激光線性掃描式光固化三維打印快速成型系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三維打印領(lǐng)域，尤其涉及激光線性掃描式光固化三維打印快速成型系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的三維打印使用SLA技術(shù)打印，SLA三維打印技術(shù)通過液槽中盛滿液態(tài)光固化樹脂，激光掃描振鏡能在液態(tài)光固化樹脂表面上掃描。掃描的軌跡及光線的有無(wú)均由計(jì)算機(jī)控制，光點(diǎn)打到的地方，液體就固化。成型開始時(shí)，工作平臺(tái)在液面下一個(gè)確定的深度。聚焦后的光斑在液面上按計(jì)算機(jī)的指令逐點(diǎn)掃描，即逐點(diǎn)固化。當(dāng)一層掃描完成后，未被照射的地方仍是液態(tài)樹脂。然后升降臺(tái)帶動(dòng)平臺(tái)下降一層高度，已成型的層面上又布滿一層樹脂，刮板將粘度較大的樹脂液面刮平，然后再進(jìn)行下一層的掃描，新固化的一層牢固地粘在前一層上，如此重復(fù)直到整個(gè)零件制造完畢，得到一個(gè)三維實(shí)體模型。
[0003]目前SLA機(jī)器大多使用振鏡打點(diǎn)的方式固化光敏樹脂，激光掃描的速度受制于振鏡結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)方式，即在固定區(qū)域內(nèi)使用振鏡打點(diǎn)的方式掃描，只能達(dá)到8-12m/s的掃描速度，大大阻礙了三維模型打印的速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種可以快速打印三維模型的激光線性掃描式光固化三維打印快速成型系統(tǒng)。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:激光線性掃描式光固化三維打印快速成型系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、激光線性掃描LSU系統(tǒng)和溫控盛液系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)分別連接控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)分別控制傳動(dòng)系統(tǒng)和激光線性掃描LSU系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)激光線性掃描LSU系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，激光線性掃描LSU系統(tǒng)通過激光掃描在溫控盛液系統(tǒng)內(nèi)打印三維模型，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)把三維立體圖轉(zhuǎn)換成二維圖形；控制系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)傳輸?shù)亩S圖形，把二維圖形傳輸給激光線性掃描LSU系統(tǒng)，傳感系統(tǒng)使傳動(dòng)系統(tǒng)、激光線性掃描LSU系統(tǒng)和溫控盛液系統(tǒng)精確的運(yùn)作。
[0006]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，傳感系統(tǒng)包括觸碰式傳感器或溫度傳感器。
[0007]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，傳感系統(tǒng)還包括位移傳感器或數(shù)字激光位移光感應(yīng)器。
[0008]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，傳感系統(tǒng)還包括靜壓液位傳感器或光電液位傳感器或雷達(dá)液位變送器。
[0009]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，傳動(dòng)系統(tǒng)包括伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)或無(wú)刷電機(jī)。
[0010]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，傳動(dòng)系統(tǒng)還包括皮帶輪模組、絲杠模組或直線導(dǎo)軌。
[0011]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，激光線性掃描LSU系統(tǒng)包括激光器、反射鏡系統(tǒng)和場(chǎng)鏡，激光器的波長(zhǎng)為180nm-2000nm，反射鏡系統(tǒng)包括多棱鏡與棱鏡電機(jī)組合或者是單片振鏡與振鏡電機(jī)組合或者是MEMS微機(jī)電與二維振鏡組合，激光器發(fā)射激光，激光通過反射鏡系統(tǒng)反射后照射到場(chǎng)鏡上。
[0012]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，溫控盛液系統(tǒng)包括刮平補(bǔ)液重涂系統(tǒng)、制件成型平臺(tái)、液體槽、溢流槽、液體槽內(nèi)加溫裝置和升降平臺(tái)，刮平補(bǔ)液重涂系統(tǒng)設(shè)置于液體槽的上方，溢流槽與液體槽并行放置于所述的升降平臺(tái)上，液體槽內(nèi)加溫裝置設(shè)置于液體槽的內(nèi)部底部，制件成型平臺(tái)設(shè)置于液體槽的內(nèi)部液體槽內(nèi)加溫裝置的上方；刮平補(bǔ)液重涂系統(tǒng)用于判斷三維模型成型前表面樹脂是否達(dá)到精準(zhǔn)的層厚度并做出補(bǔ)液和刮平動(dòng)作，制件成型平臺(tái)用于支撐打印的三維模型，液體槽中盛裝樹脂，溢流槽用于盛裝激光線性掃描時(shí)溢出的樹脂，液體槽內(nèi)加溫裝置用于調(diào)節(jié)樹脂的溫度。
[0013]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)樹脂液位。
[0014]本發(fā)明具有積極的效果:本發(fā)明的通過控制系統(tǒng)控制傳感系統(tǒng)移動(dòng)激光線性掃描LSU系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)輻射固化大面積光敏材料，實(shí)現(xiàn)成型大型件和超大型件，能夠滿足打印工業(yè)化大型模具模型需要并降低制造成本。傳動(dòng)系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和溫控盛液系統(tǒng)能更好的保證打印出來(lái)的效果，擺脫了傳統(tǒng)SLA機(jī)器的振鏡結(jié)構(gòu)，大大提高了激光線性掃描的速度，達(dá)到了 15-50m/s，從而提高了三維打印的效率。
【附圖說(shuō)明】
[0015]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中:
[0016]圖1為本發(fā)明的原理圖；
[0017]圖2為溫控盛液系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]其中，1、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，2、傳感系統(tǒng)，3、控制系統(tǒng)，4、傳動(dòng)系統(tǒng)，5、激光線性掃描LSU系統(tǒng)，6、溫控盛液系統(tǒng)，61、刮平補(bǔ)液重涂系統(tǒng)，62、制件成型平臺(tái)，63、液體槽，64、溢流槽，65、液體槽內(nèi)加溫裝置，66、升降平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1所示為激光線性掃描式光固化三維打印快速成型系統(tǒng)的原理圖，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1、傳感系統(tǒng)2、控制系統(tǒng)3、傳動(dòng)系統(tǒng)4、激光線性掃描LSU系統(tǒng)5和溫控盛液系統(tǒng)6 ;數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)I和傳感系統(tǒng)2分別連接控制系統(tǒng)3，控制系統(tǒng)3分別控制傳動(dòng)系統(tǒng)4和激光線性掃描LSU系統(tǒng)5，傳動(dòng)系統(tǒng)4帶動(dòng)激光線性掃描LSU系統(tǒng)5運(yùn)動(dòng)，激光線性掃描LSU系統(tǒng)5通過激光掃描在溫控盛液系統(tǒng)6內(nèi)打印三維模型，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)I把三維立體圖轉(zhuǎn)換成二維圖形；傳感系統(tǒng)2使傳動(dòng)系統(tǒng)4、激光線性掃描LSU系統(tǒng)5和溫控盛液系統(tǒng)6精確的運(yùn)作。
[0021]數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為I內(nèi)置的操作系統(tǒng)或者是內(nèi)置系統(tǒng)與外部PC相結(jié)合的操作系統(tǒng)，具備運(yùn)算處理功能，該系統(tǒng)把輸入的三維圖形文件轉(zhuǎn)換成二維圖形，然后通過數(shù)據(jù)線或者是移動(dòng)式存儲(chǔ)設(shè)備(SD卡、miniSD卡、TF卡等)或者是無(wú)線設(shè)備(藍(lán)牙或WIFI)將數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)3，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)I還包括液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)11，用于監(jiān)測(cè)樹脂初始液位。
[0022]傳感系統(tǒng)2使傳動(dòng)系統(tǒng)4、激光線性掃描LSU系統(tǒng)5和溫控盛液系統(tǒng)6精確的運(yùn)作。傳感系統(tǒng)2包括觸碰式傳感器或溫度傳感器，觸碰式傳感器用于確認(rèn)激光線性掃描式光固化三維打印快速成型系統(tǒng)打印過程中各功能鍵開關(guān)是否準(zhǔn)確開啟和關(guān)閉，溫度傳感器用于確認(rèn)打印過程中打印材料的溫度，即樹脂的溫度。傳感系統(tǒng)2還包括位移傳感器或數(shù)字激光位移光感應(yīng)器，用于確認(rèn)激光線性掃描LSU系統(tǒng)5沿Y軸和Z軸移動(dòng)的位移。傳感系統(tǒng)2還包括靜壓液位傳感器或光電液位傳感器或雷達(dá)液位變送器，用于確認(rèn)打印材料的液位高度，即樹脂的液面高度。
[0023]控制系統(tǒng)3分別連接傳動(dòng)系統(tǒng)4和激光線性掃描LSU系統(tǒng)5，控制系統(tǒng)3接收數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)I傳輸?shù)亩S圖形，把二維圖形傳輸給激光線性掃描LSU系統(tǒng)5，控制系統(tǒng)3控制傳動(dòng)系統(tǒng)4，傳動(dòng)系統(tǒng)4帶動(dòng)激光線性掃描LSU系統(tǒng)5運(yùn)動(dòng)。
[0024]傳動(dòng)系統(tǒng)4為伺服電機(jī)或者步進(jìn)電機(jī)或者無(wú)刷電機(jī)等電機(jī)，用于提供動(dòng)力源。傳動(dòng)系統(tǒng)4包括皮帶輪模組、絲杠模組或直線導(dǎo)軌，電機(jī)帶動(dòng)絲杠模組或直線導(dǎo)軌通過皮帶輪模組使激光線性掃描LSU系統(tǒng)5移動(dòng)。
[0025]激光線性掃描LSU系統(tǒng)5包括激光器、反射鏡系統(tǒng)和場(chǎng)鏡，激光器的波長(zhǎng)為180nm-2000nm,反射