[發明專利]三維打印設備及其打印方法

在審

• 申請號: 202010189624.8
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111231321A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 蘇健強;何永剛
• 申請（專利權）人: 珠海天威飛馬打印耗材有限公司
• 主分類號: B29C64/264
• 分類號: B29C64/264;B29C64/218;B29C64/124;B29C64/188;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 林永協

本發明提供一種三維打印設備及其打印方法，該設備包括涂覆裝置，該涂覆裝置能在曲面的基材上涂覆光固化材料；還包括光固化腔，涂覆有光固化材料的基材容納在光固化腔內；還包括發光裝置，該發光裝置設置在光固化腔的一側，且發光裝置為曲面發光裝置。該方法包括在具有曲面的基材上涂覆光固化材料；將涂覆有光固化材料的基材放置在曲面的發光裝置一側，發光裝置的預設區域發光，將基材上與該預設區域對應的區域的光固化材料固化。本發明能針對體積較大或者曲面形狀不規則的物體進行三維打印。

技術領域

本發明涉及三維打印領域，具體是涉及一種可以在曲面物體上進行打印的三維打印設備以及這種打印設備的打印方法。

背景技術

三維打印設備是一種基于三維物體的數字模型，利用塑料、液態光固化樹脂、粉末狀金屬等材料，通過逐層打印的方式構造三維物體的設備。

數字光處理技術(Digital Light Processing，簡稱DLP)是一種基于數字微鏡晶片(Digital Micromirror Device，簡稱DMD，也稱數字微器件)的新式投影技術，數字微鏡晶片為一個半導體開關，其在CMOS硅基片上集成了50萬至130萬個微鏡片，每一微鏡片代表一個像素，當一個微鏡片處于“開”狀態時，入射光將被反射并通過投影鏡將影像投射至屏幕上，當一個微鏡片處于“關”狀態時，入射光將被反射至光吸收器而被吸收。光固化三維打印機是一種基于數字光處理技術，以液態光固化樹脂為成型材料的快速成型設備，其具有成型速度快及成型精度高的優點。

現有的光固化三維打印機主要有軟件和硬件兩部分組成，硬件包括打印機框架、投影儀或LCD(Liquid Crystal Display的簡稱)液晶顯示器、打印平臺、工作臺以及設置在其上面的樹脂槽，常見的通過打印平臺下降沉入到裝有光敏樹脂的樹脂槽內。軟件部分產生的影像信號經過數字處理后，通過投影儀或LCD液晶顯示器投影到樹脂槽的底部，這樣投影到樹脂槽底部的可見光與光敏樹脂瞬間聚合成固體，而未與光接觸的光敏樹脂則保持液態，這樣就在打印平臺與樹脂槽相對應的那一面上逐層生產需要打印的物體。

但是，LCD液晶顯示器通常是平面的板狀，發出的光束是以平行光束的方式入射到物體的表面上。隨著三維打印需求的不斷增加，人們希望在具有彎曲表面的物體上進行三維打印。例如，人們需要在指甲或者皮膚上進行打印，從而實現美甲或者紋身的效果。但由于現有的LCD液晶顯示器是平面的，難以對彎曲的表面或者不規則的表面上的光敏樹脂進行照射。

目前美甲使用的打印設備通常都不是光固化的三維打印設備，例如公告號為CN209580864U的實用新型專利就公開了一種自動美甲設備，該設備具有一個機架，在機架設有用于放入手指的操作窗口，在機架上方設置有美甲打印機構，并且還設置有在指甲上進行噴涂作業的噴涂裝置，該噴涂裝置包括按照與操作窗口的垂直距離由近及遠分布的一個第一壓電噴頭、多個第二壓電噴頭及一個第三壓電噴頭。由于這種打印設備并不是使用光固化的打印方式進行，而是需要使用多個電噴頭，導致打印設備成本高。

一種典型的在非平面基材上打印三維物體的打印設備的如圖1與圖2所示，待打印的基材10是一個圓柱形的產品，該產品的一個表面為平整的表面15，該表面15為待打印的表面。該打印設備具有一個墨盒11，墨盒11的靠近基材10的一端設置有出墨口16，出墨口16可以緊貼在表面15的上方。墨盒11可以接收控制裝置12輸出的信號，由控制裝置12控制墨盒11的移動與工作。打印時，在控制裝置12的控制下，墨盒11內的墨水可以通過出墨口16噴出，并且，基材10可以在控制裝置12的帶動下移動，從而在表面15上形成所需要的圖案。通過多次在表面15上噴涂，形成具有一定厚度的圖案，從而形成三維物體。

但是，這種打印設備由于使用墨盒11進行噴涂的方式進行打印，因墨盒11的噴頭尺寸受限只能打印些小尺寸的圖案，而且打印的圖案僅僅限于接近于平面的小曲率曲面。如果需要進行紋身而進行大面積打印，甚至打印更大曲率范圍的曲面圖案的時候，這種打印設備是無法滿足打印需求的。

發明內容