一种光固化3D打印系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种光固化3D打印系统，包括光源系统、机架、机架Z

A light curing 3D printing system

【技术实现步骤摘要】
一种光固化3D打印系统
本技术涉及增材制造领域，具体一光固化3D打印系统。
技术介绍
快速成型技术(RapidPrototypingManufacturing)又被称作3D打印技术，该技术根据物体的三维模型数据，通过成型设备以逐层叠加的方式制造实体，它能克服目前传统机械加工无法实现的特殊结构障碍，实现任意复杂结构部件的简单化生产。在3D打印技术中，较为常见的是光固化快速成型技术，其利用液体状态的光敏树脂(UV)在光照下发生聚合反应，以光源按照待固化实体的截面形状进行照射，使液态光敏树脂逐层固化成型后累积叠加，最终形成固化实体。现有光固化打印技术分为激光立体印刷技术SLA(激光点光源固化)、DLP(投影仪面光源固化)和LCD(液晶面光固化)三种。其中，SLA技术的优点是成型精度高，但由于其成型方式是激光点成型，相对于面成型，其成型速度慢、效率低。而DLP技术的优点是光源利用率高、固化成型速度快。但其缺点也同样明显，即光机寿命短、固化成型面积小，不利于大尺寸物体的成型。若使用凹面镜起到放大投影的作用，则会导致像素分布不均匀，最终引起成型精度差的问题。另外，DLP技术中的光源会使用到DMD芯片，价格昂贵，打印机的制造成本高。LCD技术的优点是固化成型速度快，成型精度高。但其缺点很明显，使用LED灯珠光源，光照面积小，成型尺寸小，另外，光源发射出光照的同时也会产生热辐射，降低LCD屏幕的使用寿命。此外，LCD屏幕的使用寿命降低，需要频繁更换LCD屏幕，因此也会增加LCD技术的成本。
技术实现思路
r>本技术的目的在于提供一种光固化3D打印系统，用以解决SLA、DLP以及LCD光固化技术中存在的诸多缺点，例如成型尺寸小、打印精度不高、打印系统成本高、打印速度低和使用寿命低等问题。为了解决上述问题，本技术采用如下技术方案：一种光固化3D打印系统，其特征在于：包括机架（1）、机架Za轴运动模块（2）、光源系统（3）、光传播介质（9）、料槽（10）、成型台Zb轴运动模块（11）、成型台（12）；所述光源系统（3）、光传播介质（9）和料槽（10）自上而下依次安装；所述光源系统（3）安装在机架Za轴运动模块（2）；所述成型台（12）安装在成型台Zb轴运动模块（11）上；所述成型台（12）和成型台Zb轴运动模块（11）安装在料槽（10）内。优选的，所述光源系统为LCOS光源系统，包括高压汞灯光源、曲面透镜、石英玻璃、PBS棱镜和CMOS基板。所述光源系统从左至右依次为高压汞灯光源、曲面透镜、石英玻璃和PBS棱镜，所述CMOS基板设置于PBS棱镜的上方。优选的，所述光源系统（3）的底面与光传播介质（9）的上表面贴合。优选的，所述光传播介质（9）为光学石英玻璃。本技术具有如下优点：本申请所提供的光固化3D打印系统使用LCOS光源系统，通过CMOS基板提供影像数据，大大提高了投影的精度，提高了打印成型的精度。另外，光源系统中配置曲面透镜，可将光线范围扩大，扩大投影面积，最终可放大打印成型的尺寸，实现大尺寸物体的打印成型。再者，本申请光源系统中使用的是高压汞灯光源，不会产生大量的热辐射，对打印系统不会造成损坏，因此延长了打印系统的使用寿命，同时也降低了使用成本。还有，本申请的光源系统中，使用了CMOS基板，相比于DLP技术中的DMD芯片，其价格大大降低，也降低了打印系统的成本。还有，本申请提供的光固化3D打印系统中配置了光线传播介质，光线在介质中传播，而非在空气中传播，大大降低了光在空气传播中所造成的光照强度损失，提高了3D打印系统的打印成型精度。还有，本申请提供的光固化3D打印系统采用上置光源，无需刮板结构，工作时，打印系统的运转方式简单，打印速度快，大大提高了打印成型的效率。附图说明图1为基于LCOS光源系统的光固化3D打印系统的主视示意图。图中：1、机架；2、机架Za轴运动模块；3、光源系统；9、光传播介质；10、料槽；11、成型台Zb轴运动模块；12、成型台。图2为LCOS光源系统的示意图。图中：4、光源；5、曲面透镜；6、石英玻璃；7、PBS棱镜；8、CMOS基板。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。实施例1参见图1，一种光固化3D打印系统，所述打印系统包括机架（1），机架Za轴运动模块（2）、光源系统（3）、光传播介质（9）、料槽（10）、成型台Zb轴运动模块（11）、成型台（12）；所述光源系统（3）、光传播介质（9）和料槽（10）自上而下依次安装；所述光源系统（3）安装在机架Za轴运动模块（2）；所述成型台（12）安装在成型台Zb轴运动模块（11）上；所述成型台（12）和成型台Zb轴运动模块（11）安装在料槽（10）内。实施例中，所述光源系统为LCOS光源系统，包括高压汞灯光源、曲面透镜、石英玻璃、PBS棱镜和CMOS基板。实施例中，所述光源系统（3）的底面与光传播介质（9）的上表面贴合。实施例中，所述光传播介质（9）为光学石英玻璃。工作时，当需要进行打印作业时，机架机架Za轴运动模块（2）将光源系统（3）和光传播介质（9）移动至距离料槽（10）中光敏树脂液面上表面5mm的距离，LCOS光源中的高压汞灯射出光线，光线经过PBS冷静后入射至CMOS基板（8），随后光线经CMOS基板（8）反射，携带影像射出光源系统（3）并进入光源系统下方的光传播介质（9），光线和影像经过光传播介质（9）照射料槽（10）的光敏树脂的液面，图像便直接投射至料槽（10）的光敏树脂液面，固化成型完成第一层打印，固化完毕后，成型台Zb轴运动模块（11）带动成型台（12）向下移动到距离光敏树脂液面两层成型平面厚度的位置，同时，机架Za轴运动模块（2）将光源系统（3）移动至距离料槽（10）上表面5mm的距离，开始第二层光固化打印，以此类推，直至完成全部成型平面的打印，完成产品加工。产品加工完成后，机架机架Za轴运动模块（2）带动光源系统（3）和光传播介质（9）向上移动，成型台Zb轴运动模块（11）带动成型台（12）向上移动，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：包括机架（1）、机架Z

【技术特征摘要】
1.一种光固化3D打印系统，其特征在于：包括机架（1）、机架Za轴运动模块（2）、光源系统（3）、光传播介质（9）、料槽（10）、成型台Zb轴运动模块（11）、成型台（12）；
所述光源系统（3）、光传播介质（9）和料槽（10）自上而下依次安装；
所述光源系统（3）安装在机架Za轴运动模块（2）；
所述成型台（12）安装在成型台Zb轴运动模块（11）上；
所述成型台（12）和成型台Zb轴运动模块（11）安装在料槽（10）内。


2.根据权利要求1所述的一种光...

【专利技术属性】
技术研发人员：周兰，杜秋，冉诗钰，
申请(专利权)人：上海幻嘉信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31