[发明专利]一种投影式3D打印机

说明书

本发明公开一种投影式3D打印机，所述投影式3D打印机工作台、光路组件、打印平台以及振镜系统，光路组件设于工作台，光路组件包括至少一DMD芯片，光路组件通过DMD芯片发出具有预设投影图形的激光光束；打印平台设于工作台，位于DMD芯片下方，打印平台用于铺设打印材料；振镜系统设于工作台，且位于光路组件与打印平台之间，振镜系统包括一可偏摆设置的反射镜，以通过改变反射镜的偏摆角度大小，对经由DMD芯片发出的激光光束的投影角度进行调节，实现激光光束在打印平台上形成的投影图形的移动和拼接，分区依次加热，以调整激光投影的加热区域。本发明使得所述投影式3D打印机在打印成型面积较大的产品时更具灵活性、效率更高。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种投影式3D打印机。

背景技术

自1986美国科学家Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机之后，3D打印技术的发展给制造业带来了一个新的方向，随着近些年的发展，可采用3D打印的产品越来越多，3D打印涉足的制造领域也越来越广泛。其中，DLP(Digital Light Processing)数字光处理技术应用到3D打印之后，可以对液态光敏树脂进行3D成型的加工，DLP平面投影辐射可以使光敏树脂快速固化成型，打印速度快，但目前3D打印中使用的DLP投影技术只能针对光敏树脂进行冷加工处理，不能对材料进行加热，适用范围过窄，材料成本高昂。还有SLS(SelectedLaser Sintering)激光选区烧结技术，3D打印的原料为粉末材料，对粉末材料进行点加热烧结，需要将粉末材料加热至熔融状态，待其凝固冷却后取出，SLS技术在3D打印中可以适用多种材料。

将DLP投影技术应用到SLS技术中，可以在3D打印中实现投影式激光加热，提高3D打印的效率和适用范围。其中，对于DLP投影技术而言，其核心是DMD芯片，DMD芯片具有很多个采用金属铝制成的微镜反射面，通过控制器控制每个微镜反射面的方向，从而精确投影出需要的图形，在连续投影的过程中，DMD芯片会吸收一部分的激光而发热，导致工作温度过高，影响3D打印的稳定性，在温度太高时甚至会失效。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种投影式3D打印机，旨在调整3D打印时的投影面积。

为实现上述目的，本发明提出的一种投影式3D打印机，包括：

工作台；

光路组件，设于所述工作台，所述光路组件包括至少一DMD芯片，所述光路组件通过所述DMD芯片发出具有预设投影图形的激光光束；

打印平台，设于所述工作台，位于所述DMD芯片下方，所述打印平台用于铺设打印材料；以及，

振镜系统，设于所述工作台，且位于所述光路组件与所述打印平台之间，所述振镜系统包括一可偏摆设置的反射镜，以通过改变所述反射镜的偏摆角度大小，对经由所述DMD芯片发出的激光光束的投影角度进行调节，以调整所述激光光束投影的加热区域。

可选地，所述振镜系统还包括摆动电机和振镜固定架，所述反射镜安装于所述振镜固定架，所述摆动电机的输出轴与所述振镜固定架连接，用以驱动所述振镜固定架摆动，以带动所述反射镜偏摆。

可选地，所述振镜系统还包括：

光栅尺传感器，设于所述反射镜，用以检测所述反射镜的实际偏摆角度；以及，

控制器，与所述光栅尺传感器连接，以根据所述光栅传感器检测到的所述反射镜的实际偏摆角度，控制所述反射镜偏摆。

可选地，所述反射镜的偏摆角度范围为±30°。

可选地，所述投影式3D打印机还包括驱动装置，所述驱动装置连接所述打印平台，以驱动所述打印平台活动。

可选地，所述驱动装置包括横向平移组件，所述横向平移组件与所述打印平台连接，用以驱动所述打印平台横向平移。