保證固化工作檯與樹脂槽底部平行，故使得列印成型的層厚均勻，列印精度高，雷射系統安裝在下底座上，保證了光路系統的穩定，從而保證了列印的性能。
附圖說明
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：
圖1為本發明一種倒置式約束型紫外光三維印表機的結構示意圖；
圖2為本發明雷射系統的結構示意圖。
其中，1，立柱；2，固化工作檯；3，上底座；4，樹脂槽；5，F-θ場鏡；6，光路板；7，掃描振鏡；8，雷射器；9，四維鏡架；10，擴束鏡；11，支撐柱；20，升降機構；21、直線導軌；22、絲槓；31，下底座；41，安裝板；61，底部；62，側部；100，機架。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合具體實施方式並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而並非要限制本發明的範圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本發明的概念。
實施例：
下面結合附圖，對本發明的較佳實施例作進一步說明。
如圖1、2所示，一種倒置式約束型紫外光三維印表機，包括機架100，機架100包括上底座3和下底座31，上底座3和下底座31間設置有多個支撐柱11，該結構除了有穩定的支撐性，還有足夠的強度、剛度及穩定性，從而保證了雷射系統的穩定，提高了列印性能。支撐柱11包括六根鋁型材支撐柱，不會出現振動失穩。
上底座3一側設置有立柱1，立柱1與上底座3垂直，立柱1為框架式立柱1，立柱1一側面固定有升降機構20，升降機構20上固定有固化工作檯2，固化工作檯2可以沿立柱1上的升降機構20上下運動，其性能直接影響列印成型的尺寸精度和表面粗糙度。
升降機構20包括設置在立柱1側面兩端的滾珠直線導軌21和設置在直線導軌21中部的滾珠絲槓22，滾珠絲槓22與同步帶和同步帶輪配合連接，同步帶輪由提升伺服電機驅動，提升伺服電機連接控制系統。工作時運動控制系統接收控制指令，將指令信號轉換成脈衝信號發送給提升伺服電機，提升伺服電機帶動同步帶、同步帶輪、滾珠絲槓轉動，帶動固化工作檯2上下移動，實現列印層厚度的提升。
該立柱1是通過螺栓固定在上底座3上，裝配時保證立柱1上的直線導軌21與上底座3臺面垂直，方能保證固化工作檯2與樹脂槽4底部平行，列印成型的層厚均勻，列印精度高。
固化工作檯2下方的上底座3上設置有樹脂槽4，固化工作檯2與樹脂槽4底部平行，樹脂槽4下方的下底座31上設置有雷射系統。
優選的，樹脂槽4安裝於安裝板41上，安裝板41一端鉸接在上底座3，另一端的下部通過彈簧連接上底座3。
雷射系統包括設有光學元件的光路板6，光路板6包括底部61和側部62，在光路板6的底部61上沿出光線方向上依次固定有雷射器8、四維鏡架9、擴束鏡10，擴束鏡10延伸至光路板6的側部62，側部62的另一端沿出光線方向上固定有描振鏡7，描振鏡7上端設置有F-θ場鏡5，形成一個整體的光路系統，避免因搬運等原因影響雷射的正常工作，有效提高雷射系統的穩定性、精確性和工作壽命，能夠有效減少故障率的發生。其中，光路板6最好為鋁合金光路板，掃描振鏡7是數字掃描振鏡。
本發明的工作原理是工作開始時，固化工作檯2在系統控制下回工作原點，壓到行程開關，固化工作檯2正好貼在樹脂槽4底面，完成固化工作檯2回原點工作，做好了列印開始前的準備，然後，雷射在系統的控制下沿工件截面輪廓掃描，當雷射掃描完整工件截面後，樹脂槽4沿一條邊開始傾斜一個角度，固化工作檯2再提升一個固化層厚，為了使光敏樹脂更快、更均勻流入到工件底面，固化工作檯2會提升更高的高度，樹脂槽4回到原水平位置，工件底部均勻充滿光敏樹脂，雷射開始從新掃描工件另一截面輪廓，開始固化新一層樹脂，如此往復完成整個工件的列印工作。
應當理解的是，本發明的上述具體實施方式僅僅用於示例性說明或解釋本發明的原理，而不構成對本發明的限制。因此，在不偏離本發明的精神和範圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。此外，本發明所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求範圍和邊界、或者這種範圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。