一种基于Micro LED技术的光固化3D打印设备制造技术

一种基于Micro LED技术的光固化3D打印(简称M‑DLP)设备，包括刮板、Micro LED屏幕、液池、光敏材料、3D打印工作台。其中Micro LED屏幕由M(1≤M≤100000)行N(1≤N≤100000)列Micro LED像素组成，水平于光敏材料表面，和刮板同步运动，当它运动到3D打印工作台上方时，电脑控制Micro LED像素明暗形成数字掩膜，投射出来的光使光敏材料固化，形成2D图形。计算机控制3D打印工作台沿Z轴运动，形成3D打印工件。M‑DLP与SLA立体印刷技术相比，大尺寸工业应用时每层加工时间可提高100‑1000倍。与DLP技术相比，更易实现高分辨率和大尺寸加工。

A UV curing 3D printing device based on Micro LED Technology

A kind of photo-curable 3D printing equipment based on micro-LED technology (M_DLP for short) includes scraper, micro-LED screen, liquid pool, photosensitive material and 3D printing workbench. The micro LED screen is composed of M(1 < M < 100000) row N(1 < N < 100000) column micro LED pixels. It moves horizontally on the surface of photosensitive materials and synchronously with the scraper. When it moves above the 3D printing table, the computer controls the light and shade of the micro LED pixels to form a digital mask. The projected light solidifies the photosensitive materials and forms a 2D pattern. . The computer controls the 3D printing worktable to move along the Z axis to form the 3D printing workpiece. Compared with SLA stereo printing technology, M DLP can increase the processing time of each layer by 100 1000 times in large-scale industrial applications. Compared with DLP technology, it is easier to achieve high resolution and large size processing.

【技术实现步骤摘要】
一种基于MicroLED技术的光固化3D打印设备
本专利技术涉及一种基于MicroLED技术的光固化3D打印设备。
技术介绍
3D打印技术是一种以立体数字模型文件为基础，运用金属、树脂等材料，采用粘合处理，通过逐层打印的方式来构造三维物体的技术。这种制造技术无需传统的刀具或模具，可以实现传统工艺无法加工的复杂结构的制造，而且可以有效简化生产工序，缩短制造周期，材料浪费少，基本无边角料，未使用的材料能多次重复使用。正是由于这些独特的优点，3D打印技术成为各国的研究热点，并广泛应用于机械制造、医疗、建筑、汽车制造、航空航天等众多领域。3D打印技术主要包括SLA、DLP、选区激光烧结技术(SLS)、熔融沉积制造技术(FDM)等。M-DLP与SLA、SLS、FDM相比，SLA、SLS、FDM是以点或线扫描组成2D图形，而M-DLP是自发光MicroLED数字掩膜面曝光一次成型一层2D图形。M-DLP与DLP相比，M-DLP采用的MicroLED是自发光数字掩膜，而DLP技术采用的是以光源照亮数字微反光镜芯片(DMD)形成的被动照明式数字掩膜。被动照明式数字掩膜在大尺寸高精度成型时，需要大型光机和很长的工作距离，导致成本高体积大。M-DLP与SLA相比，大尺寸工业应用时每层加工时间可提高100-1000倍。M-DLP与DLP技术相比，可更易实现超高分辨率，更易实现大尺寸加工，更易实现大功率，拥有更低的成本、更简单的光学结构。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于MicroLED技术的光固化3D打印设备，采用高输出功率的MicroLED屏幕，更易实现超高分辨率，更易实现大尺寸加工，更易实现大功率，拥有更低的成本、更简单的光学结构。本专利技术提供一种基于MicroLED技术的光固化3D打印设备，包括：刮板、MicroLED屏幕、液池、光敏材料、3D打印工作台。其中MicroLED屏幕由M行N列MicroLED像素组成，像素边长尺寸范围为10μm～10mm像素发射光谱范围为200nm～500nm，MicroLED屏幕的边长范围为10mm～3m，总的输出功率范围为0.1W～2000W。MicroLED屏幕水平于液池内的光敏材料表面，同时MicroLED屏幕和刮板同步运动。当MicroLED屏幕运动到3D打印工作台上方区域时，电脑控制MicroLED屏幕中每个MicroLED像素的明暗，形成数字掩膜，所投射出来的光使光敏材料固化，形成指定的2D图形，在MicroLED屏幕运动和静止时均可以进行曝光。在完成一层固化后，计算机控制3D打印工作台沿Z轴方向下沉一个层厚的高度。刮板沿X轴方向移动保证液面水平。在MicroLED屏幕回到3D打印工作台上方区域后，重复上一层的固化过程，新固化层会牢牢的粘结在前一层上。如此重复，层层堆积，形成3D打印工件。M-DLP与SLA相比，大尺寸工业应用时每层加工时间可提高100-1000倍。M-DLP与DLP技术相比，可更易实现超高分辨率，更易实现大尺寸加工，更易实现大功率，拥有更低的成本、更简单的光学结构。附图说明为进一步说明本专利技术的
技术实现思路
，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：图1为本专利技术的结构示意图。图2为MicroLED屏幕示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。请参阅图1所示，本专利技术提供一种基于MicroLED技术的光固化3D打印设备，包括：一刮板1，用于刮平液池中的光敏材料；一MicroLED屏幕2，该MicroLED屏幕由M行N列MicroLED像素组成，像素边长尺寸范围为10μm～10mm，像素发射光谱范围为200nm～500nm，MicroLED屏幕2的边长范围为10mm～3m，总的输出功率范围为0.1W～2000W。MicroLED屏幕2水平于液池3内的光敏材料4表面，同时MicroLED屏幕2和刮板1同步运动。当MicroLED屏幕2运动到3D打印工作台5上方区域时，电脑控制MicroLED屏幕2中每个MicroLED像素的明暗，形成数字掩膜，所投射出来的光使光敏材料4固化，形成指定的2D图形，在MicroLED屏幕2运动和静止时均可以进行曝光；一液池3，用于放光敏材料4；一光敏材料4，用于3D打印的光固化材料，含光敏类树脂材料和光敏类陶瓷材料；一3D打印工作台5，用于打印目标工件的成型平台并通过控制3D打印工作台5的Z轴移动进而控制层厚，当MicroLED屏幕2运动到3D打印工作台5上方区域时，电脑控制MicroLED屏幕2中每个MicroLED像素的明暗，形成数字掩膜，所投射出来的光使光敏材料固化，形成指定的2D图形并固化到3D打印工作台5上，在完成一层固化后，计算机控制3D打印工作台5沿Z轴方向下沉一个层厚的高度。刮板沿X轴方向移动保证液面水平。在MicroLED屏幕回到3D打印工作台5上方区域后，重复上一层的固化过程，新固化层会牢牢的粘结在前一层上。如此重复，层层堆积，形成3D打印工件。以上所述的具体实施例，对于本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不局限于本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Micro LED技术的光固化3D打印设备，包括：一刮板1，用于刮平液池中的光敏材料；一Micro LED屏幕2，该Micro LED屏幕由M行N列Micro LED像素组成，像素边长尺寸范围为10μm～10mm，像素发射光谱范围为200nm～500nm，Micro LED屏幕2的边长范围为10mm～3m，总的输出功率范围为0.1W～2000W。Micro LED屏幕2水平于液池3内的光敏材料4表面，同时Micro LED屏幕2和刮板1同步运动。当Micro LED屏幕2运动到3D打印工作台5上方区域时，电脑控制Micro LED屏幕2中每个Micro LED像素的明暗，形成数字掩膜，所投射出来的光使光敏材料4固化，形成指定的2D图形，在Micro LED屏幕2运动和静止时均可以进行曝光；一液池3，用于放光敏材料4；一光敏材料4，用于3D打印的光固化材料，含光敏类树脂材料和光敏类陶瓷材料；一3D打印工作台5，用于打印目标工件的成型平台并通过控制3D打印工作台5的Z轴移动进而控制层厚，当Micro LED屏幕2运动到3D打印工作台5上方区域时，电脑控制Micro LED屏幕2中每个Micro LED像素的明暗，形成数字掩膜，所投射出来的光使光敏材料固化，形成指定的2D图形并固化到3D打印工作台5上，在完成一层固化后，计算机控制3D打印工作台5沿Z轴方向下沉一个层厚的高度。...

【技术特征摘要】
1.一种基于MicroLED技术的光固化3D打印设备，包括：一刮板1，用于刮平液池中的光敏材料；一MicroLED屏幕2，该MicroLED屏幕由M行N列MicroLED像素组成，像素边长尺寸范围为10μm～10mm，像素发射光谱范围为200nm～500nm，MicroLED屏幕2的边长范围为10mm～3m，总的输出功率范围为0.1W～2000W。MicroLED屏幕2水平于液池3内的光敏材料4表面，同时MicroLED屏幕2和刮板1同步运动。当MicroLED屏幕2运动到3D打印工作台5上方区域时，电脑控制MicroLED屏幕2中每个MicroLED像素的明暗，形成数字掩膜，所投射出来的光使光敏材料4固化，形成指定的2D图形，在MicroLED屏幕2运动和静止时均可以进行曝光；一液池3，用于放光敏材料4；一光敏材料4，用于3D打印的光固化材料，含光敏类树脂材料和光敏类陶瓷材料；一3D打印工作台5，用于打印目标工件的成型平台并通过控制3D打印工作台5的Z轴移动进而控制层厚，当MicroLED屏幕2运动到3D打印工作台5上方区域时，电脑控制MicroLED屏幕2中每个MicroLED像素的明暗，形成数字掩膜，所投射出来的光使光敏材料固化，形成指定的2D图形并固化到3D打印工作台5上，在完成一层固化后，计算机控制3D打印工作台5沿Z轴方向下沉一个层厚的高度。2.如权利要求1所述的一种基于MicroLED技术的光固化3D打印设备，其中所述刮板1，用于刮平液池中的光敏材料4。3.如权利要求1所述的一种基于MicroLED技术...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙雷，
申请(专利权)人：北京德瑞工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11