[实用新型]一种简易的DLP投影式光敏3D打印机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种增材制造设备，具体涉及一种简易的DLP投影式光敏3D打印机。

背景技术

目前公知的3D打印技术被誉为“第三次工业革命”，被广泛应用于工业设计、医疗、珠宝首饰、玩具、工艺品、教育、航空航天等领域。3D打印属于快速成型技术RP(RapidPrototyping)的一种，它是一种运用粉末状材料或塑料通过逐层迭代累积的方式来构造实物的技术，因此它也被称为积层制造(Additivemanufacturing)。

3D打印机的主流技术包括激光立体光固化SLA(StereoLithog-raphyApparatus)、选择性激光烧结技术SLS(SelectiveLaserSintering)、数字光处理技术DLP(DigitalLightProcessing)、熔融沉积成型FDM(FusedDepositionModeling)等。各种RP方法均具有自身的特点和适用范围。

SLA技术是最早出现的快速原型制造工艺，SLA技术所用的光源为激光，具有波长单一、光斑尺寸小和功率密度大的特点，通过精准控制扫描头，可以实现零件的高速度、高精度加工。但现有的SLA系统设计复杂，在成型过程中为了保证光敏树脂加工表面的平整度，激光的光路控制需要较大空间，在成型过程中需要大体积树脂液池而导致树脂材料的利用率很低，因此导致生产成本过高、设备过重而限制了基于SLA技术3D打印机的推广。

SLS技术与其它RP方法相比的突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前,可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。SLS与其它RP不同,不需要预先制作支架,未烧结的松散粉末作了自然支架。SLS可以成型几乎任意几何形状的零件,对具有复杂内部结构的零件特别有效。但是由于其使用的大功率激光器制造困难而不得不依赖进口导致价格昂贵。

DLP技术分为上投影方式与下投影方式。目前基于DLP投影方式的3D打印机多使用下投影方式，该方式的打印机的机械结构简单但是液池的离型效果一般。采用下投影方式的打印机的打印精度要高于上投影方式，但液池较大、树脂利用率低、需要采用刮平机构。总体而言基于DLP投影方式的3D打印机的加工成本要远低于上述SLA及SLS式3D打印机，但是在国内此类机器的售价仍高达3万元以上，显然这个价格并不亲民。

FDM技术是将低熔点材料溶化后，通过对计算机处理的分层截面图形进行二维填充，喷出的熔丝经冷却黏结固化生成一层截面，层层叠加成三维实体。其特点是不采用激光系统，使用和维护简单，设备体积小易于搬运，适用于家庭及办公环境易于被百姓接受，但由于其需要保证出丝过程挤出速度和填充速度进行合理匹配，加工速度较低，挤出丝实际轮廓大于设计轮廓线区域影响成型精度。

实用新型内容

本实用新型为解决现有DLP打印机结构复杂、生产成本过高、液池较大、树脂利用率低的问题，进而提出一种简易的DLP投影式光敏3D打印机。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：本实用新型包括壳体、保护盖、线性导轨、步进电机、丝杠、螺母、升降平台、光敏树脂槽和投影仪，壳体后端面的下侧水平插装有投影仪，投影仪的前端设置在壳体的内部，投影仪的正前方设有反光镜，反光镜倾斜设置，反光镜的上端设有光敏树脂槽，丝杠竖直设置在壳体的内部，丝杠的末端连接有步进电机，丝杠上旋装有螺母，螺母的外侧水平固接有升降平台，丝杠的一侧平行设置有线性导轨，线性导轨上卡装有滑块，滑块沿线性导轨的竖直方向滑动，升降平台的一侧与滑块固接，保护盖设置在壳体前端面的上侧，保护盖的上端面与壳体的上端面铰接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型针对现有3D打印机存在的各类问题，在DLP下投影方式的3D打印机的基础上进行改进设计。在尽可能保留原有3D打印机各种优点的同时解决其结构复杂、生产成本过高、液池较大、树脂利用率低等问题而设计一台简易低价的DLP投影式光敏3D打印机。创客及3D打印爱好者可自行制作属于自己的光敏3D打印机，在尽量不影响打印产品精度的情况下将其生产成本控制在5000元左右，是DLP投影方式3D打印机市场价的1/10，打印机整体结构简单，操作方便，应用广泛，便于进行大规模的推广。同时打印机可以调节树脂的有效利用面积，从而提高树脂的利用率，减小液池的面积，缩小整个打印机的体积，此外还可以根据打印物品的大小随时调节打印平台的高度，提高打印机的利用率。