[發明專利]具有自動補差功能的數字光處理三維打印及其打印方法

在審

• 申請號: 201710109469.2
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106891522A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 郭鑫
• 申請（專利權）人: 荊門米豐信息科技有限公司
• 主分類號: B29C64/124
• 分類號: B29C64/124;B29C64/393;B33Y50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種三維打印機，具體涉及一種數字光處理三維打印機及其打印方法。

背景技術

三維打印，也稱增材制造或者積層造型，是利用數字模型加工出物理對象的過程，在加工過程中，通過逐層填加材料而建造打印對象。

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)、選擇性激光熔化（Selective laser Melting， SLM)、熔融沉積成型（Fused deposition modeling， FDM)。

數字光處理技術(Digital Light Processing，簡稱DLP) 是一種基于數字微鏡晶片(Digital Micromirror Device，簡稱DMD，也稱數字微器件) 的新式投影技術，數字微鏡晶片為一個半導體開關，其在CMOS 硅基片上集成了50-130 萬個微鏡片，每一微鏡片代表一個像素，當一個微鏡片處于" 開" 狀態時，入射光將被反射并通過投影鏡將影像投射至屏幕上，當一個微鏡片處于" 關" 狀態時，入射光將被反射至光吸收器而被吸收。光固化三維打印機是一種基于數字光處理技術，以液態光固化樹脂為成型材料的快速成型設備，其具有成型速度快及成型精度高的優點。

DLP光固化3D打印機主要有軟件和硬件兩部分組成。硬件包括打印機框架、投影儀光源、打印平臺以及光敏樹脂槽。打印平臺在光敏樹脂槽內能夠上下運動，而在光敏樹脂槽內裝有光敏樹脂。軟件部分產生的影像信號經過數字處理后，通過投影儀光源投影到光敏樹脂槽的底部，這樣光敏樹脂槽內的光敏樹脂能夠瞬間聚合成固體，而未與光接觸的光敏樹脂則保持液態，這樣就在打印平臺與光敏樹脂槽相對的平面上逐層生成三維物體。

可見，這種三維打印機的基本原理就是移動機構帶動打印平臺在光敏樹脂槽內逐層向上移動，同時，數字光處理單元對每一層光敏樹脂固化照射，逐層形成三維物體。然而，受限于液體光敏樹脂的密度變化或者其它物理參數的影響，液體光敏樹脂在固化過程中，其體積一般會發生變化。現有的液體光敏樹脂在發生固化之后，體積通常會縮小。并且，這種縮小的程度根據具體的外界因素會不斷變化，外界因素例如為光照強度、光敏樹脂的特性、環境溫度等。如圖1所示，在打印平臺的下表面具有待固化的第一層液體光敏樹脂1，第一層液體光敏樹脂1的厚度為d1,通過光源對該第一層液體光敏樹1脂照射固化之后形成固化的第一層三維物體2（圖中虛線部分），厚度變為d2，d1與d2的差值為d0。雖然d1與d2之間的差值d0可能非常微小，但是，當打印多個層之后；或者，對于精度較高的三維物體，這種精度的損失依然是顯著的。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種解決液體光敏樹脂在固化之后體積收縮造成精度下降的問題。

本發明提供了一種具有自動補差功能的數字光處理三維打印機，其包括

框架；光敏樹脂槽設置在框架內，光敏樹脂槽內盛裝有液體光敏樹脂；用于承載打印物體的打印平臺可在光敏樹脂槽內運動；第一光源設置在光敏樹脂槽的下方；液面高度傳感器用于檢測液體光敏樹脂的高度；控制器分別與液面高度傳感器、打印平臺電性連接，控制器還包括處理器。

由上述方案可見，通過液面高度傳感器可以感應到液面高度的變化，進而計算出每一層三維物體固化后的收縮變化率，進而計算出需要補償的移動高度，最后，提高打印平臺的高度移動間隔距離的精準度。

一個優選的方案是，具有自動補差功能的數字光處理三維打印機還包括桶容器，桶容器的下端與光敏樹脂槽的下端連通，液面高度傳感器設置在桶容器內。

由上述方案可見，桶容器為一個單獨的部件，液面高度傳感器設置在桶容器內時，不會干擾到光敏樹脂槽內的正常工作，且方便工作人員對液面高度傳感器的維護。

本發明還提供了一種具有自動補差功能的數字光處理三維打印機的打印方法，數字光處理三維打印機包括框架；光敏樹脂槽設置在框架內，光敏樹脂槽內盛裝有液體光敏樹脂；用于承載打印物體的打印平臺可在光敏樹脂槽內運動；第一光源設置在光敏樹脂槽的下方；液面高度傳感器用于檢測液體光敏樹脂的高度；控制器分別與液面高度傳感器、打印平臺電性連接。