[实用新型]一种光固化快速成型的液位检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光固化快速成型领域，尤其涉及一种光固化快速成型的液位检测装置。

背景技术

光固化快速成型(Stereolithography)，俗称SLA，光固化快速成型的原理是利用液态光敏树脂在紫外激光的照射下吸收光能，然后发生光聚合反应而成型零件。激光在计算机的控制下逐层扫描树脂使其固化成型，其基本过程如下：首先，将树脂槽中可上下移动的工作平台移动到树脂液面下，激光在工作平台上面扫描固化出第一层；接着，工作平台下降一层(一个预设位移量)，控制平衡块使树脂的液位保持不变，涂层工艺使得刚固化的一层上铺涂上一薄层树脂；激光在上面扫描固化出第二层，并与上一层粘结在一起，如此依次固化出模型的各个截面，直至制作出整个产品模型。

光固化快速成型机时工作时，树脂槽液位始终保持恒定，液位恒定的作用有二：其一是保证激光到液面的距离不变，始终处于焦平面上，其二是保证每一层铺涂的树脂层厚一致。在工作时液位会产生变化，引起液位变化的原因有很多，主要有树脂的热胀冷缩、蒸发，树脂固化的体积收缩，工作平台升降引起树脂槽容积的变化等。由于光固化成型机加工时的分层厚度一般是0.01mm～0.5mm，甚至更小，故保证精确的层厚，是提高制作精度的重要手段；而为了保证层厚精度，首先要保证液位位置的恒定，液位位置的恒定是靠传感器检测进而通过平衡块进行调节。现有技术中所使用传感器是非均匀、非线性的，其会造成采样频率低，测试系统存在小幅的滞后，不能实现液位的实时检测，进而影响液位检测精度的问题。此外现有技术中的传感器对不同树脂也会有不同的效果，例如对透明状的光敏树脂，由于散射光强度很弱，无法测得液位信号。综合以上，无论从检测精度还是对不同树脂的适应性来看，现有技术都存在一些不足之处，这会影响产品的加工质量。所以如何提高液位的测量精度，提高产品质量成为本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种光固化快速成型的液位检测装置，可以提高树脂液位的检测精度，提高产品质量，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种光固化快速成型的液位检测装置，包括树脂槽，所述树脂槽中设有树脂，所述树脂槽中设有可升降的工作平台，还包括集成传感器和控制器，所述集成传感器中设有激光发射器、入射会聚透镜、反射会聚透镜和CMOS接收器，所述激光发射器在入射会聚透镜上方，CMOS接收器在反射会聚透镜上方，激光发射器射出的激光通过入射会聚透镜射在树脂槽中的树脂液面上，然后通过反射会聚透镜反射到CMOS接收器上，所述CMOS接收器与控制器相连接；所述树脂槽上架设有固定架，所述固定架上安装有第一升降装置和第二升降装置，第一升降装置与工作平台相连接，第二升降装置与一平衡块相连接，所述平衡块可进入树脂中，所述控制器控制第一升降装置和第二升降装置带动工作平台和平衡块上下运动。

优选地，所述工作平台上均匀设有多个通孔。

优选地，所述第一升降装置和第二升降装置结构相同，均包括电机、导轨、滑块和丝杠，所述电机和导轨安装在固定架上，丝杠与电机连接，所述滑块在丝杠上并且与导轨滑动配合，所述第一升降装置上的滑块与工作平台相连接，所述第二升降装置上的滑块与平衡块相连接，所述控制器控制电机工作。

优选地，所述激光发射器为半导体激光发射器。

优选地，所述反射会聚透镜和CMOS接收器之间设有滤光片。

如上所述，本实用新型一种光固化快速成型的液位检测装置，具有以下有益效果：

(1)本实用新型提高了光固化快速成型中液位检测精度，且提高了液位检测的响应速度，进而保证了液面的恒定；另外，本实用新型保证了在光固化快速成型工艺过程中的每层的精度，能实现更小层厚的固化成型，最终能够提高固化成型产品的表面质量和表面精度。

(2)本实用新型对透明树脂和非透明树脂等多种材料的液位能实现高精度液位检测，满足了能够使用多种不同材料固化成型的需求。

(3)本实用新型还具有非常好的再现性，其精度能达到0.005μm级别，同时本实用新型的高线性能达到±0.02％，反应速度能达到392kHz。

附图说明

图1为本实用新型正视图。

图2为本实用新型结构图。

图3为本实用新型中集成传感器结构示意图。

图4为本实用新型的原理图。

图5为本实用新型的控制原理图。

图6为本实用新型采用激光斜射式的光路图。