[發明專利]基于納米顆粒的液相激光三維打印系統及方法

在審

• 申請號: 201410402880.5
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104175559A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 段宣明;曹洪忠;徐佼;曹良成;劉基權
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種基于納米顆粒的液相激光三維打印系統，包括激光打印組件、液體池、承載移動組件以及監測裝置，其特征在于：

所述激光打印組件包括激光光源、傳輸控制單元和掃描聚焦單元，且三者依次排布；

掃描聚焦單元后方的激光光路上設置有透光窗和二向色鏡，所述透光窗的下端位于液體池內，用于密封液體池內的液體并保證激光和監測光的透過；所述二向色鏡位于透光窗上方，用于實現激光的全反射和監測光的全透過；

所述承載移動組件包括承載基片、載物臺及移動臺，所述承載基片用于承載三維打印結構，承載基片設置在載物臺上，且承載基片和載物臺均位于液體池內；所述移動臺與載物臺連接，用于調節載物臺的位置。

2.根據權利要求1所述的基于納米顆粒的液相激光三維打印系統，其特征在于：還包括用于控制整個打印過程的計算機。

3.根據權利要求2所述的基于納米顆粒的液相激光三維打印系統，其特征在于：所述激光光源為系統提供連續激光和脈沖激光，且連續激光和脈沖激光的波長均為157nm-1600nm。

4.根據權利要求2所述的基于納米顆粒的液相激光三維打印系統，其特征在于：所述傳輸控制單元包括用于控制激光通斷的光閘，用于實現激光擴束的擴束鏡，以及用于控制入射打印面的激光功率變化的衰減器。

5.根據權利要求4所述的基于納米顆粒的液相激光三維打印系統，其特征在于，所述掃描聚焦單元包括用于激光聚焦的激光聚焦鏡和用于實現激光掃描的掃描振鏡。

6.根據權利要求4所述的基于納米顆粒的液相激光三維打印系統，其特征在于，所述移動臺的移動精度為0.1nm-50μm，行程范圍為1nm-200mm。

7.如權利要求1所述的基于納米顆粒的液相激光三維打印方法，其特征在于，所述的承載基片為玻璃基片，石英基片，ITO玻璃基片，FTO玻璃基片，陶瓷基片，氧化物基片，半導體基片，以及涂覆或淀積有不同薄膜的基片。

8.一種基于納米顆粒的液相激光三維打印方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)利用計算機作圖軟件建立待打印物體的幾何模型，并對該模型進行切片、分層，規劃掃描路徑；

2)將含有納米顆粒的液體置入液體池內；

3)調節移動臺，將置于載物臺的承載基片上表面調節至接近液體池內液體上表面的位置，并且處于聚焦后的激光焦平面上；

4)利用激光光鑷作用使得溶液中的納米顆粒向激光焦點移動并在光熱作用下發生熔合，通過激光掃描形成單層結構；

5)將載物臺降低一個單層結構的厚度，進行另一層結構的掃描，直至完成設計結構的打??；

6)取出打印結構，清理結構表面的殘留納米顆粒。

9.如權利要求8所述的基于納米顆粒的液相激光三維打印方法，其特征在于，所述納米顆粒包括金屬納米顆粒、無機非金屬納米顆粒、聚合物納米顆粒及其復合物納米顆粒。

10.如權利要求9所述的基于納米顆粒的液相激光三維打印方法，其特征在于，所述金屬納米顆粒包括金納米顆粒、銀納米顆粒、銅納米顆粒、鉑納米顆粒、鈀納米顆粒、鋁納米顆粒、鐵納米顆粒。