[發明專利]一種可調光源波長的高精度大面積快速3D打印裝置及方法

有效

• 申請號: 202010131775.8
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111531875B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 王兆龍;陳雷;張藝茹;段輝高
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B29C64/129
• 分類號: B29C64/129;B29C64/20;B29C64/264;B29C64/277;B29C64/286;B29C64/393;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京睿博行遠知識產權代理有限公司 11297
• 代理人: 董自亮

1.一種可調光源波長的高精度大面積快速3D打印裝置，其特征在于：包括計算機、固定掩模版曝光裝置、成型裝置和控制系統，由計算機通過控制系統控制固定掩模版曝光裝置的曝光時間，控制成型裝置的打印零件的切片厚度、三維圖形識別參數；

所述計算機用于調整3D打印裝置的打印平臺位置、控制曝光時間及其他打印參數，以完成3D打印；

所述固定掩模版曝光裝置包括，第一光機（1）、第二光機（2）、固定掩模版（3）、第一滑塊（9）、第一直線模組（10）、連接桿（11）、第二滑塊（12）、第一伺服電機（13）、機箱（6）；所述第一光機（1）和第二光機（2）發出兩種不同紫外光，紫外光的波長在365nm~405nm 之間，第一光機（1）通過螺紋固定在第一滑塊（9）上，第二光機（2）通過螺紋固定在第二滑塊（12）上，第一滑塊（9）和第二滑塊（12）焊接于連接桿（11）的兩端，第一滑塊（9）和第二滑塊（12）通過螺栓固定在第一直線模組（10）的滑動模塊上；計算機控制第一伺服電機（13）工作，使得第一光機（1）和第二光機（2）在第一直線模組（10）上前后滑動，以切換不同光機對準固定掩模版（3）從而達到切換光源的目的；

所述成型裝置包括光敏樹脂槽（4）、打印零件成型平臺（5）、第二直線模組（7）、第三滑塊（8）和第二伺服電機（14）；光敏樹脂槽（4）固定于底面支架，內部用于存放打印材料液態光敏樹脂；打印零件成型平臺（5）通過螺栓與第三滑塊（8）固定連接，第三滑塊（8）通過螺栓固定在第二直線模組（7）的滑動模塊上，第二伺服電機（14）通過螺栓固定連接第二直線模組（7）；計算機控制第二伺服電機（14）處于工作狀態從而實現打印零件成型平臺（5）在液態樹脂中上下移動。

2.根據權利要求1所述的一種可調光源波長的高精度大面積快速3D打印裝置，其特征在于：兩種不同波長的紫外光源的波長范圍為350-405nm。

3.根據權利要求1所述的一種可調光源波長的高精度大面積快速3D打印裝置，其特征在于：固定掩模版的精度范圍為0.1um-10um。

4.根據權利要求1所述的一種可調光源波長的高精度大面積快速3D打印裝置，其特征在于：所述光敏樹脂槽中包括光敏樹脂，所述光敏樹脂包括預聚物、單體、光引發劑及其他助劑；預聚物、單體、光引發劑及其他助劑的配比根據3D打印的需要進行選擇。

5.一種應用于權利要求1所述3D打印裝置進行的基于一種可調光源波長的高精度大面積快速3D打印方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1、選擇特定波長固化的光敏樹脂，將打印曝光時間、層厚以及其他打印參數輸入到計算機中打印的控制系統中；

步驟2、計算機通過第一伺服電機（13）控制轉換不同光源的滑塊移動，使光源進入投影曝光模式工位，光源通過固定掩模版的作用后在光敏樹脂表面形成掩模，實現對光敏樹脂的選擇性固化；

步驟3、計算機控制第二伺服電機（14）通過第二直線模組（7）控制閥塊沿Z軸移動，進而控制零件成型平臺（5）的運動，進而控制打印層厚，固定掩模版曝光裝置沿X、Y軸移動進而控制打印面積，在完成一層固化后，計算機控制打印零件成型平臺沿Z軸移動進行下一層的打印，直到打印完畢。