[实用新型]一种基于并行机构的高精度SLA激光3D打印机

说明书

本实用新型涉及3D打印技术领域，涉及一种基于并行机构的高精度SLA激光3D打印机。包括打印装置、SLA激光装置以及用于控制激光运动的基于Stewart平台的控制装置；所述的SLA激光装置设于控制装置的平台顶部；所述的打印装置包括升降机构、打印平台以及料槽；所述的打印平台通过连接件与升降机构连接，升降机构能够驱动打印平台上下移动；所述的料槽设于打印平台的正下方，所述的控制装置位于料槽的正下方。本实用新型结构简单、易于操作；激光头装在Stewart平台上实现激光束的各种角度转动扫描，使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应后固化。且本装置精度高，没有误差的放大和累积，能实现误差的补偿；因此可以完成对精度要求高的激光3D打印机的零件制作。

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，更具体地，涉及一种基于并行机构的高精度SLA激光3D打印机。

背景技术

3D打印成为一种增量制造技术，凭借其零件技能生产，低成本的复杂多样化制造、制造定制等优势，已逐步应用于制造，医疗、航空、设计等多个领域。然而，为了提供一种稳定性好、打印速度快、打印精度高的3D打印机，支撑激光装置的结构大多数都是直角坐标结构或者并联三自由度的结构，市面上的3D打印结构过于单一，尚未看到运用Stewart平台实现高精度的3D打印。

当前关于SLA激光3D打印机主要的扫描方式有：一、振镜扫描，振镜式扫描系统采用高速往复伺服电动机带动X与Y两片微小反射镜片协调偏转反射激光束来达到光斑在整个平面上扫描的目的。它具有高速、高精度、性能稳定等优势，但存在光斑焦点不在加工面上的聚焦误差问题；另外，振镜式激光扫描存在扫描图形的线性失真和非线性失真，特别是当扫描区域较大时，严重影响了激光扫描的图形精度及加工质量。二、动态聚焦振镜激光扫描，依据光学杠杆原理设计动态聚焦扫描系统光学模型，激光束经动态聚焦系统再经两次镜面反射到达扫描场。在伺服电机的驱动下，动态聚焦镜在光路方向上做往复直线运动，实时补偿聚焦误差，从而保证光斑焦点的扫描场与工作场误差得到补偿。动态聚焦技术是近年来兴起的激光扫描聚焦误差补偿技术，有更有效的和更精准的补偿效果，并且支持的视场更大，价格上也相对来说更加昂贵。三、激光直接从上往下垂直射到料槽的液面上，并使液态光敏树脂在激光作用下固化成型，形成零件的一个薄层，通过电动机驱动使工作台下移一定距离，在固化好的树脂表面再敷上一层新液态树脂，进行下一层的扫描加工，如此反复直到整个产品制造完毕。

综上所述，振镜扫描虽然具有高精度，但其是相对而言的，由于它是依靠振镜在微小平面上作角度振动，当产生误差时通过光路的放大形成误差叠加，这严重影响激光光路的精度；动态聚焦振镜的控制系统成本高，不利于大规模推广；而第三种则是直接通过激光扫描的方式，其驱动机构是工作台，所沿平面为x、y、z平面，无法避免误差积累。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中打印精度不高的缺陷，提供一种基于并行机构的高精度SLA激光3D打印机，有效提高3D打印的精度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于并行机构的高精度SLA激光3D打印机，包括打印装置、SLA激光装置以及用于控制激光运动的基于Stewart平台的控制装置；所述的SLA激光装置设于控制装置的平台顶部；所述的打印装置包括升降机构、打印平台以及料槽；所述的打印平台通过连接件与升降机构连接，升降机构能够驱动打印平台上下移动；所述的料槽设于打印平台的正下方，所述的控制装置位于料槽的正下方。激光装置采用计算机控制下的紫外激光以预定原型各分层截面的轮廓信息为轨迹逐点扫描，使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应后固化，从而形成一个薄层截面。制造过程依赖于激光束有选择性地固化连续薄层的光敏聚合物，通过分层固化，最终构造出三维物体。升降机构驱动打印平台下降到料槽中，当底部发出激光束时，透过料槽中的LCD屏幕照射在树脂中，使激光束在液体表面画出物品的第一层形态。第一层创建后，会起到固定的作用，通过升降机构使打印平台下移一定距离，这样就会有更多的液体感光树脂流到物品上面的第一层，这样再进行下一层的激光打印并固定。如此反复的过程直到打印出来我们设计出来的整个物品。