阻粘元件、三维打印装置及三维打印方法制造方法及图纸

一种阻粘元件、三维打印装置及三维打印方法，阻粘元件包含一个可透光的本体，该本体包括相对的第一表面、第二表面和连接第一表面和第二表面的侧面；及若干个设置在本体上的微结构，各个微结构分别具有一个形成于本体内的空腔和一个设置在本体的第一表面上的通向空腔的第一开口面，本发明专利技术通过对阻粘元件本身结构的改进来降低阻粘元件与固化层之间的附着力，并消除固化层与阻粘元件之间的负压吸附作用，使得阻粘元件与固化层更容易剥离，同时通过提高阻粘元件的局部弹性形变能力来增加阻粘元件的使用寿命，另外，本发明专利技术采用离型层是液态的，成型后的三维构建物是固态的，使三维构建物与离型层更易脱离，提高了三维制造的速度。

Visbreaking element, 3D printing device and 3D printing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阻粘元件、三维打印装置及三维打印方法
本专利技术涉及光固化三维打印
，具体是一种阻粘元件、三维打印装置及三维打印方法。
技术介绍
光固化三维打印技术是以光固化树脂为原料，通过计算机控制光源对二维平面内需要固化的树脂区域进行照射，固化得到与三维物体的某一横切面结构相同的固化层，通过逐层堆积固化层，来得到最终所需的三维物体。目前，一般会在盛放光固化树脂的料盒的底部放置一透明的含氟聚合物薄膜，当光固化树脂固化形成一固化层后，固化层与薄膜接触，然后将固化层向远离薄膜的方向移动，以使得固化层与薄膜之间具有间隙以填充光固化树脂，然后固化层与薄膜之间的光固化树脂可以固化形成新的固化层。在将固化层向远离薄膜的方向移动时，固化层与薄膜之间的粘附力会对薄膜和固化层的接触面造成破坏，也会导致固化层损坏进而使得固化得到的三维物体的机械强度降低，行业内现有的解决方案是在每一层固化层成型后，驱动料盒轻微翻转，以达到将薄膜从固化层撕下的效果，这样就可以减小薄膜与固化层分离时薄膜与固化层之间的附着力，以降低对薄膜和固化层的破坏，然而这种方式需要设置驱动托盘翻转的装置，这就增加了三维打印装置的设备成本，而且在每一层固化层与薄膜分离时，都需要翻转料盒，这就使得打印时间延长。而且在将固化层向远离薄膜的方向移动时，为了使得光固化树脂能快速填充固化层与薄膜之间具有间隙，需要提高光固化树脂的流速，目前一般采用加热光固化树脂或震动料盒的方式，加热光固化树脂需要增设加热装置，震动料盒需要增设震动装置，这都会增加三维打印装置的设备成本。另外，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，抑制剂抑制可固化材料固化，并始终维持一定厚度的可固化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固化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，提供了一种阻粘元件、三维打印装置及三维打印方法，其通过对阻粘元件本身结构的改进来降低阻粘元件与固化层之间的附着力，并消除固化层与阻粘元件之间的负压吸附作用，使得阻粘元件与固化层更容易剥离，且通过对阻粘元件本身结构的改进来缩短成型材料填充固化层与阻粘元件之间的间隙的时间，同时通过提高阻粘元件的局部弹性形变能力来增加阻粘元件的使用寿命。为解决上述技术问题，本专利技术提供的阻粘元件，其包含一个可透光的本体，该本体包括相对的第一表面、第二表面和连接第一表面和第二表面的侧面；及若干个设置在本体上的微结构，各个微结构分别具有一个形成于本体内的空腔和一个设置在本体的第一表面上的通向空腔的第一开口面。作为优选，至少两个微结构中的空腔相互连通。作为优选，所有微结构中的空腔相互连通。作为优选，至少一个微结构中的空腔具有设置在本体的第二表面上的第二开口面。作为优选，所有微结构中的空腔均具有设置在本体的第二表面上的第二开口面。作为优选，至少一个微结构中的空腔具有设置在本体的至少一个侧面上的第三开口面。作为优选，各个微结构的第一开口面的面积为0.0001-100000平方微米。作为优选，各个微结构的第一开口面的面积为0.01-100平方微米。作为优选，各个微结构的第一开口面的面积之和与本体的第一表面的面积的比值为0.01-0.99。作为优选，各个微结构的第一开口面的面积之和与本体的第一表面的面积的比值为为0.05-0.9。作为优选，各个微结构的第一开口面的面积之和与本体的第一表面的面积的比值为0.1-0.4。作为优选，所述微结构的第一开口面在本体的第一表面上的分布密度为为10^4—10^11个/平方毫米。作为优选，各个微结构的空腔的体积之和与本体的体积的比值为0.01-0.99。作为优选，各个微结构的空腔的体积之和与本体的体积的比值为0.1-0.95。作为优选，各个微结构的空腔的体积之和与本体的体积的比值为0.6-0.9。作为优选，任意相邻两个微结构的第一开口面的间距的平均值小于450nm。作为优选，所述的本体的弯曲模量为10-500Mpa。作为优选，所述阻粘元件由聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚三氯乙烯、全氟烷基聚醚、六氟丙稀、氟化聚氯乙烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种组成。作为优选，所述阻粘元件由聚四氟乙烯、聚4-甲基-1-戊烯和聚二甲基硅氧烷中的一种或多种组成。作为优选，所述阻粘元件由派瑞林、聚全氟乙丙烯、乙烯三氟氯乙烯共聚物、聚偏氟氣乙烯、四氟乙烯与乙烯的共聚物、四氟乙烯与偏氟乙烯的共聚物、三氟氯乙烯与偏氟乙烯的共聚物、邻苯基苯酚、聚苯醚、聚对苯二甲酸、聚苯乙烯中的一种或多种组成，其中派瑞林包括派瑞林C、派瑞林N、派瑞林D、派瑞林HT和派瑞林AF。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种三维打印装置，其包含一个料盒，该料盒用于放置液态的成型材料，该料盒的底面可透光；一个如上述所述的阻粘元件，该阻粘元件的第一表面为与料盒内的成型材料的接触面，该阻粘元件的第二表面用于放置在料盒的底面；一个光源，该光源用于对与阻粘元件的第一表面接触的成型材料进行照射以将所照射的成型材料固化而形成一固化层；以及一个用于带动固化层移动的载体。作为优选，所述成型材料与阻粘元件互不浸润。作为优选，任意相邻两个微结构的第一开口面的间距均小于所述光源所发出的光的波长。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种三维打印方法，包括：a)、将阻粘元件放置于在料盒的底面之上；b)、将液态的成型材料倒入料盒内；c)、移动载体至与阻粘元件的第一表面一定距离的位置，使用光源对与阻粘元件的第一表面接触的成型材料实施照射，被照射的成型材料固化而形成一固化层，固化层附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻粘元件，其特征在于，其包含一个可透光的本体，该本体包括相对的第一表面、第二表面和连接第一表面和第二表面的侧面；及若干个设置在本体上的微结构，各个微结构分别具有一个形成于本体内的空腔和一个设置在本体的第一表面上的通向空腔的第一开口面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180505 CN 2018104224391;20180606 CN 2018105715641.一种阻粘元件，其特征在于，其包含一个可透光的本体，该本体包括相对的第一表面、第二表面和连接第一表面和第二表面的侧面；及若干个设置在本体上的微结构，各个微结构分别具有一个形成于本体内的空腔和一个设置在本体的第一表面上的通向空腔的第一开口面。


2.根据权利要求1所述的阻粘元件，其特征在于：至少两个微结构中的空腔相互连通。


3.根据权利要求2所述的阻粘元件，其特征在于：所有微结构中的空腔相互连通。


4.根据权利要求1所述的阻粘元件，其特征在于：至少一个微结构中的空腔具有设置在本体的第二表面上的第二开口面。


5.根据权利要求4所述的阻粘元件，其特征在于：所有微结构中的空腔均具有设置在本体的第二表面上的第二开口面。


6.根据权利要求1-5任意一项所述的阻粘元件，其特征在于：至少一个微结构中的空腔具有设置在本体的至少一个侧面上的第三开口面。


7.根据权利要求1所述的阻粘元件，其特征在于：各个微结构的第一开口面的面积为0.0001-100000平方微米。


8.根据权利要求7所述的阻粘元件，其特征在于：各个微结构的第一开口面的面积为0.01-100平方微米。


9.根据权利要求1所述的阻粘元件，其特征在于：各个微结构的第一开口面的面积之和与本体的第一表面的面积的比值为0.01-0.99。


10.根据权利要求9所述的阻粘元件，其特征在于：各个微结构的第一开口面的面积之和与本体的第一表面的面积的比值为0.05-0.9。


11.根据权利要求10所述的阻粘元件，其特征在于：各个微结构的第一开口面的面积之和与本体的第一表面的面积的比值为0.1-0.4。


12.根据权利要求7-11任意一项所述的阻粘元件，其特征在于：所述微结构的第一开口面在本体的第一表面上的分布密度为为10^4—10^11个/平方毫米。


13.根据权利要求1所述的阻粘元件，其特征在于：各个微结构的空腔的体积之和与本体的体积的比值为0.01-0.99。


14.根据权利要求13所述的阻粘元件，其特征在于：各个微结构的空腔的体积之和与本体的体积的比值为0.1-0.95。


15.根据权利要求14所述的阻粘元件，其特征在于：各个微结构的空腔的体积之和与本体的体积的比值为0.6-0.9。


16.根据权利要求1所述的阻粘元件，其特征在于：任意相邻两个微结构的第一开口面的间距的平均值小于450nm。


17.根据权利要求1所述的阻粘元件，其特征在于：所述的本体的弯曲模量为10-500Mpa。


18.根据权利要求17所述的阻粘元件，其特征在于：所述的本体的弯曲模量为20-100Mpa。


19.根据权利要求1所述的阻粘元件，其特征在于：所述阻粘元件由聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚三氯乙烯、全氟烷基聚醚、六氟丙稀、氟化聚氯乙烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种组成。


20.根据权利要求19所述的阻粘元件，其特征在于：所述阻粘元件由聚四氟乙烯、聚4-甲基-1-戊烯和聚二甲基硅氧烷中的一种或多种组成。


21.一种三维打印装置，其特征在于，其包含一个料盒，该料盒用于放置液态的成型材料，该料盒的底面可透光；一个如上述权利要求1-20任意一项所述的阻粘元件，该阻粘元件的第一表面为与料盒内的成型材料的接触面，该阻粘元件的第二表面用于放置在料盒的底面；一个光源，该光源用于对与阻粘元件的第一表面接触的成型材料进行照射以将所照射的成型材料固化而形成一固化层；以及一个用于带动固化层移动的载体。


22.根据权利要求21所述的三维打印装置，其特征在于：所述成型材料与阻粘元件互不浸润。


23.根据权利要求21所述的三维打印装置，其特征在于：任意相邻两个微结构的第一开口面的间距均小于所述光源所发出的光的波长。


24.一种基于权利要求21-23任意一项所述的三维打印装置的三维打印方法，其特征在于，包括：
a)、将阻粘元件放置于在料盒的底面之上；
b)、将液态的成型材料倒入料盒内；
c)、移动载体至与阻粘元件的第一表面一定距离的位置，使用光源对与阻粘元件的第一表面接触的成型材料实施照射，被照射的成型材料固化而形成一固化层，固化层附着于载体底部；
d)、通过载体带动固化层向远离光源的方向移动，固化层移动的过程中，阻粘元件的第一表面与...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱光，姚志锋，李方，林依禾，郭琰辉，王虎，
申请(专利权)人：宁波市石生科技有限公司，北京清锋时代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33