三维打印机制造技术

本实用新型专利技术提供一种三维打印机，三维打印机包括打印平台、铺粉机构、红外光源和图像形成控制机构，打印平台用于承载三维物体，铺粉机构用于将打印材料铺设在打印平台上，红外光源向外发出红外光束，图像形成控制机构位于红外光源与打印平台之间并用于控制三维物体截面的形状，图像形成控制机构包括透明膜和反红外材料铺设装置，透明膜上具有透光区和非透光区，透光区的形状与三维物体截面的形状相同，红外光源发出的光束穿过透光区并照射在打印平台的打印材料上，反红外材料铺设装置用于将反红外材料铺设到非透光区。该三维打印机能够提高打印速度和打印精度。

【技术实现步骤摘要】
三维打印机
本技术涉及三维打印领域，具体地说，是涉及一种三维打印机。
技术介绍
三维打印机是一种利用快速成型技术进行打印三维物体的设备，其以数字模型为基础，利用塑料、液体光敏树脂或粉末金属等材料，逐层地打印出三维物体。现有的三维打印的过程首先是通过计算机辅助设计（CAD）或计算机动画建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，再根据分析截面信息得到加工路径，从而指导打印机逐层打印。按照工作原理的不同，其所利用的快速成型技术有熔融挤压成型（FusedDepositionModeling,FDM)、激光选择性烧结成型(SelectiveLaserSintering,SLS)、选择性激光熔化成型（SLM）、光固化成型(StereolithographyApparatus,SLA）等。现有的激光选择性烧结成型等是通过激光使打印材料固化成型，这种激光打印方式通常是逐行打印一层，再打印第二层，打印速度低且打印精度低。
技术实现思路
本技术的主要目的是提供一种能够提高打印速度和打印精度的三维打印机。为实现上述主要目的，本技术提供一种三维打印机，该三维打印机包括打印平台、铺粉机构、红外光源和图像形成控制机构，打印平台用于承载三维物体，铺粉机构用于将打印材料铺设在打印平台上，红外光源向外发出红外光束，图像形成控制机构位于红外光源与打印平台之间并用于控制三维物体截面的形状，图像形成控制机构包括透明膜和反红外材料铺设装置，透明膜上具有透光区和非透光区，透光区的形状与三维物体截面的形状相同，红外光源发出的光束穿过透光区并照射在打印平台的打印材料上，反红外材料铺设装置用于将反红外材料铺设到非透光区。由上述方案可见，红外光源发出的光照射在透明膜上的透光区和非透光区，非透光区由于铺设有反红外材料将照射在非透光区的红外光反射回去，而照射到透光区的红外光束穿过透明膜并照射打印平台上的打印材料，被照射到的打印材料在打印平台上形成固化层，通过透明膜可精确控制三维物体截面的形状，从而提高成型的三维物体的精度。另外，红外光照射后，被照射到的打印材料在打印平台上形成固化层，因此，一次可直接成型一层，相比与现有技术的三维打印机逐行打印一层，可大大提高三维物体的成型速度，提高三维打印机的工作效率。一个优选的方案是，图像形成控制机构还包括透明膜输送装置，透明膜输送装置用于输送透明膜。由此可见，透明膜输送装置在三维打印机打印一层后向前传送干净的透明膜，同时将使用过的透明膜回收或传送到清洁装置位置。一个优选的方案是，反红外材料为液态混合物，反红外材料铺设装置包括喷头，喷头位于透明膜上方，喷头向非透光区喷射液态的反红外材料。由此可见，喷头用于将反红外材料铺设到透明膜的非透光区，方便快捷。一个优选的方案是，反红外材料为液态混合物，反红外材料铺设装置包括涂刷或涂布，涂刷或涂布位于透明膜附近，涂刷或涂布将液态的反红外材料涂设在非透光区。由此可见，涂刷或涂布用于将反红外材料铺设到透明膜的非透光区。进一步的方案是，反红外材料包括耐水性丙烯酸、碳化锆、聚甲基丙烯酸甲酯、硅丙树脂、纳米硅酸铝、分散剂和硅烷偶联剂。一个优选的方案是，反红外材料为粉末状混合物，反红外材料铺设装置包括铺粉器、激光发生器和电荷提供装置，铺粉器用于盛装反红外材料与电荷剂组成的混合物并将混合物铺设到透明膜上的非透光区，电荷提供装置用于向透明膜提供与电荷剂极性相反的电荷，激光发生器产生的激光束照射到透明膜上的透光区并将透光区的电荷消除。由此可见，首先，电荷提供装置向透明膜提供电荷，使透明膜带上正或负电荷，接着，激光发生器发射激光束并照射到透明膜上的透光区，透光区的电荷消除，接着，铺粉器与透明膜接触，由于铺粉器上的反红外材料与电荷剂组成的混合物中电荷剂的极性与透明膜上所带的电荷的极性相反，因此反红外材料与电荷剂组成的混合物会转移到透明膜上带电荷的区域，即混合物转移到透明膜上的非透光区，从而反射照射到透明膜的非透光区的红外光束。进一步的方案是，反红外材料包括丙烯酸、铁红粉、铁黄粉和群青粉。一个优选的方案是，三维打印机还包括用于预热打印材料的加热装置，加热装置安装在打印平台上。由此可见，经过加热装置的预热后，可进一步提高三维打印机的打印速度，并且这种加热方式简单快捷。一个优选的方案是，三维打印机还包括用于预热打印材料的加热装置，加热装置具有加热室，打印平台位于加热室中。由此可见，这种加热方式可使打印平台上的打印材料受热更均匀。附图说明图1是本技术三维打印机第一实施例的原理图。图2是本技术三维打印机第一实施例中喷头向透明膜上喷涂反红外材料的状态图。图3是本技术三维打印机第一实施例中打印材料固化过程的状态图。图4是本技术三维打印机第二实施例中涂布向透明膜上涂覆反红外材料的状态图。图5是本技术三维打印机第三实施例中反红外材料铺设装置向透明膜上铺设反红外材料的状态图。以下结合附图及实施例对本技术作进一步说明。具体实施方式三维打印机第一实施例参见图1，本实施例的三维打印机包括打印平台11、铺粉机构12、红外光源13、图像形成控制机构14、加热装置（未图示）和控制装置15。打印平台11用于承载三维物体，铺粉机构12用于将打印材料铺设在打印平台11上，红外光源13能够向外发出红外光束131，可选地，红外光源13为IR光发射器。图像形成控制机构14位于红外光源13与打印平台11之间并用于控制三维物体截面的形状。加热装置安装在打印平台11上，用于对打印平台11上的打印材料进行预热。图像形成控制机构14包括透明膜141、透明膜输送装置142、清洁装置（未图示）和反红外材料铺设装置。透明膜输送装置142用于输送透明膜141，透明膜141上具有透光区1411和非透光区1412，透光区1411的形状与三维物体截面的形状相同，反红外材料铺设装置用于将反红外材料铺设到非透光区1412。清洁装置设置在透明膜141附近，清洁装置用于清理透明膜141上的反红外材料。反红外材料铺设装置包括喷头1441，喷头1441位于透明膜141上方，喷头1441向非透光区1412喷射液态的反红外材料。反红外材料为由耐水性丙烯酸、碳化锆、聚甲基丙烯酸甲酯、硅丙树脂、纳米硅酸铝、分散剂和硅烷偶联剂等组成的液态混合物。控制装置15控制铺粉机构12相对于打印平台11移动，并控制铺粉机构12将打印材料逐层铺设在打印平台11上，控制装置15还用于控制透明膜输送装置142向前输送透明膜141，并且控制装置15还用于控制反红外材料铺设装置将反红外材料铺设到透明膜141的非透光区1412，另外控制装置15还用于控制清洁装置清理透明膜141上的反红外材料。参见图1至图3，三维打印机的工作方法包括如下步骤。步骤一，控制装置15控制铺粉机构12在打印平台11上铺设一层打印材料。步骤二，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三维打印机，其特征在于：包括/n打印平台，所述打印平台用于承载三维物体；/n铺粉机构，所述铺粉机构用于将打印材料铺设在所述打印平台上；/n红外光源，所述红外光源向外发出红外光束；/n图像形成控制机构，所述图像形成控制机构位于所述红外光源与所述打印平台之间并用于控制三维物体截面的形状，所述图像形成控制机构包括透明膜和反红外材料铺设装置，所述透明膜上具有透光区和非透光区，所述透光区的形状与所述三维物体截面的形状相同，所述红外光源发出的光束穿过所述透光区并照射在所述打印平台的打印材料上，所述反红外材料铺设装置用于将反红外材料铺设到所述非透光区；/n所述反红外材料为反射隔热涂料。/n

【技术特征摘要】
1.三维打印机，其特征在于：包括
打印平台，所述打印平台用于承载三维物体；
铺粉机构，所述铺粉机构用于将打印材料铺设在所述打印平台上；
红外光源，所述红外光源向外发出红外光束；
图像形成控制机构，所述图像形成控制机构位于所述红外光源与所述打印平台之间并用于控制三维物体截面的形状，所述图像形成控制机构包括透明膜和反红外材料铺设装置，所述透明膜上具有透光区和非透光区，所述透光区的形状与所述三维物体截面的形状相同，所述红外光源发出的光束穿过所述透光区并照射在所述打印平台的打印材料上，所述反红外材料铺设装置用于将反红外材料铺设到所述非透光区；
所述反红外材料为反射隔热涂料。


2.根据权利要求1所述的三维打印机，其特征在于：
所述图像形成控制机构还包括透明膜输送装置，所述透明膜输送装置用于输送所述透明膜。


3.根据权利要求1所述的三维打印机，其特征在于：
所述反红外材料为液态混合物，所述反红外材料铺设装置包括喷头，所述喷头位于所述透明膜上方，所述喷头向所述非透光区喷射液态的反红外材料。

【专利技术属性】
技术研发人员：何永刚，苏健强，刘朝星，
申请(专利权)人：珠海天威飞马打印耗材有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44