一种木质文物3D打印修复设备及使用方法

摘要

本发明属于3D打印设备技术领域，尤其是一种木质文物3D打印修复设备及使用方法，包括壳体，所述壳体的中部固定安装有工作台，所述工作台的上表面固定安装有升降台，所述升降台的内部安装有电动升降杆，所述升降台的顶部下方固定安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的一端固定连接有成型平台。该木质文物3D打印修复设备及使用方法，通过设置超声波清洗机，启动电动升降杆，将清洗罩底部降到LCD液晶屏上，在启动送液泵将酒精箱内的酒精通过送液管泵送至清洗罩内，启动超声波发生器，利用超声波在酒精中引起剧烈的紊流和震动来对打印件进行清洗，有效解决了现有的文物D打印修复设备缺少一体化的清洗机影响工作效率的技术问题。

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印设备技术领域，尤其涉及一种木质文物3D打印修复设备及使用方法。

背景技术

传统的文物外形修复工艺分为博物馆修复与民间修复。博物馆修复是以石膏为主，各种化学胶水为辅，民间修复主要分为：金缮和锔瓷两种，修复过程繁琐复杂，价格昂贵，随着科技的发展，出现了光固化3D打印机技术，该技术的基本原理是通过紫外激光束，按照设计好的原件层截面，聚焦到工作槽中的光敏树脂混合液体，逐点固化，由点及线，由线到面，层层叠加完成三维打印件，通过该技术可对破损的文物进行打印修复。

但是现有的光固化打印机使用的都是树脂材料，这种材料在打印时会产生微毒的气体，作业人员长时间处于这种气体中会影响身体健康，此外经过光固化成型后的打印件需要清洗，一般需要将其从成型平台取下放置在专门的清洗机中清洗，这影响了文物修复工作的效率。

发明内容

基于现有的文物3D打印修复设备，在打印时产生有毒废气影响作业人员的身体健康和缺少一体化的清洗机影响工作效率的技术问题，本发明提出了一种木质文物3D打印修复设备及使用方法。

本发明提出的一种木质文物3D打印修复设备及使用方法，包括壳体，所述壳体的中部固定安装有工作台，所述工作台的上表面固定安装有升降台，所述升降台的内部安装有电动升降杆，所述升降台的顶部下方固定安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的一端固定连接有成型平台，所述工作台的上表面固定安装有LCD液晶屏，所述工作台通过螺栓活动安装有树脂槽，所述树脂槽位于所述LCD液晶屏的正上方，所述壳体的内底壁固定安装有树脂罐，所述树脂槽的侧表面开设有进料口、出料口和溢料口，所述树脂罐的侧表面开设有给料口和回料口，所述树脂罐的上表面开设有溢料回收口；

所述壳体的底部设置有废气处理装置，所述废气处理装置对光固化打印时产生的一些有毒废气进行压缩冷凝液化收集处理；

所述工作台的上方设置有三维扫描装置，所述三维扫描装置对需要修复的文物进行扫描，判断其表面形状，从而获得高精度STL模型；

所述升降台的设置有超声波清洗装置，所述超声波清洗装置对光固化后的模型进行超声波清洗。

优选地，所述壳体的内底壁固定安装有进料水泵和回料水泵，所述进料水泵分别固定连通有所述进料口和所述给料口，所述回料水泵分别固定连通有所述出料口和所述回料口，所述溢料口通过管道固定连通有所述溢料回收口；

通过上述技术方案，由进料水泵将树脂罐里的树脂泵入树脂槽，由回料泵将树脂槽内剩余的树脂泵送至树脂罐，溢料口防止树脂溢出树脂槽。

优选地，所述废气处理装置包括空气压缩机，所述空气压缩机固定安装在所述壳体的内底壁，所述工作台的上表面开设有抽气口，所述工作台的下表面固定安装有抽气机，所述抽气机的一端与所述抽气口固定连通，所述抽气机的另一端通过管道与所述空气压缩机固定连通；

通过上述技术方案，由抽气机将打印时产生的废气通过抽气口抽送至空气压缩机。

优选地，所述空气压缩机的一端通过管道固定连通有冷凝器，所述冷凝器通过管道固定连通有集液箱，所述集液箱固定安装在所述壳体的内底壁；

通过上述技术方案，由空气压缩机将废气压缩液化，以将气态压缩成液态，再经过冷凝器进一步冷凝以将废气中的水蒸气冷凝成水，并将液化后的废气储存在积液箱内。

优选地，所述三维扫描装置包括支撑柱，所述支撑柱呈对称分布的固定安装在所述工作台的上表面，所述支撑柱的顶端固定安装有限位板，所述支撑柱的表面滑动套接有扫描架，所述扫描架的侧表面安装有三维扫描仪；

通过上述技术方案，启动升降电机通过升降电机对扫描架进行竖向升降，再启动三维扫描仪对破损的文物进行扫描，从而获得初始模型数据。

优选地，所述工作台的上表面固定安装有升降电机，所述升降电机的输出轴固定套接有丝杆，所述丝杆的一端与所述限位板下表面转动连接，所述丝杆的表面与所述扫描架螺纹连接；

通过上述技术方案，升降电机转动带动丝杆转动，丝杆转动带动扫描架竖向升降，限位板对扫描架的高度进行限位。

优选地，所述超声波清洗装置包括清洗罩，所述清洗罩的底部安装有密封防水圈，所述清洗罩的一端与所述电动升降杆固定连接；

通过上述技术方案，由电动升降杆带动清洗槽降到LCD液晶屏上，由密封防水圈对其底部进行密封。

优选地，所述超声波清洗装置还包括酒精箱，所述酒精箱固定安装在所述壳体的顶部上表面，所述壳体的顶部上表面固定安装有抽液泵，所述抽液泵固定连通有抽液管，所述抽液管的一端与所述清洗罩固的底侧壁固定连通，所述抽液泵固定连通有排液管，所述排液管固定安装在所述壳体的背面；

通过上述技术方案，由抽液泵将清洗罩内的对打印机进行清洗后的酒精抽出，并通过排液管排出。

优选地，所述壳体的顶部上表面固定安装有送液泵，所述送液泵固定连通有送液管，所述送液管的一端与所述清洗罩的顶侧壁固定连通，所述送液泵通过管道与所述酒精箱固定连通，所述清洗罩的外侧表面固定安装有超声波发生器，所述清洗罩的内侧壁固定安装有超声波震动板，所述超声波发生器与所述超声波震动板电连接；

通过上述技术方案，由送液泵将酒精箱内的酒精通过送液管泵送至清洗罩，再启动超声波发生器，利用超声波在酒精中引起剧烈的紊流和震动来对打印件进行清洗。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置超声波清洗机，启动电动升降杆，将清洗罩底部降到LCD液晶屏上，在启动送液泵将酒精箱内的酒精通过送液管泵送至清洗罩内，启动超声波发生器，利用超声波在酒精中引起剧烈的紊流和震动来对打印件进行清洗，有效解决了现有的文物D打印修复设备缺少一体化的清洗机影响工作效率的技术问题。

2、通过设置废气处理装置，由抽气机将光固化打印时产生的废气抽送至空气压缩机，由空气压缩机将废气压缩液化，以将气态压缩成液态，再经过冷凝器进一步冷凝以将废气中的水蒸气冷凝成水，并将液化后的废气储存在积液箱内，有效解决了现有的文物D打印修复设备在打印时产生有毒废气影响作业人员的身体健康的技术问题。

3、通过设置三维扫描装置，启动升降电机，由升降电机转动带动丝杆转动，丝杆转动带动扫描架竖向升降，再由在扫描架上的三维扫描仪对破损的文物进行扫描，以便获取初始的模型数据。

附图说明

图1为本发明提出的一种木质文物3D打印修复设备及使用方法的示意图；

图2为本发明提出的一种木质文物3D打印修复设备及使用方法的酒精箱结构的立体图；

图3为本发明提出的一种木质文物3D打印修复设备及使用方法的三维扫描仪结构的立体图；

图4为本发明提出的一种木质文物3D打印修复设备及使用方法的工作台结构的立体图；

图5为本发明提出的一种木质文物3D打印修复设备及使用方法的LCD液晶屏结构的立体图；

图6为本发明提出的一种木质文物3D打印修复设备及使用方法的树脂槽结构的立体图。

图中：1、壳体；11、工作台；12、升降台；13、电动升降杆； 14、电动伸缩杆；15、成型平台；16、LCD液晶屏；17、树脂槽；18、树脂罐；19、进料口；191、出料口；192、溢料口；193、给料口； 194、回料口；195、溢料回收口；2、进料水泵；21、回料水泵；3、空气压缩机；31、抽气口；32、抽气机；4、冷凝器；41、集液箱；5、支撑柱；51、限位板；52、扫描架；53、三维扫描仪；6、升降电机； 61、丝杆；7、清洗罩；71、密封防水圈；8、酒精箱；81、抽液泵； 82、抽液管；83、排液管；9、送液泵；91、送液管；92、超声波发生器；93、超声波震动板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-6，一种木质文物3D打印修复设备及使用方法，包括壳体1，所述壳体1的中部固定安装有工作台11，所述工作台11的上表面固定安装有升降台12，所述升降台12的内部安装有电动升降杆13，所述升降台12的顶部下方固定安装有电动伸缩杆14，所述电动伸缩杆14的一端固定连接有成型平台15，所述工作台11的上表面固定安装有LCD液晶屏16，所述工作台11通过螺栓活动安装有树脂槽17，所述树脂槽17位于所述LCD液晶屏16的正上方，所述壳体1的内底壁固定安装有树脂罐18，所述树脂槽17的侧表面开设有进料口19、出料口191和溢料口192，所述树脂罐18的侧表面开设有给料口193和回料口194，所述树脂罐18的上表面开设有溢料回收口195；

所述壳体1的底部设置有废气处理装置，所述废气处理装置对光固化打印时产生的一些有毒废气进行压缩冷凝液化收集处理；

进一步地，所述废气处理装置包括空气压缩机3，所述空气压缩机3固定安装在所述壳体1的内底壁，所述工作台11的上表面开设有抽气口31，所述工作台11的下表面固定安装有抽气机32，所述抽气机32的一端与所述抽气口31固定连通，所述抽气机32的另一端通过管道与所述空气压缩机3固定连通；

由抽气机32将打印时产生的废气通过抽气口31抽送至空气压缩机3。

进一步地，所述空气压缩机3的一端通过管道固定连通有冷凝器 4，所述冷凝器4通过管道固定连通有集液箱41，所述集液箱41固定安装在所述壳体1的内底壁；

由空气压缩机3将废气压缩液化，以将气态压缩成液态，再经过冷凝器4进一步冷凝以将废气中的水蒸气冷凝成水，并将液化后的废气储存在积液箱内。

通过设置废气处理装置，由抽气机32将光固化打印时产生的废气抽送至空气压缩机3，由空气压缩机3将废气压缩液化，以将气态压缩成液态，再经过冷凝器4进一步冷凝以将废气中的水蒸气冷凝成水，并将液化后的废气储存在积液箱内，有效解决了现有的文物3D 打印修复设备在打印时产生有毒废气影响作业人员的身体健康的技术问题。

所述工作台11的上方设置有三维扫描装置，所述三维扫描装置对需要修复的文物进行扫描，判断其表面形状，从而获得高精度STL 模型；

进一步地，所述三维扫描装置包括支撑柱5，所述支撑柱5呈对称分布的固定安装在所述工作台11的上表面，所述支撑柱5的顶端固定安装有限位板51，所述支撑柱5的表面滑动套接有扫描架52，所述扫描架52的侧表面安装有三维扫描仪53；

启动升降电机6通过升降电机6对扫描架52进行竖向升降，再启动三维扫描仪53对破损的文物进行扫描，从而获得初始模型数据。

进一步地，所述工作台11的上表面固定安装有升降电机6，所述升降电机6的输出轴固定套接有丝杆61，所述丝杆61的一端与所述限位板51下表面转动连接，所述丝杆61的表面与所述扫描架52 螺纹连接；

升降电机6转动带动丝杆61转动，丝杆61转动带动扫描架52 竖向升降，限位板51对扫描架52的高度进行限位。

所述升降台12的设置有超声波清洗装置，所述超声波清洗装置对光固化后的模型进行超声波清洗。

进一步地，所述超声波清洗装置包括清洗罩7，所述清洗罩7的底部安装有密封防水圈71，所述清洗罩7的一端与所述电动升降杆 13固定连接；

由电动升降杆13带动清洗槽降到LCD液晶屏16上，由密封防水圈71对其底部进行密封。

进一步地，所述超声波清洗装置还包括酒精箱8，所述酒精箱8 固定安装在所述壳体1的顶部上表面，所述壳体1的顶部上表面固定安装有抽液泵81，所述抽液泵81固定连通有抽液管82，所述抽液管 82的一端与所述清洗罩7固的底侧壁固定连通，所述抽液泵81固定连通有排液管83，所述排液管83固定安装在所述壳体1的背面；

由抽液泵81将清洗罩7内的对打印机进行清洗后的酒精抽出，并通过排液管83排出。

进一步地，所述壳体1的顶部上表面固定安装有送液泵9，所述送液泵9固定连通有送液管91，所述送液管91的一端与所述清洗罩 7的顶侧壁固定连通，所述送液泵9通过管道与所述酒精箱8固定连通，所述清洗罩7的外侧表面固定安装有超声波发生器92，所述清洗罩7的内侧壁固定安装有超声波震动板93，所述超声波发生器92 与所述超声波震动板93电连接；

由送液泵9将酒精箱8内的酒精通过送液管91泵送至清洗罩7，再启动超声波发生器92，利用超声波在酒精中引起剧烈的紊流和震动来对打印件进行清洗。

通过设置超声波清洗机，启动电动升降杆13，将清洗罩7底部降到LCD液晶屏16上，在启动送液泵9将酒精箱8内的酒精通过送液管91泵送至清洗罩7内，启动超声波发生器92，利用超声波在酒精中引起剧烈的紊流和震动来对打印件进行清洗，有效解决了现有的文物3D打印修复设备缺少一体化的清洗机影响工作效率的技术问题。

进一步地，所述壳体1的内底壁固定安装有进料水泵2和回料水泵21，所述进料水泵2分别固定连通有所述进料口19和所述给料口 193，所述回料水泵21分别固定连通有所述出料口191和所述回料口 194，所述溢料口192通过管道固定连通有所述溢料回收口195；

由进料水泵2将树脂罐18里的树脂泵入树脂槽17，由回料泵将树脂槽17内剩余的树脂泵送至树脂罐18，溢料口192防止树脂溢出树脂槽17。

通过设置三维扫描装置，启动升降电机6，由升降电机6转动带动丝杆61转动，丝杆61转动带动扫描架52竖向升降，再由在扫描架52上的三维扫描仪53对破损的文物进行扫描，以便获取初始的模型数据。

步骤一：将破损的文物放置在工作台11上，启动升降电机6通过升降电机6对扫描架52进行竖向升降，再启动三维扫描仪53对破损的文物进行扫描，从而获得初始模型数据，再将初始模型数据导入数字模型软件，进行文物的模型修正、文物复原建模，再将复原后的模型数据导入打印机进行光固化打印。

步骤二：启动抽风机，通过抽风机将打印机进行光固化打印时产生的废气抽送至空气压缩机3，由空气压缩机3将废气压缩液化，以将气态压缩成液态，再经过冷凝器4进一步冷凝以将废气中的水蒸气冷凝成水，并将液化后的废气储存在积液箱内。

步骤三：启动电动升降杆13，将清洗罩7底部降到LCD液晶屏 16上，通过清洗罩7底部的密封防水圈71对其进行密封处理，再启动送液泵9，将酒精箱8内的酒精通过送液管91泵送至清洗罩7，再启动超声波发生器92，由超声波震动板93将超声波发生器92发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质，利用超声波在酒精中引起剧烈的紊流、气穴和震动来对光固化的打印件进行清洗。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。