一种双光路光固化3D打印设备及其打印方法技术

本发明专利技术公开了一种双光路光固化3D打印设备及其打印方法，包括机架，还包括树脂槽，设置在机架上，所述树脂槽内设有光敏树脂；承载网板，水平设置在树脂槽内，所述承载网板的表面被光敏树脂覆盖；网板驱动组件，设置在机架上以供承载网板安装，所述网板驱动组件用于驱使承载网板以模型预设的切片层高度的步进量浸入到光敏树脂中；至少两个光路组件，并排设置在机架上且位于树脂槽上方，每个光路组件分别接收每个切片层被分割的分割区域，每个光路组件用于发出激光线束以沿着分割区域在承载网板表面的光敏树脂上扫描。其技术方案要点是具有提高可打印模型尺寸的特点。

A dual light path UV curing 3D printing device and its printing method

【技术实现步骤摘要】
一种双光路光固化3D打印设备及其打印方法
本专利技术涉及3D打印的
，特别涉及一种双光路光固化3D打印设备及其打印方法。
技术介绍
快速成型技术，又称3D打印，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，其根据零件或者物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式就可以制造出实物或者实物模型。打印的基本原理是分层加工、叠加成型，即通过逐层增加材料来生成3D实体，在进行3D打印时，首先由计算机通过设计、扫描等方式得到待打印物体的三维模型，再通过电脑辅助设计技术（例如CAD）沿某个方向完成一系列数字切片（即按照预设的切片层高度对待打印的三维模型进行分层），获得N个切片层，进而将这些切片层传送到3D打印机上，由计算机根据切片层生成机器指令，3D打印机根据该机器指令打印出薄型层面，并将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维立体实物，完成3D打印。在3D打印技术中，光固化3D打印机，通过采用单颗UV-LED光源或者用紫外激光光源照射到DMD芯片后，再通过镜头照射到树脂槽表面或底部以使得被照射到的光敏树脂固化，从而完成3D打印过程。但目前市场上的光固化3D打印设备只有一套光路组件和一个树脂槽，因此限制了光固化3D打印设备可打印模型的尺寸，难以满足大尺寸的模型的打印，因此存在一定的改进之处。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种双光路光固化3D打印设备，具有提高可打印模型尺寸的特点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种双光路光固化3D打印设备，包括机架，还包括：树脂槽，设置在机架上，所述树脂槽内设有光敏树脂；承载网板，水平设置在树脂槽内，所述承载网板的表面被光敏树脂覆盖；网板驱动组件，设置在机架上以供承载网板安装，所述网板驱动组件用于驱使承载网板以模型预设的切片层高度的步进量浸入到光敏树脂中；至少两个光路组件，并排设置在机架上且位于树脂槽上方，每个光路组件分别接收每个切片层被分割的分割区域，每个光路组件用于发出激光线束以沿着分割区域在承载网板表面的光敏树脂上扫描。通过上述技术方案，应用该3D打印设备进行打印时，特别是面对大尺寸模型打印，本申请首先将模型分成N个切片层，进而根据光路组件的数量将每层切片层分割成对应光路组件数量的分割区域，分割区域中携带有模型切片轮廓信息；通过将承载网板置于树脂槽中，承载网板的表面与光敏树脂的表面齐平以使得光敏树脂能够覆盖承载网板的表面，覆盖的高度为一层切片层的高度，此时，每个光路组件发出激光线束以沿着分割区域在光敏树脂上扫描，经过激光线束扫描的光敏树脂固化在承载网板上，随后，网板驱动组件驱使承载网板下移，下移的步进量为模型预设切片层的高度；进而重复上述动作，每个光路组件发出激光线束沿着下一层切片层的分割区域在光敏树脂上扫描，使得光敏树脂固化并堆叠，承载网板在网板驱动组件的作用下继续下移一个切片层高度的步进量，由此实现承载网板上完成整个零件模型的堆叠固化；因此，应用本申请的3D打印设备，能够通过多个光路组件共同完成一个模型切片层的扫描打印，一方面提高了可打印模型的尺寸，另一方面提高了模型的打印效率。优选的，所述网板驱动组件包括固定在机架上的支撑架、竖直滑动安装在支撑架上的网板安装架、以及设置在支撑架上且与网板安装架相连的第一驱动构件，所述网板安装架用于保持承载网板水平设置，所述第一驱动构件用于驱使网板安装架移动以使得承载网板以模型预设的切片层高度的步进量浸入到光敏树脂中。通过上述技术方案，网板安装架能够保持承载网板水平设置，并在第一驱动构件的作用下承载网板稳定下移一个切片层高度的距离，从而使得光敏树脂能够稳定固化在承载网板上并完成堆叠。优选的，所述支撑架上滑动安装有压块安装架，所述压块安装架上连接有液位压块，所述支撑架上设有用于驱使压块安装架移动以使液位压块浸入到树脂槽中并将树脂槽中的光敏树脂保持在预设标准液位处的第二驱动构件。通过上述技术方案，被激光线束照射的光敏树脂会被固化，进而固化的光敏树脂相对于液态下体积会缩小，将造成树脂槽中的光敏树脂液位高度降低，本申请通过第二驱动构件驱使压块安装架移动，进而带动液位压块浸入到树脂槽中，从而能够将树脂槽中的光敏树脂保持在预设标准液位处，方便光路组件将激光线束经过聚焦后打在光敏树脂表面。优选的，所述树脂槽上设置有用于检测树脂槽中光敏树脂的液位高度并反馈至第二驱动构件的液位传感器。通过上述技术方案，液位传感器用于检测光敏树脂的液位高度进而反馈至第二驱动构件，以方便第二驱动构件带动压块安装架移动以将树脂槽中的光敏树脂保持在预设标准液位处。优选的，所述树脂槽中水平设置有刮刀，所述刮刀的刀口与保持在树脂槽预设标准液位处的光敏树脂的表面齐平，所述刮刀的两端滑动安装在机架上，所述机架的两侧均设置有用于驱使刮刀移动的第三驱动构件。通过上述技术方案，在承载网板每下移一个步进量后且在光路组件发出激光线束之前，刮刀能够在第三驱动构件的作用下移动，刮刀能够将预设标准液位的光敏树脂表面保持平整，从而方便后续光敏树脂的固化堆叠，提高打印出模型的品质。优选的，所述光路组件包括光路安装板、激光器、偏转平面镜、聚焦振镜和扫描振镜；光路安装板固定在机架上；激光器设置在机架上以用于发出激光线束，偏转平面镜、聚焦振镜和扫描振镜设置在机架上，激光线束经偏转平面镜、聚焦振镜和扫描振镜后打在覆盖在承载网板表面的光敏树脂上。通过上述技术方案，聚焦振镜用于将激光线束聚焦在预设标准液位处的光敏树脂表面，扫描振镜用于控制激光线束沿着分割区域中模型切片轮廓移动，以使得光敏树脂固化。针对现有技术存在的不足，本专利技术的另一目的在于提供一种应用双光路光固化3D打印设备的打印方法，具有提高可打印模型尺寸的特点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种应用于如上述技术方案所述的双光路光固化3D打印设备的打印方法，包括如下步骤：根据预设的切片层高度，对待打印的三维模型进行分层，获得N个切片层，其中，N为正整数；根据光路组件的数量，对每个切片层进行分割以形成与每个光路组件匹配的分割区域，其中，相邻分割区域之间的分割线设置在相邻光路组件扫描范围的重叠区域处；每个光路组件用于发出激光线束以沿着每个切片层的分割区域在承载网板表面的光敏树脂上扫描。优选的，在根据光路组件的数量，对每个切片层进行分割以形成与每个光路组件匹配的分割区域，其中，相邻分割区域之间的分割线设置在相邻光路组件扫描范围的重叠区域处中，还包括如下步骤：将每个切片层映射在所有光路组件拼接的扫描范围中，其中，在相邻光路组件扫描范围的重叠区域中设置一基准线；在当前切片层分割中，根据基准线以将分割线设置在偏移基准线一侧预设距离处，基于该分割线对当前切片层进行分割以形成分割区域；在下一切片层分割中，根据基准线以将分割线设置在偏移基准线另一侧预设距离处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双光路光固化3D打印设备，包括机架(1)，其特征在于，还包括：/n树脂槽(21)，设置在机架(1)上，所述树脂槽(21)内设有光敏树脂；/n承载网板(22)，水平设置在树脂槽(21)内，所述承载网板(22)的表面被光敏树脂覆盖；/n网板驱动组件(23)，设置在机架(1)上以供承载网板(22)安装，所述网板驱动组件(23)用于驱使承载网板(22)以模型预设的切片层高度的步进量浸入到光敏树脂中；/n至少两个光路组件(24)，并排设置在机架(1)上且位于树脂槽(21)上方，每个光路组件(24)分别接收每个切片层被分割的分割区域，每个光路组件(24)用于发出激光线束以沿着分割区域在承载网板(22)表面的光敏树脂上扫描。/n

【技术特征摘要】
1.一种双光路光固化3D打印设备，包括机架(1)，其特征在于，还包括：
树脂槽(21)，设置在机架(1)上，所述树脂槽(21)内设有光敏树脂；
承载网板(22)，水平设置在树脂槽(21)内，所述承载网板(22)的表面被光敏树脂覆盖；
网板驱动组件(23)，设置在机架(1)上以供承载网板(22)安装，所述网板驱动组件(23)用于驱使承载网板(22)以模型预设的切片层高度的步进量浸入到光敏树脂中；
至少两个光路组件(24)，并排设置在机架(1)上且位于树脂槽(21)上方，每个光路组件(24)分别接收每个切片层被分割的分割区域，每个光路组件(24)用于发出激光线束以沿着分割区域在承载网板(22)表面的光敏树脂上扫描。


2.根据权利要求1所述的一种双光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述网板驱动组件(23)包括固定在机架(1)上的支撑架(231)、竖直滑动安装在支撑架(231)上的网板安装架(232)、以及设置在支撑架(231)上且与网板安装架(232)相连的第一驱动构件(233)，所述网板安装架(232)用于保持承载网板(22)水平设置，所述第一驱动构件(233)用于驱使网板安装架(232)移动以使得承载网板(22)以模型预设的切片层高度的步进量浸入到光敏树脂中。


3.根据权利要求1所述的一种双光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述支撑架(231)上滑动安装有压块安装架(25)，所述压块安装架(25)上连接有液位压块(26)，所述支撑架(231)上设有用于驱使压块安装架(25)移动以使液位压块(26)浸入到树脂槽(21)中并将树脂槽(21)中的光敏树脂保持在预设标准液位处的第二驱动构件(27)。


4.根据权利要求3所述的一种双光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述树脂槽(21)上设置有用于检测树脂槽(21)中光敏树脂的液位高度并反馈至第二驱动构件(27)的液位传感器(28)。


5.根据权利要求1所述的一种双光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述树脂槽(21)中水平设置有刮刀(29)，所述刮刀(29)的刀口与保持在树脂槽(21)预设标准液位处的光敏树脂的表面齐平，所述刮刀(29)的两端滑动安装在机架(1)上，所述机架(1)的两侧均设置有用于驱使刮刀(29)移动的第三驱动构件(30)。

【专利技术属性】
技术研发人员：王妮，王泽恩，
申请(专利权)人：恒通西交智能机器广东有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44