CN106945269B - 一种自然流动连续补充dlp光固化装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自然流动连续补充DLP光固化装置与方法；包括倾斜的树脂料槽、对应设置在树脂料槽正上方的可上下移动的成型平台、设置在树脂料槽高端的树脂补充装置、设置在树脂料槽低端的光敏树脂储存装置、设置在树脂料槽下方的DLP投影机；树脂料槽的高端侧板和低端的侧板与树脂料槽底面之间，均平行开设有供光敏树脂流动的平行通道；树脂补充装置内的光敏树脂在重力作用下沿着树脂料槽整个底面流动，并在树脂料槽的整个底面形成一层厚度均匀的光敏树脂层；本装置操作简便，实现树脂材料的不断补充连续成型，相对普通的DLP打印机减少了树脂回流的等待时间，提高DLP光固化的制造速度。

Description

一种自然流动连续补充DLP光固化装置与方法
技术领域
本发明涉及DLP光固化光敏树脂的快速成型领域，尤其涉及一种自然流动连续补充DLP光固化装置与方法。
背景技术
数字光处理(DLP)成型技术是增材制造技术的一种，是快速成型技术的最新发展技术。在该技术中零件的三维模型需要在主控***上进行切片处理运算，将三维模型分割为一系列二维平面图像，之后控制DLP投影***实现图像的投影。横截面图形由当前材料层上每一像素对应的各镜片产生。这种图形通过数字微镜器件(DMD)投影到紫外线固化液态光敏树脂的表面上，在像素位置固化或硬化。与此同时，控制机械运动完成逐层打印，如此往复最终实现实体零件的制作。由于成型速度相比其他技术要快，制造时间大幅缩短，因此DLP是增材制造技术最有发展前景的技术之一。
虽然DLP光固化技术发展迅速，已开始广泛应用于工业、运输、模具以及医疗等领域，但是目前DLP光固化成型设备连续成型速率慢。限制了DLP光固化技术的进一步发展。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种自然流动连续补充DLP光固化装置与方法。实现DLP了光固化的连续成型。
本发明通过下述技术方案实现：
一种自然流动连续补充DLP光固化装置，包括倾斜的树脂料槽10、对应设置在树脂料槽10正上方的可上下移动的成型平台11、设置在树脂料槽10高端的树脂补充装置3、设置在树脂料槽10低端的光敏树脂储存装置8、设置在树脂料槽10下方的DLP投影机4；
光敏树脂储存装置8与树脂补充装置3之间设有树脂循环装置9，该树脂循环装置9用于将光敏树脂储存装置8内的光敏树脂循环运送至树脂补充装置3中；
所述树脂料槽10的高端侧板和低端的侧板与树脂料槽10底面之间，均平行开设有供光敏树脂流动的平行通道；树脂补充装置3内的光敏树脂在重力作用下沿着树脂料槽10整个底面流动，并在树脂料槽10的整个底面形成一层厚度均匀的光敏树脂层；
DLP投影机4用于将切片数据投影到树脂料槽10底面的光敏树脂层上；当成型平台11的基面下降至树脂料槽10内，并与树脂料槽10的底面之间保持一个成型层厚的间隙时，流动的光敏树脂层正好与成型平台11的基面接触，使当前光敏树脂层固化并附着在成型平台11的基面上。
所述成型平台11在Z轴方向的运动行程、停留时间以及与树脂料槽10底面之间的高度，由步进电机1和丝杆2构成的丝杆升降机构控制；成型平台11的基面与树脂料槽10的底面始终保持平行。
所述DLP投影机4还包括一个角度调节装置5，用于调整DLP投影机4的切片数据投影面与树脂料槽10底面的平行度。
所述树脂循环装置9为可拆卸机构，使用时与树脂料槽10组装。
所述自然流动连续补充DLP光固化装置的运行方法，包括如下步骤：
步骤一：光敏树脂固化作业时，树脂补充装置3内的光敏树脂在重力作用下先流过树脂料槽10的高端侧板的平行通道，接着进入树脂料槽10整个底面，在树脂料槽10整个底面形成一层厚度均匀的光敏树脂层后，接着经过树脂料槽10的低端侧板的平行通道进入光敏树脂储存装置8；
步骤二：DLP投影机4将切片数据投影到树脂料槽10底面的光敏树脂层上；此时，控制成型平台11下降至树脂料槽10内，并且成型平台11的基面与树脂料槽10的底面之间保持一个成型层厚的间隙；流动的光敏树脂层正好与成型平台11的基面完全接触，使投影到当前光敏树脂层上的工件的横截面图形固化并附着在成型平台11的基面上，未被投影到的光敏树脂层继续流至光敏树脂储存装置8内储存，进而完后工件当前层的固化作业；下一层固化作业的光敏树脂层固化在上一层的表面；
步骤三：重复循环步骤一至步骤二，完成工件各层的连续光固化成型作业。
所述自然流动连续补充DLP光固化装置的运行方法，还包括一个光敏树脂循环步骤：在光敏树脂储存装置8与树脂补充装置3之间设置树脂循环装置9，通过树脂循环装置9将光敏树脂储存装置8内的光敏树脂循环运送至树脂补充装置3中，进而完成光敏树脂的循环。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明倾斜的树脂料槽10的高端侧板和低端的侧板与树脂料槽10底面之间，均平行开设有供光敏树脂流动的平行通道；树脂补充装置3内的光敏树脂在重力作用下沿着树脂料槽10整个底面流动，并在树脂料槽10的整个底面形成一层厚度均匀的光敏树脂层。这种结构布局，结合与成型平台的配合，由于光敏树脂在重力作用下处于流动状态，保证每一层树脂固化后，成型平台提升时有液态的树脂流入缝隙之中，实现DLP光固化的连续成型。
根据光敏树脂的流动性，通过控制丝杆升降机构对成型平台的提升高度与保持时间，实现不同树脂的成型平台等待时间可调整变化，节约了生产时间。
附图说明
图1为本发明自然流动连续补充DLP光固化装置结构示意图。
图2为图1中树脂料槽10、树脂补充装置3、光敏树脂储存装置8的结构示意图。
图3为固化结束后成型平台提升的同时光敏树脂自然流动连续补充状态示意图。
图4为成型平台进行下一层截面固化作业的状态示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至4所示。本发明公开了一种自然流动连续补充DLP光固化装置，包括倾斜的树脂料槽10、对应设置在树脂料槽10正上方的可上下移动的成型平台11、设置在树脂料槽10高端的树脂补充装置3、设置在树脂料槽10低端的光敏树脂储存装置8、设置在树脂料槽10下方的DLP投影机4；
光敏树脂储存装置8与树脂补充装置3之间设有树脂循环装置9，该树脂循环装置9用于将光敏树脂储存装置8内的光敏树脂循环运送至树脂补充装置3中；
所述树脂料槽10的高端侧板和低端的侧板与树脂料槽10底面之间，均平行开设有供光敏树脂流动的平行通道；树脂补充装置3内的光敏树脂在重力作用下沿着树脂料槽10整个底面流动，并在树脂料槽10的整个底面形成一层厚度均匀的光敏树脂层；
DLP投影机4用于将切片数据投影到树脂料槽10底面的光敏树脂层上；当成型平台11的基面下降至树脂料槽10内，并与树脂料槽10的底面之间保持一个成型层厚的间隙时，流动的光敏树脂层正好与成型平台11的基面接触，使当前光敏树脂层固化并附着在成型平台11的基面上。
所述成型平台11在Z轴方向的运动行程、停留时间以及与树脂料槽10底面之间的高度，由步进电机1和丝杆2构成的丝杆升降机构控制；成型平台11的基面与树脂料槽10的底面始终保持平行。
所述DLP投影机4还包括一个角度调节装置5，用于调整DLP投影机4的切片数据投影面与树脂料槽10底面的平行度。
所述树脂循环装置9为可拆卸机构，使用时与树脂料槽10组装。
本发明自然流动连续补充DLP光固化装置的运行方法，可通过如下步骤实现：
步骤一：光敏树脂固化作业时，树脂补充装置3内的光敏树脂在重力作用下先流过树脂料槽10的高端侧板的平行通道，接着进入树脂料槽10整个底面，在树脂料槽10整个底面形成一层厚度均匀的光敏树脂层后，接着经过树脂料槽10的低端侧板的平行通道进入光敏树脂储存装置8；
步骤二：DLP投影机4将切片数据投影到树脂料槽10底面的光敏树脂层上；此时，控制成型平台11下降至树脂料槽10内，并且成型平台11的基面与树脂料槽10的底面之间保持一个成型层厚的间隙；流动的光敏树脂层正好与成型平台11的基面完全接触，使投影到当前光敏树脂层上的工件的横截面图形固化并附着在成型平台11的基面上，未被投影到的光敏树脂层继续流至光敏树脂储存装置8内储存，进而完后工件当前层的固化作业；下一层固化作业的光敏树脂层固化在上一层的表面；
步骤三：重复循环步骤一至步骤二，完成工件各层的连续光固化成型作业。
根据光敏树脂的流动性，控制成型平台11的提升高度和保持时间，实现不同树脂的成型平台等待时间可调整变化，节约了生产时间。
在光敏树脂储存装置8与树脂补充装置3之间设置树脂循环装置9，通过树脂循环装置9将光敏树脂储存装置8内的光敏树脂循环运送至树脂补充装置3中，进而完成光敏树脂的循环。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自然流动连续补充DLP光固化装置，其特征在于：包括倾斜的树脂料槽（10）、对应设置在树脂料槽（10）正上方的可上下移动的成型平台（11）、设置在树脂料槽（10）高端的树脂补充装置（3）、设置在树脂料槽（10）低端的光敏树脂储存装置（8）、设置在树脂料槽（10）下方的DLP投影机（4）；
光敏树脂储存装置（8）与树脂补充装置（3）之间设有树脂循环装置（9），该树脂循环装置（9）用于将光敏树脂储存装置（8）内的光敏树脂循环运送至树脂补充装置（3）中；
所述树脂料槽（10）的高端侧板和低端的侧板与树脂料槽（10）底面之间，均平行开设有供光敏树脂流动的平行通道；树脂补充装置（3）内的光敏树脂在重力作用下沿着树脂料槽（10）整个底面流动，并在树脂料槽（10）的整个底面形成一层厚度均匀的光敏树脂层；
DLP投影机（4）用于将切片数据投影到树脂料槽（10）底面的光敏树脂层上；当成型平台（11）的基面下降至树脂料槽（10）内，并与树脂料槽（10）的底面之间保持一个成型层厚的间隙时，流动的光敏树脂层正好与成型平台（11）的基面接触，使当前光敏树脂层固化并附着在成型平台（11）的基面上。
2.根据权利要求1所述自然流动连续补充DLP光固化装置，其特征在于：所述成型平台（11）在Z轴方向的运动行程、停留时间以及与树脂料槽（10）底面之间的高度 ，由步进电机（1）和丝杆（2）构成的丝杆升降机构控制；成型平台（11）的基面与树脂料槽（10）的底面始终保持平行。
3.根据权利要求1所述自然流动连续补充DLP光固化装置，其特征在于：所述DLP投影机（4）还包括一个角度调节装置（5），用于调整DLP投影机（4）的切片数据投影面与树脂料槽（10）底面的平行度。
4.根据权利要求3所述自然流动连续补充DLP光固化装置，其特征在于：所述树脂循环装置（9）为可拆卸机构，使用时与树脂料槽（10）组装。
5.根据权利要求4所述自然流动连续补充DLP光固化装置的运行方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：光敏树脂固化作业时，树脂补充装置（3）内的光敏树脂在重力作用下先流过树脂料槽（10）的高端侧板的平行通道，接着进入树脂料槽（10）整个底面，在树脂料槽（10）整个底面形成一层厚度均匀的光敏树脂层后，接着经过树脂料槽（10）的低端侧板的平行通道进入光敏树脂储存装置（8）；
步骤二：DLP投影机（4）将切片数据投影到树脂料槽（10）底面的光敏树脂层上；此时，控制成型平台（11）下降至树脂料槽（10）内，并且成型平台（11）的基面与树脂料槽（10）的底面之间保持一个成型层厚的间隙；流动的光敏树脂层正好与成型平台（11）的基面完全接触，使投影到当前光敏树脂层上的工件的横截面图形固化并附着在成型平台（11）的基面上，未被投影到的光敏树脂层继续流至光敏树脂储存装置（8）内储存，进而完成工件当前层的固化作业；下一层固化作业的光敏树脂层固化在上一层的表面；
步骤三：重复循环步骤一至步骤二，完成工件各层的连续光固化成型作业。
6.根据权利要求5所述自然流动连续补充DLP光固化装置的运行方法，其特征在于还包括一个光敏树脂循环步骤：
在光敏树脂储存装置（8）与树脂补充装置（3）之间设置树脂循环装置（9），通过树脂循环装置（9）将光敏树脂储存装置（8）内的光敏树脂循环运送至树脂补充装置（3）中，进而完成光敏树脂的循环。
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