一种光固化三维制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光固化三维制造装置，包括：载体，用于承载和移动三维构建物；构建平台，所述构建平台上设有用于盛放可聚合材料的料盒；离型层，所述离型层设于料盒底部，该离型层与可聚合材料相接触，所述离型层整体为液态，该离型层与可聚合材料不相溶，且离型层的密度大于可聚合材料；光源，用于对构建平台进行照射，用于提供固化可聚合材料波长范围内的UV光，此时由于离型层是液态的，光固化后的固态可聚合材料为固态状态，故三维构建物与离型层直接脱离接触并随构载体联动，从而提高了三维制造的速度，而且离型层为一个固定的稳定结构，实现上述效果的工艺较为简便。

A three dimensional manufacturing device for light curing

The invention discloses a light curing three-dimensional manufacturing device, including: a carrier, used for carrying and moving three-dimensional structures; building a platform, on which the platform is provided with a material box for holding polymerizable material; an off type layer, the off type layer at the bottom of the material box, contact with the polymerizable material and the off type layer. The whole is liquid, the off type layer is insoluble with the polymerizable material, and the density of the off type layer is greater than that of the polymerizable material; the light source is used to irradiate the construction platform to provide the UV light in the wavelength range of the curing polymerizable material, at this time, because the off type layer is liquid, the solid state polymerizable material after the light curing is solid state. Therefore, the three-dimensional construction is directly disconnected from the detached layer and linked with the structure carrier, thus improving the speed of the three-dimensional manufacturing, and the off type layer is a fixed stable structure, and the process to achieve the above effect is more convenient.

【技术实现步骤摘要】
一种光固化三维制造装置
本专利技术涉及
为三维成型领域，特别涉及一种光固化三维制造装置。
技术介绍
光固化三维制造(打印)的技术原理是先将三维模型通过一个方向进行分层，从而获取每层的轮廓信息或者图像信息，然后通过光源来实现每层的数据信息，将聚合物单体与预聚体组成光引发剂(光敏剂)，经过UV光照射后，引起聚合反应，完成每一层的固化，重复迭代，最后形成一个三维实体模型。由于每打印一层，需要将正在构造的三维构造物从固化发生区域的底面分离出来的离型动作，离型后还需要静置几秒钟使得液面能够平稳，打印一层往往需要十几秒钟，效率非常低。现有技术中，采用的方式是利用机械步骤将正在构造的三维构造物剥离固化发生区域的底面，这样的机械步骤不仅对于机械结构的精度要求高，而且增加了制造的整体时间。其中申请号为201480008529.6，申请日为2014-02-10的《通过承载体利用进料的三维制造的方法和设备》专利中公开了：三维制造物固化发生区域的底面通过半渗透性元件与聚合液膜脱离层，起到了隔绝固化的作用，新的固化层与固化发生区域的底面分离，那么无需通过机械步骤将其二进行分离，这样提高了制造的效率。但是要实现上述的技术方案，需要将抑制剂流体保持在固化发生区域的底面上，抑制剂抑制可聚合材料固化，并始终维持一定厚度的可聚合材料液膜等以上要求。在实际操作过程中，抑制剂供给的流速，半渗透性元件对于抑制剂渗透效果与可聚合材料液膜的厚度等变量均会对于固化造成影响，进一步影响三维构造物最后的成型效果，该设备在实际应用时由于变量多，所以生产工艺难度较大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种三维构造物在固化过程中能够快速离型，制造效率高且稳定的光固化三维制造装置。为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种光固化三维制造装置，包括：载体，用于承载和移动三维构建物；构建平台，所述构建平台上设有用于盛放可聚合材料的料盒；离型层，所述离型层设于料盒底部，该离型层与可聚合材料相接触，所述离型层整体为液态，该离型层与可聚合材料不相溶，且离型层的密度大于可聚合材料；光源，用于对构建平台进行照射，用于提供固化可聚合材料波长范围内的UV光。采用以上所述的结构后，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点：由于离型层密度大于可聚合材料且离型层与可聚合材料不相溶，离型层能够维持在料盒与可聚合材料之间，将光源对载体与料盒内可聚合材料接触的实施光照，一定时间后该光照处的离型层上的可聚合材料固化成型为部分三维构建物，停止光照之后通过驱动装置控制载体远离光源的方向移动一定距离，此时由于离型层是液态的，光固化后的固态可聚合材料为固态状态，故三维构建物与离型层直接脱离接触并随构载体联动，从而提高了三维制造的速度，而且离型层为一个固定的稳定结构，实现上述效果的工艺较为简便。进一步地，所述离型层与料盒底部之间设有固定件，该固定件用于固定离型层。进一步地，所述固定件为内部具有与外界连通腔体的结构，所述离型层被固定于该固定件的腔体内。进一步地，所述固定件为凝胶或纳米纤维。进一步地，所述离型层为水或可透光水溶液。进一步地，所述可透光水溶液为饱和氯化锌溶液。进一步地，所述可透光水溶液为水溶性有机盐加重剂溶液。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术中离型层与固定件之间的剖面结构示意图；图3是本专利技术在使用状态下的结构示意图。其中：1、载体；2、料盒；3、离型层；4、光源；5、可聚合材料；6、固定件；7固化层。具体实施方式下面结合具体实施方式对专利技术作进一步详细地说明。由图1、图2所示的本专利技术构示意图可知，一种光固化三维制造装置具体包括：包括支撑件1，该支撑件1用于支撑打印物，所述支撑件1连有机械驱动装置，机械驱动装置带动支撑件3与打印物在竖直方向上位移；在支撑件1的下方设有构建平台，该构建平台上设有可透光的料盒2，所述料盒2用于盛放可聚合材料5；在构建平台的下方设有光源4，用于提供固化可聚合材料波长范围内的UV光，该光源4穿透构建平台、料盒2，对于料盒2内的可聚合材料5进行照射，可聚合材料5在料盒2内发生固化，然后通过支撑件1将固化层7(可聚合材料固化后)向上拉离料盒2底面，回流到料盒2底面的可聚合材料再继续收到光照进行固化，这样逐层形成打印物，由于固化层7与料盒2都是固态状态，二者之间的表面附着力大，如果直接分离对于料盒2底部和固化层7都会有一定的机械损坏，故在料盒2的底面与可聚合材料5之间设置液态的离型层3，该离型层3的材料与可聚合材料5不相溶，且离型层3的密度大于可聚合材料5，本光固化三维制造装置运作时，首先将液态状态的离型层3加入料盒2内，然后加入液态的可聚合材料5，料盒2内明显分为两层，可聚合材料5与料盒2底部之间通过离型层3间隔，可参考图3，光源1光照后，部分可聚合材料5在离型层3的表面上发生固化，然后通过支撑件1将固化层7(可聚合材料固化后)向上拉离离型层3的表面，由于这个拉离动作发生在固态物质和液态物质之间，所以产生的附着力较小，固化层7能够直接被拉离离型层3，且并拉离动作不会对固化层7与料盒2产生机械性的损坏，所以离型层3的设置，提高了离型步骤的效率，而且对于三维物固化成型的精度有了一定的提高。其中，存在着以下情况，当支撑件1将固化层7向上拉离离型层3时，由于离型层3与可聚合材料5之间为真空状态，离型层3的部分液体在大气压强的作用下被拉起，使得离型层3表面不平整，由于离型层3的表面为固化发生区域的底面，所以离型层3表面不平整将影响固化层7的结构，从而影响整个三维物固化成型的效果，为了避免以上情况的产生，可以通过下面所述方式解决：在所离型层3与料盒4底部之间设有固定件6，该固定件6用于固定离型层3，固定件6为内部具有与外界连通腔体的结构，具体的固定件6可以是凝胶、或是纳米纤维构成的多通道立体结构，液态的离型层填充在固定件6的腔体内，并整体形成一个稳定的结构，为了提高固定件6与料盒4的底部的附着性，可以将料盒底部7加工成磨砂结构，其粗糙粒度以不显著影响光源光照的精度为限。另一种方式是尽可能的增加离型层3的密度，从实际操作的需求，离型层的密度远大于聚合材料5的密度，光固化三维制造领域常用的可聚合材料为光敏树脂，该材料的密度小于水，且不容于水，所以离型层2为水或是可透光的水溶液，具体的可以是饱和氯化锌溶液，由于其成本低，且温度安全，优选的，为了进一步体改离型层的密度，可以在离型层3内添加有机盐加重剂，即离型层为水溶性有机盐加重剂溶液。以上所述，仅是本专利技术较佳可行的实施示例，不能因此即局限本专利技术的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本专利技术的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本专利技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光固化三维制造装置，其特征在于，包括：(a)载体，用于承载和移动三维构建物；(b)构建平台，所述构建平台上设有用于盛可聚合材料的料盒，所述可聚合材料为液态；(c)离型层，所述离型层设于料盒底部，该离型层与可聚合材料相接触，所述离型层整体为液态，该离型层与可聚合材料不相溶，且离型层的密度大于可聚合材料；(d)光源，用于对构建平台进行照射，用于提供固化可聚合材料波长范围内的UV光。

【技术特征摘要】
1.一种光固化三维制造装置，其特征在于，包括：(a)载体，用于承载和移动三维构建物；(b)构建平台，所述构建平台上设有用于盛可聚合材料的料盒，所述可聚合材料为液态；(c)离型层，所述离型层设于料盒底部，该离型层与可聚合材料相接触，所述离型层整体为液态，该离型层与可聚合材料不相溶，且离型层的密度大于可聚合材料；(d)光源，用于对构建平台进行照射，用于提供固化可聚合材料波长范围内的UV光。2.根据权利要求1所述的光固化三维制造装置，其特征在于：所述离型层与料盒底部之间设有固定件，该固定件用于固定离...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚志锋，郭琰辉，王虎，
申请(专利权)人：宁波市石生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33