[实用新型]光固化打印机用投影装置及带该装置的打印机

说明书

本实用新型公开了一种光固化打印机用高精度投影装置，通过在LCD屏幕与料盒的模型分离透光层之间设置聚光透镜，在料盒内侧的模型分离透光层一侧形成光固化成型工作面，并通过调整聚光透镜与光固化成型工作面之间的距离为0～2L（L除外）之间的距离实现打印小于LCD屏幕分辨率的打印体。本实用新型还公开了一种光固化打印机用投影装置，通过采用设置聚光透镜与光固化成型工作面的距离大于2L或将聚光透镜替换为发散透镜实现打印大于LCD屏幕尺寸的打印体。本实用新型还公开一种高精度光固化打印机，包括光固化打印机用高精度投影装置和精密驱动机构，实现打印高精度3D打印体的功能。

技术领域

本实用新型涉及3D打印设备技术领域，具体涉及一种光固化打印机用投影装置及带该装置的打印机。

背景技术

光固化打印机的优点之一是打印精度高，其打印精度与显示屏的分辨率高度相关。分辨率为1280×768像素、12英寸显示屏点阵精度达到0.16×0.16mm，采用该规格显示屏的打印机的打印精度可以达到微米级，市场上打印精度最高的光固化打印机的精度约为27μm。

公开日为2016年7月13日的中国专利文献CN 105751511A公开了一种双光子聚合3D打印机及打印方法，其包括：飞秒激光脉冲系统，具有：用于产生600－1000nm双光子激光的飞秒激光器，用于将所述双光子激光汇聚后输出的物镜，在所述飞秒激光器到所述物镜的光路上的光路开关和衰减片；亚微米级精度运动平台，用于承载光敏树脂以及在运动控制系统的控制下移动光敏树脂；CCD监控系统，通过分色镜与飞秒激光脉冲系统的光路连接；以及控制电脑，分别与所述飞秒激光器、光路开关、运动控制系统和CCD监控系统连接。该技术方案采用的技术路线为激光在耗材内部立体固化成型，但其制造成本高、使用成本高、维护成本高，不利于推广使用。

发明内容

结合目前事物的两极化（巨型化、小型化）发展趋势，出于对未来技术发展的超前考虑，发明人认为有必要提前介入3D打印机的纳米级精度技术布局，但在现有的LCD显示屏制约下，微米极打印精度已是极限。日思夜想之下，终于突破现有技术的思维限制，发现一种新的问题解决思路。

本实用新型要解决的技术问题是提供一种光固化打印机用投影装置，该装置另辟蹊径,使光固化打印机的打印精度超越LCD显示屏的限制。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种光固化打印机用高精度投影装置，包括：能够产生面光源的发光组件、LCD屏幕、聚光透镜以及带有模型分离透光层的料盒，所述聚光透镜设置在所述LCD屏幕与模型分离透光层之间，以使由所述发光组件、LCD屏幕配合形成的成像光束沿平行于该聚光透镜的主光轴方向依次经该聚光透镜、模型分离透光层射出后，能在所述料盒内侧的模型分离透光层一侧形成与所述LCD屏幕平行的光固化成型工作面，且该光固化成型工作面距该透镜的光心的距离小于2L且不等于聚光透镜的焦距L。当光固化成型工作面在该透镜的焦点处时，即该光固化成型工作面距该透镜光心的距离等于L，此时图案光线在光固化成型工作面处为一点，无法实现3D打印模型的功能；当光固化成型工作面距该透镜光心的距离为2L以上时，光固化成型工作面处的光线成像图案面积大于LCD屏幕处的光线成像图案面积，不能实现提高精度的效果。

其中，聚光透镜可以是凸透镜、纹理面位于LCD屏幕一侧的菲涅尔透镜，所述聚光透镜的主光轴垂直于所述LCD屏幕；所述聚光透镜优选为菲涅尔透镜。菲涅尔透镜能够消除部分球形像差。

优选的，所述LCD屏幕为IPS式屏幕。IPS式屏幕具有178°广视角，响应速度均匀，消除了软屏液晶显示屏在受到外界压力和摇晃时，出现的模糊及水纹扩散现象，可以提高图案光线在时间及空间上的精度，从而提高3D打印机的成型精度。