[实用新型]一种面成型3D打印系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及快速成型技术领域，尤其是涉及一种面成型3D系统。

背景技术

3D打印（3D Printing）最早由美国麻省理工学院的Jim Bred和Tim Anderson提出，他们基于一台普通的喷墨打印机设计出一台可粘接粉末的设备，该设备也成为最早的3D打印机。2009年3月在美国华盛顿举行的叠层制造发展研讨会（Roadmap for Additive Manufacturing (RAM) Workshop）上，正式确定使用叠层制造（Additive Manufacturing, 缩略词为AM）一词来称呼3D打印技术，并就未来10年快速成型技术的发展做出了规划。目前主要的叠层制造技术包括选择性激光烧结技术（Selective laser sintering，缩略词为SLS ），立体光刻成型技术（Stereolithography, SLA）,熔融沉积成型技术（Fused Deposition Modeling, 缩略词为FDM）等。选择性激光烧结技术使用高能量激光束对各种粉末材料进行烧结，所选用的粉末材料包括塑料、金属、陶瓷、玻璃等。立体光刻成型技术采用具有一定光强的激光束照射液态光敏树脂，树脂在光照下迅速固化形成所需形状。目前国际上美国的3D system公司在该领域具有较强的研发实力。熔融沉积成型技术则是通过喷头挤压被加热熔化后的热塑材料成型，该技术由美国的Stratasys公司实用新型，其在该领域具有较大的市场优势。另外，因为FDM具有成本低的优势，目前国内市场上的3D成型设备以该技术为主。叠层制造技术（AM）在美欧已广泛应用于汽车、家用电器、计算机、航空航天、医学、建筑、科研等领域。AM技术已发展形成一个新产业，统计资料表明，近三年来，AM的市场营销以59%速度递增。

但是，目前快速成型技术的关键设备的引进价格昂贵，设备维修价格高、响应慢的缺点。而低价格设备的制作精度则非常不理想，例如：1500美元左右的设备，其精度大概是0.25mm。    

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种高精度、低成本、高效率的面成型3D打印系统。

本实用新型的技术问题通过以下技术手段予以解决：

一种面成型3D打印系统，包括：盛液箱、打印平台、打印平台驱动单元、图像投影单元、和控制单元；

所述盛液箱用于盛放液态光固化材料；

所述打印平台具有位于所述盛液箱中的工作位；

所述控制单元与所述打印平台驱动单元即所述数字微型镜片设备连接；

所述打印平台驱动单元与所述打印平台连接，用于驱动所述打印平台在所述盛液箱中上下移动；

所述图像投影单元包括光源、数字微型镜片设备和聚焦透镜，所述数字微型镜片设备用于利用光源形成投影图像，所述聚焦透镜用于将来自数字微型镜片的投影图像聚焦在所述打印平台上。

优选地：

还包括压板装置，该压板装置包括透明压板，该透明压板固定在所述盛液箱中。

所述压板装置与液面接触的表面设有防粘连层。

所述单层打印厚度为10-100微米，即所述打印平台的每次移动距离为10-100微米。

所述驱动单元的动力装置为步进电机。

与现有技术相比，本实用新型利用投影系统对产品的截面图形进行逐层投影，配合可上下移动的打印平台实现以“面”为成型单位的3D打印，与现有技术通过机电控制喷头进行逐点打印的方式相比，具有以下优点：1）无需采用复杂的控制机电系统，可大幅的降低设备成本；2）由于是通过投影面成型进行打印，因此，相对于逐点打印的方式具有更高的效率，本实用新型打印同一产品所需的时间仅为普通3D打印机的20%；3）由于产品是逐层成型，其精度由投影图像决定，因而可轻易实现误差在0.01mm范围内的高精度打印。

优选方案中，设置压板装置，用于克服由于液体材料的表面张力和液面膨胀导致的液面不平整，从而避免打印的产品表面向上凸起（如图6所示）的问题，获得上表面平整的3D打印产品（如图7所示）。进一步优选方案，在压板装置的下方设置防粘连层，可避免成型的截面部件与压板装置粘结。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例的打印系统的原理图；

图2是本实用新型具体实施例的打印方法流程图；

图3是本实用新型具体实施例的打印系统的结构图；

图4是图3的弓形板的结构图；