本實用新型屬于快速成型制造裝置技術領域,具體涉及一種基于DLP投影技術的快速面曝光成型裝置。
背景技術:
DLP(Digital Light Procession)全稱為“數字光投影”技術,基于DLP打印方法與SLA光固化成型方法都是以液態光敏樹脂為原料,其不同之處在于DLP采用數字投影儀作為光源,而SLA為激光頭,DLP技術光固化工藝過程分為以下步驟。1、利用CAD技術生成三維實體模型;2、利用計算機軟件將模型進行切片處理;3、利用所產生的二維截面圖像通過數字投影儀照射到液態光敏樹脂表面,使表面照射區域內的一層樹脂固化;4、一層加工完成后,即生成了打印件的一個二維截面,接著打印平臺移動一個層厚的距離,待固化層上填充另一層液態光敏樹脂,再進行第二層的照射,第二固化層牢牢地粘結在上一個固化層上,如此反復累加便生成了立體三維模型。
DLP光固化面曝光3D打印的投影方式分為自上向下式投影和自下向上式投影。現大多數光固化面曝光成型裝置采用自下向上式投影技術。自下向上DLP投影技術存在固化樹脂與透明底板出現粘結的問題以及液態光敏樹脂無法快速填補打印區域空隙的問題,因而無法實現快速連續液面制造、縮減打印時間。自上向下式投影技術存在液面刮平過程而增加打印時間。
技術實現要素:
本使用新型的目的在于克服了上述現有技術中的缺點,提供一種基于DLP投影技術的快速面曝光成型裝置,采用該面曝光成型裝置,可顯著減少成型時間并有效提高面曝光快速成型的打印質量。
為實現上述目的,本實用新型所采用的技術方案如下:
一種基于DLP投影技術的快速面曝光成型裝置,包括DLP投影系統、步進電機、升降裝置、限位器、樹脂液槽、環形面光照射燈、樹脂儲灌、電磁閥、導液管組成。步進電機由計算機控制設置在升降裝置上部,步進電機的輸出軸通過升降裝置與環形面光照射燈連接,環形面光照射燈內部放置有內裝液態光敏樹脂的樹脂液槽,樹脂液槽正上方設置有用于對樹脂液槽內的液態光敏樹脂進行照射的DLP投影系統,在樹脂液槽下方通過電磁閥、導液管連接裝有輸送液態光敏樹脂的樹脂儲罐。
上述基于DLP投影技術的快速面曝光成型裝置中,DLP投影系統由紫外光源、DMD芯片、透鏡、反射鏡組成,DMD芯片用于接收計算機控制系統輸出的二維截圖信息,紫外光源發出的紫外光通過DMD芯片產生的動態掩模圖像依次通過透鏡、反射鏡后,由上向下照射至樹脂液槽內。
上述基于DLP投影技術的快速面曝光成型裝置中,DLP投影系統中的紫外光源采用波長為355nm的紫外光激光器。
上述基于DLP投影技術的快速面曝光成型裝置中,環形面光照射燈其形狀為方形,其燈光顏色為白色強光,可形成一層方形面光,反射紫外光的照射。
上述基于DLP投影技術的快速面曝光成型裝置中,升降裝置為絲桿式升降傳動裝置,步進電機安裝在最上端,升降裝置與環形面光照射燈連接,升降裝置包括絲桿、導桿,通過步進電機帶動絲桿轉動,導桿作Z向定位,帶動環形面光照射燈做升降運動。
上述基于DLP投影技術的快速面曝光成型裝置中,升降裝置的絲桿上部裝有限位器,限制環形面光照射燈的上升。
上述基于DLP投影技術的快速面曝光成型裝置中,樹脂液槽形狀為長方形,四周材料為石英玻璃,可透射環形面光照射燈所發出的白光。
上述基于DLP投影技術的快速面曝光成型裝置中,樹脂液槽下方設置有樹脂儲罐,用來儲存并向樹脂液槽輸送液態光敏樹脂,樹脂儲罐的出料孔通過一根導液管與樹脂液槽底部的進料孔相通,在樹脂液槽的進料孔處設有電磁閥來控制液態光敏樹脂的流速。
與現有技術相比,本實用新型具有的有益效果是,避免了自下向上DLP投影技術填補打印區域空隙消耗時間的問題,以及避免了自上向下式投影技術在液面刮平過程消耗時間的問題,通過去除打印平臺的方式,簡單、快速地實現自上向下式DLP投影技術在面曝光成型裝置的應用。
附圖說明
圖1是基于DLP投影技術的快速面曝光成型裝置結構示意圖。
圖中各數字標號的名稱分別是:1-DLP投影系統,2-樹脂液槽,3-環形面光照射燈,4-步進電機,5-限位器,6-絲桿,7-導桿,8-電磁閥,9-導液管,10-樹脂儲罐。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明,但本實用新型的實際應用形式并不僅限于圖示的實施例。基于本實用新型中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都應被認為屬于本實用新型保護的范圍。
參見附圖1,本發明所述的基于DLP投影技術的快速面曝光成型裝置由DLP投影系統1、樹脂液槽2、環形面光照射燈3、步進電機4、限位器5、絲桿6、導桿7、電磁閥8、導液管9、樹脂儲罐10組成。當裝置開始運行,樹脂儲罐10通過導液管9向樹脂液槽2提供液態光敏樹脂,計算機控制系統通過電磁閥8來定量控制輸入液態光敏樹脂的量,升降裝置中的步進電機4帶動絲桿6的旋轉來使環形面光照射燈3向上移動,導桿7用來對環形面光照射燈3在Z向的定位,DLP投影系統1發出355nm紫外光源自上向下對樹脂液槽2內的液態光敏樹脂進行照射,環形面光照射燈3對樹脂液槽2進行白光照射形成一層白色面光用以阻止并反射DLP投影系統1所發出的紫外光,樹脂液槽2內的液態光敏樹脂每上升一層,升降裝置控制的環形面光照射燈3所形成的白色面光同時上升一層且所形成的白色面光永遠在液態光敏樹脂上表面向下一層。當制造完打印模型后,計算機控制系統控制電磁閥8使樹脂液槽2中的液態光敏樹脂通過導液管9回流至樹脂儲罐10中,打印完畢。
如圖1所示,該基于DLP投影技術的快速面曝光成型裝置工作步驟如下:
S1:開啟面曝光快速成型裝置、計算機控制系統、環形面光照射燈3;
S2:計算機控制系統將三維模型轉換為若干二維截面輪廓,并將每層厚度、輪廓信息傳給DLP投影系統1;
S3:計算機控制系統控制電磁閥8以一定速度將樹脂儲罐10中的液態光敏樹脂通過導液管9輸送至樹脂液槽2中;
S4:當樹脂液槽2內的液態光敏樹脂上升一個層厚的距離,步進電機4帶動絲桿5的轉動使環形面光照射燈3向上上升一個層厚,環形面光照射燈3所發出的白色面光保持在液態光敏樹脂上表面之下一個層厚,與此同時,DLP投影系統1向樹脂液槽2中的液態光敏樹脂進行355nm紫外光照射,當紫外光源照射到白色面光時會被反射,因此只固化一個層厚的樹脂,而不會固化白色面光及以下的液態光敏樹脂;
S5:當S3中固化好一層后,再重復S3、S4的步驟,直到固化到最后一層樹脂為止,限位器5用來防止環形面光照射燈3超出樹脂液槽2的高度;
S6:樹脂液槽2中未固化的液態光敏樹脂回流至樹脂儲罐10,環形面光照射燈3下降至最低處,此時即完成模型的制作。