[發明專利]光固化3D打印機及其樹脂池組件、打印方法

在審

• 申請號: 201710150209.X
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106945281A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 許蓓蓓;李厚民;朱凱強;王翊坤;葉山頂
• 申請（專利權）人: 北京金達雷科技有限公司
• 主分類號: B29C64/255
• 分類號: B29C64/255;B29C64/124;B29C64/393;B33Y30/00;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙)11447
• 代理人: 陳慶超,桑傳標

技術領域

本公開涉及3D打印領域，具體地，涉及一種光固化3D打印機及其樹脂池組件、打印方法。

背景技術

在3D(three dimensional)打印技術中，較為常見的是光固化快速成型技術，其利用液體狀態的光敏樹脂(UV)在光照下發生聚合反應，使光源按照待固化3D打印對象的橫截面形狀進行照射，液態的光敏樹脂逐層固化成型后累積疊加，最終形成固化的3D打印對象。

目前，基于上述原理的光固化快速成型裝置主要包括選擇性激光固化裝置(SLA，又稱立體光固化成型裝置)和掩膜光固化裝置(DLP)。

其中，選擇性激光固化裝置采用405nm波長的特定強度的激光聚焦至液態光敏樹脂表面，使其按照由點到線、由線到面的順序固化，從而完成待打印3D打印對象的一個橫截面層。隨后，再按照這種方式固化另一橫截面層，使先后固化的橫截面層相互疊加，最終完成3D打印對象。這種基于SLA技術的3D打印裝置由于采用上述固化程序，因此在打印大型三維物體或打印多個三維對象時，速度緩慢，效率低。例如，美國Fomlabs公司發明的Form2光固化3D打印機就是采用的SLA選擇性激光成型技術。

掩膜光固化裝置采用DLP投影儀在液態光敏樹脂上投射待3D打印對象某一橫截面的二維圖形，使液態光敏樹脂按照該圖形固化出相應形狀的薄層。之后，固化的薄層一層一層地粘附累加，從而形成固化的3D打印對象。掩膜光固化裝置能夠快速打印較大的三維物體，并具有較高的分辨率。但是，由于需要采用DLP設備，因此其價格昂貴，非一般消費者能夠購買使用。例如，美國B9Creator公司發明的B9C光固化3D打印機采用的就是DLP技術。

另外，無論是選擇性激光固化裝置還是掩膜光固化裝置，都具有復雜的光路，導致其在打印時具有較長的延時，從而降低了固化效率。

為了提高光固化速度，美國Carbon3D發明了一種基于DLP的連續光固化技術(CLIP)，該技術雖然能提高打印速度，但是制造成本高昂，該3D打印機售價達到數萬美金。

此外，如果通過選擇強度較高的光源來提高光固化速度，會使得光敏樹脂池底的樹脂在固化時釋放出的熱量增加，由此降低樹脂池的使用壽命。

鑒于上述技術問題，亟待提供一種光固化速度快、制造成本低且具有降溫系統的光固化3D打印機。

發明內容

本公開的第一目的是提供一種用于光固化3D打印機的樹脂池組件，該用于光固化3D打印機的樹脂池組件可以提高光固化效率。

為了實現上述第一目的，本公開提供一種用于光固化3D打印機的樹脂池組件，所述樹脂池組件包括用于容納樹脂材料且池底透光的池體和用于可拆卸地安裝該池體的安裝座，其中，在所述池體和所述安裝座之間設置有OLED屏。

可選地，所述OLED屏與所述安裝座之間設置有用于散熱的冷卻結構。

可選地，所述冷卻結構包括固定在所述安裝座上的冷卻基板，所述冷卻基板上形成有凹槽，所述OLED屏卡接在所述凹槽中，使得所述OLED屏與所述冷卻基板之間形成有用于冷卻液流過的流道。

可選地，所述冷卻結構還包括與該冷卻基板固定安裝的密封層，該密封層位于所述OLED屏和所述冷卻基板之間且與所述冷卻基板之間形成用于冷卻液流過的流道。

本公開的第二目的是提供一種光固化3D打印機，該光固化3D打印機可以提高光固化效率，降低制造成本。

為了實現上述第二目的，本公開提供一種光固化3D打印機，其中，所述光固化3D打印機包括控制器、與該控制器連接的數據傳輸設備以及根據以上所述的樹脂池組件，所述數據傳輸設備與所述OLED屏電連接。

可選地，所述光固化3D打印機包括與所述樹脂池組件連接的冷卻系統。

本公開的第三目的是提供利用光固化3D打印機的打印方法，該利用打印方法可以提高打印三維對象的效率。

為了實現上述第三目的，本公開提供一種利用以上所述的光固化3D打印機的打印方法，所述打印方法包括：逐層打印3D打印對象的各個橫截面層，其中，所述OLED屏接收各個所述橫截面層的圖案數據并根據所述圖案數據提供光圖案。

可選地，所述OLED屏針對每一橫截面層的曝光時間由對應的每一橫截面層的層厚確定。

可選地，所述光固化3D打印機包括打印平臺和動力裝置，所述打印平臺位于所述樹脂池組件的上方，打印所述3D打印對象的橫截面層包括：在所述OLED屏提供光圖案之前，所述控制器通過控制所述動力裝置而驅動所述打印平臺移動到打印位置。