[發(fā)明專利]無(wú)分層連續(xù)式3D打印系統(tǒng)和打印方法及光學(xué)透鏡元件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810172067.1
• 申請(qǐng)日: 2018-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108274744A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁博偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱輝禾眼科醫(yī)療科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): B29C64/124
• 分類號(hào): B29C64/124;B29C64/20;B33Y30/00;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 北京集智東方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11578
• 代理人: 陳亞斌;關(guān)兆輝

本發(fā)明涉及3D打印領(lǐng)域，特別涉及無(wú)分層連續(xù)式3D打印系統(tǒng)和打印方法及光學(xué)透鏡元件。該打印系統(tǒng)透光透氧膜材料的集液袋內(nèi)裝載液態(tài)光敏樹(shù)脂；壓力架在打印時(shí)壓住集液袋，所壓之處為平面；壓力架可上下移動(dòng)以改變對(duì)集液袋的擠壓深度；壓力架設(shè)置有供紫外光穿過(guò)的通孔。本發(fā)明紫外光照射到集液袋中，緊貼集液袋的外層液態(tài)光敏樹(shù)脂原液因氧氣阻聚不固化，而其下處于無(wú)氧狀態(tài)光敏樹(shù)脂原液被紫外光照射固化，壓制在集液袋上的壓力架連續(xù)上行，集液袋的液態(tài)光敏樹(shù)脂補(bǔ)給到已固化的光敏樹(shù)脂上面，在紫外光照射下繼續(xù)固化，壓力架連續(xù)上行，光敏樹(shù)脂連續(xù)固化，連續(xù)快速生產(chǎn)所需的3D產(chǎn)品。逾越了逐層制造技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)3D打印物件連續(xù)式一體化鑄造。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印領(lǐng)域，特別是涉及無(wú)分層連續(xù)式3D打印系統(tǒng)、無(wú)分層連續(xù)式3D打印系統(tǒng)的打印方法、利用無(wú)分層連續(xù)式3D打印系統(tǒng)連續(xù)打印光學(xué)元件的方法和光學(xué)透鏡元件。

背景技術(shù)

3D打印技術(shù)，屬于快速成形技術(shù)，以一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層堆疊累積的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。過(guò)去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。

3D打印機(jī)通過(guò)讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來(lái)，再將各層截面以各種方式粘合起來(lái)從而制造出一個(gè)實(shí)體。采用該技術(shù)可以造出任何形狀的物品。

打印機(jī)打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米來(lái)計(jì)算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機(jī)如Objet Connex系列還有3D Systems'ProJet系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機(jī)相近的分辨率。打印出來(lái)的“墨水滴”的直徑通常為50到100個(gè)微米。用傳統(tǒng)方法制造出一個(gè)模型通常需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天，根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度而定。而用3D打印的技術(shù)則可以將時(shí)間縮短為數(shù)個(gè)小時(shí)，當(dāng)然其是由打印機(jī)的性能以及模型的尺寸和復(fù)雜程度而定的。

目前3D打印技術(shù)主要包括熔融擠壓技術(shù)(FDM)、立體光固化技術(shù)(SLA)、還是數(shù)字光投影技術(shù)(DLP)。熔融擠壓按技術(shù)，即熔融沉積成型，利用高溫將材料融化成液態(tài)，通過(guò)打印頭擠出后固化，最后在立體空間上排列形成立體實(shí)物。立體光固化技術(shù)，采用特定波長(zhǎng)與強(qiáng)度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點(diǎn)到線，由線到面順序凝固，完成一個(gè)層面的繪圖作業(yè)，然后升降臺(tái)在垂直方向移動(dòng)一個(gè)層片的高度，再固化另一個(gè)層面，這樣層層疊加構(gòu)成一個(gè)三維實(shí)體。數(shù)字光投影技術(shù)，應(yīng)用高辨別率的數(shù)字光處置器(DLP)投影儀來(lái)固化液態(tài)光聚合物，逐層進(jìn)行光固化。

這些3D打印技術(shù)總起來(lái)看都是基于多個(gè)斷層相疊加的增材制造，但是逐層制造的基本原理也為3D打印技術(shù)帶來(lái)了無(wú)法彌補(bǔ)的弊端，所制造的物體不僅缺乏光滑表面外觀，而且其打印速度也大受影響。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的是提供無(wú)分層連續(xù)式3D打印系統(tǒng)和打印方法及光學(xué)透鏡元件，解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法連續(xù)3D打印的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種無(wú)分層連續(xù)式3D打印系統(tǒng)，其包括：紫外光源、透光透氧膜材質(zhì)的集液袋、壓力架；其中，

所述集液袋內(nèi)裝載液態(tài)光敏樹(shù)脂；所述紫外光源和所述壓力架均處于所述集液袋的上方；所述壓力架在打印時(shí)壓住所述集液袋，所壓之處為平面；所述壓力架可上下移動(dòng)以改變對(duì)所述集液袋的擠壓深度；

所述壓力架設(shè)置有供所述紫外光源的紫外光穿過(guò)的通孔。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述透光透氧膜包括：聚乙烯膜、聚丙烯、聚偏二氯乙烯膜、聚二甲基硅氧烷膜中的任一種或多種。