[发明专利]一种高精度激光光固3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度激光光固3D打印机，尤其涉及一种电子成像设备领域的高精度激光光固3D打印机。

背景技术

光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography）原理的一种工艺，简称SLA，是最早出现的一种快速成型技术。 

SLA成型原理如下：在树脂槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的树脂薄片。然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的树脂薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层粘结在前一层上，如此重复不已，直到整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面，取出工件，进行清洗、去处支撑、二次固化以及表面光洁处理等。  

光敏树脂选择性固化快速成型技术适合于制作中小形工件，能直接得到树脂或类似工程塑料的产品。主要用于概念模型的原型制作，或用来做简单装配检验和工艺规划。 

现有打印机技术的缺点：

1、设备尺寸庞大，只面向工业应用，非常昂贵，不是普通企业所能承受的；

2、氦-镉激光管的寿命仅3000小时，价格较昂贵，由于需对整个截面进行扫描固化，成型时间较长且精度不高，因此制作成本相对较高；

3、需要设计工件的支撑结构，以便确保在成型过程中制作的每一个结构部位都能可靠定位，支撑结构需在未完全固化时手工去除，容易破坏成型件，操作繁琐。

发明内容

本发明旨在提供一种通过激光光固化、伺服控制及高精度滚珠丝杆传动等技术，实现高精度的光固化成型，提高成型精度（0.1mm提高到0.03mm），简化了成型过程，提高加工效率，减小体积，降低能耗的高精度激光光固3D打印机。

一种高精度激光光固3D打印机包括外壳和底座，外壳与底座上侧连接，所述的外壳内侧设有滚珠丝杆座，滚珠丝杆座一侧设有直线导轨，高精度滚珠丝杆一端与滚珠丝杆座连接，高精度滚珠丝杆另一端与伺服电机连接，高精度滚珠丝杆与连接杆一端连接，连接杆另一端与打印工作台连接，透明工作容器通过支架固定于底座上方且该透明工作容器处于打印工作台正下方，透明工作容器内存有液体的光敏树脂和固体的光敏树脂，该固体的光敏树脂粘附于透明工作容器底部，外壳内设有数字投影装置且该数字投影仪设于底座上侧，底座内设有电路控制模块，底座外侧设有触摸屏、电源开关, 电路控制模块通过数据线分别与触摸屏和电源开关连接。

优选地，所述的数字投影装置包括一个竖直固定于底座上侧的数字投影仪。

优选地，所述的数字投影装置包括一个水平固定于底座上侧的数字投影仪和平面镜。

优选地，所述的平面镜呈45°置于底座上侧。

优选地，所述的数字投影装置包括紫外光源和聚焦透镜，聚焦透镜设于紫外光源上侧，聚焦透镜上侧设有两块菲涅尔透镜。

本发明的有益效果在于：

1.  在树脂槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化，成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的树脂薄片，然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的树脂薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢粘结在前一层上，如此重复不已，直到整个产品成型完毕，使用光敏树脂成型，成型精度较高，打印效果更好；

2.  高精度滚珠丝杆另一端与伺服电机连接，伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证，控制精度更为精确，伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象，伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能，可检测出机械的共振点，便于系统调整，伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出，交流伺服电机具有较强的过载能力，节约了能源，高精度激光光固3D打印机采用伺服电机，使打印机工作更为平稳，降低了能耗；