[实用新型]一种数字投影3D成型装置

说明书

技术领域

本实用新型属于3D打印技术领域，具体涉及一种数字投影3D成型装置。

背景技术

数字光处理(Digital Light Processing,DLP)技术是近几年来发展起来的新型光固化技术，通过面曝光投影方式，主要用于制作小尺寸零件。与其他光固化快速成型方式相比，面曝光直接投影图像的方式具有制作时间短、系统成本低、工艺简单等优点，成为3D打印领域的重要发展方向。

现有的DLP技术普遍采用直接投影图像的方式，该方式具有简单方便直接的技术特点，但是成型精度受限于DMD(数字微反射镜)或者液晶阵列的空间分辨率，并且不可避免的会在工件表面产生由DMD或者液晶阵列本征分布造成的锯齿状条纹和台阶。

为了提高3D工件的成型精度和成型表面质量，有人提出采用X-Y方向移位的多次曝光成型方法，其技术方案如下：LED投影光机由于DMD或者液晶阵列的空间分辨率固定，因此会形成恒定数量的像素所形成的掩膜图形，掩膜图形是离散的进行空间排列，通过多次照明和路径规划来提高外部和内部的子像素范围的分辨率。但是上述方法只能把打印精度精细化，条纹和台阶进行细化，并未完全实现工件表面的匀化，对于一些对表面质量要求较高的工件快速成型应用，在成型完成后还需要进行表面抛光打磨等工序，不仅费时费力，还容易损失工件本身的成型精度。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种数字投影3D成型装置。

一种数字投影3D成型装置，包括：投影装置、旋转装置和出光组件；

其中，旋转装置能够带动出光组件转动；

出光组件包括镜筒和光学平板，镜筒为圆筒形，镜筒的出光面为斜面，光学平板固定设置在镜筒的该斜面上；

投影装置发出的光经镜筒或者经旋转装置和镜筒后从光学平板出射。

进一步地，所述投影装置为LED投影光机，投影装置发出的光为紫外光。

进一步地，数字投影3D成型装置还包括透明石英玻璃，透明石英玻璃窗设置在光学平板远离投影装置的一方。

进一步地，数字投影3D成型装置还包括透明硅胶盘和工作面，透明硅胶盘设置在透明石英玻璃窗远离投影装置的一方，工作面放置在透明硅胶盘上；LED投影光机输出的紫外光依次通过光学平板、透明石英玻璃窗和透明硅胶盘，照射在工作面上。

进一步地，旋转装置为电控旋转台，通过电控旋转台的转动来带动并控制镜筒和光学平板的转动。

进一步地，投影装置设置在旋转装置的下方，投影装置发出的光分别从下往上投影。

进一步地，投影装置设置在旋转装置的上方，投影装置发出的光从上往下投影。

进一步地，投影装置设置在旋转装置的左侧，投影装置发出的光从左往右投影。

进一步地，投影装置设置在旋转装置的右侧，投影装置发出的光从右往左投影。

本实用新型的有益效果：本实用新型提出的数字投影3D成型装置基于光线在光学平板中的折射原理，利用倾斜的光学平板对图像的偏移，再加上高速旋转的LED投影光机结构设计，产生图像空间上对曝光时间积分的平滑效果，用于快速3D成型的表面匀化处理。

本实用新型提出的数字投影3D成型装置中LED投影光机固定不动，电控旋转台带动光学平板高速旋转，从而实现紫外光线的偏移，像素在给定方向上的光亮度在角度上实现积分，根据角度与光学平板旋转的角速度和曝光时间的关系，通过改变曝光时间来实现对像素的模糊化处理，在3D打印成型中体现为对台阶纹和锯齿纹的匀化处理，提高成型精度。

附图说明

图1是本实用新型提出的数字投影3D成型装置的结构示意图；

图2是本实用新型提出的数字投影3D成型装置中光学平板所示的折射效应示意图；

图3a是本实用新型提出的数字投影3D成型装置中像素亮度的示意图；

图3b是本实用新型提出的数字投影3D成型装置中像素亮度积分的示意图；

图4a是本实用新型提出的数字投影3D成型装置中积分前像素的效果图；

图4b是本实用新型提出的数字投影3D成型装置中积分后像素的匀化效果图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员都知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例。

本实用新型提出的数字投影3D成型装置如图1所示，包括：LED投影光机1、电控旋转台2、镜筒3和光学平板4。