一种光固化3D打印系统和打印方法技术方案

本发明专利技术涉及一种光固化3D打印系统和打印方法。一种光固化3D打印系统，铺料器底部至少有部分区域为透光区，使上方的光束能够透过所述透光区；铺料器与光敏打印料发生相对移动，将光敏打印料铺设到透光区下方的载料体上，且铺设的光敏打印料还处于被挤压状态时,光束透过透光区并根据要打印的三维模型信息选择性照射光敏打印料形成固化层。本发明专利技术铺料和光照固化是同时进行，同时可以多个打印头同时沿不同层进行铺料和打印，可以实现更快的打印速度；可以通过装置设定或控制系统实现精确的控制；打印装置运行更加可靠，尤其适合打印装置的安装基础是运动的场合，例如船舶、火车或飞机等。

【技术实现步骤摘要】
一种光固化3D打印系统和打印方法
本专利技术涉及一种打印设备及方法，具体涉及一种光固化3D打印系统和打印方法。
技术介绍
现有的光固化打印方法主要采用激光或DLP光源照射光敏树脂形成固化层，层层堆叠形成三维模型，例如SLA(StereoLithographyApparatus)或DLP(DigitalLightProcessing)光固化打印方法。对于光敏树脂与其他粉末材料混合的浆料，一般采用类似SLS(SelectiveLaserSintering)或3DP(在粉末床上铺粉然后选区喷射粘结剂层层叠加制作模型)中铺粉的方式，先将浆状光敏打印料刮平，然后用光束照射，形成固化层，然后重复上述过程将固化层层层堆叠直至三维模型打印完成。由于铺料和光照固化是分时进行，影响了打印速度，另外，浆状光敏打印料，例如光敏树脂或光敏树脂与其他粉末材料形成的粘稠的奖状的打印料，铺设的厚度容易受刮板间隙，刮板移动速度，料载体(打印平台)的温度或振动，打印料的粘度和表面特性，或打印料成分配方，浆状打印料的压强等多种因素的影响，进而影响铺料层厚的精度和三维模型的精度。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种光固化3D打印系统和打印方法，在铺料器的刮料区至少部分透光，光束透过铺料器的透光区选择性照射光敏打印料，在光敏打印料处于铺料器和料载体或料载体已经固化打印料的间隙的挤压状态时被选择性光照固化成型。本专利技术采取以下技术方案:一种光固化3D打印系统，铺料器11底部至少有部分区域为透光区12；所述铺料器11与载料体3发生相对平移运动，将光敏打印料4铺设到透光区12下方的所述载料体3上，且铺设的光敏打印料4还处于被挤压状态时,光束29透过所述透光区12并根据要打印的三维模型信息选择性照射所述透光区12下方的光敏打印料4形成固化层41；所述铺料器11与所述料载体3能够相对竖向运动,打印过程中，使得所述铺料器11与所述料载体3之间的距离拉大，在所述料载体3上由所述固化层41形成固化模型。进一步的，所述铺料器11为刮板式结构，所述透光区12采用透光板实现。进一步的，所述透光区12与光敏打印料4之间设置有一层隔离层46，隔离层46与所述透光区12的表面接触，所述隔离层46用于阻止固化层41与所述透光区12的黏连。更进一步的，所述隔离层46为通过光聚合抑制剂渗入到所述透光区12下方的光敏打印料4中形成的光照聚合死区，或者，在所述透光区12与光敏打印料4之间设置的润滑液形成的润滑层。进一步的，所述透光区12采用可以透过光聚合抑制剂或渗入润滑液的材料制成。进一步的，还包括驱动器，所述驱动器驱动所述料载体3下移，使得所述铺料器11与所述料载体3之间的距离拉大，固化模型成型于所述透光区12和所述料载体3之间，并固连于所述料载体3上。进一步的，所述驱动器驱动所述铺料器11平移运动，使得所述铺料器11与所述料载体3产生相对平移运动，在所述料载体3上方铺设光敏打印料4形成铺料层。进一步的，提供所述光束29的光源固定不动，所述光源发出的光束29跟踪所述铺料器11并透过所述透光板12选择性照射所述铺料层。进一步的，提供所述光束29的光源与所述铺料器11固定连接。进一步的，所述辅料器11为转鼓式结构，所述透光区12设置在转鼓上。进一步的，所述辅料器11为转带式结构，包括转带17和转辊组，转带由转辊组支撑，并随转辊组转动，所述透光区12设置在转带17上。进一步的，所述转带17上方还固定设有透明压板16，所述透明压板16使所述转带17与光敏打印料4之间保持预定的间隙。进一步的，在所述铺料器11外侧设置辅助刮料器13，使光敏打印料4先在所述铺料器11表面形成预打印料层44，然后再经铺料器11铺设到所述料载体3上，所述光束29透过所述透光区12选择性照射还处于被挤压状态的所述预打印料层44形成固化层41。更进一步的，给料器18设于所述铺料器11与所述料载体3相对平移运动的前方或上方，或设于辅助刮料器的上方，所述给料器18与所述铺料器11固连。进一步的，至少两个铺料器11同时工作，相邻铺料器铺料的高度方向的位置相差一层铺料层的厚度，所述铺料器11与所述料载体3相对平移运动前方的铺料器的位置比后方铺料器的位置低。进一步的，所述料载体3的成型表面为圆形或环形平面，一个或多个所述铺料器11环周设置在料载体3上方，驱动器驱动料载体3转动，实现料载体3与铺料器11的相对平移运动。更进一步的，至少两个铺料器11环周等夹角分布设置在料载体3上方，且各铺料器到所述料载体3的间距相等，并同时向所述料载体3上铺设光敏打印料4。进一步的，还包括外加固化器，所述外加固化器设置为扇形，其喷嘴呈扇形排布，外加固化器在料载体3的成型表面的半径越大的位置喷嘴数量越多。进一步的，所述铺料器11内设置有提供所述光束29的光源，所述光源的的点光源呈扇形排布，所述光源在料载体3的成型表面的半径越大的位置点光源数量越多。进一步的，所述铺料器11内设置的长条形光源，所述铺料器11转动时长条形光源不转动，长条形光源始终朝向所述料载体3的方向。进一步的，所述料载体3的内外侧分别设置限定铺料和打印空间的内套缸37和/或外套缸39。进一步的，在所述料载体3的左右两侧都设置自下向上的给料活塞，当一侧给料活塞用于给料时，另一侧给料活塞用于接收多余的光敏打印料4，两侧给料活塞往复交替。一种光固化3D打印方法，提供底部至少有部分区域为透光区12的铺料器11，所述铺料器11与料载体3发生相对平移运动，在所述料载体3上铺设光敏打印料4形成铺料层；光束29透过所述透光区12选择性照射所述透光区12下方的受挤压状态的铺料层形成固化层41；打印过程中，所述铺料器11与所述料载体3发生相对竖向运动，使得所述铺料器11与所述料载体3间距拉大，在所述料载体3上由所述固化层41堆叠形成固化模型。进一步的，将所述料载体3下移远离透光区12，使得所述铺料器11与所述料载体3间距拉大，在所述料载体3上由所述固化层41堆叠形成固化模型。进一步的，连续保持用于阻止固化层41与透光区12黏连的一层隔离层46，隔离层46与所述透光区12接触。进一步的，所述隔离层46为通过光聚合抑制剂渗入到所述透光区12下方的光敏打印料4中形成的光照聚合死区，或者，在所述透光区12与光敏打印料4之间设置的润滑液形成的润滑层。进一步的，至少两个铺料器11同时工作，相邻铺料器11铺料的高度方向的位置相差一层铺料层的厚度，前方铺料器的位置高度比后方铺料器的位置高度低。进一步的，所述料载体3的成型表面为圆形或环形平面，一个或多个铺料器11环周设置；打印过程中，所述料载体3连续转动，使得铺料器11与料载体3发生相对平移运动，同时所述料载体3连续下移，使得所述铺料器11与所述料载体3间距拉大，所述铺料器11将光敏打印料4以螺旋的形式堆叠到所述料载体3上，在所述料载体3上形成一个或同时形成多个螺旋形式的铺料层。更进一步的，所述铺料器11内设置有提供所述光束29的光源，所述光源的的点光源呈扇形排布，所述光源在所述料载体3的成型表面的半径越大的位置点光源数量越多。本专利技术可至少获得如下一种有益效果：1)由于铺料和光照固化是同时进行，可以实现更快的打印速度；还可以是多个打印头同时沿不同层进行铺料和打印，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光固化3D打印系统，其特征在于：铺料器(11)底部至少有部分区域为透光区(12)；所述铺料器(11)与载料体(3)发生相对平移运动，将光敏打印料(4)铺设到透光区(12)下方的所述载料体(3)上，且铺设的光敏打印料(4)还处于被挤压状态时,光束(29)透过所述透光区(12)并根据要打印的三维模型信息选择性照射所述透光区(12)下方的光敏打印料(4)形成固化层(41)；所述铺料器(11)与所述料载体(3)能够相对竖向运动,打印过程中，使得所述铺料器(11)与所述料载体(3)之间的距离拉大，在所述料载体(3)上由所述固化层(41)形成固化模型。

【技术特征摘要】
1.一种光固化3D打印系统，其特征在于：铺料器(11)底部至少有部分区域为透光区(12)；所述铺料器(11)与载料体(3)发生相对平移运动，将光敏打印料(4)铺设到透光区(12)下方的所述载料体(3)上，且铺设的光敏打印料(4)还处于被挤压状态时,光束(29)透过所述透光区(12)并根据要打印的三维模型信息选择性照射所述透光区(12)下方的光敏打印料(4)形成固化层(41)；所述铺料器(11)与所述料载体(3)能够相对竖向运动,打印过程中，使得所述铺料器(11)与所述料载体(3)之间的距离拉大，在所述料载体(3)上由所述固化层(41)形成固化模型。2.如权利要求1所述的光固化3D打印系统，其特征在于：所述铺料器(11)为刮板式结构，所述透光区(12)采用透光板实现。3.如权利要求1或2所述的光固化3D打印系统，其特征在于：所述透光区(12)与光敏打印料(4)之间设置有一层隔离层(46)，所述隔离层(46)与所述透光区(12)的表面接触，所述隔离层(46)用于阻止所述固化层(41)与所述透光区(12)的黏连。4.如权利要求3所述的光固化3D打印系统，其特征在于：所述隔离层(46)为通过光聚合抑制剂渗入到所述透光区(12)下方的光敏打印料(4)中形成的光照聚合死区，或者，在所述透光区(12)与光敏打印料(4)之间设置的润滑液形成的润滑层。5.如权利要求4所述的光固化3D打印系统，其特征在于：所述透光区(12)采用可以透过光聚合抑制剂或渗入润滑液的材料制成。6.如权利要求1所述的光固化3D打印系统，其特征在于：还包括驱动器，所述驱动器驱动所述铺料器(11)平移运动，使得所述铺料器(11)与所述料载体(3)产生相对平移运动，在所述料载体(3)上方铺设光敏打印料(4)形成铺料层；所述驱动器还驱动所述料载体(3)下移，使得所述铺料器(11)与所述料载体(3)之间的距离拉大，所述固化模型成型于所述透光区(12)和所述料载体(3)之间，并固连于所述料载体(3)上。7.如权利要求6所述的光固化3D打印系统，其特征在于：提供所述光束(29)的光源固定不动，所述光源发出的光束(29)跟踪所述铺料器(11)并透过所述透光板(12)选择性照射所述铺料层。8.如权利要求1所述的光固化3D打印系统，其特征在于：所述辅料器(11)为转鼓式结构，所述透光区(12)设置在转鼓上。9.如权利要求1所述的光固化3D打印系统，其特征在于：所述辅料器(11)为转带式结构，包括转带(17)和转辊组，转带由转辊组支撑，并随转辊组转动，所述透光区(12)设置在转带(17)上。10.如权利要求8或9所述的光固化3D打印系统，其特征在于：在所述铺料器(11)外侧设置辅助刮料器(13)，使光敏打印料(4)先在所述铺料器(11)表面形成预...

【专利技术属性】
技术研发人员：季鹏凯，
申请(专利权)人：源秩科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31