一種光源移動式面成型三維打印成型系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種光源移動式面成型三維打印成型系統，包括箱體，所述箱體內設置有：數據處理控制系統、傳動系統、移動式面成像設備、溫控盛液系統、打印成型平臺以及傳感器系統。本發明的有益效果在于，本發明提供一種光源可移動地進行三維模型打印的光源移動式面成型三維打印成型系統。
【專利說明】一種光源移動式面成型三維打印成型系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光源移動式面成型三維打印成型系統。
【背景技術】
[0002]快速成型技術(又稱快速原型制造技術Rapid Prototyping Manufacturing,簡稱RPM)，誕生于20世紀80年代后期，是基于材料堆積法的一種高新制造技術，是一種不再需要傳統的刀具、夾具和機床就可以打造出任意形狀，根據零件或物體的三維模型數據，通過成型設備以材料累積的方式制成實物模型的技術，被認為是近20年來制造領域的一個重大成果。它集工程機械、CAD、逆向工程技術、分層制造技術、數控技術、材料科學以及激光技術于一身，可以自動、直接、快速以及精確地將設計思想轉變為具有一個功能的原型或直接制造零件，從而為零件原型制作、新設計思想的校驗等方面提供于一種高效低成本的實現手段。
[0003]自80年代以來材料累加成型思想產生以來，研究人員開發出了許多快速成型技術，統稱3D打印，如光固化成型(SL)、粉末燒結成型(SLS)、層疊法成型(LOM)以及熔積成型(FDM)等多達十余種具體的工藝方法。這些工藝方法都是在材料累加成型的原理基礎上，結合材料的物理化學特性和先進的工藝方法而形成的，它與其他學科的發展密切相關。目前已經有了基于上述快速成型技術的多種三維打印機問世了，并開始應用到飛機制造、仿生制造、異形產品制造以及個性化產品制造等領域，但目前的三維打印機在穩定性、平穩性和準確性等方面都存在較大缺陷，同時存在只能在一個固定區域打印成型缺陷。
【發明內容】
[0004]鑒于現有技術中存在的上述問題，本發明的主要目的在于解決現有技術的缺陷，本發明提供一種光源可移動地進行三維模型打印的光源移動式面成型三維打印成型系統。
[0005]本發明提供了一種光源移動式面成型三維打印成型系統，包括箱體，所述箱體內設置有:數據處理控制系統，包括內置數控系統和外部PC設備，所述內置數控系統和外部PC設備采用數據線或無線通信的方式進行雙向通信；傳動系統，所述傳動系統與所述數據處理控制系統相連，所述傳動系統包括X軸傳動系統、Y軸傳動系統以及Z軸傳動系統，所述Y軸傳動系統包括第一 Y軸傳動系統和第二 Y軸傳動系統，所述第一 Y軸傳動系統和所述第二 Y軸傳動系統分別設置在所述箱體內的上部和下部，所述X軸傳動系統設置在所述第一 Y軸傳動系統上；移動式面成像設備，所述移動式面成型設備設置在所述箱體內部上端，所述移動式面成像設備與所述內置數控系統相連，且設置在所述X軸傳動系統上，所述移動式面成像設備在X軸傳動系統和第一 Y軸傳動系統的作用下分別沿X軸方向和Y軸方向自由移動；溫控盛液系統，所述溫控盛液系統包括溫度傳感器、刮平補液系統、液體槽以及溢流槽系統，所述溫度傳感器、刮平補液系統和溢流槽系統分別與所述液體槽相連，所述液體槽設置在所述箱體底部，所述溫度傳感器用于監測所述液體槽內液料的溫度，所述液體槽內設置有加溫裝置，用于接收所述溫度傳感器的指令并對所述液體槽內的液料進行加熱，所述刮平補液系統設置在所述第二 Y軸傳動系統上，用于對所述液體槽中打印升降平臺運動一次后通過打印出的精準層厚度進行補液和刮平校正液體的動作，所述溢流槽系統用于回收從所述液體槽中溢出的液料；打印成型平臺，所述打印成型平臺與所述Z軸傳動系統相連，并在所述Z軸傳動系統的帶動下在所述液體槽中進行自由上下升降運動，所述打印成型平臺與所述移動式面成像設備上下相對應；傳感器系統，所述傳感器系統包括觸碰式傳感器、位移傳感器、溫度傳感器、靜壓液位傳感器、光電液位傳感器、雷達液位變送器和數字激光位移傳感器中的一種或多種，所述傳感器系統分別與移動式面成像設備、打印成型平臺和刮平補液系統相連，用于確保所述移動式面成像設備、所述打印成型平臺和所述刮平補液系統的精確運動和歸位。
[0006]可選的，所述箱體內還包括內置監控系統，用于監控箱體內所述移動式面成像設備進行三維打印的過程，同時將監測結果傳輸到數據處理控制系統進行查看和保存。
[0007]可選的，所述傳動系統中的電機包括伺服電機或步進電機或設置有位移傳感器的無刷電機中的一種或多種，所述傳動系統還包括絲桿模組、皮帶輪以及直線導軌。
[0008]可選的，所述加熱裝置為液體槽內壁四周上均勻設置的加熱管道，所述加熱管道與所述溫度傳感器相連。
[0009]本發明的有 益效果為:本發明實施提供的一種光源移動式面成型三維打印成型系統具有光源可移動的移動式面成像設備，該移動式面成像設備可在傳動系統的帶動下沿X軸和Y軸自由移動，克服了傳統的三維打印設備只能在固定的區域內進行三維打印成型的缺陷，該系統打印精度更高，實現了光源移動式無縫連接連續打印不同組件以和大型單一模型中靈活快速的完成復雜而精密的制件的目的，靈活性更好，可靠性更高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明實施例的光源移動式面成型三維打印成型系統的立體結構示意圖； [0011]圖2為圖1中液體槽的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面將參照附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0013]如圖1至圖2所示:本發明實施例的一種光源移動式面成型三維打印成型系統，包括箱體I，所述箱體I內設置有:
[0014]數據處理控制系統，包括內置數控系統6和外部PC設備，所述內置數控系統6和外部PC設備采用數據線或無線通信的方式進行雙向通信，通過所述外部PC設備對所述內置數控系統進行控制；
[0015]傳動系統，所述傳動系統與所述數據處理控制系統相連，所述傳動系統包括X軸傳動系統10、y軸傳動系統以及Z軸傳動系統8，所述Y軸傳動系統包括第一 Y軸傳動系統9和第二 Y軸傳動系統12，所述第一 Y軸傳動系統9和所述第二 Y軸傳動系統12分別設置在所述箱體I內的上部和下部，所述X軸傳動系統10設置在所述第一 Y軸傳動系統9上，即所述第一 Y軸 傳動系統9承載所述X軸傳動系統10 ；
[0016]移動式面成像設備7，所述移動式面成型設備7設置在所述箱體I內部上端，所述移動式面成像設備7與所述內置數控系統6相連，且設置在所述X軸傳動系統10上，所述移動式面成像設備7在X軸傳動系統10和第一 Y軸傳動系統的作用下分別沿X軸方向和Y軸方向自由移動，所述移動式面成型設備7可選為以高壓汞燈或電弧燈或碘鎢燈或日光燈或白熾燈或金鹵燈或UHP燈或UHE燈或氙燈為光源的DLP或LCD或3LCD投影設備，或者是以可見光或激光或電子束為光源的鏡面組合超快速反射成像設備，所述移動式面成像設備7下端設置有與所述打印平臺相對于的打印頭，通過該打印頭實現三維打印成型；
[0017]溫控盛液系統，所述溫控盛液系統包括傳感器系統11中的溫度傳感器、刮平補液系統4、液體槽2以及溢流槽系統，所述溫度傳感器、刮平補液系統4和溢流槽系統分別與所述液體槽2相連，所述液體槽2設置在所述箱體I底部，所述溫度傳感器用于監測所述液體槽內液料的溫度，所述液體槽2內設置有加溫裝置，用于接收所述溫度傳感器的指令并對所述液體槽2內的液料進行加熱，所述刮平補液系統4設置在所述第二 Y軸傳動系統12上，用于對所述液體槽中打印升降平臺運動一次后通過打印出的精準層厚度進行補液和刮平校正液體的動作，所述溢流槽系統用于回收從所述液體槽2中溢出的液料；
[0018]打印成型平臺3，所述打印成型平臺3與所述Z軸傳動系統8相連，并在所述Z軸傳動系統8的帶動下在所述液體槽2中進行自由上下升降運動，所述打印成型平臺3與所述移動式面成像設備7上下相對應；
[0019]傳感器系統11，所述傳感器系統11包括觸碰式傳感器、位移傳感器、溫度傳感器、靜壓液位傳感器、光電液位傳感器、雷達液位變送器和數字激光位移傳感器中的一種或多種，所述傳感器系統11分別與移動式面成像設備7、打印成型平臺3和刮平補液系統4相連，用于確保所述移動式面成像設備7、所述打印成型平臺3和所述刮平補液系統4的精確運動和歸位。
[0020]作為上述實施例的優選實施方式，所述箱體I內還包括內置監控系統5，用于監控箱體I內所述移動式面成像設備7進行三維打印的過程，同時將監測結果傳輸到數據處理控制系統進行查看和保存。
[0021]作為上述實施例的優選實施方式，所述傳動系統中的電機包括伺服電機或步進電機或設置有位移傳感器的無刷電機中的一種或多種，所述傳動系統還包括絲桿模組、皮帶輪以及直線導軌。
[0022]作為上述實施例的優選實施方式，所述加熱裝置為液體槽內壁四周上均勻設置的加熱管道，所述加熱管道與所述溫度傳感器相連。
[0023]本發明實施例的工作原理為:
[0024]I)、首先，所述數據處理控制系統中包括的外置PC設備對將需要進行三維打印成型的三維圖形模型進行分層處理，得到一系列三維圖形模型的二維圖像，同時將所述二維圖像通過數據線或無線設備傳輸至內置數控系統；
[0025]2)、所述數據處理控制系統通過控制Z軸傳動系統8來帶動所述打印平臺3在液體槽中升降再由刮平補液系統4校正光固化液面高度，在打印平臺4表面形成一層具有一定精確厚度的樹脂:
[0026]3);數據處理控制系統中外置PC設備控制移動式面成像設備通過XY軸運動到打印區域上方實現設定的方式曝光，將二維圖像投影連續照射到所述打印平臺3上的樹脂層，形成固化層；
[0027]4)、打印平臺3在Z軸傳動系統的帶動下，下降一個層厚度的距離，使已固化層表面上形成一層新的液態光固化液體層，在刮平補液系統4的作用下，保證液體槽2中的整體液位沒有變化而且新的液態光固化液體層表面平整及厚度精確；
[0028]5)、所述數據處理控制系統中包括的外置PC設備繼續控制移動式面成像設備通過其下端設置的打印頭以設定的方式曝光，將下一層二維圖像投影照射到打印平臺表面的固化層，形成一新的固化層，與已固化層相粘結；
[0029]6)、重復進行上述步驟3)?步驟5)，直至需要打印的三維模型完全成型:
[0030]7)、內置數控系統6通過控制Z軸傳動系統8帶動所述打印平臺3升出液體槽2，取出成型制件并清洗表面液態光固化液體，即可得到通過可移動式面成像系統打印出的制件。
[0031]本發明實施例中所述的面成型為:相對于點光源激光照射成型而言，面成型即一次成型一個面，投影成像設備例如投影儀投射出一個畫面整體照射在液體樹脂表面而使得液體樹脂表面整體一層固化為一個固體面，稱之為面成型。
[0032]最后應說明的是:以上所述的各實施例僅用于說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或全部技術特征進行等同替換；而這些修改或替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種光源移動式面成型三維打印成型系統，其特征在于，包括箱體，所述箱體內設置有: 數據處理控制系統，包括內置數控系統和外部PC設備，所述內置數控系統和外部PC設備采用數據線或無線通信的方式進行雙向通信； 傳動系統，所述傳動系統與所述數據處理控制系統相連，所述傳動系統包括X軸傳動系統、Y軸傳動系統以及Z軸傳動系統,所述Y軸傳動系統包括第一 Y軸傳動系統和第二 Y軸傳動系統，所述X軸傳動系統設置在所述第一 Y軸傳動系統上，所述第一 Y軸傳動系統和所述第二 Y軸傳動系統分別設置在所述箱體內的上部和下部； 移動式面成像設備，所述移動式面成型設備設置在所述箱體內部上端，所述移動式面成像設備與所述內置數控系統相連，且設置在所述X軸傳動系統上，所述移動式面成像設備在X軸傳動系統和第一 Y軸傳動系統的作用下分別沿X軸方向和Y軸方向自由移動； 溫控盛液系統，所述溫控盛液系統包括溫度傳感器、刮平補液系統、液體槽以及溢流槽系統，所述溫度傳感器、刮平補液系統和溢流槽系統分別與所述液體槽相連，所述液體槽設置在所述箱體底部，所述溫度傳感器用于監測所述液體槽內液料的溫度，所述液體槽內設置有加溫裝置，用于接收所述溫度傳感器的指令并對所述液體槽內的液料進行加熱，所述刮平補液系統設置在所述第二 Y軸傳動系統上，用于對所述液體槽中打印升降平臺運動一次后通過打印出的精準層厚度進行補液和刮平校正液體的動作，所述溢流槽系統用于回收從所述液體槽中溢出的液料； 打印成型平臺，所述打印成型平臺與所述Z軸傳動系統相連，并在所述Z軸傳動系統的帶動下在所述液體槽中進行自由上下升降運動，所述打印成型平臺與所述移動式面成像設備上下相對應； 傳感器系統，所述傳感器系統包括觸碰式傳感器、位移傳感器、溫度傳感器、靜壓液位傳感器、光電液位傳感器、雷達液位變送器和數字激光位移傳感器中的一種或多種，所述傳感器系統分別與移動式面成像設備、打印成型平臺和刮平補液系統相連，用于確保所述移動式面成像設備、所述打印成型平臺和所述刮平補液系統的精確運動和歸位。
2.根據權利要求1所述的光源移動式面成型三維打印成型系統，其特征在于，所述箱體內還包括內置監控系統，用于監控箱體內所述移動式面成像設備進行三維打印的過程，同時將監測結果傳輸到數據處理控制系統進行查看和保存。
3.根據權利要求1所述的光源移動式面成型三維打印成型系統，其特征在于，所述傳動系統中的電機包括伺服電機或步進電機或設置有位移傳感器的無刷電機中的一種或多種，所述傳動系統還包括絲桿模組、皮帶輪以及直線導軌。
4.根據權利要求1所述的光源移動式面成型三維打印成型系統，其特征在于，所述加熱裝置為液體槽內壁四周上均勻設置的加熱管道，所述加熱管道與所述溫度傳感器相連。
【文檔編號】B29C67/00GK103935035SQ201410116880
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】竇守文 申請人:沈陽巧時器美科技有限公司