光固化成型設備及其液位檢測裝置的制作方法

本實用新型屬于增材制造技術領域，具體涉及一種光固化成型設備及其液位檢測裝置。

背景技術：

光固化快速成型，即通常所說的SLA技術，其是以光敏樹脂為原料，通過計算機控制激光按零件的各分層截面信息在液態的光敏樹脂表面進行逐點掃描，被掃描區域的樹脂薄層產生光聚合反應而固化，形成零件的一個薄層。一層固化完成后，工作臺下移一個層厚的距離，然后在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態樹脂，直至得到三維實體模型。由于SLA技術使材料內部發生高分子化學反應，所以其成型尺寸精度高，可成形任意復雜形狀，成型結果比SLS更加理想，主要應用于復雜、高精度的精細工件快速成型。

光固化成型設置在工作時，為了保證激光到液面的距離不變，始終處于焦平面上，以及保證每一層鋪涂的數值層厚一致，需將缸體內的樹脂液面需始終保持恒定。現有技術，出現了采用激光位移傳感器檢測液面高度，但由于現有技術的激光位移傳感器一般位于高溫環境，隨著使用的時間延長，高溫對激光位移傳感器內部的器件便會造成很大損害，輕則影響激光位移傳感器的檢測精度，嚴重的話甚至造成器件損害失效，無法完成工作。

技術實現要素：

針對現有技術存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種結構簡單、成本低，且具有冷卻效果的光固化成型設備及其液位檢測裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種光固化成型設備的液位檢測裝置，包括支撐架、安裝板、蓋板和激光位移傳感器，所述支撐架一面具有凹槽，具有凹槽的支撐架一面與安裝板的一面相扣合形成一空腔以及一狹縫，所述安裝板的另一面安裝有至少一塊側板，安裝板的另一面下部安裝有濾光片，至少一塊側板與濾光片依次拼接圍成盒體壁，且安裝板、蓋板以及盒體壁形成一盒體，所述激光位移傳感器設置在盒體內，所述支撐架設有第一通孔，所述安裝板設有第二通孔，且第一通孔、第二通孔通過連接管道相通，以使冷卻氣體從外界進入盒體內，安裝板上設有第三通孔，以使冷卻氣體從盒體通入空腔，并從狹縫排出。

作為本實用新型的進一步優選方案，所述第一通孔位于支撐架的底部，所述第二通孔位于安裝板的底部，所述第三通孔位于安裝板的第三通孔。

作為本實用新型的進一步優選方案，所述狹縫位于空腔底部，所述支撐架上且位于狹縫的位置設有平行于濾光片的突出平臺，突出平臺位于濾光片的下面，且和濾光片之間形成間隙，此間隙形成均勻風刀，使通入空腔的冷卻氣體從風刀口排出。

作為本實用新型的進一步優選方案，所述側板包括頂板和兩側板，且頂板、兩側板和濾光片依次圍成方形的盒體壁。

作為本實用新型的進一步優選方案，所述裝置還包括至少一個調節螺絲和至少一個微型齒輪，所述安裝板頂部設有與微型齒輪相匹配的齒形通孔，安裝板下部通過旋轉軸安裝在支撐架上，且調節螺絲通過貫穿微型齒輪后鎖緊在支撐架上。

作為本實用新型的進一步優選方案，所述調節螺絲、微型齒輪的數量均為兩個，且分別位于齒形通孔兩側。

作為本實用新型的進一步優選方案，所述激光位移傳感器包括激光頭、聚透鏡、校正片和感光芯片，激光頭發射的激光依次通過聚透鏡、濾光片入射樹脂液面，并經過樹脂液面的反射后依次通過濾光片、校正片反射到感光芯片。

本實用新型還提供了一種光固化成型設備，包括上述任一項所述的光固化成型設備的液位檢測裝置。

本實用新型的光固化成型設備的液位檢測裝置，通過包括支撐架、安裝板、蓋板和激光位移傳感器，所述支撐架一面具有凹槽，具有凹槽的支撐架一面與安裝板的一面相扣合形成一空腔以及一狹縫，所述安裝板的另一面安裝有至少一塊側板，安裝板的另一面下部安裝有濾光片，至少一塊側板與濾光片依次拼接圍成盒體壁，且安裝板、蓋板以及盒體壁形成一盒體，所述激光位移傳感器設置在盒體內，所述支撐架設有第一通孔，所述安裝板設有第二通孔，且第一通孔、第二通孔通過連接管道相通，以使冷卻氣體從外界進入盒體內，安裝板上設有第三通孔，以使冷卻氣體從盒體通入空腔，并從狹縫排出，使得本實用新型避免了液位檢測裝置內電子元器件外部溫度過高而導致損壞的弊端，并提高了測量精度，另外，本實用新型結構緊湊、簡單，易實現，成本低。

本實用新型的光固化成型設備，通過包括上述光固化成型設備的液位檢測裝置，使得本實用新型通過采用冷卻氣體對激光位移傳感器的器件進行降溫，避免了液位檢測裝置內電子元器件外部溫度過高而導致損壞的弊端，并提高了測量精度，另外，本實用新型結構緊湊、簡單，易實現，成本低。

附圖說明

圖1為本實用新型光固化成型設備的液位檢測裝置提供的一實施例的結構示意圖；

圖2為圖1的結構分解圖；

圖3為圖1的主視圖；

圖4為圖3的B-B剖視圖；

圖5為本實用新型光固化成型設備提供的一實施例的結構示意圖；

圖6為圖5的側視圖。

圖中部件標記如下：

1、缸體，2、液位檢測裝置，3、樹脂液面，21、支撐架，22、安裝板，23、蓋板，24、側板，25、濾光片，26、激光頭，27、聚透鏡，28、校正片，29、感光芯片，4、調節螺絲，5、微型齒輪，6、旋轉軸，211、第一通孔，212、突出平臺，221、第二通孔，222、第三通孔，223、齒形通孔。

具體實施方式

為了讓本領域的技術人員更好地理解并實現本實用新型的技術方案，以下將結合說明書附圖和具體實施例做進一步詳細說明。

如圖1至圖4所示，光固化成型設備的液位檢測裝置包括支撐架21、安裝板22、蓋板23和激光位移傳感器，所述支撐架21一面具有凹槽，具有凹槽的支撐架21一面與安裝板22的一面相扣合形成一空腔以及一狹縫，所述安裝板22的另一面安裝有至少一塊側板24，安裝板22的另一面下部安裝有濾光片25，至少一塊側板24與濾光片25依次拼接圍成盒體壁，且安裝板22、蓋板23以及盒體壁形成一盒體，所述激光位移傳感器設置在盒體內，所述支撐架21設有第一通孔211，所述安裝板22設有第二通孔221，且第一通孔211、第二通孔221通過連接管道相通，以使冷卻氣體從外界進入盒體內，安裝板22上設有第三通孔222，以使冷卻氣體從盒體通入空腔，并從狹縫排出，這樣，可將冷卻氣體通過第一通孔211、連接管道、第二通孔221進入盒體內，以對裝在盒體內的激光位移傳感器進行冷卻降溫，冷卻氣體然后通過第三通孔222從盒體到達空腔，并從下部的狹縫排出，從而提供了元器件的需求工作環境，防止了高溫對元器件的傷害，即保證了激光位移傳感器的持續可用。

具體實施中，為了更好地保證激光位移傳感器的冷卻效果，所述第一通孔211位于支撐架21的底部，所述第二通孔221位于安裝板22的底部，所述第三通孔222位于安裝板22的第三通孔222。

優選地，所述狹縫位于空腔底部，所述支撐架21上且位于狹縫的位置設有平行于濾光片25的突出平臺212，突出平臺212位于濾光片25的下面，且和濾光片25之間形成間隙，此間隙形成均勻風刀，使通入空腔的冷卻氣體從風刀口排出，即由冷卻氣體形成的氣簾正好通過濾波片25下表面，這樣氣簾在從風刀口排出時被突出平臺212改變流向，以和濾光片25平行的方向流出，流出的冷卻氣體在濾光片25的下表面流動，從而隔離了濾光片25與高溫蒸發的液態樹脂的有害氣體，防止了有害氣體在濾光片25上的結晶，從而確保了濾光片25的高透光，防止了結晶造成的激光無法透射。具體實施中，所述濾光片25可采用高透濾波片。

具體實施中，所述側板24包括頂板和兩側板24，且頂板、兩側板24和濾光片25依次圍成方形的盒體壁，在此需說明的是，所述側板24還可以為一塊弧形板，當然還可以為兩塊板，只要其與濾光片25能夠拼接圍成盒體壁就行，至于盒體的形狀不做任何限制，例如可為三角形、半圓形、弧形等。

優選地，所述裝置還包括至少一個調節螺絲4和至少一個微型齒輪5，所述安裝板22頂部設有與微型齒輪5相匹配的齒形通孔223，安裝板22下部通過旋轉軸6以及軸卡環7安裝在支撐架21上，且調節螺絲4通過貫穿微型齒輪5后鎖緊在支撐架21上。由于透明樹脂的透射及反射負面影響，可能會導致現有采用的漫反射距離檢測方式中，感光芯片29無法接收到反射回光線，所以無法使用，因此為了使得本實用新型可應用于更多種類的樹脂材料的檢測，優選地，所述裝置還包括至少一個調節螺絲4和至少一個微型齒輪5，所述安裝板22頂部設有與微型齒輪5相匹配的齒形通孔223，安裝板22下部通過旋轉軸6安裝在支撐架21上，且調節螺絲4通過貫穿微型齒輪5后鎖緊在支撐架21上，這樣便可通過旋轉微型齒輪5、通過齒形通孔223帶動整個盒體進行微調，從而使得入射光線、出射光線、中軸線調節成全反射角狀態，從而充分保證感光芯片29能接收到足夠回路光線，進而感光產生信號。

具體實施中，所述調節螺絲4、微型齒輪5的數量均為兩個，且分別位于齒形通孔223兩側，這樣首先可通過微調微型齒輪5修正激光位移傳感器與樹脂液面3的角度，當檢測到激光位移傳感器能夠測量之后，鎖緊調節螺絲4，使得激光位移傳感器固定，在此需說明的是，本實用新型對調節螺絲4、微型齒輪5的數據不做任何限制，其可根據具體需求設計。

優選地，所述激光位移傳感器包括激光頭26、聚透鏡27、校正片28和感光芯片29，激光頭26發射的激光依次通過聚透鏡27、濾光片25入射樹脂液面3，并經過樹脂液面3的反射后依次通過濾光片25、校正片28反射到感光芯片29。

本實施例的工作原理如下：

液位檢測裝置2置于高溫透明液態樹脂上方，將激光位移傳感器的所有電子元器件安裝在盒體內，盒體通過旋轉軸安裝在支撐架21上，通過輕微轉動微型齒輪5、在齒形通孔223的配合下帶動整個盒體進行微調，當激光位移傳感器能檢測到液面的位置高度值時，調節螺絲4通過貫穿微型齒輪5后鎖緊在支撐架21上，從而實現激光位移傳感器與支撐架21的固定，而支撐架21固定在整體設備上，因此液位檢測裝置2也就固定不動，隨著液面高低不同，激光光路長短不一，感光芯片29將時間差值記錄，反饋給上位機分析，從而得出不同的高度值。

本實用新型還提供了一種光固化成型設備，如圖5和圖6所示，該設備包括上述任一實施例所述的光固化成型設備的液位檢測裝置2，在此需說明的是，本實用新型核心保護的是一種具有上述任一實施例的液位檢測裝置2的光固化設備，對于本領域技術人員來說，光固化設備的其它部件，例如用于承載樹脂材料的缸體1和激光系統等屬于現有技術，因此，在本實用新型中對此內容不做詳細闡述。

以上實施例僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術方案均應屬于本實用新型的保護范圍。應當指出，在不脫離本實用新型原理前提下的若干修改和修飾，應視為本實用新型的保護范圍。