一种基于密闭腔室的连续液面3D打印系统及成型方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于密闭腔室的高速连续3D打印系统和打印方法，包括：具有密闭腔室主体的腔室，下端设有带储气腔的打印窗口且通过管路连通蠕动泵和树脂槽；树脂补充转置，用于向腔室注入树脂；驱动腔室内部打印头和传动杆运动的步进电机及打印光源；打印窗口与储气腔之间铺设有透明透氧聚合物薄膜，用于承载密闭腔室内树脂，为氧气提供输运通道以维持氧阻聚层。本发明专利技术利用液体不可压缩原理，将树脂充满密闭腔室，通过精确控制储气仓中气体压力，使聚合物基打印窗口承载密闭腔室内树脂，并在高速连续打印过程中维持平衡，解决了打印窗口在大尺寸物体打印过程中变形问题，同时实现周围树脂对打印区域的快速填充，确保高速打印过程顺利进行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于密闭腔室的连续液面3D打印系统及成型方法
本专利技术属于3D打印
，具体而言，涉及一种基于密闭腔室的高速连续液面3D打印系统及成型方法。
技术介绍
相对于传统的逐层打印方式，如FDM和DLP，连续液面3D打印技术CLIP可实现复杂物体的分钟级打印，在成型速度上实现了质的飞跃。然而，为维持打印过程中的氧阻聚层，现有CLIP打印机制的打印窗口是一层既透光又透氧的聚合物薄膜，容易在上方树脂的压迫下发生凹陷，导致打印面随之发生弯曲，进而影响成型精度。由于打印窗口要承载更多树脂，该情况在大尺寸物体的快速打印过程中更加明显。另一方面，大尺寸物体的快速成型将迅速消耗氧阻聚层上方打印区内的树脂，并因周围树脂来不及填补而在打印区域产生真空。真空负压将在吸引周围树脂进行填充的同时，造成打印物体与窗口薄膜的相互吸引而导致打印窗口的二次形变，严重影响了大尺寸物体的表面质量和成型精度，甚至会因为树脂填充速度过慢而引起打印失败。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种基于密闭腔室的连续液面3D打印系统及方法，其利用液体的不可压缩原理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于密闭腔室的高速连续3D打印系统，包括：/n腔室(1)，其具有整个密闭的密闭腔室主体(100)，所述密闭腔室主体(100)的下端设置带储气仓(202)的打印窗口(2)，所述腔室(1)通过管路连通蠕动泵(3)和树脂槽(8)；/n树脂补充转置(4)，在工控机(7)的控制下向所述腔室(1)注入树脂；/n步进电机(5)，与工控机(7)连接并在其控制下驱动所述腔室(1)内部的打印头(101)和所述传动杆(103a，103b)在竖直方向上运动；/n打印光源(6)，在所述工控机(7)控制下对打印物体进行打印；/n所述打印窗口(2)内配置有承载腔室(1)内树脂的透明透氧聚合物薄膜(203)，所述透明...

【技术特征摘要】
1.一种基于密闭腔室的高速连续3D打印系统，包括：
腔室(1)，其具有整个密闭的密闭腔室主体(100)，所述密闭腔室主体(100)的下端设置带储气仓(202)的打印窗口(2)，所述腔室(1)通过管路连通蠕动泵(3)和树脂槽(8)；
树脂补充转置(4)，在工控机(7)的控制下向所述腔室(1)注入树脂；
步进电机(5)，与工控机(7)连接并在其控制下驱动所述腔室(1)内部的打印头(101)和所述传动杆(103a，103b)在竖直方向上运动；
打印光源(6)，在所述工控机(7)控制下对打印物体进行打印；
所述打印窗口(2)内配置有承载腔室(1)内树脂的透明透氧聚合物薄膜(203)，所述透明透氧聚合物薄膜(203)为氧气输送装置(9)输送到储气仓(202)内的氧气提供输运通道以维持氧阻聚层。


2.根据权利要求1所述的高速连续3D打印系统，其特征在于，所述腔室(1)包括：
密闭腔室主体(100)，其内部设置有打印头(101)，前端设置有观察窗(102)，外部通过观察窗(102)和所述打印窗口(2)进行封闭；
平行设置的两个传动杆(103a、103b)，穿过所述密闭腔室主体(100)的内部，且两端均延伸至所述密闭腔室主体(100)的外部；以及
金属连接块(104a、104b)，分别设置在两个传动杆(103a、103b)的上下两端。
优选地，所述密闭腔室主体(100)上用于穿插所述传动杆(103a、103b)的上下四个孔位上设置有密封圈以对其进行密封。


3.根据权利要求1或2所述的高速连续3D打印系统，其特征在于，所述打印窗口(2)包括打印窗口主体(201)以及依次设置在其下方的透明透氧薄膜(203)和具有金属支撑件(205)固定的玻璃窗口(204)；储气仓(202)位于所述透明透氧薄膜(203)和所述玻璃窗口(204)之间。
优选地，所述储气仓(202)通过可控制仓内气体压力的电子气压阀(206)与氧气输送装置(9)连接。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的高速连续3D打印系统，其特征在于，所述传动杆(103a，103b)为连接打印头(101)的一对耐腐蚀光滑金属圆柱；
优选地，所述传动杆(103a，103b)通过所述金属连接块(104a、104b)在步进电机(5)的驱动下在竖直方向上按给定速度同步向下或向上伸出密闭腔室主体(100)。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的高速连续3D打印系统，其特征在于，所述密闭腔室主体(100)的上表面设置有第一和第二通孔(105a、105b)，分别用于注入外部树脂和排气。
优选地，所述打印头(101)为尺寸小于所述打印窗口(2)的玻璃窗口(204)的平行金属板。
优选地，所述腔室(1)的观察窗(102)为可拆卸透明亚克力板，其通过橡胶圈固定在所述密闭腔室主体(100)，构成密闭腔室主体(100)的侧面。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的高速连续3D打印系统，其特征在于，所述树脂补充装置(4)加载在所述腔室(1)的侧面。
优选地，所述树脂补充装置(4)为带有活塞(402)的玻璃管(400)。
优选地，所述活塞(402)在微型电机(403)的驱动下按照设计速率从玻璃管(400)内挤出树脂，对所述密闭腔室主体(100)内部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林文雄，黄海洲，黄见洪，葛燕，李锦辉，阮开明，吴鸿春，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35