屏更换模块、料盒固定装置、3D打印机和屏更换方法与流程

本申请涉及3d打印的技术领域，具体而言，涉及一种屏更换模块、料盒固定装置、3d打印机和屏更换方法。

背景技术：

光固化3d打印技术包括激光立体印刷技术sla(激光点光源固化)、dlp(投影仪面光源固化)和lcd(液晶面光源固化)。其中，lcd光固化成型技术与dlp成型技术相比，最简单的理解，就是dlp技术的光源用lcd液晶屏来代替。而lcd液晶屏价格便宜，且精度高(很容易达到平面精度100微米)，且lcd与dlp都是面成型光源，两种技术输出的打印速度是几乎相当的。随着lcd本身技术的成熟，lcd打印相较于sla和dlp性价比高，展现出了巨大的市场潜力。

但是，由于lcd液晶屏的光效率是指背光的透过率。通常的lcd液晶屏的透过率在5％±2％。而dlp技术，由于采用反射式的dmd元器件的光效率大于60％。lcd的光效率与dlp相比较低，lcd打印机的光源发出的大部分能量都被lcd液晶屏吸收。因而lcd液晶屏的使用寿命没有dlp中的dmd模块长，稳定性较差。故lcd打印机的设计，必须考虑到lcd液晶屏的更换与维护。

由于lcd显示屏都带有线缆与接口，则拆卸lcd显示屏时，需要对lcd显示屏和线缆分别拆卸，还会涉及到电路板等处理，拆卸难度较大，耗时较长。

另外，lcd打印机上用于固定lcd显示屏的机架上需要设置对应供线缆穿过的开口，在料盒破裂的情况下，打印材料(光敏树脂等)四处流淌，很有可能顺着该开口流入lcd打印机内部，损坏lcd打印机。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种屏更换模块、料盒固定装置、3d打印机和屏更换方法，其能够降低更换显示屏的维修难度，缩短耗时。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种屏更换模块，包括显示屏、屏线以及屏围框，所述屏线与所述显示屏连接；所述屏围框具有第一贯穿孔和第一线通孔，所述显示屏设于所述第一贯穿孔内，所述屏线穿设于所述第一线通孔内。

于一实施例中，所述第一贯穿孔的内壁上设有安装凹槽，所述第一线通孔开设于所述安装凹槽的内底面上。

于一实施例中，所述安装凹槽同时贯穿所述第一贯穿孔的内壁和所述屏围框的顶面。

第二方面，本申请实施例提供一种料盒固定装置，包括屏更换模块、料盒以及连接件，所述屏更换模块为上述的屏更换模块；所述料盒置于所述屏更换模块的所述显示屏的一侧；所述连接件置于所述屏更换模块的所述显示屏的相对于所述料盒的另一侧，所述连接件具有第二贯穿孔，所述第二贯穿孔与所述显示屏相对，用于透光。

于一实施例中，所述连接件包括底框和防漏围板；所述防漏围板与所述屏更换模块连接，所述防漏围板具有第二通孔和第二线通孔，所述第二通孔内设有具有透光性的支撑板，所述支撑板用于支撑所述显示屏；所述底框连接于所述防漏围板相对于所述显示屏的另一侧；其中，所述第二贯穿孔包括设于所述底框的所述第一通孔和设于所述防漏围板的所述第二通孔，所述屏线依次穿过所述第一线通孔、所述第二线通孔和所述第一通孔。

于一实施例中，所述底框的顶面且位于第一通孔处设有第三凹槽，所述防漏围板设于所述第三凹槽内。

于一实施例中，所述连接件还包括防漏边框，所述防漏边框设置在所述防漏围板上，且所述防漏边框为筒状；其中，所述料盒和所述屏更换模块均被所述防漏边框包围。

于一实施例中，所述防漏围板上设有密封环槽，所述密封环槽内设有用于与所述显示屏相抵的密封圈，其中，所述第二线通孔设于所述密封环槽的外侧。

于一实施例中，所述防漏围板上设有固定凹槽，所述屏围框上设有与所述固定凹槽相配的固定凸起。

于一实施例中，所述第三凹槽的内底面上设有第一连接孔，所述防漏围板上设有与所述第一连接孔对应的第二连接孔，所述第一连接孔和所述第二连接孔内穿设有第一固定件。

于一实施例中，所述屏围框上设有第三连接孔，所述防漏围板上设有与所述第三连接孔对应的第四连接孔，所述第三连接孔和所述第四连接孔内穿设有第二固定件。

于一实施例中，所述屏围框上设有第五连接孔，所述料盒的料围框上设有与所述第五连接孔对应的第六连接孔，所述第五连接孔和所述第六连接孔内穿设有第三固定件。

于一实施例中，所述料盒包括料围框和离型膜，所述料围框具有第三贯穿孔；所述离型膜连接于所述料围框，用于封闭所述第三贯穿孔。

于一实施例中，所述料围框的顶面与所述第三贯穿孔的交界处设有斜面。

第三方面，本申请实施例提供一种3d打印机，包括机架、成型平台、移动机构以及料盒固定装置，所述移动机构设于所述机架上，且与所述成型平台连接，用于驱动所述成型平台移动；所述料盒固定装置为上述的料盒固定装置，所述料盒固定装置设于所述机架上，所述成型平台设于所述料盒固定装置的上方。

第四方面，本申请实施例提供一种屏更换方法，使用上述的3d打印机，所述屏更换方法包括：

拆除所述料盒；

拆除待更换的所述屏更换模块；

更换所述屏更换模块，并安装新的所述屏更换模块；

安装所述料盒。

本申请与现有技术相比的有益效果是：

本申请通过增设屏围框，并将屏线和显示屏组装在屏围框上，从而形成一个整体的屏更换模块，当需要更换显示屏或者料盒泄漏时的清理、拆卸操作时，可以直接更换屏更换模块，拆卸安装方便，免去了单独操作显示屏以及屏线的不便，降低了更换显示屏的维修、拆卸难度，缩短耗时。

本申请通过增设防漏围板和防漏边框以及密封圈等部件，当料盒发生泄漏时，可以使得光敏树脂等打印材料被控制在特定区域，降低进入3d打印机内部的可能，另外，由于屏更换模块和连接件的配合，拆卸安装方便，清理泄漏的过程也操作方便简易，最大限度减轻了操作者的负担。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例示出的3d打印机的部分结构爆炸示意图。

图2为本申请一实施例示出的3d打印机的外部结构示意图。

图3为本申请一实施例示出的屏更换模块的爆炸示意图。

图4为本申请一实施例示出的屏更换模块的爆炸示意图。

图5为本申请一实施例示出的料盒固定装置的外部结构示意图。

图6为本申请一实施例示出的料盒固定装置的外部结构示意图。

图7为本申请一实施例示出的图6的a-a方向剖视图。

图8为本申请一实施例示出的料盒固定装置的爆炸示意图。

图9为本申请一实施例示出的料盒固定装置的左视图。

图10为本申请一实施例示出的图9的b-b方向剖视图。

图标：10-机架；11-光源；12-散热片；1-3d打印机；20-成型平台；30-移动机构；400-料盒；40-料盒固定装置；410-离型膜；420a-第三顶面；420b-第三底面；420-料围框；421-第三贯穿孔；422-第六连接孔；423-斜面；500-连接件；510a-第二顶面；510-底框；511-第一通孔；512-第三凹槽；513-第一连接孔；514-第一固定件；520a-第四顶面；520b-第四底面；520-防漏围板；521-第二通孔；522-支撑板；523-第二线通孔；524-第二连接孔；525-密封环槽；526-密封圈；527-固定凹槽；528-第四连接孔；530-防漏边框；600-屏更换模块；610-显示屏；620-屏线；630a-第一顶面；630b-第一底面；630-屏围框；631-第一贯穿孔；632-安装凹槽；633-第一线通孔；634-固定凸起；635-第三连接孔；636-第五连接孔；640-第二固定件；650-第三固定件；540-第二贯穿孔；529a-外圈板；529b-内圈板。

具体实施方式

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参照图1，其为本申请一实施例示出的3d打印机1的部分结构爆炸示意图。一种3d打印机1包括由上至下设置的料盒400、显示屏610、光源11和散热片12。料盒400可以是一体成型的树脂槽，用于承接光敏树脂等打印材料。显示屏610可以是lcd液晶屏，3d打印机1的驱动方式是以vga或者hdmi连接液晶驱动板再接显示屏610。光源11可以是405nm(或者其他波段)灯泡或者led阵列，光源11也可以包括led灯和透镜，通过透镜来均匀分布光照。散热片12可以是水冷散热或者风冷散热，设置于光源11下方，用于散热。

请参照图2，其为本申请一实施例示出的3d打印机1的外部结构示意图。3d打印机1包括机架10、成型平台20、移动机构30以及料盒固定装置40。移动机构30设于机架10上，且与成型平台20连接，用于驱动成型平台20上下移动，其中，移动机构30可以是丝杠螺母等组件。料盒固定装置40设于机架10上，成型平台20设于料盒固定装置40的上方。光源11和散热片12(请参照图1)可以设于机架10的内部。

料盒固定装置40包括屏更换模块600(请参照图3)、料盒400以及连接件500，屏更换模块600包括显示屏610和屏线620等部件。

请参照图3，其为本申请一实施例示出的屏更换模块600的爆炸示意图。屏更换模块600包括显示屏610、屏线620以及屏围框630。屏线620与显示屏610电性连接，且连接于显示屏610的一侧；屏围框630具有第一贯穿孔631和第一线通孔633，显示屏610固定于第一贯穿孔631内，屏线620穿设于第一线通孔633内。

其中，显示屏610与屏围框630的连接方式可以是过盈配合、间隙配合、胶水连接、或者卡接等方式。

本实施例通过增设屏围框630，并将屏线620和显示屏610组装在屏围框630上，从而形成一个整体的屏更换模块600，当需要更换显示屏610或者料盒400泄漏时的清理、拆卸操作时，可以直接更换屏更换模块600，拆卸安装方便，免去了单独操作显示屏610以及屏线620的不便，降低了更换显示屏610的维修、拆卸难度，缩短耗时。

请参照图4，其为本申请一实施例示出的屏更换模块600的爆炸示意图。将屏围框630的上表面称作第一顶面630a，屏围框630的下表面称作第一底面630b。第一贯穿孔631的内壁上设有安装凹槽632，安装凹槽632同时贯穿第一贯穿孔631的内壁和第一顶面630a。显示屏610固定于安装凹槽632内。

第一线通孔633开设于安装凹槽632的内底面上，且第一线通孔633为长条形孔，同时贯穿第一顶面630a和第一底面630b。

显示屏610为长方体式结构，屏围框630的截面为长方形的框架结构。

屏围框630在第一底面630b上凸设有固定凸起634，固定凸起634用于与连接件500连接或者限位固定。固定凸起634可以是凸柱、凸点、凸条或者凸环等结构。

请参照图5，其为本申请一实施例示出的料盒固定装置40的外部结构示意图。料盒400置于屏更换模块600的显示屏610(请参照图6)的一侧；连接件500置于屏更换模块600的显示屏610的相对于料盒400的另一侧。本实施例中，料盒400设于屏更换模块600的上侧。

请参照图6，其为本申请一实施例示出的料盒固定装置40的外部结构示意图。连接件500包括底框510和防漏围板520；防漏围板520与屏更换模块600连接。底框510连接于防漏围板520相对于显示屏610的另一侧，即防漏围板520设于显示屏610的下方，底框510设于防漏围板520的下方。

连接件500还包括连接件500还包括防漏边框530，防漏边框530设置在防漏围板520上，且防漏边框530为筒状；其中，料盒400和屏更换模块600均安装于防漏边框530内。防漏边框530与防漏围板520可以是一体成型的，也可以是通过焊接、螺栓连接等方式固定。底框510用于与3d打印机1的机架10连接。

底框510、防漏围板520和防漏边框530的形状、尺寸与屏围框630相适应。其中，屏围框630与防漏边框530之间可以通过卡接、螺栓连接或者过盈配合的方式固定，或者屏围框630与防漏围板520之间可以通过卡接、或者螺栓连接的方式固定。

本实施例通过增设防漏围板520和防漏边框530等部件，当料盒400发生泄漏时，可以使得光敏树脂等打印材料被控制在特定区域，降低进入3d打印机内部的可能，另外，由于屏更换模块600和连接件500的配合，拆卸安装方便，清理泄漏的过程也操作方便简易，最大限度减轻了操作者的负担。

请参照图7，其为本申请一实施例示出的图6的a-a方向剖视图。底框510的上表面为第二顶面510a，第二顶面510a且位于第一通孔511处设有第三凹槽512，防漏围板520设于第三凹槽512内。

防漏围板520具有第二通孔521和第二线通孔523，底框510具有第一通孔511。第一通孔511和第二通孔521相通并组成连接件500的第二贯穿孔540，第二贯穿孔540与显示屏610相对，即当显示屏610安装于连接件500上时，第二贯穿孔540可以用于透光。

第二通孔521内设有具有透光性的支撑板522，支撑板522可以玻璃材质制成的透光板，可以起到透光作用，还可以与显示屏610相抵，用于支撑显示屏610，提高显示屏610的抗冲击能力。

屏线620的一端与显示屏610连接，另一端依次穿过第一线通孔633、第二线通孔523和第一通孔511后可以与3d打印机1的其他部件连接。第一线通孔633、第二线通孔523和第一通孔511相互连通。第一线通孔633和第二线通孔523均为较小的长条形孔，由于第一通孔511需要用于透光，且用于穿屏线620，第一通孔511的面积较大，与显示屏610的尺寸相适应。

防漏围板520的上表面称作第四顶面520a，防漏围板520的下表面称作第四底面520b。防漏围板520的第四顶面520a上设有密封环槽525，密封环槽525内设有用于与显示屏610相抵的密封圈526，其中，所述第二线通孔523设于所述密封环槽525的外侧。密封圈526可以是橡胶材质的密封圈526，用于提高密封效果。密封环槽525可以是方形环槽。

防漏围板520的第四顶面520a上设有固定凹槽527，屏围框630上的固定凸起634可以与固定凹槽527相配，用于限位固定。本实施例中，固定凹槽527是方形环槽。

请参照图8，其为本申请一实施例示出的料盒固定装置40的爆炸示意图。第三凹槽512的内底面上设有第一连接孔513，防漏围板520上设有与第一连接孔513对应的第二连接孔524，第一连接孔513和第二连接孔524内穿设有第一固定件514。第一连接孔513可以是通孔或者盲孔，第二连接孔524是通孔。

第一固定件514可以是螺栓、销钉、或者螺栓螺母等部件，将防漏围板520和底框510连接在一起。第一连接孔513可以是光孔或者螺纹孔，第二连接孔524可以是光孔或者螺纹孔。本实施例中，第一固定件514设有四个，分别位于第一通孔511的左右两侧，相应地，第一连接孔513和第二连接孔524各设有四个。

屏围框630上设有第三连接孔635，防漏围板520上设有与第三连接孔635对应的第四连接孔528，第三连接孔635和第四连接孔528内穿设有第二固定件640。第四连接孔528可以是通孔或者盲孔，第三连接孔635是通孔。

第二固定件640可以是螺栓、销钉、或者螺栓螺母等部件，将屏围框630和防漏围板520连接在一起。第三连接孔635可以是光孔或者螺纹孔，第三连接孔635可以是光孔或者螺纹孔。本实施例中，第二固定件640设有八个，均匀分布于显示屏610的前后左右四个方向，相应地，第三连接孔635和第四连接孔528各设有八个。

屏围框630上设有第五连接孔636，料盒400的料围框420上设有与第五连接孔636对应的第六连接孔422，第五连接孔636和第六连接孔422内穿设有第三固定件650。第五连接孔636可以是通孔或者盲孔，第六连接孔422是通孔。

第三固定件650可以是螺栓、销钉、螺栓螺母或者限位轴等部件，将屏围框630和防漏围板520连接在一起。第五连接孔636可以是光孔或者螺纹孔，第六连接孔422可以是光孔或者螺纹孔。本实施例中，第三固定件650设有两个，分别位于显示屏610的左右两侧，相应地，第三连接孔635和第四连接孔528各设有两个。

防漏围板520的截面为长方形，防漏围板520被防漏边框530分隔为设于防漏围板520外侧的外圈板529a和设于防漏围板520内侧的内圈板529b，第二连接孔524设于外圈板529a上，第四连接孔528设于内圈板529b上。其中，为保证防漏围板520的强度，外圈板529a的厚度小于内圈板529b的厚度，从而可以在内圈板529b上设置密封环槽525和固定凹槽527等结构。

料盒400包括料围框420和离型膜410，料围框420具有第三贯穿孔421；离型膜410连接于料围框420的第三底面420b上，用于封闭第三贯穿孔421。离型膜410可以是耐高温隔离膜。

料围框420的上表面为第三顶面420a，料围框420的下表面为第三底面420b，第三顶面420a与第三贯穿孔421的交界处设有斜面423，利于承接打印材料。

本实施例中，料盒400的截面为长方形。料盒400为绷膜结构，以料围框420为承力框架，将离型膜410紧绷于料围框420之上。当料盒400安装到屏围框630上时，绷紧的离型膜410紧贴在显示屏610上。由于离型膜410与显示屏610具有紧贴的安装关系，使得显示屏610在光固化打印材料时表现出最高的精度。

在使用过程中，需要清理3d打印机1，以避免内应力较大紧绷的离型膜410因没有清理干净残渣而破损。

本实施例中，防漏边框530的高度高于离型膜410的高度，从而令防漏边框530将离型膜410包围，不仅可以避免外部残渣令离型膜410破损，而且可以在离型膜410破损，料盒400泄露时，令泄露的打印材料被限制在防漏边框530的范围内。

请参照图9，其为本申请一实施例示出的料盒固定装置40的左视图。请参照图10，其为本申请一实施例示出的图9的b-b方向剖视图。

于一操作安装过程中，先将防漏围板520安装于底框510的第三凹槽512中，再将屏更换模块600放置在防漏围板520上，屏更换模块600被防漏边框530包围，且，最后将料盒400放置在显示屏610上，料盒400被防漏边框530包围，且离型膜410与显示屏610相抵。

其中，当屏更换模块600放置在防漏围板520上时，令固定凸起634伸入固定凹槽527中，令显示屏610与支撑板522相抵，此时密封圈526被充分挤压，密封圈526所围的区域可以形成一个液体不可以穿透的边界，而第二线通孔523所述密封环槽525的外侧，则即使料盒400泄露，也可以被密封圈526形成的边界阻挡，防止打印材料泄露至3d打印机1的内部。屏更换模块600、防漏边框530、防漏围板520和密封圈526可以形成一个类似“碗盖”之间的配合。例如：一体成型的防漏围板520和防漏边框530形成一个类似“碗”的结构。

当料盒400泄漏，3d打印质量降低时，取出料盒400，接着通过人工或者视觉检测仪器判定打印材料泄漏的严重程度，当打印材料少量泄漏时，只需要将屏更换模块600擦拭干净即可，接下来更换一个新的料盒400，3d打印机1就能再次使用。当打印材料大量泄漏时，由于料盒固定装置40的作用，大量的打印材料会留在防漏围板520和防漏边框530形成的区域内，此时，只需要将料盒固定装置40整个组件取出即可。一体成型的防漏围板520和防漏边框530更便于清洗，清理好之后，依次将防漏围板520、防漏边框530和屏更换模块600安装回去，换上新的料盒400，3d打印机1就能再次使用。

由于料盒固定装置40的防漏效果好，无论料盒400破损之后是导致小的泄漏还是大量泄漏，漏液都可以被控制在防漏围板520和防漏边框530之内，从而避免3d打印机1内部的重要机械、电子部件都不会受到损伤。

本申请实施例提供一种屏更换方法，使用上述图1-图10所示的3d打印机1，屏更换方法包括如下步骤:

步骤s1：拆除料盒400。

步骤s2：拆除待更换的屏更换模块600。

步骤s3：更换屏更换模块600，并安装新的屏更换模块600。

步骤s4：安装料盒400。

本申请通过增设屏围框630，并将屏线620和显示屏610组装在屏围框630上，从而形成一个整体的屏更换模块600。得益于模块化的设计，当需要更换显示屏610或者料盒400泄漏时的清理、拆卸操作时，可以直接更换屏更换模块600，拆卸安装方便，免去了单独操作显示屏610以及屏线620的不便，不会涉及电路板等处理，降低了更换显示屏610的维修、拆卸难度，缩短耗时。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。