光固化LCD-3D打印机原理解析 (致敬开放此发明的发明者)


作者声明本来想申请专利了,实在忙不过来。捂着不去生产也是浪费。干脆让大家共享吧。在这之前申请的与这相关的专利不受这个公开的影响。但是在这个公开以后申请的专利,就不会得到专利局授权了。


命名:《LCD 3D Printer 》

命名说明:这次发明的3D打印机是一种利用光固化树脂成型技术的3D打印机。既不是DLP投影仪成像也不是激光成型。而是全新的理念“LCD选择性区域透光原理”3D打印机。所以叫 LCD 3DPrinter

原理图简介如下:
图片说明:1光源,2聚焦透镜,3菲涅尔透镜,4偏振膜,5液晶屏,6偏振膜,7储液槽底膜,8光固化树脂,9固化成型件托板。

 光固化LCD-3D打印机原理解析 (致敬开放此发明的发明者)

工作原理:光源透过聚光镜,使光源分布均匀。菲涅尔镜使光线垂直照射到液晶屏。液晶屏两面分别由偏振膜,偏振膜是液晶显示的成像基础。任何液晶屏自身都有偏振膜。液晶屏的成像显示就是透明显示的,图像会透过液晶屏照射在光固化树脂上。液晶屏像素精度一般在0.1mm。例如

光固化LCD-3D打印机原理解析 (致敬开放此发明的发明者)

托板与底膜之间很薄的树脂液体在液晶屏透光照射下发生固化。托板将固化部分提起,让液体补充进来,托板再次下降,托板与底膜之间的薄层再次曝光。

后续,逐步补充详细内容。

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 补充:专利申请草稿:(已经放弃专利申请,就把专利申请书草稿公开,让读者看的更明白)

 

LCD液晶屏选择性透光成像原理3D打印机成像系统

 

技术领域

本发明申请一种快速成型工艺,独特的选择了LCD液晶成像,选择性透光,使液态光敏固化树脂固化成型的设备。

 

技术背景

3D打印是新型快速成型制造技术。它通过多层叠加生长原理制造产品。它能克服传统机械加工无法实现的特殊结构障碍。可以实现任意复杂结构部件的简单化生产。现有的3D打印技术分为,热熔塑胶基础技术FDM。激光烧结成型技术。光固化液态树脂选择区域固化成型技术。本发明是属于光固化液态树脂选择区域固化成型技术。现有的光固化打印机分类为:1.激光绘图成像紫外频谱光固化技术,2.投影仪图像化照射成型技术,3.激光扫描成像光固化技术。

 

本发明的特点:

1利用液晶屏LCD成像原理,在微型计算机及显示屏驱动电路的驱动下,由计算机程序提供图像信号。在液晶屏幕上出现选择性的透明区域。2在紫外光源的照射下,液晶屏幕的图像透明区域对紫外光阻隔减小,在没有图像显示的区域,紫外光线被阻挡。透过液晶屏的紫外光线构成紫外光图像区域。3.在液晶屏幕的表面安放光固化液态树脂承载槽草地为透明薄膜,紫外光线经过透明薄膜照射到液态光固化树脂,使被紫外光照射的树脂产生固化反映,被照射到的液态树脂成为固态。液晶屏幕不透光的部分遮挡了紫外光线。被遮挡部分的液态光固化树脂没有被紫外光线照射到,没有被照射到的部分树脂仍然保持液态。经过固化的树脂就是我们3D打印机制造的产品成型部分。4.液晶显示屏的显示精度高。例如分辨率为1280 X 768 像素,  12英寸显示屏点阵精度达到0.16X0.16mm。也就是说透过液晶显示屏成像的产品成型的尺寸精度可以达到0.16mm。5.液晶屏成像直接接触性成型,图形变形率低,生产的产品精度高。而现有的投影仪的光线经过多次成像透镜之后图形就会发生光学变形,虽然变形很微小,但是制造精度是无法保证的。它所生产的产品不能达到工业级精度。

6.本发明的机器产品成型尺寸大,是任何现有光固化树脂成型技术都无法比拟的。无论是激光还是投影或者是扫描都有光路分配需要很大的设备尺寸来满足光路配置,而本发明的光路最短,机器尺寸最小。而相同尺寸机器我们的加工尺寸是其它机器加工零件尺寸的数倍。

7.节能省电,常用的投影仪,包括DLP投影仪和液晶成像投影仪都需要大功率照明灯作光源,在对光固化树脂固化的时候,适合于光固化树脂波长的光线含量很低,要付出很大的浪费才能使树脂固化产生很小的反应。本发明采用准确选择性的375—405NM的LED光源,只用投影仪1%—10%的功耗就能满足光固化树脂干光固化的条件。 

 

原理说明 

1.   液晶显示屏成像固化系统的安装顺序是从下向上排列。1是LED光源。2是聚光透镜。3是菲涅耳透镜。4粘贴在液晶显示屏下面的偏振膜。5水平放置的液晶显示屏。6粘贴在液晶显示屏上面的偏振膜。7透明薄膜构建的储液槽底。8液态光固化树脂。9可上下移动的零件托板。

2.    紫外线光源采用半导体LED光源,或者辅助增加高压钠灯来提高光强度,缩短曝光固化时间。

3.    液晶显示屏上放的储液槽,底部是透明薄膜结构。要比较松弛。不要过于绷紧,有利于固化后脱膜。

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 此项技术由助手 王智鸣协助完成。在王智鸣的建议下作一次技术开源尝试。

以上文字转载自网上,作为一个在3D打印行业从业多年的老兵,小蚂蚁团队(旗下赤兔品牌)看到此文章,由衷钦佩作者的开放心态和对技术的孜孜追求,再次感谢作者的无私奉献。国内外利用此原理开发的相关LCD 3D打印机,正不断涌现,希望行业越做越好。

 
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