[發(fā)明專利]一種下沉式3D打印裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111154324.7
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113878869A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊清
• 申請（專利權(quán)）人: 器宗（上海）科技有限公司
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B29C64/124;B29C64/205;B29C64/232;B29C64/264;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京細(xì)軟智谷知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11471
• 代理人: 張瑞

本發(fā)明提供了一種下沉式3D打印裝置，涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中3D打印機構(gòu)采用上拉式結(jié)構(gòu)，打印成功率低的技術(shù)問題。該下沉式3D打印裝置包括料槽、機頭組件、離型機構(gòu)和成型平臺，機頭組件設(shè)置在料槽上方且能豎向升降移動，離型機構(gòu)設(shè)在料槽和機頭組件之間，離型機構(gòu)包括離型膜和設(shè)置于離型膜周向的彈性支撐機構(gòu)，成型平臺設(shè)在離型機構(gòu)下方，本發(fā)明采用下沉式打印結(jié)構(gòu)，離型膜由機頭組件下壓后進(jìn)行張緊打印操作，打印完成后在彈性支撐機構(gòu)的作用下，離型膜隨機頭組件自動回移并由周向至中心位置逐步與已成型的打印材料進(jìn)行回縮離型脫模，極大地減小了脫模力量，可實現(xiàn)低離型力打印，具有更高的精度和打印成功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種下沉式3D打印裝置。

背景技術(shù)

目前，3D打印機構(gòu)廣泛使用液晶面板(LCD)或類似裝置作為掩膜，并以UV光源作為背景光源，實現(xiàn)圖像顯示，以完成光敏材料曝光。通過液晶面板或類似裝置顯示圖文區(qū)域可以透射背景光源的紫外光，照射到光敏材料上發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，光敏材料由液體變成固體，以完成曝光，非圖文區(qū)域能有效阻隔紫外光，避免該區(qū)域光敏材料獲得有效曝光能量產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)。

并且市場上，3D打印機構(gòu)通常為上拉式結(jié)構(gòu)，即從下到上的部件設(shè)置依次為：背景光源、液晶屏幕、底部帶有離型材料的料槽、液體光敏樹脂材料和成型平臺，具體過程為：背景光源和液晶屏幕固定在料槽的下方，背景光源點亮后從下至上進(jìn)行照射，透過液晶屏幕，有圖文的部分可用透射光線，沒有圖文的部分阻隔光線穿透，光線穿過液晶屏幕后再穿過離型材料，其中，離型材料可以是帶有硅膠的玻璃、涂有離型劑的薄膜或者是本身帶有離型效果的聚合物材料(如含氟的聚合物，聚四氟乙烯(PTFE),可熔性聚四氟乙烯(PFA),氟化乙烯丙烯共聚物(FEP))，光線照射在離型材料和成型平臺之間的液體光敏樹脂材料上，液體光敏樹脂材料受到光線照射產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，由液體變成固體，當(dāng)前層的固化即完成，光敏樹脂材料固化成型的部分黏附在成型平臺和離型材料上，然后成型平臺抬起，朝向遠(yuǎn)離液晶屏幕的方向移動，由于離型材料不具有粘附力且具有彈性，已經(jīng)成型的光敏樹脂材料從離型材料上方逐步脫離，跟隨成型平臺朝上方移動，直至完全脫離離型材料，即完成當(dāng)前層打印，然后成型平臺下移，距離離型材料設(shè)置一個層厚的距離停止，重復(fù)前一步的動作，繼續(xù)下一層的打印，直至所有層打印完畢。

但是，該打印方式中會存在諸多因素對離型力形成影響，易造成打印成功率降低，如離型高度不足，在選用薄膜類離型材料時，由于薄膜具有一定的彈性，會隨著成型平臺上升依然部分黏附在已經(jīng)成型的光敏樹脂材料上，在隨著成型平臺到達(dá)最高處回到打印位置時不能完成有效剝離，導(dǎo)致該位置打印缺失。其次，該打印方式會受大氣壓影響，離型材料本身的厚度硬度導(dǎo)致成型后，成型部分的光敏樹脂材料和離型材料之間形成了真空，如果采用機械力硬拔膜，會導(dǎo)致離型力較大，損壞打印件。另外，該打印方式極易受離型材料的材質(zhì)影響，如涂布硅油的薄膜不如含氟材料的離型力低，大的離型力會影響模型成型，失敗率變大，而且，上拉式打印方式的打印機，其料槽的空間有限，打印過程中如果不補加樹脂，可能造成材料缺失導(dǎo)致打印失敗。

因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)中3D打印機構(gòu)采用上拉式結(jié)構(gòu)，打印成功率低的技術(shù)問題，已成為本領(lǐng)域人員需要解決的重要技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種下沉式3D打印裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中3D打印機構(gòu)采用上拉式結(jié)構(gòu)，打印成功率低的技術(shù)問題。本發(fā)明提供的諸多技術(shù)方案中的優(yōu)選技術(shù)方案所能產(chǎn)生的諸多技術(shù)效果詳見下文闡述。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的下沉式3D打印裝置，包括：儲存有打印材料的料槽；機頭組件，其設(shè)置在所述料槽上方且能進(jìn)行豎向升降移動；離型機構(gòu)，其設(shè)置在所述料槽和所述機頭組件之間，所述離型機構(gòu)包括離型膜和設(shè)置于所述離型膜周向的彈性支撐機構(gòu)，當(dāng)所述機頭組件下壓所述離型膜以及其與所述離型膜脫離時，所述彈性支撐機構(gòu)能帶動所述離型膜進(jìn)行伸展以及回縮；成型平臺，其設(shè)置在所述離型機構(gòu)的下方且所述成型平臺浸沒在所述料槽內(nèi)，所述成型平臺能進(jìn)行豎向升降移動。