[發明專利]一種快速3D打印系統

有效

• 申請號: 201811231950.X
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109228316B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 何岷洪;劉柳;李曙生;梁子騏;張斌;吳萍;樹龍珍;李凱;張云峰
• 申請（專利權）人: 泰州極光電子科技有限公司;泰州職業技術學院
• 主分類號: B29C64/129
• 分類號: B29C64/129;B29C64/20;B29C64/286;B33Y30/00
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 盧霞

本發明提供了一種快速3D打印系統，包含二氧化鈦窗口(1)、不固化層(2)、光敏樹脂(3)、料槽(4)、光學設備(5)、載物臺(6)、電機(7)和固化制品(8)，所述的二氧化鈦窗口(1)位于料槽(4)的底部；所述的光敏樹脂(3)設在料槽(4)的內部。本發明的有益效果：打印的過程中在二氧化鈦窗口與光敏樹脂接觸的界面處形成了一個不固化層，可有效避免傳統3D打印的固化體機械剝離和光敏樹脂再填充過程，實現連續打印，從而打印速度比傳統光敏樹脂3D打印快，是傳統3D打印速度的20～100倍；同時，與CLIP技術相比，打印過程中，二氧化鈦窗口厚度為1 mm～90 mm厚，打印過程中在拔模力作用下不易發生破裂和變形，因此打印的制品精度更高，打印速度媲美最新的CLIP技術可達到600 mm/h。

技術領域

本發明涉及一種快速3D打印系統，屬于打印技術領域。

背景技術

一般3D打印，是通過逐層增加材料來制造三維制品的技術，該技術是綜合了諸多領域的前沿技術，并被譽為“第三次工業革命”的核心技術。其中光固化3D打印快速成形工藝，具有能耗小、成本低、成形精度高等特點。目前，傳統的光固化3D打印技術，都是通過逐層疊加最終得到3D實體，這種方法使得打印的制品的精度受到分層厚度的制約；另外，傳統的SLA和DLP光敏樹脂3D打印技術，由于光敏樹脂流平時間長（從上向下打印）或需要機械將固化層從樹脂槽內底板剝離和樹脂再填充（從下向上打印），導致打印周期長。

最近，美國的約瑟夫·德西蒙尼（Joseph M. DeSimone）與他的同事亞歷克斯·葉爾莫什金（Alex Ermoshkin）以及愛德華·薩穆爾斯基（Edward T. Samulski）合作發明了一種“連續液面生長”(Continuous Liquid Interface Production,簡稱CLIP)的技術，該技術的光敏樹脂料槽下面的膜可以讓氧氣通過，而光敏樹脂分子不能通過，氧氣通過料槽下面的膜進入光敏樹脂，打印過程中利用氧氣的氧阻聚效應，從而創造了一種非層層打印的3D打印過程。但是，該控制方法需要用到可以讓氧氣通過的膜，該膜厚度約0.1 mm，容易耗損破裂，同時，在打印過程中，該透氧膜在拔模力的作用下發生彎曲變形，變形量和變形形狀無法控制，因而打印精度較低。

發明內容

針對上述問題，本發明要解決的技術問題是提供一種快速3D打印系統。

本發明的技術方案如下：

一種快速3D打印系統，包含二氧化鈦窗口、不固化層、光敏樹脂、料槽、光學設備、載物臺、電機和固化制品，所述的二氧化鈦窗口位于料槽的底部；所述的光敏樹脂設在料槽的內部；

所述的不固化層形成過程如下：光學設備在程序的控制下將光投射到二氧化鈦窗口，二氧化鈦窗口吸收了部分的光后，在與光敏樹脂接觸的界面上產生含氧自由基，該含氧自由基與光敏樹脂受到光照產生的聚合反應活性中心發生作用，從而使反應活性中心淬滅，阻止固化反應的進行，同時含氧自由基也具有降解作用，最終使得其與固化制品之間的形成一個不固化層，而離二氧化鈦窗口較遠的光敏樹脂受到光的照射發生固化形成固化制品，最終表現為：與二氧化鈦窗口接觸的光敏樹脂不固化，即在二氧化鈦窗口與固化制品之間形成一個不固化層。

不固化層可有效避免固化制品與二氧化鈦窗口粘連，因此，在打印過程中，可避免固化制品的剝離于二氧化鈦窗口和光敏樹脂的再填充步驟，從而節約打印時間，最終實現連續快速打印，打印速度可達到600 mm/h。

優選地,

在快速3D打印系統中，所述的二氧化鈦窗口可以是單晶二氧化鈦玻璃或是在石英玻璃表面鍍了二氧化鈦的單層或多層復合結構，鍍層厚度為5nm～3.5mm；二氧化鈦窗口所采用的二氧化鈦可以是銳鈦礦晶體結構、改性的二氧化鈦，具有良好的產生含氧自由基等光催化效果。

在快速3D打印系統中，所述的二氧化鈦窗口厚度為1 mm～90 mm。

優選地，