浆料立体光固化成型设备制造技术

一种浆料立体光固化成型设备，在一机体设有一刮料平台，所述刮料平台周围的一侧具有外侧为开放端的凹口，在凹口并靠设置一受线性驱动器驱动升降的打印平台，于所述机体设有一马达及一投影装置，所述马达驱动一刮刀以其刀刃旋转扫过刮料平台与打印平台的表面，设有一朝向所述刮料平台出料的浆料给料装置；借由旋转的刮刀能将浆料循环地涂布在逐次下降的打印平台形成多层的浆料层，并以投影装置照射各浆料层使其部分固化为结构层，重复前述操作使结构层堆叠为成品，例如用于烧制为陶瓷的生胚，制造成品快速、精细且无需打印支撑结构。精细且无需打印支撑结构。精细且无需打印支撑结构。

【技术实现步骤摘要】
浆料立体光固化成型设备


[0001]本专利技术涉及一种3D打印设备；尤其涉及一种浆料立体光固化成型设备。

技术介绍

[0002]现有打印陶瓷、金属或复合材料的光固化3D打印设备，是在材料槽中倒入调配好的浆料，再以光源选择性的照射在浆料表面的方式，于材料槽中可升降的打印平台上层层固化多个结构层，最终以多个结构层的堆叠形成成品。
[0003]上述现有光固化3D打印设备虽能用于打印陶瓷等材料，但打印过程中除了打印主体以外还需要打印支撑结构，而这些支撑结构的设计多需要有经验者进行，及成品需要非常小心的移除；且用于摊平浆料表面的刮刀是以直线运动的方式刮平材料槽中相对高黏度的陶瓷浆料，而只能以较慢的速度铺出层厚最佳只到0.1毫米的等级，使得打印较为费时以外，打印出的成品也不够精致。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种浆料立体光固化成型设备，借由刮刀360度连续旋转的方式，在平面的打印平台上循环地形成光固化的浆料层，打印时无需打印支撑结构且借由厚度更薄的浆料层光固化为结构层的方式打印出精细的成品。
[0005]缘以达成上述目的，本专利技术提供一种浆料立体光固化成型设备，包括一机体、一浆料铺平装置、一打印平台位移装置、一投影装置，以及一浆料给料装置。所述机体具有一刮料平台，所述刮料平台的顶面具有一刮料面并且周围的一侧具有一凹口，所述凹口的外侧是开放端并具有一开口。所述浆料铺平装置于所述机体设置一马达，所述马达连接一旋转轴，所述旋转轴结合一刀架，所述刀架设置一刮刀，所述刮刀的边缘具有一刀刃，所述刀刃邻近或抵触所述刮料面，所述刮刀旋转时所述刀刃作用的范围定义为一刮料范围，所述凹口至少部分位于所述刮料范围内。所述打印平台位移装置于所述凹口设置一打印平台，所述打印平台位于所述刮料范围内的边缘并靠于所述凹口的边缘，所述打印平台受一线性驱动器的驱动而线性地升降，所述线性驱动器设置于所述机体。所述投影装置设置于所述机体并具有一镜头，所述镜头朝向所述打印平台的方向。所述浆料给料装置具有一出料口，所述出料口朝向所述刮料范围。
[0006]本专利技术运作时，所述马达会驱动所述刮刀由所述刮刀的初始位置开始沿同一方向旋转，所述浆料给料装置在每次所述刮刀旋转一圈后，将浆料由所述出料口输出至所述刮刀通过所述打印平台后继续前进方向的刮料面上，使所述刮刀将出料口输出的浆料及刮料面上的残料，逐次地铺层在刮料范围的刮料面及打印平台的顶面。
[0007]当每次浆料被铺层在所述打印平台的表面时会形成一层浆料层，接着所述打印平台下降相当于一层浆料层厚度的距离，以所述投影装置照射所述浆料层使其部分固化为结构层，重复上述的铺层浆料、打印平台下降以及投影装置照射的过程，使逐次下降后的打印平台上分别形成多个结构层，借由多个结构层堆叠为打印成品，例如用于烧制为陶瓷的生
胚，在清洗得到生胚后可将生胚送入高温烧结炉中烧制为陶瓷。
[0008]上述浆料在铺层时有低的黏度，但在铺完后其黏度可以而提高，这种浆料可以借由添加入浆料中的可挥发性溶剂或对浆料加热来达到。因为铺层时的低黏度使可以同时达到较高的铺层速度及铺出更薄的层厚。铺完的层可借由溶剂的挥发或浆料冷却而成为高的黏度，而这高黏度的浆料将可对成型中的工件进行支撑保护。也就是说，较高的铺层速度可使打印时间缩短，更薄的层厚及浆料进行支撑保护可以打印出更精致的成品。
[0009]本专利技术的功效在于，刮刀是以旋转方式进行铺层，节省刮刀回程的时间，并且由于浆料的残料会附着于刮刀上，也能避免刮刀回程时浆料的残料掉落于成型区域上而影响加工。此外，由于每次铺层浆料的残料位于刮刀再次旋转时会通过的路径上，使浆料的残料能再度被利用，在制造生产上具有极佳的经济效益。
[0010]浆料的配方可以包含挥发性溶剂，可让浆料由给料装置输出时具有较高的流动性，有利于铺层；当完成一次铺层于打印平台后，溶剂挥发而使得浆料层流动性变差，两者的黏度差可让铺层时前一层保有较高的结构性，不被刮刀上的浆料因剪切力而产生位移甚至破坏；同时，挥发后的浆料层因具有较高的结构性，而成为自然支撑，因此打印过程不需建立支撑结构。挥发后的浆料层由于体积变小，而成为固含量高的复合材料工件或生胚，而生胚在经过热脱脂烧失树脂与其他添加剂后及烧结后，可得致密度高的工件。
[0011]浆料的配方可以在不同温度有不同的流动性，可让浆料由给料装置输出时加热使具有较高的流动性，有利于铺层；当完成一次铺层于打印平台后，浆料在平台上冷却而使得浆料层流动性变差，两者的黏度差可让铺层时前一层保有较高的结构性，不被刮刀上的浆料因剪切力而产生位移甚至破坏；同时，冷却后的浆料层因具有较高的结构性，而成为自然支撑，因此打印过程不需建立支撑结构。生胚在经过热脱脂烧失树脂与其他添加剂后及烧结后，可得致密度高的工件。
附图说明
[0012]图1为本专利技术一优选实施例的立体图。
[0013]图2为图1的机体及其装置的立体图。
[0014]图3为图1的机体及其装置的分解图。
[0015]图4为图1的机体及其装置的俯视图。
[0016]图5为图4的5
‑
5方向的剖面图。
[0017]图6为图4的6
‑
6方向的剖面图。
[0018]图7为图1的机体及其装置的前视图。
[0019]图8A为图7的8A
‑
8A方向的剖面图。
[0020]图8B至8C为图8A的刮刀旋转的动作示意图。
[0021]图9为本专利技术上述优选实施例的打印平台下降的立体图。
[0022]图10为图6的打印平台下降的动作示意图。
[0023]图11为本专利技术另一优选实施例对应图6剖面方向的示意图。
具体实施方式
[0024]为能更清楚地说明本专利技术，兹举优选实施例并配合附图详细说明如后。请参看图1
至图6所示，为本专利技术一优选实施例的浆料立体光固化成型设备100，包括一机体10，分别设置于所述机体10的一浆料铺平装置20、一打印平台位移装置30、一投影装置40，以及一供料至所述机体10的浆料给料装置50，用以将浆料逐次铺层而成的浆料层分次光固化为结构层并堆叠为成品，如以陶瓷浆料而打印成陶瓷的生坯。其中：
[0025]所述机体10具有一刮料平台12，所述刮料平台12的顶面具有一刮料面121，所述刮料平台12周围的一侧朝所述刮料平台12内凹入形成一凹口122，所述凹口122的外侧是开放端并具有一开口123，在本优选实施例中所述凹口122是内窄外宽的梯形凹口，在其他优选实施例中所述凹口122亦可以是扇形或边缘为圆弧形的凹口。
[0026]所述浆料铺平装置20具有一马达22，所述马达22设置于所述机体10，所述马达22通过一联轴器221连接一旋转轴24，所述旋转轴24结合一刀架26，所述刀架26设置一刮刀28，所述刮刀28位于所述旋转轴24周围的一侧，所述刮刀28的边缘具有一刀刃281，所述刮刀28可以是软材料或硬材料制成且所述刀刃2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浆料立体光固化成型设备，包括：一机体，具有一刮料平台，所述刮料平台的顶面具有一刮料面并且周围的一侧具有一凹口，所述凹口的外侧是开放端并具有一开口；一浆料铺平装置，于所述机体设置一马达，所述马达连接一旋转轴，所述旋转轴结合一刀架，所述刀架设置一刮刀，所述刮刀的边缘具有一刀刃，所述刀刃邻近或抵触所述刮料面，所述刮刀旋转时所述刀刃作用的范围定义为一刮料范围，所述凹口至少部分位于所述刮料范围内；一打印平台位移装置，于所述凹口设置一打印平台，所述打印平台位于所述刮料范围内的边缘并靠于所述凹口的边缘，所述打印平台受一线性驱动器的驱动而线性地升降，所述线性驱动器设置于所述机体；一投影装置，设置于所述机体并具有一镜头，所述镜头朝向所述打印平台的方向；以及一浆料给料装置，具有一出料口，所述出料口朝向所述刮料范围。2.如权利要求1所述的浆料立体光固化成型设备，其中，所述旋转轴的端面具有一剖沟，所述剖沟贯穿所述旋转轴的轴心并且底面具有一固定螺孔，所述刀架具有内、外两端部，所述刀架的内端部具有一固定贯穿孔，且所述刀架的内端部插入所述剖沟，配合所述固定贯穿孔设有一固定件，所述固定件具有一头部以及一连接于所述头部的螺杆，所述螺杆穿过所述固定贯穿孔而螺锁于所述固定螺孔。3.如权利要求2所述的浆料立体光固化成型设备，其中，所述机体具有一框架，所述框架具有一打印平台托架，所述刮料平台可拆卸地设置于所述打印平台托架上。4.如权利要求3所述的浆料立体光固化成型设备，其中，所述刮料平台于对应所述刮料范围中心的位置形成一转轴穿孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪家昌，游信桦，
申请(专利权)人：品瓷科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：