气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法技术

本申请提供一种气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法。其中，所述气路结构包括：成型室，内置有：光固化液态材料及用于附着经固化后得到的图案固化层的构件平台；设置于所述成型室上的气体入口和气体出口；至少受控连通所述气体出口的气路调节装置，用于调整所述成型室中的环境成分，其中，所述环境成分与光固化液态材料的光化学反应相关。本申请实现对成型室内光固化液态材料的打印环境进行有效控制，有效保护了光固化液态材料的本征特性，有效减少因光固化液态材料的无谓反应而造成产品质量问题。

Gas path structure and applicable 3D printing device and printing method

The present invention provides a gas path structure and a suitable 3D printing device and printing method. Among them, including the gas path structure: molding room, built-in: light curing liquid material and for attachment pattern solidified layer after curing the component platform; gas and gas entrance is arranged in the molding chamber outlet; adjusting device controlled at least communicated with the gas outlet of the gas path, for environmental components and adjust the molding chamber in which the environment related photochemical reaction components and light curing liquid material. The application of indoor light curing printing environment forming liquid materials for effective control, effective protection of the intrinsic properties of light curing liquid materials, reduce product quality problems caused by unnecessary reaction light curing liquid material.

【技术实现步骤摘要】
气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法
本申请涉及一种3D打印技术，特别是涉及一种气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法。
技术介绍
3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料和树脂等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印设备通过执行该种打印技术制造3D物体。3D打印设备由于成型精度高在模具、定制商品、医疗治具、假体等领域具有广泛应用。其中，基于底面曝光的3D打印设备由于只需要在容器底部设置一层高的光固化材料，与上曝光相比，更节省材料，因此受到很多个性产品制造者的追宠。对于应用在特殊应用环境下的3D产品，如假体等，其产品应具备适应环境的能力，如具备耐腐蚀性、符合人体安全性等要求，这使得3D打印设备所使用的树脂液中需调配相应材料以适应具体产品需求，所调配的材料在光固化期间可能受到打印环境的干扰而产生对产品不利的影响。
技术实现思路
本申请提供一种气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法，用于解决光固化液态材料在打印期间被打印环境干扰的问题。为实现上述目的及其他目的，本申请的第一方面提供一种气路结构，用于3D打印设备，所述气路结构包括：成型室，内置有：光固化液态材料及用于附着经固化后得到的图案固化层的构件平台；设置于所述成型室上的气体入口和气体出口；至少受控连通所述气体出口的气路调节装置，用于调整所述成型室中的环境成分，其中，所述环境成分与光固化液态材料的光化学反应相关。在所述第一方面的某些实施方式中，所述气路调节装置包括：气体置换单元，通过所述气体入口和气体出口将外部的气体提供装置与成型室受控连通，用于利用气体流动将所述气体提供装置所提供的气体输入所述成型室；和/或气体抽离单元，受控连通所述气体出口，用于利用气体流动将所述成型室中影响所述光固化液态材料进行光化学反应的环境成分从所述成型室中抽离。在所述第一方面的某些实施方式中，所述气路调节装置还包括：与所述气体入口和气体出口受控连通的气体缓冲部件。在所述第一方面的某些实施方式中，气路结构还包括：设置在所述气体出口的第一控制阀，包含第一气体排出口和第二气体排出口；所述第一气体排出口在与所述气体出口连通时将成型室中的环境成分随气流排出气路调节装置之外，所述第二气体排出口在与所述气体出口连通时将成型室中的环境成分随气流排入所述气体缓冲部件中。在所述第一方面的某些实施方式中，所述气体置换单元通过气体缓冲部件与气体提供装置受控连通。在所述第一方面的某些实施方式中，所述气体抽离单元将所抽出的气体自所述气体缓冲部件受控排出。在所述第一方面的某些实施方式中，所述气路调节装置还包括：成分滤除单元，用于滤除自所述成型室中排出的环境成分。在所述第一方面的某些实施方式中，气路结构还包括：检测装置，用于检测所述成型室中的环境信息。在所述第一方面的某些实施方式中，所述检测装置包括：气压传感器用于检测所述成型室中的气压信息。在所述第一方面的某些实施方式中，在打印期间，基于所述检测装置的检测结果，所述气路调节装置受控调整所述成型室中影响光固化液态材料进行光化学反应的环境成分。在所述第一方面的某些实施方式中，在打印期间，所述成型室、或所述气路调节装置和成型室呈密闭状态。本申请第二方面提供一种3D打印设备，包括：光学系统，用于将3D构件模型中的分层图像照射到位于打印基准面的光固化液态材料上以使之固化成对应的图案固化层；构件平台，用于附着所述图案固化层以便经由各图案固化层积累形成3D构件；Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，用于受控的调整所述构件平台与所述打印基准面之间的间距以将光固化液态材料填充到所述打印基准面处；如上任一所述的气路结构，其中在成型室中内置有所述光固化液态材料及所述构件平台；控制装置，与所述光学系统、Z轴驱动机构和气路结构相连，用于：控制所述气路调节装置调整所述成型室中影响所述光固化液态材料光化学反应的环境成分。在所述第二方面的某些实施方式中，所述光学系统位于所述成型室之外，且所述成型室面向光学系统侧呈透明状；或者，所述成型室还容纳所述光学系统的至少出射部分。在所述第二方面的某些实施方式中，3D打印设备还包括：温度调节装置，与所述控制装置连接，用于调节所述成型室中光固化液态材料的温度。本申请第三方面还提供一种3D打印设备的打印方法，其中所述3D打印设备包括：成型室、气路调节装置、Z轴驱动机构、与所述Z轴驱动机构连接的构件平台和光学系统，所述方法包括：在打印前，控制所述气路调节装置调整所述成型室中环境成分，其中，所述环境成分与光固化液态材料的光化学反应相关；在打印期间，按照3D构件模型中的横截层层厚控制所述Z轴驱动机构调整构件平台与打印基准面之间的间距，以及按照相应横截层的分层图像控制所述光学系统图案化固化填充在所述构件平台与打印基准面之间的光固化液态材料；重复地控制所述Z轴驱动机构和光学系统以将所述3D构件模型制造成对应的3D构件。在所述第三方面的某些实施方式中，所述控制所述气路调节装置调整所述成型室中环境成分的方式包括：控制所述气路调节装置带动所述成型室中的气体流动并将外接的气体输入所述成型室；和/或控制所述气路调节装置带动所述成型室中的气体流动并将所述成型室中环境成分随气流抽离。在所述第三方面的某些实施方式中，所述方法还包括：在打印期间，控制所述气路调节装置维持成型室对外界密闭的步骤。在所述第三方面的某些实施方式中，所述方法还包括：在打印期间，检测所述成型室中的环境信息，并基于检测结果调整所述成型室中环境成分的步骤。在所述第三方面的某些实施方式中，所述环境信息包含气流信息；在打印期间，基于所述气流信息控制在调整成型室环境成分期间的气体流速。在所述第三方面的某些实施方式中，所述环境信息包含气压信息；在打印期间，基于所述气压信息调整成型室环境成分以维持打印环境。在所述第三方面的某些实施方式中，所述方法还包括：调节光固化液态材料的温度的步骤。在所述第三方面的某些实施方式中，所述方法还包括：滤除自所述成型室中排出的环境成分的步骤。本申请所提供的气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法，在利用光固化液态材料的进行实体产品打印的3D打印设备上装配气路结构，实现对成型室内光固化液态材料的打印环境进行有效控制，不仅有效保护了光固化液态材料的本征特性，有效减少因光固化液态材料的无谓反应而造成产品质量问题，还使得该类3D打印设备所适配的光固化液态材料更加广泛。在打印前采用抽空和/或置换气体的方式减少成型室中与光固化液态材料反应气体的含量，不仅便于对成型室内打印环境的控制，而且不会引起液态材料在打印期间的波动干扰。在打印期间，为了维护成型室内打印环境，利用检测装置检测多种环境信息(又叫环境信息)，有效减少在打印期间气流流动、流动时长等因素对打印的干扰。附图说明图1为本申请3D打印设备在一实施方式中的结构示意图。图2为本申请3D打印设备在另一实施方式中的结构示意图。图3-7为本申请3D打印设备中气路结构在不同一实施方式中的结构示意图。图8为本申请3D打印设备在增加成型室的环境成分后进行打印时的示意图。图9为本申请3D打印方法在一实施方式中的流程示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气路结构，用于3D打印设备，其中，所述气路结构包括：成型室，内置有：光固化液态材料及用于附着经固化后得到的图案固化层的构件平台；设置于所述成型室上的气体入口和气体出口；至少受控连通所述气体出口的气路调节装置，用于调整所述成型室中的环境成分，其中，所述环境成分与光固化液态材料的光化学反应相关。

【技术特征摘要】
1.一种气路结构，用于3D打印设备，其中，所述气路结构包括：成型室，内置有：光固化液态材料及用于附着经固化后得到的图案固化层的构件平台；设置于所述成型室上的气体入口和气体出口；至少受控连通所述气体出口的气路调节装置，用于调整所述成型室中的环境成分，其中，所述环境成分与光固化液态材料的光化学反应相关。2.根据权利要求1所述的气路结构，其特征在于，所述气路调节装置包括：气体置换单元，通过所述气体入口和气体出口将外部的气体提供装置与成型室受控连通，用于利用气体流动将所述气体提供装置所提供的气体输入所述成型室；和/或气体抽离单元，受控连通所述气体出口，用于利用气体流动将所述成型室中影响所述光固化液态材料进行光化学反应的环境成分从所述成型室中抽离。3.根据权利要求2所述的气路结构，其特征在于，所述气路调节装置还包括：与所述气体入口和气体出口受控连通的气体缓冲部件。4.根据权利要求3所述的气路结构，其特征在于，还包括：设置在所述气体出口的第一控制阀，包含第一气体排出口和第二气体排出口；所述第一气体排出口在与所述气体出口连通时将成型室中的环境成分随气流排出气路调节装置之外，所述第二气体排出口在与所述气体出口连通时将成型室中的环境成分随气流排入所述气体缓冲部件中。5.根据权利要求3所述的气路结构，其特征在于，所述气体置换单元通过气体缓冲部件与气体提供装置受控连通。6.根据权利要求3所述的气路结构，其特征在于，所述气体抽离单元将所抽出的气体自所述气体缓冲部件受控排出。7.根据权利要求1-6中任一所述的气路结构，其特征在于，所述气路调节装置还包括：成分滤除单元，用于滤除自所述成型室中排出的环境成分。8.根据权利要求1所述的气路结构，其特征在于，还包括：检测装置，用于检测所述成型室中的环境信息。9.根据权利要求8所述的气路结构，其特征在于，所述检测装置包括：气压传感器，用于检测所述成型室中的气压信息。10.根据权利要求8或9所述的气路结构，其特征在于，在打印期间，基于所述检测装置的检测结果，所述气路调节装置受控调整所述成型室中影响光固化液态材料光化学反应的环境成分以维持所述成型室的打印环境。11.根据权利要求1所述的气路结构，其特征在于，在打印期间，所述成型室、或所述气路调节装置和成型室呈密闭状态。12.一种3D打印设备，其特征在于，包括：光学系统，用于将3D构件模型中的分层图像照射到位于打印基准面的光固化液态材料上以使之固化成对应的图案固化层；构件平台，用于附着所述图案固化层以便经由各图案固化层积累形成3D构件；Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，用于受控的调整所述构...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈先飞，林锦睿，刘震，
申请(专利权)人：上海联泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31