一种用于三维打印机的打印屏组件及三维打印机的制作方法

1.本技术涉及三维打印技术领域，尤其涉及一种用于三维打印机的打印屏组件及三维打印机。


背景技术：

2.随着科学技术以及社会的不断发展，三维打印技术的应用趋于广泛。其中，下投影方式的光固化三维打印技术因其高精度打印的优点被广泛关注。
3.现有下投影方式的光固化三维打印技术中，光由下至上照射，平台上每一层图像在树脂层很薄的区域产生光聚合反应固化，形成成型件的一个成型薄层，再通过平台上移从而将成型薄层和打印屏上的离型膜分离，然后继续下一树脂层的固化以形成下一成型薄层，从而打印出多层光固化成型薄层的三维体。
4.但由于成型薄层光固化成型时，离型膜与成型薄层之间可能具有一定程度的粘性，当成型薄层与离型膜分离时，根据物体相对静止时力的平衡原理可知，成型薄层与离型膜之间的脱模力可能会使得打印屏受到与该脱模力对应的拉扯力，该拉扯力可能会使打印屏与离型膜接触的表面产生轻微形变，从而影响打印屏的使用寿命。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本技术提供了一种用于三维打印机的打印屏组件及三维打印机，能够减少打印屏因受脱模力作用而产生损坏的情况，从而提高打印屏使用寿命，具体参考下述例子。
6.本技术第一方面提供了一种用于三维打印机的打印屏组件，包括：保护组件和显示屏组件；其中，所述保护组件包括第一层板，所述显示屏组件包括显示屏主体，所述第一层板设置于所述显示屏主体的上方或下方，并且所述第一层板与所述显示屏主体粘附或吸附贴合。
7.可选地，所述第一层板的刚度高于所述显示屏主体的刚度，或者所述第一层板的刚度高于所述显示屏主体中支撑层的刚度；
8.或者，
9.所述第一层板的厚度大于所述显示屏主体的厚度，或者所述第一层板的厚度大于所述显示屏主体中支撑层的厚度。
10.可选地，所述第一层板的表面积大于或等于所述显示屏主体的图像显示区域的面积。
11.可选地，所述第一层板与所述显示屏主体通过光学胶粘附贴合。
12.其中，所述光学胶铺设的区域面积小于或等于所述显示屏主体的正对所述光学胶一侧的表面积。
13.可选地，所述第一层板的厚度为0.55mm-3mm。
14.可选地，在所述第一层板位于所述显示屏主体的下方时，所述显示屏主体的上方
设置防刮层。
15.可选地，所述显示屏主体为黑白显示屏主体，所述第一层板为透明板。
16.其中，所述第一层板为钢化玻璃板或亚克力板。
17.本技术第二方面提供了一种三维打印机，包括打印机主体和z轴组件，所述z轴组件设置于所述打印机主体上，所述打印机主体包括上述任一项的打印屏组件。
18.从以上技术方案可以看出，本技术具有以下优点：
19.第一层板设置于显示屏主体的上方或下方，并且第一层板与显示屏主体粘附或吸附贴合，通过第一层板与显示屏主体之间的粘附或者吸附作用，第一层板与显示屏主体贴合为一个整体结构，当位于该整体结构上的离型膜与成型薄层之间脱模产生脱模力，并对该整体结构作用对应的拉扯力时，贴合在显示屏主体上的第一层板可以分担并承受该拉扯力，从而对显示屏主体进行固定，减少显示屏主体因受脱模力作用而产生损坏的情况，提高显示屏主体的使用寿命。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。
21.图1为本技术中打印屏组件的立体结构爆炸示意图；
22.图2为本技术中打印屏组件的结构仰视图；
23.图3为本技术中打印屏组件的局部剖面示意图；
24.图4为本技术中三维打印机的立体结构爆炸示意图。
具体实施方式
25.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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，仅用于说明各部件或组成部分之间的相对位置关系，并不特别限定各部件或组成部分的具体安装方位。
26.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
27.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.此外，在本技术中所附图式所绘制的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用于限定本技术可实施的限定条件，故不具有技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均仍应落在本技术所揭示的技术内容涵盖的范围内。
29.本技术提供了一种用于三维打印机的打印屏组件及三维打印机，能够减少显示屏主体因受脱模力作用而产生损坏的情况，从而提高显示屏主体的使用寿命。
30.具体而言，本技术的用于三维打印机的打印屏组件，以下简称为打印屏组件。
31.请参阅图1以及图3，本技术的打印屏组件包括：保护组件1和显示屏组件2；其中，保护组件1包括第一层板11，显示屏组件2包括显示屏主体21，第一层板11设置于显示屏主体21的上方或下方，并且第一层板11与显示屏主体21粘附或吸附贴合。
32.本技术的打印屏组件适用于光固化三维打印过程，本技术以下述下投影方式的光固化三维打印机为例进行说明。其中显示屏主体21的工作原理大致如下：紫外光线从下至上投射在显示屏主体21上，通过显示屏主体21遮盖紫外光线来照亮三维打印区域的横截面，即部分紫外光线透过显示屏主体21和离型膜从而照射在料槽中对应于升降平台与显示屏主体21之间的间隙的液态光敏树脂上，从而使其固化，固化后的树脂将会随着升降平台上移一个固定高度，达到成型薄层固定于升降平台并脱离开该离型模的作用，然后升降平台移动于成型薄层厚度的距离，成型薄层与离型膜之间出现的新间隙会由液态光敏树脂填充，然后进行下层固化，直至完成整个零件。
33.其中，显示屏主体21在正常情况下安装设置于打印机上的料槽底部，且第一层板11的透光率良好，以使得下部光源透过显示屏主体21和第一层板11对料槽底部的液态光敏树脂提供能量，从而进行光固化打印，该料槽指的是用于承装液态光敏树脂的装置。
34.其中，显示屏主体21主要用于遮盖紫外光线或者使得紫外光线的透过显示屏主体21从而为料槽内的液态光敏树脂的固化过程提供能量，从而进行相应三维打印区域部分的光固化打印，形成树脂成型薄层，其中，该显示屏主体21遮盖紫外光线或者可以使得紫外光线透过的区域为显示屏主体21的图像显示区域。简而言之，光固化打印基本原理为通过一定波长的紫外光照射，使液态的环氧丙烯酸树脂等光敏树脂高速聚合而成固态，从而固化形成成型薄层。可以理解的是，每一层成型薄层都是下一层成型薄层形成的基础面，即多个成型薄层可以组成三维立体物件。
35.其中，固化的成型薄层需要向上抽离于与显示屏主体21接触位置，从而为下一成型薄层提供固化位置，从而将下一层成型薄层的打印固化在上一成型薄层底部，则通常在显示屏主体21与液态光敏树脂材料接触的一侧表面设置离型膜，从而便于成型薄层的向上抽离。
36.本技术中，第一层板11设置于显示屏主体21的上方或下方，并且第一层板11与显示屏主体21粘附或吸附贴合，通过第一层板11与显示屏主体21之间的粘附或者吸附作用，第一层板11与显示屏主体21贴合为一个整体结构，当位于该整体结构上的离型膜与成型薄层之间脱模产生脱模力，并对该整体结构作用对应的拉扯力时，贴合在显示屏主体21上的第一层板11可以分担并承受该拉扯力，从而对显示屏主体21进行固定，减少显示屏主体21因受脱模力作用而产生损坏的情况，提高显示屏主体21的使用寿命。
37.其中，第一层板11设置于显示屏主体21的上方或者显示屏主体21的下方。
38.当第一层板11位于显示屏主体21上方时，即第一层板11位于显示屏主体21上方靠近于料槽的一侧，第一层板11一侧与料槽接触，另一侧与显示屏主体21的上表面侧贴合连接，可以理解的是，在上述设置的情况下，光固化形成成型薄层的位置位于第一层板11上表面一侧，即对应于与料槽中的光固化形成该成型薄层的位置，在该位置设置离型膜，以便于
成型薄层脱离，则成型薄层与离型膜的脱模力对应的拉扯力直接作用在第一层板11上表面，而第一层板11自身具有一定刚度，即在受力时抵抗弹性变形的能力较强，第一层板11不容易受力发生形变，可以减少显示屏主体21因为受到脱模力作用而导致的形变损坏，同时第一层板11位于显示屏主体21上方还可以对显示屏主体21起到保护和防刮的作用，从而提高显示屏主体21的使用寿命。
39.当第一层板11位于显示屏主体21下方时，即第一层板11位于显示屏主体21的下表面一侧靠近光源的位置并与显示屏主体21的下表面贴合，在上述设置的情况下，光固化形成成型薄层的位置位于显示屏主体21的上表面的位置，在该位置设置有离型膜，以便于成型薄层脱离，则成型薄层与离型膜的脱模力对应的拉扯力直接作用在显示屏主体21的上表面，则通过显示屏主体21下表面吸附或者粘附连接的第一层板11可以对显示屏主体21的下表面进行固定，从而根据显示屏主体21自身的刚度性质，可以通过由被第一层板11固定的显示屏主体21的下表面对显示屏主体21的可能受到脱模力产生形变的上表面进行固定，可以减少脱模力对应的拉扯力对显示屏主体21上表面造成的受力形变损坏的情况，从而提高显示屏主体21的使用寿命。
40.其中，本技术中的第一层板11与显示屏主体21的连接方式可以为粘附方式或者吸附方式，例如在通过吸附方式将第一层板11与显示屏主体21进行贴合的方式中，该第一层板11与显示屏主体21之间可以通过物理真空吸附，利用第一层板11与显示屏主体21之间的真空环境与外界空气的气压差进行贴合连接，或者通过化学吸附方式将第一层板11与显示屏主体21进行吸附贴合连接，具体的吸附连接方式此处不做限定。
41.一实施例中，第一层板11的刚度高于显示屏主体21的刚度，或者第一层板11的刚度高于显示屏主体21中支撑层的刚度；
42.或者，
43.第一层板11的厚度大于显示屏主体21的厚度，或者第一层板11的厚度大于显示屏主体21中支撑层的厚度。
44.其中，刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力，第一层板11粘附或者吸附在显示屏主体21上可以使得第一层板11与显示屏主体21形成一个整体结构，从而使得较高刚度的第一层板11对较低刚度的显示屏主体21进行固定，以提高整体刚度性能，从而提高显示屏主体21的使用寿命，可以理解的是，该显示屏主体21的支撑层为显示屏主体21内部用于支撑显示屏主体21整体的一个主要支撑结构。
45.另外，显示屏主体21的厚度一般较小，第一层板11的厚度大于显示屏主体21的厚度，可以尽量满足第一层板11达到预设强度所需的厚度，以使得第一层板11粘附连接在显示屏主体21上，从而提升显示屏主体21的强度。此外，随着第一层板11厚度的增大，抵抗外力效果也随着增大，以保护显示屏主体21。
46.一实施例中，第一层板11的表面积大于或等于显示屏主体21的图像显示区域的面积。
47.例如第一层板11的表面积等于显示屏主体21的图像显示区域的面积，即第一层板11恰好可以与显示屏主体21的图像显示区域外边侧匹配契合，以尽可能使得第一层板11对显示屏主体21的图像显示区域进行固定，此外，第一层板11的表面积还可以大于显示屏主体21的图像显示区域的面积，以使得第一层板11中超出显示屏主体21的图像显示区域的部
分与三维打印机中安装打印屏组件的结构件连接，用以对显示屏主体21进行更稳定的固定，从而提高显示屏主体21的强度。
48.一实施例中，第一层板11与显示屏主体21通过光学胶3粘附贴合。光学胶3具有无色透明、光透过率在90％以上、胶结强度良好且有固化收缩小等特点，使得其可以很好地适配于三维打印过程。值得一提的是，受限于光固化过程中紫外光线被遮挡因素以及粘度大小的影响，光学胶3的厚度一般为0.175毫米左右。
49.其中，光学胶3铺设的区域面积小于或等于显示屏主体21的正对光学胶3一侧的表面积。
50.可以理解的是，光学胶3为显示屏主体21与第一层板11之间的连接介质，用于使得第一层板11与显示屏主体21贴合，则光学胶3铺设的区域面积小于或等于显示屏主体21的正对光学胶3一侧的表面积，可以减少因为光学胶3铺设的区域面积超出对应于显示屏本体21的正对光学胶3一侧的表面积，光学胶3一侧无粘附物从而直接暴露在外的情况，可以减少该光学胶3暴露部分对料槽内光敏树脂的污染或者减少外界灰尘、水汽粘附在光学胶3暴露部分产生污染的情况。此外，由于光学胶3的胶结强度良好，在光学胶3铺设的区域面积小于显示屏主体21的正对光学胶3一侧的表面积时，可以理解为用少量的光学胶3，在光学胶3不全面覆盖显示屏主体21或第一层板11时，也可使两者粘附贴合。
51.值得一提的是，其中显示屏主体21的正对光学胶3一侧的表面积可以为显示屏主体21正对光学胶3一侧的表面的整个平面的面积，也可以为显示屏主体21正对光学胶3一侧的的图像显示区域的面积。
52.此外，在另一种可实施方式中，第一层板11与显示屏主体21之间还可以通过使用双面胶的方式进行粘附贴合，具体为双面胶包围在显示屏主体21非图像显示区域的外侧从而将显示屏主体21与第一层板11进行粘附。可以理解的是，由于第一层板11在显示屏主体21上方对显示屏主体21有较好的固定效果，且当显示屏主体21尺寸较小时，其作用的脱模力也较小，通过使用双面胶的方式包围在显示屏主体21非图像显示区域的外侧可以对第一层板11与显示屏主体21之间进行简单粘附固定。
53.一实施例中，第一层板11的厚度为0.55mm-3mm。
54.可以理解的是，由材料强度的计算公式可知，第一层板11的强度随第一层板11的厚度变厚从而大，由于第一层板11的强度与第一层板11对显示屏主体21的固定程度呈正相关的关系，则其他条件相同的情况下，第一层板11的对显示屏主体21的固定作用随第一层板11的厚度增大而增大。此外，由于第一层板11内不可避免会存在杂质，随着第一层板11厚度的增加，光线在第一层板11内受到的杂质阻碍就越大，从而使得第一层板11的透光率随第一层板的厚度变厚从而变小。
55.由上可知，第一层板11的透光率与第一层板11的固定支撑的强度相互制约，为了在尽量保证第一层板11的强度在预设强度内且透光度也在预设透光度内，则第一层板11的厚度的范围为0.55mm-3mm。
56.其中，面对不同要求或者不同预设阈值范围内的透光度和强度，可以对该第一层板11的厚度范围进行分级划分，例如：第一层板11的厚度范围可以为0.55mm-0.85mm、0.85mm-1.15mm、1.15mm-1.45mm、1.45mm-1.95mm、1.95mm-2.25mm、2.25mm-2.55mm、2.55mm-2.85mm或者2.85mm-3mm，为了适应更高要求的透光度，可以一定程度地减少第一层板11的
厚度，其范围为0.55mm-0.85mm、0.85mm-1.15mm、1.15mm-1.45mm以及1.45mm-1.95mm，而为了适应更高要求的对显示屏主体21的固定支撑强度，可以一定程度地增加第一层板11的厚度，其范围为1.95mm-2.25mm、2.25mm-2.55mm、2.55mm-2.85mm或者2.85mm-3mm，值得一提的是，其中1.8mm以及2mm厚度的第一层板11可以使得该第一层板11的支撑强度和透光率处于一个较为平衡的状态，从而使得该第一层板11同时具有较好的固定支撑强度以及透光率。
57.一实施例中，在第一层板11位于显示屏主体21的下方时，显示屏主体21的上方设置防刮层。
58.该防刮层的作用与前述内容中位于显示屏主体21上方的第一层板的防刮作用类似，该防刮层覆盖在显示屏主体21的上表面，从而保护显示屏主体21，以减少外部碰撞或者摩擦导致显示屏主体21损坏或者被刮花的情况，可以理解的是，该防刮层可以为钢化玻璃板或者亚克力板等类似硬度的透明板层，也可以为防刮保护膜，比如类似于手机屏幕的钢化膜。
59.一实施例中，显示屏主体21为黑白显示屏，第一层板11为透明板。
60.可以理解的是，相比于传统的彩色显示屏，黑白显示屏移除了彩色滤光片和背光，优化调整偏光片，优化调整开口率，使光源能在更短时间内提供树脂固化所需能量，可以提升打印的效率，此外，由于黑白屏的透光性更强，能够透过的光越多，散热性就更好，在一定程度上，也可以延长打印机的使用寿命。该第一层板11为透明板具体指第一层板11具有较好的透光率，例如第一层板11的透光率为70％或者90％以上，以减少对紫外光线的阻碍作用，从而可以使得光源能在更短时间内提供树脂固化所需能量，提升打印的效率。
61.其中，第一层板11为钢化玻璃板或亚克力板。钢化玻璃是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗压性、冲击性等，其强度较之普通玻璃提高数倍，并且抗弯，可以很好地应用于三维打印过程中。第一层板11也可以为亚克力板，与上述内容类似地，亚克力板的耐候及耐酸碱性能好，不会因长年累月的水分或者日照侵害而产生泛黄及水解的现象，寿命长，透光性佳，可达92％以上，抗冲击力强，比普通玻璃轻一半等特点，在三维打印应用方面具有较好的适配性。
62.在其他实施例中，本技术还提供一种打印屏组件，包括：保护组件1和显示屏组件2；其中，保护组件1包括第一层板11，显示屏组件2包括显示屏主体21，第一层板11设置于显示屏主体21的上方或下方，并且第一层板11与显示屏主体21粘附或吸附贴合。
63.其中，第一层板11的刚度高于显示屏主体21的刚度，或者第一层板11的刚度高于显示屏主体21中支撑层的刚度；
64.或者，
65.第一层板11的厚度大于显示屏主体21的厚度，或者第一层板11的厚度大于显示屏主体21中支撑层的厚度。
66.其中，第一层板11的表面积大于或等于显示屏主体21的图像显示区域的面积。
67.其中，第一层板11与显示屏主体21通过光学胶3粘附贴合。
68.其中，光学胶3铺设的区域面积小于或等于显示屏主体21的正对光学胶3一侧的表面积。
69.其中，第一层板11的厚度为0.55mm-3mm。
70.其中，在第一层板11位于显示屏主体21的下方时，显示屏主体21的上方设置防刮层。
71.其中，显示屏主体21为黑白显示屏主体，第一层板11为透明板。
72.其中，第一层板11为钢化玻璃板或亚克力板。
73.请参阅图4，本技术还提供了一种三维打印机，包括打印机主体4和z轴组件5，z轴组件5设置于打印机主体4上，打印机主体4包括上述任一项的打印屏组件。
74.需要声明的是，上述申请内容及具体实施方式意在证明本技术所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本技术保护范围的限定。本领域技术人员在本技术的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本技术的保护范围以所附权利要求书为准。