一种光固化三维打印装置和打印方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种光固化三维打印装置，包括光源和若干成型机构，各成型机构包括缸套和成型平台，在各缸套内分别设置有光敏料；还包括光束切换镜组，光源发出的光束通过所述光束切换镜组在若干所述成型机构之间切换，分别对各缸套内的光敏料进行相应照射图案可控的光照固化逐层打印在相应所述成型平台上分别形成相应的模型。本发明专利技术能够实现同时打印多个模型或者双向打印模型，在提高打印效率的同时能够有效提升对光源的利用率。有效提升对光源的利用率。有效提升对光源的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种光固化三维打印装置和打印方法


[0001]本专利技术属于光固化三维打印的
，特别是涉及一种共享光源的光固化三维打印装置和打印方法。

技术介绍

[0002]光固化三维(3D)打印机以数字模型文件为基础，通过逐层打印的方式来构造物体。大都包括光源和固定模型的成型平台，成型平台通过驱动机构(如丝杆驱动机构)在光源照射成型的同时进行移动，如采用UV光固化树脂层层选择性固化形成三维模型。
[0003]对于自由液面的打印方式，例如上置光源的SLA光固化打印中，光束完成一层照射后，成型平台带动模型下沉一个层厚距离，然后利用刮料器将光敏材料刮平，然后光束再进行下一层的光束照射。
[0004]对于约束液面的打印方式，例如下置光源的DLP或LCD等光固化打印中，一般采用离型膜来约束打印面，光束透过离型膜照射光敏树脂形成固化层，形成的固化层会黏连到离型膜上。所以需要进行模型与离型面的离型过程，例如模型上移较大距离使得离型膜与模型分离后再下移到下一层的打印位置，然后光束再进行下一层的照射。
[0005]因此，不论自由液面还是约束液面的光固化打印方式中，光束完成一层的照射后都需要等待相对较长的一段时间后才能进行下一层的照射，这一段时间我们可以称之为“层打印准确阶段”。光源只在光照固化阶段发出光束进行照射，在层打印准确阶段的光源停止工作，使得光源的利用率低，打印效率低，所以有必要对此进行改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种光固化三维打印装置和打印方法，实现同时打印多个模型或者双向打印模型，在提高打印效率的同时能够有效提升对光源的利用率。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种光固化三维打印装置，包括光源和若干成型机构，各所述成型机构包括缸套，在各缸套内分别设置有光敏料；还包括光束切换镜组，所述光源发出的光束通过所述光束切换镜组在若干所述成型机构之间切换，分别对各缸套内的光敏料进行相应照射图案可控的光照固化逐层打印分别形成相应的模型。
[0008]所述成型机构还包括透光件和成型平台，所述透光件设置于缸套的端部，所述成型平台与透光件相对设置且所述成型平台能够相对透光件移动，光束透过所述透光件照射光敏料在所述成型平台上打印成型模型；所述缸套具有密封的打印腔且所述打印腔内部的光敏料的压强可控，所述透光件包括离型膜和支撑板，所述支撑板设置于离型膜相对所述成型平台的另一侧，采用如下的任一方式进行打印：
[0009]方式一，所述离型膜通过对打印腔内部的光敏料的压强进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，所述离型膜处于打印工作位时呈平面结构、处于剥离工作位时受光
敏料压强增加产生的挤压作用朝向支撑板的一侧发生凸起变形；
[0010]方式二，所述支撑板与离型膜之间的间隙密封形成密封间隙，所述密封间隙内设置压强可控的透光的介质，所述离型膜通过对密封间隙内部介质的压强或体积进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，处于打印工作位时向所述密封间隙注入预设压强或体积的所述介质使得所述离型膜呈平面结构、处于剥离工作位时所述密封间隙内部的所述介质被部分或全部移出使得所述离型膜朝向透光支撑板的一侧发生凸起变形；
[0011]方式三，所述光敏料的压强调整到第一工作压强，将所述离型膜推动贴靠到所述支撑板表面在打印窗口区形成平整状态，光束透过所述支撑板和所述离型膜选择性照射所述光敏料形成固化层；
[0012]所述光敏料的压强调整到第二工作压强，增加所述固化层与所述支撑板之间的间距使得所述离型膜与所述支撑板分离；或者，增加所述固化层与所述支撑板之间的间距，同步降低所述光敏料的压强，使得所述离型膜与所述支撑板分离；
[0013]增加所述光敏料的压强到第一工作压强，所述离型膜与所述固化层分离，并贴靠到所述支撑板上在所述打印窗口区形成平整状态；
[0014]所述光束透过所述支撑板和所述离型膜选择性照射所述光敏料形成下一层的固化层，所述下一层固化层与上一层固化层相结合；
[0015]其中，所述第一工作压强大于所述第二工作压强。
[0016]所述成型机构还包括透光件和成型平台，所述透光件设置于缸套的端部，所述成型平台与透光件相对设置且所述成型平台能够相对所述透光件移动，光束透过所述透光件照射光敏料在所述成型平台上打印成型模型；所述缸套具有密封的打印腔且所述打印腔内部的光敏料的压强可控，采用如下的任一方式进行打印：
[0017]方式一：还包括支撑限位件，所述支撑限位件包括限位端和连接杆，所述透光件包括透光板，所述支撑限位件的连接杆穿过透光板与缸套的端部固定连接，所述透光板设置在限位端与缸套之间，透光板与限位端之间设有弹性件；打印过程中，所述透光板与缸套之间保持密封，所述透光板通过对打印腔内部的光敏料的压强进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，所述透光板处于打印工作位时受弹性件抵压并通过缸套的端部定位、处于剥离工作位时受光敏料压强增加产生的挤压作用朝相对成型平台的另一侧移动并通过限位端限位；
[0018]方式二：还包括支撑限位件，所述支撑限位件包括限位端和连接杆，所述透光件包括透光板，所述缸套的端部为外延的法兰，所述支撑限位件的连接杆穿过法兰与透光板固定连接，所述法兰设置在限位端与透光板之间，法兰与限位端之间设有弹性件；打印过程中，所述透光板与缸套之间保持密封，所述透光板通过对打印腔内部的光敏料的压强进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，所述透光板处于打印工作位时受弹性件抵压并通过缸套的端部定位、处于剥离工作位时受光敏料压强增加产生的挤压作用朝相对成型平台的另一侧移动并通过限位端限位；
[0019]方式三：所述成型机构包括透光件和定位部，所述透光件为透光板，所述定位部为定位件，所述缸套在所述透光板相对所述光敏料的另一侧设有所述定位件，所述透光板与所述缸套的内壁保持密封并可相对滑动；
[0020]所述光敏料的压强调整到第一工作压强，将所述透光板推动贴靠到所述定位件
上，光束透过所述透光板选择性照射所述光敏料形成固化层；
[0021]所述光敏料的压强调整到第二工作压强，增加所述固化层与所述定位件之间的间距使得所述透光板与所述定位件分离；或者，增加所述固化层与所述定位件之间的间距，同步降低所述光敏料的压强，使得所述透光板与所述定位件分离；
[0022]增加所述光敏料的压强到第一工作压强，所述透光板与所述固化层分离，并贴靠到所述定位件上；
[0023]所述光束透过所述透光板选择性照射所述光敏料形成下一层的固化层，所述下一层固化层与上一层固化层相结合；
[0024]其中，所述第一工作压强大于所述第二工作压强。
[0025]所述缸套的相对两侧靠近透光件的位置分别设有进料口和出料口，所述进料口通过进料管路与光敏料源连接，与出料口连接的出料管路上设有散热器，通过所述进料口进料和出料口出料对靠近透光件的光敏料进行更新并带走热量。
[0026]随所述光源发出的光束通过光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光固化三维打印装置，包括光源(37)和若干成型机构，其特征在于：各所述成型机构包括缸套(2)，在各缸套(2)内分别设置有光敏料；还包括光束切换镜组，所述光源(37)发出的光束(39)通过所述光束切换镜组在若干所述成型机构之间切换，分别对各缸套(2)内的光敏料进行相应照射图案可控的光照固化逐层打印分别形成相应的模型。2.根据权利要求1所述的一种光固化三维打印装置，其特征在于：所述成型机构还包括透光件和成型平台，所述透光件设置于缸套(2)的端部，所述成型平台与透光件相对设置且所述成型平台能够相对透光件移动，光束(39)透过所述透光件照射光敏料(5)在所述成型平台上打印成型模型(51)；所述缸套(2)具有密封的打印腔且所述打印腔内部的光敏料(5)的压强可控，所述透光件包括离型膜(33)和支撑板(35)，所述支撑板(35)设置于离型膜(33)相对所述成型平台的另一侧，采用如下的任一方式进行打印：方式一，所述离型膜(33)通过对打印腔内部的光敏料(5)的压强进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，所述离型膜(33)处于打印工作位时呈平面结构、处于剥离工作位时受光敏料(5)压强增加产生的挤压作用朝向支撑板(35)的一侧发生凸起变形；方式二，所述支撑板(35)与离型膜(33)之间的间隙密封形成密封间隙，所述密封间隙内设置压强可控的透光的介质，所述离型膜(33)通过对密封间隙内部介质的压强或体积进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，处于打印工作位时向所述密封间隙注入预设压强或体积的所述介质使得所述离型膜(33)呈平面结构、处于剥离工作位时所述密封间隙内部的所述介质被部分或全部移出使得所述离型膜(33)朝向透光支撑板(35)的一侧发生凸起变形。方式三，所述光敏料的压强调整到第一工作压强，将所述离型膜推动贴靠到所述支撑板表面在打印窗口区形成平整状态，光束透过所述支撑板和所述离型膜选择性照射所述光敏料形成固化层；所述光敏料的压强调整到第二工作压强，增加所述固化层与所述支撑板之间的间距使得所述离型膜与所述支撑板分离；或者，增加所述固化层与所述支撑板之间的间距，同步降低所述光敏料的压强，使得所述离型膜与所述支撑板分离；增加所述光敏料的压强到第一工作压强，所述离型膜与所述固化层分离，并贴靠到所述支撑板上在所述打印窗口区形成平整状态；所述光束透过所述支撑板和所述离型膜选择性照射所述光敏料形成下一层的固化层，所述下一层固化层与上一层固化层相结合；其中，所述第一工作压强大于所述第二工作压强。3.根据权利要求1所述的一种光固化三维打印装置，其特征在于：所述成型机构还包括透光件和成型平台，所述透光件设置于缸套(2)的端部，所述成型平台与透光件相对设置且所述成型平台能够相对所述透光件移动，光束(39)透过所述透光件照射光敏料(5)在所述成型平台上打印成型模型(51)；所述缸套(2)具有密封的打印腔且所述打印腔内部的光敏料(5)的压强可控，采用如下的任一方式进行打印：方式一：还包括支撑限位件(28)，所述支撑限位件(28)包括限位端和连接杆，所述透光件包括透光板(3)，所述支撑限位件(28)的连接杆穿过透光板(3)与缸套(2)的端部固定连接，所述透光板(3)设置在限位端与缸套之间，透光板(3)与限位端之间设有弹性件(22)；打印过程中，所述透光板(3)与缸套(2)之间保持密封，所述透光板(3)通过对打印腔内部的光
敏料(5)的压强进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，所述透光板(3)处于打印工作位时受弹性件(22)抵压并通过缸套(2)的端部定位、处于剥离工作位时受光敏料(5)压强增加产生的挤压作用朝相对成型平台的另一侧移动并通过限位端限位；方式二：还包括支撑限位件(28)，所述支撑限位件(28)包括限位端和连接杆，所述透光件包括透光板(3)，所述缸套(2)的端部为外延的法兰(23)，所述支撑限位件(28)的连接杆穿过法兰(23)与透光板(3)固定连接，所述法兰(23)设置在限位端与透光板(3)之间，法兰(23)与限位端之间设有弹性件(22)；打印过程中，所述透光板(3)与缸套(2)之间保持密封，所述透光板(3)通过对打印腔内部的光敏料(5)的压强进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，所述透光板(3)处于打印工作位时受弹性件(22)抵压并通过缸套(2)的端部定位、处于剥离工作位时受光敏料(5)压强增加产生的挤压作用朝相对成型平台的另一侧移动并通过限位端限位；方式三：所述成型机构包括透光件和定位部，所述透光件为透光板，所述定位部为定位件，所述缸套在所述透光板相对所述光敏料的另一侧设有所述定位件，所述透光板与所述缸套的内壁保持密封并可相对滑动；所述光敏料的压强调整到第一工作压强，将所述透光板推动贴靠到所述定位件上，光束透过所述透光板选择性照射所述光敏料形成固化层；所述光敏料的压强调整到第二工作压强，增加所述固化层与所述定位件之间的间距使得所述透光板与所述定位件分离；或者，增加所述固化层与所述定位件之间的间距，同步降低所述光敏料的压强，使得所述透光板与所述定位件分离；增加所述光敏料的压强到第一工作压强，所述透光板与所述固化层分离，并贴靠到所述定位件上；所述光束透过所述透光板选择性照射所述光敏料形成下一层的固化层，所述下一层固化层与上一层固化层相结合；其中，所述第一工作压强大于所述第二工作压强。4.根据权利要求2或3所述的一种光固化三维打印装置，其特征在于：所述缸套(2)的相对两侧靠近透光件(30)的位置分别设有进料口和出料口，所述进料口通过进料管路与光敏料源(4P)连接，与出料口连接的出料管路上设有散热器(73)，通过所述进料口进料和出料口出料对靠近透光件(30)的光敏料(5)进行更新并带走热量。5.根据权利要求2所述的一种光固化三维打印装置，其特征在于：随所述光源(37)发出的光束(39)通过光束切换镜组在若干成型机构之间切换，通过阀门切换介质源(4V)与相应的密封间隙切换连通。6.根据权利要求2或3所述的一种光固化3D打印装置，其特征在于：多个成型机构共用同一个光敏料源(4P)；随所述光源(37)发出的光束(39)通过光束切换镜组在若干成型机构之间切换，光敏料...

【专利技术属性】
技术研发人员：季鹏凯，
申请(专利权)人：源秩科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：