CN106994781A - 一种3d打印机高精度安装结构及基于其的3d打印方法 - Google Patents

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    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Abstract

本发明公开了一种3D打印机高精度安装结构及基于其的3D打印方法，所述高精度安装结构包括安装背板、成型平台、树脂料盘、光学镜头及DMD发光芯片，所述成型平台、树脂料盘、光学镜头及DMD发光芯片由上至下平行固定于安装背板上，且均与所述安装背板呈90°；所述3D打印方法通过将打印区域的打印时间段分为普通打印时间段与附加打印时间段；再依据打印材料及光照强度情况设定普通打印时间段；然后将所打印区域在XY尺寸等分成X/Y等尺寸的若干方块；最后测试每个方块的紫外光照强度误差，结合产品的厚度调节每个方块的附加打印时间段。本发明从两方面控制打印精度，从而解决LED或DLP打印机打印精度偏差的问题。

Description

一种3D打印机高精度安装结构及基于其的3D打印方法
技术领域
本发明涉及一种3D打印机高精度安装结构及基于其的3D打印方法，属于3D打印技术领域。
背景技术
传统光敏材料3D打印机多采用DLP投影机(高压汞灯或LED灯泡光源)改装后作为光源，通过高压汞灯或LED(特殊波长)白光或紫外光或者激光发生器发出的紫外光来照射光敏材料，从而使得光敏材料在光照情况下发生反应产生凝固，成型平台在软件控制下驱动Z轴上下运动，从而实现层层叠加成型，完成3D打印动作。但传统的DLP或者SLA激光3D打印因为光源发射镜头直径往往较打印区域会更小，同时所有发光元器件都有不同程度的从而发产生光源与打印版面呈扇形角度，因为打印平面与发光元器件平面的距离不一样，会产生中心区域与周边区域的光照强度有所区别，中心区域相对光照度较强，边缘区域光照度会较弱，从而导致打印出来的产品中心区域较边缘区域的尺寸会偏厚，影响打印精度；而且现有的LED、DLP投射紫外光成型的3D打印机因为投影光平面、成型材料液面及打印成型台三个面不是绝对平形，从而导致每个打印区域的3D图像产生畸变影响打印精度，从而使打印出来的产品精度误差通常只能控制在0.1MM-0.2MM以上，无法满足高精度的市场需求。
发明内容
本发明的目的是：提供一种3D打印机高精度安装结构及基于其的3D打印方法，通过使投影光平面、成型材料液面及打印成型台高度平行和精确控制不同光照强度区域的打印时间，以减小打印产品的精度误差。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的一种3D打印机高精度安装结构，包括安装背板、成型平台、树脂料盘、光学镜头及DMD发光芯片，所述成型平台、树脂料盘、光学镜头及DMD发光芯片由上至下平行固定于安装背板上，且均与所述安装背板呈90°的垂直角度，所述成型平台通过成型平台挂臂固定于安装背板上，所述安装背板固定有丝杆运动部件，所述成型平台挂臂与所述丝杆运动部件固定连接。
优选地，所述树脂料盘通过料盘隔板固定于安装背板上，且料盘隔板与所述安装背板固定连接。
优选地，所述光学镜头及DMD发光芯片通过投影机固定安装板固定于安装背板上，且投影机固定安装板与所述安装背板固定连接。
优选地，安装背板材料为铸铁、大理石、合金铝板等硬质材料。
本发明中一种基于上述3D打印机高精度安装结构的3D打印方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所打印区域的打印时间段分为普通打印时间段与附加打印时间段；
(2)依据所述打印的材料及光照强度的情况设定普通打印时间段；
(3)将所打印区域在XY平面区域内尺寸等分成X/Y等尺寸的若干方块；
(4)通过照度计精确单独测量步骤(3)中每个方块的紫外光照强度误差，结合所述打印产品的厚度来调节每个方块的附加打印时间段。
优选地，所述步骤(2)普通打印时间段为1～20s。
优选地，所述步骤(3)中方块数量为若干等份。
优选地，所述附加打印时间段通过参数设定在3D打印软件中控制。
优选地，所述步骤(3)中方块数量为48个或60个。
本发明的有益效果在于，所述高精度安装结构能保证光学镜头及DMD发光芯片与树脂料盘、成型平台高度平行，因此光学镜头发射光的平面与成型平台在X(左右)、Y(前后)平面的垂直距离最大限度的保证了同一高度尺寸，能从物理上保证其相对精度；并且通过将所打印区域里XY平面尺寸等分成X/Y等尺寸的若干方块，可自定义成48个或60个方块或更多方块，通过照度计精确单独测量每个方块的紫外光照强度误差，结合实际打印产品的厚度来调节每个方块的打印时间，软件里增加附加调节打印时间，在附加时间参数里可从0-100参数进行设定，光强度的区域和打印后与实际参数偏厚的区域减少附加打印时间；光强度弱的区域和打印后与实际参数偏薄的区域增加附加打印时间，从而解决LED或DLP打印机光源不均匀，导致打印精度偏差的问题。
附图说明
如图1为本发明中一种3D打印机高精度安装结构的主视图；
如图2为本发明中一种3D打印机高精度安装结构的侧视图；
如图3为实施例2中附加打印时间段功能控制界面的说明示意图；
其中，1-安装背板，2-成型平台，3-树脂料盘，4-光学镜头，5-DMD发光芯片，6-成型平台挂臂，7-丝杆运动部件，8-料盘隔板，9-投影机固定安装板。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
参照附图1及图2所示，一种LED光源或DLP投影3D打印机高精度安装结构，包括安装背板1、成型平台2、树脂料盘3、光学镜头4及DMD发光芯片5，所述成型平台2、树脂料盘3、光学镜头4及DMD发光芯片5由上至下平行固定于安装背板1上，且均与所述安装背板1呈90°的垂直角度，所述成型平台2通过成型平台挂臂6固定于安装背板1上，所述安装背板1固定有丝杆运动部件7，所述成型平台挂臂6与所述丝杆运动部件7固定连接，所述树脂料盘3通过料盘隔板8固定于安装背板1上，且料盘隔板8与所述安装背板1固定连接，所述光学镜头4及DMD发光芯片5通过投影机固定安装板9固定于安装背板1上，且投影机固定安装板9与所述安装背板1固定连接，安装背板1材料为合金铝板硬质材料。
基于上述3D打印机高精度安装结构的3D打印方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将测试件所打印区域的打印时间段分为普通打印时间段与附加打印时间段；
(2)依据测试件的材料及光照强度的情况设定普通打印时间段为10s；
(3)将所打印区域在XY平面区域内尺寸等分成X/Y等尺寸的48个方块；
(4)通过照度计精确单独测量步骤(3)中每个方块的紫外光照强度误差，结合所述打印测试件的厚度在打印软件中设置参数1～100来调节每个方块的附加打印时间段。
实施例2
与实施例1中不同之处在于，本实施例中一种基于3D打印机高精度安装结构的3D打印方法中，步骤(2)中设定普通打印时间段为15s，步骤(3)中将所打印区域在XY平面区域内尺寸等分成X/Y等尺寸的60个方块。
基于上述，所述高精度安装结构能保证光学镜头4及DMD发光芯片5与树脂料盘3、成型平台2高度平行，从而使投影光平面、成型材料液面及打印成型台三个面平行尺寸控制在0.02-0.20MM以内，并使光学镜头4发射光的平面与成型平台2在X(左右)、Y(前后)平面的垂直距离最大限度的保证了同一高度尺寸，精度将能最有效保证。将普通打印时间段根据材料及光照设定，并通过调整附加时间段的参数(0-100)来设定单独的曝光时间，测试件厚的区域调小曝光时间，测试件偏薄的区域调大曝光时间，从而精准控制打印尺寸，达到高精度打印，并最终使产品误差范围在0.02-0.05MM的范围内。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种3D打印机高精度安装结构，其特征在于，包括安装背板、成型平台、树脂料盘、光学镜头及DMD发光芯片，所述成型平台、树脂料盘、光学镜头及DMD发光芯片由上至下平行固定于安装背板上，且均与所述安装背板呈90°的垂直角度，所述成型平台通过成型平台挂臂固定于安装背板上，所述安装背板固定有丝杆运动部件，所述成型平台挂臂与所述丝杆运动部件固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种LED光源或DLP投影3D打印机高精度安装结构，其特征在于，所述树脂料盘通过料盘隔板固定于安装背板上，且料盘隔板与所述安装背板固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种LED光源或DLP投影3D打印机高精度安装结构，其特征在于，所述光学镜头及DMD发光芯片通过投影机固定安装板固定于安装背板上，且投影机固定安装板与所述安装背板固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种LED光源或DLP投影3D打印机高精度安装结构，其特征在于，安装背板材料为铸铁、大理石、合金铝板等硬质材料。
5.一种基于权利要求1～4任一项所述的3D打印机高精度安装结构的3D打印方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所打印区域的打印时间段分为普通打印时间段与附加打印时间段；
(2)依据所述打印的材料及光照强度的情况设定普通打印时间段；
(3)将所打印区域在XY平面区域内尺寸等分成X/Y等尺寸的若干方块；
(4)通过照度计精确单独测量步骤(3)中每个方块的紫外光照强度误差，结合所述打印产品的厚度来调节每个方块的附加打印时间段。
6.根据权利要求5所述的一种3D打印方法，其特征在于，所述步骤(2)普通打印时间段为1～20s。
7.根据权利要求5所述的一种3D打印方法，其特征在于，所述步骤(3)中方块数量为若干等份。
8.根据权利要求5所述的一种3D打印方法，其特征在于，所述附加打印时间段通过参数设定在3D打印软件中控制。
9.根据权利要求7所述的一种3D打印方法，其特征在于，所述步骤(3)中方块数量为48个或60个。
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