[發明專利]一種基于點陣式顯示屏的光固化3D打印機

在審

• 申請號: 201710073029.6
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN106799835A
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 李銳;賀曉宇;楊波;蔡冰耀;朱祺樓
• 申請（專利權）人: 深圳摩方新材科技有限公司
• 主分類號: B29C64/124
• 分類號: B29C64/124;B29C64/264;B29C64/30;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 孫偉

1.一種基于點陣式顯示屏的光固化3D打印機，其特征在于包括：計算機控制組件、點陣式顯示屏組件、液槽成型組件、Z軸移動平臺組件、機架組件，其中：

所述點陣式顯示屏組件、液槽成型組件、Z軸移動平臺組件均固定安裝在所述機架組件上；

所述計算機控制組件包括控制設備，所述控制設備包括圖像切片部件及打印控制部件，所述圖像切片部件用于將待打印或待制作的3D模型分割成一系列具有一定厚度的分層切片圖像；所述打印控制部件用于控制所述Z軸移動平臺組件的升降，并將所述分層切片圖像數據傳輸給所述點陣式顯示屏組件，驅動所述點陣式顯示屏組件按照該分層切片圖像數據進行發光，產生相應的曝光圖案，從而使得所述液槽成型組件所盛放的光固化材料按照所述曝光圖案固化成型。

2.如權利要求1所述的基于點陣式顯示屏的光固化3D打印機，其特征在于：所述液槽成型組件包括液槽和成型平臺，其中所述液槽用于盛放液態光固化材料，所述成型平臺固定在Z軸移動平臺組件的下端，由所述Z軸移動平臺組件控制所述成型平臺在所述液態光固化材料中的浸沒深度，所述成型平臺用于粘附并承載由所述液態光固化材料固化成形的制品，由所述成型平臺移動所述制品在所述液槽內實現多層疊加成型。

3.如權利要求1或2所述的基于點陣式顯示屏的光固化3D打印機，其特征在于：所述機架組件包括底板、支架、點陣式顯示屏固定板和外殼；其中，所述底板是所述機架組件的基座，所述支架和所述點陣式顯示屏固定板固定安裝在所述底板上，所述點陣式顯示屏固定板用于固定安裝所述點陣式顯示屏組件和所述液槽成型組件，所述支架用于支撐固定Z軸移動平臺組件。

4.如權利要求1-3中任一項所述的基于點陣式顯示屏的光固化3D打印機，其特征在于：所述點陣式顯示屏組件為LED顯示屏組件或者激光陣列或者主動發光單元陣列；所述點陣式顯示屏組件的外形相應設置為矩形、正方形、平行四邊形、六角形、環形、球臺形或者條帶形；所述點陣式顯示屏組件發出的光源波長為紫外、藍光、可見光和紅外中的一種或者多種的疊加組合。

5.如權利要求4所述的基于點陣式顯示屏的光固化3D打印機，其特征在于：所述LED顯示屏組件包括LED顯示屏和LED驅動器；其中，所述LED顯示屏組件與所述計算機控制組件相連，接收來自所述計算機控制組件的與3D模型截面圖形相關的分層切片圖像數據，經過所述LED驅動器處理，產生控制所述LED顯示屏按3D模型截面圖形發光的驅動信號，所述LED顯示屏發出的光照射所述液態光固化材料使其進行固化。

6.如權利要求5所述的基于點陣式顯示屏的光固化3D打印機，其特征在于：所述LED顯示屏選用波長為200nm～400nm的紫外線光源或波長為400～450nm的藍光源，所述光固化材料為液態光固化樹脂或光敏樹脂。

7.如權利要求1-4中任一項所述的基于點陣式顯示屏的光固化3D打印機，其特征在于：所述點陣式顯示屏組件上進一步設置有成像聚焦光學薄膜，所述成像聚焦光學薄膜為光學微透鏡、微棱鏡、菲涅爾鏡、光纖面板或像素級衍射光柵中的一種或多種的組合。

8.一種基于點陣式顯示屏的光固化3D打印方法，其特征在于包括步驟：

通過分層軟件對3D模型進行分層切片；

每一層切片圖像數據通過LED顯示屏的點陣進行顯示；

將所述LED顯示屏發出的光投射到盛有液態光固化材料的液槽中；

控制所述LED顯示屏對所述液態光固化材料的圖形曝光能量，使被曝光的所述液態光固化材料固化形成一個薄層；

將固化完畢的薄層移動一個層厚的距離，進行下一個薄層的曝光固化，新曝光固化的薄層牢固地粘結在前一薄層上，如此反復成型出完整產品。

9.如權利要求8所述的基于點陣式顯示屏的光固化3D打印方法，其特征在于：對所述LED顯示屏進行控制的參數包括亮度、曝光時間、灰度、曝光補償、壞燈率中的一個或多個。

10.如權利要求8所述的基于點陣式顯示屏的光固化3D打印方法，其特征在于：所述LED顯示屏選用波長為200nm～400nm的紫外線光源或波長為400～450nm的藍光源，所述光固化材料為液態光固化樹脂或光敏樹脂。