光固化三维打印机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光固化三维打印机,其包括打印平台、上料装置和数字光处理光源，上料装置可把打印材料一层一层地铺设在打印平台上，打印材料包括金属材料和UV固化材料,UV固化材料包裹金属材料，数字光处理光源用于照射打印平台上的打印材料。这种三维打印机的打印方法主要包括铺料步骤、初步固化步骤和烧结处理步骤。这种三维打印机一方面克服了现有技术中光敏树脂成型的三维物体结构强度较差的问题，另一方面也改善了传统的粉末激光烧结成型的三维物体需要耗费较多能量的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及三维物体的快速成型领域，具体地说，是涉及一种光固化三维打印机。
技术介绍
三维打印机是一种利用快速成型技术进行打印三维物体的设备，其以数字模型为基础，利用塑料、液体光敏树脂或粉末金属等材料，逐层地打印出三维物体。三维打印的过程首先是通过计算机辅助设计（CAD）或计算机动画建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，再根据分析截面信息得到加工路径，从而指导打印机逐层打印。按照工作原理的不同，其所利用的快速成型技术有熔融挤压成型（Fused Deposition Modeling ,FDM)、激光选择性烧结成型(Selective Laser Sintering,SLS)、选择性激光熔化成型（SLM)、光固化成型(Stereo lithography Apparatus, SLA）等。数字光处理（Digital Light Processing, DLP)三维打印机的基本原理与光固化成型的原理基本相同，但是DLP光源的投影形状更加容易控制，能够明显提升光固化三维打印机的打印速率和打印精度。本申请人珠海天威飞马打印耗材有限公司在之前已经申请了多项与DLP三维打印机相关的专利申请，在这些专利申请中具有对这种技术的详细描述。例如申请号为CN201510122528.0或CN201510512791.0的中国专利技术专利申请。采用液体光敏树脂进行逐层固化的三维打印机所打印的三维物体具有非常精细的分辨率，其打印精度超出了典型的FDM类型三维打印机。但是，这样的结构容易存在一个问题，打印出来的三维物体仅仅是由光敏树脂材料形成的，成型后的物体的结构较脆，应用范围或领域有限，不利于大范围的推广应用。另外，对于粉末激光烧结成型的 3D打印，例如激光选择性烧结成型(Selective Laser Sintering,SLS)，这种类型的三维打印利用激光烧结的方式进行三维物体的成型，其需要耗费大量的能源才能使得金属粉末在高温熔化后成型，并且这种3D打印设备需要非常专业的维护，消耗的成本极大。
技术实现思路
针对现有技术中光固化三维打印机的成型物体的强度较小，以及粉末激光烧结成型的三维打印机的成型过程耗费能源较高的问题，本技术的主要目的是提供一种光固化三维打印机，本技术的另一目的是提供一种光固化三维打印机的打印方法。本技术的再一目的是提供一种光固化三维打印材料。本技术提供的光固化三维打印机, 其包括打印平台，打印平台用于承载三维物体；光固化三维打印机还包括上料装置和数字光处理光源，上料装置载有打印材料，上料装置将打印材料一层一层地铺设在打印平台上；打印材料包括金属材料和UV固化材料；数字光处理光源发出的光束照射在打印平台的打印材料上。由上述方案可见，这种三维打印机一方面克服了现有技术中光敏树脂成型的三维物体结构强度较差的问题，另一方面也改善了传统的粉末激光烧结成型的三维物体需要耗费较多能量的问题。打印材料采用现有技术中的打印材料，例如申请号为CN201410309767.2的中国专利技术专利申请公开的用于三维打印的光固化材料。一个优选的方案是，光固化三维打印机还包括烧结成型室，所述烧结成型室具有承接台，所述承接台上可放置初步固化物体，烧结成型室用于对打印材料形成的初步固化物体进行烧结处理。由上述方案可见，通过该烧结成型室的作用后，可以使得初步固化成型的三维物体烧结成型，显著提高其结构强度，在这个步骤中UV固化材料会逸出三维物体。一个优选的方案是，打印材料为颗粒打印材料，颗粒打印材料具有内层和外层，外层包裹内层，外层为UV固化材料，内层为金属材料；颗粒打印材料的粒径为20微米至50微米。由上述方案可见，固体颗粒打印材料非常便于铺设在打印平台上，这与液体光敏树脂的成型方式不同。实践中发现，颗粒的粒径控制在上述范围时，铺粉效果好，并且容易控制打印精度，得到的三维物体的结构强度也较好。一个优选的方案是，光固化三维打印机还包括控制装置；控制装置控制数字光处理光源的光源强度、范围，并且可控制数字光处理光源相对于打印平台移动；控制装置控制上料装置相对于打印平台移动，并控制上料装置把打印材料逐层铺设在打印平台上；控制装置控制打印平台相对于数字光处理光源移动。一个优选的方案是，上料装置具有容纳腔和送料辊，容纳腔内存储打印材料，送料辊把打印材料由容纳腔内取出并逐层地铺设到打印平台上。一个优选的方案是，上料装置为送料辊，送料辊具有外壳和外壳围成的容纳腔，容纳腔载有打印材料，在外壳上布置有多个送料小孔，送料小孔具有开、闭状态。由上述方案可见，上料装置便于把打印材料逐层地铺设在打印平台上。一个优选的方案是，上料装置具有正对所述打印材料设置的加热装置，加热装置用于对打印材料初步加热。由上述方案可见，在打印材料被铺设到打印平台上之前就对打印材料施加一个加热步骤，这样在后续的光照初步固化步骤中，其时间就会相应缩短，因此这种方案可以加快打印机的打印速率。本技术提供的光固化三维打印机的打印方法，包括下面的步骤：铺料步骤，在打印平台上铺设一层打印材料，打印材料包括金属材料和UV固化材料,UV固化材料包裹金属材料；初步固化步骤，通过数字光处理光源对打印材料进行光照固化；烧结处理步骤，对初步固化三维物体进行高温烧结处理。一个优选的方案是，重复执行铺料步骤和初步固化步骤，直至形成所需要的初步固化三维物体；一个优选的方案是，打印材料为颗粒打印材料，颗粒打印材料具有内层和外层，外层包裹住内层，外层为UV固化材料，内层为金属材料；颗粒打印材料的粒径为20微米至50微米；控制装置控制数字光处理光源的光源强度、范围，并且可控制数字光处理光源相对于打印平台移动；控制装置控制上料装置相对于打印平台移动，并控制上料装置把打印材料逐层铺设在打印平台上；控制装置控制控制打印平台相对于数字光处理光源移动。一个优选的方案是，上料装置具有容纳腔和送料辊，容纳腔内存储打印材料，送料辊把打印材料由容纳腔内取出并逐层地铺设到打印平台上。一个优选的方案是，上料装置为送料辊，送料辊具有外壳和外壳围成的容纳腔，容纳腔内载有打印材料，外壳上布置有多个送料小孔，送料小孔具有开、闭状态。一个优选的方案是，在铺料步骤中，打印材料铺设在打印平台上之前具有预热步骤；在初步固化步骤，打印平台上具有第一层打印材料，当对第一层打印材料进行光照时，上料装置尾随光照的路径方向，并在第一层打印材料上铺设第二层打印材料。光固化三维打印材料，光固化三维打印材料包括UV固化材料和金属材料，UV固化材料包裹住金属材料。附图说明图1是本技术光固化三维打印机实施例的示意图。图2是本技术光固化三维打印机实施例的颗粒打印材料的截面示意图。以下结合附图及实施例对本技术作进一步说明。具体实施方式光固化三维打印机第一实施例：本实施例的光固化三维打印机包括打印平台、上料装置和数字光处理光源。打印平台用于承载三维物体，上料装置载有打印材料，上料装置可把打印材料一层一层地铺设在打印平台上。打印材料包括金属材料和UV固化材料，本实施例的打印材料采用现有技术中的打印材料，例如申请号为CN201410309767.2的中国专利技术专利申请公开的用于三维打印的光固化材料。在其它实施例中，打印材料包括金属材料和本文档来自技高网...

【技术保护点】
光固化三维打印机, 包括:打印平台，用于承载三维物体；其特征在于,所述光固化三维打印机还包括：上料装置，所述上料装置用于装载打印材料，所述上料装置将所述打印材料一层一层地铺设在所述打印平台上；所述打印材料包括金属材料和UV固化材料；数字光处理光源，所述数字光处理光源发出的光束照射在所述打印平台的打印材料上。

【技术特征摘要】
1. 光固化三维打印机, 包括:打印平台，用于承载三维物体；其特征在于,所述光固化三维打印机还包括：上料装置，所述上料装置用于装载打印材料，所述上料装置将所述打印材料一层一层地铺设在所述打印平台上；所述打印材料包括金属材料和UV固化材料；数字光处理光源，所述数字光处理光源发出的光束照射在所述打印平台的打印材料上。2.根据权利要求1所述的光固化三维打印机，其特征在于：所述光固化三维打印机还包括烧结成型室，所述烧结成型室具有承接台，所述承接台上可放置初步固化物体，所述烧结室用于对所述打印材料形成的初步固化物体进行烧结处理。3.根据权利要求1所述的光固化三维打印机，其特征在于:所述上料装置为两个，两个所述上料装置分别布置在所述打印平台的两侧。4.根据权利要求1所述的光固化三...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏健强，汤付根，
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