[發(fā)明專利]三維快速成型設備和成型方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510298825.0
• 申請日: 2015-06-03
• 公開（公告）號: CN104890241B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設計）人: 何永剛
• 申請（專利權）人: 珠海天威飛馬打印耗材有限公司
• 主分類號: B29C64/124
• 分類號: B29C64/124;B29C64/20;B29C64/295;B29C64/245;B33Y30/00
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司44262
• 代理人: 林永協(xié)

技術領域

本發(fā)明涉及三維快速成型設備和成型方法，具體地說，是涉及一種把電子成像原理應用到增材制造方法的三維快速成型設備和成型方法。

背景技術

三維（3D）快速成型，也被稱為增材制造，基本原理是通過打印或鋪設連續(xù)的材料層來產(chǎn)生三維物體。三維快速成型備或三維打印機通過轉換物體的三維計算機模型并產(chǎn)生一系列截面切片來工作，然后，打印每個切片，一個在另一個的頂部上，從而產(chǎn)生最終的三維物體。

三維快速成型的方法主要包括的類型為：立體平板印刷或光固化（Stereolithography,SLA)、分層實體制造（Laminated object manufacturing, LOM)、選擇性激光燒結（Selective laser sintering, SLS)、熔融沉積成型（Fused deposition modeling, FDM)。

三維成型過程中一些懸空的地方需要用支撐材料作為懸空部分的支撐，例如可以選用噴射后可固化的材料如蠟等，這種方案會導致三維快速成型設備需要準備不同的材料，過程復雜，且成型后分離的過程非常復雜。另外，當采用FDM方案進行支撐材料打印時，由于三維物體及其支撐結構均采用打印頭進行打印，由于受限于打印噴嘴的尺寸，打印出的三維物體及支撐結構的精度不高，支撐結構與成型結構的接觸面之間容易發(fā)生粘連作用，當去除支撐結構后也容易造成成型物體的接觸面發(fā)生損壞。

電子照相成像技術是通過顯影組件把顯影劑在介質(zhì)如紙上成像，顯影組件主要部件包括感光鼓、充電棍、激光掃描器、顯影棍和廢粉刮片、充電輥，另外還可以包括粉倉和廢粉倉。電子照相成像技術的部件的結構和它們之間的工作原理可參考申請?zhí)枮镃N201110220048.X、CN201410222958.5、CN201310137076.4、CN201010237520.6、CN201410182632.4、CN201110248333.2、CN200910266892.9的中國發(fā)明專利申請以及專利號為CN200720059274.3、CN200820046406.3的中國實用新型專利。鑒于電子照相成像技術的發(fā)展已經(jīng)相對成熟，并且其在平面介質(zhì)上的成像效果非常優(yōu)異，因此現(xiàn)有技術中逐漸出現(xiàn)了一些方案而把這項技術應用到三維快速成型中。例如，申請?zhí)枮镃N201410568730.1的中國發(fā)明專利申請就公開了一種顯影劑、三維打印機和三維打印方法。

在申請?zhí)枮镃N201320350051.8的中國實用新型專利中公布了一種三維打印快速成型設備，即三維打印機，其具有第一感光鼓、第二感光鼓、承印臺、轉印帶及光源，承印臺位于轉印帶沿鉛垂方向的下方。該三維快速成型設備利用現(xiàn)有激光打印機中的電子照相成像技術，在第一感光鼓土生成第一顯影劑圖像，第一顯影劑圖像由轉印帶轉印至承印臺上并經(jīng)光照而固化成固體層;在第二感光鼓土生成第二顯影劑圖像，第二顯影劑圖像由轉印帶轉印至承印臺上位于固體層之外的區(qū)域。重復上述步驟，逐層打印出的固體層組成三維物體，第二顯影劑圖像組成粉末堆積體，形成三維物體的支撐結構。

由于采用可光照固化的顯影劑為成型材料，不可光照固化的顯影劑為支撐材料，并采用電子照相成像技術，使打印出每層三維物體與支撐結構的厚度很薄，提高三維打印的精度。但是，上述方案由于采用了UV光固化顯影劑經(jīng)固化后形成多個薄層，這樣就難以保證形成的每個薄層的表面為光滑平面，從而無法為后續(xù)打印的薄層提供良好的參考基準面，另外打印平臺的溫度為室溫溫度，當對薄層的上面進行固化加熱時，第一薄層的下表面，即第一薄層與打印平臺的接觸面的溫度較低，這樣就容易造成翹曲或收縮效應，從而造成打印精度降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的是提供一種三維快速成型設備。

本發(fā)明的第二目的是提供一種三維快速成型方法。

本發(fā)明提供的三維快速成型設備包括第一顯影組件，第一顯影組件包括第一顯影劑，第一顯影劑為UV光固化顯影劑；第二顯影組件包括第二顯影劑；環(huán)形轉印帶用于承接第一顯影劑和第二顯影劑；電荷生成裝置用于向環(huán)形轉印帶產(chǎn)生電荷；打印平臺用于承接環(huán)形轉印帶上的第一顯影劑和第二顯影劑，從而形成薄層；UV光固化光源用于照射薄層，使得第一顯影劑固化；加熱裝置對打印平臺進行預熱；加熱壓平裝置對薄層進行加熱和壓平處理。