一种基于FDM打印技术的光固化3D打印机制造技术

本发明专利技术涉及3D打印领域，公开了一种基于FDM打印技术的光固化3D打印机，将FDM打印机与SLA打印机相结合，FDM的喷嘴改为激光头，激光照射光敏树脂盛放箱里由基板控制的0.01毫米光敏树脂液面，激光对固话材料照射形成但层厚度的固化体，然后基板向下运动0.01毫米，光敏树脂液面距离首次固化体0.01毫米，激光再次进行照射，形成第二层固化体，通过层层堆叠最终形成需要打印的三维模型，基于FDM打印技术的光固化3D打印机结合了两种打印方式的优点，去除了一些不必要的零件、模块，相对于FDM打印技术提高了打印精度，相比SLA打印技术，节省了成本，达到了SLA打印效果。

A light curing 3D printer based on FDM printing technology

The present invention relates to the field of 3D printing, discloses a light curing 3D printer FDM printing technology based on the FDM printer and SLA printer combination, FDM nozzle for laser head and laser irradiation for the photosensitive resin box comprises a substrate controlled 0.01 mm photosensitive resin surface, laser irradiation on fixed material form but curing the thickness of the body, and then the substrate downward movement of 0.01 mm, the photosensitive resin curing liquid from the first 0.01 mm laser irradiation again, forming a second layer of solidified, through the layers of the stack formed three-dimensional model need to print, the printer FDM 3D light curing printing technology based on combining the advantages of the two kinds of printing mode, removal some unnecessary parts, modules, relative to the FDM printing technology to improve the printing precision, compared to SLA printing technology, saving cost, reached SLA Printing effect.

【技术实现步骤摘要】
一种基于FDM打印技术的光固化3D打印机
本专利技术涉及3D打印领域，尤其涉及一种3D打印机，具体的说是一种基于FDM打印技术的光固化打印机。
技术介绍
FDM（FusedDepositionModeling）工艺熔融沉积制造工艺由美国学者ScottCrump于1988年研制成功，FDM的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、尼龙等。以丝状供料，材料在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速凝固，并与周围的材料凝结。FDM打印有其固有的缺点：成型件的表面有较明显的条纹，较粗糙，不适合高精度精细小零件的应用，沿成型轴垂直方向的强度比较弱，需要设计与制作支撑结构，需要对整个截面进行扫描涂覆，成型时间较长，支撑去除相对麻烦。SLA即立体光固化成型法，用特定的波长与强度的激光聚焦导管固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个曾片的高度，再固化另一个层面，这样层层叠加构成一个三维实体，其工艺过程是，首先通过CAD设计出三维实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动，激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到也太光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面，然后升降台下降一定距离，固化层上釜盖另一层也太树脂，在进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成的三维工件圆形，将原型从树脂中取出后，进行最终固化，再经过打光、电镀、喷涂或者着色处理即得到要求的产品，SLA也有其缺点：显示屏分辨率要求高，硬件要求高，制造成本高，不利于普及等缺点。申请号201520283834.8授权公告号CN204585863U，公开了一种基于FDM技术的三维打印机，包括喷头、工作台面板、水平滑动座、竖直滑动座、水平纵向驱动机构、水平横向驱动机构、竖直驱动机构、底座及支架；所述水平滑动座可沿所述底座的前后方向水平滑动的设于底座上，所述水平纵向驱动机构驱使水平滑动座滑动；所述工作台面板可沿所述底座的左右方向水平滑动的设于水平滑动座上，所述水平横向驱动机构驱使工作台面板滑动；所述支架固定在所述底座后侧，所述竖直滑动座可沿竖直方向滑动的设于所述支架并位于所述工作台面板的上方，所述竖直驱动机构驱使竖直滑动座滑动；喷头安装在所述竖直滑动座上。该三维打印机采用FDM原有打印方式，喷嘴将融化的材料基础，延零件结构层层堆注，仅改变了FDM打印机喷嘴的传动结构，并没有从实质上解决FDM打印机存在的打印成型件表面粗糙，轴向垂直方向强度弱，不适于打印高精度零件等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于FDM打印技术的光固化3D打印机，主要用于解决现有FDM打印精度差、SLA打印成本高的问题。具体的讲，本专利技术一种基于FDM打印技术的光固化3D打印机，将FDM打印机与SLA打印机相结合，FDM的喷嘴改为激光头，激光照射光敏树脂盛放箱里由基板控制的0.01毫米光敏树脂液面，激光对固话材料照射形成但层厚度的固化体，然后基板向下运动0.01毫米，光敏树脂液面距离首次固化体0.01毫米，激光再次进行照射，形成第二层固化体，通过层层堆叠最终形成需要打印的三维模型，基于FDM打印技术的光固化3D打印机结合了两种打印方式的优点，去除了一些不必要的零件、模块，相对于FDM打印技术提高了打印精度，相比SLA打印技术，节省了成本，达到了SLA打印效果。本专利技术通过下述技术方案实现：一种基于FDM打印技术的光固化打印，包括滤光外壳、铝方管，滤光外壳用于罩住打印机，隔绝外界紫外线对打印效果的影响，铝方管固定连接组成方形打印机框架，所述铝方管组成的打印机框架的任意一个外侧面的四个角分别固定有两个朝向夹角为90度的轴承座，所述固定在同一根铝方管朝向相对的两个轴承座之间固定有8毫米光轴,所述8毫米光轴上各安装有滑块，所述8毫米光轴的两端靠近轴承座设置有同步轮，所述两根相互平行的8毫米光轴上的同步轮之间设置有传动皮带，所述传动皮带将两个平行的8毫米光轴传动连接，所述滑块与传动皮带固定连接；所述3D打印机还包括6毫米光轴、激光笔安装座、6毫米直线轴承、激光头，所述6毫米光轴与两根相互平行的光轴上的滑块固定连接，6毫米光轴上设置有6毫米直线轴承，所述6毫米直线轴承固定在激光笔安装座内，所述激光头22垂直于6毫米直线光轴组成的平面贯穿且固定在激光笔安装座上，所述激光头22的射出端朝向打印机；所述3D打印机内部平行于16毫米光轴组成的平面设置有基板，所述与基板平行的铝方管1上固定有步进电机安装座，所述步进电机安装座上固定有基板升降步进电机，所述基板上垂直于基板设置有丝杆，所述丝杆与基板升降步进电机传动连接；所述铝方管组成的框架内部放置有光敏树脂盛放箱，光敏树脂盛放箱朝向激光头的一侧敞开，所述光敏树脂盛放箱垂直基板的侧面上设置有阀门，所述基板、丝杆、10毫米光轴设置在光敏树脂盛放箱内部，所述铝方管组成的框架外侧安装有动力装置。优选地，所述滤光外壳大小刚好将打印机罩住，所述滤光外壳由遮光材料组成。优选地，所述基板上还设置有10毫米直线轴承，所述10毫米直线轴承套接有垂直基板的10毫米光轴，所述10毫米直线轴承两端分别与铝方管固定，所述基板上与丝杆连接部位固定有丝杆螺母，所述丝杆穿过丝杆螺母与基板螺纹连接。优选地，所述动力装置包括轴步进电机A、步进电机B、电源、控制板，所述步进电机A与步进电机B分别与两个相互垂直的8毫米光轴传动连接，所述控制板分别与电源、步进电机A、步进电机B基板升降步进电机单向连接。优选地，所述光敏树脂盛放箱与10毫米光轴固定、密封连接，所述光敏树脂盛放箱在与丝杆连接的部位一体连接有轴承，轴承内部设置有密封胶圈，所述丝杆穿过轴承与光敏树脂盛放箱密封连接。优选地，所述步进电机A与步进电机B与8毫米光轴传动连接的形式为皮带传动或者齿轮传动或者链条传动。优选地，所述设置在光敏材料盛放箱内的基板与光敏材料盛放箱的内壁之间有间隙，所述间隙大于1毫米。优选地，所述轴承座内设置有8毫米的轴承，8毫米的轴承套接有8毫米光轴，所述滑块与8毫米光轴连接处设置有8毫米直线轴承，8毫米直线轴承套接8毫米光轴使滑块可以沿8毫米光轴移动。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）其激光头与两根垂直相交的光轴通过直线轴承连接，光轴带动激光头进行平面移动，光轴通过皮带与步进电机连接，该结构传动方式简单，移动稳定可靠，提高了打印精度和打印品质。（2）在光敏树脂盛放箱内放置有基板，驱动电机与丝杆传动连接，丝杆通过固定在基板上的丝杆螺母与基板螺纹连接，通过丝杆的传动控制基板升降高度，在打印过程中使打印层精度更加准确，提高了打印效果。（3）将FDM打印机与SLA打印机相结合，去掉FDM打印机的挤出机、热床，去掉了SLA打印机的高分辨率屏幕，采用FDM处理器，将FDM的喷嘴改为激光头,采用从下至上的光固化打印方式，该专利技术相对于FDM打印技术提高了打印精度，相比于SLA打印技术，节省了成本，达到了SLA打印效果。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术传动结构图；图3为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FDM打印技术的光固化3D打印机，其特征在于，包括滤光外壳（25）、铝方管（1），铝方管（1）固定连接组成方形打印机框架，所述铝方管（1）组成的打印机框架的任意一个外侧面的四个角分别固定有两个朝向夹角为90度的轴承座（2），所述固定在同一根铝方管朝向相对的两个轴承座（2）之间固定有8毫米光轴（3）,所述8毫米光轴（3）上各安装有滑块（5），所述8毫米光轴（3）的两端靠近轴承座（2）设置有同步轮（6），所述两根相互平行的8毫米光轴（3）上的同步轮（6）之间设置有传动皮带（7），所述传动皮带（7）将两个平行的8毫米光轴（3）传动连接，所述滑块（5）与传动皮带（7）固定连接；所述3D打印机还包括6毫米光轴（4）、激光笔安装座（8）、6毫米直线轴承（9）、激光头（22），所述6毫米光轴（4）与两根相互平行的光轴上的滑块（5）固定连接，6毫米光轴（4）上设置有6毫米直线轴承（9），所述6毫米直线轴承（9）固定安装在激光笔安装座（8）内，所述激光头（22）垂直于6毫米直线光轴（4）组成的平面贯穿且固定在激光笔安装座（8）上，所述激光头（22）的射出端朝向打印机；所述3D打印机内部平行于16毫米光轴（4）组成的平面设置有基板（17），所述与基板（17）平行的铝方管（1）上安装有步进电机安装座（21），所述步进电机安装座（21）上固定有基板升降步进电机（11），所述基板（17）上垂直于基板（17）设置有丝杆（16），所述丝杆（16）与基板升降步进电机（11）传动连接；所述铝方管（1）组成的框架内部放置有光敏树脂盛放箱（14），光敏树脂盛放箱（14）朝向激光头的一侧敞开，所述光敏树脂盛放箱（14）垂直基板（17）的侧面上设置有阀门（19），述基板（17）、丝杆（16）、10毫米光轴（15）设置在光敏树脂盛放箱（14）内部，所述铝方管（1）组成的框架外侧安装有动力装置，所述滤光外壳（25）将3D打印机罩住。...

【技术特征摘要】
1.一种基于FDM打印技术的光固化3D打印机，其特征在于，包括滤光外壳（25）、铝方管（1），铝方管（1）固定连接组成方形打印机框架，所述铝方管（1）组成的打印机框架的任意一个外侧面的四个角分别固定有两个朝向夹角为90度的轴承座（2），所述固定在同一根铝方管朝向相对的两个轴承座（2）之间固定有8毫米光轴（3）,所述8毫米光轴（3）上各安装有滑块（5），所述8毫米光轴（3）的两端靠近轴承座（2）设置有同步轮（6），所述两根相互平行的8毫米光轴（3）上的同步轮（6）之间设置有传动皮带（7），所述传动皮带（7）将两个平行的8毫米光轴（3）传动连接，所述滑块（5）与传动皮带（7）固定连接；所述3D打印机还包括6毫米光轴（4）、激光笔安装座（8）、6毫米直线轴承（9）、激光头（22），所述6毫米光轴（4）与两根相互平行的光轴上的滑块（5）固定连接，6毫米光轴（4）上设置有6毫米直线轴承（9），所述6毫米直线轴承（9）固定安装在激光笔安装座（8）内，所述激光头（22）垂直于6毫米直线光轴（4）组成的平面贯穿且固定在激光笔安装座（8）上，所述激光头（22）的射出端朝向打印机；所述3D打印机内部平行于16毫米光轴（4）组成的平面设置有基板（17），所述与基板（17）平行的铝方管（1）上安装有步进电机安装座（21），所述步进电机安装座（21）上固定有基板升降步进电机（11），所述基板（17）上垂直于基板（17）设置有丝杆（16），所述丝杆（16）与基板升降步进电机（11）传动连接；所述铝方管（1）组成的框架内部放置有光敏树脂盛放箱（14），光敏树脂盛放箱（14）朝向激光头的一侧敞开，所述光敏树脂盛放箱（14）垂直基板（17）的侧面上设置有阀门（19），述基板（17）、丝杆（16）、10毫米光轴（15）设置在光敏树脂盛放箱（14）内部，所述铝方管（1）组成的框架外侧安装有动力装置，所述滤光外壳（25）将3D打印机罩住。2.根据权利要求1所述的基于FDM打印技术的光固化3D打印机，其特征在于，所述滤光外壳（25）仅可以将打印...

【专利技术属性】
技术研发人员：文鑫，
申请(专利权)人：四川建筑职业技术学院，
类型：发明
国别省市：四川,51