一种用于光固化3D打印机的树脂池以及3D打印机制造技术

本申请提供一种用于光固化3D打印机的树脂池，包括：用于容纳液态光敏树脂的池体，所述池体的至少一个侧壁为光透射壁；设置于所述池体上的横向导向元件；设置于所述池体内部的能够沿着所述导向元件横向运动的承载元件，其中，所述承载元件的承载面朝向所述光透射壁。另外，本申请还提供了采用该树脂池的光固化3D打印机。本发明专利技术提供的树脂池和3D打印机能够使得打印物体横向地成形于承载元件上且一直浸泡在液态光敏树脂中，该液态光敏树脂提供的浮力基本可以抵消打印物体的重力。因此，不必增加承载元件和传动单元的结构强度，并且能够将打印物体的尺寸由14英寸增大至20～120英寸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及3D打印机领域，特别涉及一种光敏树脂池以及采用该树脂池的3D打印机。
技术介绍
在目前的3D打印机中，树脂池和承载平台为分体式结构。液态光敏树脂池水平地设置在3D打印机框架的内部，并且承载平台可以相对于液态光敏树脂池竖直运动。在打印过程中，先以计算机形成待打印物体的虚拟形状，并将该形状分割为多个薄层，每一个薄层具有唯一的横截面图案。之后，使用光线照射容纳于树脂池中的液态光敏树脂，使得液态光敏树脂按照横截面图案在承载平台上固化成相应形状的薄层。每当完成一个薄层的固化后，承载平台上升一段距离，再使得第二个薄层固化于前一个薄层的下表面，逐层累积叠加后的薄层形成完整的打印物体。但是，当待打印的三维物体体积增大时，承载平台会受到过大的垂直载荷，以使得支撑或者悬挂承载平台的支架发生变形。那么，承载平台将不能保持绝对的竖直运动，而是随之产生偏移，进而影响了三维物体的成型精度。再者，由于逐层叠加的薄层体积增大，其还会因重力从承载平台上意外脱落，此时操作人员不得不停止打印，从而得到一个不完整的打印物体。鉴于上述缺陷，目前常用的光固化3D打印机所能够打印的三维物体的尺寸小于254mm×254mm(约14英寸)，只能够用于一些小型物体的3D打印制造。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种用于光固化3D打印机的树脂池，包括：用于容纳液态光敏树脂的池体，所述池体的至少一个侧壁为光透射壁；设置于所述池体上的横向导向元件；设置于所述池体内部的能够沿着所述导向元件横向运动的承载元件，其中，所述承载元件的承载面朝向所述光透射壁。在本专利技术的一些实施方式中，所述导向元件为两个，并且分别设置于与所述光透射壁相邻的侧壁上部。在本专利技术的一些实施方式中，所述导向元件为丝杠，所述承载元件的上部具有与所述丝杠相匹配的螺母座。为了避免导向元件受液态光敏树脂的影响而失去作用，特别是导向元件采用丝杠时，如果沾上较多的液态光敏树脂可能会使其不能够旋转，因此可以将导向元件设置在树脂池侧壁的上部。当采用丝杠时，承载元件的顶部具有与其能够配合的螺母座，以使得承载元件以悬挂的方式垂入树脂池的内部，并且承载元件能够随着丝杠的旋转做横向直线运动。为了能够在承载元件上成型更大的物体，本专利技术所述的树脂池的光透射壁的尺寸可以相匹配的达到20～120英寸。在本专利技术的一些实施方式中，所述树脂池还包括：覆设于所述光透射壁的外侧或内侧的与所述光透射壁面积相符的LCD显示单元。使用时，可以采用激光按照一定的路径照射液态光敏树脂，使其按照一定的形状固化于承载元件，还可以采用DLP投影设备，将图案直接投射到液态光敏树脂表面，使其固化为与所投射的图案相同的形状。再者，还可以在光透射壁的外侧覆设LCD显示单元，并以LCD显示单元显示打印物体横截面的图案，该图案由透光区域以及遮光区域组成，用光线照射LCD显示单元以使得树脂池中的液态光敏树脂按照LCD显示单元显示的图案固化成形于承载元件。另外，本专利技术还提供了一种采用上述树脂池的光固化3D打印机。在本专利技术的一些实施方式中，所述3D打印机还包括布置于所述光透射壁外侧的光源。在本专利技术的一些实施方式中，当采用LCD显示单元时，所述光固化3D打印机的光源布置于所述光透射壁以及LCD显示单元的外侧。在本专利技术的一些实施方式中，所述光源包括与所述光透射壁面积相符的灯列阵，所述灯列阵中的每一个灯能够单独开启/关闭。由于本专利技术提供的树脂池侧壁或者LCD显示单元的面积较大，如果所需要固化的物体尺寸并未达到上限的120英寸，那么开启整个灯列阵会造成能源的浪费。在本实施方式中，可以采用与树脂池侧壁面积相符的矩形LED灯列阵，并且能够开启所选定区域内的LED灯，使其照射树脂池中的液态光敏树脂。这样设置，既不会影响物体的成形又能够节约能源，降低制造成本。在本专利技术的一些实施方式中，所述光固化3D打印机还包括用于控制所述承载元件移动、所述LCD显示单元显示图案以及所述灯列阵中选定区域内的灯开启/关闭的控制单元。光线通过本专利技术提供的树脂池的侧壁照射池体内的液态光敏树脂，以使得打印物体横向地成形于承载元件，并且成形后的打印物体一直浸泡于液态光敏树脂中。由于固化的打印物体与液态光敏树脂的密度差异很小，因此，液态光敏树脂所提供的浮力基本可以抵消打印物体自身的重力，以使得打印物体不易从承载元件上脱落且其承载元件施加的剪切力可以忽略不计。如此设置，既不必增加与承载元件关联的传动机构的结构强度，同时能够使得打印物体的尺寸由目前的14英寸增加至20～120英寸。附图说明图1为本专利技术一实施方式的树脂池示意图；图2为本专利技术一实施方式的光固化3D打印机爆炸图；图3为本专利技术一实施方式的光固化3D打印机组装图；图4为本专利技术一实施方式的光源结构示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术的一个实施方式提供了一种用于光固化3D打印机的树脂池1，包括用于容纳液态光敏树脂的池体11、设置于池体11上的横向导向元件12、设置于池体11内部的能够沿着导向元件12横向运动的承载元件13。池体11的至少一个侧壁为光透射壁111，且承载元件13的承载面朝向所述光透射壁111。导向元件12可以为两个，并且分别设置于与光透射壁111相邻的侧壁112的上部。导向元件12可以采用丝杠，此时承载元件13的上部可以设置和丝杠匹配的螺母座。因此，当丝杠转动时，承载元件13可以沿着导向元件12在池体11中横向地运动，即承载元件13可以朝向或者远离所述光透射壁111运动。在本专利技术的一个实施方式中，光透射壁111的尺寸可以为20～120英寸，因此其远远大于14英寸。在本专利技术的一个实施方式中，树脂池1还包括覆设于光透射壁111的外侧或内侧的LCD显示单元14，该LCD显示单元14的面积与光透射壁的面积相符。LCD显示单元14能够在控制系统的控制下显示打印物体每一个横截面的图案。如图1中所示，在使用时，光源(图未示)照射LCD显示单元14，以使得容纳于池体11内的液态光敏树脂固化于承载元件3上，图1中显示了一个不完整的打印物体2附着于承载元件13之上且浸泡于未固化的液态光敏树脂之中。如图2和图3所示，本专利技术还提供了一种光固化3D打印机，包括上述的树脂池1和光源3。当上述LCD显示单元14设置于光透射壁111的外侧时，光源3可以贴付在LCD显示单元14上，光源3先照射LCD显示单元14，然后穿过光透射壁111照射容纳于池体11的液态光敏树脂，以使其按照LCD显示单元14显示的图案在承载元件13上固化成相应的形状。当上述LCD显示单元14设置于光透射壁111的内侧时，光源3可以贴付在光透射壁111上，光源先穿过光透射壁111，然后照射LCD显示单元14，使得容纳于池体11的液态光敏树脂按照LCD显示单元14显示的图案在承载元件13上固化成相应的形状。参照图4所示，光源3可以包括LED灯列阵31以及设置于LED灯列阵31周围的反光片32。由于本专利技术的树脂池1的光透射壁111以及LCD显示单元14可以具有20～120的大尺寸或者超大尺寸，因此LED灯列阵31的面积应与该尺寸相当。但是，利用本专利技术的光固化3D打印机打印较小尺寸的物体时，就没有必要完全开启LED灯列阵31的所有LED灯，而仅需要开启一部分LED灯以保证足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光固化3D打印机的树脂池，包括：用于容纳液态光敏树脂的池体，所述池体的至少一个侧壁为光透射壁；设置于所述池体上的横向导向元件；设置于所述池体内部的能够沿着所述导向元件横向运动的承载元件，其中，所述承载元件的承载面朝向所述光透射壁。

【技术特征摘要】
2015.06.25 CN 20151035740401.一种用于光固化3D打印机的树脂池，包括：用于容纳液态光敏树脂的池体，所述池体的至少一个侧壁为光透射壁；设置于所述池体上的横向导向元件；设置于所述池体内部的能够沿着所述导向元件横向运动的承载元件，其中，所述承载元件的承载面朝向所述光透射壁。2.根据权利要求1所述的树脂池，其中，所述导向元件为两个，并且分别设置于与所述光透射壁相邻的侧壁上部。3.根据权利要求2所述的树脂池，其中，所述导向元件为丝杠，所述承载元件的上部具有与所述丝杠相匹配的螺母座。4.根据权利要求1所述的树脂池，其中，所述光透射壁的尺寸为20～120英寸。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李厚民，宋学洋，叶山顶，王翊坤，朱凯强，许蓓蓓，
申请(专利权)人：北京金达雷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11