一种三维打印机的制作方法

1.本实用新型涉及增材制造的技术领域，特别涉及一种三维打印机。


背景技术：

2.光固化三维打印机利用特定波长内范围的光源来照射液态光固化树脂并引发光化学反应，使得被光源照射区域内的光固化树脂由液态固化成型，即可得到待成型的物体，其中，从三维打印机的光源组件发出的光束成伞状发出并投射在透光板上的投影面积为打印面积。
3.目前，常见的光固化三维打印机受加工误差或装配误差的影响，会使三维打印机实际的打印面积与预设的打印面积有所偏差，导致打印出来的模型尺寸与预设的理论值之间存在差异，从而影响打印精度。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种三维打印机，通过位置调节组件调节光源组件和透光板之间的距离，使得实际打印面积与预设打印面积之间的误差减小，从而提到打印机的打印精度。
5.本实用新型提供了一种三维打印机，其特征在于，包括:
6.顶板，设有透光板；
7.光源组件，位于所述顶板的下方并可在竖直方向移动；
8.位置调节组件，与所述光源组件连接；所述位置调节组件用于调节所述光源组件与所述透光板之间的距离，以调整所述光源组件发出的光束在所述透光板上的投影面积。
9.进一步的，所述位置调节组件包括第一连接板、第一导轨、第一滑块和调节部，所述第一连接板与所述顶板的底部连接；所述第一导轨竖直设在所述第一连接板上；所述第一滑块与所述光源组件连接并可沿所述第一导轨的长度方向移动；所述调节部用于控制所述第一滑块在所述第一导轨上的位置，以调节所述光源组件与所述透光板之间的距离。
10.进一步的，所述调节部包括调节杆、调节块和调节座，所述调节座与所述第一导轨连接，所述调节座上设有连接孔，所述调节块设在所述第一滑块上，所述调节杆可沿所述连接孔的长度方向移动，且所述调节杆的一端穿过所述连接孔后可与所述调节块抵接,并在所述第一滑块随所述调节杆带动所述调节块调整至预设位置后，所述调节杆固定在所述调节座上。
11.进一步的，所述位置调节组件还包括第二连接板和滑动部，所述第二连接板与所述顶板的底部连接，所述滑动部与所述光源组件和所述第二连接板分别连接，所述滑动部使所述光源组件在所述第二连接板上沿竖直方向滑动。
12.进一步的，所述第一连接板和所述第二连接板在所述光源组件的两侧相对设置。
13.进一步的，所述滑动部包括第二导轨和第二滑块，所述第二导轨竖直设在所述第二连接板上；所述第二滑块与所述光源组件靠近所述第二连接板的一侧连接，所述第二滑
块与所述第二导轨滑动连接。
14.进一步的，所述光源组件还包括光机、反射镜和光机座，所述光机座与所述位置调节组件连接，所述光机设在所述光机座上，所述光机的出光口与所述反射镜相对设置，所述反射镜用于对所述光机发出的光束进行反射，以使所述光束经反射后向上并在所述透光板上投影。
15.进一步的，所述光源组件还包括与所述光机座连接的固定板，所述反射镜放置在所述固定板上，所述固定板的相对两侧的边缘处分别对应设置有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台到所述顶板之间的距离与所述第二凸台到所述顶板之间的距离相等。
16.进一步的，所述反射镜与所述透光板所在的水平面之间的夹角为30
°‑
60
°
。
17.进一步的，所述固定板上设有放置架，所述放置架位于所述透光板的正下方，所述放置架包括放置板和设在所述放置板上的连接槽，所述反射镜的相对两侧的边缘与所述连接槽配合连接，且在所述反射镜通过所述连接槽固定在所述放置架上后，所述反射镜与所述放置板之间相互平行且具有间隙。
18.本实用新型提供的三维打印机，包括顶板、光源组件和位置调节组件，通过位置调节组件与光源组件连接，并通过位置调节组件控制光源组件移动，以调整光源组件与位于顶板上的透光板之间的距离，以使光源组件发出的光束在透光板上的投影面积发生变化，进而可以通过位置调节组件对光源组件的位置不断进行调整，使得实际打印面积与预设打印面积之间的误差减小，并使三维打印机能够打印成型的特征就能越小、越清晰，可提高三维打印机的打印精度，提升打印效果。
19.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
20.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
21.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
22.图1为三维打印机的整体结构图；
23.图2为三维打印机部分结构的主视图；
24.图3为三维打印机的结构爆炸图；
25.图4为三维打印机的工作原理图。
26.图中：
27.1-顶板，101-透光板；
28.2-光源组件，201-光机，202-反射镜，203-光机座，204-固定板，205-放置架，2041-第一固定区域，2042-第二固定区域，2051-放置板，2052-连接槽；
29.3-位置调节组件，301-第一连接板，302-第一导轨，303-第一滑块，304-调节杆，305-调节块，306-调节座，307-第二连接板，308-第二导轨，309-第二滑块；
30.α-发射角，l1-光机与反射镜的水平距离，l2-反射镜到透光板的竖直距离，l3-光束到透光板上的成像尺寸。
具体实施方式
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
35.本实用新型提供了一种三维打印机，参见图1至3，三维打印机包括顶板1、光源组件2和位置调节组件3，顶板1设有透光板101；光源组件2位于顶板1的下方并可在竖直方向移动；位置调节组件3与光源组件2连接，位置调节组件3用于调节光源组件2与透光板101之间的距离，以调整光源组件2发出的光束在透光板101上的投影面积。
36.本实用新型提供的三维打印机，包括顶板1、光源组件2和位置调节组件3，通过位置调节组件3与光源组件2连接，并通过位置调节组件3控制光源组件2移动，以调整光源组件2与位于顶板1上的透光板101之间的距离，以使光源组件2发出的光束在透光板101上的投影面积发生变化，进而可以通过位置调节组件3对光源组件2的位置不断进行调整，使得实际打印面积与预设打印面积之间的误差减小，并使三维打印机能够打印成型的特征就能越小、越清晰，可提高三维打印机的打印精度，提升打印效果。
37.在一些实施方式中，参见图1至3，位置调节组件3包括第一连接板301、第一导轨302、第一滑块303和调节部，第一连接板301与顶板1的底部连接；第一导轨302竖直设在第一连接板301上；第一滑块303与光源组件2连接并可沿第一导轨302的长度方向移动；调节部用于控制第一滑块303在第一导轨302上的位置，以调节光源组件2与透光板101之间的距离。
38.可以理解的是，第一连接板301与顶板1的底部连接，第一连接板301上的第一导轨302与第一滑块303配合滑动连接，并且第一滑块303与光源组件2连接，通过调节部控制第一滑块303在第一导轨302上的位置，以使第一滑块303带动光源组件2在第一连接板301上沿第一导轨302的长度方向移动，进而调整光源组件2与顶板1之间的距离，以调节光源组件2与顶板1上的透光板101之间的距离。
39.作为具体的，调节部包括调节杆304、调节块305和调节座306，调节座306与第一导轨302连接，调节座306上设有连接孔，调节块305设在第一滑块303上，调节杆304可沿连接
孔的长度方向移动，且调节杆304的一端穿过连接孔后可与调节块305抵接,并在第一滑块303随调节杆304带动调节块304调整至预设位置后，调节杆304固定在调节座306上。
40.例如，调节杆304包括千分尺旋钮螺杆，连接孔内设有与千分尺旋钮螺杆配合连接的螺纹，通过旋拧千分尺旋钮螺杆，即改变千分尺旋钮螺杆穿过调节座306上的连接孔一端的长度，由于调节座306与第一导轨302固定连接，因此在千分尺旋钮螺杆穿过连接孔的一端长度改变时，通过千分尺旋钮螺杆与调节块305抵接配合，可使千分尺旋钮螺杆通过旋拧的方式驱动调节块305沿连接孔长度方向移动，进而使第一滑块303随调节块305移动而移动，以调整第一滑块303在第一导轨302上的位置，并当第一滑块303到达预设位置后，千分尺旋钮螺杆与连接孔通过螺纹配合连接，将千分尺旋钮螺杆固定在调节座306上，进而完成调节部对于光源组件2的位置上的锁紧；具体的，本实施方式中的千分尺旋钮螺杆利用的是螺旋放大原理，当千分尺旋钮螺杆在连接孔的螺纹中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离，使得光源组件2沿着轴线方向移动，例如，千分尺旋钮螺杆的精密螺纹的螺距是0.5mm，可动刻度有50个等分刻度，可动刻度旋转一周，千分尺旋钮螺杆可前进或后退0.5mm，因此旋转每个小分度，相当于千分尺旋钮螺杆前进或推后0.01mm，因此光源组件2的移动可以精确控制到0.01mm，从而可以精确控制成像尺寸，当成像尺寸大于所需尺寸时，顺时针方向拧松千分尺旋钮螺杆，光源组件2竖直向上移动，相反，当成像尺寸小于所需尺寸时，逆时针方向拧紧千分尺旋钮螺杆，光源组件2竖直向下移动，仅通过旋拧千分尺旋钮螺杆即可驱使光源组件2移动，结构简单易于操作，且由于千分尺具有精密的螺距，因此可使光源组件2精准的移动较小的距离，以精确的调整光束在透光板101上的成像尺寸。
41.进一步的，位置调节组件3还包括第二连接板307和滑动部，第二连接板307与顶板1的底部连接，滑动部与光源组件2和第二连接板307分别连接，滑动部使光源组件2在第二连接板307上沿竖直方向滑动。
42.其中，第二连接板307同样与顶板1的底部连接，光源组件2通过滑动部与第二连接板307连接，与第一连接板301连接的调节部作为主滑动部分，以带动光源组件2移动，同时，第二连接板307和滑动部的配合可作为从滑动部分配合光源组件2移动，使得光源组件2同步在第二连接板307上沿竖直方向滑动，以达到光源组件2在第一连接板301和第二连接板307上竖直移动的效果。
43.更进一步的，第一连接板301和第二连接板307在光源组件2的两侧相对设置。
44.具体而言，光源组件2的两侧分别与第一连接板301和第二连接板307连接，当第一连接板301和第二连接板307相对设置时，调节组件3便具有更好的导向效果，进而使得光源组件2在第一连接板301和第二连接板307之间的移动更加平稳、顺滑，使得光源组件2输出光束更加稳定。
45.作为具体的，滑动部包括第二导轨308和第二滑块309，第二导轨308竖直设在第二连接板307上；第二滑块309与光源组件2靠近第二连接板307的一侧连接，第二滑块309与第二导轨308滑动连接。
46.位于第二连接板307一侧的滑动部采用导轨滑块的相配合的传动方式，通过第二导轨308与第二滑块309互相配合连接，使得滑动部具有更高的导向精度，并且保证光源组件2两侧的滑动保持稳定。
47.在一些实施方式中，参见图1至3，光源组件2还包括光机201、反射镜202和光机座203，光机座203与位置调节组件3连接，光机201设在光机座203上，光机201的出光口与反射镜202相对设置，反射镜202用于对光机201发出的光束进行反射，以使光束经反射后向上并在透光板101上投影。
48.在一些实施例中，参见图4，光束从光机201的内部成伞状发出，发出时的影像很小，通过设置水平方向的发射角α以及光机201与反射镜202的水平距离l1和反射镜202到透光板101的竖直距离l2，将影像投射到透光板101，影像变成光束到透光板101上的成像尺寸l3；根据光的反射原理，得出发射角α、l1、l2和l3三者的关系式为：2*(l1+l2)*tanα＝l3；受到加工误差以及装配误差的影响，l1与l2都会产生误差，以至于影响l3的大小，本技术通过调整反射镜202到透光板101的竖直距离l2，来调整光束到透光板上的成像尺寸l3的精度，l2与l3之间的关系为l2＝l3/2tanα-l1，光机201的出光口与反射镜202相对设置，因此采用位置调节组件3来调节处于光机座203上的光机201的位置，以改变反射镜202与透光板101之间的距离l2，进而实现最佳的投影效果。
49.更进一步的，光源组件2还包括与光机座203连接的固定板204，反射镜202放置在固定板204上，固定板204的相对两侧的边缘处分别对应设置有第一凸台(在图中未示出)和第二凸台(在图中未示出)，第一凸台到顶板1之间的距离与第二凸台到顶板1之间的距离相等。
50.可以理解的是，在对光源组件2进行装配的时候，为了保证设在固定板204上的反射镜202与透光板101所在的平面之间的角度为预设角度，因此，需要使设置有反射镜202和光源组件2的固定板204与顶板1平行的方式装配。本实施例通过在固定板204的相对两侧的边缘处分别对应设置有第一凸台和第二凸台，第一凸台和第二凸台可以为固定板沿长度方向相对两侧边缘处的台阶面，通过比较第一凸台和第二凸台分别与顶板1之间的距离是否相等，即可判断固定板204与顶板1之间是否平行，以便使装配人员对固定板204的装配。也可以理解为，需保证第一凸台和第二凸台这两个台阶面共平面，且该平面与顶板1所在平面平行。其中，第一凸台和第二凸台可分别设置在固定板204靠近顶板1的一侧。
51.具体地，固定板204包括与光机座203底部连接的第一固定区域2041、以及用于固定反射镜202的第二固定区域2042；将固定板204分为两个区域，第一固定区域2041用于连接光机座203的底部，第二固定区域2042用于固定反射镜202，保证反射镜202能与位于光机座203上的光机201同步移动，在保持光机201与反射镜202之间的距离l1不变的情况下，仅通过调节反射镜202与透光板101之间的距离l2即可在透光板101上获得更好的投影效果，调节方式简单且有效；在本实施方式中，第一凸台设在固定板204远离反射镜202的一侧边缘处，第二凸台设在固定板204远离光机座203的一侧边缘处，通过对第一凸台和第二凸台分别与顶板1之间的距离是否相等，即可判断固定板204与顶板1之间是否平行。
52.在一些实施方式中，第一固定区域2041设有与光机座203底部的相对两侧的边缘连接的两个凸起，且在光机座203底部与两个凸起连接后，光机座203底部与固定板204之间相互平行且具有与顶板1平行的间隙。
53.通过在第一固定区域2041相对两侧上设有两个凸起，两个凸起与光机座203底部连接，使光机座203底部与第一固定区域2041之间形成间隙，以避免光机座203底部与第一固定区域2041直接接触，进而减小对第一固定区域2041表面平整度的加工要求，以保证固
定板204通过光机座203的底部与两个凸起的配合连接与顶板1保持平行。
54.在一些实施方式中，固定板204上设有放置架205，放置架205位于透光板101的正下方，放置架205包括放置板2051和设在放置板2051上的连接槽2052，反射镜202的相对两侧的边缘与连接槽2052配合连接，且在反射镜202通过连接槽2052固定在放置架205上后，反射镜202与放置板2051之间相互平行且具有间隙。
55.更进一步地，两个连接槽2052分别设在放置板2051的上下两侧，将反射镜202相对两侧的边缘沿着两个连接槽2052插入，并分别与两个连接槽2052配合连接，可将反射镜202放置在固定板204上的放置架205上，以提高反射镜202在固定板204上的稳固性，并且反射镜202还可与放置架205螺纹连接，便于拆卸，以及时对反射镜202更换或调整，降低三维打印机的维修成本；将反射镜202通过连接槽2052固定在放置架205上后，反射镜202与放置板2051之间相互平行，反射镜与放置板2051之间留有间隙，避免反射镜202与放置板2051的表面直接接触，进而减小对放置板2051的表面平整度的加工精度要求。
56.更进一步的，反射镜202与透光板101所在的水平面之间的夹角为30
°‑
60
°
。
57.在一些实施例中，反射镜2的布置角度对于最终形成的光面的准直度有影响，反射镜202与透光板101所在的水平面之间的夹角可在30
°‑
60
°
之间进行调节，可根据不同需求选定角度，以使光束通过反射镜202的反射穿过透光板101获得更好的光面效果，其中，角度优选为45
°
，可获得相对理想的光面效果。
58.下面对本实用新型的三维打印机的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
59.一种三维打印机，参见图1至3，三维打印机包括顶板1、光源组件2和位置调节组件3，顶板1设有透光板101；光源组件2位于顶板1的下方并可在竖直方向移动；位置调节组件3与光源组件2连接，位置调节组件3用于调节光源组件2与透光板101之间的距离，以调整光源组件2发出的光束在透光板101上的投影面积。
60.位置调节组件3包括第一连接板301、第一导轨302、第一滑块303和调节部，第一连接板301与顶板1的底部连接；第一导轨302竖直设在第一连接板301上；第一滑块303与光源组件2连接并可沿第一导轨302的长度方向移动；调节部用于控制第一滑块303在第一导轨302上的位置，以调节光源组件2与透光板101之间的距离。
61.调节部包括调节杆304、调节块305和调节座306，调节座306与第一导轨302连接，调节座306上设有连接孔，调节块305设在第一滑块303上，调节杆304可沿连接孔的长度方向移动，且调节杆304的一端穿过连接孔后可与调节块305抵接,并在第一滑块303随调节杆304带动调节块304调整至预设位置后，调节杆304固定在调节座306上。
62.位置调节组件3还包括第二连接板307和滑动部，第二连接板307与顶板1的底部连接，滑动部与光源组件2和第二连接板307分别连接，滑动部使光源组件2在第二连接板307上沿竖直方向滑动。
63.第一连接板301和第二连接板307在光源组件2的两侧相对设置。
64.滑动部包括第二导轨308和第二滑块309，第二导轨308竖直设在第二连接板307上；第二滑块309与光源组件2靠近第二连接板307的一侧连接，第二滑块309与第二导轨308滑动连接。
65.光源组件2还包括光机201、反射镜202和光机座203，光机座203与位置调节组件3连接，光机201设在光机座203上，光机201的出光口与反射镜202相对设置，反射镜202用于对光机201发出的光束进行反射，以使光束经反射后向上并在透光板101上投影。
66.光源组件2还包括与光机座203连接的固定板204，反射镜202放置在固定板204上，固定板204的相对两侧的边缘处分别对应设置有第一凸台(在图中未示出)和第二凸台(在图中未示出)，第一凸台到顶板1之间的距离与第二凸台到顶板1之间的距离相等。
67.固定板204上设有放置架205，放置架205位于透光板101的正下方，放置架205包括放置板2051和设在放置板2051上的连接槽2052，反射镜202的相对两侧的边缘与连接槽2052配合连接，且在反射镜202通过连接槽2052固定在放置架205上后，反射镜202与放置板2051之间相互平行且具有间隙。
68.反射镜202与透光板101所在的水平面之间的夹角为30
°‑
60
°
。
69.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。