光敏树脂三维打印机的制作方法

本实用新型涉及一种打印机，特别是涉及一种光敏树脂三维打印机。

背景技术：

以光敏树脂为原料的三维打印机成型方式分为自上而下和自下而上两种。

自下而上的投影方式是将投影仪放置于底端，成型台面在树脂液槽底部，最后已经固化的部分粘在构建平台表面，最终完成后，将打印成品从构建平台上分离。自下而上的优点如下：构建方法结构简单，因为它解决了两个关键问题：树脂沉降时间和逐层厚度的控制。自下而上的构建方向要求投影层图像通过材料下面传输到树脂桶中。构建平台初始与透射窗口齐平，并逐层向上移动。构建平台相对树脂桶底部决定层厚，意味着树脂的表面不会影响零件的构建。自下而上的构建方式一次仅需要较小体积的树脂投放，提高材料利用率，降低生产固定投入。自下而上的缺点如下：初始投入原材料较少和生产持续消耗，要求不断地补充原材料。构建过程中在硬化层和透射窗之间也存在分子力和真空产生的压力，固化层从透光窗口分离需较大外力，细微的特征容易被损坏。无法生产横截面积尺寸较大的工件和较多细微特征的零件。

自上而下的投影方法是将投影仪放置于顶端，构建平台与树脂液槽表面平行，已经固化的部分随构建平台逐层沉入树脂液面之下，等最终完成后，构建平台将打印成品从树脂液槽中托举出。自上而下的优点如下：自上而下的投影方式，通过将构建平台降低到树脂桶中来构建产品。此结构简化了某些设计，零件在构建中收到较小的外力，能使产品细节很好表现，可以实现大尺寸产品生产。自上而下的缺点如下：自上而下的构建方法的层厚是由构建平台或前一固化层，距离液体树脂的上表面的距离所决定。这就意味着在建立平台下降运动之后，必须考虑树脂表面恢复水平所消耗的时间。每层树脂流平时间乘以层数，并且计入总建构时间，使得生产效率降低。流动性较差的树脂，需要刮板辅助流平，此时会有外力作用，导致微小结构变形；刮平时间也计入总的构建时间。使用自上而下构建方法考虑的第二个条件是：打印机处于在水平面状态，以保持由重力因素决定的液体树脂表面与构建平台的平行；因此需要较为苛刻的生产环境。在生产横截面积较大的零件时，会产生较大的内应力，且液面上为气体，约束力不够在应力的影响下极易翘曲变型，精度难以保证。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光敏树脂三维打印机，其缩短了成型准备时间，提高了生产效率。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种光敏树脂三维打印机，其特征在于，其包括树脂桶、透明窗口、移动臂、磁偶架、光引擎、支撑架、投影镜头、连接板、散热片、成型框，透明窗口位于树脂桶的顶端上，透明窗口包括FEP膜、强磁条、密封条、框架，FEP膜 安装在框架表面，框架两侧设有密封条，强磁条安装在框架底部，树脂桶与移动臂滑动连接，磁偶架位于树脂桶的底端上，多个光引擎并排安装在支撑架上，支撑架与移动臂之间通过连接板固定，投影镜头安装在光引擎的一端上，散热片位于光引擎的侧面，成型框位于透明窗口的上方且位于树脂桶内。

优选地，所述FEP膜为离型膜。

优选地，所述密封条为硅氟发泡胶条。

优选地，所述光引擎为DLP型光引擎。

优选地，所述强磁条是钕铁硼强磁条铁。

本实用新型的积极进步效果在于：光敏树脂三维打印机缩短了成型准备时间，提高了生产效率，节约了原材料预投放量，提高材料利用率，精简了贵重部件使用量，降低了设备造价，节约了成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型光敏树脂三维打印机包括树脂桶1、透明窗口2、移动臂3、磁偶架4、光引擎10、支撑架11、投影镜头12、连接板13、散热片14、成型框15，透明窗口2位于树脂桶1的顶端上，透明窗口2包括FEP（Fluorinated ethylene propylene，全氟乙烯丙烯共聚物）膜6、强磁条7、密封条8、框架9，FEP膜 6安装在框架9表面，框架两侧设有密封条8，强磁条7安装在框架9底部，树脂桶1与移动臂3滑动连接，磁偶架4位于树脂桶1的底端上，多个光引擎10并排安装在支撑架11上，支撑架11与移动臂3之间通过连接板13固定，投影镜头12安装在光引擎10的一端上，散热片14位于光引擎10的侧面，成型框15位于透明窗口2的上方且位于树脂桶1内。

FEP膜6为离型膜，用来消弱固化层与透明窗口之间的子力。

强磁条7是钕铁硼强磁条铁，具有体积小、重量轻和磁性强的特点，是迄今为止性能价格比最佳的磁体。

密封条8为硅氟发泡胶条，具有良好的耐热性、耐寒性、耐酸碱性、耐高电压性。

光引擎10为DLP（Digital Light Processing，即为数字光处理，先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来）光引擎，具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、易操作、运转灵便、易智能化、无污染的优点。

本实用新型的工作原理如下：本实用新型采用多个光引擎拼接加机械运动实现大尺寸构建，提高生产效率，降低成本，减少内应力，提高精度和力学性能。树脂桶中装有光敏树脂，在一定波长的紫外光照射下立刻引起聚合反应完成固化形成产品，透明窗口用于透过外部的紫外线来将光敏树脂固化成型，离型膜防止产品粘连，在此过程中产品未完成的部分终浸润在原材料中，完成后随成型框移出树脂桶。本实用新型通过透明窗口的平移巧妙化解真空压力，真空压力的方向垂直于接触面，对其进行正交分解得出平行与接触面的分力为0N(牛顿)，沿着接触面平移，即可在不受外力情况下实现固化层分离。光敏树脂三维打印机为增加材料制造技术，通过逐层累积的方法构建三维模型，单层为二维平面，引入笛卡尔坐标系，令其在XY平面，Y方向均布若干个光引擎，通过精密的移动臂沿X方向移动扫过整个平面，实现大面积单层构建，单层完成后，透明窗口侧向移出构建平台底部，构建平台向上运动一个层厚，继续完成产品5构建，在此过程中产品始未完成的部分终浸润在原材料中，完成后随构建平台移出树脂桶。处于构建平台的透明窗口和光引擎相对固定，完成一部分后随移动臂沿Y方向移动一个工位，并实现上一个工位的固化层分离，移动的过程实现了固化层分离，节约工序步骤，从而提高了生产效率，透明窗口与树脂桶底部通过密封条密封，防止原料进入污染透明窗口，透明窗口移动力由移动臂提供，密封压力由强磁条与磁偶架之间的引力提供，改良了自下而上的构造方式，原材料利用率得到提高，环境兼容性好，采用多个光引擎拼接加机械运动实现大尺寸构建，提高效率，降低成本，减少内应力提高精度和力学性能，光引擎能够投射大面积的器件较为昂贵，通过多个小面积拼接加平行移动实现大尺寸工件构造，使成本得到节约。由于构建过程为小面积拼接而成，使得内应力充分释放，减少了应力形变，增加了零件力学性能。移动的过程实现了固化层分离，节约工序步骤，从而提高了生产效率。

综上所述，本实用新型光敏树脂三维打印机缩短了成型准备时间，提高了生产效率，需要减少外力对成型过程影响，提高微小结构生产能力；需要较少的原材料预投放量，提高材料利用率；需要消除单层应力提高加工精度和结构强度；需要提高设备可靠性，减小对生产环境的依赖；需要精简贵重部件使用量，降低设备造价，提高设备可维护性。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。