CN106827509B - 光源组件及3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光源组件及3D打印机，涉及光源组件领域。该光源组件包括光源基板、底板和反光组件。光源基板与底板连接，反光组件包括多个通光管，多个通光管连接，并与光源基板连接，多个通光管的管壁及底板之间具有流体通道，供散热流体通过。该流体通道由通光管的管壁及底板形成，或者该反光组件还设置散热管，散热管作为流体通道。本发明提供的光源组件具有散热冷却功能，同时能缩小整个模块体积。本发明提供3D打印机采用该光源组件，体积小，并且有散热冷却功能，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及光源组件领域，具体而言，涉及一种光源组件及3D打印机。
背景技术
SLA是最早实用化的快速成形技术，采用液态光敏树脂原料。其工艺过程是，首先通过CAD设计出三维实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径或显影曝光需要的图像，产生的数据将精确控制激光扫描器(或者LCD/DLP通过显示图像曝光)和升降台的运动；光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面；然后升降台下降一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成三维工件原型。
SLA中常使用LCD投影技术以实现快速高精度打印成型，需要均匀度高、平行度高的光源组件。目前这种类型的光源组件体积均很大，而且发热量大，且LCD不耐受高温，高温会影响LCD及LED的寿命。
因此设计一种既达到聚光匀光效果，也具有散热冷却功能，同时能缩小整个模块体积的光源组件是迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光源组件，该光源组件具有散热冷却功能，同时能缩小整个模块体积。
本发明的另一目的在于提供一种3D打印机，该3D打印机采用该光源组件，体积小，并且有散热冷却功能，使用寿命长。
本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：
本发明提供的一种光源组件包括光源基板、底板和反光组件；所述光源基板与所述底板连接，所述反光组件包括多个通光管，多个所述通光管连接，并与所述光源基板连接，多个所述通光管的管壁及所述底板之间具有流体通道，供散热流体通过。
进一步地，所述反光组件还包括框架，多个所述通光管均包括第一管口和第二管口，多个所述第一管口连接，并与所述框架连接，所述底板与多个所述第二管口连接，并与所述框架连接；所述框架、多个所述通光管的管壁及所述底板之间形成所述流体通道；所述框架上设置有进液口和出液口，所述进液口与所述出液口分别与所述流体通道连通。
进一步地，所述反光组件还包括多个引流挡板，多个引流挡板分别设置在相邻两个所述通光管之间，以形成蛇形状的所述流体通道。
进一步地，所述底板上设置有多个通孔，多个所述第二管口穿过多个所述通孔，并与所述光源基板连接。
进一步地，所述反光组件还包括散热管，所述散热管为所述流体通道。
进一步地，所述反光组件还包括框架，多个所述通光管均包括第一管口和第二管口，多个所述第一管口连接，并与所述框架连接，所述散热管包括进液口和出液口，所述进液口和所述出液口均穿过所述框架。
进一步地，所述光源基板与所述底板连接，所述底板与所述散热管连接，所述散热管和所述底板均呈蛇形，多个所述第二管口穿过所述底板，并与所述基板连接。
进一步地，所述底板为导热金属或导热塑料制成的散热底板。
进一步地，所述光源组件还包括散热顶板，所述散热顶板与所述反光组件远离所述底板的一侧连接。
本发明提供的一种3D打印机包括打印机本体、屏幕、散热器和本发明提供的一种光源组件。光源组件包括光源基板、底板和反光组件；所述光源基板与所述底板连接，所述反光组件包括多个通光管，多个所述通光管连接，并与所述光源基板连接，多个所述通光管的管壁及所述底板之间具有流体通道，供散热流体通过。所述屏幕、所述散热器及所述光源组件均设置在所述打印机本体内，所述散热器与所述流体通道连接，所述屏幕设置在所述光源组件远离所述光源基板的一侧。
本发明实施例的有益效果是：
本发明提供的一种光源组件采用多个通光管与光源基板连接，并在多个通光管之间的间隙间具有流体通道，供散热流体通过，通过流体与反光组件间的热传导作用将热量带走达到冷却功能，并有效利用通光管空间，缩小整个光源组件模块的体积。
本发明提供的一种3D打印机，由于采用本实施例提供的光源组件，排布紧凑，整体体积较小，并且通过散热器保证光源组件内流体循环，散热冷却效果佳，使用寿命长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的3D打印机的第一视角的结构示意图。
图2为本发明第一实施例提供的3D打印机的第二视角的结构示意图。
图3为本发明第一实施例提供的光源组件的分解结构示意图。
图4为本发明第一实施例提供的光源组件的剖面结构示意图。
图5为本发明第一实施例提供的光源组件的反光组件的一个视角的结构示意图。
图6为本发明第二实施例提供的光源组件的分解结构示意图。
图7为本发明第二实施例提供的光源组件的剖面结构示意图。
图8为本发明第二实施例提供的光源组件的反光组件的一个视角的结构示意图。
图标：100-光源组件；110-光源基板；112-LED灯；114-第一螺纹孔；120-底板；122-通孔；124-第一定位柱；126-第二螺纹孔；130-反光组件；132-通光管；1321-第一管口；1323-第二管口；134-流体通道；136-框架；1361-进液口；1363-出液口；138-引流挡板；139-第二定位柱；200-3D打印机；210-打印机本体；220-LCD屏幕；230-散热器；300-光源组件；310-光源基板；320-底板；330-反光组件；332-通光管；3321-第一管口；3323-第二管口；334-散热管；3341-进液口；3343-出液口；336-框架；3361-限位孔；340-散热顶板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的描述中，术语“竖直”等术语并不表示要求部件绝对悬垂，而是可以稍微倾斜。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另外有更明确的规定与限定，术语“设置”、“连接”应做更广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或是一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一个实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。
第一实施例
本实施例提供了一种3D打印机200，该3D打印机200包括打印机本体210，及设置在打印机本体210内的LCD屏幕220、散热器230和光源组件100等。由于采用该光源组件100，该3D打印机200内部结构排布紧凑，整体体积较小，并且使用时，通过散热器230保证光源组件100内流体循环，将光源基板110产生的热量带走，散热冷却效果佳，使用寿命长。需要说明的是，在其他较佳实施例中，本实施例提供的光源组件100还可以应用于其他场景，例如机器视觉等。
图1为本实施例提供的3D打印机200的第一视角的结构示意图。图2为本实施例提供的3D打印机200的第二视角的结构示意图。请结合参照图1和图2，本实施例提供的3D打印机200包括打印机本体210、LCD屏幕220、散热器230和光源组件100。
LCD屏幕220、散热器230及光源组件100均设置在打印机本体210内，散热器230与光源组件100连接，LCD屏幕220设置在光源组件100远离光源基板110的一侧。
图3为本实施例提供的光源组件100的分解结构示意图。请参照图3，本实施例提供的光源组件100包括光源基板110、底板120和反光组件130。光源基板110与底板120连接，底板120与反光组件130连接。
图4为本实施例提供的光源组件100的剖面结构示意图。图5为本发明第一实施例提供的光源组件100的反光组件130的一个视角的结构示意图。请结合参照图4和图5，反光组件130用于聚光匀光，同时，本实施例中，反光组件130还用于形成流体通道134，供散热流体通过。
反光组件130包括多个通光管132、框架136、多个引流挡板138和第二定位柱139。反光组件130的一侧与底板120连接。多个通光管132连接，并与框架136连接，多个通光管132的管壁、底板120及框架136之间形成流体通道134，供散热流体通过。多个引流挡板138设置在多个通光管132之间，用于限制流体流动方向。多个定位柱设置于多个通光管132之间，用于与底板120连接。
优选地，本实施例中，多个通光管132为方锥形通光管132，并且，多个通光管132阵列设置。多个通光管132均包括第一管口1321和第二管口1323，第二管口1323的内径较第一管口1321的内径小。多个第一管口1321设置在同一平面，相邻的两个第一管口1321相互连接，并内接于框架136。多个第二管口1323穿过底板120，并与光源基板110连接。底板120与框架136连接。
可以理解的是，多个通光管132的管壁、底板120及框架136之间形成气密性良好的空间，本实施例中，以该气密性良好的空间作为流体通道134，用于散热流体通过。
优选地，本实施例中，框架136上设置有进液口1361和出液口1363，进液口1361与出液口1363分别与流体通道134连通。本实施例中，进液口1361和出液口1363分别与散热器230连接，即散热器230与流体通道134连通，以向流体通道134内循环提供散热流体。
需要说明的是，在其他较佳实施例中，可不设置框架136，而仅由多个通光管132连接，并穿过底板120，与光源基板110连接，在多个通光管132的管壁以及底板120之间形成流体通道134。
并且，在其他较佳实施例中，只要能形成流体通道134，通光管132的形态结构可以有不同的变化，而不限于方锥形通光管132，并且，多个通关管之间的排列关系不限于阵列设置。
多个引流挡板138与多个通光管132连接，形成蛇形状的流体通道134，以限制流体流动方向。
优选地，本实施例中，多个引流挡板138平行设置，并且，多个引流挡板138分别与相邻两个通光管132的管壁连接，或者，引流挡板138与相邻的通光管132管壁及框架136的侧壁连接，以形成多排通道，并且，相邻两个通道之间设置有开口，以将多排通道连通形成蛇形状的流体通道134。
需要说明的是，本实施例中，反光组件130采用铝或导热塑料制成。可以理解的是，本实施例提供的光源组件100使用时，反光组件130具有导热作用，可辅助带走光源基板110产生的热量带走，达到冷却效果。
请继续参照图3，底板120用于与反光组件130和光源基板110连接，并且，本实施例中，底板120用于密封反光组件130，以形成流体通道134。
优选地，本实施例中，底板120为散热底板120，具有导热作用，可辅助带走光源基板110产生的热量带走，达到冷却效果。散热底板120的材料可以为导热金属或导热塑料制成的散热底板120。优选地，本实施例中，底板120为紫铜或铝制成的散热底板120。
底板120上间隔设置有多个通孔122、多个第一定位柱124和多个第二螺纹孔126。多个第一定位柱124和多个第二螺纹孔126间隔设置在多个通孔122之间。
多个通孔122用于反光组件130穿过，以与光源基板110连接。优选地，本实施例中，多个通孔122阵列设置。需要说明的是，多个通孔122的形状大小可根据反光组件130和光源基板110的结构适应性地变化。
多个第一定位柱124朝向反光组件130延伸，多个第一定位柱124上设置有螺纹(图未示)，多个第一定位柱124与用于与光源基板110配合，以连接底板120和光源基板110。
多个第二螺纹孔126与第二定位柱139配合，以连接反光组件130与底板120。
可以理解的是，在其他较佳实施例中，底板120和反光组件130的连接方式可以有不同的变化，例如焊接或者粘接。
光源基板110用于向3D打印机200***提供光源。本实施例中，光源基板110为LED基板，LED基板上阵列设置有多个LED灯112，LED基板上还设置有多个第一螺纹孔114，多个第一螺纹孔114用于与第一定位柱124配合，以固定光源基板110和底板120。
可以理解的是，在其他较佳实施例中，底板120和光源基板110的连接方式可以有不同的变化，例如焊接或者粘接。
本实施例提供的光源组件100，使用时，利用框架136、多个通光管132的管壁及底板120之间形成的流体通道134，通过流体的流动作用，将光源基板110产生的热量带走，达到冷却功能。并且，反光组件130及底板120的热传导作用可辅助将光源基板110产生的热量带走，达到冷却功能，并且本实施例提供的光源组件100充分利用空间，减小了光源组件100整个模块的体积。
第二实施例
图6为本实施例提供的光源组件300的分解结构示意图。请参照图6，本实施例提供的光源组件300包括光源基板310、底板320、散热顶板340和反光组件330。光源基板310与底板320连接，底板320与反光组件330的一侧连接，散热顶板340与反光组件330远离底板320的一侧连接。
图7为本实施例提供的光源组件300的剖面结构示意图。图8为实施例提供的光源组件300的反光组件330的一个视角的结构示意图。请结合参照图7和图8，优选地，本实施例中，反光组件330包括多个通光管332、框架336和散热管334。多个通光管332连接，并与框架336连接，多个通光管332的管壁之间有流动空间。散热管334设置在流动空间内，并且，本实施例中，散热管334为流体通道134，供散热流体通过。框架336用于固定散热管334。
优选地，本实施例中，多个通光管332为方锥形通光管332，并且，多个通光管332阵列设置。多个通光管332均包括第一管口3321和第二管口3323，多个第一管口3321设置在同一平面，相邻的两个第一管口3321相互连接。多个第一管口3321用于与散热顶板340连接，多个第二管口3323用于与光源基板310连接。可以理解的是，相邻的两个通光管332之间具有流动空间，流动空间相互连通，用于容置散热管334。
优选地，实施例中，多个阵列设置的通光管332的第一管口3321连接形成矩形结构，矩形结构的边缘与框架336连接。
框架336上设置有多个限位孔3361，以固定散热管334。
需要说明的是，在其他较佳实施例中，可不设置框架336，而仅由多个通光管332连接，并穿过底板320，与光源基板310连接，在多个通光管332的管壁之间形成相互连通的流动空间，以容置和固定散热管334。
并且，在其他较佳实施例中，只要能形成流体通道134，通光管332的形态结构可以有不同的变化，而不限于方锥形通光管332，并且，多个通关管之间的排列关系不限于阵列设置。
优选地，本实施例中，散热管334呈蛇形，散热管334与多个限位孔3361配合，从而与反光组件330连接。散热管334包括进液口3341和出液口3343，进液口3341和出液口3343均穿过框架336，用于散热流体通过。
可以理解的是，在其他较佳实施例中，只要能供散热流体通过，散热管334的形态结构可以有不同的变化。
请继续参照图6，优选地，本实施例中，底板320为散热底板320，底板320呈蛇形，底板320与散热管334连接，并且，底板320与反光组件330连接。多个第二管口3323穿过底板320，并与基板连接。
当然，底板320的形态结构可根据散热管334的结构变化而适应性地变化，并且，底板320的材料可以有不同的变化，例如，底板320为紫铜、铝或导热塑料制成的散热底板320等。
优选地，本实施例中，散热顶板340为紫铜、铝或导热塑料制成的散热顶板340，散热顶板340的一侧与多个第一管口3321连接，散热顶板340的另一侧用于与屏幕连接。
可以理解的是，本实施例提供的光源组件300，多个第二管口3323与底板320连接，多个第一管口3321与散热顶板340连接，多个通光管332之间设置有散热管334，散热管334用于散热流体通过。本实施例提供的光源组件300使用时，通过流体的流动作用，将光源基板310产生的热量带走，达到冷却功能，并且，反光组件330、底板320及顶板的热传导作用可辅助将光源基板310产生的热量带走，达到冷却功能，并且本实施例提供的光源组件300充分利用现有空间，减小了光源组件300整个模块的体积。
本实施例中未提及的其他部分的具体实施方式和第一实施例相同，这里不再赘述。
综上，本发明实施例提供的光源组件100和光源组件300具有散热冷却功能，同时能缩小整个模块体积。本发明实施例提供的3D打印机200采用该光源组件100或者光源组件300，体积小，并且有散热冷却功能，使用寿命长。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光源组件，其特征在于，包括光源基板、底板和反光组件；所述光源基板与所述底板连接，所述反光组件包括多个方锥形通光管，多个所述通光管连接，多个所述通光管均包括第一管口和第二管口，所述第二管口的内径较所述第一管口的内径小，多个所述第一管口设置在同一平面内并相互连接，且多个所述第二管口穿过所述底板与所述光源基板连接，多个所述通光管的管壁及所述底板之间具有蛇形状的流体通道，供散热流体通过。
2.如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述反光组件还包括框架，多个所述第一管口与所述框架连接，所述底板与多个所述第二管口连接，并与所述框架连接；所述框架、多个所述通光管的管壁及所述底板之间形成所述流体通道；所述框架上设置有进液口和出液口，所述进液口与所述出液口分别与所述流体通道连通。
3.如权利要求2所述的光源组件，其特征在于，所述反光组件还包括多个引流挡板，多个引流挡板分别设置在相邻两个所述通光管之间，以形成蛇形状的所述流体通道。
4.如权利要求2所述的光源组件，其特征在于，所述底板上设置有多个通孔，多个所述第二管口穿过多个所述通孔，并与所述光源基板连接。
5.如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述反光组件还包括散热管，所述散热管为所述流体通道。
6.如权利要求5所述的光源组件，其特征在于，所述反光组件还包括框架，多个所述第一管口与所述框架连接，所述散热管包括进液口和出液口，所述进液口和所述出液口均穿过所述框架。
7.如权利要求6所述的光源组件，其特征在于，所述光源基板与所述底板连接，所述底板与所述散热管连接，所述散热管和所述底板均呈蛇形。
8.如权利要求1-7任一项所述的光源组件，其特征在于，所述底板为导热金属或导热塑料制成的散热底板。
9.如权利要求8所述的光源组件，其特征在于，所述光源组件还包括散热顶板，所述散热顶板与所述反光组件远离所述底板的一侧连接。
10.一种3D打印机，其特征在于，包括打印机本体、屏幕、散热器和如权利要求1-9任一项所述的光源组件，所述屏幕、所述散热器及所述光源组件均设置在所述打印机本体内，所述散热器与所述流体通道连接，所述屏幕设置在所述光源组件远离所述光源基板的一侧。
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