[發(fā)明專利]基于光固化快速成型的3D打印的實(shí)現(xiàn)方法和裝置

有效

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• 申請日: 2013-09-14
• 公開（公告）號: CN104441641B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲同勛;程智鋒;劉海法
• 申請（專利權(quán)）人: 航天信息股份有限公司
• 主分類號: B29C64/124
• 分類號: B29C64/124;B29C64/245;B29C64/20;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11266
• 代理人: 黃曉軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于SLA(stereo lithography apparatus，光固化快速成型)的3D打印的實(shí)現(xiàn)方法和裝置。

背景技術(shù)

隨著3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，很多以前不可能實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品造型可以通過3D打印機(jī)制造出來。3D打印技術(shù)不再局限于傳統(tǒng)注塑成型工藝的公母模要求，可以制造各種注塑工藝無法成型的產(chǎn)品。比如利用3D打印成型帶有裝飾基材的產(chǎn)品，無需設(shè)置開模角度。利用3D打印機(jī)制作帶有裝飾圖案效果的零件不僅可以減少傳統(tǒng)注塑工藝成型時所需的約束條件以及成型中所產(chǎn)生的問題。而且也省去了做模具所需時間。

常見的3D打印技術(shù)主要有以下幾種類型：FDM(Fused Deposition Modeling，熔融沉積制造)、SLA(stereo lithography apparatus，光固化快速成型)、SLS(selective laser sintering，選擇性激光燒結(jié))、3DP(Three Dimensional Printing and Gluing，三維粉末粘接)。

SLA是最早發(fā)展起來的快速成型技術(shù)，也是目前研究最深入、技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的3D打印的快速成型技術(shù)之一。SLA技術(shù)主要使用光敏樹脂為材料，通過紫外光或者其他光源照射凝固成型，逐層固化，最終得到完整的產(chǎn)品。SLA技術(shù)的優(yōu)勢在于成型速度快、原型精度高，非常適合制作精度要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的原型。

目前，人們往往要求產(chǎn)品在外觀設(shè)計(jì)上通過各種各樣的色彩和圖案來實(shí)現(xiàn)各種效果，但是，應(yīng)用SLA技術(shù)、FDM技術(shù)、SLS技術(shù)和3DP技術(shù)的3D打印機(jī)打印出來的3D產(chǎn)品的表面沒有任何效果，無法滿足人們對于產(chǎn)品的外觀的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種基于SLA(stereo lithography apparatus，光固化快速成型)的3D打印的實(shí)現(xiàn)方法和裝置，以實(shí)現(xiàn)豐富基于SLA的3D打印產(chǎn)品的表面效果。

本發(fā)明提供了如下方案：

一種基于光固化快速成型的3D打印的實(shí)現(xiàn)方法，包括：

將基材設(shè)置在裝有液態(tài)光敏樹脂的密封溶液槽中；

將固化光線投射到所述基材的外表面上，所述固化光線使所述基材的外表面處的光敏樹脂固化，得到3D打印產(chǎn)品，該3D打印產(chǎn)品的外表面上貼附有所述基材。

所述的將基材設(shè)置在裝有液態(tài)光敏樹脂的密封溶液槽中，包括：

制作平面形狀的基材；

將光敏樹脂制作的模仁設(shè)置在裝有液態(tài)光敏樹脂的密封溶液槽中，通過所述液態(tài)光敏樹脂產(chǎn)生的壓力將所述基材貼附在所述模仁的外表面上。

所述的通過所述液態(tài)光敏樹脂產(chǎn)生的壓力將所述立體形狀的基材貼附在所述模仁的外表面上，包括：

從上到下往所述密封溶液槽中充入氣體，所述氣體在所述平面形狀的基材上產(chǎn)生從上到下的氣壓；

所述密封溶液槽中的液態(tài)光敏樹脂在所述平面形狀的基材上產(chǎn)生從上到下的液壓；

在所述氣壓和所述液壓的作用下，將所述平面形狀的基材貼附在所述模仁的外表面上。

所述的將基材設(shè)置在裝有液態(tài)光敏樹脂的密封溶液槽中，包括：

對平面形狀的基材進(jìn)行熱壓處理，得到立體形狀的基材；或者，對平面形狀的基材進(jìn)行注塑成型處理，得到立體形狀的基材；或者，通過臨時支撐材料對平面形狀的基材進(jìn)行支撐，得到立體形狀的基材；

將所述立體形狀的基材固定設(shè)置在裝有液態(tài)光敏樹脂的密封溶液槽中。

所述基材為具有表面效果的薄膜或皮革制品或者針織制品或者玻璃制品或者陶瓷。

所述的將固化光線投射到所述基材的外表面上，包括：

將固化光源設(shè)置在所述密封溶液槽中的液態(tài)光敏樹脂中，通過移動控制機(jī)構(gòu)帶動所述固化光源在所述基材的上面進(jìn)行上下移動和水平移動，所述固化光源產(chǎn)生的固化光線按照所述固化光源移動的方向，逐步投射到立體形狀或者平面形狀的基材的外表面上。

所述的將固化光線投射到貼附了所述基材的所述模仁的外表面上，包括：

將固化光源設(shè)置在所述密封溶液槽中的液態(tài)光敏樹脂的上部，液態(tài)光敏樹脂的初始高度與基材頂面同等高度，當(dāng)需要打印下一層時，立體形狀的基材或者貼附了平面形狀的基材的模仁向下移動一層打印厚度的高度，光敏樹脂流入到基材的外表面上；