三维打印系统技术方案

本实用新型专利技术涉及三维打印系统，该三维打印系统包括打印平台，打印平台用于放置树脂粉末材料，树脂粉末材料可在第一照射条件下颜色由浅变深，并且颜色变深的树脂粉末材料可在第二照射条件下固化；铺设机构，铺设机构用于将树脂粉末材料均匀铺设在打印平台上；预热机构，预热机构用于将树脂粉末材料预热至接近并低于树脂粉末材料熔点的温度；第一照射机构，第一照射机构用于向树脂粉末材料的至少一部分实施第一照射条件；第二照射机构，第二照射机构用于向所述树脂粉末材料实施第二照射条件。本实用新型专利技术的三维打印系统能够提高打印精确度和打印效率。

Three-dimensional printing system

The utility model relates to a three-dimensional printing system, which comprises a printing platform for placing resin powder materials. The resin powder materials can be lightened and darkened by the first irradiation, and the resin powder materials with darker colors can be cured by the second irradiation. The paving mechanism is used for laying resin powder materials evenly on the printing level. On the stage; a preheating mechanism is used to preheat the resin powder material to a temperature close to and below the melting point of the resin powder material; a first irradiation mechanism is used to implement the first irradiation condition for at least part of the resin powder material; and a second irradiation mechanism is used to implement the second irradiation condition for the resin powder material. The three-dimensional printing system of the utility model can improve printing accuracy and printing efficiency.

【技术实现步骤摘要】
三维打印系统
本技术涉及三维打印
，具体涉及通过材料变色实现树脂粉末材料快速和高精度打印的三维打印系统。
技术介绍
三维（3D）快速成型，也被称为增材制造，其基本原理是通过打印或铺设连续的材料层来形成三维物体。三维快速成型设备或三维打印机通常是通过转换物体的三维计算机模型并产生一系列的截面切片来工作，然后打印每个切片，通过每个切片的重叠从而实现三维物体打印成型。其中，现有的申请号为201580079600.4的中国专利申请披露了利用热辅助烧结的三维打印技术及打印方法，包括：施加构造材料组合物，构造材料组合物具有聚合物颗粒以及与聚合物颗粒混合的吸收辐射的增材，吸收辐射的增材选自由无机近红外吸收剂、有机近红外吸收剂和它们的组合组成的组中。通过将构造材料组合物暴露于辐射来预热构造材料组合物至低于聚合物颗粒的熔化温度的温度，吸收辐射的增材将增加辐射吸收并加速构造材料组合物的预热。然后选择性地将熔剂施加在构造材料组合物的至少一部分上，并进一步将构造材料组合物暴露于辐射，从而至少使与熔剂接触的构造材料组合物的至少一部分中的聚合物颗粒至少部分熔合。该技术中由于聚合物颗粒与吸收辐射的增材混合，即在成型固化前需要将聚合物颗粒与增材结合，由于相容性等问题，在成型过程中不同材料之间的结合会影响成型材料的成型效果；另外还需要通过在构造成型材料上施加熔剂来才能实现三维成型，熔剂的选择性施加也会影响打印效率和打印效果。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种用于实现具有更高打印精度和打印效率的三维成型方法的三维打印系统。为实现本技术的目的，本技术提供了三维打印系统，该三维打印系统包括：打印平台，打印平台用于放置树脂粉末材料，树脂粉末材料可经第一照射条件处理后颜色由浅变深，并且颜色变深的树脂粉末材料可在第二照射条件下固化；铺设机构，铺设机构用于将树脂粉末材料均匀铺设在打印平台上；预热机构，预热机构用于将树脂粉末材料预热至接近并低于树脂粉末材料熔点的温度；第一照射机构，第一照射机构用于向树脂粉末材料的至少一部分实施第一照射条件；第二照射机构，第二照射机构用于向树脂粉末材料实施第二照射条件。本技术的三维打印系统不需要另外添加吸收辐射的增材和熔剂，避免了增材与树脂结合带来的问题，改善了打印效果，提高了打印效率。本技术通过预热机构将树脂粉末材料预热至接近但低于熔点的温度；第一照射机构选择性地向至少一部分树脂粉末材料施加第一照射条件，使受到第一照射条件的树脂粉末材料颜色变深，而没有受到第一照射条件的树脂粉末材料颜色不变；第二照射机构向树脂粉末材料施加第二照射条件，使得颜色变深的树脂粉末材料固化，而颜色不变的树脂粉末材料由于吸收的热量较少而不会粘连固化。本技术利用材料熔点和变色的特点，通过预热和两次照射实现了树脂粉末材料的快速和高精度打印。打印面积和打印成型速度可以通过控制照射情况而进行调整，提高了打印效率，降低了打印成本。本技术的树脂粉末材料选择可热致变色或光致变色的树脂粉末材料，优选原始颜色为浅色例如白色或透明的树脂粉末材料。预热机构可以通过热传递等方式对树脂粉末材料进行预热。第一照射机构和第二照射机构可以选择本领域已知的照射机构或其他能够提供特定照射条件的照射机构。只要保证树脂粉末材料可在第一照射条件下颜色由浅变深，且颜色变深的树脂粉末材料可在第二照射条件下固化即可。其中“固化”是指树脂粉末材料相互粘合连接形成固体，树脂粉末材料熔合，在一些情况下粉末材料之间相互反应连接。进一步的技术方案是，树脂粉末材料包括变色树脂；或者，树脂粉末材料包括树脂以及变色添加剂。本技术的树脂粉末材料可以包括本身即可热致变色或光致变色的变色树脂，热致变色的树脂可以通过与之配合的第一照射条件例如一定波长的红外线照射来使变色树脂升高一定温度，从而使树脂颜色变深；光致变色的树脂可以通过与之配合的第一照射条件例如紫外线照射来实现变色树脂的颜色变深。热致变色树脂或光致变色树脂可以采用现有的变色树脂，或者在树脂中引入变色基团从而得到变色树脂。本技术的树脂粉末材料还可以包括树脂以及变色添加剂，树脂优选为透明或浅色例如白色的树脂，优选采用单一的树脂种类以确定的熔点并且提高树脂粉末之间的熔合程度，变色添加剂可以是本领域已知的变色添加剂或其他改进的变色添加剂。更进一步的技术方案是，当树脂粉末材料包括树脂以及变色添加剂时，树脂为尼龙、聚碳酸酯或ABS；变色添加剂包括有机变色添加剂和无机变色添加剂中的至少一种；有机变色添加剂包括螺吡喃类化合物和偶氮苯类化合物中的至少一种，无机变色添加剂为金属卤化物或金属卤化物与催化剂的混合物。当树脂粉末材料选择为包括树脂以及变色添加剂时，树脂可以选择为尼龙、聚碳酸酯或ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物）等树脂材料，这些材料具有成本较低、颜色浅或透明、性能稳定等优点。变色添加剂优选螺吡喃类化合物或偶氮苯类化合物等有机变色添加剂，或金属卤化物例如卤化银或溴化银等无机变色添加剂，金属卤化物还可以与催化剂例如氧化铜或氧化亚锡等混合物，这些变色添加剂使得树脂粉末材料变化后的颜色在第二照射条件下易于固化，并且变色后维持时间有利于固化的进行。进一步的技术方案是，三维打印系统还包括控制装置，控制装置用于控制铺设机构、预热机构、第一照射机构和第二照射机构运作。预热机构设置在打印平台内。本技术还可以采用控制装置对打印过程中各个机构的工作进行精密的控制，进一步提高打印精确度。预热机构可以设置在打印平台内，通过打印平台向树脂粉末材料提供预热热量，或者预热机构设置在打印平台打印系统的成型腔内的其他地方，独立于打印平台设置，向打印平台上的树脂粉末材料提供预热热量。进一步的技术方案是，第一照射机构设置在平台一侧上方；第一照射机构包括DLP设备、LCD设备或蓝光设备；第一照射条件为蓝光照射或紫外光照射；第二照射机构设置在平台中间上方；第二照射机构为红外照射设备；第二照射条件为近红外线照射、中红外线照射或远红外线照射。本技术的第一照射机构和第二照射机构可以分别设置在打印平台的不同位置，第一照射机构可以从侧面向打印平台上的树脂粉末材料施加第一照射条件，第二照射机构可以从上方向打印平台上的树脂粉末材料施加第二照射条件，在变色光处理以及固化过程中，第一照射机构和第二照射机构无需移动，从而进一步提高打印效率。第一照射机构可以根据能量的要求选择不同的可选择性照射的设备。第二照射机构优选红外光照射设备，利用红外产生的热能升温快、效率高的特点来照射树脂粉末材料，红外线可以选择波长为0.75至2.0μm的近红外线、波长为2.0至4.0μm的中红外线和波长为4.0至1000μm的远红外线中的不同波长的光线。本技术的三维打印系统可以实施以下三维打印方法：步骤一：通过铺设机构在打印平台上均匀铺设树脂粉末材料；步骤二：通过预热机构将树脂粉末材料预热至接近并低于树脂粉末材料熔点的温度；步骤三：通过第一照射机构向树脂粉末材料的至少一部分实施第一照射条件，树脂粉末材料经第一照射条件处理后颜色由浅变深；步骤四：通过第二照射机构向三维成型树脂粉末材料实施第二照射条件，颜色变深的三维成型树脂粉末材料在第二照射条件下固化；步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三维打印系统，其特征在于包括：打印平台，所述打印平台用于放置树脂粉末材料，所述树脂粉末材料可经第一照射条件处理后颜色由浅变深，并且颜色变深的所述树脂粉末材料可在第二照射条件下固化；铺设机构，所述铺设机构用于将树脂粉末材料均匀铺设在所述打印平台上；预热机构，所述预热机构用于将树脂粉末材料预热至接近并低于树脂粉末材料熔点的温度；第一照射机构，所述第一照射机构用于向所述树脂粉末材料的至少一部分实施第一照射条件；第二照射机构，所述第二照射机构用于向所述树脂粉末材料实施第二照射条件。

【技术特征摘要】
1.三维打印系统，其特征在于包括：打印平台，所述打印平台用于放置树脂粉末材料，所述树脂粉末材料可经第一照射条件处理后颜色由浅变深，并且颜色变深的所述树脂粉末材料可在第二照射条件下固化；铺设机构，所述铺设机构用于将树脂粉末材料均匀铺设在所述打印平台上；预热机构，所述预热机构用于将树脂粉末材料预热至接近并低于树脂粉末材料熔点的温度；第一照射机构，所述第一照射机构用于向所述树脂粉末材料的至少一部分实施第一照射条件；第二照射机构，所述第二照射机构用于向所述树脂粉末材料实施第二照射条件。2.根据权利要求1所述的三维打印系统，其特征在于：所述三维打印系统还包括控制装...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏健强，
申请(专利权)人：珠海天威飞马打印耗材有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44