微快速原型机
专利汇可以提供微快速原型机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种小型产品的微快速 原型 机，包括切片光学图像形成部分，投影部分和加工成型部分，其中，切片光学图像形成部分包括存储所述小型产品切片的图像数据及控制程序的控制计算器、发出可见光的 光源 、由控制计算器控制偏转而将零件切片的数字图像转化为光学图像的数字微镜面装置、位于光源和数字微镜面装置之间的照明模 块 ；投影部分，包括将切片光学图像投影并聚焦到加工成型部分的光敏 树脂 上的投影聚焦透镜和可动地阻断投影光线的快 门 ；加工成型部分包括盛装液态光敏树脂的树脂池和在其上形成与切片形状对应的树脂薄层的制造平台。，下面是微快速原型机专利的具体信息内容。
1.一种微快速原型机，其特征在于，包括切片光学图像形成部分，投 影部分和加工成型部分，其中，由该切片光学图像形成部分中产生一光线， 该光线经该投影部分照射到该加工成型部分上，
切片光学图像形成部分包括存储所述小型产品切片的图像数据及控制 程序的控制计算器、发出可见光的光源、由控制计算器控制偏转而将零件切 片的数字图像转化为光学图像的数字微镜面装置、位于光源和数字微镜面装 置之间的照明模块，由该光源发出的光线经该照明模块调节而完全照射在该 数字微镜面装置上，该控制计算器根据当前加工切片的数据输出控制信号， 以控制该数字微镜面装置的转动；
投影部分，包括将切片光学图像投影并聚焦到加工成型部分的光敏树 脂上的投影聚焦透镜和可动地阻断投影光线的快门，该快门位于该数字微镜 面装置和该投影聚焦透镜之间；
加工成型部分包括盛装液态光敏树脂的树脂池和在其上形成与切片形 状对应的树脂薄层的制造平台，经该切片光学图像形成部分的该数字微镜面 装置反射的光线经投影部分中的投影聚焦透镜聚焦在该加工成型部分的树 脂池中。
2.如权利要求1所述的微快速原型机，其特征在于，所述数字微镜面 装置由微镜面的矩阵构成。
3.如权利要求2所述的微快速原型机，其特征在于，所述微镜面的矩 阵包括1280*720个微镜面。
4.如权利要求1所述的微快速原型机，其特征在于，所述光源为高压 汞蒸汽灯。
5.如权利要求1所述的微快速原型机，其特征在于，所述照明模块包 括中继透镜和光管。
6.如权利要求1所述的微快速原型机，其特征在于，所述投映部分还 包括滤光镜。
7.如权利要求1所述的微快速原型机，其特征在于，所述快门由步进 电机控制。
8.如权利要求1所述的微快速原型机，其特征在于，所述制造平台由 具有超精度位置控制模块的精密平移工作台支持和带动。
9.如权利要求8所述的微快速原型机，其特征在于，所述精密平移工 作台的精度为5微米。
10.如权利要求1所述的微快速原型机，其特征在于，所述制造平台具 有多个孔。
11.如权利要求1所述的微快速原型机，其特征在于，树脂池带有温度 控制装置。
技术领域
本实用新型涉及一种光学立体成型装置，特别是一种用于小型产品的微 快速原型机。
背景技术
实用新型内容
为了制造出更精细的微小产品，本实用新型提供了一种应用微快速原型 技术的微快速原型机。
此外，本实用新型提供了一种利用可见光来固化树脂的微快速原型机。
为了实现实用新型的上述目的，本实用新型的微快速原型机，包括切片 光学图像形成部分，投影部分和加工成型部分，其中，由该切片光学图像形 成部分中产生一光线，其经该投影部分照射到该加工成型部分上，切片光学 图像形成部分包括存储所述小型产品切片的图像数据及控制程序的控制计 算器、发出可见光的光源、由控制计算器控制偏转而将零件切片的数字图像 转化为光学图像的数字微镜面装置、位于光源和数字微镜面装置之间的照明 模块，由该光源发出的光线经该照明模块调节而完全照射在该数字微镜面装 置上，该控制计算器根据当前加工切片的数据输出控制信号，以控制该数字 微镜面装置的转动；投影部分，包括将切片光学图像投影并聚焦到加工成型 部分的光敏树脂上的投影聚焦透镜和可动地阻断投影光线的快门，该快门位 于该数字微镜面装置和该投影聚焦透镜之间；加工成型部分包括盛装液态光 敏树脂的树脂池和在其上形成与切片形状对应的树脂薄层的制造平台，经该 切片光学图像形成部分的该数字微镜面装置反射的光线经投影部分中的投 影聚焦透镜聚焦在该加工成型部分的树脂池中。
数字微镜面装置可以由1280*720个微镜面的矩阵构成。
制造平台由超精度位置控制模块控制的精密平移工作台支持和带动，精 密平移工作台的精度可以达到5微米以上。
采用本发明的微快速原型机可以制造各种微小产品的原型，包括用传统 方法较难实现的各种自由形状表面及空心零件。
附图说明
下面将参照附图详细地描述本实用新型，其中：
图1为示出本发明微快速原型机结构的示意图；
图2为本发明装置中的光学路径的示意图；
图3为本发明加工成型部分的示意图。
具体实施方式
微快速原型技术是通过迭层的方式来形成三维物体，故在制造过程开始 之前，需要将目标物体的计算器三维模型以一定的增量厚度细分成多层。这 一过程称为“切片过程”，对应的三维模型的各层称为“切片”。本发明人采用 目前常用的计算器辅助设计的软件来完成切片过程。各切片的数据存储在控 制计算器中。
如图所示，本发明的微快速原型机包括切片光学图像形成部分1，投影 部分2和加工成型部分3。切片光学图像形成部分1用于将目标物体的计算 器三维模型各切片的数据转化为光学的图像，包括存储切片的图像数据及控 制程序的控制计算器(图中未示出)、光源11、照明模块12、数字微镜面装 置13。投影部分2包括投影聚焦透镜21和快门22。加工成型部分3包括树 脂池32和制造平台31。树脂池32可以带有温度控制装置。
图2示出了本发明的微快速原型机工作时内部的光路图。光源11可以 采用高压汞蒸汽灯。由光源11发出的光经中继透镜和光管组成的照明模块 12调节而完全照射在数字微镜面装置13上。数字微镜面装置13可以由包括 1280*720个微镜面的矩阵构成。控制计算器根据当前加工切片的数据输出控 制信号，带动数字微镜面装置转动，以改变光的反射方向，形成对应于切片 数据的切片光学图像。影像投影于树脂前会经过滤光镜以收窄光谱的范围。 而收窄的光谱范围正好对应感光树脂相对的光谱。
经数字微镜面装置13反射的光线经投影部分2中的投影聚焦透镜22聚 焦在树脂池32中的光敏树脂表面，使得被照射的区域选择性地固化，在制 造平台31的表面形成聚合物薄层。
在投影部分2中还包括一个由步进电机控制的快门21。快门21位于数 字微镜面装置13和投影聚焦透镜22之间，打开时，允许全部光线通过，在 关闭时阻断全部光线。通过这种方式，快门21可以控制光线照射在树脂上 的持续时间，从而实现对树脂固化过程的控制。
当一个树脂层固化结束后，快门21关闭。固化层在数秒后稳定。随后， 由精密平移工作台33带动的制造平台31向下运动，以使整个固化层浸入树 脂池32中，直到整个聚合表面完全被液态的树脂覆盖为止。制造平台随后 提升一定的高度，以保证最后形成的树脂层与液态树脂池32的表面之间的 留有的液态树脂层厚度相当于后续一层要加工切片的厚度。以此类推，每一 层都重复上述过程，所有顺序形成的树脂聚合层相互迭加，最终制造出所需 的小型产品。
支撑并带动制造平台31的精密平移工作台33具有超精度位置控制模 块，可以达到5微米的控制精度。由于树脂池32中的反应介质黏度很高， 制造平台上可以具有多个孔形成的图案。这些孔有利于光敏树脂通过制造平 台扩散。孔越大，扩散的速度越快，当然孔的大小要受到被制造产品尺寸的 限制。
树脂池32带有温度控制装置(图中未示出)，该温度控制装置在开始快 速原型之前会预先将树脂加热到所需的温度并在原型过程中保持恒温。
尽管参照优选的实施例描述了本实用新型，但本实用新型并不限于此， 本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可以对 本实用新型进行各种改进和变形。
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