一種下沉式3d打印機(jī)的光路結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于3D打印機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種下沉式3D打印機(jī)的光路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印機(jī)又稱三維打印機(jī)(3DP)，是一種累積制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)打印一層層的粘合材料來(lái)制造三維的物體?，F(xiàn)階段三維打印機(jī)被用來(lái)制造產(chǎn)品。逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印機(jī)的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中，機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來(lái)。
[0003]3D打印的基本原理是分層加工、迭加成形，即通過(guò)逐層增加材料來(lái)生成3D實(shí)體，在進(jìn)行3D打印時(shí)，首先由計(jì)算機(jī)通過(guò)設(shè)計(jì)、掃描等方式得到待打印物體的三維模型，再通過(guò)電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(例如CAD)沿某個(gè)方向完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機(jī)上，由計(jì)算機(jī)根據(jù)切片生成機(jī)器指令，3D打印機(jī)根據(jù)該機(jī)器指令打印出薄型層面，并將連續(xù)的薄型層面堆疊起來(lái)，直到一個(gè)固態(tài)物體成型，形成三維立體實(shí)物，完成3D打印。
[0004]光固化3D打印機(jī)是用能量光源(例如，紫外光)，并利用光敏樹脂受光硬化的特性，產(chǎn)生物體的剖面層;再加上3D打印技術(shù)將每一個(gè)剖面層堆積并且黏合在一起，組成想要的成品。光敏樹脂在受到光線照射而固化的過(guò)程，是本技術(shù)的核心。目前已經(jīng)出現(xiàn)了下沉式光固化成型技術(shù)，即將打印平臺(tái)的連續(xù)層結(jié)構(gòu)沉入到樹脂槽中，其中的樹脂槽基本上就是一個(gè)裝光敏樹脂的缸體，軟體部分產(chǎn)生的影像信號(hào)在經(jīng)過(guò)數(shù)字處理(DLP)后再由投影儀投影出來(lái)，該投影光在透過(guò)樹脂槽的底部后與光敏樹脂相接觸。此時(shí)光接觸的光敏樹脂瞬間聚合成固體(即打印層，厚度一般為25?30μπι)，而未與光接觸的光敏樹脂則還會(huì)是保持液態(tài)，但是采用投影儀進(jìn)行成像處理，導(dǎo)致打印精度較低，無(wú)法滿足生產(chǎn)需求。同時(shí)還沒(méi)有出現(xiàn)專門針對(duì)下沉式光固化3D打印機(jī)的光路結(jié)構(gòu)，多是沿用了傳統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重影響了該技術(shù)的應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種下沉式3D打印機(jī)的光路結(jié)構(gòu)，本光路結(jié)構(gòu)采用了兩次反射原理，將DMD芯片的成像技術(shù)應(yīng)用到下沉式3D打印機(jī)中，使得成型精度大大提高和成型速度大大加快。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種下沉式3D打印機(jī)的光路結(jié)構(gòu)，包括紫外光發(fā)生器、DMD芯片和透鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述光路結(jié)構(gòu)還包括兩個(gè)反射鏡，分別是反射鏡I和反射鏡Π，所述紫外光發(fā)生器設(shè)置于DMD芯片的右上方，所述透鏡系統(tǒng)位于DMD芯片上方，所述反射鏡I設(shè)于透鏡系統(tǒng)的正上方，所述反射鏡I與水平面的夾角為135°，所述反射鏡Π與反射鏡I相對(duì)稱設(shè)置，所述反射鏡Π下方設(shè)有下沉式成型平臺(tái)。
[0007]進(jìn)一步地，所述紫外光發(fā)生器發(fā)射出的紫外光波長(zhǎng)為400納米或者420納米中的任意一種。
[0008]進(jìn)一步地，所述透鏡系統(tǒng)包括上下兩個(gè)相同的凸透鏡，兩個(gè)凸透鏡平行設(shè)置，且均與水平面相平行，兩個(gè)透鏡之間的距離為焦距的兩倍。
[0009]進(jìn)一步地，所述DMD芯片的分辨率為1920*1080。
[0010]進(jìn)一步地，所述下沉式成型平臺(tái)位于反射鏡Π的反射光路上。
[0011]進(jìn)一步地，所述反射鏡I和透鏡系統(tǒng)之間設(shè)有激光振鏡。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0013]1、本光路結(jié)構(gòu)加設(shè)了兩個(gè)反射鏡，應(yīng)用了兩次反射原理，紫外光經(jīng)過(guò)兩次反射，最終投射到下沉式成型平臺(tái)上。
[0014]2、DMD芯片可以非常精準(zhǔn)、靈活的把UV光線發(fā)射出，實(shí)現(xiàn)高效的整層打印，大大提高了打印精度。本光路結(jié)構(gòu)將DMD芯片的成像技術(shù)應(yīng)用到下沉式3D打印機(jī)中，使得成型精度大大提高和成型速度大大加快。
【附圖說(shuō)明】
[0015]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖(圖中箭頭為光束的傳播方向)。
[0017]圖2為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖(圖中箭頭為光束的傳播方向)。
[0018]圖3為透鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖(圖中箭頭為光束的傳播方向)。
[0019]其中:1、紫外光發(fā)生器2、DMD芯片3、透鏡系統(tǒng)4、反射鏡I
[0020]5、反射鏡Π 6、凸透鏡I 7、凸透鏡Π 8、下沉式成型平臺(tái)
[0021]9、激光振鏡
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0023]在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0024]實(shí)施例1
[0025]—種下沉式3D打印機(jī)的光路結(jié)構(gòu)，包括紫外光發(fā)生器1、DMD芯片2和透鏡系統(tǒng)3，所述紫外光發(fā)生器I發(fā)射出的紫外光波長(zhǎng)為400納米或者420納米中的任意一種，所述光路結(jié)構(gòu)還包括兩個(gè)反射鏡，分別是反射鏡14和反射鏡Π 5，所述紫外光發(fā)生器I設(shè)置于DMD芯片2的右上方，所述透鏡系統(tǒng)3位于DMD芯片2上方，所述透鏡系統(tǒng)3包括上下兩個(gè)相同的凸透鏡，分別是凸透鏡16和凸透鏡Π 7，兩個(gè)凸透鏡平行設(shè)置，且均與水平面相平行，兩個(gè)透鏡之間的距離為焦距的兩倍，所述DMD芯片2的分辨率為1920*1080，所述反射鏡14設(shè)于透鏡系統(tǒng)3的正上方，所述反射鏡14與水平面的夾角為135°，所述反射鏡Π 5與反射鏡14相對(duì)稱設(shè)置，所述反射鏡Π 5下方設(shè)有下沉式成型平臺(tái)8，所述下沉式成型平臺(tái)8位于反射鏡Π 5的反射光路上O
[0026]工作方式:
[0027]波長(zhǎng)為420納米的紫外光從紫外光發(fā)生器中發(fā)出，之后投射到DMD芯片上，通過(guò)DMD芯片反射光源形成可編程光束體，再經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)形成直射角度的平行光束，平行光束投射到反射鏡I中，被反射鏡I反射的光束經(jīng)由反射鏡Π發(fā)射到下沉式成型平臺(tái)上，反射鏡14與水平面的夾角為135°，反射鏡Π 5與反射鏡14相對(duì)稱設(shè)置，因此反射鏡Π與水平面的夾角為45°，下沉式成型平臺(tái)8位于反射鏡Π的正下方，因此保證了下沉式成型平臺(tái)8位于反射鏡Π 5的反射光路上。
[0028]實(shí)施例2
[0029]在反射鏡I和透鏡系統(tǒng)之間加設(shè)激光振鏡9，其它與實(shí)施例1相同。
[0030]工作方式:
[0031]經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)形成直射角度的平行光束，先投射到激光振鏡上，再投射到反射鏡I中，被反射鏡I反射的光束經(jīng)由反射鏡Π發(fā)射到下沉式成型平臺(tái)上，由于加設(shè)了激光振鏡，大大加快了打印成型速度，更便于打印體積較大的物體，同時(shí)提高了打印精度。
[0032]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種下沉式3D打印機(jī)的光路結(jié)構(gòu)，包括紫外光發(fā)生器、DMD芯片和透鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述光路結(jié)構(gòu)還包括兩個(gè)反射鏡，分別是反射鏡I和反射鏡Π，所述紫外光發(fā)生器設(shè)置于DMD芯片的右上方，所述透鏡系統(tǒng)位于DMD芯片上方，所述反射鏡I設(shè)于透鏡系統(tǒng)的正上方，所述反射鏡I與水平面的夾角為135°，所述反射鏡Π與反射鏡I相對(duì)稱設(shè)置，所述反射鏡Π下方設(shè)有下沉式成型平臺(tái)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種下沉式3D打印機(jī)的光路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述紫外光發(fā)生器發(fā)射出的紫外光波長(zhǎng)為400納米或者420納米中的任意一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種下沉式3D打印機(jī)的光路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述透鏡系統(tǒng)包括上下兩個(gè)相同的凸透鏡，兩個(gè)凸透鏡平行設(shè)置，且均與水平面相平行，兩個(gè)透鏡之間的距離為焦距的兩倍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種下沉式3D打印機(jī)的光路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述DMD芯片的分辨率為1920*1080。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種下沉式3D打印機(jī)的光路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述下沉式成型平臺(tái)位于反射鏡Π的反射光路上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種下沉式3D打印機(jī)的光路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述反射鏡I和透鏡系統(tǒng)之間設(shè)有激光振鏡。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種下沉式3D打印機(jī)的光路結(jié)構(gòu)，包括紫外光發(fā)生器、DMD芯片和透鏡系統(tǒng)，所述光路結(jié)構(gòu)還包括兩個(gè)反射鏡，分別是反射鏡Ⅰ和反射鏡Ⅱ，所述紫外光發(fā)生器設(shè)置于DMD芯片的右上方，所述透鏡系統(tǒng)位于DMD芯片上方，所述反射鏡Ⅰ設(shè)于透鏡系統(tǒng)的正上方，所述反射鏡Ⅰ與水平面的夾角為135°，所述反射鏡Ⅱ與反射鏡Ⅰ相對(duì)稱設(shè)置，所述反射鏡Ⅱ下方設(shè)有下沉式成型平臺(tái)。本光路結(jié)構(gòu)采用了兩次反射原理，將DMD芯片的成像技術(shù)應(yīng)用到下沉式3D打印機(jī)中，使得成型精度大大提高和成型速度大大加快。
【IPC分類】B22F3/105, B33Y30/00, B29C67/00, G02B17/08
【公開號(hào)】CN205326294
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521142596
【發(fā)明人】徐立崢
【申請(qǐng)人】博納云智（天津）科技有限公司
【公開日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日