一种光固化3D打印机的制作方法

本发明涉及一种3d打印机，尤其是一种光固化3d打印机。

背景技术：

光固化3d打印机通过利用紫外光或其他特定波长范围的光源照射液态光固化树脂并引发光化学反应，使被光源照射区域的光固化树脂由液态固化成型，逐层固化后即可得到待成型物体。

光固化3d打印机的结构一般包括平台升降机构、成型平台、树脂槽、显示屏、光源等，光源透过显示屏在树脂槽底部形成待固化的透射区域，位于成型平台成型面或已固化层底部与树脂槽底部之间的液态树脂在透射区域固化成型。在逐层成型三维物体的过程中，首先成型的固化层需要可靠粘结在成型平台的成型面上，这要求在开始打印之前，需要精确地调节成型平台，使得成型平台的成型面与树脂槽底面保持平行且具有合适的间距。另外，每一层固化完成后，成型平台会在平台升降机构的带动下，在树脂槽内进行升降动作，使得已固化层脱离树脂槽底面，同时在已固化层和树脂槽底面之间留出预固化成型的下一层树脂层的高度，以便液态树脂填充进入已固化层与树脂槽底部之间的间隙，为下一层固化做准备，其中为了使打印物体获得较好的表面成型质量，每一层固化层的高度定位需要保证较高的精度。

目前市场上，典型的成型平台升降机构一般由电机、丝杆、丝杆螺母、直线导轨、导轨滑块、升降悬臂、成型平台组成，其中直线导轨与丝杆平行布置，成型平台与升降悬臂可拆卸地固定连接。正常工作时，电机驱动丝杆旋转，与丝杆配合的丝杆螺母固定于升降悬臂上，升降悬臂与导轨滑块固定连接，导轨滑块与直线导轨滑动连接，进而丝杆螺母将丝杆的旋转运动转换为直线运动并带动升降悬臂直线运动，从而使成型平台沿直线导轨进行升降运动。典型的成型平台的调节机构，通过多个调平螺钉对成型平台进行调平操作，但是依次调整多个调平螺钉进行调平的过程复杂，且经常需要反复调整才能获得较好的调平效果，某些情况下甚至无法完全调平，不便于用户操作，且有可能影响最终打印效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种光固化3d打印机，能够便于对成型平台与树脂槽底部进行贴合性调节固定，提高调节效率和3d成型质量。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型公开了一种光固化3d打印机，包括设备箱体、安装在设备箱体顶部的平台调整机构、安装在设备箱体顶部的储液槽机构以及安装在设备箱体内的光源机构，平台调整机构包括升降驱动单元、高度定位单元以及角度定位单元；

升降驱动单元固定安装在设备箱体的顶部，高度定位单元固定安装在升降驱动单元上，由升降驱动单元驱动高度定位单元整体升降运动；角度定位单元包括方形壳体、角度锁定螺杆、成型平台、连杆、支撑压簧、半球形壳体以及球形端头；方形壳体固定安装在高度定位单元上，并在方形壳体内竖向设置有柱状空腔；角度锁定螺杆竖向螺纹旋合安装在方形壳体的顶部中心处，且角度锁定螺杆的下端部伸入柱状空腔内；在角度锁定螺杆的上端部上固定安装有一个十字形的角度定位手柄；在方形壳体的底部设置有底部圆孔与柱状空腔相连通；球形端头位于柱状空腔内，且旋转式安装在角度锁定螺杆的下端部上；半球形壳体设置在底部圆孔处，且半球形壳体的外侧球面凸出底部圆孔外；底部圆孔的孔口边缘设置为与半球形壳体外侧球面相贴合的弧形面；球形端头向下按压在半球形壳体的内侧球面上；连杆的上端固定安装在半球形壳体的外侧球面中部，连杆的下端竖向固定安装在成型平台的上侧面中心处；成型平台的下侧面作为成型面与储液槽机构上下对应；支撑压簧套设在连杆上，并在连杆的中部固定设置有支撑环形盘；支撑压簧的上端支撑在方形壳体的底面上，支撑压簧的下端支撑在支撑环形盘上。

进一步的，高度定位单元包括t形柱、条形调节座、压紧螺杆、压紧滑移块以及锥形端头；t形柱竖向固定安装在升降驱动单元上；条形调节座的一端固定安装在方形壳体的竖向侧面上；在条形调节座的另一端设置有滑动式卡扣到t形柱上的t形槽口；在条形调节座内沿其长度方向设置有条形滑移空腔，且条形滑移空腔延伸至t形槽口处；压紧滑移块滑动式安装在条形滑移空腔内，并在远离t形槽口的端部侧面上设置有挤压坡面；在条形调节座的上侧面上设置有螺纹座，压紧螺杆竖向螺纹旋合安装在螺纹座上，且压紧螺杆的下端伸入条形滑移空腔内；在压紧螺杆的上端固定设置有十字形的压紧手柄；锥形端头旋转式安装在压紧螺杆的下端部上，且锥形端头的锥面与挤压坡面接触挤压，用于推动压紧滑移块端部伸出条形滑移空腔后按压在t形柱上。

进一步的，在条形滑移空腔的下侧内壁上沿其长度方向设置有条形凹槽，并在条形凹槽内安装有一个回弹压簧；在压紧滑移块的下侧面上设置有伸入条形凹槽内的支撑凸块；回弹压簧弹性支撑在支撑凸块，用于推动压紧滑移块向远离t形槽口的一侧移动；在压紧滑移块指出t形槽口的端部侧面上固定设置有摩擦垫片。

进一步的，升降驱动单元包括升降驱动电机、四根竖向方柱、升降驱动螺杆、方形驱动座、升降滑套以及底部安装板；底部安装板固定安装在设备箱体的顶部，四根竖向方柱阵列式竖向安装在底部安装板的上侧面中部；在四根竖向方柱的顶部共同固定安装有一块顶部板；在四根竖向方柱指向中心处的顶角边均设置有一个直角条形槽；方形驱动座的四个顶角分别滑动式嵌入四根竖向方柱的直角条形槽中；在方形驱动座的中部竖向设置有一个升降驱动螺纹孔，升降驱动螺杆螺纹旋合安装在升降驱动螺纹孔上，且升降驱动螺杆的上端旋转式安装在顶部板的中心处，升降驱动螺杆的下端旋转式安装在底部安装板的中心处；升降驱动电机固定安装在设备箱体内，且升降驱动电机的输出轴端部与升降驱动螺杆的下端部相对接安装；升降滑套同时套设在四根竖向方柱上，且升降滑套的内壁与四根竖向方柱的对应侧面相贴近；方形驱动座的四个竖向侧面通过四个连接块分别固定连接在升降滑套的四侧内壁上；t形柱竖向固定安装在升降滑套的外壁上。

进一步的，在四根竖向方柱上均至少设置有一个竖向导向槽；在升降滑套的上侧边上且靠近各个竖向导向槽处均设置有一个导向安装座；在各个导向安装座上均贯穿式螺纹旋合安装有一根导向按压螺栓，并在各个导向按压螺栓的螺杆端部均旋转式安装有一个滚轮支座；在各个滚轮支座上均旋转式安装有一个支撑滚轮；支撑滚轮的轮面局部嵌入对应位置处的竖向导向槽中。

进一步的，储液槽机构包括储液槽以及限位挡圈；在设备箱体的顶部设置有矩形窗口；限位挡圈设置在矩形窗口的周围；储液槽放置在限位挡圈中；在储液槽的底部且位于矩形窗口上方设置有一块透明玻璃板；在限位挡圈上至少设有一个锁定条，并在锁定条的上端螺纹旋合安装有一根槽体锁定螺栓；在储液槽的外壁上且靠近各个锁定条处均设置有一个三角挤压块；槽体锁定螺栓的螺杆端部按压在三角挤压块的挤压坡面上，向下推动储液槽限定在限位挡圈中。

进一步的，光源机构包括光源组件、离心风机、散热套、进风管以及出风管；光源组件的发光侧固定安装在矩形窗口处；离心风机固定安装在光源组件的下方，且离心风机的进风口与光源组件的下侧面之间留有间隙；散热套安装在光源组件的外围，且散热套的内壁与光源组件的外壁之间留有散热间隙；进风管的一端连通至设备箱体外，另一端贯通散热套；出风管的一端与离心风机的出风口相连通，另一端连通至设备箱体外。

进一步的，在设备箱体的底部四个顶角处均固定设置有一个底脚凸块；在四个底脚凸块的下侧面上均竖向螺纹旋合安装有一根水平调节螺杆；在四根水平调节螺杆的下端部均固定设置有一个支撑圆盘。

进一步的，成型平台的上侧面设置为向上弧形凸起的弧形凸面。

本实用新型的有益效果在于：利用球形端头按压半球形壳体在底部圆孔处，从而在成型平台与储液槽内底部平行后实现角度的定位，且球形端头能够与半球形壳体进行多角度配合；利用支撑压簧能够在手动下移成型平台后使得成型平台能够与储液槽内底部贴紧，再旋转角度锁定螺杆手动顶起方形壳体，使得球形端头将半球形壳体压实在底部圆孔上进行固定，因此能够确保成型平台的下侧面与储液槽内底部平行；利用弧形面能够增大底部圆孔与半球形壳体的配合面，增强角度定位的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型的局部剖视结构示意图；

图3为本实用新型的高度定位单元俯视剖视结构示意图；

图4为本实用新型的高度定位单元和角度定位单元的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：

如图1-4所示，本实用新型公开的光固化3d打印机包括：设备箱体1、安装在设备箱体1顶部的平台调整机构、安装在设备箱体1顶部的储液槽机构以及安装在设备箱体1内的光源机构，平台调整机构包括升降驱动单元、高度定位单元以及角度定位单元；

升降驱动单元固定安装在设备箱体1的顶部，高度定位单元固定安装在升降驱动单元上，由升降驱动单元驱动高度定位单元整体升降运动；角度定位单元包括方形壳体19、角度锁定螺杆54、成型平台27、连杆26、支撑压簧28、半球形壳体23以及球形端头22；方形壳体19固定安装在高度定位单元上，并在方形壳体19内竖向设置有柱状空腔20；角度锁定螺杆54竖向螺纹旋合安装在方形壳体19的顶部中心处，且角度锁定螺杆54的下端部伸入柱状空腔20内；在角度锁定螺杆54的上端部上固定安装有一个十字形的角度定位手柄21；在方形壳体19的底部设置有底部圆孔24与柱状空腔20相连通；球形端头22位于柱状空腔20内，且旋转式安装在角度锁定螺杆54的下端部上；半球形壳体23设置在底部圆孔24处，且半球形壳体23的外侧球面凸出底部圆孔24外；底部圆孔24的孔口边缘设置为与半球形壳体23外侧球面相贴合的弧形面；球形端头22向下按压在半球形壳体23的内侧球面上；连杆26的上端固定安装在半球形壳体23的外侧球面中部，连杆26的下端竖向固定安装在成型平台27的上侧面中心处；成型平台27的下侧面作为成型面与储液槽机构上下对应；支撑压簧28套设在连杆26上，并在连杆26的中部固定设置有支撑环形盘25；支撑压簧28的上端支撑在方形壳体19的底面上，支撑压簧28的下端支撑在支撑环形盘25上。

利用球形端头22按压半球形壳体23在底部圆孔24处，从而在成型平台27与储液槽30内底部平行后实现角度的定位，且球形端头22能够与半球形壳体23进行多角度配合；利用支撑压簧28能够在手动下移成型平台27后使得成型平台27能够与储液槽30内底部贴紧，再旋转角度锁定螺杆54手动顶起方形壳体19，使得球形端头22将半球形壳体23压实在底部圆孔24上进行固定，因此能够确保成型平台27的下侧面与储液槽30内底部平行；利用弧形面能够增大底部圆孔24与半球形壳体23的配合面，增强角度定位的稳定性。

进一步的，高度定位单元包括t形柱8、条形调节座9、压紧螺杆、压紧滑移块13以及锥形端头15；t形柱8竖向固定安装在升降驱动单元上；条形调节座9的一端固定安装在方形壳体19的竖向侧面上；在条形调节座9的另一端设置有滑动式卡扣到t形柱8上的t形槽口45；在条形调节座9内沿其长度方向设置有条形滑移空腔12，且条形滑移空腔12延伸至t形槽口45处；压紧滑移块13滑动式安装在条形滑移空腔12内，并在远离t形槽口45的端部侧面上设置有挤压坡面14；在条形调节座9的上侧面上设置有螺纹座10，压紧螺杆竖向螺纹旋合安装在螺纹座10上，且压紧螺杆的下端伸入条形滑移空腔12内；在压紧螺杆的上端固定设置有十字形的压紧手柄11；锥形端头15旋转式安装在压紧螺杆的下端部上，且锥形端头15的锥面与挤压坡面14接触挤压，用于推动压紧滑移块13端部伸出条形滑移空腔12后按压在t形柱8上。利用挤压坡面14与锥形端头15的挤压配合，能够在旋转压紧螺杆后推动压紧滑移块13按压在t形柱8上实现高度定位。

进一步的，在条形滑移空腔12的下侧内壁上沿其长度方向设置有条形凹槽，并在条形凹槽内安装有一个回弹压簧17；在压紧滑移块13的下侧面上设置有伸入条形凹槽内的支撑凸块16；回弹压簧17弹性支撑在支撑凸块16，用于推动压紧滑移块13向远离t形槽口45的一侧移动；在压紧滑移块13指出t形槽口45的端部侧面上固定设置有摩擦垫片18。利用回弹压簧17能够在锥形端头15上升后及时回弹压紧滑移块13；利用摩擦垫片18能够增强定位效果。

进一步的，升降驱动单元包括升降驱动电机44、四根竖向方柱3、升降驱动螺杆5、方形驱动座7、升降滑套6以及底部安装板2；底部安装板2固定安装在设备箱体1的顶部，四根竖向方柱3阵列式竖向安装在底部安装板2的上侧面中部；在四根竖向方柱3的顶部共同固定安装有一块顶部板4；在四根竖向方柱3指向中心处的顶角边均设置有一个直角条形槽43；方形驱动座7的四个顶角分别滑动式嵌入四根竖向方柱3的直角条形槽43中；在方形驱动座7的中部竖向设置有一个升降驱动螺纹孔，升降驱动螺杆5螺纹旋合安装在升降驱动螺纹孔上，且升降驱动螺杆5的上端旋转式安装在顶部板4的中心处，升降驱动螺杆5的下端旋转式安装在底部安装板2的中心处；升降驱动电机44固定安装在设备箱体1内，且升降驱动电机44的输出轴端部与升降驱动螺杆5的下端部相对接安装；升降滑套6同时套设在四根竖向方柱3上，且升降滑套6的内壁与四根竖向方柱3的对应侧面相贴近；方形驱动座7的四个竖向侧面通过四个连接块53分别固定连接在升降滑套6的四侧内壁上；t形柱8竖向固定安装在升降滑套6的外壁上。利用方形驱动座7与四个直角条形槽43的配合，能够增强升降的稳定性；利用升降滑套6与方形驱动座7的配合安装，能够进一步增强升降的稳定性。

进一步的，在四根竖向方柱3上均至少设置有一个竖向导向槽38；在升降滑套6的上侧边上且靠近各个竖向导向槽38处均设置有一个导向安装座40；在各个导向安装座40上均贯穿式螺纹旋合安装有一根导向按压螺栓39，并在各个导向按压螺栓39的螺杆端部均旋转式安装有一个滚轮支座41；在各个滚轮支座41上均旋转式安装有一个支撑滚轮42；支撑滚轮42的轮面局部嵌入对应位置处的竖向导向槽38中。利用竖向导向槽38、支撑滚轮42、滚轮支座41、导向安装座40以及导向按压螺栓39的设置，能够增强升降滑套6的升降稳定性，确保3d打印的效果。

进一步的，储液槽机构包括储液槽30以及限位挡圈31；在设备箱体1的顶部设置有矩形窗口49；限位挡圈31设置在矩形窗口49的周围；储液槽30放置在限位挡圈31中；在储液槽30的底部且位于矩形窗口49上方设置有一块透明玻璃板48；在限位挡圈31上至少设有一个锁定条32，并在锁定条32的上端螺纹旋合安装有一根槽体锁定螺栓34；在储液槽30的外壁上且靠近各个锁定条32处均设置有一个三角挤压块33；槽体锁定螺栓34的螺杆端部按压在三角挤压块33的挤压坡面上，向下推动储液槽30限定在限位挡圈31中。利用限位挡圈31、三角挤压块33、槽体锁定螺栓34以及锁定条32的设置，能够将储液槽30可拆卸式限定在限位挡圈31中。

进一步的，光源机构包括光源组件46、离心风机47、散热套50、进风管51以及出风管52；光源组件46的发光侧固定安装在矩形窗口49处；离心风机47固定安装在光源组件46的下方，且离心风机47的进风口与光源组件46的下侧面之间留有间隙；散热套50安装在光源组件46的外围，且散热套50的内壁与光源组件46的外壁之间留有散热间隙；进风管51的一端连通至设备箱体1外，另一端贯通散热套50；出风管52的一端与离心风机47的出风口相连通，另一端连通至设备箱体1外。利用离心风机47、散热套50、进风管51以及出风管52能够构成散热机构，对工作中的光源组件46进行有效散热，确保光源组件46长时间可靠运行；光源组件46采用相应的光固定3d打印机的光源组件46即可，不是本实用新型的创新点所在。

进一步的，在设备箱体1的底部四个顶角处均固定设置有一个底脚凸块35；在四个底脚凸块35的下侧面上均竖向螺纹旋合安装有一根水平调节螺杆36；在四根水平调节螺杆36的下端部均固定设置有一个支撑圆盘37。利用四根水平调节螺杆36能够便于调节四个顶角的支撑高度，从而对设备箱体1的水平度进行调节。

进一步的，成型平台27的上侧面设置为向上弧形凸起的弧形凸面29。利用弧形凸面29能够在成型平台27从储液槽30中升起后减少溶液的滞留。

本实用新型公开的光固化3d打印机在使用时，首先通过对四根水平调节螺杆36的调节，从而调节设备箱体1的水平度；然后再将条形调节座9扣于t形柱8上，并手动下移方形壳体19，使得成型平台27的下侧面与储液槽30内底部相贴紧；然后再旋转角度定位手柄21手动顶起方形壳体19，使得球形端头22将半球形壳体23压实在底部圆孔24上进行角度固定；然后再旋转压紧手柄11，由锥形端头15推动压紧滑移块13按压在t形柱8上实现此刻的高度定位；最后启动打印机进行升降驱动电机44和光源组件46的协调控制实现3d打印，协调控制采集现有的光固定3d打印软件系统即可；在更换或者回收树脂时，通过松开槽体锁定螺栓34即可取下储液槽30；在长期使用后通过旋转各个导向按压螺栓39对升降滑套6的升降稳定性进行维护；在打印完成后可直接取下高度定位单元和角度定位单元，便于铲下打印好的物件；在光固定3d打印机工作过程中，离心风机47处于工作状态，从而对光源组件46进行有效散热。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。