[实用新型]微快速原型机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学立体成型装置，特别是一种用于小型产品的微快速原型机。

背景技术

立体光刻成型技术是利用激光束在特定成分的树脂上引起聚合反应形成一层接一层的结构来制造三维物体。在立体光刻成型技术中采用的树脂为光敏性的树脂，当暴露在特定波长的光源下时会由液体转化为固体。本申请人拥有的题为“光学立体成型装置”的中国实用新型专利NO.02242789.9中公开了应用立体光刻成型技术来制造三维物体的装置。采用立体光刻成型技术来制造三维物体，虽然可以最大程度地减小失真，但仍然无法达到很细小的分辨率。此外，由于在该专利中采用紫外线来固化树脂，对装置的操作者身体或会有不利的影响。

实用新型内容

为了制造出更精细的微小产品，本实用新型提供了一种应用微快速原型技术的微快速原型机。

此外，本实用新型提供了一种利用可见光来固化树脂的微快速原型机。

为了实现实用新型的上述目的，本实用新型的微快速原型机，包括切片光学图像形成部分，投影部分和加工成型部分，其中，由该切片光学图像形成部分中产生一光线，其经该投影部分照射到该加工成型部分上，切片光学图像形成部分包括存储所述小型产品切片的图像数据及控制程序的控制计算器、发出可见光的光源、由控制计算器控制偏转而将零件切片的数字图像转化为光学图像的数字微镜面装置、位于光源和数字微镜面装置之间的照明模块，由该光源发出的光线经该照明模块调节而完全照射在该数字微镜面装置上，该控制计算器根据当前加工切片的数据输出控制信号，以控制该数字微镜面装置的转动；投影部分，包括将切片光学图像投影并聚焦到加工成型部分的光敏树脂上的投影聚焦透镜和可动地阻断投影光线的快门，该快门位于该数字微镜面装置和该投影聚焦透镜之间；加工成型部分包括盛装液态光敏树脂的树脂池和在其上形成与切片形状对应的树脂薄层的制造平台，经该切片光学图像形成部分的该数字微镜面装置反射的光线经投影部分中的投影聚焦透镜聚焦在该加工成型部分的树脂池中。

数字微镜面装置可以由1280*720个微镜面的矩阵构成。

制造平台由超精度位置控制模块控制的精密平移工作台支持和带动，精密平移工作台的精度可以达到5微米以上。

采用本发明的微快速原型机可以制造各种微小产品的原型，包括用传统方法较难实现的各种自由形状表面及空心零件。

附图说明

下面将参照附图详细地描述本实用新型，其中：

图1为示出本发明微快速原型机结构的示意图；

图2为本发明装置中的光学路径的示意图；

图3为本发明加工成型部分的示意图。

具体实施方式

微快速原型技术是微立体光刻技术应用的具体例子。其制造的零件的分辨率可以达到10微米级或更小。

微快速原型技术是通过迭层的方式来形成三维物体，故在制造过程开始之前，需要将目标物体的计算器三维模型以一定的增量厚度细分成多层。这一过程称为“切片过程”，对应的三维模型的各层称为“切片”。本发明人采用目前常用的计算器辅助设计的软件来完成切片过程。各切片的数据存储在控制计算器中。

如图所示，本发明的微快速原型机包括切片光学图像形成部分1，投影部分2和加工成型部分3。切片光学图像形成部分1用于将目标物体的计算器三维模型各切片的数据转化为光学的图像，包括存储切片的图像数据及控制程序的控制计算器(图中未示出)、光源11、照明模块12、数字微镜面装置13。投影部分2包括投影聚焦透镜21和快门22。加工成型部分3包括树脂池32和制造平台31。树脂池32可以带有温度控制装置。

图2示出了本发明的微快速原型机工作时内部的光路图。光源11可以采用高压汞蒸汽灯。由光源11发出的光经中继透镜和光管组成的照明模块12调节而完全照射在数字微镜面装置13上。数字微镜面装置13可以由包括1280*720个微镜面的矩阵构成。控制计算器根据当前加工切片的数据输出控制信号，带动数字微镜面装置转动，以改变光的反射方向，形成对应于切片数据的切片光学图像。影像投影于树脂前会经过滤光镜以收窄光谱的范围。而收窄的光谱范围正好对应感光树脂相对的光谱。

经数字微镜面装置13反射的光线经投影部分2中的投影聚焦透镜22聚焦在树脂池32中的光敏树脂表面，使得被照射的区域选择性地固化，在制造平台31的表面形成聚合物薄层。