[發(fā)明專利]一種快速3D打印裝置及快速打印方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610863670.5
• 申請(qǐng)日: 2016-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN106626375A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張靖;金良;金杰;曾祥偉;金偉剛;陳明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江迅實(shí)科技有限公司
• 主分類號(hào): B29C64/129
• 分類號(hào): B29C64/129;B29C64/245;B29C64/255;B29C64/264;B29C64/286;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 紹興市越興專利事務(wù)所(普通合伙)33220
• 代理人: 蔣衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種快速3D打印裝置及快速打印方法，屬于打印設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

3D打印裝置又稱三維打印機(jī)，是一種采用累積制造技術(shù)（即快速成形技術(shù)）的機(jī)器，它的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中，機(jī)器按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。目前，常規(guī)的3D打印裝置在打印過程中，當(dāng)打印平臺(tái)的固化層固化結(jié)束后，打印平臺(tái)都需要上升，使固化層表面脫離打印溶液容器底部，然后再次下降進(jìn)行第二層的曝光固化。打印平臺(tái)的重復(fù)上升、下降占整個(gè)打印過程的80%，甚至更多，最終導(dǎo)致打印速度緩慢，影響打印效率。

有鑒于此，本發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行研究，專門開發(fā)出一種快速3D打印裝置及快速打印方法，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種快速3D打印裝置及快速打印方法，具有打印速度快，精度高、使用壽命長(zhǎng)、體積小且操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種快速3D打印裝置，包括基座，設(shè)置在基座內(nèi)的曝光機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置在基座上的打印機(jī)構(gòu)和盛液機(jī)構(gòu)，其中，所述打印機(jī)構(gòu)包括模組、滑動(dòng)安裝在模組上的打印平臺(tái)，所述盛液機(jī)構(gòu)包括用于盛放打印溶液的物料槽，以及用于驅(qū)動(dòng)物料槽轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)組件，所述物料槽底部為完全透明或者部分區(qū)域透明的底板，所述底板上覆蓋有一層厚度均勻的透明液態(tài)膜，曝光機(jī)構(gòu)的曝光口與打印平臺(tái)相對(duì)應(yīng)，用于曝光固化的光通過透明的物料槽底部直射打印平臺(tái)。

作為優(yōu)選，所述透明液態(tài)膜采用離子液體。透明液態(tài)膜與打印溶液之間具有光潔界面，打印平臺(tái)的固化層會(huì)隨著物料槽的轉(zhuǎn)動(dòng)，輕易脫離透明液態(tài)膜。

作為優(yōu)選，所述離子液體密度大于1.1g/cm3，透光率大于85%，無揮發(fā)性。

作為優(yōu)選，所述透明液態(tài)膜厚度小于等于2mm。

作為優(yōu)選，所述物流槽為圓形。

作為優(yōu)選，所述曝光機(jī)構(gòu)采用投影儀，所述投影儀曝光口位于物料槽下方；或者，所述曝光機(jī)構(gòu)采用LCD顯示裝置，所述LCD顯示裝置的LCD顯示屏（即曝光口）位于物料槽下方。

作為優(yōu)選，所述投影儀投射用于打印溶液固化的紫光；所述LCD顯示屏發(fā)射出用于打印溶液固化的紫光。

作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)組件包括轉(zhuǎn)盤軸承、軸承固定座和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述物料槽固定安裝在轉(zhuǎn)盤軸承上，所述軸承固定座固定安裝在基座上，所述轉(zhuǎn)盤軸承與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)，轉(zhuǎn)盤軸承可在軸承固定座上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)物料槽在基座上旋轉(zhuǎn)。

作為優(yōu)選，所述控制機(jī)構(gòu)采用微處理器控制，控制機(jī)構(gòu)分別與曝光機(jī)構(gòu)、打印機(jī)構(gòu)和盛液機(jī)構(gòu)相連，用于控制各個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。

作為優(yōu)選，所述模組上設(shè)有一縱向絲杠，打印平臺(tái)與絲杠相連，絲杠與絲杠電機(jī)相連，通過絲杠電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使打印平臺(tái)在模組上上下滑動(dòng)。

上述快速3D打印裝置的快速打印方法，包括如下步驟：

步驟1、控制機(jī)構(gòu)控制曝光機(jī)構(gòu)、打印機(jī)構(gòu)、盛液機(jī)構(gòu)開始工作，物料槽勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，打印平臺(tái)下降至物料槽底部，此時(shí)，打印平臺(tái)下表面與物料槽透明液體膜上表面的間距為單層打印的厚度，曝光機(jī)構(gòu)通過透明底板和透明液態(tài)膜向打印平臺(tái)投射投影圖像，使投影范圍內(nèi)的打印溶液固化并粘貼在打印平臺(tái)上，在固化過程中，打印平臺(tái)勻速上升或者停頓設(shè)定時(shí)間再勻速上升，所述物料槽勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或者停頓設(shè)定時(shí)間再勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；

步驟2：重復(fù)步驟1打印第二層，直至打印結(jié)束。

作為優(yōu)選：在步驟1所述的固化過程中，打印平臺(tái)勻速上升或者停頓0.1S-1S再勻速上升，所述物料槽勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或者停頓0.2S-1S再勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述物流槽勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)速度為0.2~5轉(zhuǎn)/分，所述打印平臺(tái)勻速上升時(shí)的速度為0.02~0.5毫米/秒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述結(jié)構(gòu)的快速3D打印裝置及快速打印方法具有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1、打印過程中，物流槽可勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，打印平臺(tái)可勻速上升，中間無需其他長(zhǎng)時(shí)間的停頓或反復(fù)動(dòng)作，可省去原來占80%的非固化時(shí)間，使打印效率大幅度上升，可以達(dá)到普通3D打印機(jī)4~10倍的速度；

2、采用高密度的透明液態(tài)膜，可保證液態(tài)膜在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，不會(huì)因?yàn)橄蛐牧Ρ砻娈a(chǎn)生波紋，同時(shí)高密度的透明液態(tài)膜也可以使打印溶液與液態(tài)膜之間形成光滑的界面，便于兩者分離；

3、采用投影儀曝光，可實(shí)現(xiàn)快速固化，進(jìn)而提高打印速度；采用LCD顯示屏照射，可實(shí)現(xiàn)大面積、高精度打印。

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明