CN201070836Y - 一种用于光固化快速成型的树脂加热系统 - Google Patents
一种用于光固化快速成型的树脂加热系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于光固化快速成型的树脂加热系统，由主槽、副槽、导热介质、加热器构成。用于盛装光敏树脂的主槽和副槽，采用夹层结构，夹层内充注热容和导热系数较大的热传导油，用电加热方式维持导热油温度在所设定的值，通过导热油的循环从五个方向对光敏树脂进行均匀的加热。本实用新型克服了对光敏树脂加热不均匀的缺点，使在树脂槽不同部位的树脂在加热和光固化的过程中保持均匀的温度，通过恒温控制装置控制电加热器，使光固化树脂的工作温度维持在某一设定值。从而提高光固化快速成型工件的成型精度，节约了设备的维护费用。采用这种发明可达到0.1℃的精度。
Description
一技术领域
本发明属于快速原形制造技术领域，主要涉及光固化快速成型工艺过程中的光敏树脂的加热与温度的恒温控制。
二背景技术
快速原型制造技术又简称快速成形技术，其核心是基于数字化的新型成形技术，它可以自动、快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的原型或直接制造零件(工件)，能有效地缩短产品的研发周期，是提高产品质量、缩减产品成本的有力工具。光固化快速成型是以在特定波长的光辐射下能快速固化的光敏树脂为材料，根据工件的CAD三维模型数据，通过计算机控制的激光光束扫描或可编程光掩模的投影使光敏树脂表层固化而形成工件的一个堆积层。然后，承载工件的工作台按工艺的要求沿垂直方向下移至一个堆积层的距离使已固化的光敏树脂(成型工件堆叠层)表面重新涂覆上一层未固化树脂，重复前述的光固化步骤使新固化树脂的堆积层粘结在前一次固化的堆积层上，这一过程不断重复直至整个工件制造完成为止，用这种方法可以快速制造出任意复杂形状的设计原型。
显然，在上述的光固化过程中，工件的制作是沿垂直方向下移至下一层完成逐层的堆积形成，维持树脂加热后的温度恒温控制十分重要，它直接影响成型工件在垂直方向的尺寸精度，偏差严重会导致整个工件报废。
通常有两种方法用于光固化快速成型工艺的光敏树脂加热。一种是热空气循环法，它是一种简单可行的方法，其原理是在树脂槽底部注入热空气，对光敏树脂进行加热。通过热空气的不断循环进行加热的方式受环境温度的影响，且树脂槽在开箱时，热平衡将被打破。由此方式加热出现的树脂小分子溶剂蒸发导致激光器受到污染，影响到扫描镜片的使用寿命，直接造成维护成本升高。另一种是加热板直接加热法，这种方法是利用加热板直接帖在树脂槽上对树脂进行加热，加热过程中，温度呈现梯度变化，造成加热不均匀。并且在工件的制作过程中，随着树脂槽的下降，温度升高，温度的变化直接影响工件每一层的成型精度，造成工件的变形。
另外，上述的树脂加热方法带来的树脂加热不均匀，以及树脂小分子溶剂的蒸发对设备的污染，是现有的方法难以方便地实现树脂均匀加热和加热温度恒温控制精度。
三发明内容
鉴于上述方法和技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种光固化快速成型工艺的树脂加热系统，其特征在于将树脂槽设计为夹层结构，在夹层中注入导热介质，导热介质包围住树脂槽，通过恒温控制装置控制电加热器，使光固化树脂的工作温度维持在某一设定值。
本发明包括：
1.光固化快速成型设备的树脂槽由主槽和副槽组成，主槽开有溢流口，主槽用于盛装成型工件的光固化树脂，副槽设计为用于盛装在工件成型过程中因维持主槽的树脂液面高度而通过槽壁上的溢流口流出的多余树脂。
2.主槽和副槽采用夹层结构，主槽的底部与副槽的表面形成夹层空间，副槽将主槽部分包围。
3.在夹层空间内充注导热介质，导热介质是使用热容和导热系数较大的热传导油，使在树脂槽不同部位的树脂在加热和光固化的过程中尽可能保持均匀的温度。
4.用电加热方式维持导热油温度在所设定的值，通过导热油的循环从五个方向对光敏树脂进行均匀的加热，使光固化树脂的工作温度维持在某一设定值。
本发明采用向树脂槽的主槽和副槽形成的夹层空间充注热传导油，对可作垂直运动的树脂槽主槽的五个面进行加热的方法，实现树脂加热和恒温控制，它不但可以克服现有方法容易加热不均匀的缺点，也可以克服现有方法对设备的污染。由于工件制作中，温度的恒定，使得每下降一固化层时，成型的精度不受到温度带来的影响。提高了工件的成型精度，并降低了设备的维护成本。
四附图说明
图1是具有主槽、附槽、夹层、导热介质、电加热器结构的恒温控制树脂槽示意图，其中：主槽1用于盛装成型工件的光固化树脂4，附槽2用于盛装在工件成型过程中因维持主槽的树脂液面高度而通过溢流口3流出的多余树脂5，主槽1和附槽2采用夹层结构7，夹层结构7内充注导热介质6，导热介质6是使用热容和导热系数较大的热传导油，使在树脂槽不同部位的树脂在加热和光固化的过程中尽可能保持均匀的温度，通过恒温控制装置控制电加热器8可使光固化树脂的工作温度维持在某一设定值。
五具体实施方式
参看图1，本发明包括：光固化快速成型设备的树脂槽由主槽和副槽组成，主槽开有溢流口，主槽用于盛装成型工件的光固化树脂，副槽设计为用于盛装在工件成型过程中因维持主槽的树脂液面高度而通过槽壁上的溢流口流出的多余树脂。主槽和副槽设计为夹层结构，主槽的底部与副槽的表面形成夹层空间，副槽将主槽部分包围。在夹层空间内充注导热介质，导热介质是使用热容和导热系数较大的热传导油，使在树脂槽不同部位的树脂在加热和光固化的过程中尽可能保持均匀的温度。电加热器通过恒温控制装置进行控制，使光固化树脂的工作温度维持在某一设定值。
工作时，主槽的电热恒温装置维持树脂在某一设定的工作温度以便降低树脂的粘滞度，实现树脂加热和恒温控制，它不但可以克服现有方法容易加热不均匀的缺点，也可以克服现有方法对设备的污染。由于工件制作中，温度的恒定，使得每下降一固化层时，成型的精度不受到温度带来的影响。降低设备的维护成本并且有效控制工件的成型精度，从而提高工作效率。采用本发明可实现0.1摄氏度的温度精度。
Claims (2)
1.一种用于光固化快速成型的树脂加热系统，其特征在于：包括带溢流口(3)的主槽(1)以及位于主槽(1)外侧的附槽(2)，光固化树脂(4)位于主槽(1)中，通过溢流口(3)流出的多余树脂(5)在副槽(2)中，主槽(1)的四周及底部和附槽(2)形成夹层(7)，导热介质(6)与电加热器(8)在夹层(7)中。
2.根据权利要求(1)所述的一种用于光固化快速成型的树脂加热系统，其特征在于：所述的电加热器(8)被安装在夹层(7)中主槽(1)的四周及底部共五个不同方向的壁上。
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