[发明专利]一种基于液晶成像原理的3D打印机及液晶背光源装置

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印技术，尤其涉及一种基于液晶成像原理的3D打印机及液晶背光源装置。

背景技术

自出现第一台实用的3D打印机以来，3D打印技术出现了日新月异的发展。出现了不同材料、成型原理的3D打印机。但基于LCD的3D打印技术起步则晚很多，2014年出现了世界第一台基于LCD液晶成像技术的光敏树脂打印机。经过几年发展，基于LCD的3D打印机暴露出了其最大技术问题：LCD背光源，背光源直接决定了LCD打印机的打印质量，目前，基于LCD液晶的3D打印质量均不高，即基于LCD液晶的3D打印会存在各种各样的问题。主要问题表现为现有技术的灯源为发散光，没有通过二次光学设计校平行，无法让光源平行射出且无法形成平行面光源。严重制约打印机的打印精度、速度、幅面以及打印成功率。现有以下几种打印方案：

第一种：基于LED点光源和菲涅尔透镜方案，只能使用点光源、对菲涅尔透镜精度和装配精度要求很高、LED点光源功率低、打印速度慢、焦距大光衰严重、安装尺寸大、不能打印大幅面，增大功率发光光斑，经过菲涅尔透镜折射平行射出光线误差大，不能很好的转换成平行射出的光线；

第二种：基于LED灯阵的方案，不能转换为平行光线、光强不均、交叉衍射重影；

第三种：基于LED灯阵和栅格的方案，不能转换为平行光线，光强不均、格栅的制造和安装精度要求高、交叉衍射重影。

第四种：基于阵列LED和透镜方案，不能转换为平行光线、光强不均、交叉衍射重影。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种液晶背光源装置，能发出均匀且不交叉衍射的平行光。

本发明的另一目的是提供一种基于液晶成像原理的3D打印机，具有较高的打印速度，较高的打印精度，较高的打印成功率，可实现大幅面打印。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种液晶背光源装置，包括铝基板和设置在铝基板上端面的多组发光组件；发光组件包括焦距保持架，位于焦距保持架顶部的凸透镜，位于焦距保持架底部的光源；光源安装在铝基板上。

进一步的是：多组发光组件在横向方向和纵向方向均依次挨着布置，焦距保持架的外轮廓呈四棱柱状。光源发出的部分光照射到焦距保持架后，光会被吸收掉，光不会穿透焦距保持架，这样确保某个焦距保持架内的光源发出的光不会照射到相邻的焦距保持架的内部，避免造成多重折射进而形成无用的散光。

进一步的是：铝基板的下端面设有散热模块，散热模块包括散热板和一体设置在散热板下端面的多个散热翅片，多个散热翅片沿着横向方向或纵向方向依次设置。这样能起到良好的散热作用，光源发光后，产生的热量通过铝基板、散热板和散热翅片进行散热。散热模块可以有多种类型，多种散热方式，本发明所述的散热模块只是其中一种。

进一步的是：焦距保持架的内部设有反光碗，反光碗的下端设有与光源相适应的通孔；反光碗和焦距保持架为分体式结构或一体式结构。光源发出的光，其中一部分光会照射到反光碗上，然后再由反光碗反射，从凸透镜中射出，这样可以提高光的利用率。

进一步的是：凸透镜为平凸透镜，平凸透镜的下表面为平面且上表面为向上突出的弧面，平凸透镜和焦距保持架为一体式结构；

或者，凸透镜为凸凸透镜，凸凸透镜的上表面为向上突出的弧面且下表面为向下突出的弧面，凸凸透镜和焦距保持架为一体式结构；

或者，凸透镜为凹凸透镜，凹凸透镜的上表面和下表面均为向上突出的弧面，凹凸透镜和焦距保持架为一体式结构。

凸透镜的这三种种类，可以根据情况选择所需要的凸透镜的种类。

进一步的是：凸透镜、焦距保持架和反光碗为一体式结构。

进一步的是：所有发光组件的凸透镜为一体式结构，所有发光组件的焦距保持架为一体式结构，所有发光组件的凸透镜与所有发光组件的焦距保持架为分体式结构。这种一体式的结构，可以降低加工费用，降低成本。

一种基于液晶成像原理的3D打印机，包括固化托盘、储液槽、液晶屏；储液槽的底部设有离型膜，上下移动式的固化托盘置于离型膜的上方，固化托盘的下端面与离型膜的上表面之间形成打印区域，储液槽内设有光固化树脂，液晶屏位于离型膜的下方，液晶屏位于液晶背光源装置的凸透镜的上方。可以实现3D打印的目的。

总的说来，本发明具有如下优点：