一种基于光固化的多色3D打印系统

技术领域

本发明涉及一种3D打印系统技术领域，尤其涉及一种基于光固化的多色3D打印系统。

背景技术

3D打印(3D printing，又称增材制造、积层制造)是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，该技术最早在20世纪80年代中期由美国提出，3D打印常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，是制造业有代表性的颠覆性技术，日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。

传统的光固化3D打印利用光源成像将树脂分层固化，模型颜色分布取决于树脂本身的材料特性，导致模型颜色控制复杂且不具有通用性，为了满足通用树脂材料的多色成型需求，需要一种能够利用多种树脂材料在同一个模型呈现不同颜色的光固化3D打印系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光固化的多色3D打印系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于光固化的多色3D打印系统，包括机架、直线滑台、成型平台、复合滑动料槽、光源系统、滑块、树脂槽、清洗槽、滑轮轨道、电机和计算机控制单元；

所述光源系统位于在成型平台下方，所述光源系统与计算机控制单元电信号连接。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述机架用于构建D打印机，所述直线滑台固定连接在机架的侧壁上，所述电机固定连接在直线滑台的上端，所述电机的信号输入端与计算机控制单元的信号输出端电信号连接，所述电机的输出端固定连接有螺纹杆，所述滑块滑动连接在直线滑台的侧壁上，所述滑块螺纹连接在螺纹杆上，所述成型平台固定连接在滑块的侧壁上，所述成型平台与滑块之间的侧壁上固定连接有呈三角性设置的固定三角板。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述机架底侧壁上开设设有呈贯穿设置的安装槽，所述安装槽横矩形设置，所述滑轮轨道固定连接安装槽的两侧壁之间，所述复合滑动料槽滑动连接在滑轮轨道内，所述滑轮轨道的信号输入端与计算机控制单元的信号输出端电信号连接，所述计算机控制单元可以通过控制滑轮轨道而使复合滑动料槽移动。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述复合滑动料槽包括三个树脂槽、两个清洗槽，所述成型平台的尺寸小于树脂槽和清洗槽的尺寸，三个所述树脂槽和两个清洗槽交替排列设置于复合滑动料槽内，所述树脂槽底部设置有透光膜片，所述树脂槽内设置有不同的光敏树脂。

作为本技术方案的进一步改进方案：每个所述清洗槽内部底侧壁上设有吸收垫，所述吸收垫上侧设有隔板，所述隔板滑动连接在清洗槽内，所述隔板上开设有多个通孔，所述每个所述清洗槽中的吸收垫上设有清洗液。

作为本技术方案的进一步改进方案：光源系统包括LCD显示屏、透镜阵列、光源、LED灯珠、散热片和两个风扇，所述LCD显示屏位于顶部，所述透镜阵列和光源依次位于LCD显示屏的下方对正位置。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述光源为安装在铝基板上呈阵列排布的多个LED灯珠，多个所述LED灯珠分别与铝基板上的电路电连接。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述散热片紧贴于光源底部，两个所述风扇安装在光源系统两侧。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述LCD显示屏选用不带背光的LCD面板，全白透光率≥1％。

作为本技术方案的进一步改进方案：所述复合滑动料槽包括两个树脂槽和三个清洗槽，三个所述清洗槽列在两个树脂槽之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

在计算机控制单元的控制下可启动电机进行转动，电机转动将带动螺纹杆旋转，螺纹杆转动将带动滑块在直线滑台上进行移动，直线滑台在带动成型平台进行移动，当计算机控制单元控制启动电机进行顺时针转动时，滑块在直线滑台上进行向上移动，当计算机控制单元控制启动电机进行逆时针转动时，滑块在直线滑台上进行向下移动，进而在计算机控制单元的控制下能够完成成型平台的升降操作；当需要使得复合滑动料槽内的多个树脂槽和清洗槽移动时，计算机控制单元可以通过控制滑轮轨道而使复合滑动料槽移动，进而在计算机控制单元的控制下能够完成复合滑动料槽中多个树脂槽和清洗槽进行左右移动的操作；所以可以根据计算机控制单元的指令要求，通过移动复合滑动料槽将对应树脂槽置于成型平台下方，树脂槽内设置有不同的光敏树脂，因为光源系统设置在成型平台下方，在计算机控制单元的控制下将树脂槽移动至正对成型平台位置时，光源系统通过透光膜片对光敏树脂进行固化，透镜阵列和光源依次位于LCD显示屏的下方对正位置，可以使得光源的固定功能更加，更加快速将树脂进行固化，计算机控制单元根据颜色设置曝光区域，因此可分区域打印多色产品，并且散热片紧贴于光源底部，可以有效地传导LED灯珠工作时产生的热量，从而允许以高光强稳定工作，提高打印效率，两个风扇安装在光源系统两侧，形成稳定的单向冷却气流，有效地带出LCD显示屏、光源产生的热量，延长LCD显示屏、光源的工作寿命；直线滑台与复合滑动料槽均可迅速移动，因此成型速度快、打印效率高；切换颜色前使用清洗槽洗去模型表面残留树脂，在计算机控制单元的控制下成型平台下降接触隔板，并通过隔板挤压吸收垫，使清洗液浸没模型表面，然后再抬升成型平台，抬升成型平台后吸收垫回弹将清洗液吸入，并吸收树脂，即可通过清洗槽将成型平台位置处的模型进行清洗，因此颜色层次清晰。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一实施例中的多色光固化3D打印机的一结构示意图；

图2是本发明一实施例中的多色光固化3D打印机的另一结构示意图；

图3是本发明的复合滑动料槽清洗槽结构示意图；

图4是本发明的光源系统的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、机架；2、直线滑台；3、成型平台；4、复合滑动料槽；5、光源系统；6、滑块；7、树脂槽；8、清洗槽；9、滑轮轨道；10、电机；31、吸收垫；32、隔板；41、LCD显示屏；42、透镜阵列；43、光源；44、LED灯珠；45、散热片；46、风扇。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一：如图1所示，一种基于光固化的多色3D打印系统，包括机架1、直线滑台2、成型平台3、复合滑动料槽4、光源系统5、滑块6、树脂槽7、清洗槽8、滑轮轨道9、电机10和计算机控制单元；

光源系统5位于在成型平台3下方，光源系统5与计算机控制单元电信号连接。

如图1所示，机架1用于构建3D打印机，直线滑台2固定连接在机架1的侧壁上，电机10固定连接在直线滑台2的上端，电机10的信号输入端与计算机控制单元的信号输出端电信号连接，电机10的输出端固定连接有螺纹杆，滑块6滑动连接在直线滑台2的侧壁上，滑块6螺纹连接在螺纹杆上，成型平台3固定连接在滑块6的侧壁上，成型平台3与滑块6之间的侧壁上固定连接有呈三角性设置的固定三角板，固定三角板用于加固成型平台3与滑块6，使得成型平台3与滑块6更稳定，在计算机控制单元的控制下可启动电机10进行转动，电机10转动将带动螺纹杆旋转，螺纹杆转动将带动滑块6在直线滑台2上进行移动，直线滑台2在带动成型平台3进行移动，当计算机控制单元控制启动电机10进行顺时针转动时，滑块6在直线滑台2上进行向上移动，当计算机控制单元控制启动电机10进行逆时针转动时，滑块6在直线滑台2上进行向下移动，进而在计算机控制单元的控制下能够完成成型平台3的升降操作。

如图1所示，机架1底侧壁上开设设有呈贯穿设置的安装槽，安装槽横矩形设置，滑轮轨道9固定连接安装槽的两侧壁之间，复合滑动料槽4滑动连接在滑轮轨道9内，滑轮轨道9的信号输入端与计算机控制单元的信号输出端电信号连接，当需要使得复合滑动料槽4内的多个树脂槽7和清洗槽8移动时，计算机控制单元可以通过控制滑轮轨道9而使复合滑动料槽4移动，进而在计算机控制单元的控制下能够完成复合滑动料槽4中多个树脂槽7和清洗槽8进行左右移动的操作。

如图1所示，复合滑动料槽4包括三个树脂槽7、两个清洗槽8，成型平台3的尺寸小于树脂槽7和清洗槽8的尺寸，三个树脂槽7和两个清洗槽8交替排列设置于复合滑动料槽4内，树脂槽7底部设置有透光膜片，树脂槽7内设置有不同的光敏树脂，因为光源系统5设置在成型平台3下方，在计算机控制单元的控制下将树脂槽7移动至正对成型平台3位置时，光源系统5通过透光膜片对光敏树脂进行固化。

如图3所示，每个清洗槽8内部底侧壁上设有吸收垫31，吸收垫31上侧设有隔板32，隔板32滑动连接在清洗槽8内，隔板32上开设有多个通孔，每个清洗槽8中的吸收垫31上设有清洗液，在计算机控制单元的控制下成型平台3下降接触隔板32，并通过隔板32挤压吸收垫31，使清洗液浸没模型表面，然后再抬升成型平台3，抬升成型平台3后吸收垫31回弹将清洗液吸入，并吸收树脂，即可通过清洗槽8将成型平台3位置处的模型进行清洗。

如图4所示，光源系统5包括LCD显示屏41、透镜阵列42、光源43、LED灯珠44、散热片45和两个风扇46，LCD显示屏41位于顶部，透镜阵列42和光源43依次位于LCD显示屏41的下方对正位置，可以使得光源43的固定功能更加，更加快速将树脂进行固化。

如图4所示，光源43为安装在铝基板上呈阵列排布的多个LED灯珠44，多个LED灯珠44分别与铝基板上的电路电连接。

如图4所示，散热片45紧贴于光源43底部，可以有效地传导LED灯珠44工作时产生的热量，从而允许以高光强稳定工作，提高打印效率，两个风扇46安装在光源系统5两侧，形成稳定的单向冷却气流，有效地带出LCD显示屏41、光源43产生的热量，延长LCD显示屏41、光源43的工作寿命。

如图4所示，LCD显示屏41选用不带背光的LCD面板，全白透光率≥1％，如果需要高速打印，可选用高透光率的单色液晶面板。

实施例二：如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于树脂槽7和清洗槽8的数量，本实施例复合滑动料槽4包括两个树脂槽7和三个清洗槽8，三个清洗槽8列在两个树脂槽7之间，计算机控制单元控制复合滑动料槽将树脂槽7移动至成型平台3下方，对光敏树脂进行固化，将三个清洗槽8依次移动至成型平台3下方，对模型进行多次清洗，直至模型打印完成。

本发明的工作原理是：

在计算机控制单元的控制下可启动电机10进行转动，电机10转动将带动螺纹杆旋转，螺纹杆转动将带动滑块6在直线滑台2上进行移动，直线滑台2在带动成型平台3进行移动，当计算机控制单元控制启动电机10进行顺时针转动时，滑块6在直线滑台2上进行向上移动，当计算机控制单元控制启动电机10进行逆时针转动时，滑块6在直线滑台2上进行向下移动，进而在计算机控制单元的控制下能够完成成型平台3的升降操作；当需要使得复合滑动料槽4内的多个树脂槽7和清洗槽8移动时，计算机控制单元可以通过控制滑轮轨道9而使复合滑动料槽4移动，进而在计算机控制单元的控制下能够完成复合滑动料槽4中多个树脂槽7和清洗槽8进行左右移动的操作；所以可以根据计算机控制单元的指令要求，通过移动复合滑动料槽4将对应树脂槽7置于成型平台3下方，树脂槽7内设置有不同的光敏树脂，因为光源系统5设置在成型平台3下方，在计算机控制单元的控制下将树脂槽7移动至正对成型平台3位置时，光源系统5通过透光膜片对光敏树脂进行固化，透镜阵列42和光源43依次位于LCD显示屏41的下方对正位置，可以使得光源43的固定功能更加，更加快速将树脂进行固化，计算机控制单元根据颜色设置曝光区域，因此可分区域打印多色产品，并且散热片45紧贴于光源43底部，可以有效地传导LED灯珠工作时产生的热量，从而允许以高光强稳定工作，提高打印效率，两个风扇46安装在光源系统5两侧，形成稳定的单向冷却气流，有效地带出LCD显示屏41、光源43产生的热量，延长LCD显示屏41、光源43的工作寿命；直线滑台2与复合滑动料槽4均可迅速移动，因此成型速度快、打印效率高；切换颜色前使用清洗槽8洗去模型表面残留树脂，在计算机控制单元的控制下成型平台3下降接触隔板32，并通过隔板32挤压吸收垫31，使清洗液浸没模型表面，然后再抬升成型平台3，抬升成型平台3后吸收垫31回弹将清洗液吸入，并吸收树脂，即可通过清洗槽8将成型平台3位置处的模型进行清洗，因此颜色层次清晰。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。