光学立体打印机及其打印工艺制造技术

本发明专利技术涉及打印领域，具体涉及立体打印技术。光学立体打印机及其打印工艺中采用光学立体打印机。光学立体打印机，设有一用于承载打印物体的托盘，所述托盘的底部为透明层；所述透明层下方设有成像设备，所述成像设备设有紫外光源；所述托盘设有一进料口，所述进料口连接一用于盛放光敏树脂的光敏树脂容器。成像设备将紫外光源产生的紫外线，调整成图像后照射在透明层上方，进而照射到盛放在托盘内的光敏树脂上，实现固化。进而得到想要形状的打印层。

Optical stereo printer and printing process thereof

The invention relates to the printing field, in particular to the stereoscopic printing technology. Optical stereoscopic printer and its printing process using optical stereo printer. Optical stereo printer, is provided with a tray for carrying print objects, the tray at the bottom of the transparent layer; the transparent layer is arranged below the imaging device, the imaging device is provided with a UV light source; the tray is provided with a feed inlet, the inlet is connected with a photosensitive resin container for photosensitive resin. The ultraviolet radiation generated by the ultraviolet light source is adjusted to the image, then radiated on the transparent layer, and then irradiated to the photosensitive resin which is contained in the tray to realize the curing. And then get the print layer that you want.

【技术实现步骤摘要】
光学立体打印机及其打印工艺
本专利技术涉及打印领域，具体涉及立体打印技术。
技术介绍
立体打印(3D打印)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。立体打印(3D打印)通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。现有的立体打印(3D打印)，是采用逐个点增加的技术进行增量打印。速度非常非常慢。这大大制约了立体打印(3D打印)行业的发展和应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光学立体打印机，以解决上述技术问题。本专利技术的目的还在于提供一种打印工艺，以解决上述技术问题。本专利技术的目的还在于提供另一种打印工艺，以解决上述技术问题。光学立体打印机，其特征在于，设有一用于承载打印物体的托盘，所述托盘的底部为透明层；所述透明层下方设有成像设备，所述成像设备设有紫外光源；所述托盘设有一进料口，所述进料口连接一用于盛放光敏树脂的光敏树脂容器。成像设备将紫外光源产生的紫外线，调整成图像后照射在透明层上方，进而照射到盛放在托盘内的光敏树脂上，实现固化。进而得到想要形状的打印层。进而得到了3D打印过程中的单层结构。打印过程中不再是逐个点打印，而是直接打印一个面，所以速度提高了许多倍，甚至是几百倍，或者是几千倍。所述成像设备可以采用紫外LED显示屏。所述成像设备可以采用背光源为紫外光源的液晶屏。进一步优选为，所述成像设备为光源采用紫外光源的投影设备；所述投影设备的出光口位于所述透明层下方。自下而上照射。投影设备可以采用CRT、LCD或DLP架构的不同投影设备。所述投影设备优选采用lcos架构的投影设备。所述紫外光源优选为紫外激光光源。虽然紫外激光光源的成本较高，但是紫外激光光源的准直性和纯净性，优于紫外LED或其他光源。有利于提高成像精度，并且有利于光线分布的可控性，进而使光敏树脂的固化均匀，且高精度可控。还设有一升降系统，所述升降系统设有一允许进行升降的板，所述板的升降动作在所述托盘的底部至托盘的上方。一种打印工艺，其特征在于，打印时：(1)先将板降到托盘底部然后注入光敏树脂；或先将托盘内注入光敏树脂然后将板降到托盘底部。(2)启动成像设备，将紫外光线投射到光敏树脂上，使光敏树脂固化在板上。(3)通过升降系统，提升板的高度，然后再注入光敏树脂；或者先注入光敏树脂，再通过升降系统，提升板的高度。(4)再次通过成像设备，将紫外光线投射到光敏树脂上，使光敏树脂固化在，已经固化了的上一层固化的光敏树脂上。(5)再次：提升板的高度，然后再注入光敏树脂；或者先注入光敏树脂，再通过升降系统，提升板的高度；通过成像设备将光敏树脂固化在，已经固化了的上一层固化的光敏树脂上；实现逐层打印，进而逐步完成立体打印工作。(6)完成立体打印工作后，将打印物品从板上拆下。通过上述设计，可以快速完成立体打印工作。打印过程中不再是逐个点打印，而是直接打印一个面，所以速度提高了许多倍，甚至是几百倍，或者是几千倍。上述设计中，紫外光线仅仅是照射一层薄薄的光敏树脂层，具有固化速度快，固化精准的特点。得到一层固化的光敏树脂后，板的高度提升，但是保持固化的光敏树脂下方没入托盘中的流体状态的光敏树脂上表面以下。以保证打印精度。流体状态的光敏树脂表面，可能是存在波纹，或者其他不平整的问题。而流体状态的光敏树脂表面以下，特别是同一高度处的光敏树脂则是均匀的。利用均匀的光敏树脂，可以打印出精度极高的打印层。进一步：得到一层固化的光敏树脂后，板的高度提升，但是保持固化的光敏树脂下方，没入托盘中的流体状态的光敏树脂上表面0.5mm以下。试验表明，流体状态的光敏树脂上表面0.5mm以下，均匀度较为理想。太浅，则容易有波纹干扰。再进一步，得到一层固化的光敏树脂后，板的高度提升，但是保持固化的光敏树脂下方，没入托盘中的流体状态的光敏树脂上表面0.5mm以下，2mm以上。既避免了干扰，又避免因为自下而上的紫外线透射，使固化的光敏树脂上方的流体状态的光敏树脂产生过多不必要的固化，避免材料浪费，也提高打印质量。所述光学立体打印机设有一控制电路，所述投影设备设有一调焦机构，所述调焦机构为一电动调焦机构，所述电动调焦机构的控制端连接所述控制电路。通过对投影设备焦距的调整，满足一层打印中，存在的渐变细节打印。实现现有立体打印中，难以完成的单层渐变。使打印精度大大提高。所述板，可以采用具有网孔的网格板。在板降到托盘中时，光敏树脂可以渗透至网格板的网孔中。相对于光面板，具有更强的附着力，可以稳定的拉起更重的打印物品。所述网格板的网孔，可以是圆形孔、条形孔，或者多边形孔。所述网格板，中部为金属网。采用金属网，有利于降低拆除打印物品时的清理难度。可以采用利器剔除附着在金属网上的部分，也可以采用加热的方式软化附着在金属网的部分，实现打印物品拆除。所述金属网为电阻丝网，所述电阻丝网，设有一电源端，所述电源端连接所述控制电路。在需要移除时，通过接通电阻丝网的电源，进行加热，使附着在金属网上的部分软化或融化。以实现自动移除。所述升降系统包括至少4条伸缩杆，4条伸缩杆围绕所述板布置，4条伸缩杆的活动端，分别连接所述板。通过至少4条伸缩杆维持所述板上升时的平稳性。保证打印精度。所述网格板包括一边框，所述金属网固定在边框内侧。通过边框实现金属网的固定。可以允许金属网以较薄的形式存在，进而减少附着的光敏树脂量，降低不必要的光敏树脂损耗。并且保证金属网不易因打印物品的重量增加而产生形变。所述升降系统包括至少4条伸缩杆，4条伸缩杆围绕所述网格板布置，4条伸缩杆的活动端，分别连接所边框。以实现稳定位移，提高打印精度。所述托盘深度，大于5mm。以便于盛放足够的光敏树脂。还包括一箱体，所述托盘位于所述箱体内部的下方；所述箱体内壁设有反光镜。通过箱体，避免紫外线透射到外部，造成伤害。另外，在箱体内壁上设置反光镜。可以使紫外光线可以多次反射，尽量多的照射到被板拉起的，已经固化的光敏树脂上。使固化效果增强。并且允许适当降低在托盘中的固化程度要求。允许提高打印速度。所述反光镜的反光面向上倾斜。以使紫外线向上反射，而不是反射回托盘。增强被板拉起的，已经固化的光敏树脂固化强度的同时，避免托盘中无关的光敏树脂固化。所述箱体至少两个相对设置的内壁上安装有反光镜。所述反光镜与竖直方向的夹角的角度为2～10度。保证空间利用率，也可以保证紫外光线往复反射。尽量多的次数照射到被板拉起的，已经固化的光敏树脂。进一步优选为3～8度。往复反射效果更佳。优选为，所述箱体设有前、后、左、右4个面。至少3个面上设有反光镜，且各个所述反光镜与竖直方向的夹角的角度为2～10度。以实现多方位的反射，实现均匀照射。进一步优选为3～8度。往复反射效果更佳。进一步，所述箱体设有前、后、左、右4个面。4个面上均设有反光镜，且各个所述反光镜与竖直方向的夹角的角度为2～10度。以实现多方位的反射，实现均匀照射。进一步优选为3～8度。往复反射效果更佳本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学立体打印机，其特征在于，设有一用于承载打印物体的托盘，所述托盘的底部为透明层；所述透明层下方设有成像设备，所述成像设备设有紫外光源；所述托盘设有一进料口，所述进料口连接一用于盛放光敏树脂的光敏树脂容器。成像设备将紫外光源产生的紫外线，调整成图像后照射在透明层上方，进而照射到盛放在托盘内的光敏树脂上，实现固化。进而得到想要形状的打印层。

【技术特征摘要】
2016.04.06 CN 20161021076421.光学立体打印机，其特征在于，设有一用于承载打印物体的托盘，所述托盘的底部为透明层；所述透明层下方设有成像设备，所述成像设备设有紫外光源；所述托盘设有一进料口，所述进料口连接一用于盛放光敏树脂的光敏树脂容器。成像设备将紫外光源产生的紫外线，调整成图像后照射在透明层上方，进而照射到盛放在托盘内的光敏树脂上，实现固化。进而得到想要形状的打印层。2.一种打印工艺，其特征在于，打印时：(1)先将板降到托盘底部然后注入光敏树脂；或先将托盘内注入光敏树脂然后将板降到托盘底部。(2)启动成像设备，将紫外光线投射到光敏树脂上，使光敏树脂固化在板上。(3)通过升降系统，提升板的高度，然后再注入光敏树脂；或者先注入光敏树脂，再通过升降系统，提升板的高度。(4)再次通过成像设备，将紫外光线投射到光敏树...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴文，
申请(专利权)人：上海科斗电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31