[發明專利]光固化三維打印機及其打印方法

在審

• 申請號: 201210380130.3
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN103568323A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 孫倩倩
• 申請（專利權）人: 上海科斗電子科技有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 何新平

技術領域

本發明涉及機電技術領域，尤其涉及一種三維打印機及打印方法。

背景技術

三維打印機是集機械、控制及計算機等技術為一體的機電一體化系統，主要由機械系統、數控系統、分層軟件組成。其中還需要成形材料，三維打印時需要對成形材料有兩個方面的基本要求：要求成形材料應具有可成形性；要求保證成型件的質量和使用性能。而現有的成形材料已經成為阻礙快速成形技術發展的重要因素之一。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種光固化三維打印機，以解決上述技術問題。

本發明的另一目的在于，提供一種光固化三維打印方法，以解決上述技術問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

光固化三維打印機，包括一打印平臺、成形材料鋪設裝置、打印噴頭，其特征在于，所述成形材料鋪設裝置包括一用于放置不飽和樹脂的第一儲料裝置；所述打印噴頭通過連接管連接一用于放置含有光固化劑的固化材料第二儲料裝置；

還包括一用于發出紫外線的紫外發射裝置，所述紫外發射裝置朝所述打印平臺方向照射，

所述打印平臺設有一腔體，所述腔體位于所述打印噴頭下方。

本發明擯棄了傳統打印所需的成形材料，而是采用不飽和樹脂，結合光固化劑和紫外線照射，使不飽和樹脂發生交聯反應，從而實現固化效果，最終形成三維實體。這種成形方式具有固化速度快、生產效率高、有機揮發分少、抗壓力強、經久耐用、環保節能等優點。

成形材料鋪設裝置可以所述腔體內，打印噴頭位于所述腔體上方，且朝向所述腔體；還包括一紫外發射裝置，紫外發射裝置朝向所述腔體。

為防止光固化劑受光照射發生反應，第二儲料裝置外裹有遮光層。第二儲料裝置內可以裝有純光固化劑，也可以是含有光固化劑的不飽和樹脂，還可以在含有光固化劑的固化材料中混入熱固化劑，這樣在光固化后，可以通過熱固化進一步固化，以提高強度。

所述第一儲料裝置內所放置的材料還包括已發泡的發泡劑，還可以包括增強纖維。以便減輕三維實體的重量、增強三維實體的強度。

所述腔體內還可以置有一可拆卸的打印盤，以防止未固化的不飽和樹脂到處流動。

還包括一打印框架，所述打印平臺位于打印框架內，所述打印平臺相對于所述打印框架做上下升降運動。

所述打印噴頭為在打印平臺沿打印方向二維或三維移動的打印噴頭。

所述不飽和樹脂的鋪設也可以采用噴射的方式：所述成形材料鋪設裝置包括一噴嘴，所述噴嘴通過連接管連接第一儲料裝置。

所述噴嘴采用一二維移動的噴嘴，所述二維移動為水平和前后移動，所述噴嘴朝向所述打印平臺。本發明的成形材料鋪設裝置也采用噴嘴噴出的形式，通過在已噴出光固化劑的不飽和樹脂層上采用噴嘴噴出的方式鋪設另一層不飽和樹脂層，這樣不僅可以實現鋪設均勻，還可以通過噴嘴的噴力使以噴的光固化劑與正在噴的不飽和樹脂連接混合緊密，最終成形的三維實體牢固可靠，使用壽命長。

所述成形材料鋪設裝置還可以包括一鋪設輥，所述鋪設輥在所述打印平臺上方沿一水平方向移動。在噴嘴噴射了一層不飽和樹脂層后，可以通過鋪設輥對不飽和樹脂層進行平整。

所述成形材料鋪設裝置也可以僅僅包括一鋪設輥，所述鋪設輥中空，所述鋪設輥在所述打印平臺上方沿一水平方向移動，所述鋪設輥上設有復數個出料孔，所述鋪設輥通過送料裝置連接第一儲料裝置。鋪設輥在打印平臺上方沿一水平方向移動時，材料從出料孔出料，鋪設在打印平臺上。

所述成形材料鋪設裝置也可以僅僅包括一鋪設輥，通過所述鋪設輥采用輥涂的方式將材料鋪設到打印平臺上。

所述成形材料鋪設裝置還包括一刮平器，所述刮平器在所述打印平臺上方沿水平方向移動，在鋪設一層不飽和樹脂層后，采用所述刮平器刮平不飽和樹脂層。

所述打印噴頭可以采用復數個，所述第二儲料裝置包括復數個儲料罐，每個所述儲料罐聯通一個打印噴頭，至少一個儲料罐內的光固化劑是混有染料的光固化劑。復數個打印噴頭噴射不同顏色的光固化劑。以使最終成形的三維實體為彩色。

所述噴嘴也可以采用復數個，所述第一儲料裝置包括復數個儲料罐，每個所述儲料罐聯通一個所述噴嘴，至少一個儲料罐內的不飽和樹脂是混有染料的不飽和樹脂。復數個噴嘴噴射不同顏色的不飽和樹脂。以使最終成形的三維實體為彩色。

所述紫外發射裝置為至少兩個，至少兩個所述紫外發射裝置圍繞所述打印平臺設置，至少兩個所述紫外發射裝置均朝所述打印平臺方向照射，且至少兩個所述紫外發射裝置發射的紫外線覆蓋所述打印平臺的周圍。