低成本DLP技术3D打印机的研制及应用


第一发明人:彭爽  联系电话:15955380869 性别:男  民族:汉族
出生年月日:2000-02-17 一年级 
推荐学校:安徽师范大学附属中学  
辅导教师姓名:彭新发   邮箱:190368680@qq.com  联系电话:15955380869 
   摘要-结构组成:DLP技术的3D打印机主要结构可分为:三维模型切片系统;DLP光固化系统;机架系统;升降平台系统;打印平台系统;树脂液槽系统。打印开始时,升降平台连接的打印平台下降到光敏树脂液面下一个层厚的高度,接着DLP光固化系统投出切片影像,固化相应面积的树脂,形成塑料薄片,接着平台下降一个层厚的高度,进行第二次投影固化形成第二层薄片并和第一层在竖直方向粘结,重复进行此过程,最后完成打印。 
   摘要-主要特征:本项目DLP技术的3D打印机主要特征如下:制作成本很低,结构简单便携;打印精度高,打印速度快;非常方便使用维护和调试;机器大体布局:投影仪上置下投,升降平台连接打印平台竖直放置,浸入液槽;投影仪技术:使用富可视LP70+投影仪,改装镜头;滑台总成:由42步进电机和滚珠丝杠滑台组成,理论直线机构往复精度0.02mm;树脂槽:50ml烧杯;打印平台:1.5mm玻璃纤维板。 
   摘要-主要用途:市面上传统的DLP技术的3D打印机体积大,结构复杂,价格昂贵,目前DLP技术的3D打印机无法真正普及使用。该项目设计的这款DLP技术的3D打印机,成本很低,结构简单便携,非常适合基础教学、创客、3D图像、工艺首饰各个领域的普及使用。 
   摘要-创新点:市面上传统的DLP技术的3D打印机体积大,结构复杂,价格昂贵。该项目DLP技术的3D打印机制作成本很低,结构简单便携,打印精度高,打印速度快;非常方便使用维护和调试。尤其适合DLP技术3D打印技术的普及推广应用。与目前市面上同类产品比较:该项目使用下投式光固化;该项目使用时不需要特殊覆膜;该项目的最好精0.02mm;该项目成本800元人民币,市面上同类产品几万至几十万人民币不等。 
   问题提出/创意设想:目前市面上传统的DLP技术的3D打印机体积大,结构复杂,使用不方便,尤其是价格非常昂贵,无法真正普及使用。该项目的目的,就是设计一款成本很低,结构简单便携,非常适合基础教学、创客、3D图像、工艺首饰各个领域的普及使用的DLP技术的3D打印机。 
   解决方案/实现构思:一硬件:机器大体布局:投影仪上置下投,升降平台连接打印平台竖直放置,浸入液槽;投影技术:使用富可视LP70+投影仪,改装镜头,在打印平台聚焦投影;滑台总成:由42步进电机和滚珠丝杠滑台组成,理论直线机构往复精度0.02mm;树脂槽:50ml烧杯;打印平台:1.5mm玻璃纤维板。二电子部分:主控板arduinonano(atmealatmega328pu);步进电机驱动easydriver4.4(A3967步进驱动芯片)(DIR,STEP两线制驱动);工作电压步进电机驱动部分9V 逻辑部分5V。三切片软件固件:固件:机床控制软件,打印过程中通过串口识别电脑发出G代码控制滑台总成;软件:切片软件,控制投影仪,控制打印过程。四通讯:arduino连接电脑,投影切片图像。五打印机主要参数:输入:220V50-60HZ输出:9V—2A打印层厚0.02-0.1mm打印体积25*25*30mm 
   使用或试用效果/科学原理:该项目DLP技术的3D打印机的打印方法是:打印开始时,升降平台连接的打印平台下降到光敏树脂液面下一个层厚的高度,接着DLP光固化系统投出切片影像,固化相应面积的树脂,形成塑料薄片,接着平台下降一个层厚的高度,进行第二次投影固化形成第二层薄片并和第一层在竖直方向粘结,重复进行此过程,最后完成打印。实现了制作的低成本,结构简单便携,打印精度高,打印速度快,非常适合该技术的普及应用。 
   优点:目前市面上的DLP打印机多采用上投式光固化,该项目使用下投式;目前市面上的DLP打印机打印时需要特殊覆膜,该项目的不需要;目前市面上的DLP打印机最好精度0.05mm,该项目的最好精度0.02mm;目前市面上的DLP打印机价格3万至几十万人民币(下图的淘宝价格31999元人民币),该项目800元RMB;目前市面上的DLP打印机结构比较复杂,不易随带,该项目结构清晰简易便携; 
   还需进一步研究的问题:进一步使用标准件;将滑台部分标准化,易于他人组装,增加打印体积。 
   新颖 该项目查新使用的数据库及网站:往届大赛获奖作品;国内外学术网站;中国发明专利信息;百度、google,淘宝等搜索引擎进行相关检索。该项目查新用的关键词:DLP技术的3D打印机,光固化技术的3D打印机,光敏树脂3D打印机。查到3个实用新型的DLP技术的3D打印机,但是与该项目相比:目前市面上的DLP打印机采用上投式光固化,该项目使用下投式;目前市面上的DLP打印机打印时需要特殊覆膜,该项目的不需要;目前市面上的DLP打印机最好精度0.05mm,该项目的最好精度0.02mm;目前市面上的DLP打印机价格3万至几十万人民币,该项目800元RMB;目前市面上的DLP打印机结构比较复杂,不易随带,该项目结构清晰简易便携。经对检索出的相关作品进行分析、对比,结论如下:本项目具有如下创新和推广意义:低成本,高打印精度,高打印速度;简易的使用维护调试;简单的结构,便携式;更适用基础教学,创客,3D图像,工艺首饰各个领域的使用.