噴涂式光固化三維打印的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機電【技術領域】，尤其涉及一種三維打印機及打印方法。噴涂式光固化三維打印機，還包括至少兩個儲料裝置構成的儲料裝置組，儲料裝置組連接打印噴頭組；儲料裝置組中至少一個儲料裝置中盛放的物料中含有光固化劑，作為光固化儲料盒，且至少另一個儲料裝置不含有光固化劑，作為配料儲料盒；還包括一用于發(fā)出紫外線的紫外發(fā)射裝置。按照所要打印的物品的分層刨面結構逐層噴涂含有光固化劑的物料；含有光固化劑的物料在受到紫外發(fā)射裝置的照射后，起固化反應，得到硬質物品。不含有光固化劑的成分，得不到固化，可以在產品成型后去除。
【專利說明】噴涂式光固化三維打印機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機電【技術領域】，尤其涉及一種三維打印機。
【背景技術】
[0002]三維打印機是集機械、控制及計算機等技術為一體的機電一體化系統(tǒng)，主要由機械系統(tǒng)、數控系統(tǒng)、分層軟件組成。其中還需要成形材料，三維打印時需要對成形材料有兩個方面的基本要求:要求成形材料應具有可成形性；要求保證成型件的質量和使用性能。而現有的成形材料已經成為阻礙快速成形技術發(fā)展的重要因素之一。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種噴涂式光固化三維打印機，以解決上述技術問題。
[0004]本發(fā)明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現:
[0005]噴涂式光固化三維打印機，包括一機架，機架上設有一承載打印物品的打印平臺，其特征在于，還包括至少一個打印噴頭構成的打印噴頭組，所述打印噴頭的噴涂方向朝向所述打印平臺；
[0006]還包括至少兩個儲料裝置構成的儲料裝置組，所述儲料裝置組連接所述打印噴頭組；
[0007]所述儲料裝置組中至少一個所述儲料裝置中盛放的物料中含有光固化劑，作為光固化儲料盒，且至少另一個所述儲料裝置不含有所述光固化劑，作為配料儲料盒；
[0008]還包括一用于發(fā)出紫外線的紫外發(fā)射裝置。
[0009]通過所述打印噴頭組向所述打印平臺分別噴涂含有光固化劑的物料，以及不含有光固化劑的物料。按照所要打印的物品的分層刨面結構逐層噴涂含有光固化劑的物料；含有光固化劑的物料在受到所述紫外發(fā)射裝置的照射后，起固化反應，得到硬質物品。不含有光固化劑的成分，得不到固化，可以在產品成型后去除。通過控制打印噴頭組的移動、是否噴涂、噴涂物料的種類，以及噴涂數量的參數，來確定所打印的物品的形狀以及質地。
[0010]所述打印平臺包括一用于承接打印物料的承接裝置，所述打印平臺設有一腔體，可以以所述腔體作為所述承接裝置。承接裝置內還設有一盆裝的承接盤或盒狀的承接盒，所述承接盤或承接盒與所述腔體可拆卸連接。以防止未固化的不飽和樹脂到處流動。
[0011]光固化儲料盒中可以盛放純光固化劑，或者混合有光固化劑的不飽和樹脂。都可以起到光固化作用。還可以混入熱固化劑，在光固化后，可以通過熱固化對產品進一步固化，以提高產品的強度?；旌嫌泄夤袒瘎┑牟伙柡蜆渲瑑冗€可以混入陶瓷粉末、玻璃纖維、金屬纖維等，以增加產品的強度。
[0012]所述配料儲料盒中盛放有不飽和樹脂。如果光固化儲料盒中盛放的是混合有光固化劑的不飽和樹脂的話，所述配料盒中優(yōu)選盛放相同材質的不飽和樹脂或飽和樹脂。以便于相互融合。特別是飽和樹脂，飽和樹脂不與混合有光固化劑的不飽和樹脂反應，打印出的產品的外緣更加光滑。[0013]所述儲料裝置中的光固化儲料盒、配料儲料盒中至少一個中的物料中混合有已經發(fā)泡的發(fā)泡劑。且，所述儲料裝置中的光固化儲料盒、配料儲料盒中至少一個中的物料中混合有已經增強纖維，所采用的增強纖維可以是玻璃纖維、植物纖維、化纖纖維、碳纖維中的至少一種。以便減輕三維實體的重量、增強三維實體的強度。
[0014]所述儲料裝置中的光固化儲料盒、配料儲料盒中至少一個中的物料中混合有顏料。以便于進行著色。優(yōu)選所述儲料裝置中設有至少三個儲料裝置，三個儲料裝置中的物料中分別設有三原色中的各色染料。以便于打印出豐富多彩的物品。
[0015]所述打印平臺的承載面朝上，下方通過一升降機構連接所述機架。噴涂式光固化三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述升降機構設有一升降驅動機構，所述升降驅動機構的控制端連接所述微型處理器系統(tǒng)。以便于靈活調整打印平臺高度。
[0016]還包括一刮平器，所述刮平器在打印平臺的承載面上方沿水平方向移動，在鋪設不飽和樹脂層后，采用刮平器刮平不飽和樹脂層。以保證質量。
[0017]噴涂式光固化三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器控制系統(tǒng)的控制端連接所述打印噴頭組的受控端。所述機架上還設有一至少具有上下移動和左右移動兩個位移自由度的打印支架，所述打印噴頭組設置在所述打印支架上，所述打印支架連接一驅動機構，所述驅動機構的控制端連接所述微型處理器系統(tǒng)。
[0018]所述打印支架還具有前后移動的自由度。
[0019]所述打印噴頭組可以是先噴涂出一層不含有光固化劑的物料層，然后噴涂含有光固化劑的物料。也可以是在一層中分別噴涂不含有光固化劑的物料層，和含有光固化劑的物料層。
[0020]隨著涂層數的增多，噴涂墨盒組高度在所述打印支架的帶動下隨之上升。以免破壞涂層。
[0021]在噴涂過程中噴涂墨盒組的出料口靠近或者接觸承載面，承載面可以是打印平臺的上表面或者是上一次噴涂構成的涂層。
[0022]所述打印支架上設有一距離傳感器，用于檢測噴涂墨盒組的出料口與涂層間的距離；所述距離傳感器連接所述微型處理器系統(tǒng)。
[0023]所述距離傳感可以是接觸式距離傳感器、光學距離傳感器、超聲波距離傳感器、電磁波距離傳感器等中的一種或者幾種的組合。
[0024]可是噴涂一層后啟動所述紫外發(fā)射裝置進行照射固化，也可以是噴涂多層后啟動所述紫外發(fā)射裝置進行照射。在未完成所打印的物品整體結構前，照射的結果可以掌握成各個涂層完全固化，或者是至少最上面一個涂層是不完全固化。
[0025]在不完全固化時，有利于下一個涂層與上一個不完全固化的涂層緊密融合。
[0026]所述紫外發(fā)射裝置朝所述打印平臺方向照射。所述紫外發(fā)射裝置可以自下往上照射，也可以自上往下照射，或者是自側面照射，也可是上述幾種照射方式的組合。
[0027]具體實施I
[0028]噴涂式光固化三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器控制系統(tǒng)的控制端連接所述打印噴頭組的受控端；所述打印噴頭組中的打印噴頭分別設有兩個供料口，所述兩個供料口通過控制閥分別連接光固化儲料盒、配料儲料盒；微型處理器系統(tǒng)信號連接所述控制閥，所述控制閥光固化儲料盒中的物料流出狀況。[0029]微型處理器系統(tǒng)根據所要打印的物品的數據模型，控制光固化儲料盒中的物料流出狀況，進而控制所要打印的物品的形狀。
[0030]所述微型處理器系統(tǒng)通過所述控制閥控制所述光固化儲料盒中的物料流出時，通過所述控制閥控制所述配料儲料盒中的物料停止流出。從而減少物料間的影響。
[0031]也可以是，所述微型處理器系統(tǒng)通過所述控制閥控制所述光固化儲料盒中的物料流出時，所述配料儲料盒中的物料繼續(xù)流出，兩種物料混合后自打印噴頭流出，或者自打印噴頭流出后混合。提供打印速度，并簡化系統(tǒng)結構。
[0032]具體實施2
[0033]噴涂式光固化三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器控制系統(tǒng)的控制端連接所述打印噴頭組的受控端。
[0034]所述打印噴頭組中設有至少兩個打印噴頭，至少兩個打印噴頭中至少一個連接所述光固化儲料盒，作為光固化噴頭；至少另一個打印噴頭連接所述配料儲料盒，作為配料噴頭。光固化噴頭噴出物料時，所述微型處理器系統(tǒng)可以控制所述配料噴頭同時噴出物料，也可以停止噴出物料。
[0035]有益效果:采用本發(fā)明的打印機，具有固化速度快、生產效率高等優(yōu)點。采用本發(fā)明的打印方法打印出的三維實體，具有抗壓力強、經久耐用、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明的一種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037]為了使本發(fā)明實現的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示進一步闡述本發(fā)明。
[0038]參照圖1，噴涂式光固化三維打印機，包括一機架1，機架I上設有一承載打印物品的打印平臺2，還包括至少一個打印噴頭構成的打印噴頭組4，打印噴頭的噴涂方向朝向打印平臺2 ;還包括至少兩個儲料裝置構成的儲料裝置組3，儲料裝置組3連接打印噴頭組4 ;打印噴頭組4中至少一個儲料裝置中盛放的物料中含有光固化劑，作為光固化儲料盒，且至少另一個儲料裝置不含有光固化劑，作為配料儲料盒；還包括一用于發(fā)出紫外線的紫外發(fā)射裝置。
[0039]通過打印噴頭組4向打印平臺2分別噴涂含有光固化劑的物料，以及不含有光固化劑的物料。按照所要打印的物品7的分層刨面結構逐層噴涂含有光固化劑的物料；含有光固化劑的物料在受到紫外發(fā)射裝置的照射后，起固化反應，得到硬質物品。不含有光固化劑的成分，得不到固化，可以在產品成型后去除。通過控制打印噴頭組4的移動、是否噴涂、噴涂物料的種類，以及噴涂數量的參數，來確定所打印的物品7的形狀以及質地。
[0040]光固化儲料盒中可以盛放純光固化劑，或者混合有光固化劑的不飽和樹脂。都可以起到光固化作用。配料儲料盒中盛放有不飽和樹脂。如果光固化儲料盒中盛放的是混合有光固化劑的不飽和樹脂的話，配料盒中優(yōu)選盛放相同材質的不飽和樹脂。以便于相互融
口 ο
[0041 ] 儲料裝置中的光固化儲料盒、配料儲料盒中至少一個中的物料中混合有已經發(fā)泡的發(fā)泡劑。且，儲料裝置中的光固化儲料盒、配料儲料盒中至少一個中的物料中混合有已經增強纖維，所采用的增強纖維可以是玻璃纖維、植物纖維、化纖纖維、碳纖維等纖維材料。以便減輕三維實體的重量、增強三維實體的強度。
[0042]儲料裝置中的光固化儲料盒、配料儲料盒中至少一個中的物料中混合有顏料。以便于進行著色。優(yōu)選儲料裝置中設有至少三個儲料裝置，三個儲料裝置中的物料中分別設有三原色中的各色染料。以便于打印出豐富多彩的物品。
[0043]打印平臺2的承載面朝上，下方通過一升降機構連接機架I。噴涂式光固化三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，升降機構設有一升降驅動機構，升降驅動機構的控制端連接微型處理器系統(tǒng)。以便于靈活調整打印平臺2高度。
[0044]還包括一刮平器，刮平器在打印平臺2的承載面上方沿水平方向移動，在鋪設不飽和樹脂層后，采用刮平器刮平不飽和樹脂層。以保證質量。
[0045]噴涂式光固化三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，微型處理器控制系統(tǒng)的控制端連接打印噴頭組4的受控端。機架I上還設有一至少具有上下移動和左右移動兩個位移自由度的打印支架5，打印噴頭組4設置在打印支架5上，打印支架5連接一驅動機構，驅動機構的控制端連接微型處理器系統(tǒng)。打印支架5還具有前后移動的自由度。隨著涂層數的增多，噴涂墨盒組高度在打印支架5的帶動下隨之上升。以免破壞涂層。
[0046]打印噴頭組4可以是先噴涂出一層不含有光固化劑的物料層，然后噴涂含有光固化劑的物料。也可以是在一層中分別噴涂不含有光固化劑的物料層，和含有光固化劑的物料層。
[0047]在噴涂過程中噴涂墨盒組的出料口靠近或者接觸承載面，承載面可以是打印平臺2的上表面或者是上一次噴涂構成的涂層。打印支架5上設有一距離傳感器6，用于檢測噴涂墨盒組的出料口與涂層間的距離；距離傳感器6連接微型處理器系統(tǒng)。距離傳感可以是接觸式距離傳感器6、光學距離傳感器6、超聲波距離傳感器6、電磁波距離傳感器6等中的一種或者幾種的組合。
[0048]可是噴涂一層后啟動紫外發(fā)射裝置進行照射固化，也可以是噴涂多層后啟動紫外發(fā)射裝置進行照射。在未完成所打印的物品7整體結構前，照射的結果可以掌握成各個涂層完全固化，或者是不完全固化。在不完全固化時，有利于下一個涂層與上一個不完全固化的涂層緊密融合。
[0049]紫外發(fā)射裝置朝打印平臺2方向照射。紫外發(fā)射裝置可以自下往上照射，也可以自上往下照射，或者是自側面照射，也可是上述幾種照射方式的組合。
[0050]具體實施I
[0051]噴涂式光固化三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，微型處理器控制系統(tǒng)的控制端連接打印噴頭組4的受控端；打印噴頭組4中的打印噴頭分別設有兩個供料口，兩個供料口通過控制閥分別連接光固化儲料盒、配料儲料盒；微型處理器系統(tǒng)信號連接控制閥，控制光固化儲料盒中的物料流出狀況。微型處理器系統(tǒng)根據所要打印的物品7的數據模型，控制光固化儲料盒中的物料流出狀況，進而控制所要打印的物品7的形狀。
[0052]微型處理器系統(tǒng)通過控制閥控制光固化儲料盒中的物料流出時，通過控制閥控制配料儲料盒中的物料停止流出。從而減少物料間的影響。也可以是，微型處理器系統(tǒng)通過控制閥控制光固化儲料盒中的物料流出時，配料儲料盒中的物料繼續(xù)流出，兩種物料混合后自打印噴頭流出，或者自打印噴頭流出后混合。提供打印速度，并簡化系統(tǒng)結構。
[0053]具體實施2
[0054]噴涂式光固化三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，微型處理器控制系統(tǒng)的控制立而連接打印嗔頭組4的受控立而。
[0055]打印噴頭組4中設有至少兩個打印噴頭，至少兩個打印噴頭中至少一個連接光固化儲料盒，作為光固化噴頭；至少另一個打印噴頭連接配料儲料盒，作為配料噴頭。光固化噴頭噴出物料時，微型處理器系統(tǒng)可以控制配料噴頭同時噴出物料，也可以停止噴出物料。
[0056]采用本發(fā)明的打印機，具有固化速度快、生產效率高等優(yōu)點。采用本發(fā)明的打印方法打印出的三維實體，具有抗壓力強、經久耐用、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點。
[0057]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.噴涂式光固化三維打印機，包括一機架，機架上設有一承載打印物品的打印平臺，其特征在于，還包括至少一個打印噴頭構成的打印噴頭組，所述打印噴頭的噴涂方向朝向所述打印平臺； 還包括至少兩個儲料裝置構成的儲料裝置組，所述儲料裝置組連接所述打印噴頭組； 所述儲料裝置組中至少一個所述儲料裝置中盛放的物料中含有光固化劑，作為光固化儲料盒，且至少另一個所述儲料裝置不含有所述光固化劑，作為配料儲料盒； 還包括一用于發(fā)出紫外線的紫外發(fā)射裝置。
2.根據權利要求1所述的噴涂式光固化三維打印機，其特征在于，通過所述打印噴頭組向所述打印平臺分別噴涂含有光固化劑的物料，以及不含有光固化劑的物料；按照所要打印的物品的分層刨面結構逐層噴涂含有光固化劑的物料；含有光固化劑的物料在受到所述紫外發(fā)射裝置的照射后，起固化反應，得到硬質物品；不含有光固化劑的成分，得不到固化；在產品成型后去除。
3.根據權利要求1所述的噴涂式光固化三維打印機，其特征在于，光固化儲料盒中盛放純光固化劑，或者混合有光固化劑的不飽和樹脂。
4.根據權利要求1所述的噴涂式光固化三維打印機，其特征在于，光固化儲料盒中盛放的是混合有光固化劑的不飽和樹脂，所述配料盒中盛放相同材質的不飽和樹脂。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的噴涂式光固化三維打印機，其特征在于，所述儲料裝置中的光固化儲料盒、配料儲料盒中至少一個中的物料中混合有顏料。
6.根據權利要求1、2、3或4所述的噴涂式光固化三維打印機，其特征在于，所述打印平臺的承載面朝上，下方通過一升降機構連接所述機架；還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述升降機構設有一升降驅動機構，所述升降驅動機構的控制端連接所述微型處理器系統(tǒng)。
7.根據權利要求1、2、3或4所述的噴涂式光固化三維打印機，其特征在于，噴涂式光固化三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器控制系統(tǒng)的控制端連接所述打印噴頭組的受控端；所述機架上還設有一至少具有上下移動和左右移動兩個位移自由度的打印支架，所述打印噴頭組設置在所述打印支架上，所述打印支架連接一驅動機構，所述驅動機構的控制端連接所述微型處理器系統(tǒng)。
8.根據權利要求1、2、3或4所述的噴涂式光固化三維打印機，其特征在于，所述打印噴頭組先噴涂出一層不含有光固化劑的物料層，然后噴涂含有光固化劑的物料。
9.根據權利要求1、2、3或4所述的噴涂式光固化三維打印機，其特征在于，所述打印噴頭組在一層中分別噴涂不含有光固化劑的物料層，和含有光固化劑的物料層。
10.根據權利要求1、2、3或4所述的噴涂式光固化三維打印機，其特征在于，在未完成所打印的物品整體結構前，照射的結果掌握成至少最上面一個涂層是不完全固化。
【文檔編號】B29C67/00GK103568322SQ201210380117
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年10月8日 優(yōu)先權日:2012年8月9日
【發(fā)明者】孫倩倩 申請人:上海科斗電子科技有限公司