[發明專利]漿料立體光固化成型設備

在審

• 申請號: 202211536346.4
• 申請日: 2022-12-01
• 公開（公告）號: CN116394368A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 汪家昌;游信樺
• 申請（專利權）人: 品瓷科技股份有限公司
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B33Y30/00;B33Y50/00;B22F10/12;B22F12/67;B22F12/90
• 代理公司: 北京偉思知識產權代理事務所(普通合伙) 11725
• 代理人: 聶寧樂;王宇航

一種漿料立體光固化成型設備，在一機體設有一刮料平臺，所述刮料平臺周圍的一側具有外側為開放端的凹口，在凹口并靠設置一受線性驅動器驅動升降的打印平臺，于所述機體設有一馬達及一投影裝置，所述馬達驅動一刮刀以其刀刃旋轉掃過刮料平臺與打印平臺的表面，設有一朝向所述刮料平臺出料的漿料給料裝置；借由旋轉的刮刀能將漿料循環地涂布在逐次下降的打印平臺形成多層的漿料層，并以投影裝置照射各漿料層使其部分固化為結構層，重復前述操作使結構層堆疊為成品，例如用于燒制為陶瓷的生胚，制造成品快速、精細且無需打印支撐結構。

技術領域

本發明涉及一種3D打印設備；尤其涉及一種漿料立體光固化成型設備。

背景技術

現有打印陶瓷、金屬或復合材料的光固化3D打印設備，是在材料槽中倒入調配好的漿料，再以光源選擇性的照射在漿料表面的方式，于材料槽中可升降的打印平臺上層層固化多個結構層，最終以多個結構層的堆疊形成成品。

上述現有光固化3D打印設備雖能用于打印陶瓷等材料，但打印過程中除了打印主體以外還需要打印支撐結構，而這些支撐結構的設計多需要有經驗者進行，及成品需要非常小心的移除；且用于攤平漿料表面的刮刀是以直線運動的方式刮平材料槽中相對高黏度的陶瓷漿料，而只能以較慢的速度鋪出層厚最佳只到0.1毫米的等級，使得打印較為費時以外，打印出的成品也不夠精致。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種漿料立體光固化成型設備，借由刮刀360度連續旋轉的方式，在平面的打印平臺上循環地形成光固化的漿料層，打印時無需打印支撐結構且借由厚度更薄的漿料層光固化為結構層的方式打印出精細的成品。

緣以達成上述目的，本發明提供一種漿料立體光固化成型設備，包括一機體、一漿料鋪平裝置、一打印平臺位移裝置、一投影裝置，以及一漿料給料裝置。所述機體具有一刮料平臺，所述刮料平臺的頂面具有一刮料面并且周圍的一側具有一凹口，所述凹口的外側是開放端并具有一開口。所述漿料鋪平裝置于所述機體設置一馬達，所述馬達連接一旋轉軸，所述旋轉軸結合一刀架，所述刀架設置一刮刀，所述刮刀的邊緣具有一刀刃，所述刀刃鄰近或抵觸所述刮料面，所述刮刀旋轉時所述刀刃作用的范圍定義為一刮料范圍，所述凹口至少部分位于所述刮料范圍內。所述打印平臺位移裝置于所述凹口設置一打印平臺，所述打印平臺位于所述刮料范圍內的邊緣并靠于所述凹口的邊緣，所述打印平臺受一線性驅動器的驅動而線性地升降，所述線性驅動器設置于所述機體。所述投影裝置設置于所述機體并具有一鏡頭，所述鏡頭朝向所述打印平臺的方向。所述漿料給料裝置具有一出料口，所述出料口朝向所述刮料范圍。

本發明運作時，所述馬達會驅動所述刮刀由所述刮刀的初始位置開始沿同一方向旋轉，所述漿料給料裝置在每次所述刮刀旋轉一圈后，將漿料由所述出料口輸出至所述刮刀通過所述打印平臺后繼續前進方向的刮料面上，使所述刮刀將出料口輸出的漿料及刮料面上的殘料，逐次地鋪層在刮料范圍的刮料面及打印平臺的頂面。

當每次漿料被鋪層在所述打印平臺的表面時會形成一層漿料層，接著所述打印平臺下降相當于一層漿料層厚度的距離，以所述投影裝置照射所述漿料層使其部分固化為結構層，重復上述的鋪層漿料、打印平臺下降以及投影裝置照射的過程，使逐次下降后的打印平臺上分別形成多個結構層，借由多個結構層堆疊為打印成品，例如用于燒制為陶瓷的生胚，在清洗得到生胚后可將生胚送入高溫燒結爐中燒制為陶瓷。

上述漿料在鋪層時有低的黏度，但在鋪完后其黏度可以而提高，這種漿料可以借由添加入漿料中的可揮發性溶劑或對漿料加熱來達到。因為鋪層時的低黏度使可以同時達到較高的鋪層速度及鋪出更薄的層厚。鋪完的層可借由溶劑的揮發或漿料冷卻而成為高的黏度，而這高黏度的漿料將可對成型中的工件進行支撐保護。也就是說，較高的鋪層速度可使打印時間縮短，更薄的層厚及漿料進行支撐保護可以打印出更精致的成品。