一种可超声雾化的3D打印装置及方法

本发明涉及3d打印，尤其涉及一种可超声雾化的3d打印装置及方法。

背景技术：

1、目前已有的光固化3d打印机，根据光敏树脂液体分层方式的不同可分为：刮刀式和离型式；其中，刮刀式采用刮刀的方式在打印平台或者正在打印的器件上方形成一层厚度可控的光敏树脂薄层，然后采用dlp、lcos、lcd等得到图样化的光路，直接照射到光敏树脂薄层上进行固化，固化一层后，平台下降一个层厚，刮刀刮涂光敏树脂，形成一个新的层厚，这样逐层固化，最终得到3d模型；离型式采用透光的且具有良好离型效果的离型装置(含氟膜、玻璃上贴含氟膜等)，在打印平台或者正在打印的器件中间形成一层厚度可控的光敏树脂薄层，然后采用dlp、lcos、lcd等得到图样化的光路，透过离型装置照射到光敏树脂薄层上进行固化，固化一层后，平台下降一个层厚，打印平台上升，光敏树脂形成一个新的层厚，这样逐层固化，最终得到3d模型；

2、上述两种形式均存在一定的缺陷：第一，在在打印过程中，两种形式均需要涂覆一层液体，然后再进行曝光，涂覆薄层与曝光是间隔进行，而涂覆薄层时间较长，导致打印效率低；第二，由于两种形式需要离型后再曝光固化，各层固化不连续，导致打印样件会有明显的层纹。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决背景技术中的问题，而提出的一种可超声雾化的3d打印装置及方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种可超声雾化的3d打印装置，包括安装箱，所述安装箱顶部的一端固定安装有dlp光学系统设备主体，所述安装箱的内侧固定连接有密封罩，所述密封罩内侧的一端设置有打印平台，所述打印平台的底部设置有用于驱使打印平台进行横向和纵向平移的平移机构，所述密封罩内侧的另一端设置有用于向打印平台喷出雾化的光敏树脂的喷雾机构，所述dlp光学系统设备主体的镜头贯穿密封罩的顶壁、且延伸到密封罩的内侧，所述dlp光学系统设备主体的镜头位于打印平台的正上方。

3、在上述的一种可超声雾化的3d打印装置中，所述喷雾机构包括安装架，所述安装架的顶部转动连接有贯穿安装架顶壁的转轴，所述转轴的顶部固定连接有转盘，所述转盘的顶部固定连接有安装座，所述安装座的内侧转动连接有转动座，所述转动座远离安装座的一端固定连接有超声波雾化喷头，所述安装架的内侧设置有用于驱使转轴往复转动的驱动组件，所述转盘的顶部设置有通过配合转轴的转动以驱使转动座上下往复摆动的传动组件。

4、在上述的一种可超声雾化的3d打印装置中，所述安装箱内侧的底端固定连接有超声波发生器，所述超声波发生器通过导线与超声波雾化喷头电性连接。

5、在上述的一种可超声雾化的3d打印装置中，所述安装箱顶部的一端固定安装有注射泵，所述注射泵的出口端通过导管与超声波雾化喷头内部接通，所述注射泵的进口端通过导管外接有光敏树脂供应设备。

6、在上述的一种可超声雾化的3d打印装置中，所述驱动组件包括传动齿轮，所述传动齿轮固定连接在转轴的底端，所述安装架外侧的一端固定安装有电机，所述电机的输出轴固定连接有往复丝杆，所述往复丝杆上螺纹连接有活动架，所述活动架的顶端固定连接有齿板，所述齿板与传动齿轮啮合，所述安装架的内侧固定连接有与往复丝杆平行设置的导向板，所述活动架的底端与导向板滑动连接。

7、在上述的一种可超声雾化的3d打印装置中，所述传动组件包括蜗轮，所述蜗轮与转动座同轴固定连接，所述转盘的顶部固定连接有固定座，所述固定座的内侧转动连接有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述转盘的一端设置有通过配合转盘的转动以驱使蜗杆往复转动的联动件。

8、在上述的一种可超声雾化的3d打印装置中，所述联动件包括连接轴，所述连接轴的一端与蜗杆固定连接，所述连接轴的另一端固定连接有行走齿轮，所述安装架顶部的两端均固定连接有若干弧形齿板，若干所述弧形齿板环绕着转盘的半弧面等距分布，所述行走齿轮能够配合转盘的转动与任意一个弧形齿板啮合，所述连接轴上套设有扭簧，所述扭簧的一端与固定座焊接，所述扭簧的另一端与行走齿轮焊接。

9、在上述的一种可超声雾化的3d打印装置中，所述打印平台的内侧开设有储液槽，所述打印平台的顶面开设有若干贯穿的漏液孔，若干所述漏液孔均匀分布在打印平台上，所述打印平台的底端固定连接有与储液槽内部相通的排液管。

10、在上述的一种可超声雾化的3d打印装置中，所述平移机构包括第一滑轨，所述第一滑轨固定连接在安装箱的内侧，所述第一滑轨上滑动连接有活动座，所述安装箱内侧的一端固定连接有第一气缸，所述第一气缸的输出端与活动座固定连接，所述活动座的顶部固定连接有与第一滑轨垂直设置的第二滑轨，所述第二滑轨上滑动连接有滑块，所述滑块的顶部与打印平台固定连接，所述活动座的一端固定连接有第二气缸，所述第二气缸的输出端与滑块固定连接。

11、本发明还提供一种可超声雾化的3d打印方法，该可超声雾化的3d打印方法使用了可超声雾化的3d打印装置，具体包括如下步骤；

12、s1：通过平移机构使得打印平台进行纵向和横向平移调整位置，使得打印平台与dlp光学系统设备主体的镜头对焦；

13、s2：控制喷雾机构向打印平台与dlp光学系统设备主体之间的空间喷涂光敏树脂，同时控制光学设备的曝光强度l根据d模型切片图案进行连续的曝光，进行d打印，直至在打印的样件完全被打印出来；

14、s3：打印结束后，关闭喷雾机构，待雾化的光敏树脂都沉积后，取出打印平台，进行清洗、烘烤处理工序。

15、与现有的技术相比，本发明的优点在于：通过平移机构可以使得打印平台进行纵向和横向平移调整位置，使得打印平台与dlp光学系统设备主体的镜头对焦，再利用喷雾机构喷出雾化的光敏树脂在打印平台上快速形成光敏树脂薄层，大大提升打印效率，而且没有外力的干扰打印微结构阵列，所以连续打印后层纹会比传统方式更不明显，提高了打印质量。

技术特征：

1.一种可超声雾化的3d打印装置，包括安装箱(1)，所述安装箱(1)顶部的一端固定安装有dlp光学系统设备主体(2)，其特征在于：所述安装箱(1)的内侧固定连接有密封罩(3)，所述密封罩(3)内侧的一端设置有打印平台(7)，所述打印平台(7)的底部设置有用于驱使打印平台(7)进行横向和纵向平移的平移机构(8)，所述密封罩(3)内侧的另一端设置有用于向打印平台(7)喷出雾化的光敏树脂的喷雾机构(4)，所述dlp光学系统设备主体(2)的镜头贯穿密封罩(3)的顶壁、且延伸到密封罩(3)的内侧，所述dlp光学系统设备主体(2)的镜头位于打印平台(7)的正上方。

2.根据权利要求1所述的一种可超声雾化的3d打印装置，其特征在于：所述喷雾机构(4)包括安装架(41)，所述安装架(41)的顶部转动连接有贯穿安装架(41)顶壁的转轴(42)，所述转轴(42)的顶部固定连接有转盘(43)，所述转盘(43)的顶部固定连接有安装座(44)，所述安装座(44)的内侧转动连接有转动座(45)，所述转动座(45)远离安装座(44)的一端固定连接有超声波雾化喷头(46)，所述安装架(41)的内侧设置有用于驱使转轴(42)往复转动的驱动组件(47)，所述转盘(43)的顶部设置有通过配合转轴(42)的转动以驱使转动座(45)上下往复摆动的传动组件(48)。

3.根据权利要求2所述的一种可超声雾化的3d打印装置，其特征在于：所述安装箱(1)内侧的底端固定连接有超声波发生器(5)，所述超声波发生器(5)通过导线与超声波雾化喷头(46)电性连接。

4.根据权利要求2所述的一种可超声雾化的3d打印装置，其特征在于：所述安装箱(1)顶部的一端固定安装有注射泵(6)，所述注射泵(6)的出口端通过导管与超声波雾化喷头(46)内部接通，所述注射泵(6)的进口端通过导管外接有光敏树脂供应设备。

5.根据权利要求2所述的一种可超声雾化的3d打印装置，其特征在于：所述驱动组件(47)包括传动齿轮(471)，所述传动齿轮(471)固定连接在转轴(42)的底端，所述安装架(41)外侧的一端固定安装有电机(472)，所述电机(472)的输出轴固定连接有往复丝杆(473)，所述往复丝杆(473)上螺纹连接有活动架(474)，所述活动架(474)的顶端固定连接有齿板(475)，所述齿板(475)与传动齿轮(471)啮合，所述安装架(41)的内侧固定连接有与往复丝杆(473)平行设置的导向板(476)，所述活动架(474)的底端与导向板(476)滑动连接。

6.根据权利要求2所述的一种可超声雾化的3d打印装置，其特征在于：所述传动组件(48)包括蜗轮(481)，所述蜗轮(481)与转动座(45)同轴固定连接，所述转盘(43)的顶部固定连接有固定座(484)，所述固定座(484)的内侧转动连接有蜗杆(482)，所述蜗杆(482)与蜗轮(481)啮合，所述转盘(43)的一端设置有通过配合转盘(43)的转动以驱使蜗杆(482)往复转动的联动件(483)。

7.根据权利要求6所述的一种可超声雾化的3d打印装置，其特征在于：所述联动件(483)包括连接轴(4831)，所述连接轴(4831)的一端与蜗杆(482)固定连接，所述连接轴(4831)的另一端固定连接有行走齿轮(4832)，所述安装架(41)顶部的两端均固定连接有若干弧形齿板(4833)，若干所述弧形齿板(4833)环绕着转盘(43)的半弧面等距分布，所述行走齿轮(4832)能够配合转盘(43)的转动与任意一个弧形齿板(4833)啮合，所述连接轴(4831)上套设有扭簧(4834)，所述扭簧(4834)的一端与固定座(484)焊接，所述扭簧(4834)的另一端与行走齿轮(4832)焊接。

8.根据权利要求1所述的一种可超声雾化的3d打印装置，其特征在于：所述打印平台(7)的内侧开设有储液槽(71)，所述打印平台(7)的顶面开设有若干贯穿的漏液孔(72)，若干所述漏液孔(72)均匀分布在打印平台(7)上，所述打印平台(7)的底端固定连接有与储液槽(71)内部相通的排液管(73)。

9.根据权利要求1所述的一种可超声雾化的3d打印装置，其特征在于：所述平移机构(8)包括第一滑轨(81)，所述第一滑轨(81)固定连接在安装箱(1)的内侧，所述第一滑轨(81)上滑动连接有活动座(82)，所述安装箱(1)内侧的一端固定连接有第一气缸(83)，所述第一气缸(83)的输出端与活动座(82)固定连接，所述活动座(82)的顶部固定连接有与第一滑轨(81)垂直设置的第二滑轨(84)，所述第二滑轨(84)上滑动连接有滑块(85)，所述滑块(85)的顶部与打印平台(7)固定连接，所述活动座(82)的一端固定连接有第二气缸(86)，所述第二气缸(86)的输出端与滑块(85)固定连接。

10.一种可超声雾化的3d打印方法，其特征在于：该可超声雾化的3d打印方法使用了如权利要求1-9任意一项所述可超声雾化的3d打印装置，具体包括如下步骤；

技术总结
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种可超声雾化的3D打印装置，包括安装箱，安装箱顶部的一端固定安装有DLP光学系统设备主体，安装箱的内侧固定连接有密封罩，密封罩内侧的一端设置有打印平台，打印平台的底部设置有用于驱使打印平台进行横向和纵向平移的平移机构，密封罩内侧的另一端设置有喷雾机构，DLP光学系统设备主体的镜头贯穿密封罩的顶壁、且延伸到密封罩的内侧，DLP光学系统设备主体的镜头位于打印平台的正上方。本发明利用喷雾机构喷出雾化的光敏树脂在打印平台上快速形成光敏树脂薄层，大大提升打印效率，而且没有外力的干扰打印微结构阵列，所以连续打印后层纹会比传统方式更不明显，提高了打印质量。

技术研发人员：黄长超,陆俞含,白云浩,刘成成,朱俊,赵纹乐,张博
受保护的技术使用者：黑龙江八一农垦大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/9