一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱及操作方法技术

一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱及操作方法，包括舱体、舱盖、供气接头、排气接头和透气膜；舱体为两端开口的筒状结构，透气膜密封设置在舱体的一端，舱体的另一端密封设置有舱盖，形成密封空间；舱盖上设置有供气接头和排气接头，供气接头和排气接头均与密封空间连通，供气接头连接供气系统。本发明专利技术在打印过程中，通过供气系统调控，在密封空间内形成一定范围内压强、气体浓度的气体氛围，通过精确的控制舱内气体，在打印件与气体透过模块之间形成数十至几百微米的均匀的固化盲区，避免了打印件与上方气体透过模块的粘接，从而实现打印台在Z轴方向的连续运动，极大的提高了光固化3d打印的效率。

A Transparent and Air-permeable Cabin for 3-D Printing of Continuous Surface Forming and Its Operation Method

A transparent and permeable cabin for 3-day printing on continuous surface and its operation method include cabin, hatch cover, air supply joint, exhaust joint and permeable film. The cabin body is a cylindrical structure with opening at both ends. The permeable film seal is arranged at one end of the cabin body, and the other end of the cabin is sealed with a hatch cover to form a sealing space. The air supply joint and the exhaust joint, the air supply joint and the exhaust joint are all connected with the sealing space, and the air supply joint is connected with the air supply system. During the printing process, the air supply system regulates the formation of a certain range of pressure and gas concentration gas atmosphere in the sealed space. By accurately controlling the gas in the cabin, a uniform curing blind area of tens to hundreds of microns is formed between the print piece and the gas permeation module, thus avoiding the gas above the print piece. Through the bonding of the module, the continuous movement of the printing table in Z axis direction is realized, and the efficiency of 3-D photocoagulation printing is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱及操作方法
本专利技术属于3d打印
，特别涉及一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱。
技术介绍
现有光固化3d打印技术基于逐层叠加原理，使用计算机对3d模型进行分层处理，获取每层的几何尺寸以及固化时所需的各种参数，通过逐层固化的方式构造原3d模型。但这种方法的打印精度受限于分层厚度，较小的单层厚度能获得较高的打印精度，但也会使打印所需时间大幅度增长。为了解决这一问题，Carbon公司通过改进现有打印技术，开发了一种称为“连续液面制造技术”(CLIP)的光固化3d打印技术。该技术将固化所需的光源设备置于打印台下方，应用聚四氟乙烯材料透光透氧的特性，将其作为成形窗口，利用氧阻聚效应，实现一种连续向上拉拔的3d打印成形过程，极大地提升了现有光固化3d打印的速度。使用CLIP的连续光固化3d打印设备采用聚四氟乙烯材料作为透氧透光的成形窗口，基于聚四氟乙烯材料的高透气性，气体能够通过成形窗口渗透入液态光敏树脂。由于氧阻聚效应的存在，在打印过程中，打印件和成形窗口间将形成一层不固化区域，因此打印件和成形窗口之间不会发生粘接，从而实现高速连续打印。基于CLIP的上拉式连续光固化3d打印设备，使用Teflon薄膜作为透光透气成形窗口，该薄膜缺乏刚性，在成形过程中容易发生变形，不仅影响成形件的精度，同时对薄膜本身的寿命也有较大影响。而现有采用刚性成形窗的设备其成形窗口采用的多孔或开槽结构，对光路存在明显影响，对打印件的精度有较大影响。此外，由于打印件本身的重力和光敏树脂黏附阻力的作用，打印台与打印件之间需要的结合强度较大，所以难以应用到大型件的成形中。而传统下沉式光固化3d打印设备虽然能够打印大型件，但打印过程中受限于光敏树脂本身的流动特性，材料补充缓慢，难以实现快速连续打印。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱，以解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案；一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱，包括舱体、舱盖、供气接头、排气接头和透气膜；舱体为两端开口的筒状结构，透气膜密封设置在舱体的一端，舱体的另一端密封设置有舱盖，形成密封空间；舱盖上设置有供气接头和排气接头，供气接头和排气接头均与密封空间连通，供气接头连接供气系统。进一步的，舱盖与舱体之间设置有第一密封垫圈，舱盖上还设置有检测接头，检测接头连接供气系统。进一步的，舱体设置有透气膜的一端设置有第二密封垫圈和支撑板；第二密封垫圈、支撑板和透气膜自上而下依次设置。进一步的，支撑板为镂空结构，支撑板由透光材质制成。进一步的，透光透气舱顶部设置有光源，舱盖由透光材料制成，舱体由耐腐蚀材料制成。进一步的，透光透气舱设置在储液装置内的上方；储液装置注满有液态光敏树脂；储液装置内设置有透气膜的一端为透光透气舱的下端，透光透气舱的下方设置有打印台，打印台上设置有打印件，打印件位于透气膜的正下方；打印件与透光透气舱底部之间形成固化盲区。进一步的，一种3d打印设备用的透光透气舱的操作方法，基于上述任意一项所述的一种3d打印设备用的透光透气舱，包括以下步骤：步骤1，打印前设置：将透光透气舱浸入盛放液态光敏树脂的储液装置中，调整透光透气舱底部透气膜与打印台间的距离，至预设位置后开启供气系统，向透光透气舱中输入气体，并逐渐通过排气接头排除舱体中的杂质气体；通过供气系统的动态调控，使透光透气舱中达到预设的气体浓度以及压力；步骤2，打印平台按照设定速度连续向下运动，同时置于透光透气舱上方的光源连续播放打印模型逐层的图像信息；光源发出的紫外光透过透光透气舱将图像信息投影到液态打印材料上，固化的材料在打印平台上堆积，随着打印平台的连续下降，透光透气舱四周的液态打印材料在重力的作用下不断补充到透光透气舱下方的成形区域；步骤3，关闭供气系统，移出透光透气舱，升起打印平台，取下成形件后令打印平台返回初始位置。进一步的，步骤1中透气膜与打印平台之间的距离为10～300μm；供气系统在成形过程中一直开启，保持舱内气体浓度和压强在设定范围；步骤2中光源为面光源；步骤2中光源将在所有图像信息播放完毕后自动关闭。与现有技术相比，本专利技术有以下技术效果：本专利技术应用于连续下沉式光固化3d打印设备，在打印过程中，通过供气系统调控，在透光透气舱内形成一定范围内压强、气体浓度的气体氛围，通过精确的控制舱内气体，经过支撑板与透气膜，特定气体，如氧气渗透入液体光敏树脂，即在打印件与气体透过模块之间形成数十至几百微米的均匀的固化盲区，避免了打印件与上方气体透过模块的粘接，从而实现打印台在Z轴方向的连续运动，极大的提高了光固化3d打印的效率。本专利技术利用储液装置水平液面与打印成形区域之间的高度差，在打印过程中，随着Z向打印平台向下运动，液态打印材料在液体压力差的作用下不断填充到成形区域，因而打印材料能够及时补充。本专利技术弥补了传统下沉式光固化3d打印设备材料补充缓慢的缺陷，同时克服了现有上拉式连续液面成形技术无法打印大型零件的问题，能够实现大尺寸、任意形状零件的高效连续打印。附图说明图1是本专利技术结构原理示意图；图2是本专利技术透光透气舱的示意结构的爆炸图；图3是本专利技术的原理示意图；图4是本专利技术其中一种光源放置位置示意图。其中，1舱盖，2第一密封垫圈，3舱体，4供气接头，5排气接头，6检测接头，7第二密封垫圈，8支撑板，9透气膜，11舱内气体；12液态光敏树脂，13固化盲区，14打印台，15打印件，16储液装置；17光源。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进一步说明：请参阅图1-图4，一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱，包括舱体3、舱盖1、供气接头4、排气接头5和透气膜9；舱体3为两端开口的筒状结构，透气膜9密封设置在舱体3的一端，舱体3的另一端密封设置有舱盖1，形成密封空间；舱盖1上设置有供气接头4和排气接头5，供气接头4和排气接头5均与密封空间连通，供气接头4连接供气系统。舱盖1与舱体3之间设置有第一密封垫圈2，舱盖1上还设置有检测接头6，检测接头6连接供气系统。舱体3设置有透气膜9的一端设置有第二密封垫圈7和支撑板8；第二密封垫圈7、支撑板8和透气膜9自上而下依次设置。支撑板8为镂空结构，支撑板8由透光材质制成。透光透气舱顶部设置有光源17，舱盖1由透光材料制成，舱体3由耐腐蚀材料制成。透光透气舱设置在储液装置16内的上方；储液装置16注满有液态光敏树脂12；储液装置16内设置有透气膜9的一端为透光透气舱的下端，透光透气舱的下方设置有打印台14，打印台14上设置有打印件15，打印件15位于透气膜9的正下方；打印件15与透光透气舱底部之间形成固化盲区13。一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱的操作方法，基于上述任意一项所述的一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱，包括以下步骤：步骤1，打印前设置：将透光透气舱浸入盛放液态光敏树脂的储液装置中，调整透光透气舱底部透气膜与打印台间的距离，至预设位置后开启供气系统，向透光透气舱中输入气体，并逐渐通过排气接头排除舱体中的杂质气体；通过供气系统的动态调控，使透光透气舱中达到预设的气体浓度以及压力；步骤2，打印平台按照设定速度连续向下运动，同时置于透光透气舱上方的光源连续播放打印模型逐层的图像信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱，其特征在于，包括舱体(3)、舱盖(1)、供气接头(4)、排气接头(5)和透气膜(9)；舱体(3)为两端开口的筒状结构，透气膜(9)密封设置在舱体(3)的一端，舱体(3)的另一端密封设置有舱盖(1)，形成密封空间；舱盖(1)上设置有供气接头(4)和排气接头(5)，供气接头(4)和排气接头(5)均与密封空间连通，供气接头(4)连接供气系统。

【技术特征摘要】
1.一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱，其特征在于，包括舱体(3)、舱盖(1)、供气接头(4)、排气接头(5)和透气膜(9)；舱体(3)为两端开口的筒状结构，透气膜(9)密封设置在舱体(3)的一端，舱体(3)的另一端密封设置有舱盖(1)，形成密封空间；舱盖(1)上设置有供气接头(4)和排气接头(5)，供气接头(4)和排气接头(5)均与密封空间连通，供气接头(4)连接供气系统。2.根据权利要求1所述的一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱，其特征在于，舱盖(1)与舱体(3)之间设置有第一密封垫圈(2)，舱盖(1)上还设置有检测接头(6)，检测接头(6)连接供气系统。3.根据权利要求1所述的一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱，其特征在于，舱体(3)设置有透气膜(9)的一端设置有第二密封垫圈(7)和支撑板(8)；第二密封垫圈(7)、支撑板(8)和透气膜(9)自上而下依次设置。4.根据权利要求3所述的一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱，其特征在于，支撑板(8)为镂空结构，支撑板(8)由透光材质制成。5.根据权利要求1所述的一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱，其特征在于，透光透气舱顶部设置有光源(17)，舱盖(1)由透光材料制成，舱体(3)由耐腐蚀材料制成。6.根据权利要求1所述的一种用于连续面成型3d打印的透光透气舱，其特征在于，透光透气舱设置在储液装置(16)内的上方；储液装置(16)注满有液态光敏树脂(12)；储液装置(16)内设...

【专利技术属性】
技术研发人员：段玉岗，章恪颜，李晓刚，闫友璨，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61