一种基于DLP技术的粉末面成型装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于DLP技术的粉末面成型装置，该装置所用的成型粉末由PVC糊树脂中、光引发剂、碳酸钙、硅烷、光吸收剂、流动剂、分散剂等制成，采用上述成型粉末制作三维零件模型的基于DLP技术的粉末面成型装置包括PC机系统、DLP投影系统、长直水平导轨、铺粉辊子和工作缸，所述的工作缸由沿横向依次等高并排设置的左回收缸、左缸、右缸和右回收缸组成，铺粉辊子可在PC机系统驱动下沿工作缸整体表面做平向往复移动，长直水平导轨设置在工作缸的上方，DLP投影系统设置在长直水平导轨并可沿平面长直导轨往复移动，DLP投影系统的出射光由上向下对工作缸进行照射。本发明专利技术在保证产品制件成型质量的同时大大了提高产品的加工效率。

A powder surface forming device based on DLP Technology

The invention relates to a powder surface forming device based on DLP technology. The powder surface forming device used in the device is made of PVC paste resin, photoinitiator, calcium carbonate, silane, light absorber, flowing agent, dispersant and so on. The powder surface forming device based on DLP technology for making three-dimensional part model using the formed powder includes a PC machine. The working cylinder is composed of left recovery cylinder, left recovery cylinder, right recovery cylinder and right recovery cylinder which are arranged side by side in horizontal order. The powder roller can move horizontally and reciprocally along the whole surface of the working cylinder driven by the PC system, and the long straight horizontal guide rail is set up. Above the working cylinder, the DLP projection system is set on the long straight horizontal guide rail and can move back and forth along the plane long straight guide rail. The invention greatly improves the processing efficiency of the product while ensuring the molding quality of the product parts.

【技术实现步骤摘要】
一种基于DLP技术的粉末面成型装置
本专利技术属于快速成型制造
，具体涉及一种基于DLP技术的粉末面成型装置。本专利技术是申请号为201610519578.7(名称为“一种基于DLP技术的成型粉末及粉末面成型装置”)专利申请的分案申请。
技术介绍
快速成型技术是一项诞生于20世纪80年代后期的高新制造技术，被广泛的认为是近20年来制造业的技术革命。该技术的基本原理是在计算机的控制下对三维模型进行切片分层处理，而后对每层轮廓截面进行逐层制造，最终成型出一个实体。目前比较成熟的快速成型工艺技术有熔融沉积成型(FDM)、分层实体制造(LOM)、立体光固化(SLA)、选择性激光烧结(SLS)等，它们各自成型原理的差别决定了使用材料的差异。FDM技术主要原料是可熔的丝状材料，如ABS丝；LOM技术主要使用的是纸片状材料如箔纸；SLA技术主要采用的是光敏树脂；SLS技术主要原料为热塑性粉末材料(PS、PA)。快速成型技术相比较传统的制造技术而言有着非常多的优点，如：(一)、任何一个复杂的零件均能加工制造，且一次成型，省去了多次加工工艺以及装配的过程；(二)、从模型的设计到加工出实体的过程只需数小时到几十个小时，大大缩短了零件的制造周期；(三)、在加工过程中原料的利用率高，制造过程中无废料的产生。虽然上述快速成型技术有着诸多优点，但随着其付诸应用的进程一些问题也逐渐的暴露出来，比如：(一)、成型材料品种的单一，仅限热塑性粉末、光敏树脂、可熔丝材等；(二)、SLA技术中光敏树脂所制造出的零件翘曲现象较为严重，零件的成型质量有待提高；(三)、FDM技术中可熔的丝材在加工过程中发生了固-液-固的变化过程，材料的状态发生了较为复杂的变化过程，导致制造出的零件精度不高；(四)、SLS技术在粉末的烧结过程中采用的是激光的点扫描方式，并且存在工作台的上下移动和铺粉棍子的水平运动，导致成型效率较低；(五)、SLS技术下粉末烧结件强度不高。DLP(DigitalLightProcessing)技术是一种名为数字光处理的先进投影技术，实现该技术的装置主要包括高亮光源、DMD芯片、出光镜头等，其核心部件是数字微镜元件——DMD芯片。当装置采集到的三维模型的信息后由计算机系统对其进行处理，将三维模型转换为二维模型，并通过数据线传送给DMD芯片，在其上面将会产生与计算机相同显示的图案。现有技术中，基于DLP技术下的光固化面成型方法与装置已有人提出，它们虽然实现了面成型的加工过程，但是其采用的是底部扫描的方式对树脂槽内的液态光敏树脂进行光固化作用，在加工过程中为了缓解制件的翘曲现象，需要设计支撑结构才能保证每个结构部分的可靠性，这样在加大了设计难度的同时亦使结构变得复杂；另外现有的基于DLP技术装置在结构设计方面尚不够优化，未设计树脂的自动添加过程，而采用的是人工手动添加，这也在无形中降低了加工效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种基于DLP技术的成型粉末及其制备方法，同时还提供一种采用该成型粉末制作三维零件模型的基于DLP技术的粉末面成型装置，采用本专利技术的技术方案可以在保证产品制件成型质量的同时大大提高产品的加工效率。为实现本专利技术目的而采取的技术解决方案如下所述。一种基于DLP技术的成型粉末，它由以下重量百分含量的组分组成：制备该成型粉末的步骤为：在PVC糊树脂中加入光引发剂，混合均匀后将其置于烘干箱中以120℃进行烘干处理1～3小时，通过球磨机进行粉碎球磨处理，再使球磨粉通过100目～150目的筛子筛选后，细粉备用；另取硅烷使其溶于无水乙醇中，经过5～10分钟的搅拌之后再往里加入碳酸钙粉末，混合均匀后置于烘干箱中以120℃进行烘干处理1～3小时，将烘干后的块状混合材料装入球磨机中，进行粉碎球磨处理，再使球磨粉通过100目～150目的筛子过筛处理，制得经过硅烷处理过后的碳酸钙粉末；将制备的PVC树脂粉与碳酸钙粉末放入高速搅拌机中，往里加入光吸收剂、流动剂、分散剂，以1000rpm速度搅拌运行30～40分钟，即得到所需的基于DLP技术的粉末材料。构成本专利技术所述成型粉末的组分物中，PVC(聚氯乙烯)糊树脂系指PVC树脂以糊状形式来应用的(液体)产物，该结构物具有仅经加热(或紫外线照射)即可变为PVC制品的特性；光引发剂能够在紫外光区吸收能量，产生自由基，从而引发单体聚合交联固化的化合物，在PVC糊树脂中加入光引发剂可以使整个粉末体系能够在DLP发射出的紫外光作用下发生固化现象；碳酸钙是一种常用于塑料改性的添加剂，能有效的缓解制件的翘曲现象，改善成型精度；硅烷的作用在于加强高分子聚合物与无机填料之间的界面结合力，本专利技术中硅烷的加入加强了碳酸钙与PVC糊树脂之间的结合力；光吸收剂的加入可以加强粉末体系对紫外光的吸收，有利于产生较高强度的制件；流动剂的作用在于使粉末体系粘度降低，从而产生流动性能较好的粉末；分散剂的加入使得粉末颗粒之间的分散性能较好，有利于制件的成型。由上述各组分物制成的成型粉末材料能够在一定波长范围(100～400nm)紫外光照射下发生固化，完成产品制件的成型。上述的基于DLP技术的成型粉末中，所述的光引发剂为2-甲基-4’-(甲基硫代)-2-吗啉基苯丙酮，所述的硅烷为甲硅烷、乙硅烷、丙硅烷或丁硅烷，所述的光吸收剂为水杨酸酯类光吸收剂，所述的流动剂为聚丙烯，所述的分散剂为脂肪酸类分散剂。进一步的，所述的光吸收剂为水杨酸苯酯，所述的分散剂为脂肪酸甘油酯。采用上述成型粉末制作三维零件模型的基于DLP技术的粉末面成型装置包括PC机系统、DLP投影系统、长直水平导轨、铺粉辊子和工作缸，所述的工作缸由沿横向依次等高并排设置的左回收缸、左缸、右缸和右回收缸组成，在各缸内均设置有由PC机系统驱动的升降活动底板，所述的铺粉辊子可在PC机系统驱动下沿工作缸整体表面做平向往复移动，所述的长直水平导轨沿工作缸排列方向设置在工作缸的上方，所述的DLP投影系统设置在长直水平导轨上并可在PC机系统驱动下沿平面长直导轨往复移动，DLP投影系统的出射光由上向下对工作缸进行照射。在对三维零件模型的实际成型制作中，首先利用三维建模软件建立三维模型，通过专业的软件对模型进行分层，得到各层的截面轮廓信息，然后PC机系统将每层的截面轮廓信息通过传输线传送给DLP投影系统上的DMD芯片，由DLP投影系统按每层截面轮廓信息自上而下地对粉末床内的各粉末进行扫描照射，直至整个零件加工完成。上述基于DLP技术的粉末面成型装置中，DLP投影系统由光源、透镜、色轮、DMD芯片和出光镜组成，由光源发射出的紫外光依次通过透镜、色轮、DMD芯片后传输至出光镜，再由出光镜对工作缸进行照射。与现有快速成型技术相比，本专利技术具有的有益效果如下所述。一、本专利技术在保证完整加工过程的基础上，通过将DLP光固化技术和SLS激光选区烧结技术相结合，首先利用一定的工艺和配比配制好所需的可用于快速成型技术中的新型粉末材料，扩大了成型材料的选材范围；其次将DLP投影系统应用到粉末快速成型中，将传统粉末成型工艺中的点-线-面成型的加工过程转换成直接的面成型加工过程，大大提高了加工效率。二、本专利技术所用的成型材料为粉末材料，在加工过程中大量的粉末材料在一定程度上可以充当支撑作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DLP技术的粉末面成型装置，其特征在于：包括PC机系统(1)、DLP投影系统(2)、长直水平导轨(3)、铺粉辊子(4)和工作缸，所述的工作缸由沿横向依次等高并排设置的左回收缸(5)、左缸(6)、右缸(7)和右回收缸(8)组成，在各缸内均设置有由PC机系统(1)驱动的升降活动底板，所述的铺粉辊子(4)可在PC机系统(1)驱动下沿工作缸整体表面做平向往复移动，所述的长直水平导轨(3)沿工作缸排列方向设置在工作缸的上方，所述的DLP投影系统(2)设置在长直水平导轨(3)上并可在PC机系统(1)驱动下沿平面长直导轨(3)往复移动，DLP投影系统(2)的出射光由上向下对工作缸进行照射。

【技术特征摘要】
1.一种基于DLP技术的粉末面成型装置，其特征在于：包括PC机系统(1)、DLP投影系统(2)、长直水平导轨(3)、铺粉辊子(4)和工作缸，所述的工作缸由沿横向依次等高并排设置的左回收缸(5)、左缸(6)、右缸(7)和右回收缸(8)组成，在各缸内均设置有由PC机系统(1)驱动的升降活动底板，所述的铺粉辊子(4)可在PC机系统(1)驱动下沿工作缸整体表面做平向往复移动，所述的长直水平导轨(3)沿工作缸排列方向设置在工作缸的上方，所述的DLP投影系统(2)设置在长直水...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨来侠，王勃，龚林，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61