Dlp光固化3d打印机光辐照度补偿的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，属于3D打印技术领域。
【背景技术】
[0002]DLP光固化3D打印技术是采用数字光处理(DLP)技术，使用DLP投影机逐层固化液态树脂来制造实体零件的技术。该技术可快速的制造出非常精细的零件。在诸多领域有广阔的应用前景，如工业产品概念设计，快速模具制造，医学应用等方面。
[0003]DLP光固化3D打印机硬件部分主要包括Z轴滑台、成型件托板、树脂槽、工作台、DLP投影机。打印机具体工作中投影机安装在工作台下方，Z轴滑台及树脂槽固定在工作台上，成型件托板位于树脂槽内部。所述Z轴滑台是一种可沿竖直方向进行精确移动的平台，用来在竖直方向上移动成型件托板。所述树脂槽是一个装有液态光敏树脂的料槽。所述工作台是用来固定Z轴滑台、树脂槽及成型件托板的台面。所述成型件托板是一种黏附成型件的装置。软件部分将图像信息传递给投影机产生投影光，投影光透过树脂槽照射到液态树脂表面，液态树脂吸收的光能量E达到固化所需的能量阈值E。时会聚合为固态。树脂所吸收的光能量大小将会影响树脂的固化精度。
[0004]上述光能量与投影光的照射时间t和辐照度I成正比。当照射时间给定时，光能量的大小与辐照度成正比。考虑到目前DLP投影机经过长时间工作后辐照度会衰减，同时DLP光固化打印机是通过逐层固化树脂的方式来构造物体，因此如果每层树脂固化时投影机的辐照度不同，将会影响制件的加工精度，甚至导致制件成型失败。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，它具有能保证每层树脂固化时的辐照度维持在给定值的优点。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，包括:
[0008]安装在工作台下方的DLP投影机，DLP投影机向上投影，所述DLP投影机与控制板卡连接，控制板卡分别与辐照计和用于实现DLP投影机光路通断的旋转装置连接；在工作台的上方固定有树脂槽，树脂槽内装有树脂，工作台上还固定Z轴滑台，Z轴滑台上固定设有成型件托板，成型件托板位于树脂槽内部，成型件托板能在树脂槽内部沿着竖直方向上下移动；
[0009]当旋转装置旋转到设定角度时，DLP投影机的投影光路照射到辐照计上，辐照计对投影光的辐照度进行数据采集并上传给控制板卡；当投影光的辐照度值等于设定值时，控制板卡控制旋转装置移开，DLP投影机的投影光透过树脂槽照射到树脂表面，树脂在投影光的照射下完成一层一层的固化；当辐照度值小于设定值时，控制板卡提高投影机的光线亮度，直到辐照度值等于设定值。
[0010]所述旋转装置包括:步进电机和遮光片；所述步进电机由控制板卡控制，所述步进电机与遮光片连接，所述步进电机控制遮光片旋转；所述遮光片上设有开孔。
[0011]所述开孔的尺寸大于辐照计的有效测量区域。
[0012]所述辐照计固定在遮光片上。
[0013]当旋转装置旋转到设定角度时，DLP投影机的投影光路通过遮光片的开孔照射到福照计上。
[0014]所述树脂是液态光敏树脂。
[0015]所述步进电机和遮光片组成快门。
[0016]所述遮光片是表面进行过喷塑处理的铁片。
[0017]为防止投影机光线照射到遮光片表面发生反射，遮光片表面通过喷塑处理，处理为黑色。遮光片大小根据投影机镜头而定，需完全覆盖住投影机镜头。
[0018]所述控制板卡可实现快门的控制，辐照计数据的采集，DLP投影机亮度的调节。
[0019]本实用新型的有益效果:
[0020]本实用新型的DLP光固化3D打印机光辐照度补偿方法可靠性好，通过对每层树脂固化时的辐照度进行调节，保证了辐照度值均为设定值，提高了制件的加工精度，解决了加工过程中光辐照度衰减的问题。
【附图说明】
[0021]图1为DLP光固化3D打印机光辐照度补偿装置原理图；
[0022]图中:1，成型件托板，2，光敏树脂，3，树脂槽，4，工作台，5，辐照计，6，遮光片，7，DLP投影机，8，Z轴滑台，9，步进电机，1，控制板卡。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0024]如图1所示，安装在工作台4下方的DLP投影机7，DLP投影机7向上投影，所述DLP投影机7与控制板卡10连接，控制板卡10分别与辐照计5和实现DLP投影机7光路通断的旋转装置连接；在工作台的上方固定有树脂槽3，树脂槽3内装有光敏树脂2，DLP投影机7的投影光透过树脂槽3照射到光敏树脂2表面，Z轴滑台8可使成型件托板I在树脂槽3内部沿着竖直方向上下移动；在投影光的辐照度值等于设定值时，树脂在投影光的照射下完成一层一层的固化；
[0025]本实用新型的DLP光固化3D打印机光辐照度补偿方法，具体按照以下步骤实施:
[0026]制件加工开始时，控制板卡通过控制步进电机使遮光片覆盖在DLP投影机镜头上方。
[0027]控制板卡控制DLP投影机投射一张分辨率为1920*1080的白色图像，图像分辨率大小由投影机设定的分辨率决定，DLP投影机投射的光线照射到辐照计上。
[0028]辐照计5将辐照度测量值反馈到控制板卡10。
[0029]控制板卡10首先判断辐照度测量值是否等于辐照度设定值，若测量值等于设定值，则控制步进电机9旋转使遮光片6离开投影机光路，随后通过信号线控制投影机投射零件加工图像，投影光透过树脂槽底部，照射到液态树脂表面，实现树脂的固化。固化完成后，遮光片6遮挡住投影光线，继续下一层树脂的固化。
[0030]若测量值小于设定值，控制板卡通过信号线提高投影机的亮度，直到辐照计的测量值达到设定值，当测量值达到设定值后，控制板卡控制步进电机旋转使遮光片离开投影机光路，随后控制板卡通过信号线控制投影机投射零件加工图像，投影光透过树脂槽底部，照射到液态树脂表面，实现树脂的固化。固化完成后，遮光片遮挡住投影光线，继续下一层树脂的固化。
[0031]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【主权项】
1.DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，其特征是，包括: 安装在工作台下方的DLP投影机，DLP投影机向上投影，所述DLP投影机与控制板卡连接，控制板卡分别与辐照计和用于实现DLP投影机光路通断的旋转装置连接；在工作台的上方固定有树脂槽，树脂槽内装有树脂，工作台上还固定Z轴滑台，Z轴滑台上固定设有成型件托板，成型件托板位于树脂槽内部，成型件托板能在树脂槽内部沿着竖直方向上下移动； 当旋转装置旋转到设定角度时，DLP投影机的投影光路照射到辐照计上，辐照计对投影光的辐照度进行数据采集并上传给控制板卡；当投影光的辐照度值等于设定值时，控制板卡控制旋转装置移开，DLP投影机的投影光透过树脂槽照射到树脂表面，树脂在投影光的照射下完成一层一层的固化；当辐照度值小于设定值时，控制板卡提高投影机的光线亮度，直到辐照度值等于设定值。2.如权利要求1所述的DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，其特征是，所述旋转装置包括:步进电机和遮光片；所述步进电机由控制板卡控制，所述步进电机与遮光片连接，所述步进电机控制遮光片旋转；所述遮光片上设有开孔。3.如权利要求2所述的DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，其特征是，所述开孔的尺寸大于辐照计的有效测量区域。4.如权利要求1所述的DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，其特征是，所述辐照计固定在遮光片上。5.如权利要求1所述的DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，其特征是，所述树脂是液态光敏树脂。6.如权利要求2所述的DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，其特征是，所述遮光片是表面进行过喷塑处理的铁片。
【专利摘要】本实用新型公开了DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置；包括安装在工作台下方的DLP投影机，DLP投影机向上投影，DLP投影机与控制板卡连接，控制板卡分别与辐照计和实现DLP投影机光路通断的旋转装置连接；在工作台的上方固定有Z轴滑台、成型件托板及树脂槽，树脂槽内装有树脂，DLP投影机的投影光透过树脂槽照射到树脂表面，Z轴滑台可控制成型件托板在树脂槽内沿着竖直方向上下移动；在投影光的辐照度值等于设定值时，树脂在投影光的照射下完成一层一层的固化；当旋转装置旋转到设定角度时，DLP投影机的投影光路照射到辐照计上，辐照计对投影光的辐照度进行数据采集并反馈给控制板卡；本实用新型具有能保证每层树脂固化时的辐照度维持在给定值的优点。
【IPC分类】B29C67/00, B33Y30/00
【公开号】CN204914609
【申请号】CN201520732670
【发明人】张承瑞, 张德辉, 胡天亮, 闫鑫, 贾红帅
【申请人】山东大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月21日