涂覆式光固化3d打印機及其打印方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用涂覆方式光固化進行三維實物模型制作的增材制作設備，尤其涉及涂覆式光固化及其打印方法。
【【背景技術】】
[0002]目前3D打印技術被譽為“第三次工業(yè)革命”，被廣泛的應用于工業(yè)、醫(yī)療、教學、航空航天等領域。3D打印技術的主流技術包括立體光固化技術(SLA)、熔融沉積成型(FDM)、選擇性激光熔化技術(SLM)、數(shù)字光處理技術(DLP)、三維打印黏結成型(3DP)等。
[0003]立體光固化技術(Stereo Lithography Appearance，簡稱SLA)，是最早出現(xiàn)的快速原型制造工藝，SLA技術所用光源為激光，具有波長單一、光斑尺寸小和功率密度大的特點，通過精確控制掃描頭，可以實現(xiàn)零件高速度、高精度成型。但現(xiàn)有的SLA系統(tǒng)設計復雜，激光從上向下照射，在成型過程中，為了保證樹脂液體加工表面的平整度，需要復雜的裝置來調節(jié)液面平整度，使得整體系統(tǒng)體積過大并且造價昂貴；為此，人們開發(fā)了小型的桌面型SLA，激光從底部向上照射，近年來出現(xiàn)了數(shù)字光處理DLP的投影技術，也是從底部向上投影。在成型過程中，往往需要一個樹脂槽，事先將樹脂倒入樹脂槽中，光照射樹脂使樹脂層層固化成型。然而樹脂長時間擱置在樹脂槽中，受到外界光線的影響，樹脂槽中的樹脂容易固化失效，導致樹脂浪費，增加使用成本。另一方面，樹脂槽中存放的樹脂通常有一定的氣味，也容易造成環(huán)境污染問題。
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【發(fā)明內容】
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[0004]對以上情況提出了一種以光固化技術(SLA)或者DLP技術為基礎的涂覆式光固化3D打印機。該涂覆式光固化打印機能夠克服樹脂污染、避免外部光線導致樹脂固化失效，并且節(jié)約樹脂用量，避免對外界產生污染。
[0005]涂覆式光固化3D打印機，其中包括光源裝置、計算機控制裝置、樹脂涂覆槽、樹脂盒、成型平臺，其中光源裝置設置在樹脂涂覆槽下方對樹脂涂覆槽進行照射，樹脂盒和成型平臺設置在樹脂涂覆槽上方，計算機控制裝置控制樹脂涂覆槽水平運動以及控制成型平臺升降。
[0006]該樹脂盒包括容納樹脂的盒體以及活動密封條，該盒體的下方設有一個樹脂密封口，該密封口上設有活動密封條，該活動密封條在樹脂密封口處控制樹脂密封口開/閉狀
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[0007]該成型平臺包括升降驅動機構以及成型基板，升降驅動機構驅動成型基板的在樹脂涂覆槽上方的升降運動。
[0008]該樹脂涂覆槽的底面由透明材質制成，而成型基板是由不銹鋼或者鋁制成。
[0009]該樹脂涂覆槽的底面由透明硅膠制成。
[0010]在樹脂涂覆槽下方設有水平驅動驅動機構。
[0011]該光源裝置為紫外線發(fā)生器和掃描振鏡，或者紫外線發(fā)生器和DLP投影儀。
[0012]一種涂覆式光固化3D打印機的打印方法，其特征在于，采用涂覆式光固化3D打印機，該打印機包括光源裝置、計算機控制裝置、樹脂涂覆槽、樹脂盒、成型平臺，其中光源裝置設置在樹脂涂覆槽下方對樹脂涂覆槽進行照射，樹脂盒和成型平臺設置在樹脂涂覆槽上方，計算機控制裝置控制樹脂涂覆槽水平運動以及控制成型平臺升降；該樹脂盒包括容納樹脂的盒體以及活動密封條，該盒體的下方設有一個樹脂密封口，該密封口上設有活動密封條，該活動密封條在樹脂密封口處控制樹脂密封口開/閉狀態(tài)；
[0013]切片處理:用計算機對模型進行切片處理，獲得3D模型的平面數(shù)據(jù)；
[0014]涂覆樹脂:計算機控制裝置控制樹脂涂覆槽水平移動，移動活動密封條，打開樹脂盒的樹脂口，將樹脂涂覆在涂覆槽底面上；
[0015]成型平臺接觸樹脂:成型平臺下降與樹脂涂覆層接觸；
[0016]固化樹脂:計算機控制光源裝置對樹脂涂覆層進行照射，光源裝置從樹脂涂覆槽底部往上方的光敏樹脂照射；
[0017]單層脫離:固化的光敏樹脂粘在成型平臺上，成型平臺上升，固化的樹脂粘在成型平臺上，與樹脂涂覆槽脫離；
[0018]復位:計算機控制裝置控制樹脂涂覆槽水平移動，以備下一次涂覆，第二次固化的樹脂會粘在第一層固化樹脂上；
[0019]重復單層固化成型，直至完成模型。
[0020]本發(fā)明采用樹脂盒以及活動密封條，能夠在單次固化之前進行樹脂的涂覆，對絕大多數(shù)的樹脂進行密封保存，而避免失效以及對環(huán)境的污染。每一層樹脂固化前通過樹脂涂覆槽移動，將樹脂盒內的樹脂均勻涂覆在樹脂涂覆槽內，完成模型的成型。
【【附圖說明】】
[0021]圖1是本發(fā)明一實施例涂覆式光固化3D打印機的結構示意圖；
[0022]其中:10、光源裝置；20、計算機控制裝置；30、樹脂涂覆槽；40、樹脂盒；41、盒體；42、活動密封條；50、成型平臺；51、升降驅動機構；52、成型基板。
【【具體實施方式】】
[0023]下面將結合本發(fā)明附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明涂覆式光固化3D打印機進行進一步的詳細說明。
[0024]請參考附圖1:
[0025]其中示出了涂覆式光固化3D打印機，其中包括光源裝置10、計算機控制裝置20、樹脂涂覆槽30、樹脂盒40、成型平臺50，其中光源裝置10設置在樹脂涂覆槽30下方對樹脂涂覆槽30進行照射，樹脂盒40和成型平臺50設置在樹脂涂覆槽30上方，計算機控制裝置20控制樹脂涂覆槽水平運動以及控制成型平臺50升降。
[0026]該樹脂盒40包括容納樹脂的盒體41以及活動密封條42，該盒體41的下方設有一個樹脂密封口，該密封口上設有活動密封條42，該活動密封條42在樹脂密封口處控制樹脂密封口開/閉狀態(tài)。在打印之前將光敏樹脂全部灌裝到盒體41內，此時密封口通過活動密封條42密封著。當需要打印時，移動開活動密封條42，樹脂就會從樹脂密封口中流淌出來，流到樹脂涂覆槽30內，就可以進行涂覆樹脂的過程了。
[0027]而該樹脂涂覆槽30的底面由透明材質制成，一般可以采用透明硅膠；是為了讓紫外線穿過樹脂涂覆槽30底面照射到樹脂上，讓光敏樹脂固化成型。在樹脂涂覆槽30下方設有水平驅動驅動機構，驅動樹脂涂覆槽相對樹脂盒水平移動，通過樹脂盒與樹脂涂覆槽的相對運動，將樹脂在樹脂涂覆槽底面涂覆上一層。通過這樣方式涂覆出來的樹脂，基本上比需要成型的平面稍大一些，而幾乎沒有多余的樹脂浪費，而且由于光敏樹脂都是存放在密封的樹脂盒中，避免了外界光線對樹脂的影響而導致固化失效，所以即使長時間存放在樹脂盒里面也不會擔心失效浪費材料，更加沒有環(huán)境污染的問題。
[0028]該成型平臺50包括升降驅動機構51和成型基板52，升降驅動機構驅動成型基板的在樹脂涂覆槽上方的升降運動。成型平臺主要用來附著模型帶動模型一層層完成。
[0029]該光源裝置為紫外線發(fā)生器和掃描振鏡，或者紫外線發(fā)生器和DLP投影儀。計算機控制裝置控制掃描振鏡或者DLP投影儀使紫外線光束從樹脂涂覆槽底部向上照射到樹月旨，透過透明的樹脂涂覆槽底部直接對樹脂進行照射，然后照射到的光敏樹脂固化成型，而沒有照射到的光敏樹脂仍為液態(tài)。
[0030]—種涂覆式光固化3D打印機的打印方法，其特征在于，采用涂覆式光固化3D打印機，該打印機包括光源裝置、計算機控制裝置、樹脂涂覆槽、樹脂盒、成型平臺，其中光源裝置設置在樹脂涂覆槽下方對樹脂涂覆槽進行照射，樹脂盒和成型平臺設置在樹脂涂覆槽上方，計算機控制裝置控制樹脂涂覆槽水平運動以及控制成型平臺升降；該樹脂盒包括容納樹脂的盒體以及活動密封條，該盒體的下方設有一個樹脂密封口，該密封口上設有活動密封條，該活動密封條在樹脂密封口處控制樹脂密封口開/閉狀態(tài)；
[0031]切片處理:用計算機對模型進行切片處理，獲得3D模型