Dlp光固化3d打印機光輻照度補償的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種DLP光固化3D打印機光輻照度補償的裝置，屬于3D打印技術領域。
【背景技術】
[0002]DLP光固化3D打印技術是采用數字光處理(DLP)技術，使用DLP投影機逐層固化液態樹脂來制造實體零件的技術。該技術可快速的制造出非常精細的零件。在諸多領域有廣闊的應用前景，如工業產品概念設計，快速模具制造，醫學應用等方面。
[0003]DLP光固化3D打印機硬件部分主要包括Z軸滑臺、成型件托板、樹脂槽、工作臺、DLP投影機。打印機具體工作中投影機安裝在工作臺下方，Z軸滑臺及樹脂槽固定在工作臺上，成型件托板位于樹脂槽內部。所述Z軸滑臺是一種可沿豎直方向進行精確移動的平臺，用來在豎直方向上移動成型件托板。所述樹脂槽是一個裝有液態光敏樹脂的料槽。所述工作臺是用來固定Z軸滑臺、樹脂槽及成型件托板的臺面。所述成型件托板是一種黏附成型件的裝置。軟件部分將圖像信息傳遞給投影機產生投影光，投影光透過樹脂槽照射到液態樹脂表面，液態樹脂吸收的光能量E達到固化所需的能量閾值E。時會聚合為固態。樹脂所吸收的光能量大小將會影響樹脂的固化精度。
[0004]上述光能量與投影光的照射時間t和輻照度I成正比。當照射時間給定時，光能量的大小與輻照度成正比。考慮到目前DLP投影機經過長時間工作后輻照度會衰減，同時DLP光固化打印機是通過逐層固化樹脂的方式來構造物體，因此如果每層樹脂固化時投影機的輻照度不同，將會影響制件的加工精度，甚至導致制件成型失敗。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種DLP光固化3D打印機光輻照度補償的裝置，它具有能保證每層樹脂固化時的輻照度維持在給定值的優點。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0007]DLP光固化3D打印機光輻照度補償的裝置，包括:
[0008]安裝在工作臺下方的DLP投影機，DLP投影機向上投影，所述DLP投影機與控制板卡連接，控制板卡分別與輻照計和用于實現DLP投影機光路通斷的旋轉裝置連接；在工作臺的上方固定有樹脂槽，樹脂槽內裝有樹脂，工作臺上還固定Z軸滑臺，Z軸滑臺上固定設有成型件托板，成型件托板位于樹脂槽內部，成型件托板能在樹脂槽內部沿著豎直方向上下移動；
[0009]當旋轉裝置旋轉到設定角度時，DLP投影機的投影光路照射到輻照計上，輻照計對投影光的輻照度進行數據采集并上傳給控制板卡；當投影光的輻照度值等于設定值時，控制板卡控制旋轉裝置移開，DLP投影機的投影光透過樹脂槽照射到樹脂表面，樹脂在投影光的照射下完成一層一層的固化；當輻照度值小于設定值時，控制板卡提高投影機的光線亮度，直到輻照度值等于設定值。
[0010]所述旋轉裝置包括:步進電機和遮光片；所述步進電機由控制板卡控制，所述步進電機與遮光片連接，所述步進電機控制遮光片旋轉；所述遮光片上設有開孔。
[0011]所述開孔的尺寸大于輻照計的有效測量區域。
[0012]所述輻照計固定在遮光片上。
[0013]當旋轉裝置旋轉到設定角度時，DLP投影機的投影光路通過遮光片的開孔照射到福照計上。
[0014]所述樹脂是液態光敏樹脂。
[0015]所述步進電機和遮光片組成快門。
[0016]所述遮光片是表面進行過噴塑處理的鐵片。
[0017]為防止投影機光線照射到遮光片表面發生反射，遮光片表面通過噴塑處理，處理為黑色。遮光片大小根據投影機鏡頭而定，需完全覆蓋住投影機鏡頭。
[0018]所述控制板卡可實現快門的控制，輻照計數據的采集，DLP投影機亮度的調節。
[0019]本實用新型的有益效果:
[0020]本實用新型的DLP光固化3D打印機光輻照度補償方法可靠性好，通過對每層樹脂固化時的輻照度進行調節，保證了輻照度值均為設定值，提高了制件的加工精度，解決了加工過程中光輻照度衰減的問題。
【附圖說明】
[0021]圖1為DLP光固化3D打印機光輻照度補償裝置原理圖；
[0022]圖中:1，成型件托板，2，光敏樹脂，3，樹脂槽，4，工作臺，5，輻照計，6，遮光片，7，DLP投影機，8，Z軸滑臺，9，步進電機，1，控制板卡。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。
[0024]如圖1所示，安裝在工作臺4下方的DLP投影機7，DLP投影機7向上投影，所述DLP投影機7與控制板卡10連接，控制板卡10分別與輻照計5和實現DLP投影機7光路通斷的旋轉裝置連接；在工作臺的上方固定有樹脂槽3，樹脂槽3內裝有光敏樹脂2，DLP投影機7的投影光透過樹脂槽3照射到光敏樹脂2表面，Z軸滑臺8可使成型件托板I在樹脂槽3內部沿著豎直方向上下移動；在投影光的輻照度值等于設定值時，樹脂在投影光的照射下完成一層一層的固化；
[0025]本實用新型的DLP光固化3D打印機光輻照度補償方法，具體按照以下步驟實施:
[0026]制件加工開始時，控制板卡通過控制步進電機使遮光片覆蓋在DLP投影機鏡頭上方。
[0027]控制板卡控制DLP投影機投射一張分辨率為1920*1080的白色圖像，圖像分辨率大小由投影機設定的分辨率決定，DLP投影機投射的光線照射到輻照計上。
[0028]輻照計5將輻照度測量值反饋到控制板卡10。
[0029]控制板卡10首先判斷輻照度測量值是否等于輻照度設定值，若測量值等于設定值，則控制步進電機9旋轉使遮光片6離開投影機光路，隨后通過信號線控制投影機投射零件加工圖像，投影光透過樹脂槽底部，照射到液態樹脂表面，實現樹脂的固化。固化完成后，遮光片6遮擋住投影光線，繼續下一層樹脂的固化。
[0030]若測量值小于設定值，控制板卡通過信號線提高投影機的亮度，直到輻照計的測量值達到設定值，當測量值達到設定值后，控制板卡控制步進電機旋轉使遮光片離開投影機光路，隨后控制板卡通過信號線控制投影機投射零件加工圖像，投影光透過樹脂槽底部，照射到液態樹脂表面，實現樹脂的固化。固化完成后，遮光片遮擋住投影光線，繼續下一層樹脂的固化。
[0031]上述雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。
【主權項】
1.DLP光固化3D打印機光輻照度補償的裝置，其特征是，包括: 安裝在工作臺下方的DLP投影機，DLP投影機向上投影，所述DLP投影機與控制板卡連接，控制板卡分別與輻照計和用于實現DLP投影機光路通斷的旋轉裝置連接；在工作臺的上方固定有樹脂槽，樹脂槽內裝有樹脂，工作臺上還固定Z軸滑臺，Z軸滑臺上固定設有成型件托板，成型件托板位于樹脂槽內部，成型件托板能在樹脂槽內部沿著豎直方向上下移動； 當旋轉裝置旋轉到設定角度時，DLP投影機的投影光路照射到輻照計上，輻照計對投影光的輻照度進行數據采集并上傳給控制板卡；當投影光的輻照度值等于設定值時，控制板卡控制旋轉裝置移開，DLP投影機的投影光透過樹脂槽照射到樹脂表面，樹脂在投影光的照射下完成一層一層的固化；當輻照度值小于設定值時，控制板卡提高投影機的光線亮度，直到輻照度值等于設定值。2.如權利要求1所述的DLP光固化3D打印機光輻照度補償的裝置，其特征是，所述旋轉裝置包括:步進電機和遮光片；所述步進電機由控制板卡控制，所述步進電機與遮光片連接，所述步進電機控制遮光片旋轉；所述遮光片上設有開孔。3.如權利要求2所述的DLP光固化3D打印機光輻照度補償的裝置，其特征是，所述開孔的尺寸大于輻照計的有效測量區域。4.如權利要求1所述的DLP光固化3D打印機光輻照度補償的裝置，其特征是，所述輻照計固定在遮光片上。5.如權利要求1所述的DLP光固化3D打印機光輻照度補償的裝置，其特征是，所述樹脂是液態光敏樹脂。6.如權利要求2所述的DLP光固化3D打印機光輻照度補償的裝置，其特征是，所述遮光片是表面進行過噴塑處理的鐵片。
【專利摘要】本實用新型公開了DLP光固化3D打印機光輻照度補償的裝置；包括安裝在工作臺下方的DLP投影機，DLP投影機向上投影，DLP投影機與控制板卡連接，控制板卡分別與輻照計和實現DLP投影機光路通斷的旋轉裝置連接；在工作臺的上方固定有Z軸滑臺、成型件托板及樹脂槽，樹脂槽內裝有樹脂，DLP投影機的投影光透過樹脂槽照射到樹脂表面，Z軸滑臺可控制成型件托板在樹脂槽內沿著豎直方向上下移動；在投影光的輻照度值等于設定值時，樹脂在投影光的照射下完成一層一層的固化；當旋轉裝置旋轉到設定角度時，DLP投影機的投影光路照射到輻照計上，輻照計對投影光的輻照度進行數據采集并反饋給控制板卡；本實用新型具有能保證每層樹脂固化時的輻照度維持在給定值的優點。
【IPC分類】B29C67/00, B33Y30/00
【公開號】CN204914609
【申請號】CN201520732670
【發明人】張承瑞, 張德輝, 胡天亮, 閆鑫, 賈紅帥
【申請人】山東大學
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月21日