專(zhuān)利名稱(chēng):光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置及快速原型制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置及快速原型制造方法,屬于快速原型制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
快速原型制造技術(shù)是ー種基于離散堆積原理的累加式成型技木。它借助計(jì)算機(jī)、激光、精密傳動(dòng)和數(shù)控等現(xiàn)代手段,將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)集成于一體,根據(jù)在計(jì)算機(jī)上構(gòu)造的三維模型,能在很短時(shí)間內(nèi)直接制造產(chǎn)品模型或樣品。光固化快速原型制造エ藝以光敏樹(shù)脂為原料,將計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)的零件三維模型,表面三角化處理,存儲(chǔ)成STL文件格式,對(duì)其進(jìn)行分層處理,得到各層截面的ニ維輪廓信息,按照這些輪廓信息自動(dòng)生成掃描凝固路徑,通過(guò)計(jì)算機(jī)控制紫外激光使其逐層凝固成型。當(dāng)ー層固化完畢后,工作臺(tái)下移一個(gè)層厚的距離,以使在原先固化好的樹(shù)脂表面再涂覆上ー層新的液態(tài)光敏樹(shù)脂,刮刀將粘度較大的樹(shù)脂液面刮平,然后進(jìn)行新一層的涂層的掃描凝固工作,如此重復(fù),直至整個(gè)制件制造完畢。目前的樹(shù)脂涂層方法有兩種,一種為負(fù)壓吸附式涂層方法。該方法進(jìn)行涂層的過(guò)程為當(dāng)ー層ニ維輪廓固化完畢后,工作臺(tái)下降一個(gè)層厚的距離,再采用負(fù)壓吸附式涂層機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)在已固化層上表面涂覆新液態(tài)光敏樹(shù)脂。該方法由于刮刀刀ロ與樹(shù)脂液面之間有一定間隙,エ件下沉?xí)r由于樹(shù)脂粘滯不易流動(dòng)而引起的凹陷或是刮刀快速運(yùn)行等原因極容易使刮刀空腔失去負(fù)壓而影響エ件已固化層上表面新液態(tài)光敏樹(shù)脂涂覆的均勻性,最終影響エ件質(zhì)量導(dǎo)致制件失敗。特別是制作截面面積較大的エ件吋,因?yàn)樨?fù)壓吸附式涂層機(jī)構(gòu)中的樹(shù)脂量以及裝置移動(dòng)時(shí)在已固化層上表面涂覆的樹(shù)脂量很難準(zhǔn)確控制,容易使已固化層表面缺少樹(shù)脂或難以保證其層厚精度致使涂層過(guò)程失敗。另ー種為浸沒(méi)式涂層方法。該方法存在工作平臺(tái)運(yùn)動(dòng)過(guò)程耗時(shí)較多,輔助工作時(shí)間較長(zhǎng),致使制作效率低等不足。為解決上述不足,在中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為200410073259
公開(kāi)日為2005年4月6日,名稱(chēng)為“ー種用于光固化快速成型エ藝的樹(shù)脂涂層裝置”設(shè)計(jì)出了活塞式工作臺(tái)的樹(shù)脂涂層制作。該裝置包括儲(chǔ)存槽以及與儲(chǔ)存槽相連通的通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的蠕動(dòng)泵,蠕動(dòng)泵通過(guò)管路與分點(diǎn)布置的噴頭相連通,在分點(diǎn)布置的噴頭正下方還設(shè)有缸體以及與缸體緊密配合的通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的活塞,活塞的上表面與缸體的內(nèi)圓柱面形成的空間作為容納樹(shù)脂的樹(shù)脂槽,在活塞的上端與缸體的開(kāi)ロ在同一水平面的位置還設(shè)有刮板以及與刮板相連接的換能器和由計(jì)算機(jī)控制的超聲波發(fā)生器。在制作過(guò)程中,當(dāng)一層樹(shù)脂固化完成后,在計(jì)算機(jī)的控制下,活塞下移ー層厚的距離,蠕動(dòng)泵在計(jì)算機(jī)的控制下從儲(chǔ)存槽中抽取定量的樹(shù)脂并經(jīng)噴頭噴到樹(shù)脂槽內(nèi),樹(shù)脂噴好后,計(jì)算機(jī)控制超聲波發(fā)生器通過(guò)換能器將振動(dòng)傳輸給刮板,刮板沿水平方向進(jìn)行刮平動(dòng)作,完成樹(shù)脂層的均勻涂覆工作,制件全部制作完成后, 活塞上升到缸體的最頂端將制作頂出。通過(guò)該專(zhuān)利文獻(xiàn)中的樹(shù)脂涂層裝置進(jìn)行涂層時(shí)存在以下不足因噴頭是固定不動(dòng)的,必須使噴頭上的噴孔的分布區(qū)域同活塞的大小相當(dāng)才能避免樹(shù)脂的局部過(guò)量堆積、使得樹(shù)脂能夠被刮板刮平,從而導(dǎo)致噴頭的體積龐大、噴頭會(huì)干渉制件從缸內(nèi)取出,不適合于橫截面較大的制件的制作;刮板的刮平動(dòng)作是在完成對(duì)整個(gè)樹(shù)脂槽的樹(shù)脂填充后才進(jìn)行的,因此在刮平前樹(shù)脂裸露在光線(xiàn)下的時(shí)間較長(zhǎng),受光線(xiàn)中紫外光的影響,會(huì)產(chǎn)生固化而導(dǎo)致流動(dòng)性變差,不利于刮平作業(yè)的進(jìn)行,為此該專(zhuān)利文獻(xiàn)中通過(guò)設(shè)計(jì)超聲波裝置和能量轉(zhuǎn)換器來(lái)使刮板在振動(dòng)中進(jìn)行刮平動(dòng)作,以克服樹(shù)脂流動(dòng)性差的問(wèn)題,這樣不但使得裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且刮板以振動(dòng)的狀態(tài)進(jìn)行刮平動(dòng)作,樹(shù)脂層的表面會(huì)存在波紋即樹(shù)脂表面的平整度差,不利于涂層層厚的降低;不能夠?qū)Ω變?nèi)沒(méi)有固化的多余樹(shù)脂進(jìn)行回收利用;儲(chǔ)液槽為開(kāi)ロ設(shè)計(jì),其內(nèi)的樹(shù)脂長(zhǎng)期裸露在外,會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂的流動(dòng)性下降,不利于涂層厚度的降低;噴頭噴樹(shù)脂的過(guò)程同刮板的刮平過(guò)程分開(kāi)進(jìn)行,生產(chǎn)效率低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的活塞式樹(shù)脂涂層裝置的上述不足,提供ー種能以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)高效地完成大面積薄層樹(shù)脂涂層均勻平整地涂設(shè)的、樹(shù)脂利用率高的光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置及快速高質(zhì)量省材地制造橫截面較大的制件的快速原型制造方法。 以上技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)下列技術(shù)方案解決的ー種光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置,包括主缸、與主缸內(nèi)壁緊密配合的活塞式工作臺(tái)、儲(chǔ)存槽、泵以及控制泵和活塞式エ作臺(tái)的計(jì)算機(jī),活塞式工作臺(tái)的上表面和主缸的內(nèi)表面之間形成容納腔,其特征在于,還包括移動(dòng)式噴涂裝置,所述移動(dòng)式噴涂裝置包括設(shè)有噴ロ的噴頭、刮刀以及通過(guò)所述計(jì)算機(jī)控制的驅(qū)動(dòng)噴頭與刮刀同步移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),所述噴頭和刮刀位于活塞式工作臺(tái)的上方,所述泵用于將儲(chǔ)存槽內(nèi)的樹(shù)脂經(jīng)所述噴頭噴到所述容納腔內(nèi)。通過(guò)將噴頭設(shè)計(jì)為可在活塞式工作臺(tái)的上方移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式且噴頭和刮板在同一個(gè)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下在活塞式工作臺(tái)的上方移動(dòng),使得噴頭在噴出樹(shù)脂填充到容納腔的同時(shí)刮刀能夠即時(shí)將樹(shù)脂的上表面刮平,從而避免了樹(shù)脂層長(zhǎng)期裸露在空氣中受紫外線(xiàn)影響產(chǎn)生固化而導(dǎo)致的流動(dòng)性下降的問(wèn)題;因噴頭為可移動(dòng)的,因此不需要將噴頭上的噴孔的分布區(qū)域設(shè)計(jì)為同活塞式工作臺(tái)的大小相匹配,而只需要將噴頭設(shè)計(jì)為垂直于移動(dòng)方向的條形結(jié)構(gòu)且噴孔沿噴頭的長(zhǎng)度方向分布即可,起到降低噴頭的體積的作用、提高了結(jié)構(gòu)的緊湊性,取出制件的過(guò)程中,通過(guò)驅(qū)動(dòng)制作使噴頭移離活塞式工作臺(tái)的正上方,避免同取出制件的過(guò)程相干渉。作為優(yōu)選,噴頭上的噴ロ為若干沿垂直于噴頭移動(dòng)方向分布的孔或沿垂直于噴頭移動(dòng)方向延伸的縫隙。能進(jìn)ー步降低經(jīng)噴頭噴到容納腔內(nèi)的樹(shù)脂局部過(guò)度堆積,便于將樹(shù)脂表面刮平,能實(shí)現(xiàn)更薄的樹(shù)脂層的制作。作為優(yōu)選,所述刮刀有兩片,兩片刮刀沿噴頭的移動(dòng)方向分布在噴頭上的噴ロ的兩側(cè)。噴頭和刮刀的該結(jié)構(gòu)關(guān)系使得噴頭無(wú)論朝向那個(gè)方向移動(dòng)都可以進(jìn)行噴樹(shù)脂的動(dòng)作且刮刀能及時(shí)將樹(shù)脂刮平,制作涂層時(shí)沒(méi)有方向性限制,進(jìn)ー步制作涂層時(shí)的工作效率。作為優(yōu)選,所述噴頭設(shè)有進(jìn)口和配送腔,所述進(jìn)ロ的內(nèi)端位于配送腔的中部以下,噴ロ的出口端位于噴頭的下表面上,噴ロ的進(jìn)ロ端位于配送腔的上部。使用過(guò)程中儲(chǔ)存槽內(nèi)的樹(shù)脂經(jīng)進(jìn)ロ進(jìn)入配送腔、再經(jīng)配送腔流向噴ロ、左后噴在容納腔內(nèi)。能夠防止進(jìn)入噴頭的樹(shù)脂直接從正對(duì)進(jìn)ロ的噴ロ噴出,樹(shù)脂從各個(gè)噴ロ噴出時(shí)的流速的一致性好,防止容納腔內(nèi)的樹(shù)脂產(chǎn)生局部堆積、提高噴涂效果。
作為優(yōu)選,所述噴頭包括可拆卸連接在一起的兩個(gè)半部,所述配送腔和噴ロ設(shè)置在兩個(gè)半部的連接面上。制作噴頭、清潔噴頭內(nèi)部空間和噴ロ時(shí)方便。作為優(yōu)選,所述容納腔各處的寬度尺寸相等,所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿容納腔的寬度方向跨接在主缸兩側(cè)之間的安裝座和驅(qū)動(dòng)安裝座沿垂直于容納腔的寬度方向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá),所述噴頭和刮刀連接在所述安裝座上。工作過(guò)程中,驅(qū)動(dòng)馬達(dá)通過(guò)驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)安裝座在容納腔上方作往復(fù)運(yùn)動(dòng),安裝座帶動(dòng)噴頭和刮板一起移動(dòng)。噴頭從容納腔的一側(cè)移動(dòng)到另ー側(cè)的過(guò)程中即能完成ー個(gè)樹(shù)脂層的噴涂刮平動(dòng)作,再?gòu)牧愆`側(cè)回移到一側(cè)時(shí)又能完成下ー層樹(shù)脂層的噴涂刮平動(dòng)作,填充出樹(shù)脂層時(shí)的效率高。由于樹(shù)脂層的表面不是通過(guò)分段刮平的,因此不會(huì)產(chǎn)生接縫痕跡,樹(shù)脂層的表面平整度好。本發(fā)明還包括回收槽,所述主缸的上端設(shè)有溢流ロ,回收槽通過(guò)所述溢流ロ同容納腔相連通,所述刮刀同所述溢流ロ位于同一水平面上。每制作一個(gè)涂層所噴出的樹(shù)脂量為剛好使樹(shù)脂填充在容納腔內(nèi)時(shí)液面同溢流ロ平齊。在制件完成后,噴頭和刮板移動(dòng)到避開(kāi)主缸的正上方,活塞式工作臺(tái)上升到比溢流ロ略高將制件頂出,使得沒(méi)有固化的樹(shù)脂在 重力作用下經(jīng)溢流ロ流到回收槽內(nèi),回收槽內(nèi)的樹(shù)脂回收到儲(chǔ)存槽中進(jìn)行回收利用。樹(shù)脂的利用率高,能降低生產(chǎn)成本。作為優(yōu)選,所述回收槽為沿主缸的周向延伸的設(shè)置在主缸外表面上的環(huán)形槽。主缸如果因意外而滿(mǎn)出時(shí),樹(shù)脂能夠被回收槽接住、不會(huì)產(chǎn)生樹(shù)脂報(bào)廢、污染設(shè)備和場(chǎng)地,使用時(shí)的安全性好且結(jié)構(gòu)緊湊。作為優(yōu)選,所述泵為壓カ泵,所述儲(chǔ)存槽為密封槽,所述泵設(shè)置在回收槽和儲(chǔ)存槽之間。儲(chǔ)存槽設(shè)計(jì)為密封槽,樹(shù)脂不易受潮和固化,能長(zhǎng)期保持較好的流動(dòng)性,便于樹(shù)脂的鋪平。泵設(shè)計(jì)為壓カ泵再配合密封的儲(chǔ)存槽,一個(gè)泵即能同時(shí)完成將儲(chǔ)存槽內(nèi)的樹(shù)脂輸送到容納腔內(nèi)和將回收槽內(nèi)的樹(shù)脂回收到儲(chǔ)存槽內(nèi)的作用。結(jié)構(gòu)緊湊,部件數(shù)量少。ー種快速原型制造方法,其特征在于,第一歩、制作首層樹(shù)脂涂覆層,首層樹(shù)脂涂覆層的具體制作過(guò)程為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)的控制下使噴頭和刮板移動(dòng)到容納腔的初始偵れ活塞式工作臺(tái)在計(jì)算機(jī)的控制下下降ー個(gè)層厚距離,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使噴頭和刮板從容納腔的初始側(cè)移動(dòng)到初始側(cè)的對(duì)側(cè)、泵在計(jì)算機(jī)的控制下將儲(chǔ)存槽中的樹(shù)脂經(jīng)噴頭定量輸送到容納腔中,噴頭噴灑樹(shù)脂的過(guò)程中刮刀同步將容納腔內(nèi)的樹(shù)脂刮平,對(duì)容納腔內(nèi)的樹(shù)脂進(jìn)行光固化;第二歩、制作下一層樹(shù)脂涂覆層,下一層樹(shù)脂涂覆層的具體制作過(guò)程為活塞式工作臺(tái)在計(jì)算機(jī)的控制下下降一個(gè)層厚的距離,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)的控制下使噴頭和刮板作同制作上ー層時(shí)的移動(dòng)方向反向的移動(dòng)、泵在計(jì)算機(jī)的控制下將儲(chǔ)存槽中的樹(shù)脂經(jīng)噴頭定量輸送到容納腔中,噴頭噴灑樹(shù)脂的過(guò)程中刮刀同步將容納腔內(nèi)的樹(shù)脂刮平,對(duì)容納腔內(nèi)的樹(shù)脂進(jìn)行光固化;重復(fù)第二步直至整個(gè)制件制造完畢;第三步、活塞式工作臺(tái)在計(jì)算機(jī)的控制下上升到同溢流ロ平齊或高于溢流ロ,主缸內(nèi)沒(méi)有固化的樹(shù)脂從溢流ロ流到回收槽內(nèi)并被壓カ泵回收到儲(chǔ)存槽中。本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn),將噴頭設(shè)計(jì)為同刮板同步進(jìn)行移動(dòng)的方式,使得填充涂層和刮平樹(shù)脂上表面的動(dòng)作能夠同時(shí)進(jìn)行,樹(shù)脂裸露的時(shí)間短,樹(shù)脂流動(dòng)性下降小,能實(shí)現(xiàn)涂層的精密刮平,涂層厚度可達(dá)到O. 015毫米;結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、噴頭不會(huì)干渉制件的取出、制作涂層時(shí)的效率高,便于進(jìn)行大面積涂層的制作;設(shè)計(jì)回收槽及相關(guān)結(jié)構(gòu),能方便地對(duì)沒(méi)有固定的樹(shù)脂進(jìn)行回收;泵設(shè)計(jì)為ー個(gè)壓カ泵且儲(chǔ)存槽設(shè)計(jì)為密封槽,能以最簡(jiǎn)的部件實(shí)現(xiàn)將儲(chǔ)存從儲(chǔ)存槽中輸送到容納腔內(nèi)和將主缸內(nèi)沒(méi)有固化的樹(shù)脂回收都儲(chǔ)存槽中。
圖I為本發(fā)明實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I中的噴頭的橫截面示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例ニ的俯視示意圖。圖4為實(shí)施例ニ的噴頭的仰視示意圖。
圖中主缸1,活塞式工作臺(tái)2,儲(chǔ)存槽3,泵4,計(jì)算機(jī)5,移動(dòng)式噴涂裝置6,噴頭61,左半邊611,右半部612,進(jìn)ロ 613,配送腔614,噴ロ 615,刮刀62,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)63,安裝座631,驅(qū)動(dòng)馬達(dá)632,滑軌633,鏈條634,容納腔7,回收槽8,溢流ロ 9。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的說(shuō)明。實(shí)施例一,參見(jiàn)圖1,ー種光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置,包括主缸I、與主缸I內(nèi)壁緊密配合的活塞式工作臺(tái)2、儲(chǔ)存槽3、泵4、計(jì)算機(jī)5和移動(dòng)式噴涂裝置6。主缸I為矩形缸?;钊焦ぷ髋_(tái)2的上表面和主缸I的內(nèi)表面之間形成容納腔7。主缸I的外表面上設(shè)有回收槽8?;厥詹?為沿主缸的周向延伸的環(huán)形槽。容納腔7和回收槽8通過(guò)設(shè)置在主缸I的上端的溢流ロ 9相連通。儲(chǔ)存槽3為密封槽。泵4為壓カ泵。泵4的進(jìn)ロ端通過(guò)管道同回收槽8相連通。泵4的出ロ通過(guò)管道同儲(chǔ)存槽3相對(duì)接。移動(dòng)式噴涂裝置6包括噴頭61、刮刀62和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)63。噴頭61和刮刀62位于活塞式工作臺(tái)2的上方。刮刀62同溢流ロ 9位于同一水平面上。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)63包括安裝座631和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)632。在主缸I的前后兩側(cè)上各設(shè)有一條沿左右方向延伸的滑軌633。安裝座631的前后兩端滑動(dòng)連接在兩條滑軌633上。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)632通過(guò)兩條鏈條634驅(qū)動(dòng)安裝座631在滑軌633上滑動(dòng)。兩條鏈條634位于安裝座631的兩端上。該種驅(qū)動(dòng)方式使得安裝座移動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性好且不會(huì)產(chǎn)生偏斜。 噴頭61和刮刀62連接在安裝座631上。插槽槽3通過(guò)軟管同噴頭61相連通?;钊焦ぷ髋_(tái)2、泵4和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)632都通過(guò)計(jì)算機(jī)5進(jìn)行控制。參見(jiàn)圖2,噴頭61由可拆卸連接在一起的兩個(gè)半部即左半邊611和右半部612構(gòu)成。噴頭61設(shè)有進(jìn)ロ 613、配送腔614和噴ロ 615。配送腔614和噴ロ 615設(shè)置在左半邊611和右半部612的連接面上。噴ロ 615為沿前后方向即噴頭61的長(zhǎng)度反向延伸的縫隙。進(jìn)ロ 613的內(nèi)端位于配送腔614的中部以下。噴ロ 615的出口端位于噴頭61的下表面上,噴ロ 615的進(jìn)ロ端位于配送腔614的上部。使用過(guò)程中,樹(shù)脂是經(jīng)進(jìn)ロ進(jìn)入噴頭的。刮刀62有兩片,兩片刮刀62分別同左半邊611和右半部612為一體機(jī)構(gòu)。兩片刮刀62沿左右方向分布在噴ロ 615的左右兩側(cè)。參見(jiàn)圖I和圖2,通過(guò)本光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置進(jìn)行快速原型制造的方法為第一歩、制作首層樹(shù)脂涂覆層,首層樹(shù)脂涂覆層的具體制作過(guò)程為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)63在計(jì)算機(jī)5的控制下使噴頭61和刮板62移動(dòng)到容納腔7的左側(cè)當(dāng)然設(shè)計(jì)為移動(dòng)到右側(cè)也行、活塞式工作臺(tái)2在計(jì)算機(jī)5的控制下下降ー個(gè)層厚距離,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)63使噴頭61和刮板62從容納腔的左側(cè)移動(dòng)右側(cè)、泵4在計(jì)算機(jī)5的控制下將儲(chǔ)存槽3中的樹(shù)脂經(jīng)噴頭61定量輸送到容納腔7中,噴頭61噴灑樹(shù)脂的過(guò)程中刮刀62同步將容納腔7內(nèi)的樹(shù)脂刮平,然后對(duì)容納腔7內(nèi)的樹(shù)脂進(jìn)行光固化,光固化機(jī)構(gòu)為現(xiàn)有機(jī)構(gòu),在圖中沒(méi)有畫(huà)出;第二歩、制作下一層樹(shù)脂涂覆層,下一層樹(shù)脂涂覆層的具體制作過(guò)程為活塞式工作臺(tái)2在計(jì)算機(jī)5的控制下下降一個(gè)層厚的距離,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)63在計(jì)算機(jī)5的控制下使噴頭61和刮板62從右向左移動(dòng)、泵4在計(jì)算機(jī)5的控制下將儲(chǔ)存槽3中的樹(shù)脂經(jīng)噴頭61定量輸送到容納腔7中,噴頭61噴灑樹(shù)脂的過(guò)程中刮刀62同步將容納腔內(nèi)的樹(shù)脂刮平,然后對(duì)容納腔7內(nèi)的樹(shù)脂進(jìn)行光固化;重復(fù)下ー層樹(shù)脂涂覆層的制作過(guò)程直至整個(gè)制件制造完畢;第三步、活塞式工作臺(tái)2在計(jì)算機(jī)5的控制下上升到同溢流ロ 9平齊,主缸I內(nèi)沒(méi)有固化的樹(shù)脂從溢流ロ 9流到回收槽8內(nèi)并被泵4回收到儲(chǔ)存槽3中。在制作相鄰的樹(shù)脂涂覆層的過(guò)程中,噴頭和刮板的移動(dòng)方向是相反的,在制作制件的整個(gè)工作過(guò)程中,噴頭和刮板是作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的且每作一次單程移動(dòng)即完成一層涂層的上樹(shù)脂和樹(shù)脂刮平動(dòng)作。實(shí)施例ニ,參見(jiàn)圖3,同實(shí)施例一的不同之處為,主缸I為扇環(huán)形。主缸I同活塞式工作臺(tái)2所圍成的容納腔7為扇環(huán)形?;厥詹?為設(shè)置在主缸I的外表面上的扇環(huán)形槽。 使用過(guò)程中驅(qū)動(dòng)電機(jī)632驅(qū)動(dòng)安裝座631作往復(fù)擺動(dòng)、安裝座631驅(qū)動(dòng)噴頭61沿容納腔7的周向移動(dòng)。參見(jiàn)圖4并結(jié)合圖3,噴ロ 615為若干沿容納腔的徑向分布的孔。噴ロ 615開(kāi)ロ面積從靠近驅(qū)動(dòng)馬達(dá)632的一端向遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)馬達(dá)632的一端依次増大。使得雖然噴頭61的內(nèi)端(靠近驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的端)和外端的線(xiàn)速度不同,同樣能夠使噴出的樹(shù)脂不會(huì)產(chǎn)生局部堆積的現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.ー種光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置,包括主缸、與主缸內(nèi)壁緊密配合的活塞式工作臺(tái)、儲(chǔ)存槽、泵以及控制泵和活塞式工作臺(tái)的計(jì)算機(jī),活塞式工作臺(tái)的上表面和主缸的內(nèi)表面之間形成容納腔,其特征在于,還包括移動(dòng)式噴涂裝置,所述移動(dòng)式噴涂裝置包括設(shè)有噴ロ的噴頭、刮刀以及通過(guò)所述計(jì)算機(jī)控制的驅(qū)動(dòng)噴頭與刮刀同步移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),所述噴頭和刮刀位于活塞式工作臺(tái)的上方,所述泵用于將儲(chǔ)存槽內(nèi)的樹(shù)脂經(jīng)所述噴頭噴到所述容納腔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置,其特征在于,噴頭上的噴ロ為若干沿垂直于噴頭移動(dòng)方向分布的孔或沿垂直于噴頭移動(dòng)方向延伸的縫隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置,其特征在于,所述刮刀有兩片,兩片刮刀沿噴頭的移動(dòng)方向分布在噴頭上的噴ロ的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置,其特征在于,所述噴頭設(shè)有進(jìn)口和配送腔,所述進(jìn)ロ的內(nèi)端位于配送腔的中部以下,噴ロ的出口端位于噴頭的下表面上,噴ロ的進(jìn)ロ端位于配送腔的上部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置,其特征在于,所述噴頭包括可拆卸連接在一起的兩個(gè)半部,所述配送腔和噴ロ設(shè)置在兩個(gè)半部的連接面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置,其特征在于,所述容納腔各處的寬度尺寸相等,所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿容納腔的寬度方向跨接在主缸兩側(cè)之間的安裝座和驅(qū)動(dòng)安裝座沿垂直于容納腔的寬度方向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá),所述噴頭和刮刀連接在所述安裝座上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置,其特征在于,還包括回收槽,所述主缸的上端設(shè)有溢流ロ,回收槽通過(guò)所述溢流ロ同容納腔相連通,所述刮刀同所述溢流ロ位于同一水平面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置,其特征在于,所述回收槽為沿主缸的周向延伸的設(shè)置在主缸外表面上的環(huán)形槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置,其特征在于,所述泵為壓カ泵,所述儲(chǔ)存槽為密封槽,所述泵設(shè)置在回收槽和儲(chǔ)存槽之間。
10.通過(guò)如權(quán)利要求I到9中的任一項(xiàng)的光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置進(jìn)行快速原型制造的方法,其特征在于,第一歩、制作首層樹(shù)脂涂覆層,首層樹(shù)脂涂覆層的具體制作過(guò)程為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)的控制下使噴頭和刮板移動(dòng)到容納腔的初始側(cè)、活塞式工作臺(tái)在計(jì)算機(jī)的控制下下降ー個(gè)層厚距離,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使噴頭和刮板從容納腔的初始側(cè)移動(dòng)到初始側(cè)的對(duì)側(cè)、泵在計(jì)算機(jī)的控制下將儲(chǔ)存槽中的樹(shù)脂經(jīng)噴頭定量輸送到容納腔中,噴頭噴灑樹(shù)脂的過(guò)程中刮刀同步將容納腔內(nèi)的樹(shù)脂刮平,對(duì)容納腔內(nèi)的樹(shù)脂進(jìn)行光固化;第二步、制作下一層樹(shù)脂涂覆層,下一層樹(shù)脂涂覆層的具體制作過(guò)程為活塞式工作臺(tái)在計(jì)算機(jī)的控制下下降一個(gè)層厚的距離,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)的控制下使噴頭和刮板作同制作上ー層時(shí)的移動(dòng)方向反向的移動(dòng)、泵在計(jì)算機(jī)的控制下將儲(chǔ)存槽中的樹(shù)脂經(jīng)噴頭定量輸送到容納腔中,噴頭噴灑樹(shù)脂的過(guò)程中刮刀同步將容納腔內(nèi)的樹(shù)脂刮平,對(duì)容納腔內(nèi)的樹(shù)脂進(jìn)行光固化;重復(fù)下ー層樹(shù)脂涂覆層的制作過(guò)程直至整個(gè)制件制造完畢;第三步、活塞式工作臺(tái)在計(jì)算機(jī)的控制下上升到同溢流ロ平齊或高于溢流ロ,主缸內(nèi)沒(méi)有固化的樹(shù)脂從溢流ロ流到回收槽內(nèi)并被壓カ泵回收到儲(chǔ)存槽中。
全文摘要
本發(fā)明涉及快速原型制造技術(shù)領(lǐng)域。一種光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置,包括主缸、活塞式工作臺(tái)、儲(chǔ)存槽、泵、計(jì)算機(jī)和移動(dòng)式噴涂裝置,移動(dòng)式噴涂裝置包括噴頭、刮刀以及驅(qū)動(dòng)噴頭與刮刀同步移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),噴頭和刮刀位于活塞式工作臺(tái)的上方,活塞式工作臺(tái)的上表面和主缸的內(nèi)表面之間形成容納腔,泵用于將儲(chǔ)存槽內(nèi)的樹(shù)脂經(jīng)所述噴頭噴到所述容納腔內(nèi)。本發(fā)明的目的在于提供一種能以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)高效地完成大面積薄層樹(shù)脂涂層均勻平整地涂設(shè)的、樹(shù)脂利用率高的光固化快速原型制造用樹(shù)脂涂層裝置及快速高質(zhì)量省材地制造橫截面較大的制件的快速原型制造方法。
文檔編號(hào)B05C11/04GK102688829SQ20121014504
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者周青, 李忠輪, 路騰新 申請(qǐng)人:杭州先臨快速成型技術(shù)有限公司