本實用新型涉及3D打印領(lǐng)域，尤其涉及一種基于面曝光快速成型的圓盤式多材料成型機。

背景技術(shù)：

DLP式光固化3D打印機速度相對于以FDM或者SLA為成型方式的打印設(shè)備要快得多，因為它的光源是來自投影儀或者LED屏。每次將一個模型的切面經(jīng)過投影儀的核心DMD處理芯片，將白光照射到樹脂，未成型的部分是黑色，每次成型一個面，速度優(yōu)勢明顯，但是精度要略低于SLA。它的打印時間只取決于所要打印模型的高度，而與模型數(shù)量以及體積無關(guān)。采用這種方式可實現(xiàn)小批量快速生產(chǎn)。采用數(shù)字面曝光成型技術(shù)的光固化3D打印設(shè)備打印速度更快，打印精度更高。其打印層高一般可小到0.05毫米每層甚至更小，這個精度已滿足一些工業(yè)模具的要求，為模具的制造提供了一種既快捷又節(jié)省資金的制造方法。雖然，DLP式光固化3D打印機在打印速度上有了顯著的提升，打印精度也有很大的提高，打印出的物品的力學(xué)性能較好。打印出的產(chǎn)品在精度和力學(xué)性能上已達到一些模具的要求。但是，其每次打印的材料只能是一種，無法打印出多材料混搭的物品。

為打印出多材料混搭的物品，市場上出現(xiàn)了以PolyJet聚合物噴射技術(shù)為原理的3D打印機。PolyJet的噴射打印頭沿X軸方向來回運動，以超薄層的狀態(tài)將藝術(shù)感光聚合材料一層一層地噴射到構(gòu)建托盤上。當(dāng)光敏聚合材料被噴射到工作臺上后，UV紫外光燈將沿著噴頭工作的方向發(fā)射出UV紫外光對光敏聚合材料進行固化。完成一層的噴射打印和固化后，這個過程會再重復(fù)進行，一層接一層，直到整個3D物體形成。這是一種工業(yè)級別的3D打印機，其打印精度非常高，最薄層厚能達到16微米。設(shè)備提供封閉的成型工作環(huán)境，適合于普通的辦公室環(huán)境。此外，PolyJet技術(shù)還支持多種不同性質(zhì)的材料同時成型，能夠制作非常復(fù)雜的模型。但是，以PolyJet聚合物噴射技術(shù)的3D打印機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價昂貴，涉及技術(shù)較難掌控，開源困難，很難滿足在桌面級打印設(shè)備所針對的應(yīng)用市場方面的需求

因此，急需要一種基于面曝光快速成型的圓盤式多材料成型機來克服上述的缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種基于面曝光快速成型的圓盤式多材料成型機，解決現(xiàn)有桌面級光固化打印設(shè)備打印材料單一的問題，以滿足光固化3D打印在牙模、珠寶設(shè)計以及創(chuàng)客教育方面的應(yīng)用需求。

為實現(xiàn)上述的目的，本實用新型的基于面曝光快速成型的圓盤式多材料成型機包括機架、成型平臺、上下升降機構(gòu)、UV投影儀、反射鏡、轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)及用于盛裝光固化材料的第一料槽和第二料槽。所述機架包含框體及與所述框體固定且向上伸出所述框體的立臂，所述成型平臺沿所述機架上下方向滑設(shè)于所述立臂上，所述上下升降機構(gòu)安裝于所述機架并驅(qū)使所述成型平臺做上下方向滑動，所述UV投影儀及反射鏡內(nèi)置于所述框體內(nèi)。所述轉(zhuǎn)盤呈轉(zhuǎn)動中心線沿所述機架上下方向布置的樞接于所述框體處，所述轉(zhuǎn)盤位于所述成型平臺對應(yīng)的下方，所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)安裝于所述框體并驅(qū)使所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，所述第一料槽及第二料槽沿所述轉(zhuǎn)盤的周向設(shè)于所述轉(zhuǎn)盤上，所述成型平臺于所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)對所述轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動下選擇性地與所述第一料槽或第二料槽相正對，所述反射鏡將所述UV投影儀發(fā)出的光線反射至與所述成型平臺正對的第一料槽或第二料槽內(nèi)。

較佳地，本實用新型的基于面曝光快速成型的圓盤式多材料成型機還包括盛裝清洗液的清洗料槽，所述清洗料槽沿所述轉(zhuǎn)盤的周向位于所述第一料槽與所述第二料槽之間。

較佳地，所述第一料槽與所述第二料槽的圓心角相差180度。

較佳地，所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)包含內(nèi)置于所述框體內(nèi)的轉(zhuǎn)動電機及聯(lián)軸器，所述轉(zhuǎn)盤的盤心處穿置有一樞轉(zhuǎn)軸，所述樞轉(zhuǎn)軸沿所述機架的上下方向與所述轉(zhuǎn)動電機的輸出端相對，所述聯(lián)軸器分別與所述樞轉(zhuǎn)軸及所述轉(zhuǎn)動電機的輸出端連接。

較佳地，本實用新型的基于面曝光快速成型的圓盤式多材料成型機還包括用于將所述第一料槽及第二料槽固定于所述轉(zhuǎn)盤之頂面處的調(diào)平平臺，所述調(diào)平平臺沿所述機架的上下方向呈位置可調(diào)節(jié)的布置。

較佳地，所述調(diào)平平臺包含平臺本體、調(diào)平彈簧、調(diào)平螺釘、位于所述平臺本體的兩側(cè)處的鎖緊塊及螺紋連接組件，所述調(diào)平彈簧抵觸于所述平臺本體的底部與所述轉(zhuǎn)盤的頂部之間，所述調(diào)平彈簧將所述平臺本體支撐于所述轉(zhuǎn)盤上方，所述調(diào)平螺釘穿置于所述平臺本體、調(diào)平彈簧及轉(zhuǎn)盤，所述鎖緊塊位于所述平臺本體上的上方，所述螺紋連接組件將所述鎖緊塊連接于所述平臺本體的上方。

較佳地，所述螺紋連接組件包含螺桿、螺母及伸縮彈簧，所述伸縮彈簧抵觸于所述鎖緊塊與所述平臺本體之間，所述螺桿沿所述機架上下方向穿置于所述鎖緊塊、伸縮彈簧及平臺本體處，所述螺母旋入所述螺桿并與該螺桿一起鎖緊所述鎖緊塊、伸縮彈簧及平臺本體。

較佳地，所述第一料槽及第二料槽為盤形結(jié)構(gòu)。

較佳地，所述上下升降機構(gòu)包含上下驅(qū)動電機、上下絲桿及上下絲母，所述上下驅(qū)動電機安裝于所述框體上，且所述上下驅(qū)動電機的輸出端呈朝上布置，所述上下絲桿的下端與所述上下驅(qū)動電機的輸出端固定，所述上下絲桿的上端向上穿過所述成型平臺，所述上下絲母與所述成型平臺固定，且所述上下絲母滑套于所述上下絲桿處。

較佳地，所述立臂設(shè)有上下線性導(dǎo)軌，所述成型平臺設(shè)有與所述上下線性導(dǎo)軌配合的上下滑塊，所述上下絲桿位于所述上下線性導(dǎo)軌的正前方處。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實用新型的圓盤式多材料成型機還包括轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)及用于盛裝光固化材料的第一料槽和第二料槽，第一料槽及第二料槽沿轉(zhuǎn)盤的周向設(shè)于轉(zhuǎn)盤上，成型平臺于轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)對轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動下選擇性地與第一料槽或第二料槽相正對，反射鏡將所述UV投影儀發(fā)出的光線反射至與成型平臺正對的第一料槽或第二料槽內(nèi)，以借助轉(zhuǎn)盤及轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)去實現(xiàn)第一料槽和第二料槽的自動切換，支持多材料的打?。挥捎诒緦嵱眯滦偷膱A盤式多材料成型機是以數(shù)字面曝光成型(DLP)技術(shù)為基本原理，大大提高了打印速度及打印精度，打印出的產(chǎn)品其力學(xué)性能上也有顯著的提升，因此，本實用新型的圓盤式多材料成型機打印速度快，打印精度高，能夠支持多材料打印，使其打印的產(chǎn)品具有絢麗的外觀、較高的精度及良好的力學(xué)性能，以滿足光固化3D打印在牙模、珠寶設(shè)計以及創(chuàng)客教育方面的應(yīng)用需求。

附圖說明

圖1是本實用新型的基于面曝光快速成型的圓盤式多材料成型機的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1所示的圓盤式多材料成型機的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了詳細說明本實用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征，以下結(jié)合實施方式并配合附圖作進一步說明。

請參閱圖1及圖2，本實用新型的基于面曝光快速成型的圓盤式多材料成型機100包括機架10、成型平臺20、上下升降機構(gòu)30、UV投影儀40、反射鏡50、轉(zhuǎn)盤60、轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)70及用于盛裝光固化材料的第一料槽81和第二料槽82，由第一料槽81及第二料槽82去盛裝不同的光固化材料以達到多材料打印的目的；當(dāng)然，也可以根據(jù)實際需要而盛裝同一種光固化材料去提高工作效率，故不以此為限。

如圖1及圖2所示，機架10包含框體11及與框體11固定且向上伸出框體11的立臂12；具體地，在本實施例中，框體11為矩形框體以使得機架10的整體結(jié)構(gòu)更緊湊，但不以此為限。成型平臺20沿機架10上下方向滑設(shè)于立臂12上；具體地，在本實施例中，立臂12設(shè)有上下線性導(dǎo)軌13，成型平臺20設(shè)有與上下線性導(dǎo)軌13配合的上下滑塊21，以借助上下線性導(dǎo)軌13所具有定位精度高、磨損小及適應(yīng)運動和承載能力強等特點，能最大程度上減小移動所帶來的振動，從而確保了成型平臺20上下滑動可靠性及精度，進而確保打印的質(zhì)量，但不以此為限。而上下升降機構(gòu)30安裝于機架10并驅(qū)使成型平臺20做上下方向滑動，為成型平臺20的上下滑動提供動力；具體地，在本實施例中，上下升降機構(gòu)30包含上下驅(qū)動電機31、上下絲桿32及上下絲母33；上下驅(qū)動電機31安裝于框體11上，由框體11對上下驅(qū)動電機31提供支撐，且上下驅(qū)動電機31的輸出端呈朝上布置；上下絲桿32較優(yōu)位于上下線性導(dǎo)軌13的正前方處，上下絲桿32的下端與上下驅(qū)動電機31的輸出端固定，上下絲桿32的上端向上穿過成型平臺20，上下絲母33與成型平臺20固定，且上下絲母33滑套于上下絲桿32處，由上下驅(qū)動電機31借助上下絲桿32及上下絲母33的配合而更精準(zhǔn)可靠地驅(qū)使成型平臺20上下滑動，為確保打印質(zhì)量創(chuàng)造良好的條件；當(dāng)然，在其它實施例中，上下升降機構(gòu)30還可以為其它的能驅(qū)使成型平臺20上下滑動的結(jié)構(gòu)，故不以此為限。

如圖1及圖2所示，UV投影儀40及反射鏡50內(nèi)置于框體11內(nèi)，由框體11所包圍，從而使得本實用新型的圓盤式多材料成型機10的外觀更簡潔。轉(zhuǎn)盤60呈轉(zhuǎn)動中心線沿機架10上下方向布置的樞接于框體11處，使得轉(zhuǎn)盤60相對框體11做水平方向轉(zhuǎn)動，且轉(zhuǎn)盤60位于成型平臺20對應(yīng)的下方，轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)70安裝于框體11并驅(qū)使轉(zhuǎn)盤60轉(zhuǎn)動，為轉(zhuǎn)盤60的轉(zhuǎn)動提供動力。具體地，在本實施例中，轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)70包含內(nèi)置于框體11內(nèi)的轉(zhuǎn)動電機71及聯(lián)軸器72，轉(zhuǎn)盤60的盤心處穿置有一樞轉(zhuǎn)軸61，樞轉(zhuǎn)軸61沿機架10的上下方向與轉(zhuǎn)動電機71的輸出端相對，聯(lián)軸器72分別與樞轉(zhuǎn)軸61及轉(zhuǎn)動電機71的輸出端連接，由轉(zhuǎn)動電機71通過聯(lián)軸器72能更可靠地驅(qū)使轉(zhuǎn)盤60轉(zhuǎn)動；當(dāng)然，在其它實施例中，轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)70還可為其它驅(qū)使轉(zhuǎn)盤60轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)，故不以此為限。值得注意者，UV投影儀40指的是能發(fā)出UV光線的投影儀，其為本領(lǐng)域所熟知的結(jié)構(gòu)，故在此不再贅述。

如圖1及圖2所示，第一料槽81及第二料槽82沿轉(zhuǎn)盤60的周向設(shè)于轉(zhuǎn)盤60上，由轉(zhuǎn)盤60帶動第一料槽81或第二料槽82與成型平臺20相正對，從而使得成型平臺20與第一料槽81或第二料槽82配合去打印模型；舉例而言，在本實施例中，第一料槽81及第二料槽82為盤形結(jié)構(gòu)，以簡化它們的結(jié)構(gòu)，但不以此為限；第一料槽81與第二料槽82的圓心角相差180度，使得轉(zhuǎn)盤60旋轉(zhuǎn)180度即可實現(xiàn)第一料槽81與第二料槽82間的切換，并為成型平臺20的工作提供空間；當(dāng)然，根據(jù)實際需要第一料槽81與第二料槽82的圓心角還可以為其它角度，故不以此舉例為限。

其中，在轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)70對轉(zhuǎn)盤60的驅(qū)動下，使得成型平臺20選擇性地與第一料槽81或第二料槽82相正對，即是說，由轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)70對轉(zhuǎn)盤60的驅(qū)動，使得轉(zhuǎn)盤60上的第一料槽61或第二料槽82與成型平臺20相正對；反射鏡50將UV投影儀40發(fā)出的光線反射至與成型平臺20正對的第一料槽81或第二料槽82內(nèi)，以滿足打印模型的要求。為了防止第一料槽81及第二料槽82之間的不同光固化材料交叉污染，本實用新型的基于面曝光快速成型的圓盤式多材料成型機100還包括盛裝清洗液的清洗料槽83，清洗料槽83沿轉(zhuǎn)盤60的周向位于第一料槽81與第二料槽82之間，以借助清洗料槽83內(nèi)的清洗液對成型平臺20處的打印模型進行清洗，從而達到清洗而防止第一料槽81及第二料槽82內(nèi)的不同光固化材料交叉污染的目的；具體地，在本實施例中，清洗液為酒精，且清洗料槽83分別與第一料槽81及第二料槽82相差的圓心角為90度，但不以此為限。更具體地，如下：

如圖1及圖2所示，本實用新型的基于面曝光快速成型的圓盤式多材料成型機100還包括用于將第一料槽81及第二料槽82固定于轉(zhuǎn)盤60之頂面處的調(diào)平平臺90，調(diào)平平臺90沿機架10的上下方向呈位置可調(diào)節(jié)的布置，用于微調(diào)成型平臺20與第一料槽81或第二料槽82之間距離，使得成型平臺20的成型平面能緊貼第一料槽81或第二料槽82。具體地，在本實施例中，調(diào)平平臺90包含平臺本體91、調(diào)平彈簧92、調(diào)平螺釘93、位于平臺本體91的兩側(cè)處的鎖緊塊94及螺紋連接組件90a；調(diào)平彈簧92抵觸于平臺本體91的底部與轉(zhuǎn)盤60的頂部之間，使得調(diào)平彈簧92將平臺本體91支撐于轉(zhuǎn)盤60上方；調(diào)平螺釘93穿置于平臺本體91、調(diào)平彈簧92及轉(zhuǎn)盤60，使調(diào)平螺釘93將平臺本體91、調(diào)平彈簧92及轉(zhuǎn)盤60鎖緊一起，而平臺本體91借助調(diào)節(jié)彈簧92能相對轉(zhuǎn)盤60上下滑調(diào)；鎖緊塊94位于平臺本體91上的上方，螺紋連接組件90a將鎖緊塊91連接于平臺本體91的上方，以便于使用者對調(diào)平平臺90的調(diào)節(jié)，但不以此為限。舉例而言，在本實施例中，螺紋連接組件90a包含螺桿95、螺母96及伸縮彈簧97；伸縮彈簧97抵觸于鎖緊塊94與平臺本體91之間，螺桿95沿機架10上下方向穿置于鎖緊塊94、伸縮彈簧97及平臺本體91處，螺母96旋入螺桿95并與該螺桿95一起鎖緊鎖緊塊94、伸縮彈簧97及平臺本體91，以便于使用者對第一料槽81及第二料槽82的裝夾，但不以此舉例為限。

結(jié)合附圖，對本實用新型的基于面曝光快速成型的圓盤式多材料成型機100的工作原理進行說明：設(shè)置完參數(shù)之后，成型平臺20由上下升降機構(gòu)30所驅(qū)動而下降至限位高度(即HOME位)，此時成型平臺20的成型平面已到裝有光固化材料(如光敏樹脂)的第一料槽81內(nèi)。而打印模型的過程中，需要保證成型平臺5的成型平面緊貼第一料槽81的內(nèi)部底面。當(dāng)成型平臺20第一次到達限位高度時，成型平臺20的成型平面與第一料槽81底面若有間隙，則可通過調(diào)平平臺90底部的調(diào)平螺釘93，使成型平臺20的成型平面緊貼第一料槽81。打印過程開始，由UV投影儀40投射模型的切片數(shù)據(jù)，由反射鏡50將光線反射至第一料槽81內(nèi)進行固化操作。當(dāng)模型打印至指定層數(shù)之后，成型平臺20由上下升降機構(gòu)30所驅(qū)動而上升指定距離，此時的UV投影儀40暫停投影，由轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)70驅(qū)使轉(zhuǎn)盤60順時針轉(zhuǎn)動90度，使得轉(zhuǎn)盤60處的清洗料槽83到達成型平臺20的正下方，此時由上下升降機構(gòu)30驅(qū)使成型平臺20下降到限位高度的位置，已打印的部分模型浸泡在清洗料槽83的清洗液中，該浸泡過程持續(xù)10秒后，上下升降機構(gòu)30驅(qū)使成型平臺20上升至指定高度，待表面清洗液揮發(fā)完畢后，由轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)70再驅(qū)使轉(zhuǎn)盤60順時針轉(zhuǎn)動90度，使第二料槽82轉(zhuǎn)至成型平臺20的正下方。接著，上下升降機構(gòu)30再驅(qū)使成型平臺20下降至限位高度的位置，UV投影儀50恢復(fù)投影操作，使成型平臺20繼續(xù)打印剩余的模型，直至模型打印完畢；當(dāng)然，根據(jù)實際需要，中途可由轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)70驅(qū)使轉(zhuǎn)盤60而切換回第一料槽81，故不以此為限。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實用新型的圓盤式多材料成型機100還包括轉(zhuǎn)盤60、轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)70及用于盛裝光固化材料的第一料槽81和第二料槽82，第一料槽81及第二料槽82沿轉(zhuǎn)盤60的周向設(shè)于轉(zhuǎn)盤60上，成型平臺20于轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)70對轉(zhuǎn)盤60的驅(qū)動下選擇性地與第一料槽81或第二料槽82相正對，反射鏡50將UV投影儀40發(fā)出的光線反射至與成型平臺20正對的第一料槽81或第二料槽82內(nèi)，以借助轉(zhuǎn)盤60及轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)70去實現(xiàn)第一料槽81和第二料槽82的自動切換，支持多材料的打?。挥捎诒緦嵱眯滦偷膱A盤式多材料成型機100是以數(shù)字面曝光成型(DLP)技術(shù)為基本原理，大大提高了打印速度及打印精度，打印出的產(chǎn)品其力學(xué)性能上也有顯著的提升，因此，本實用新型的圓盤式多材料成型機100打印速度快，打印精度高，能夠支持多材料打印，使其打印的產(chǎn)品具有絢麗的外觀、較高的精度及良好的力學(xué)性能，以滿足光固化3D打印在牙模、珠寶設(shè)計以及創(chuàng)客教育方面的應(yīng)用需求。

以上所揭露的僅為本實用新型的較佳實例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實用新型之權(quán)利范圍，因此依本實用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于本實用新型所涵蓋的范圍。