本發(fā)明涉及一種三維打印機，具體地涉及一種倒置式約束型紫外光三維打印機。

背景技術(shù)：

3D打印機又稱三維打印機(3DP)，是一種增材制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)的一種機器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎，運用光敏樹脂、粉末狀金屬或塑料等打印材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體。隨著3D打印材料的多樣化發(fā)展以及打印技術(shù)的革新，3D打印不僅在傳統(tǒng)的制造行業(yè)體現(xiàn)出非凡的發(fā)展?jié)摿?，同時其潛力更延伸至醫(yī)療、食品制造、服裝奢侈品、影視傳媒以及教育等多個與人們生活息息相關(guān)的領域。

3D打印技術(shù)緩解了難以制造的復雜結(jié)構(gòu)零件的成形問題，縮短了加工周期，減少了加工工序，而且越是復雜結(jié)構(gòu)的零件，其優(yōu)越性越加顯著。

SLA 打印機是最早商用的打印機之一，這類打印機利用紫外光固化光敏樹脂形成打印層，打印完一層后支撐平臺向下(或者向上)移動一定距離讓光敏樹脂層重新覆蓋在前一層打印面上，然后繼續(xù)進行固化。SLA 打印機打印精度可以到達 10 微米級別，打印精度較高，但是打印成型的層厚不均勻，而且打印性能不是很高，并且其打印精度對一些特定的領域來說還是不高。因此急需一種打印精度更高的三維打印機。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種倒置式約束型紫外光三維打印機，結(jié)構(gòu)合理，大大提高了設備的穩(wěn)定性和精確性，打印性能好，打印成型的層厚均勻，故障率低。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種倒置式約束型紫外光三維打印機，包括機架，所述機架包括上底座和下底座，所述上底座和下底座間設置有多個支撐柱，所述上底座一側(cè)設置有立柱，所述立柱與上底座垂直，固化工作臺通過升降機構(gòu)固定于立柱側(cè)面，所述升降機構(gòu)連接控制系統(tǒng)，所述固化工作臺下方的上底座上設置有樹脂槽，所述固化工作臺與樹脂槽底部平行，所述樹脂槽下方的下底座上設置有激光系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述激光系統(tǒng)包括設有光學元件的光路板，所述光路板包括底部和側(cè)部，在光路板的底部上沿出光線方向上依次固定有激光器、四維鏡架和擴束鏡，所述擴束鏡延伸至光路板的側(cè)部，所述側(cè)部的另一端沿出光線方向上固定有描振鏡，所述描振鏡上端設置有F-θ場鏡。

優(yōu)選的，所述升降機構(gòu)包括直線導軌組和設于所述直線導軌組中間的絲杠，所述固化工作臺與絲杠連接，所述立柱上端還設有與絲杠配合的同步帶和同步輪。

優(yōu)選的，所述樹脂槽安裝于安裝板上，所述安裝板一端鉸接在上底座，另一端的下部通過彈簧連接上底座。

優(yōu)選的，所述立柱為框架式立柱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：

本發(fā)明的三維打印機的固化工作臺沿立柱上的直線導軌上下運動，保證立柱上的直線導軌與上底座臺面垂直，方能保證固化工作臺與樹脂槽底部平行，故使得打印成型的層厚均勻，打印精度高，激光系統(tǒng)安裝在下底座上，保證了光路系統(tǒng)的穩(wěn)定，從而保證了打印的性能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述：

圖1為本發(fā)明一種倒置式約束型紫外光三維打印機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明激光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1，立柱；2，固化工作臺；3，上底座；4，樹脂槽；5，F(xiàn)-θ場鏡；6，光路板；7，掃描振鏡；8，激光器；9，四維鏡架；10，擴束鏡；11，支撐柱；20，升降機構(gòu)；21、直線導軌；22、絲杠；31，下底座；41，安裝板；61，底部；62，側(cè)部；100，機架。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面結(jié)合具體實施方式并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。

實施例：

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較佳實施例作進一步說明。

如圖1、2所示，一種倒置式約束型紫外光三維打印機，包括機架100，機架100包括上底座3和下底座31，上底座3和下底座31間設置有多個支撐柱11，該結(jié)構(gòu)除了有穩(wěn)定的支撐性，還有足夠的強度、剛度及穩(wěn)定性，從而保證了激光系統(tǒng)的穩(wěn)定，提高了打印性能。支撐柱11包括六根鋁型材支撐柱，不會出現(xiàn)振動失穩(wěn)。

上底座3一側(cè)設置有立柱1，立柱1與上底座3垂直，立柱1為框架式立柱1，立柱1一側(cè)面固定有升降機構(gòu)20，升降機構(gòu)20上固定有固化工作臺2，固化工作臺2可以沿立柱1上的升降機構(gòu)20上下運動，其性能直接影響打印成型的尺寸精度和表面粗糙度。

升降機構(gòu)20包括設置在立柱1側(cè)面兩端的滾珠直線導軌21和設置在直線導軌21中部的滾珠絲杠22，滾珠絲杠22與同步帶和同步帶輪配合連接，同步帶輪由提升伺服電機驅(qū)動，提升伺服電機連接控制系統(tǒng)。工作時運動控制系統(tǒng)接收控制指令，將指令信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號發(fā)送給提升伺服電機，提升伺服電機帶動同步帶、同步帶輪、滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，帶動固化工作臺2上下移動，實現(xiàn)打印層厚度的提升。

該立柱1是通過螺栓固定在上底座3上，裝配時保證立柱1上的直線導軌21與上底座3臺面垂直，方能保證固化工作臺2與樹脂槽4底部平行，打印成型的層厚均勻，打印精度高。

固化工作臺2下方的上底座3上設置有樹脂槽4，固化工作臺2與樹脂槽4底部平行，樹脂槽4下方的下底座31上設置有激光系統(tǒng)。

優(yōu)選的，樹脂槽4安裝于安裝板41上，安裝板41一端鉸接在上底座3，另一端的下部通過彈簧連接上底座3。

激光系統(tǒng)包括設有光學元件的光路板6，光路板6包括底部61和側(cè)部62，在光路板6的底部61上沿出光線方向上依次固定有激光器8、四維鏡架9、擴束鏡10，擴束鏡10延伸至光路板6的側(cè)部62，側(cè)部62的另一端沿出光線方向上固定有描振鏡7，描振鏡7上端設置有F-θ場鏡5，形成一個整體的光路系統(tǒng)，避免因搬運等原因影響激光的正常工作，有效提高激光系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確性和工作壽命，能夠有效減少故障率的發(fā)生。其中，光路板6最好為鋁合金光路板，掃描振鏡7是數(shù)字掃描振鏡。

本發(fā)明的工作原理是工作開始時，固化工作臺2在系統(tǒng)控制下回工作原點，壓到行程開關(guān)，固化工作臺2正好貼在樹脂槽4底面，完成固化工作臺2回原點工作，做好了打印開始前的準備，然后，激光在系統(tǒng)的控制下沿工件截面輪廓掃描，當激光掃描完整工件截面后，樹脂槽4沿一條邊開始傾斜一個角度，固化工作臺2再提升一個固化層厚，為了使光敏樹脂更快、更均勻流入到工件底面，固化工作臺2會提升更高的高度，樹脂槽4回到原水平位置，工件底部均勻充滿光敏樹脂，激光開始從新掃描工件另一截面輪廓，開始固化新一層樹脂，如此往復完成整個工件的打印工作。

應當理解的是，本發(fā)明的上述具體實施方式僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。