CN108357098A - 一种sla 3d打印机的工作方法 - Google Patents

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胡小梅
钱婷婷
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    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
    • B29C64/135—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明涉及一种SLA 3D打印机的工作方法，依据待打印模型大小，调节液槽、刮板和升降台的尺寸；控制器依据尺寸信息控制第一电机的功率，第一电机通过减速机构带动刮板运动，从而将液态光敏树脂铺平；控制器依据尺寸信息确定坐标系，然后依据待打印信息集确定紫外激光器运动轨迹，并通过第二电机驱动紫外激光器运动，使得升降台上区域的光敏树脂固化；刮板运动将液态光敏树脂铺平并覆盖已固化部分。由于液槽根据待打印模型的大小调节，同时调整刮板和升降台的尺寸，对于打印较小的零件，只需要较少的液体光敏树脂，和较小的功率驱动刮板，不但有效节约了树脂材料，而且有效节约了能源，使用更加灵活。

Description

一种SLA 3D打印机的工作方法
技术领域
本发明涉及一种SLA 3D打印机的工作方法，属于3D打印技术领域。
背景技术
目前，3D打印机又称三维打印机，是一种利用快速成形技术， 以数字模型文件为基础，采用成型材料，通过逐层打印的方式来构造三维的实体的打印设备。随着3D打印技术的快速发展，3D打印机在产品制造业获得了广泛的应用。3D打印技术被誉为“第三次工业革命”，被广泛的应用于工业、医疗、教学、航空航天等领域。3D 打印的基本原理是分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体，在进行3D打印时，软件通过电脑辅助设计技术(CAD)完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，3D 打印机将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型，完成 3D打印。3D打印技术的主流技术包括立体光固化技术(SLA)、喷射光敏聚合物（PolyJet）、熔融沉积成型(FDM)、选择性激光熔化技术(SLM)、数字光处理技术(DLP)、 三维打印黏结成型(3DP)等。
其中立体光固化3D打印机发展迅速，其成型效率高，精度有保障，但是由于其工作时通常需要将液槽放满，即便打印很小的模型时，也需要大量的光敏材料，并且这些材料在使用过程中可能造成污染，从而影响再次使用，因此大大增加了成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中液态光敏材料浪费的技术问题，提供一种SLA 3D打印机的工作方法，其不但保障3D打印的成型效率高，精度有保障，而且可以有效节约光敏材料，避免打印材料的浪费。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种SLA 3D打印机的工作方法，其特征在于，所述3D打印机包括支架、用于容纳光敏树脂的液槽、刮板、驱动刮板运动的第一电机、紫外激光器、驱动紫外激光器运动的第二电机、升降台、驱动升降台运动的第三电机、控制单元，所述刮板和紫外激光器设置在所述支架上，所述工作方法包括以下步骤：
A.依据待打印模型大小，调节液槽、刮板和升降台的尺寸；
B.将液槽内放满液态光敏树脂，升降台升至最上端并位于液槽内，将液槽的尺寸和刮板尺寸发送至控制器；
C.控制器依据尺寸信息控制第一电机的功率，第一电机通过减速机构带动刮板运动，从而将液态光敏树脂铺平；
D.控制器依据尺寸信息确定坐标系，然后依据待打印信息集确定紫外激光器运动轨迹，并通过第二电机驱动紫外激光器运动，使得升降台上区域的光敏树脂固化；
E.第三电机驱动升降台向下移动，控制器依据尺寸信息控制第一电机的功率，第一电机通过减速机构带动刮板运动，从而将液态光敏树脂铺平并覆盖已固化部分，重复步骤D、E直至打印完成。
进一步地，所述液槽包括长方形底壁和沿底壁向上延伸的侧壁，其中至少一个侧壁可沿着底壁水平运动以调节所述液槽的尺寸。
进一步地，所述支架设有刮板接口，所述刮板与所述接口可拆卸连接。
进一步地，所述刮板与所述液态光敏树脂的摩擦系数为u，刮板的重力为mg，运动速度为v米/秒,减速机构效率为a，所述控制器驱动第一电机的功率p=a*u*mg*v。
进一步地，所述v=0.2米/秒。
进一步地，所述升降台包括垂直部和水平部，所述水平部包括第一水平部和第二水平部，所述第一水平部下端设有滑轨，所述第二水平部设置在滑轨内并可沿着滑轨滑动以调节升降台的尺寸。
本发明的有益效果是，本发明的液槽根据待打印模型的大小调节，同时调整刮板和升降台的尺寸，对于打印较小的零件，只需要较少的液体光敏树脂，和较小的功率驱动刮板，不但有效节约了树脂材料，而且有效节约了能源，使用更加灵活。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的实施例一结构示意图图；
图2是本发明的实施例一的流程图。
图中：
支架1、液槽2、底壁21、侧壁22、、刮板3、第一电机4、紫外激光器5、第二电机6、升降台7、垂直部71、第一水平部72、第二水平部73、滑轨74、第三电机8、控制单元9。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，本发明的SLA 3D打印机，包括包括支架1、用于容纳光敏树脂的液槽2、刮板3、驱动刮板运动的第一电机4、紫外激光器5、驱动紫外激光器运动的第二电机6、升降台7、驱动升降台运动的第三电机8、控制单元9，所述刮板3和紫外激光器5设置在所述支架上，支架设有刮板接口，所述刮板与所述接口可拆卸连接，所述刮板有多个尺寸可供选择，刮板的质量m与刮板的长度成正比。
液槽2包括长方形底壁21和沿底壁向上延伸的侧壁22，其中至少一个侧壁可沿着底壁21水平运动。升降台7包括垂直部71和水平部，所述水平部包括第一水平部72和第二水平部73，所述第一水平部下端设有滑轨74，所述第二水平部73设置在滑轨74内并可沿着滑轨74滑动以调节升降台的尺寸。
所述工作方法包括以下步骤：
A.依据待打印模型大小，通过移动液槽侧壁调节液槽的尺寸，使得液槽的大小与待打印模型尺寸相匹配；根据液槽的尺寸，更换与液槽尺寸匹配的刮板，通常来说，刮板运动的轨迹应当覆盖液槽的槽口，从而防止未刮到的液体流动造成的液体表面不平整，通过移动升降台的第二水平部，调节升降台的尺寸；
B.将液槽内放满液态光敏树脂，升降台升至最上端并位于液槽内，升降台距离液面的高度应在0.1-1mm，将液槽的尺寸和刮板尺寸发送至控制器；
C. 所述控制器依据刮板的尺寸确定刮板的重力mg，刮板与所述液态光敏树脂的摩擦系数为u，刮板运动速度为v米/秒,在本实施例中，所述速度v=0.2米/秒,减速机构效率为a，所述控制器驱动第一电机的功率p=a*u*mg*v,第一电机通过减速机构带动刮板运动，驱动刮板运动，从而将液态光敏树脂铺平；
D.控制器依据尺寸信息确定坐标系，然后依据待打印信息集确定紫外激光器运动轨迹，并通过第二电机驱动紫外激光器运动，使得升降台上区域的光敏树脂固化；
E.第三电机驱动升降台向下移动，控制器依据尺寸信息控制第一电机的功率为p，第一电机通过减速机构带动刮板运动，驱动刮板运动，从而将液态光敏树脂铺平并覆盖已固化部分，重复步骤D、E直至打印完成。
由于液槽根据待打印模型的大小调节，同时调整刮板和升降台的尺寸，对于打印较小的零件，只需要较少的液体光敏树脂，和较小的功率驱动刮板，不但有效节约了树脂材料，而且有效节约了能源，使用更加灵活。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种SLA 3D打印机的工作方法，其特征在于，所述3D打印机包括支架、用于容纳光敏树脂的液槽、刮板、驱动刮板运动的第一电机、紫外激光器、驱动紫外激光器运动的第二电机、升降台、驱动升降台运动的第三电机、控制单元，所述刮板和紫外激光器设置在所述支架上，所述工作方法包括以下步骤：
A.依据待打印模型大小，调节液槽、刮板和升降台的尺寸；
B.将液槽内放满液态光敏树脂，升降台升至最上端并位于液槽内，将液槽的尺寸和刮板尺寸发送至控制器；
C.控制器依据尺寸信息控制第一电机的功率，第一电机通过减速机构带动刮板运动，从而将液态光敏树脂铺平；
D.控制器依据尺寸信息确定坐标系，然后依据待打印信息集确定紫外激光器运动轨迹，并通过第二电机驱动紫外激光器运动，使得升降台上区域的光敏树脂固化；
E.第三电机驱动升降台向下移动，控制器依据尺寸信息控制第一电机的功率，第一电机通过减速机构带动刮板运动，从而将液态光敏树脂铺平并覆盖已固化部分，重复步骤D、E直至打印完成。
2.根据权利要求1所述的SLA 3D打印机的工作方法，其特征在于，所述液槽包括长方形底壁和沿底壁向上延伸的侧壁，其中至少一个侧壁可沿着底壁水平运动以调节所述液槽的尺寸。
3.根据权利要求1所述的SLA 3D打印机的工作方法，其特征在于，所述支架设有刮板接口，所述刮板与所述接口可拆卸连接。
4.根据权利要求1所述的SLA 3D打印机的工作方法，其特征在于，所述刮板与所述液态光敏树脂的摩擦系数为u，刮板的重力为mg，运动速度为v米/秒,减速机构效率为a，所述控制器驱动第一电机的功率p=a*u*mg*v。
5.根据权利要求4所述的SLA 3D打印机的工作方法，其特征在于，所述v=0.2米/秒。
6.根据权利要求1所述的SLA 3D打印机的工作方法，其特征在于，所述升降台包括垂直部和水平部，所述水平部包括第一水平部和第二水平部，所述第一水平部下端设有滑轨，所述第二水平部设置在滑轨内并可沿着滑轨滑动以调节升降台的尺寸。
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