[发明专利]一种基于柔性运动系统的蓝光微立体光固化系统

说明书

本发明公开一种基于柔性运动系统的蓝光微立体光固化系统，所述基于柔性运动系统的蓝光微立体光固化系统包含：计算机系统（三维模型处理模块、运动控制模块）；运动系统（L形基座、X‑Y轴并联柔性纳米运动平台、Z轴移动平台、载物吸盘、储液槽）；光学系统（蓝光发生单元、准直透镜、物镜、透镜座），所述光学系统与所述运动系统中的X‑Y轴并联柔性移动平台固连。本发明所采用的光学系统具有光斑小、能量密度高、低能耗、拆卸方便特点；本发明所采用的并联式柔性运动系统具有重复运动精度高、XY轴动态性能对称、免维护、免装配特点；本发明采用的系统架构是将所述光学系统及所述运动系统直接固定在气浮平台上，具有重心稳定，隔振能力强特点。

技术领域

本发明属于微纳立体光固化设备领域，特别涉及使用蓝光发生单元作为光源以及使用X-Y轴并联柔性纳米运动平台作为运动系统的微纳立体光固化设备。

背景技术

立体光固化成型(Stereo Lithography Apparatus，SLA)是最早实用化的快速成形技术，其采用的是点成型或者线成型的方式，通过使用激光束按照一定的运动路径逐点扫描工作面的方式来固化光敏树脂，光敏树脂是从点开始固化然后到线再固化成一整面，或者从线开始固化然后再固化成一整面，一整面的薄层固态光敏树脂通过叠加的方式得到所需要的实体模型制件。其具有成型精度高、机械运动部件少的优势。

现有的SLA方式的光固化3D打印机分为三种，第一种采用振镜将光源发出的光反射到载物台上进行固化，如中国专利“201710710294.0”公开了一种SLA 3D打印机，其利用振镜对光源进行反射，缺点在于反射光聚焦在不同点时光斑大小不一致，导致成型精度低，不能应用于小尺度、高精度的场合。第二种采用阵列光源直接成型一个图形，缺点在于限于光源阵列的加工手段，难以将精度做到更小。第三种采用移动平台带动光源进行加工，如Hyun-Wook Kang等人发表的文献《Development of a compact micro-stereolithography(MSTL)system using a Blu-ray optical pickup unit》等，均采用串联步进电机平台，由于其串联结构，其 X-Y一致性不佳。本发明创新性的采用并联式柔性移动平台，大幅提升了X-Y轴一致性的同时也大幅度的提升了加工精度。

同时，本发明创新性的将运动系统和光源置于光敏树脂下方，排除了引入支架带来的振动，进一步提升了加工精度和稳定性。

发明内容

为解决已有技术的不足之处，本发明提供了一种耗能低，精度高，功能稳定的基于柔性运动系统的蓝光MSL系统。

本发明的技术方案是：基于柔性运动系统的蓝光MSL系统，包括：

计算机系统，所述计算机系统进一步包括：三维模型处理模块、运动控制模块；所述三维模型处理模块将三维模型分割为层状图形，并将图形信息转化为位置信息发送给所述运动控制模块；所述运动控制模块接收所述三维模型处理模块的信息，并驱动所述运动系统工作；

运动系统，所述运动系统进一步包括：L形基座、X-Y轴并联柔性移动平台、Z轴移动平台、储液槽、载物台；所述X-Y轴并联柔性移动平台与所述L形基座固连，带动所述光学系统水平运动；所述Z轴移动平台与所述L形基座固连，带动所述载物台竖直运动；所述储液槽位于所述X-Y轴并联柔性移动平台上方并与所述L形基座固连，内有光敏树脂成型材料；所述载物台位于所述储液槽中并与所述Z轴移动平台固连，用于附着已成型模型；

光学系统，所述光学系统进一步包括：蓝光发生单元、准直透镜、物镜、透镜座；所述蓝光发生单元与所述运动系统中的所述X-Y轴并联柔性移动平台固连，用于产生蓝光以固化光敏树脂材料；所述准直透镜位于所述蓝光发生单元上方且与所述蓝光发生单元固连，用于将所述蓝光发生单元产生的蓝光转化为平行光束；所述物镜位于所述准直透镜上方且与所述准直透镜固连，用于将蓝光平行光束聚焦为一点形成光斑；所述透镜座将所述准直透镜和所述物镜连接。