一种用于3D打印机上的L形支撑平台的制作方法

本实用新型涉及3D打印设备领域，尤其涉及一种用于3D打印机上的L形支撑平台。

背景技术：

目前，市场上用于SLA3D打印设备上的支撑平台大多结构复杂、制造成本较高，而且在打印过程中，支撑平台并不能很稳定地带着网板上下运动，在升降过程中难免有些顿挫，从而影响工件的打印效果，降低打印的质量。另外，市面上常规的网板均采用圆形网孔，由于圆孔网板在使用时需要支撑工件的整体重量，在铲起工件时，也会收到较大的外力，所以为了避免圆孔网板发生变形，确保圆孔网板整体具有一定的强度和刚度，因此，圆形网孔的孔径不能过大，孔与孔之间的间距不能过小，这就限制了网板在下沉时液态光敏树脂通过的流量，增加了液态光敏树脂通过圆孔的所需的时间，不利于打印质量和效率的提高。因此，现有技术需要进一步改进和完善。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、制造成本低、容易实施的用于3D打印机上的L形支撑平台。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种用于3D打印机上的L形支撑平台，该L形支撑平台主要包括用于支撑整个平台的背板、用于引导L形支架上下运动的导轨、可沿导轨上下滑动的滑块、用于驱动L形支架的驱动电机、电机安装座、连接驱动电机与丝杆的联轴器、丝杆、用于支撑网板的支架、支架安装座、以及网板。

具体的，所述背板竖直固定在打印机的机架上。所述导轨设为两条，两条导轨均竖直且互相平行地安装在背板上，所述滑块安装在导轨上，可沿导轨上下滑动。所述丝杆位于两导轨之间，丝杆的两端固定在背板上，并通过联轴器与驱动电机连接。所述驱动电机通过电机安装座固定在背板上。所述支架通过支架安装座安装在滑块上，可沿导轨上下滑动。所述网板固定安装在支架上，随滑块在导轨上上下滑动。工作时，驱动电机通过联轴器将动力传输到丝杆上，丝杆通过转动而带动支架安装座上下运动，由于支架是安装在支架安装座上的，因此支架及支架上的网板跟随支架安装座在导轨上上下滑动，从而实现网板在料槽中上下升降的目的。

具体的，所述支架由两组L形结构通过横梁连接而成，所述L形结构包括竖杆、横杆、以及连接块。所述竖杆一端固定在支架安装座上，另一端竖直向下延伸。所述横杆一端与竖杆另一端固定连接，横杆的另一端水平向前延伸。所述连接块固定设置在竖杆与横杆的连接处，分别与竖杆和横杆固定连接，将横杆与竖杆固定在一起。所述横梁两端分别与两组L形结构的横杆固定连接。所述网板固定安装在横杆上，并与横梁抵接，优选的，所述横梁采用两根，分别连接在横杆的两端上，用于固定并稳固整个L形结构，使L形结构在支撑和固定网板时更稳定可靠。

进一步的，为了精确定位L形支架根据不同工序工作在不同的位置上，本实用新型还包括用于定位支架位置的第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关，且三组限位开关自上而下依次竖直设置，且成一直线。其中第二限位开关位于第一限位开关和第三限位开关之间，设定为网板的机械原点，在工件开始打印时，控制器便会驱动网板达到机械原点并进行打印；而第三限位开关位于第二限位开关下方，设定为支架下降的最低点，同时也是网板下降的最低点以及工件能够打印的最高尺寸；而第一限位开关位于第二限位开关上方，设定为支架上升的最高点，同时也是网板上升的最高点以及工件打印完毕需要晾干的位置，待晾干完毕后，工人便会将工件从网板上铲除并进行下一步工序。

作为本实用新型的优选方案，为了提高网板定位时的精度，本实用新型所述第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关均采用光电式限位开关。由于光电式限位开关具有体积小、精度高、相应速度快的优点，因此将光电式限位开关运用在支架和网板的定位场合上十分合适。

具体的，该网板安装在SLA(光固化成型法，是指利用紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应，来逐层固化并生成三维实体的成型方式)3D打印设备内，起到支撑工件和限定液态光敏树脂流量的作用。该网板主要包括网板本体、以及调节网板本体水平的调节螺钉。所述网板本体由支撑板和四块侧板组成，所述支撑板分别与四块侧板固定连接。所述支撑板上设有若干六边形网孔，所述六边形网孔纵横排列设置，采用六边形网孔设计的目的在于在网板下沉过程中提高液态光敏树脂通过网孔的流量，缩短液态光敏树脂覆盖工件表面所需的时间，从而减少对液面的干扰，提高工件的成型质量。所述六边形网孔之间的中心距范围为7cm至9cm之间，所述六边形网孔之间的边距范围为1.5cm至2.5cm之间。所述支撑板上表面光滑，下表面设有用于提高整体强度的加强筋。所述加强筋由纵向加强筋和横向加强筋组成，所述纵向加强筋垂直于横向加强筋，所述纵向加强筋和横向加强筋的末端均与侧板固定连接，这样设计的目的在于使加强筋的两端与侧板固定，提高网板的整体强度。所述调节螺钉设置在网板本体底部边缘，具体的，该调节螺钉设有四个，分布在网板的四个角落上；调节时，将水平仪放置在网板上，通过拧紧螺钉使螺钉向上顶起网板，并观察水平仪度数，从而达到调整网板水平的目的。

具体的，本实用新型所述网板本体的前后两侧还设有用于固定网板的槽孔。安装时，先调节网板水平，然后用螺钉穿过槽孔并拧入托架的螺纹孔内，对网板当前的位置实行固定，从而达到固定网板的目的。

作为本实用新型的优选方案，为了更好地控制液态光敏树脂通过网板的流速和流量，本实用新型所述支撑板的尺寸大小设为520mm×520mm×1.5mm。若支撑板的厚度过大，会降低液态光敏树脂通过的流速和流量；若支撑板的厚度设计太薄，就会影响网板的整体强度，在使用时容易发生变形。另外，为了保证工件的打印质量，所述支撑板的四边还留有20mm的打印余量，即实际的可打印区域为500mm×500mm。

作为本实用新型的优选方案，为了提高流过网孔的液态光敏树脂流量，减少液面的波动情况，本实用新型所述六边形网孔之间的中心距设为8cm，所述六边形网孔之间的边距设为2cm。该六边形网孔尺寸的设计有助于进一步增大液态光敏树脂通过六边形网孔的流量，缩短维持液面平衡所需要的时间，进一步提高工件成型的质量。

作为本实用新型的优选方案，为了提高网板水平调节的精度，本实用新型所述调节螺钉采用牙距(螺距)为0.8mm的M5沉头螺钉。过大的牙距会影响调节的精度，过小又会增加调节水平所用的时间，因此选用牙距为0.8的螺钉最合适；另外，由于调节螺钉设置在网板的底部，采用沉头螺钉后可以增大网板的升降范围，从而增大打印工件的最大高度。

作为本实用新型的优选方案，为了避免液态光敏树脂对网板的腐蚀，本实用新型所述网板采用不锈钢材料制成，与航空铝材等材料相比，由于不锈钢材料表面附有一层富铬氧化膜(钝化膜)而具有不锈性和良好的耐腐蚀性，从而使网板长期浸泡在液态光敏树脂内也不会被腐蚀，有助于提高工件的成型质量及网板的使用寿命，另外，不锈钢材料应用广泛，采购成本较低，有利于降低整机的制造成本。

作为本实用新型的优选方案，由于传统数控冲孔的冲针会使网板强度较低的部分出现凸起或凹陷情况，造成网板凹凸不平，为了提高网板的平整度，本实用新型所述六边形网孔采用激光切割而成。与数控冲孔相比，激光切割不会对网板施加冲压力，不影响网板的平整度。

本实用新型的工作过程和原理是：本实用新型所提供的L形支撑平台安装在SLA3D打印设备的料槽上方，通过驱动电机带着丝杆转动，从而驱动支架带着网板在料槽上做升降运动；工作时，网板随着托架一层一层地往下沉，料槽中的液态光敏树脂从网板的网孔中流过，最终使液面略高于工件表面并进入下一轮激光固化扫描阶段；采用六边形网孔设计的网板在单位时间内可以通过更多的液态光敏树脂，缩短液面重新维持水平所需的时间，从而缩短工件打印时间，提高打印效率。另外，纵横交错的加强筋有助于提高网板的整体强度，使网板在长期使用和多次铲起工件后都不容易发生变形，确保网板具有较高的平整度，从而提高工件的成型质量。本实用新型还具有结构简单、生产成本较低、容易实施等优点。

与现有技术相比，本实用新型还具有以下优点：

(1)本实用新型所提供的用于3D打印机上的L形支撑平台采用驱动电机来带着丝杆转动，从而驱动支架在导轨上做升降运动，由于支架采用L形支撑结构，运行起来平稳、稳定、可靠，且网板安装在支架上，可以随支架在料槽上来回升降，升降过程平顺、稳定。

(2)本实用新型所提供的用于3D打印机上的L形支撑平台采用三组体积小、精度高、相应速度快的光电式限位开关，三组限位开关对应三个不同的工位，这样的设计可以大大简化控制系统的控制逻辑，从而大大提高打印机的工作效率和稳定性。

(3)本实用新型所提供的网板采用六边形网孔设计，使网板在单位时间内通过更多的液态光敏树脂，减少液面波动情况，缩短液面重新维持水平所需时间，从而缩短工件打印时间，提高打印效率。

(4)本实用新型所提供的网板采用田字形结构的纵横加强筋，可以进一步提高网板的整体支撑强度，使网板在多次来回铲起工件后都不容易发生变形，确保网板在长期使用后还能维持较高的平整度，对提高工件的质量十分有帮助。

(5)本实用新型所提供的网板采用应用广泛、成本较低、抗腐蚀能力强的不锈钢材料制成，在确保一定强度和刚度的前提下，使网板拥有很强的抗腐蚀性，能够长期浸泡在液态光敏树脂内使用，明显提高了网板的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型所提供的L形支撑平台的结构示意图一。

图2是本实用新型所提供的L形支撑平台的结构示意图二。

图3是本实用新型所提供的L形支撑平台的结构示意图三。

图4是本实用新型所提供的网板的主视图。

图5是本实用新型所提供的网板的后视图。

图6是本实用新型所提供的网板的局部剖视图。

图7是本实用新型所提供的网板的局部示意图。

图8是本实用新型所提供的槽孔处的结构示意图。

上述附图中的标号说明：

1-背板，2-导轨，3-滑块，4-驱动电机，5-电机安装座，6-丝杆，7-支架安装座，8-网板；

11-第一限位开关，12-第二限位开关，13-第三限位开关；

81-支撑板，82-侧板，83-调节螺钉，84-纵向加强筋，85-横向加强筋，86-槽孔；

91-竖杆，92-横杆，93-横梁。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型作进一步说明。

光固化成型法(StereoLithography，SL或SLA)是指利用紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应，来逐层固化并生成三维实体的成型方式。SLA工艺原理：料槽中盛满液态光敏树脂，紫外波长的激光束在偏转镜作用下，于液面上按截面轮廓信息扫描，光点经过的地方，受辐射的液体就固化。这样，一次平面扫描便加工出一个与分层平面图形相对应的层面，并与前一层已固化部分牢固地粘结起来，如此反复直到整个工件完成。

实施例1：

如图1、图2和图3所示，一种用于3D打印机上的L形支撑平台，该L形支撑平台主要包括用于支撑整个平台的背板1、用于引导L形支架上下运动的导轨2、可沿导轨2上下滑动的导轨3、用于驱动L形支架的驱动电机4、电机安装座5、连接驱动电机4与丝杆6的联轴器、丝杆6、用于支撑网板8的支架、支架安装座7、以及网板8。

具体的，所述背板1竖直固定在打印机的机架上。所述导轨2设为两条，两条导轨2均竖直且互相平行地安装在背板1上，所述导轨3安装在导轨2上，可沿导轨2上下滑动。所述丝杆6位于两导轨2之间，丝杆6的两端固定在背板1上，并通过联轴器与驱动电机4连接。所述驱动电机4通过电机安装座5固定在背板1上。所述支架通过支架安装座7安装在导轨3上，可沿导轨2上下滑动。所述网板8固定安装在支架上，随导轨3在导轨2上上下滑动。工作时，驱动电机4通过联轴器将动力传输到丝杆6上，丝杆6通过转动而带动支架安装座7上下运动，由于支架是安装在支架安装座7上的，因此支架及支架上的网板8跟随支架安装座7在导轨2上上下滑动，从而实现网板8在料槽中上下升降的目的。

具体的，所述支架由两组L形结构通过横梁93连接而成，所述L形结构包括竖杆91、横杆92、以及连接块。所述竖杆91一端固定在支架安装座7上，另一端竖直向下延伸。所述横杆92一端与竖杆91另一端固定连接，横杆92的另一端水平向前延伸。所述连接块固定设置在竖杆91与横杆92的连接处，分别与竖杆91和横杆92固定连接，将横杆92与竖杆91固定在一起。所述横梁93两端分别与两组L形结构的横杆92固定连接。所述网板8固定安装在横杆92上，并与横梁93抵接，优选的，所述横梁93采用两根，分别连接在横杆92的两端上，用于固定并稳固整个L形结构，使L形结构在支撑和固定网板8时更稳定可靠。

进一步的，为了精确定位L形支架根据不同工序工作在不同的位置上，本实用新型还包括用于定位支架位置的第一限位开关11、第二限位开关12和第三限位开关13，且三组限位开关自上而下依次竖直设置，且成一直线。其中第二限位开关12位于第一限位开关11和第三限位开关13之间，设定为网板8的机械原点，在工件开始打印时，控制器便会驱动网板8达到机械原点并进行打印；而第三限位开关13位于第二限位开关12下方，设定为支架下降的最低点，同时也是网板8下降的最低点以及工件能够打印的最高尺寸；而第一限位开关11位于第二限位开关12上方，设定为支架上升的最高点，同时也是网板8上升的最高点以及工件打印完毕需要晾干的位置，待晾干完毕后，工人便会将工件从网板8上铲除并进行下一步工序。

作为本实用新型的优选方案，为了提高网板8定位时的精度，本实用新型所述第一限位开关11、第二限位开关12和第三限位开关13均采用光电式限位开关。由于光电式限位开关具有体积小、精度高、相应速度快的优点，因此将光电式限位开关运用在支架和网板8的定位场合上十分合适。

具体的，结合图4、图5和图6所示，该网板8安装在SLA(光固化成型法，是指利用紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应，来逐层固化并生成三维实体的成型方式)3D打印设备内，起到支撑工件和限定液态光敏树脂流量的作用。该网板8主要包括网板8本体、以及调节网板8本体水平的调节螺钉83。所述网板8本体由支撑板81和四块侧板82组成，所述支撑板81分别与四块侧板82固定连接。所述支撑板81上设有若干六边形网孔，所述六边形网孔纵横排列设置，采用六边形网孔设计的目的在于在网板8下沉过程中提高液态光敏树脂通过网孔的流量，缩短液态光敏树脂覆盖工件表面所需的时间，从而减少对液面的干扰，提高工件的成型质量。所述六边形网孔之间的中心距d范围为7cm至9cm之间，所述六边形网孔之间的边距a范围为1.5cm至2.5cm之间。所述支撑板81上表面光滑，下表面设有用于提高整体强度的加强筋。所述加强筋由纵向加强筋84和横向加强筋85组成，所述纵向加强筋84垂直于横向加强筋85，所述纵向加强筋84和横向加强筋85的末端均与侧板82固定连接，这样设计的目的在于使加强筋的两端与侧板82固定，提高网板8的整体强度。所述调节螺钉83设置在网板8本体底部边缘，具体的，该调节螺钉83设有四个，分布在网板8的四个角落上；调节时，将水平仪放置在网板8上，通过拧紧螺钉使螺钉向上顶起网板8，并观察水平仪度数，从而达到调整网板8水平的目的。

具体的，如图8所示，本实用新型所述网板8本体的前后两侧还设有用于固定网板8的槽孔86。安装时，先调节网板8水平，然后用螺钉穿过槽孔86并拧入托架的螺纹孔内，对网板8当前的位置实行固定，从而达到固定网板8的目的。

作为本实用新型的优选方案，为了更好地控制液态光敏树脂通过网板8的流速和流量，本实用新型所述支撑板81的尺寸大小设为520mm×520mm×1.5mm。若支撑板81的厚度过大，会降低液态光敏树脂通过的流速和流量；若支撑板81的厚度设计太薄，就会影响网板8的整体强度，在使用时容易发生变形。另外，为了保证工件的打印质量，所述支撑板81的四边还留有20mm的打印余量，即实际的可打印区域为500mm×500mm。

作为本实用新型的优选方案，为了提高流过网孔的液态光敏树脂流量，减少液面的波动情况，如图7所示，本实用新型所述六边形网孔之间的中心距d设为8cm，所述六边形网孔之间的边距a设为2cm。该六边形网孔尺寸的设计有助于进一步增大液态光敏树脂通过六边形网孔的流量，缩短维持液面平衡所需要的时间，进一步提高工件成型的质量。

作为本实用新型的优选方案，为了提高网板8水平调节的精度，本实用新型所述调节螺钉83采用牙距(螺距)为0.8mm的M5沉头螺钉。过大的牙距会影响调节的精度，过小又会增加调节水平所用的时间，因此选用牙距为0.8的螺钉最合适；另外，由于调节螺钉83设置在网板8的底部，采用沉头螺钉后可以增大网板8的升降范围，从而增大打印工件的最大高度。

作为本实用新型的优选方案，为了避免液态光敏树脂对网板8的腐蚀，本实用新型所述网板8采用不锈钢材料制成，与航空铝材等材料相比，由于不锈钢材料表面附有一层富铬氧化膜(钝化膜)而具有不锈性和良好的耐腐蚀性，从而使网板8长期浸泡在液态光敏树脂内也不会被腐蚀，有助于提高工件的成型质量及网板8的使用寿命，另外，不锈钢材料应用广泛，采购成本较低，有利于降低整机的制造成本。

作为本实用新型的优选方案，由于传统数控冲孔的冲针会使网板8强度较低的部分出现凸起或凹陷情况，造成网板8凹凸不平，为了提高网板8的平整度，本实用新型所述六边形网孔采用激光切割而成。与数控冲孔相比，激光切割不会对网板8施加冲压力，不影响网板8的平整度。

本实用新型的工作过程和原理是：本实用新型所提供的L形支撑平台安装在SLA3D打印设备的料槽上方，通过驱动电机4带着丝杆6转动，从而驱动支架带着网板8在料槽上做升降运动；工作时，网板8随着托架一层一层地往下沉，料槽中的液态光敏树脂从网板8的网孔中流过，最终使液面略高于工件表面并进入下一轮激光固化扫描阶段；采用六边形网孔设计的网板8在单位时间内可以通过更多的液态光敏树脂，缩短液面重新维持水平所需的时间，从而缩短工件打印时间，提高打印效率。另外，纵横交错的加强筋有助于提高网板8的整体强度，使网板8在长期使用和多次铲起工件后都不容易发生变形，确保网板8具有较高的平整度，从而提高工件的成型质量。本实用新型还具有结构简单、生产成本较低、容易实施等优点。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。