掩膜光固化3D打印机用刮刀装置及掩膜光固化3D打印机

本发明属于3d打印，具体涉及一种掩膜光固化3d打印机用刮刀装置及掩膜光固化3d打印机。

背景技术：

1、3d打印技术是一种以数字模型文件为基础，采用粉末状金属或塑料等可粘接材料，通过逐层打印的方式构造物体的技术，目前已经发展出多种不同的成形工艺，其中的光固化技术通过紫外光固化光敏材料的方式成形零件，是最早商业化的3d打印技术，而掩膜光固化3d打印技术在传统的光固化技术基础上进行了改进，通过单次固化整个截面的方式成形零件，具有较高的成型精度和成型质量，同时相比传统的矢量曝光技术具有较高的成型速度。

2、目前，掩膜光固化3d打印技术在加工陶瓷材料过程中的重要问题在于光投影的整个区域内曝光能量逐渐积累，导致投影图形区域外的浆料逐渐固化出现陶瓷残渣，这些陶瓷残渣在继续加工的过程中可能阻挡光线透射而使得零件成型失败，并且残渣可能卡在刮刀处使得铺平浆料不均匀，严重影响加工过程中的可靠性和稳定性。而这种陶瓷残渣出现时往往较薄且粘在浆料池的底部，使用常规的铺料刮刀难以剔除，对加工过程的稳定性产生很大影响。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种掩膜光固化3d打印机用刮刀装置及掩膜光固化3d打印机，能够有效清理掩膜光固化工艺中因曝光能量逐渐积累而导致浆料逐渐固化出现的陶瓷残渣，可以持续搅动浆料池内的浆料，降低了陶瓷材料的沉降效应，同时可以实现对浆料进行铺平。

2、为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种掩膜光固化3d打印机用刮刀装置，包括刮刀架、浆料铺平刮刀和残渣清理刮刀，所述浆料铺平刮刀连接在所述刮刀架上，所述残渣清理刮刀位于所述浆料铺平刮刀的一侧，所述残渣清理刮刀与所述浆料铺平刮刀连接，所述浆料铺平刮刀的刀刃底部位于第一水平面内，所述残渣清理刮刀的刀刃底部位于第二水平面内，所述第一水平面比所述第二水平面高且高度差不小于打印层厚度，所述残渣清理刮刀的刀刃上靠近端部的位置开设有浆料输送缺口。

4、进一步地，所述第一水平面与所述第二水平面的高度差为打印层厚度的3～4倍。

5、进一步地，所述浆料铺平刮刀的一端靠近刀背的位置与所述刮刀架转动连接，所述浆料铺平刮刀的另一端与所述刮刀架升降连接。

6、进一步地，所述刮刀架的底部开设有凹槽，所述浆料铺平刮刀的刀背位于所述凹槽内，所述浆料铺平刮刀的一端靠近刀背的位置由一侧向另一侧贯穿开设有第一通孔，所述刮刀架上由一侧向另一侧贯穿开设有与所述第一通孔正对的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔内插接有转动销轴。

7、进一步地，所述浆料铺平刮刀的刀背顶部靠近另一端的位置开设有第一螺纹孔，所述刮刀架的顶部向下开设有与所述第一螺纹孔正对的第二螺纹孔，所述第二螺纹孔和所述第一螺纹孔内匹配设置有螺杆。

8、进一步地，所述螺杆上套设有弹性件，所述弹性件的下端抵在所述浆料铺平刮刀的刀背顶部，所述弹性件的上端抵在所述刮刀架的底部。

9、进一步地，所述残渣清理刮刀背离所述浆料铺平刮刀的一侧为凹向所述浆料铺平刮刀的圆弧结构。

10、进一步地，还包括xyz三轴微调平台，所述浆料铺平刮刀设置在靠近所述刮刀架的一端，所述刮刀架的另一端连接在所述xyz三轴微调平台上，且所述刮刀架保持水平。

11、进一步地，所述刮刀架上还安装有蠕动泵连接接头。

12、一种掩膜光固化3d打印机，包括所述的刮刀装置以及打印平台，所述打印平台的上端面设置有转动台和打印基板上下位移控制装置，所述转动台上设置有浆料池，所述打印基板上下位移控制装置上连接有打印基板，所述打印基板和所述刮刀装置的刮刀架均位于所述浆料池的上方，所述刮刀装置的残渣清理刮刀的刀刃底部与所述浆料池的内底部接触，所述打印基板与所述刮刀装置的浆料铺平刮刀和残渣清理刮刀均互不干涉，所述浆料输送缺口位于靠近所述浆料池内侧壁的位置。

13、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

14、本发明提供的一种掩膜光固化3d打印机用刮刀装置，在刮刀架上安装有浆料铺平刮刀，在浆料铺平刮刀的一侧连接有残渣清理刮刀，即在刮刀架上同时安装有浆料铺平刮刀和残渣清理刮刀，本发明设计的浆料铺平刮刀的刀刃底部位于第一水平面内，残渣清理刮刀的刀刃底部位于第二水平面内，并且第一水平面比第二水平面高且高度差不小于打印层厚度，在残渣清理刮刀的刀刃上靠近端部的位置开设有浆料输送缺口。在使用时，将刮刀装置的刮刀架设置在掩膜光固化3d打印机的浆料池的上方，使刮刀装置的残渣清理刮刀的刀刃底部与浆料池的内底部接触，使浆料输送缺口位于靠近浆料池内侧壁的位置；打印一层结束后，掩膜光固化3d打印机的转动台带动浆料池转动，通过配合使用本发明的刮刀装置，残渣清理刮刀首先接触浆料，进而将沉降到浆料池底部的陶瓷残渣进行刮除，同时浆料通过残渣清理刮刀上的浆料输送缺口流出，流出后的浆料被浆料铺平刮刀铺平。也就是说，本发明的刮刀装置，同时包括了浆料铺平刮刀和残渣清理刮刀，具备残渣清理和铺平浆料功能，有效的解决了陶瓷掩膜光固化工艺中曝光能量积累导致的陶瓷残渣影响加工的问题，在每一层曝光结束后残渣清理刮刀带走了残渣，同时能够持续搅动浆料池内的浆料，降低了陶瓷材料的沉降效应。综上，本发明提供的刮刀装置能够有效清理掩膜光固化工艺中因曝光能量逐渐积累而导致浆料逐渐固化出现的陶瓷残渣，可以持续搅动浆料池内的浆料，降低了陶瓷材料的沉降效应，同时可以实现对浆料进行铺平。

15、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种掩膜光固化3d打印机用刮刀装置，其特征在于，包括刮刀架(1)、浆料铺平刮刀(2)和残渣清理刮刀(3)，所述浆料铺平刮刀(2)连接在所述刮刀架(1)上，所述残渣清理刮刀(3)位于所述浆料铺平刮刀(2)的一侧，所述残渣清理刮刀(3)与所述浆料铺平刮刀(2)连接，所述浆料铺平刮刀(2)的刀刃底部位于第一水平面内，所述残渣清理刮刀(3)的刀刃底部位于第二水平面内，所述第一水平面比所述第二水平面高且高度差不小于打印层厚度，所述残渣清理刮刀(3)的刀刃上靠近端部的位置开设有浆料输送缺口(301)。

2.根据权利要求1所述的一种掩膜光固化3d打印机用刮刀装置，其特征在于，所述第一水平面与所述第二水平面的高度差为打印层厚度的3～4倍。

3.根据权利要求1所述的一种掩膜光固化3d打印机用刮刀装置，其特征在于，所述浆料铺平刮刀(2)的一端靠近刀背的位置与所述刮刀架(1)转动连接，所述浆料铺平刮刀(2)的另一端与所述刮刀架(1)升降连接。

4.根据权利要求3所述的一种掩膜光固化3d打印机用刮刀装置，其特征在于，所述刮刀架(1)的底部开设有凹槽，所述浆料铺平刮刀(2)的刀背位于所述凹槽内，所述浆料铺平刮刀(2)的一端靠近刀背的位置由一侧向另一侧贯穿开设有第一通孔(201)，所述刮刀架(1)上由一侧向另一侧贯穿开设有与所述第一通孔(201)正对的第二通孔，所述第一通孔(201)和所述第二通孔内插接有转动销轴(4)。

5.根据权利要求4所述的一种掩膜光固化3d打印机用刮刀装置，其特征在于，所述浆料铺平刮刀(2)的刀背顶部靠近另一端的位置开设有第一螺纹孔(202)，所述刮刀架(1)的顶部向下开设有与所述第一螺纹孔(202)正对的第二螺纹孔，所述第二螺纹孔和所述第一螺纹孔(202)内匹配设置有螺杆(5)。

6.根据权利要求5所述的一种掩膜光固化3d打印机用刮刀装置，其特征在于，所述螺杆(5)上套设有弹性件(6)，所述弹性件(6)的下端抵在所述浆料铺平刮刀(2)的刀背顶部，所述弹性件(6)的上端抵在所述刮刀架(1)的底部。

7.根据权利要求1所述的一种掩膜光固化3d打印机用刮刀装置，其特征在于，所述残渣清理刮刀(3)背离所述浆料铺平刮刀(2)的一侧为凹向所述浆料铺平刮刀(2)的圆弧结构。

8.根据权利要求1所述的一种掩膜光固化3d打印机用刮刀装置，其特征在于，还包括xyz三轴微调平台(7)，所述浆料铺平刮刀(2)设置在靠近所述刮刀架(1)的一端，所述刮刀架(1)的另一端连接在所述xyz三轴微调平台(7)上，且所述刮刀架(1)保持水平。

9.根据权利要求1所述的一种掩膜光固化3d打印机用刮刀装置，其特征在于，所述刮刀架(1)上还安装有蠕动泵连接接头(8)。

10.一种掩膜光固化3d打印机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的刮刀装置以及打印平台(9)，所述打印平台(9)的上端面设置有转动台(10)和打印基板上下位移控制装置(11)，所述转动台(10)上设置有浆料池(12)，所述打印基板上下位移控制装置(11)上连接有打印基板(13)，所述打印基板(13)和所述刮刀装置的刮刀架(1)均位于所述浆料池(12)的上方，所述刮刀装置的残渣清理刮刀(3)的刀刃底部与所述浆料池(12)的内底部接触，所述打印基板(13)与所述刮刀装置的浆料铺平刮刀(2)和残渣清理刮刀(3)均互不干涉，所述浆料输送缺口(301)位于靠近所述浆料池(12)内侧壁的位置。

技术总结
本发明公开了掩膜光固化3D打印机用刮刀装置及掩膜光固化3D打印机，包括刮刀架、浆料铺平刮刀和残渣清理刮刀，所述浆料铺平刮刀连接在所述刮刀架上，所述残渣清理刮刀位于所述浆料铺平刮刀的一侧，所述残渣清理刮刀与所述浆料铺平刮刀连接，所述浆料铺平刮刀的刀刃底部位于第一水平面内，所述残渣清理刮刀的刀刃底部位于第二水平面内，所述第一水平面比所述第二水平面高且高度差不小于打印层厚度，所述残渣清理刮刀的刀刃上靠近端部的位置开设有浆料输送缺口。本发明能够有效清理掩膜光固化工艺中因曝光能量逐渐积累而导致浆料逐渐固化出现的陶瓷残渣，可以持续搅动浆料池内的浆料，降低了陶瓷材料的沉降效应，同时可以实现对浆料进行铺平。

技术研发人员：连芩,戚书豪,李涤尘,齐晨云,郑誉,马伟刚,杨春成,石长全
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13