[發明專利]基于液橋輔助的連續光固化3D打印設備及方法

有效

• 申請號: 202111288097.7
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN114013026B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 汪延成;王越;梅德慶;余世政
• 申請（專利權）人: 之江實驗室;浙江大學
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B29C64/264;B29C64/20;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于液橋輔助的連續光固化3D打印設備，其特征在于：

包括3D打印移動裝置、液橋輔助裝置(4)、光路裝置和光固化3D打印設備外殼(10)，3D打印移動裝置安裝在光固化3D打印設備外殼(10)上部殼體內，液橋輔助裝置(4)安裝在光固化3D打印設備外殼(10)下部的支撐平臺上，光路裝置布置在液橋輔助裝置(4)正下方；

3D打印移動裝置包括電機(1)、滾珠絲杠(2)和移動平臺(11)，電機(1)安裝在光固化3D打印設備外殼(10)上部殼體的內頂面，滾珠絲杠(2)通過聯軸器沿垂向連接在電機(1)輸出軸底部，移動平臺(11)的內端通過螺紋套裝滾珠絲杠(2)上，移動平臺(11)外端穿出光固化3D打印設備外殼(10)的側面連接液橋輔助裝置(4)；

液橋輔助裝置(4)包括液槽(5)、連接部件(12)、固化平板 (14)和彈性傘狀集料結構(15)；連接部件(12)的頂面固定連接移動平臺(11)的外端底面，連接部件(12)的底端面焊接于平行布置的固化平板(14)的頂面；固化平板(14)中心開設有用于裝入光敏溶液的凹槽，凹槽內底面向下開設有多個通孔，多個通孔圍成一個通孔圓周，通孔繞通孔圓周周向均勻間隔分布，凹槽和通孔形成光敏溶液補料區(13)；

固化平板(14)的底面連接有彈性傘狀集料結構(15)，彈性傘狀集料結構(15)上部為平行緊貼固化平板(14)且和通孔圓周同心的圓環，通孔圓周直徑小于圓環的直徑，圓環的底面間隔均勻分布有的多根集料條；彈性傘狀集料結構(15)正下方的光固化3D打印設備外殼(10)的支撐平臺上安裝有液槽(5)；

光路裝置包括投影底板(6)、光機鏡頭(7)、DMD芯片(8)、光源反光鏡組件(9)和光路支架，投影底板(6)封裝在液槽(5)底面，彈性傘狀集料結構(15)的集料條下端均徑向向外散開并抵住投影底板(6)頂面；光路支架位于投影底板(6)的正下方，光路支架上自上而下依次安裝有與通孔圓周同中心的光機鏡頭(7)和DMD芯片(8)，光源反光鏡組件(9)安裝在光機鏡頭(7)和DMD芯片(8)之間的光路支架上；光源反光鏡組件(9)包括光源和反光鏡；光源發射紫外光經反光鏡反射至DMD芯片(8)上，經DMD芯片(8)將紫外光轉換為攜帶有待打印3D結構截面圖形信息的光束，再從DMD芯片(8)經光機鏡頭(7)聚焦并垂直投射到投影底板(6)上的光敏溶液進行連續光固化打印成形。

2.根據權利要求1所述的一種基于液橋輔助的連續光固化3D打印設備，其特征在于：

所述的3D打印移動裝置和液橋輔助裝置(4)之間通過緊固件(3)螺紋連接，液橋輔助裝置(4)的連接部件(12)的頂面通過緊固件(3)的螺柱螺紋安裝在移動平臺(11)的外端底面上。

3.根據權利要求1所述的一種基于液橋輔助的連續光固化3D打印設備，其特征在于：

所述的3D打印移動裝置的連接部件(12)為倒U型結構，U型口朝向固化平板(14)上的凹槽口；光敏溶液從U型口裝入凹槽內，再從凹槽底面的通孔中滴入液槽(5)內。

4.根據權利要求1所述的一種基于液橋輔助的連續光固化3D打印設備，其特征在于：

所述的連接部件(12)和固化平板(14)均采用不銹鋼材料。

5.根據權利要求1所述的一種基于液橋輔助的連續光固化3D打印設備，其特征在于：

所述的彈性傘狀集料結構(15)的集料條采用PDMS柔性材料，集料條的厚度小于100μm，長度范圍為10～20mm。

6.根據權利要求1所述的一種基于液橋輔助的連續光固化3D打印設備，其特征在于：

所述的光路裝置的投影底板(6)采用特氟龍材料或樹脂材料；

光路裝置的光源反光鏡組件(9)的光源發射的紫外光的波段為365～405nm；

光路裝置的光源反光鏡組件(9)的反光鏡采用加強鋁反射鏡；

光路裝置的光機鏡頭(7)的鏡片采用紫外熔融石英材料。