[發明專利]一種光固化硅膠3D打印裝置及其打印方法

在審

• 申請號: 201710299082.8
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN107053662A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 徐方遠;宮海波;仝戰國;毛蒙
• 申請（專利權）人: 寧波創導三維醫療科技有限公司
• 主分類號: B29C64/124
• 分類號: B29C64/124;B29C64/209;B29C64/40;B33Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種光固化硅膠3D打印裝置，其特征在于：包括運動模塊，打印單元，紫外光源(8)和軟件控制系統(10)，所述運動模塊包括沿坐標系方向設置的X軸電動模塊(4)，Y軸電動模塊(1)和Z軸電動模塊(5)，所述打印單元包括打印底板(2)、支撐材料噴頭(3)、硅膠噴頭(11)和氣源(7)，所述打印底板(2)與所述Y軸電動模塊(1)固定連接，所述支撐材料噴頭(3)和所述硅膠噴頭(11)與所述X軸電動模塊(4)固定連接，在所述支撐材料噴頭(3)和所述硅膠噴頭(11)上均設置有進氣口和進料口，所述進氣口與所述氣源(7)連通，所述支撐材料噴頭(3)的噴嘴和所述硅膠噴頭(11)的噴嘴在同一水平線上，所述紫外光源(8)設置在所述打印底板(2)的上方，所述軟件控制系統(10)對所述X軸電動模塊(4)、Y軸電動模塊(1)、Z軸電動模塊(5)、支撐材料噴頭(3)、硅膠噴頭(11)和紫外光源(8)進行通信控制。

2.根據權利要求1所述的光固化硅膠3D打印裝置，其特征在于：所述Z軸電動模塊是一對平行的電動模塊，所述X軸電動模塊(4)被固定安裝在所述Z軸電動模塊(5)上，所述Y軸電動模塊(1)和所述Z軸電動模塊(5)被固定安裝在機架上。

3.根據權利要求1所述的光固化硅膠3D打印裝置，其特征在于：所述硅膠噴頭(11)上的進料口與硅膠料桶(9)連通，所述硅膠料桶(9)里的硅膠原液是紫外光固化成型有機硅材料，粘度范圍是200cps～100000cps。

4.根據權利要求1所述的光固化硅膠3D打印裝置，其特征在于：所述支撐材料噴頭(3)上的進料口與支撐材料料桶(6)連通，所述支撐材料料桶(6)里的支撐材料是可溶性的紫外光固化材料，粘度范圍是1cps～1000cps。

5.根據權利要求1所述的光固化硅膠3D打印裝置，其特征在于：所述硅膠噴頭(11)的噴嘴內徑是0.1mm～1mm，最小點膠液滴的直徑是0.2mm～1.5mm，點膠頻率是60～400次/分鐘，所述硅膠噴頭(11)的打印速度是1mm/s～50mm/s。

6.根據權利要求1所述的光固化硅膠3D打印裝置，其特征在于：所述支撐材料噴頭(3)的噴嘴內徑是0.05mm～0.1mm，最小點膠液滴的直徑是0.1mm～0.2mm，點膠頻率是60～600次/分鐘，所述支撐材料噴頭(3)的打印速度是1mm/s～50mm/s。

7.根據權利要求1所述的光固化硅膠3D打印裝置，其特征在于：所述氣源(7)的壓力是0.2MPa～2MPa。

8.一種根據權利要求1-7中任一項所述的光固化硅膠3D打印裝置的打印方法，包括下列步驟：

A、軟件控制系統(10)根據待打印的三維模型的數據信息將所述三維模型劃分成若干層：

B、所述三維模型包括硅膠結構和支撐結構，所述支撐結構由外層邊界(12)和內層邊界(13)之間的封閉區域所限定，所述外層邊界(12)是所述三維模型以Z軸方向投影的最大輪廓為基準線向外法線方向延伸1～3mm圍成的封閉曲線，所述內層邊界(13)是所述三維模型在當前層投影的外輪廓圍成的封閉曲線，所述硅膠結構是所述三維模型在當前層投影的圖形結構；

C、當打印第N層時，所述軟件控制系統(10)根據待打印的三維模型的數據信息控制一對平行的Z軸電動模塊(5)使得支撐材料噴頭(3)和硅膠噴頭(11)運動到第N層高度，先控制所述支撐材料噴頭(3)進行所述支撐結構的打印，利用紫外光源(8)固化所述支撐結構，再控制所述硅膠噴頭(11)進行所述硅膠結構的打印，利用所述紫外光源(8)固化所述硅膠結構；

D、重復步驟C轉入第N+1層結構的打印，直至完成所述三維模型的打??；

E、對所述三維模型的所述支撐結構進行去除處理，獲得所需要的硅膠結構。

9.根據權利要求8所述的光固化硅膠3D打印裝置的打印方法，其特征在于：在步驟C中，所述第N層的層厚是0.1mm～0.5mm，所述硅膠噴頭(11)的噴嘴內徑是0.1mm～1mm，最小點膠液滴的直徑是0.2mm～1.5mm，點膠頻率是60～400次/分鐘；所述支撐材料噴頭(3)的噴嘴內徑是0.05mm～0.1mm，最小點膠液滴的直徑是0.1mm～0.2mm，點膠頻率是60～600次/分鐘，所述支撐材料噴頭(3)和所述硅膠噴頭(11)的打印速度是1mm/s～50mm/s。