[发明专利]一种3D打印设备和方法

权利要求书

1.一种3D打印设备，该设备包括照射源、工作台和液体槽，工作台用于承载构建的三维物体；液体槽用于盛装构建三维物体的可聚合液体，其特征在于，该设备还包括覆盖板，该覆盖板位于液体槽的顶部，覆盖板与液体槽组成密闭容器；照射源从覆盖板上方照射，该覆盖板为对照射源透明的元件；覆盖板的下表面为覆盖表面，在打印过程中覆盖表面保持与可聚合液体接触并且覆盖表面固定不动；

所述设备还包括液泵、压力探测器和控制单元，压力探测器用于检测密闭容器内的压力变化，控制单元根据压力探测器检测到的压力变化，驱动液泵抽运可聚合液体，以维持密闭容器内的压力。

2.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述覆盖板为半渗透性元件，聚合抑制剂能够透过所述半渗透性元件渗透至所述覆盖表面，从而在所述覆盖表面形成抑制固化层，所述聚合抑制剂用于抑制所述可聚合液体的固化，以保证在打印过程中固化区域与所述覆盖表面之间无损伤地分离。

3.根据权利要求2所述的3D打印设备，其特征在于，所述半渗透性元件为半渗透性聚合物、多孔玻璃、核孔膜元件、微孔石英晶体元件、微孔云母元件，或它们的组合；或者，半渗透性元件具有不小于10巴的氧渗透率。

4.根据权利要求2所述的3D打印设备，其特征在于，所述抑制固化层具有不少于5μm的厚度；或者，抑制固化层还应维持一定的时间，该时间至少不少于固化过程所持续的时间。

5.根据权利要求2所述的3D打印设备，其特征在于，在所述半渗透性元件外侧或内部设置刚性的支撑元件，用于增加半渗透性元件的刚性。

6.根据权利要求2所述的3D打印设备，其特征在于，聚合抑制剂自然透过或加压透过所述半渗透性元件。

7.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，覆盖板的覆盖表面采用对固化的可聚合液体不具粘性或粘性较小的材料或元件，使得在打印过程中固化区域与覆盖表面能够无损分离。

8.根据权利要求7所述的3D打印设备，其特征在于，所述不具粘性或粘性较小的材料或元件选自特氟龙材料或元件、硅胶材料或元件、聚二甲基硅氧烷材料或元件、聚全氟乙丙烯材料或元件，或它们的组合。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的3D打印设备，其特征在于，所述可聚合液体包含自由基可聚合树脂，其所对应的固化抑制剂为空气、纯氧或富氧气体。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的3D打印设备，其特征在于，该设备还包括电机和控制单元，电机在控制单元的控制下驱动工作台上下移动。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的3D打印设备，其特征在于，在液体槽的安装部位设置密封圈。

12.一种采用如权利要求1至11中任一项所述的3D打印设备的3D打印方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

(a)提供工作台和覆盖板，其中覆盖板为具有覆盖表面的对照射源透明的元件，工作台与覆盖表面之间限定了三维物体的构建区域，照射源能量能够透过覆盖板照射到构建区域；

(b)在所述构建区域填充可聚合液体，且保持可聚合液体与所述覆盖表面接触；

(c)照射源能量透过所述覆盖板照射所述构建区域以形成固化区域；

(d)保持所述覆盖表面固定不动，将所述工作台向下移动，固化区域与所述覆盖表面分离，在所述固化区域和所述覆盖表面之间形成后续的构建区域；可聚合液体填充所述后续构建区域，并保持可聚合液体与覆盖表面和固化区域接触；

(e)重复步骤(c)、(d)，直至层层沉积形成三维物体；

其中步骤(c)、(d)同时进行，或步骤(c)、(d)按顺序进行。

13.根据权利要求12所述的3D打印方法，其特征在于，所述步骤(d)中固化区域与所述覆盖表面分离为无损分离。