[發明專利]液氣交互連續式3D打印系統、打印方法及光學透鏡元件

在審

• 申請號: 201810172068.6
• 申請日: 2018-03-01
• 公開（公告）號: CN108481738A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 袁博偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱輝禾眼科醫療科技發展有限公司
• 主分類號: B29C64/135
• 分類號: B29C64/135;B29C64/245;B29C64/255;B29C64/321;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/00;C08F220/20;C08F265/06;C08F220/14;C08F226/10;C08F222/20;C08G18
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 陳亞斌;關兆輝

本發明涉及3D打印領域，特別涉及無分層連續式3D打印系統和打印方法及光學透鏡元件。該打印系統的光敏樹脂集液袋內裝液態光敏樹脂，液體袋中裝載液體；光敏樹脂集液袋置于液體袋中，打印平臺自下向上將液體袋的袋底和光敏樹脂結集液袋的袋底頂起，使其均呈類“W”形；液體袋連接液體供應結構；紫外光源在光敏樹脂集液袋上方；打印平臺可上下運動。本發明打印平臺向上運動，液體槽內充入新液體，液面上升，在壓強作用下，集液袋中的光敏樹脂補給到已固化的光敏樹脂上面在紫外光照射下繼續固化，打印平臺連續上行，液體袋連續充入新液體，光敏樹脂連續固化，連續快速生產3D產品，逾越逐層制造技術瓶頸，實現3D打印物件連續一體化鑄造。

技術領域

本發明涉及3D打印領域，特別是涉及液氣交互平面的無分層連續式3D打印系統、液氣交互平面的無分層連續式3D打印系統的打印方法、利用液氣交互平面的無分層連續式3D打印系統連續打印光學元件的方法和光學透鏡元件。

背景技術

3D打印技術，屬于快速成形技術，以一種數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層堆疊累積的方式來構造物體的技術。過去其常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，現正逐漸用于一些產品的直接制造。

3D打印機通過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，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。采用該技術可以造出任何形狀的物品。

打印機打出的截面的厚度(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)或者微米來計算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機如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相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。用傳統方法制造出一個模型通常需要數小時到數天，根據模型的尺寸以及復雜程度而定。而用3D打印的技術則可以將時間縮短為數個小時，當然其是由打印機的性能以及模型的尺寸和復雜程度而定的。

目前3D打印技術主要包括熔融擠壓技術(FDM)、立體光固化技術(SLA)、還是數字光投影技術(DLP)。熔融擠壓按技術，即熔融沉積成型，利用高溫將材料融化成液態，通過打印頭擠出后固化，最后在立體空間上排列形成立體實物。立體光固化技術，采用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點到線，由線到面順序凝固，完成一個層面的繪圖作業，然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度，再固化另一個層面，這樣層層疊加構成一個三維實體。數字光投影技術，應用高辨別率的數字光處置器(DLP)投影儀來固化液態光聚合物，逐層進行光固化。

這些3D打印技術總起來看都是基于多個斷層相疊加的增材制造，但是逐層制造的基本原理也為3D打印技術帶來了無法彌補的弊端，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。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的是提供液氣交互連續式3D打印系統、打印方法及光學透鏡元件，解決現有技術無法連續3D打印的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種液氣交互平面的無分層連續式3D打印系統，其包括：紫外光源、光敏樹脂集液袋、液體袋和打印平臺；其中，光敏樹脂集液袋內裝置液態光敏樹脂，液體袋中裝載液體；所述光敏樹脂集液袋置于所述液體袋中，所述打印平臺自下向上將液體袋的袋底和所述光敏樹脂結集液袋的袋底頂起，使所述液體袋的形狀和所述光敏樹脂結集液袋的形狀均呈類“W”形；

所述液體袋連接液體供應結構；所述紫外光源處于所述光敏樹脂集液袋上方，正對所述打印平臺；

所述打印平臺可上下運動。