打印平台、3D打印设备和3D打印方法技术

本申请涉及高粘度弹性材料3D打印技术领域，公开了一种打印平台、3D打印设备和3D打印方法，打印平台包括托槽和设于托槽的上方的打印探头，其中，托槽包括槽体和第一温控器件，槽体设有容置槽，用于盛装打印材料，通过第一温控器件调节槽体温度以降低打印材料的粘度降低，由此达到可通过光固化3D打印的范围，因此，可用于对高粘度弹性材料进行3D打印加工，避免影响材料自身特性。并且，打印材料在容置槽内直接被槽体加热，粘度降低后可直接在容置槽内用于进行3D打印加工，实现对待固化的打印材料的针对性加热处理，可减少热量的损耗，提高温度控制的精确性，形成一种稳定、准确的温控加热打印平台，有助于提高打印质量。有助于提高打印质量。有助于提高打印质量。

【技术实现步骤摘要】
打印平台、3D打印设备和3D打印方法


[0001]本申请涉及高粘度弹性材料3D打印
，尤其是涉及一种打印平台、3D打印设备和3D打印方法。

技术介绍

[0002]3D打印是指通过虚拟计算机辅助设计(CAD)自动构建三维实体对象的新型加工技术，已经广泛应用于制造业、医疗、建筑和消费电子等领域。光固化3D打印技术作为最早出现的3D打印技术之一，使用计算机控制紫外光束，选择性逐层固化光敏树脂，通过控制平台于z轴方向上的位移，在上一层固化层上进行下一层光敏树脂的固化，完成3D打印实体的加工，具有高分辨率和良好的稳定性。
[0003]但目前光固化3D打印技术适用于低粘度、流动性好的打印材料，尚难满足高粘度高弹性材料的打印需求。一些领域对高分辨率打印高粘度弹性材料的需求较为迫切，例如，在生物医药领域，目前缺乏加工柔性材料产品(如药物缓释装置、柔性电子材料、植入物、组织再生器件等)的理想手段，由于大部分商用树脂生物相容性低、不可降解、且不具弹性，使光固化3D打印技术在弹性材料加工方面极为受限，难以满足绝大多数高分子生物材料的3D打印技术加工。
[0004]一些技术中，采用添加活性稀释剂的高弹性聚合物，使其材料粘度降低，可经光固化3D打印技术加工获得柔性材料产品，但大量活性稀释剂的加入会影响材料自身特性而无法满足相应的性能要求，应用于生物医药领域加工柔性材料产品多难匹配软组织力学性质需求，并承受体内的力学环境，使其无法满足生物医疗器件的性能要求。

技术实现思路

[0005]本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一打印平台和具有该打印平台的3D打印设备，可适用于光固化3D打印高粘度弹性材料。本申请还提出一种基于该3D打印设备的3D打印方法。
[0006]根据本申请第一方面实施例的打印平台，应用于光固化3D打印设备打印加工弹性实体，包括托槽和设于所述托槽的上方的打印探头，其中，所述托槽包括槽体和第一温控器件，所述槽体设有容置槽，用于盛装打印材料，所述第一温控器件连接于所述槽体，所述第一温控器件用于调节所述槽体的温度以适于调节所述容置槽内的打印材料的温度；所述打印探头包括安装机构和连接于所述安装机构的打印件，所述打印件对应于所述开口设于所述托槽的上方，用于承载和成型弹性实体，所述安装机构适于由升降机构驱动而使所述打印件相对所述托槽运动。
[0007]根据本申请第一方面实施例的打印平台，至少具有如下有益效果：打印平台应用于光固化3D打印设备，打印材料盛装于槽体的容置槽内，将容置槽内的打印材料进行固化成型于打印件上，通过打印件相对托槽运动，在上一层固化层上进行下一层打印材料的固化，其中，本申请打印平台的托槽中，通过第一温控器件调节槽体温度，随温度的升高，打印
材料的粘度降低，由此达到可通过光固化3D打印的范围，因此，可用于对高粘度弹性材料进行3D打印加工，避免影响材料自身特性。并且，打印材料在容置槽内直接被槽体加热，粘度降低后可直接在容置槽内用于进行3D打印加工，实现对待固化的打印材料的针对性加热处理，可减少热量的损耗，提高温度控制的精确性，形成一种稳定、准确的温控加热打印平台，有助于提高打印质量。
[0008]根据本申请一些实施例的打印平台，所述打印探头还包括第二温控器件，所述第二温控器件连接于所述打印件，用于调节所述打印件的温度。
[0009]根据本申请一些实施例的打印平台，所述打印探头还包括第二温敏探头，所述第二温敏探头连接于所述打印件，用于获取所述打印件的温度。
[0010]根据本申请一些实施例的打印平台，所述托槽还包括第一温敏探头，所述第一温敏探头连接于所述槽体，所述第一温敏探头用于获取所述槽体的温度。
[0011]根据本申请一些实施例的打印平台，所述打印平台还包括温控模块，所述温控模块连接于所述第一温控器件，用于调节所述第一温控器件的温度，以调节所述容置槽内的打印材料的温度。
[0012]根据本申请一些实施例的打印平台，所述打印探头还包括第二温控器件、第一温敏探头和第二温敏探头，所述打印平台还包括温控模块，其中，
[0013]所述第二温控器件连接于所述打印件，用于调节所述打印件的温度；
[0014]所述第一温敏探头连接于所述槽体，用于获取所述槽体的温度；
[0015]所述第二温敏探头连接于所述打印件，用于获取所述打印件的温度；
[0016]所述第一温控器件、所述第二温控器件、所述第一温敏探头和所述第二温敏探头连接于所述温控模块，所述温控模块用于根据所述第一温敏探头所获取的温度调节所述第一温控器件的温度，以及根据所述第二温敏探头所获取的温度调节所述第二温控器件的温度。
[0017]根据本申请一些实施例的打印平台，所述容置槽贯通所述槽体的两侧，所述托槽还包括离型膜，所述离型膜连接于所述槽体背离所述打印件的一侧，以封盖所述容置槽的一侧槽口，所述离型膜和所述容置槽的侧壁合围形成腔体以供盛装打印材料。
[0018]根据本申请一些实施例的打印平台，所述槽体朝向所述离型膜的一侧设有凹槽，所述凹槽环绕所述容置槽的所述槽口的周围，所述凹槽内设有密封件，所述密封件连接于所述槽体和所述离型膜之间。
[0019]根据本申请一些实施例的打印平台，所述安装机构包括稳定件、固定件和调节件，所述稳定件和所述固定件之间通过所述调节件连接，所述打印件连接于所述固定件，所述打印件朝向所述托槽的一侧具有承载面，所述调节件用于调节所述固定件和所述稳定件的相对位置以对所述承载面调平。
[0020]根据本申请第二方面实施例的3D打印设备，包括升降机构、光固化模块和上述任一实施例的打印平台，所述安装机构连接于所述升降机构，所述升降机构用于使所述打印件相对所述托槽运动；所述光固化模块设于所述托槽的槽底，用于对所述容置槽内的打印材料进行固化成型。
[0021]根据本申请第二方面实施例的3D打印设备，至少具有如下有益效果：3D打印设备采用上述第一方面实施例的打印平台，可用于高粘度弹性材料的3D打印加工，且避免影响
材料自身特性。解决了现有光固化3D打印技术在弹性材料加工方面的限制，能够满足绝大多数高分子生物材料的3D打印技术加工。
[0022]根据本申请第三方面实施例的3D打印方法，采用上述第二方面实施例的3D打印设备进行3D打印加工，所述3D打印方法包括：
[0023]打印材料预处理：测定打印材料的熔点T
m
，将打印材料加入容置槽内，设定第一控温模块的调节温度T，其中T≥T
m
，通过第一控温模块调节所述槽体的温度，以加热容置槽内的打印材料，使打印材料粘度降低；
[0024]打印加工：通过所述打印平台进行光固化3D打印，形成弹性实体模型。
[0025]根据本申请第三方面实施例的3D打印方法，至少具有如下有益效果：采用上述第二方面实施例的3D打印设备，可在打印平台上对打印材料进行预处理，可使高粘度弹性材料的粘度降低至适于通过光固化3D打印加工的粘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.打印平台，其特征在于，应用于光固化3D打印设备打印加工弹性实体，包括托槽和设于所述托槽的上方的打印探头，其中：所述托槽包括槽体和第一温控器件，所述槽体设有容置槽，用于盛装打印材料，所述第一温控器件连接于所述槽体，所述第一温控器件用于调节所述槽体的温度以适于调节所述容置槽内的打印材料的温度；所述打印探头包括安装机构和连接于所述安装机构的打印件，所述打印件对应于所述容置槽设于所述托槽的上方，用于承载和成型弹性实体，所述安装机构适于由升降机构驱动而使所述打印件相对所述托槽运动。2.根据权利要求1所述的打印平台，其特征在于，所述打印探头还包括第二温控器件，所述第二温控器件连接于所述打印件，用于调节所述打印件的温度。3.根据权利要求2所述的打印平台，其特征在于，所述打印探头还包括第二温敏探头，所述第二温敏探头连接于所述打印件，用于获取所述打印件的温度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的打印平台，其特征在于，所述托槽还包括第一温敏探头，所述第一温敏探头连接于所述槽体，所述第一温敏探头用于获取所述槽体的温度。5.根据权利要求1所述的打印平台，其特征在于，所述打印平台还包括温控模块，所述温控模块连接于所述第一温控器件，用于调节所述第一温控器件的温度，以调节所述容置槽内的打印材料的温度。6.根据权利要求1所述的打印平台，其特征在于，所述打印探头还包括第二温控器件、第一温敏探头和第二温敏探头，所述打印平台还包括温控模块，其中，所述第二温控器件连接于所述打印件，用于调节所述打印件的温度；所述第一温敏探头连接于所述槽体，用于获取所述槽体的温度；所述第二温敏探头连接于所述打印件，用于获取所述打印件的温度；所述第一温控器件、所述第二温控器件、所述第一温敏探头和所述第二温敏探头连接于所述温控模块，所述温控模块用于根据所述第一温敏探头所获取的温度调节所述第一温控器件的温度，以及根据所述第二温敏探头所获取的温度调节所述第二温控器件的温度。7.根据权利要求1所述的打印平台，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗智，康小我，胡钰，吴伟俊，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：