一種用于光固化快速成型的刮刀調節裝置及方法
【專利摘要】一種用于光固化快速成型的刮刀調節裝置，該調節裝置是呈“幾”形塊，該“幾”形塊具有A面、B面、C面和D面，所述的B面是所述“幾”形塊一側腳部上平面，所述的C面是所述“幾”形塊另一側腳部上平面，與所述的B面位于同一個平面，所述的D面是所述“幾”形塊腳部底平面，所述的A面是所述“幾”形塊身內平面，所述的呈“幾”形塊的調節裝置可跨安裝于所述的用于光固化快速成型的刮刀上端面上，所述A面貼緊所述刮刀的外側面，所述B面和C面位于所述刮刀的兩側，接近F面，F面是光固化快速成型中的光敏材料液面。
【專利說明】一種用于光固化快速成型的刮刀調節裝置及方法

【技術領域】
[0001]本發明屬于快速成型【技術領域】，特別涉及一種用于光固化快速成型的刮刀調節裝置及方法。

【背景技術】
[0002]光固化快速成型技術是典型的逐層制造法，采用液態光敏樹脂為原料，紫外激光器在計算機的控制下根據零件的分層截面信息，在光敏樹脂等相應材料的液面上進行逐點掃描，被掃描區域的樹脂經過光聚合反應而固化，形成零件的一個分層截面，一層固化好之后，升降工作平臺下降一個分層厚的距離，以便在先前固化好的零件分層截面上重新涂抹一層新的液態樹脂，然后計算機控制激光器再掃描下一分層截面，層與層之間也因此而緊密連接在一起沒有縫隙。如此反復直至整個零件成型。利用該方法可制作任意復雜結構的樣件。
[0003]在成型過程中，當完成一層樹脂的固化后，承載加工件的升降工作臺在電機的驅動下，帶動其下降一個層厚的高度，由于樹脂的粘滯性，工作臺下降會導致樹脂槽中的樹脂液面產生擾動，此時需借助一個可作水平運動的刮平裝置來加速樹脂液面的流平。
[0004]目前較常見的刮平裝置是帶有負壓吸附空腔的刮刀，如圖2所示，利用負壓原理時需要調整刮刀的刀口端面位置與樹脂液面間保留有一個0.lmm-0.2mm的間隙(圖7中的h)，利用負壓原理和樹脂表面的張力毛細現象使刮刀的空腔存有一定量的樹脂，隨著刮刀的運動，可利用刮刀的刀口將工件上未固化樹脂凸出的部分刮平，利用刮刀空腔將凹陷的部分填平。但是，若該間隙h值過小或h〈0，則大量樹脂被吸入刮刀空腔，嚴重影響成型制件的單層精度；反之，若該間隙h值過大，則刮刀的刮平作用降低，同樣影響制件的成型精度。
[0005]現有結構形式的刮刀存在的主要問題在于:刮刀的刀口端面與樹脂液面間
0.lmm-0.2mm的間隙難以保證，目前的檢測方法如圖1所示，在刮刀I兩端的左右側面均有一個探針固定座2，依靠人眼觀測探針3的針尖與液面之間的距離來判斷刮刀刀口與樹脂液面間的間隙，很顯然利用該方法，存在誤差是難以避免的。上述問題必然影響后續成型制品的成型精度。


【發明內容】

[0006]針對上述描述中關于現有刮刀結構中存在的刮刀刀口位置與樹脂液面之間的間隙難以檢測的現象，本發明的主要目的在于提出了一種新的檢測裝置和方法，利用該方法不僅可以檢測刮刀刀口位置與樹脂液面之間的間隙還可以檢測刮刀的水平度。
[0007]本發明的技術方案是，一種用于光固化快速成型的刮刀調節裝置，該調節裝置是呈“幾”形塊，該“幾”形塊具有A面、B面、C面和D面，
[0008]所述的B面是所述“幾”形塊一側腳部上平面，
[0009]所述的C面是所述“幾”形塊另一側腳部上平面，與所述的B面位于同一個平面，
[0010]所述的D面是所述“幾”形塊腳部底平面，
[0011]所述的A面是所述“幾”形塊身內平面，
[0012]所述的呈“幾”形塊的調節裝置可跨安裝于所述的用于光固化快速成型的刮刀上端面上，所述A面貼緊所述刮刀的外側面，所述B面和C面位于所述刮刀的兩側，接近F面，
[0013]F面是光固化快速成型中的光敏材料液面。
[0014]一種用于光固化快速成型的刮刀調節方法，設定測距傳感器的位置位于水平測量面E面，G面為所述刮刀刀口平面，測距傳感器到B面的距離為hi，測距傳感器到C面的距離為h3，B面到D面的距離為a，D面到G面的距離為b，E面到F面的距離為h2，G面到F面的距離為h，
[0015]具體步驟包括對所述刮刀的調平，方法是測量距離hi和h3，若hi = h3，則刮刀水平，否則調整刮刀位置后再測量距離hi和h3，直到hi = h3，
[0016]刮刀調平后，測量獲得hi和h2，得出h = h2 — hi 一 a 一 h,
[0017]若0.1mm < h < 0.2mm， (I)
[0018]則調節完成，否則調整刮刀的高度，直至滿足式⑴要求。
[0019]本發明的有益效果在于，克服了原有方法難以準確檢測刮刀刀口位置至樹脂液面的距離這一問題，實現了該距離的精確檢測，同時該方法還有助于實現刮刀的快速調平。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為現有的的刮刀及其檢測裝置圖。
[0021]圖2為刮刀的截面圖。
[0022]圖3為本發明中用于檢測的裝置。
[0023]圖4為本發明檢測時的狀態圖。
[0024]圖5為本發明檢測時的截面圖。
[0025]圖6為本發明實施例中測距傳感器檢測原理圖。
[0026]圖7為本發明測試原理圖。
[0027]其中:1——刮刀，2——探針固定座，3——探針，4——氣泡水平儀安裝槽，5——調節裝置。

【具體實施方式】
[0028]本發明采用“一種無橫梁的刮平裝置”中的刮平裝置，刮刀上方無橫梁結構。檢測裝置為如圖3所示的裝置，在該裝置中，內腔的A面以及外部的B面、C面以及D面的精度靠機加工保證。
[0029]當需要檢測時，將該裝置放置在刮刀上的合適位置，如圖4所示，截面圖如圖5所示。如圖6和圖7所示，采用激光測距傳感器，該激光測距傳感器在一個水平測量面內E面內移動，分別檢測該激光測距傳感器到調節裝置5的B面以及樹脂液面的距離，即可檢測出刮刀刀口位置至樹脂液面的距離，進而可根據檢測結果快速地對刮刀位置做出調整，從而精確保證刮刀在距離液面一定高度上方的合適位置。
[0030]同時，通過檢測傳感器至調節裝置5的B面、C面的距離，可檢測刮刀的水平度，實現刮刀的快速調平。
[0031]檢測時，將調節裝置5放置在刮刀上，如圖4所示。首先對刮刀進行調平，當激光測距傳感器的位置固定時，分別在多個位置檢測測距傳感器到調節裝置5的檢測面B、C面的距離hi和h3，若hi =h3，則刮刀水平。反之，應對刮刀位置做出相應的調整，并再次檢驗，直至hl、h3之差在合理的誤差范圍即可。
[0032]刮刀調平之后，分別檢測測距傳感器到調節裝置5的B面的距離hl，以及到樹脂液面的距離h2，結合調節裝置5的檢測面B面或C面到最底面D面的距離a，以及最底面D面到刮刀刀口位置G面的距離b均已知，可得出刮刀刀口位置G面至樹脂液面F面的距離h = h2-hl-a-b。若h滿足0.1mm?0.2mm的范圍，則間距合適，否則，調整刮刀的高度，直至h滿足要求。
[0033]對于光固化快速成型技術中現有刮刀結構中存在的刮刀刀口位置與樹脂液面之間的間隙難以檢測的現象，本發明采用激光測距傳感器對該間隙進行檢測，激光測距傳感器的檢測范圍較小，并和檢測精度有關，選擇檢測精度為2.5 ym的傳感器，檢測范圍為±10mm。由于刮刀的高度超過了傳感器的檢測范圍，設計輔助的裝置來進行檢測。
【權利要求】
1.一種用于光固化快速成型的刮刀調節裝置，其特征在于，該調節裝置是呈“幾”形塊，該“幾”形塊具有八面、8面、面和0面， 所述的8面是所述“幾”形塊一側腳部上平面， 所述的面是所述“幾”形塊另一側腳部上平面，與所述的8面位于同一個平面， 所述的0面是所述“幾”形塊腳部底平面， 所述的八面是所述“幾”形塊身內平面， 所述的呈“幾”形塊的調節裝置可跨安裝于所述的用于光固化快速成型的刮刀上端面上，所述八面貼緊所述刮刀的外側面，所述8面和面位于所述刮刀的兩側，接近？面， ？面是光固化快速成型中的光敏材料液面。
2.一種用于光固化快速成型的刮刀調節方法，采用如權利要求1所述的調節裝置，其特征在于， 設定測距傳感器的位置位于水平測量面2面， 6面為所述刮刀刀口平面， 測距傳感器到8面的距離為匕1， 測距傳感器到面的距離為匕3， 8面到0面的距離為1 0面到面的距離為比 2面到？面的距離為112， 6面到到？面的距離為匕， 具體步驟包括對所述刮刀的調平，方法是測量距離卜1和卜3，若卜1 =卜3，則刮刀水平，否則調整刮刀位置后再測量距離卜1和卜3，直到卜1 =匕3， 刮刀調平后，測量獲得111和112，得出卜=112 一 111 一 8 一 6， 若0.1臟 ? 卜? 0.2臟，(1) 則調節完成，否則調整刮刀的高度，直至滿足式(1)要求。
【文檔編號】G01B11/14GK104457601SQ201410837716
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月24日 優先權日:2014年12月24日
【發明者】趙毅 申請人:上海數造三維科技有限公司