一种多材料光固化3D打印机及3D打印方法技术

本发明专利技术提供一种多材料光固化3D打印机及3D打印方法，多材料光固化3D打印机包括：机架；清洗系统，清洗系统与机架连接，且清洗系统固定设于机架顶部；运动平台，运动平台通过丝杆连接至机架上，丝杆控制运动平台移动；升降装置，升降装置与机架连接；打印平台，打印平台与升降装置连接；其中，升降装置配合运动平台带动打印平台移动，以使得打印平台进入清洗系统清洗。本方案所能达到的效果：通过将打印平台与运动平台连接，当需要切换材料时，将打印平台移动至清洗槽中，通过超声波清洗的方式将打印件与打印平台上残余的液态树脂去除，并用风扇对其进行风干，以避免不同种材料之间的互相污染从而保证多材料打印的高精度与高分辨率。污染从而保证多材料打印的高精度与高分辨率。污染从而保证多材料打印的高精度与高分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种多材料光固化3D打印机及3D打印方法


[0001]本专利技术涉及打印
，具体而言，涉及一种多材料光固化3D打印机及3D打印方法。

技术介绍

[0002]随着打印技术的发展，目前单一材料的光固化3D打印机已经较普遍，但单一材料的打印机在实际应用中具有一定的局限性，只能实现单一的力学、光学、化学、热学及导电性能，限制了光固化3D打印机的功能和用途，无法进一步满足社会对高性能和多功能商品的需求。而多材料光固化3D打印可以进一步起到优化产品性能、实现复杂功能的作用。因此深入研究多材料光固化3D打印技术可以提升光固化成型能力和成型零件的功能性，对于工业复杂嵌套的产品功能也提供了技术手段，具有十分重要的意义。但是，现有的单一材料光固化打印机仅有一个树脂槽，不能实现快速双色打印。同时，由于光固化3D打印机打印完一种颜色更换树脂槽时会粘附上一树脂槽的残余树脂，混入下一树脂槽，造成多材料的混合污染，降低打印精度。
[0003]由此可见，如何避免打印机在更换材料时由于打印件表面的残余液态树脂而造成的混合污染，以提高打印精度，成为了亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的问题是如何避免打印机在更换材料时由于打印件表面的残余液态树脂而造成的混合污染，以提高打印精度。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种多材料光固化3D打印机，包括：机架；清洗系统，清洗系统与机架连接，且清洗系统固定设于机架顶部；运动平台，运动平台通过丝杆连接至机架上，丝杆控制运动平台移动；升降装置，升降装置与机架连接；打印平台，打印平台与升降装置连接；其中，升降装置配合运动平台带动打印平台移动，以使得打印平台进入清洗系统清洗。
[0006]与现有技术相比，本方案所能达到的效果：通过将打印平台与运动平台连接，当需要切换材料时，将打印平台移动至清洗槽中，通过超声波清洗的方式将打印件与打印平台上残余的液态树脂去除，并用风扇对其进行风干，以避免不同种材料之间的互相污染从而保证多材料打印的高精度与高分辨率。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，机架包括：料槽架，料槽架固定设于机架顶部；其中，料槽架与清洗系统固定连接。
[0008]与现有技术相比，本方案所能到达的效果：料槽架的设置提高了对于清洗系统的支撑稳定性。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，丝杆设置有多个，多个丝杆分布于相对运动平台的垂直及水平方向。
[0010]与现有技术相比，本方案所能到达的效果：多个丝杆提高了对运动平台的支撑强
度，同时保证运动平台在多个角度多个方向上能够实现精确位置的移动。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，多材料光固化3D打印机还包括：第一丝杆电机，第一丝杆电机固定连接在机架上，第一丝杆电机用于控制运动平台X方向的运动；第二丝杆电机，第二丝杆电机固定连接在机架上，第二丝杆电机用于控制运动平台Y方向的运动；第三丝杆电机，第三丝杆电机固定连接在机架上，第三丝杆电机用于控制运动平台Z方向的运动。
[0012]与现有技术相比，本方案所能到达的效果：通过第一丝杆电机、第二丝杆电机与第三丝杆电机之间的配合，从而实现对运动平台的精准移动控制。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，多材料光固化3D打印机还包括：料槽，料槽固定连接至料槽架顶部；反射镜，反射镜与运动平台固定连接，且反射镜设置在料槽的正下方。
[0014]与现有技术相比，本方案所能到达的效果：料槽的设置能够防止清洗液等液体的溢出，提高清洗精度。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，多材料光固化3D打印机还包括：风扇，风扇固定连接在清洗系统上；光机，光机与运动平台固定连接，且光机设置于升降装置底部；超声波清洗槽，超声波清洗槽固定连接在清洗系统内。反射镜，反射镜固定连接在运动平台上，且反射镜正对光机设置。
[0016]与现有技术相比，本方案所能到达的效果：通过风扇对打印平台进行风干，以避免不同种材料之间的互相污染从而保证多材料打印的高精度与高分辨率。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，控制运动平台的运动，控制清洗系统的启停，控制光机的投影的图像均被集成在同一上位机中。
[0018]与现有技术相比，本方案所能到达的效果：保证本实施例中的多材料光固化3D打印机具有较高的打印精度。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，光机和打印平台在XY方向上始终保持相对静止。
[0020]与现有技术相比，本方案所能到达的效果：保证3D打印的打印精度维持在较高水准。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，提供一种3D打印方法，3D打印方法适用于如上述实施例中任意一项的多材料光固化3D打印机，3D打印方法包括：建立目标多材料打印零件的三维模型，进行分层切片处理，得到多种材料的分层切片图像文件；调平打印平台以及液槽，将所需的材料放入对应的液槽中；按照目标多材料打印零件要求控制多种材料的分层切片图像次序投影曝光；当需要更换打印材料时，即打印平台更换料槽时，控制第一丝杆电机、第二丝杆电机与第三丝杆电机转动，以使得升降装置上升，带动打印件完成更换打印材料。
[0022]与现有技术相比，本方案所能到达的效果：通过本方法可以实现高精度、高效率的3D打印。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，控制第一丝杆电机、第二丝杆电机与第三丝杆电机转动，以使得升降装置上升，带动打印件完成更换打印材料，包括：控制第三丝杆电机转动，以使得升降装置上升，打印件离开液槽；控制第一丝杆电机与第二丝杆电机转动，以使得运动平台运动；控制打印平台移动至超声波清洗槽正上方，通过第三丝杆电机转动控制升降装置下降，打印件浸入超声波清洗槽中，开启超声波发生器；打印件清洗结束后，关闭超声波发生器，升降装置上升，开启风扇，打印件风干完成后，关闭风扇，打印平台移动至下一种材料的液槽上方，升降装置下降，使打印平台达到更换材料前的高度。
[0024]与现有技术相比，本方案所能到达的效果：能够有效解决现有技术中的支持材料少、打印效率极低、精度损失大的问题。
附图说明
[0025]图1为多材料光固化3D打印机的整体结构示意图；
[0026]图2为运动平台包括光机、升降装置和打印平台的结构示意图；
[0027]图3为连接运动平台和机架的丝杆以及导轨的结构示意图；
[0028]图4为升降装置和打印平台的结构示意图；
[0029]图5为料槽架包括料槽和清洗系统的结构示意图；
[0030]附图标记说明：
[0031]1、机架；2、料槽架；3、清洗系统；4、运动平台；5、光机；6、升降装置；7、打印平台；21、反射镜；22、第一光电传感器；23、悬臂；24、导轨滑块；31、第一丝杆电机；32、第一导轨；33、第二光电传感器；34、第一丝杆；41、第三丝杆电机；42、第二导轨；43、第三丝杆；44、手拧螺丝；51、风扇；52、超声波发生器；53、料槽；54、压块。
具体实施方式
[0032]为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多材料光固化3D打印机，其特征在于，包括：机架；清洗系统，所述清洗系统与所述机架连接，且所述清洗系统固定设于所述机架顶部；运动平台，所述运动平台通过丝杆连接至所述机架上，所述丝杆控制所述运动平台移动；升降装置，所述升降装置与所述机架连接；打印平台，所述打印平台与所述升降装置连接；其中，所述升降装置配合所述运动平台带动所述打印平台移动，以使得所述打印平台进入所述清洗系统清洗。2.根据权利要求1所述的多材料光固化3D打印机，其特征在于，所述机架包括：料槽架，所述料槽架固定设于所述机架顶部；其中，所述料槽架与所述清洗系统固定连接。3.根据权利要求1所述的多材料光固化3D打印机，其特征在于，所述丝杆设置有多个，多个所述丝杆分布于相对所述运动平台的垂直及水平方向。4.根据权利要求1所述的多材料光固化3D打印机，其特征在于，所述多材料光固化3D打印机还包括：第一丝杆电机，所述第一丝杆电机固定连接在所述机架上，所述第一丝杆电机用于控制所述运动平台X方向的运动；第二丝杆电机，所述第二丝杆电机固定连接在所述机架上，所述第二丝杆电机用于控制所述运动平台Y方向的运动；第三丝杆电机，所述第三丝杆电机固定连接在所述机架上，所述第三丝杆电机用于控制所述运动平台Z方向的运动。5.根据权利要求1所述的多材料光固化3D打印机，其特征在于，所述多材料光固化3D打印机还包括：料槽，所述料槽固定连接至所述料槽架顶部；反射镜，所述反射镜与所述运动平台固定连接，且所述反射镜设置在所述料槽的正下方。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的多材料光固化3D打印机，其特征在于，所述多材料光固化3D打印机还包括：风扇，所述风扇固定连接在所述清洗系统上；光机，所述光机与所述运动平台固定连接，且所述光机设置于所述升降装置底部；超声波清洗槽，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李灏楠，黄宇洋，高铭辰，刘公雨，赵永杰，何寅峰，田振楠，
申请(专利权)人：诺丁汉大学卓越灯塔计划宁波创新研究院，
类型：发明
国别省市：