一种自动对焦的光固化3D打印机的制作方法

一种自动对焦的光固化3d打印机
技术领域
1.本实用新型属于3d打印技术领域，特别涉及一种自动对焦的光固化3d打印机。


背景技术：

2.增材制造俗称光固化打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除－切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。
3.其中光固化是一种通过光机或激光照射光敏树脂使其固化成固体的增材制造方式，包括下照式和上照式，本实用新型仅讨论下照式光固化。当光固化打印机组装完成或更换维修光机后，如图1
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1所示，光机的焦距发生变化，投影内容模糊不清，无法直接使用；如图1
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2所示，需要重新调节光机的焦距才能进行下一步的调试和使用。目前，为解决上述问题，采用人工方式解决。如图2所示，需要调节光机焦距时，人工打开光机并在投影面上投出内容，目视投影内容，根据投影内容的模糊程度用手转动光机的焦距调节齿轮，直到投影内容清晰可见。但是由人主观观察投影内容，光机投出的强光易造成看不清投影内容的模糊程度，无法准确调整焦距，影响打印精度。同时光机投出的紫外线会对眼睛和皮肤造成伤害，不利于调试人员的健康。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种自动对焦的光固化3d打印机。
5.为了实现上述实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：一种自动对焦的光固化3d打印机，包括机架、设置在所述的机架上的光敏树脂槽、设置在所述的光敏树脂槽上方的打印平台、设置在所述的光敏树脂槽下方的光机，所述的光固化打印机还包括用于固定所述光机的光机挂架以及设置在所述光机挂架上的焦距自动校正装置，所述的焦距自动校正装置被配置为能够自动调节所述光机的焦距；所述光机具有穿过所述光机挂架的光机镜头以及用于调节所述的光机镜头焦距的焦距调节齿轮；所述的焦距自动校正装置包括用于采集所述的光机在投影面上的图像信息的摄像头、与所述的焦距调节齿轮传动连接的驱动齿轮、驱动所述的驱动齿轮绕自身轴线方向旋转的驱动装置、用于对所述的图像信息的清晰度分析并基于分析结果发送控制指令控制所述的驱动装置动作的控制器。
6.在上述技术方案中，进一步优选的，所述驱动装置为舵机。
7.在上述技术方案中，进一步优选的，所述驱动装置为步进电机。
8.在上述技术方案中，进一步优选的，所述的驱动装置和所述的摄像头均与所述的控制器电信号连接。
9.本实用新型与现有技术相比获得如下有益效果：通过摄像头实时采集投影图像传递给控制器，控制器驱动驱动装置电动调整光机的焦距，以实现自动校正焦距的目的，结构简单，操作方便，减少紫外线对调试人员伤害的同时，有效提高了打印精度。
附图说明
10.附图1
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1为光固化打印机未调焦的光机的投影效果；
11.附图1
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2为光固化打印机已调焦的光机的投影效果；
12.附图2现有技术中人工对光机进行焦距调节的结构示意图；
13.附图3为本实用新型的立体结构示意图；
14.附图4为本实用新型的主视图；
15.附图5为本实用新型的将模糊的投影内容二值化处理后的投影效果；
16.其中：1、机架；2、光敏树脂槽；3、打印平台；4、光机；41、光机镜头；42、焦距调节齿轮；5、光机挂架；6、焦距自动校正装置；61、摄像头；62、驱动齿轮；63、舵机；64、控制器。
具体实施方式
17.为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明，图1
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图2是现有技术中的光固化3d打印机调节焦距的原理和示意图，图3
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图5是本实用新型的光固化3d打印机调节焦距的原理和示意图，以下将结合图3
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图5来说明本实用新型的结构组成及工作原理；其中本说明书中所述的“上”、“下”位置关系分别与附图3中的上、下方对应。
18.本实用新型提供了一种自动对焦的光固化3d打印机，如图3所示，该光固化打印机包括机架1、设置在机架1上的光敏树脂槽2、设置在光敏树脂槽2上方的打印平台3、设置在光敏树脂槽2下方的光机4，光固化打印机还包括用于固定光机4的光机挂架5以及设置在光机挂架5上的焦距自动校正装置6，焦距自动校正装置6被配置为能够自动调节所述光机4的焦距，光机4固定设置在光机挂架5上。
19.机架1内具有直线丝杆模组（附图中未示出），打印平台3与直线丝杆模组相连接，通过机架1内的直线丝杆模组相对于机架1做升降运动。
20.光敏树脂槽2内存储有打印使用的光敏树脂溶液，光敏树脂槽2的底部由透光性材料制成。
21.光机4具有穿过光机挂架5的光机镜头41以及设置在光机镜头41上的焦距调节齿轮42，焦距调节齿轮42被配置为可以调节光机镜头41的焦距。
22.如图4所示，焦距自动校正装置6包括设置在光机挂架5上的摄像头61、与焦距调节齿轮42传动连接的驱动齿轮62以及驱动所述驱动齿轮62绕自身轴线方向旋转的驱动装置，在本实施例中，驱动装置为舵机63，在其他实施例中，驱动装置还可以为步进电机。摄像头61的镜头朝向光敏树脂槽2，摄像头61负责实时采集投影在光敏树脂槽2上的图像。
23.焦距自动校正装置6还包括设置在光机挂架5上的控制器64，摄像头61和舵机63均与控制器64电信号连接。摄像头61向控制器64反馈光机4投影到光敏树脂槽2上的投影图像，控制器64对采集的图像信息的清晰度进行分析并基于分析结果发送控制指令驱动舵机63工作，以实现自动调整光机镜头41焦距的目的。
24.如图5所示，摄像头61将实时采集的投影图像传输到控制器64，控制器64对采集的图像进行图像二值化，控制器64根据二值化后的图像判断舵机63的转动方向，舵机63带动焦距调节齿轮42转动，调整使图像越来越清晰，投影内容面积或宽度会比调焦前更小。
25.本实用新型的工作原理如下：当光固化打印机组装完成或更换维修光机4后，光机4的焦距发生变化，投影内容模糊不清，摄像头61向控制器64反馈光机4投影到光敏树脂槽2上的投影效果，控制器64根据摄像头61的反馈情况驱动舵机63，舵机63上的驱动齿轮62在舵机63的作用下绕自身轴心线旋转，并且带动啮合的焦距调节齿轮42旋转，对光机镜头41的焦距进行调整，最终在光敏树脂槽2上呈现清晰的图像。
26.本实用新型通过摄像头61实时采集投影图像传递给控制器64，控制器64驱动驱动装置电动调整光机4的焦距，以实现自动校正焦距的目的，结构简单，操作方便，减少紫外线对调试人员伤害的同时，有效提高了打印精度。
27.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。