一种带可错位下沉式托盘的3D打印机的制作方法

一种带可错位下沉式托盘的3d打印机
技术领域
[0001]
本实用新型属于3d打印领域，涉及一种使用托盘的光固化3d打印机，特别涉及一种带可错位下沉式托盘的3d打印机。


背景技术：

[0002]
光固化3d打印机，设置有储液槽、储液槽内放置光固化树脂液，一般通过托盘来承载树脂液凝固成型的打印对象。光固化3d打印机的托盘有上置式、也有下置式。上置托盘打印对象倒置，可成型的打印对象体型较小，在储液槽上方设有可升降的托盘，储液槽的底面设置底膜，储液槽底面透明，储液槽下方设置液晶屏，液晶屏下方设置光源，或者在储液槽下方设置投影光源。其3d打印的原理是将打印对象切片生成每一层的图像，利用光源配合托盘升降将每一层图像逐层投影在底膜上，使储液槽底部被投影光照射到的部分发生固化，凝固在托盘上。托盘在打印过程中从下往上按一定的速度上升，将液态材料通过上述方式一层一层地打印成型，最终在托盘下表面形成完整的3d打印对象。打印完成后，需要将打印对象从托盘下表面取出，树脂材料和托盘的粘附力大，才能保证打印过程中足够的承载力，而足够大承载力同样给打印对象的取出带来麻烦。传统的托盘上取物方式使用铲子辅助铲出，由于托盘和储液槽位置的原因，操作空间小，操作难度大，而且容易损坏打印对象并划伤托盘。下置式托盘通常应对大尺寸打印对象的成型，在储液槽上方设置投影光源，托盘浸没在储液槽中，以储液槽的光固化树脂液面为投影平面，打印时托盘从储液槽液面起始逐层下降，打印成型。该装置同样存在托盘上取物粘附力大，操作难度大，而且容易损坏打印对象、并划伤托盘的问题。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于解决现有的3d打印机托盘上取物粘附力大，操作难度大，而且容易损坏打印对象、并划伤托盘的问题，提供一种带可错位下沉式托盘的3d打印机，将托盘工作面分成可错位的多部分，利用各部分托盘的相互错位完成托盘和打印对象的部分分离，降低粘附力，从而减少取出难度，甚至可以采用交替错位的方式，来分次逐步完成各部分托盘与打印对象的完全分离。
[0004]
本实用新型解决其技术问题所采用的一种技术方案是：一种带可错位下沉式托盘的3d打印机，包括储液槽，储液槽上方设有打印光源，储液槽内设有可升降到液位之下的升降座，升降座顶面设有托盘，托盘上表面为承载3d打印对象的工作面，其特征在于，所述托盘包括上表面互相穿插嵌设的第一托盘和第二托盘，第一托盘和第二托盘上表面拼合形成工作面，第一托盘和第二托盘可在垂直于工作面方向相对错位运动。本方案中，打印光源上置，托盘从储液槽液面往下逐渐下降，打印物料为朝上站立，承载能力好。本方案将托盘由传统的一块分割成两块，第一托盘和第二托盘对齐拼合时候为完整的工作面，打印完成后，第一托盘和第二托盘可以一次相互运动错位，使第一托盘和第二托盘之一与打印对象脱离，降低粘附力，方便打印对象从托盘取出，或者通过均第一托盘和第二托盘两次交替运动
错位，使打印对象与托盘脱离，避免打印对象取出时候损伤。第一托盘和第二托盘以垂直工作面方向的相对运动分量为主，允许少量平行于工作面方向的运动分量；但平行于工作面方向的运动会对打印对象造成剪切破坏，在分离点应尽量减少甚至消除平行于工作面方向的运动。
[0005]
作为优选，所述第一托盘为相对升降座固定的固定托盘，所述第二托盘为可相对升降座上下竖向运动的活动托盘，所述活动托盘下方设有驱动活动托盘相对固定托盘上下运动的竖向驱动装置。第二托盘可以通过一次上升或者一次下降，使打印对象和托盘半脱离，减少粘附力。也可以通过一次上升加一次下降，使打印对象与托盘完全脱离，打印对象为向上站立，当打印对象底面较大时，不会产生倒伏的情况。驱动装置可以为电机驱动或者气压驱动。
[0006]
作为优选，所述第一托盘为相对升降座固定的固定托盘，所述第二托盘为可相对升降座摆动的活动托盘，活动托盘的转轴设置在固定托盘的一侧。摆动方式的活动托盘，可以通过一次上摆或者下摆，使打印对象和托盘半脱离。也可以先上摆、后下摆，使打印对象与托盘完全脱离，并保持打印对象为向上站立；还可以先下摆、后上摆，并在转轴外侧伸入取物盘，当上摆到一定角度时，打印对象与托盘完全脱离并沿斜面滑出到取物盘上。摆动轴可以通过电机驱动，也可以在远离摆动轴的一端通过气缸驱动第二托盘上下运动。
[0007]
作为优选，所述第一托盘和第二托盘均为可相对升降座摆动的活动托盘，两个活动托盘分别设置有摆动轴，第一托盘摆动轴和第二托盘摆动轴在托盘一侧设置或者分别设置在托盘相对的两侧。第一托盘摆动轴和第二托盘摆动轴为同侧设置，可以并列设置或者同轴嵌套，可以通过两个电机分别驱动第一托盘和第二托盘摆动；也可以通过两组气缸分别推动第一托盘和第二托盘远离摆动轴的一端；或者可以通过一个电机和一个气缸分别驱动第一托盘和第二托盘。两摆动轴分两侧设置，驱动方式也可以同理设置。打印对象的脱离于单摆动式活动托盘类似，也是通过第一托盘和第二托盘的交错完成脱离。
[0008]
作为优选，所述第一托盘和第二托盘均为可相对升降座上下竖向运动的活动托盘，第一托盘和第二托盘下方分别设有上下运动的竖向驱动装置。
[0009]
作为优选，所述活动托盘摆动轴的外侧设有可水平移动的取物盘。打印完成后，托盘上升到储液槽的液位之上，取物盘伸出至摆动轴的外侧，当活动托盘上摆倾斜时，打印对象可以沿斜面滑落。
[0010]
作为优选，所述第一托盘和第二托盘上表面均为条纹栅格状，第一托盘和第二托盘的栅格条互相错位、交替设置。
[0011]
作为优选，第一托盘和第二托盘相邻的栅格条之间留有间隙。栅格条之间的间隙可以在托盘下沉过程中让储液槽中的光固化树脂平稳通过，尽量减少液面扰动，保证打印质量。
[0012]
作为优选，所述第一托盘或第二托盘开设有供打印液穿过的过流孔，或者所述第一托盘和第二托盘均开设有供打印液穿过的过流孔。过流孔可以让储液槽中的光固化树脂平稳通过，尽量减少液面扰动，保证打印质量。
[0013]
本实用新型将3d打印机的托盘分为两部分，第一托盘和第二托盘可以升降或者摆动的形式互相错位，可以进行一次错位动作使第一托盘或者第二托盘之一与打印对象脱离，减少粘附力方便取下，也可以两次动作，让第一托盘和第二托盘交替与打印对象脱离，
让打印对象与托盘完全分离，方便打印对象的取出，本实用新型的托盘取物方式减少甚至避免了对打印对象的破坏，也避免对托盘的划伤。
附图说明
[0014]
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0015]
图1是一种托盘下沉式的3d打印机原理示意图。
[0016]
图2是本实用新型的第一种实施例结构示意图。
[0017]
图3是本实用新型图2结构的第二托盘打开状态示意图。
[0018]
图4是本实用新型的第二种实施例结构示意图。
[0019]
图5是本实用新型图4结构的第一托盘与第二托盘错位状态示意图。
[0020]
图中：1、储液槽，3、光源，4、托盘，41、第一托盘，42、第二托盘，13、第二摆动电机，14、第三升降气缸，15、升降座。
具体实施方式
[0021]
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型进一步说明。
[0022]
实施例1-2为托盘下沉式的3d打印机，其结构原理如图1所示，下沉式的托盘4可以应对大尺寸打印对象的成型，光源3设置在储液槽1在上，托盘4浸没在储液槽1中，以储液槽的光固化树脂液面为投影平面，打印时托盘从储液槽液面起始逐步下降。
[0023]
实施例1：一种带单摆动活动托盘的3d打印机，如图2、3所示。3d打印机本体上设置储液槽1，储液槽上方设有打印光源，储液槽内设有可升降到液位之下的升降座15，升降座顶面设有托盘4，托盘上表面为承载3d打印对象的工作面，所述托盘包括上表面互相穿插嵌设的第一托盘41和第二托盘42，第一托盘和第二托盘上表面拼合形成工作面，第一托盘和第二托盘可在垂直于工作面方向相对错位运动。
[0024]
第一托盘41为相对升降座固定的固定托盘，所述第二托盘42为可相对升降座摆动的活动托盘。第二托盘42为栅格板，并列且均匀设置有栅格间隙，第一托盘的底面设有若干栅格条，第一托盘的栅格条与第二托盘的栅格间隙交错设置，第一托盘栅格条和第二托盘栅格间隙侧壁之间留有间隙。第一托盘41均匀开设有过流孔，第二托盘42也可以与第一托盘对齐开设过流孔。第二托盘42的转轴可转动设置在第一托盘41的一个侧边，第一托盘41在转轴对应处设置有第二摆动电机13。打印时，第二托盘与第一托盘下表面平齐，组成平整的工作面，打印过程中托盘不断下沉。打印完成后，托盘上升到储液槽液面上方，第二摆动电机13驱动第二托盘向上摆动，使打印对象与第一托盘分离，减少粘附力，便于取出。也可以在转轴侧方伸入取物盘，第二托盘先向下摆动、使打印对象与第二托盘分离，再第二托盘向上摆动、使打印对象与第一托盘分离，使打印对象直接滑落到取物盘中。
[0025]
实施例2：一种带单摆动活动托盘的3d打印机，如图4、5所示。3d打印机本体上设置储液槽1，储液槽上方设有打印光源，储液槽内设有可升降到液位之下的升降座15，升降座顶面设有托盘4，托盘上表面为承载3d打印对象的工作面，所述托盘包括上表面互相穿插嵌设的第一托盘41和第二托盘42，第一托盘和第二托盘上表面拼合形成工作面，第一托盘和第二托盘可在垂直于工作面方向相对错位运动。
[0026]
第一托盘41为相对升降座固定的固定托盘，所述第二托盘42为可相对升降座上下
竖向运动的活动托盘。第二托盘42为栅格板，并列且均匀设置有栅格间隙，第一托盘的底面设有若干栅格条，第一托盘的栅格条与第二托盘的栅格间隙交错设置，第一托盘栅格条和第二托盘栅格间隙侧壁之间留有间隙。第一托盘41均匀开设有过流孔，第二托盘42也可以与第一托盘对齐开设过流孔。第一托盘41上设置有驱动第二托盘升降的第三升降气缸14，第三升降气缸14设置四个并与第二托盘的四角对应。打印时，第二托盘与第一托盘下表面平齐，组成平整的工作面，打印过程中托盘不断下沉。打印完成后，托盘上升到储液槽液面上方，第三升降气缸14驱动第二托盘依次完成一次上升和一次下降动作，使打印对象依次与第一托盘，第二托盘分离。使打印对象可直接取下。

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