【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种3D打印装置及方法,具体涉及一种双光路投影曝光3D打印装置及方法。
技术介绍
目前,光固化3D打印技术是通过光源对液态光敏材料的选择性照射实现液态光敏材料的选择性固化,然后逐层叠加,形成具有一定机械特性的零件。光源扫描方式主要以逐层点扫描成形为主,有学者研究逐排扫描和面投影曝光成形,通过增加单次成形面积来增加成形速度,理论上这种方法能够提高效率。但目前的投影曝光成形装置主要存在以下问题:①一般投影曝光3D打印装置制作细微结构时,有效掩模部分只占动态掩模板的很小一部分,无法充分利用动态掩模板的像素,导致制件细微结构精度低,若以增加动态掩模板分辨率的方法提高制件细微结构的制作精度则会大大增加成形装置成的本;②拼接式投影曝光3D打印装置把单层掩模图形进行划分成若干个矩形区域,并逐个对这些区域进行曝光固化,该方法可提高动态掩模板像素的利用率,进而提高制件制作精度,但是该方法具有耗时长,效率低的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺点,提供了一种双光路投影曝光3D打印装置及方法,该装置及方法可在制作单层零件时先利用大面积投影曝光装置制作零件中精度要求较低的部分后利用精密投影曝光装置制作零件中精度要求较高的部分,最后逐层叠加完成零件的制作,在提高零件细微结构制作精度的同时保证了零件的制作效率。本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的。作为本专利技术的一种实 ...
【技术保护点】
一种双光路投影曝光3D打印装置,其特征在于,包括计算机、以及与所述计算机相连的高精度位移平台(11)、大面积投影曝光装置、精密投影曝光装置和成形装置;所述大面积投影装置至少包括1#紫外光源(1)、与1#紫外光源(1)出射光束呈倾斜设置的1#动态掩模板(2)、与1#动态掩模板(2)反射光束面平行设置的放大投影镜头(3),以及与放大投影镜头(3)透光面呈角度设置的反射镜(4);所述精密投影曝光装置至少包括2#紫外光源(5)、与2#紫外光源(5)出射光束呈倾斜设置的2#动态掩模板(6),以及与2#动态掩模板(6)反射光束面平行设置的缩小投影镜头(7);所述成形装置包括光敏溶液槽(8)、置于光敏溶液槽(8)中的零件成形托板(9),以及与所述零件成形托板(9)相连的垂直运动工作台(10);1#紫外光源(1)发出的紫外光经1#动态掩模板(2)的反射,放大投影镜头(3)的透射以及反射镜(4)的反射后照射到光敏溶液槽(8)中的零件成形托板(9)工作面上,进行大面积投影曝光制作;2#紫外光源(5)发出的紫外光经2#动态掩模板(6)的反射以及缩小投影镜头(7)的透射后照射到光敏溶液槽(8)中的零件成形托板 ...
【技术特征摘要】
1.一种双光路投影曝光3D打印装置,其特征在于,包括计算机、以及与所
述计算机相连的高精度位移平台(11)、大面积投影曝光装置、精密投影曝光装
置和成形装置;
所述大面积投影装置至少包括1#紫外光源(1)、与1#紫外光源(1)出射光
束呈倾斜设置的1#动态掩模板(2)、与1#动态掩模板(2)反射光束面平行设置
的放大投影镜头(3),以及与放大投影镜头(3)透光面呈角度设置的反射镜(4);
所述精密投影曝光装置至少包括2#紫外光源(5)、与2#紫外光源(5)出射
光束呈倾斜设置的2#动态掩模板(6),以及与2#动态掩模板(6)反射光束面平
行设置的缩小投影镜头(7);
所述成形装置包括光敏溶液槽(8)、置于光敏溶液槽(8)中的零件成形托
板(9),以及与所述零件成形托板(9)相连的垂直运动工作台(10);
1#紫外光源(1)发出的紫外光经1#动态掩模板(2)的反射,放大投影镜
头(3)的透射以及反射镜(4)的反射后照射到光敏溶液槽(8)中的零件成形
托板(9)工作面上,进行大面积投影曝光制作;2#紫外光源(5)发出的紫外
光经2#动态掩模板(6)的反射以及缩小投影镜头(7)的透射后照射到光敏溶
液槽(8)中的零件成形托板(9)工作面上,进行精密投影曝光制作,从而实
现双光路投影曝光3D打印。
2.根据权利要求1所述的双光路投影曝光3D打印装置,其特征在于,所述
1#紫外光源(1)、2#紫外光源(5)为波长为315~400nm的紫外光源,1#紫外光
源(1)、2#紫外光源(5)、1#动态掩模板(2)、2#动态掩模板(6)和高精度位
移平台(11)分别与计算机相连。
3.根据权利要求1所述的双光路投影曝光3D打印装置,其特征在于,所述
精密投影曝光装置设在高精度位移平台(11)上,能够在高精度位移平台(11)
\t上做二维运动。
4.根据权利要求1所述的双光路投影曝光3D打印装置,其特征在于,所述
反射镜(4)设在高精度位移平台(11)上,能够在高精度位移平台(11)上做
转换曝光模式的直线运动。
5.根据权利要求1所述的双光路投影曝光3D打印装置,其特征在于,所述
零件成形托板(9)和垂直运动工作台(10)相连,零件成形托板(9)能够随
垂直运动工作台(10)做垂直运动。
6.根据权利要求1所述的双光路投影曝光3D打印装置,其特征在于,所述
光敏...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘亚雄,王亚宁,陈冬,黄亚江,王玲,贺健康,李涤尘,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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