[發明專利]平板紫外輻射光源3D打印系統及其光源

有效

• 申請號: 201310097445.1
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號: CN103426718A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 鐘偉杰;趙健;夏忠平
• 申請（專利權）人: 上海顯恒光電科技股份有限公司
• 主分類號: H01J63/06
• 分類號: H01J63/06;H01J63/02
• 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

本發明涉及打印領域，具體涉及3D打印領域。?

背景技術

3D打印已經成為一種潮流，并開始廣泛應用在設計領域，尤其是工業設計，數碼產品開模等，可以在數小時內完成一個模具的打印，節約了很多產品到市場的開發時間。?

3D打印機可以用各種原料打印三維模型，使用3D輔助設計軟件，工程師設計出一個模型或原型之后，無論設計的是一所房子還是人工心臟瓣膜，之后通過相關公司生產的3D打印機進行打印，打印的原料可以是有機或者無機的的材料，例如橡膠、塑料、甚至是人體器官，不同的打印機廠商所提供的打印材質不同。?

有人認為3D打印機將掀起又一次工業革命。?

3D打印機有多種類型，其中性價比最高的優選3D激光打印機。美國麻省理工學院向外界展示了他們最新研制的3D打印設備“Form1”。這類激光3D打印設備和現有同類型設備之間的主要區別在于被打印物體的成型方式上，可以獲得更精準的打印效果。?

研究人員稱，目前市面上銷售的家用3D打印機都是采用將融化的ABS塑膠進行壓縮后再按照圖紙完成逐層的噴涂固化過程，但Form1則采用了更加先進的SLA立體雕刻工藝，該工藝也被稱為“光敏樹脂選擇性固化”技術，這項技術的最大特點就在于，它擁有更高的打印精度。?

3D激光打印機雖然前景很好，但是仍然存在諸多需要改進的地方。比如打印速度慢、設備維護成本高等問題。3D激光打印機中的紫外光源對其性能存在至關重要的影響。?

發明內容

本發明的目的在于，提供一種平板紫外輻射光源3D打印系統及其光源，解決以上技術問題。?

本發明的目的還在于，提供一種平板紫外輻射光源，解決以上技術問題。?

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：?

平板紫外輻射光源3D打印系統包括一紫外固化光源、一打印平臺，以及一打印執行機構，其特征在于：?

所述紫外固化光源采用平板紫外輻射光源，所述平板紫外輻射光源包括一陽極板，所述陽極板上設有一紫外熒光粉層；?

所述平板紫外輻射光源還包括一場發射陰極陣列，所述場發射陰極陣列朝向所述陽極板，所述平板紫外輻射光源的照射方向上設有一匯聚透鏡。?

使用場發射陰極陣列可以產生電子束，激發紫外熒光粉層上的紫外熒光粉發出紫外光。所述平板紫外輻射光源的照射方向上設有一匯聚透鏡，以便于調整照射在打印平臺上的光線強度、照射角度等參數。?

所述平板紫外輻射光源還可以位于所述打印執行機構上，所述陽極板的出光面朝向與所述打印執行機構的噴頭的朝向一致。以便對噴頭噴出的物料進行照射，加快固化。?

作為一種優選方案，所述紫外熒光粉層是摻雜導電微粒的紫外熒光粉層，所述摻雜導電微粒的紫外熒光粉層的下方固定有一陽極用石英玻璃層；?

所述場發射陰極陣列的上方還設有一陰極用石英玻璃層，所述場發射陰極陣列固定在所述陰極用石英玻璃層的下表面上。?

作為另一種優選方案，所述紫外熒光粉層的上方固定有一導電層，所述紫外熒光粉層的下方固定有一陽極用石英玻璃層；?

所述場發射陰極陣列的上方還設有一陰極用石英玻璃層，所述場發射陰極陣列固定在所述陰極用石英玻璃層的下表面上。?

所述光源還包括一玻璃粉燒結層，所述玻璃粉燒結層的上方連接所述場發射陰極陣列，所述玻璃粉燒結層的下方連接所述導電層或所述摻雜導電微粒的紫外熒光粉層。?

為了方便開關電子束或改變電子束強度，從而實現光源的開關或光源強度的改變，所述玻璃粉燒結層與所述場發射陰極陣列之間還設有一由柵極構成的柵極層。這樣通過調整柵極電位就可以開關電子束或改變電子束強度，?進而開關光源或改變光源發出紫外的強度。?

所述場發射陰極陣列的陰極優選呈針狀的陰極。所述場發射陰極陣列產生的電子束可以是短脈沖電子束或直流電子束。?

該光源正常工作時，陰極接地，柵極接負電位-50V～-100V，鋁膜層接5kV～10kV正高壓，陽極高壓在場發射針尖陰極處形成強電場，場發射針尖發射電子束，經過高壓電場加速的電子穿透鋁膜轟擊紫外熒光粉，激發出相應波段的紫外光從石英玻璃透射出來。調整柵極電位可以開關電子束或改變電子束強度，進而開關光源或改變光源發出紫外的強度。?