Dlp三維打印機(jī)及其打印方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快速成型裝置及其成型方法，尤其涉及一種基于數(shù)字光處理技術(shù)的三維打印機(jī)，以及該三維打印機(jī)的打印方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三維打印機(jī)是一種基于三維物體的數(shù)字模型，利用塑料、液態(tài)光固化樹(shù)脂、粉末狀金屬等材料，通過(guò)逐層打印的方式構(gòu)造三維物體的設(shè)備。
[0003]數(shù)字光處理技術(shù)(Digital Light Processing，簡(jiǎn)稱(chēng)DLP)是一種基于數(shù)字微鏡晶片(Digital Micromirror Device，簡(jiǎn)稱(chēng)DMD，也稱(chēng)數(shù)字微器件)的新式投影技術(shù)，數(shù)字微鏡晶片為一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其在CMOS硅基片上集成了 50-130萬(wàn)個(gè)微鏡片，每一微鏡片代表一個(gè)像素，當(dāng)一個(gè)微鏡片處于〃開(kāi)〃狀態(tài)時(shí)，入射光將被反射并通過(guò)投影鏡將影像投射至屏幕上，當(dāng)一個(gè)微鏡片處于〃關(guān)〃狀態(tài)時(shí)，入射光將被反射至光吸收器而被吸收。DLP三維打印機(jī)是一種基于數(shù)字光處理技術(shù)，以液態(tài)光固化樹(shù)脂為成型材料的快速成型設(shè)備，其具有成型速度快及成型精度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]然而，由于成型材料光敏樹(shù)脂在打印過(guò)程中是不斷被消耗的，所以成型槽內(nèi)的光敏樹(shù)脂液面會(huì)漸漸下降，這時(shí)需要在打印過(guò)程中人為地隨時(shí)且長(zhǎng)時(shí)間的關(guān)注，并人為進(jìn)行補(bǔ)充樹(shù)脂，其操作繁瑣，而且當(dāng)人為操作添加不當(dāng)，容易導(dǎo)致液體樹(shù)脂滲出或流出成型槽，造成不必要的打印機(jī)污染，而且容易導(dǎo)致外部雜質(zhì)進(jìn)入成型槽內(nèi)，進(jìn)而影響3D打印機(jī)實(shí)際的打印精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一目的是提供一種實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)成型材料剩余量和自動(dòng)進(jìn)行成型材料填充的DLP三維打印機(jī)。
[0006]本發(fā)明的第二目的是提供一種實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)成型材料剩余量和自動(dòng)進(jìn)行成型材料填充的DLP三維打印機(jī)用的打印方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明提供一種DLP三維打印機(jī)，包括成型槽、光柵檢測(cè)裝置、控制單元和成型材料填充裝置，成型槽用于承載成型材料，光柵檢測(cè)裝置包括激光輸出件和激光接收件，激光輸出件和激光接收件設(shè)置在成型槽的兩外側(cè)上，激光輸出件穿過(guò)成型槽地向激光接收件發(fā)射檢測(cè)信號(hào)，控制單元接收激光接收件輸出的反饋信號(hào)，控制單元根據(jù)反饋信號(hào)向成型材料填充裝置輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。
[0008]由上述方案可見(jiàn)，通過(guò)在成型槽外設(shè)置光柵檢測(cè)裝置，并將輸出件和接收件分別設(shè)置在成型槽的兩外側(cè)上，以及利用檢測(cè)信號(hào)穿過(guò)成型槽地設(shè)置，檢測(cè)信號(hào)能夠穿過(guò)成型材料或空氣，便能夠檢測(cè)出液面位置是否過(guò)低或過(guò)高，當(dāng)出現(xiàn)液面過(guò)低則需要對(duì)成型槽的成型材料進(jìn)行填充，故控制單元可根據(jù)反饋信號(hào)控制成型材料填充裝置開(kāi)啟，向成型槽填充成型材料，保持適當(dāng)數(shù)量的成型材料，使三維成型不需人為監(jiān)控或填充，繼而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)成型材料剩余量和自動(dòng)進(jìn)行成型材料填充，大大提高DLP三維打印機(jī)的方便性。
[0009]更進(jìn)一步的方案是，DLP三維打印機(jī)還包括顯示單元，控制單元向顯示單元輸出顯示控制信號(hào)。
[0010]由上可見(jiàn)，通過(guò)顯示單元的顯示，能夠?qū)⒐鈻艡z測(cè)裝置反饋的反饋信號(hào)進(jìn)行解析處理，繼而得出相應(yīng)的成型材料液面高度或成型材料的剩余量，將液面高度或進(jìn)行顯示，使用戶(hù)能夠直觀清楚的獲知當(dāng)前成型材料的剩余量。
[0011]更進(jìn)一步的方案是，DLP三維打印機(jī)還包括沿垂向移動(dòng)的載物臺(tái)和投影裝置，載物臺(tái)設(shè)置在成型槽的上方，投影裝置設(shè)置在成型槽的下方，投影裝置穿過(guò)成型槽地向載物臺(tái)輸出成像光線。
[0012]由上可見(jiàn)，上述方案的成型方式有利于提高模型的高度上限，通過(guò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便可實(shí)現(xiàn)較高高度模型的光固化成型。
[0013]更進(jìn)一步的方案是，激光輸出件沿水平方向輸出多束檢測(cè)信號(hào)，多束檢測(cè)信號(hào)沿垂向分布設(shè)置。
[0014]更進(jìn)一步的方案是，控制單元根據(jù)反饋信號(hào)計(jì)算得出液位高度信號(hào)。
[0015]由上可見(jiàn)，通過(guò)多束檢測(cè)信號(hào)沿垂向分布能夠精確地檢測(cè)到當(dāng)前的液面水平高度或成型材料剩余量，使得控制單元能夠更加精準(zhǔn)地控制成型材料填充裝置進(jìn)行成型材料的填充。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，本發(fā)明提供一種DLP三維打印機(jī)用的三維打印方法，其特征在于，DLP三維打印機(jī)包括用于承載成型液體的成型槽、光柵檢測(cè)裝置、控制單元和成型材料填充裝置，光柵檢測(cè)裝置包括激光輸出件和激光接收件，激光輸出件和激光接收件設(shè)置在成型槽的兩外側(cè)上，激光輸出件穿過(guò)成型槽地向激光接收件發(fā)射檢測(cè)信號(hào)，三維打印方法包括:控制單元接收激光接收件輸出的反饋信號(hào)的步驟；控制單元根據(jù)反饋信號(hào)計(jì)算成型材料的剩余量的步驟；判斷剩余量是否小于或等于下限閥值的步驟；如剩余量小于或等于下限閥值，則執(zhí)行控制單元向成型材料填充裝置輸出開(kāi)啟控制信號(hào)的步驟。
[0017]更進(jìn)一步的方案是，在控制單元向成型材料填充裝置輸出開(kāi)啟控制信號(hào)的步驟之后，三維打印方法還包括:控制單元接收激光接收件輸出的反饋信號(hào)的步驟；控制單元根據(jù)反饋信號(hào)計(jì)算剩余量的步驟；判斷剩余量是否大于或等于上限閥值的步驟；如剩余量大于或等于上限閥值，則執(zhí)行控制單元向成型材料填充裝置輸出閉合控制信號(hào)的步驟。
[0018]由上述方案可見(jiàn)，通過(guò)在成型槽外設(shè)置光柵檢測(cè)裝置，并將輸出件和接收件分別設(shè)置在成型槽的兩外側(cè)上，以及利用檢測(cè)信號(hào)穿過(guò)成型槽地設(shè)置，檢測(cè)信號(hào)能夠穿過(guò)成型材料或空氣，便能夠檢測(cè)出液面位置是否過(guò)低或過(guò)高，當(dāng)出現(xiàn)液面過(guò)低則需要對(duì)成型槽的成型材料進(jìn)行填充，故控制單元可根據(jù)反饋信號(hào)控制成型材料填充裝置開(kāi)啟，向成型槽填充成型材料，保持適當(dāng)數(shù)量的成型材料，使三維成型不需人為監(jiān)控或填充，繼而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)成型材料剩余量和自動(dòng)進(jìn)行成型材料填充，大大提高DLP三維打印機(jī)的方便性。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明DLP三維打印機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是本發(fā)明DLP三維打印機(jī)實(shí)施例省略側(cè)板后的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖3是本發(fā)明DLP三維打印機(jī)實(shí)施例的成像原理圖。
[0022]圖4是本發(fā)明DLP三維打印機(jī)實(shí)施例的監(jiān)測(cè)液位第一原理圖。
[0023]圖5是本發(fā)明DLP三維打印機(jī)實(shí)施例的監(jiān)測(cè)液位第二原理圖。
[0024]圖6是本發(fā)明DLP三維打印方法實(shí)施例的流程圖。
[0025]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0026]DLP三維打印機(jī)實(shí)施例:
參照?qǐng)D1和圖2，圖1和圖2是三維打印機(jī)1的結(jié)構(gòu)圖。DLP三維打印機(jī)包括殼體11，殼體11內(nèi)安裝有成型槽2、載物臺(tái)3、成型材料填充裝置、反射件14、投影裝置15和控制單元。成型材料填充裝置包括成型材料容器13和供給栗，成型材料容器13內(nèi)存儲(chǔ)有如光固化樹(shù)脂溶液的成型材料，供給栗連通成型材料容器13和成型槽2地設(shè)置，控制單元控制供給栗的開(kāi)關(guān)，使得成型材料容器13能夠向成型槽2填充成型材料。顯示單元12設(shè)置在殼體11的下端外表面上。
[0027]參照?qǐng)D3并結(jié)合圖2，圖3是DLP三維打印機(jī)的成像原理圖，成型槽2設(shè)置在殼體11內(nèi)部，成型槽2由透光材料制成，成型槽2內(nèi)承載由成型材料17，在成型槽2的下方設(shè)置有反射件14和投影裝置15，投影裝置15通過(guò)導(dǎo)軌可伸縮地設(shè)置在殼體11內(nèi)，投影裝置15具有成像光源、數(shù)字微鏡晶片和出光鏡頭。本實(shí)施例中的成像光線為400nm至780nm可見(jiàn)光光源，成型材料為光固化樹(shù)脂。由于反射件14設(shè)置在成型槽2的正