[发明专利]一种光固化快速成型装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于光固化立体造型技术领域，具体涉及一种光固化快速成型装置及光固化快速成型方法。

背景技术

快速成型是20世纪80年代末期产生和发展起来的一种新型制造技术，是计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机数字控制(CNN)、激光、新材料、精密伺服等多项技术的发展和综合。已知的RP(Rapid Prototyping：快速成型)方法包括SLA(Stereo Lithography Apparatus：立体光固化造型)、LOM(Laminated Object Manufacturing：分层实体制造)、SLS(Selective Laser Sintering：选择性激光烧结)、FDM(Fused Deposition Modeling：熔融沉积造型)、3DP(Three Dimension Printing：三维打印)、和SGC(Solid Ground Curing：固基光敏液相)。

在以上RP(Rapid Prototyping)方法中，发展较快、应用较广的是SLA。SLA的光固化成型的原理是：光源发出的光线穿过成像部件上的二维图像（透光区域），照射光敏材料，利用流体状态的光敏树脂在光照下发生光聚合反应的特点，使流体状态的光敏树脂固化成型。当一层扫描完成后，再进行下一层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕。然而，目前的光源为单独的点光源，发出的光线较为杂散。杂散的光线透过成像部件使本不应当固化的光敏树脂固化。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种光固化快速成型装置，其光源装置为面光源，光源装置发出的光线更加均匀。

本发明通过如下技术方案实现： 一种光固化快速成型装置，所述光固化快速成型装置包括用于承载光敏树脂的承载体、用于以透光的形式展现二维图像的成像部件以及用于发出穿过所述二维图像所对应的区域以使所述光敏树脂发生光聚合反应而固化成型的光源装置，成像部件位于光源装置和承载体之间，所述光源装置为面光源。

作为上述技术方案的进一步改进，所述光源装置包括多个发光单元，所述多个发光单元阵列排布。

作为上述技术方案的进一步改进，所述光源装置还包括吸收杂散光线的遮光器，遮光器位于所述多个发光单元的光路上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述光源装置还包括用于控制所述多个发光单元的点亮和熄灭的光源控制单元，光源控制单元与所述多个发光单元电性连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述多个发光单元的每一发光单元均包括至少一个发光体及准直器，所述准直器用于将所述至少一个发光体发出的发散光转变成基本上相互平行的光。

作为上述技术方案的进一步改进，所述准直器为反射镜或透镜。

作为上述技术方案的进一步改进，所述准直器为凹面镜、球面反射镜、凸透镜或菲涅耳透镜。

作为上述技术方案的进一步改进，所述成像部件为单色TFT液晶显示屏或彩色TFT液晶显示屏。

作为上述技术方案的进一步改进，所述多个发光单元的每一发光单元均包括LED，且每一发光单元发出的光的波长为250nm至700nm。

本发明还提供了一种光固化快速成型方法，所述光固化快速成型方法包括以下步骤：

S101：向承载体内注入流体状态的光敏树脂；

S102：以透光的形式在成像部件上展现二维图形；

S103：点亮面光源形式的光源装置的发光单元，使光线经过成像部件的透光部分照射承载体中的光敏树脂，使光敏树脂形成一固化层；

S104：判断是否所有的截面已完成成型，若是则结束，否则进入S105；

S105：提升已固化的部分，并重复S102、S103及S104。

本发明的有益效果是：本发明的光源装置为面光源，其发出的光线更加均匀，即：光源装置发出的光线均匀穿过所述二维图像所对应的区域，使所述光敏树脂发生光聚合反应而固化成型，可以有效避免本不应当固化的光敏树脂固化。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的光固化快速成型装置的分解构成示意图；

图2是根据本发明的另一实施方式的光固化快速成型装置的分解构成示意图；

图3是根据本发明的再一实施方式的光固化快速成型装置的分解构成示意图；

图4是根据本发明的又一实施方式的光固化快速成型装置的分解构成示意图；

图5是根据本发明的一个实施方式的光固化快速成型装置的光源装置的构成概念图；