[发明专利]一种快速3D打印装置及快速打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速3D打印装置及快速打印方法，属于打印设备技术领域。

背景技术

3D打印装置又称三维打印机，是一种采用累积制造技术（即快速成形技术）的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器按照程序把产品一层层造出来。目前，常规的3D打印装置在打印过程中，当打印平台的固化层固化结束后，打印平台都需要上升，使固化层表面脱离打印溶液容器底部，然后再次下降进行第二层的曝光固化。打印平台的重复上升、下降占整个打印过程的80%，甚至更多，最终导致打印速度缓慢，影响打印效率。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种快速3D打印装置及快速打印方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速3D打印装置及快速打印方法，具有打印速度快，精度高、使用寿命长、体积小且操作简单等特点。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种快速3D打印装置，包括基座，设置在基座内的曝光机构、控制机构，以及设置在基座上的打印机构和盛液机构，其中，所述打印机构包括模组、滑动安装在模组上的打印平台，所述盛液机构包括用于盛放打印溶液的物料槽，以及用于驱动物料槽转动的驱动组件，所述物料槽底部为完全透明或者部分区域透明的底板，所述底板上覆盖有一层厚度均匀的透明液态膜，曝光机构的曝光口与打印平台相对应，用于曝光固化的光通过透明的物料槽底部直射打印平台。

作为优选，所述透明液态膜采用离子液体。透明液态膜与打印溶液之间具有光洁界面，打印平台的固化层会随着物料槽的转动，轻易脱离透明液态膜。

作为优选，所述离子液体密度大于1.1g/cm3，透光率大于85%，无挥发性。

作为优选，所述透明液态膜厚度小于等于2mm。

作为优选，所述物流槽为圆形。

作为优选，所述曝光机构采用投影仪，所述投影仪曝光口位于物料槽下方；或者，所述曝光机构采用LCD显示装置，所述LCD显示装置的LCD显示屏（即曝光口）位于物料槽下方。

作为优选，所述投影仪投射用于打印溶液固化的紫光；所述LCD显示屏发射出用于打印溶液固化的紫光。

作为优选，所述驱动组件包括转盘轴承、轴承固定座和驱动电机，所述物料槽固定安装在转盘轴承上，所述轴承固定座固定安装在基座上，所述转盘轴承与驱动电机相连，通过驱动电机的带动，转盘轴承可在轴承固定座上自由转动，进而带动物料槽在基座上旋转。

作为优选，所述控制机构采用微处理器控制，控制机构分别与曝光机构、打印机构和盛液机构相连，用于控制各个机构的动作。

作为优选，所述模组上设有一纵向丝杠，打印平台与丝杠相连，丝杠与丝杠电机相连，通过丝杠电机驱动丝杠转动，进而使打印平台在模组上上下滑动。

上述快速3D打印装置的快速打印方法，包括如下步骤：

步骤1、控制机构控制曝光机构、打印机构、盛液机构开始工作，物料槽匀速转动，打印平台下降至物料槽底部，此时，打印平台下表面与物料槽透明液体膜上表面的间距为单层打印的厚度，曝光机构通过透明底板和透明液态膜向打印平台投射投影图像，使投影范围内的打印溶液固化并粘贴在打印平台上，在固化过程中，打印平台匀速上升或者停顿设定时间再匀速上升，所述物料槽匀速转动或者停顿设定时间再匀速转动；

步骤2：重复步骤1打印第二层，直至打印结束。

作为优选：在步骤1所述的固化过程中，打印平台匀速上升或者停顿0.1S-1S再匀速上升，所述物料槽匀速转动或者停顿0.2S-1S再匀速转动。

作为优选，所述物流槽匀速转动时速度为0.2~5转/分，所述打印平台匀速上升时的速度为0.02~0.5毫米/秒。

与现有技术相比，采用上述结构的快速3D打印装置及快速打印方法具有如下几个优点：

1、打印过程中，物流槽可匀速转动，打印平台可匀速上升，中间无需其他长时间的停顿或反复动作，可省去原来占80%的非固化时间，使打印效率大幅度上升，可以达到普通3D打印机4~10倍的速度；

2、采用高密度的透明液态膜，可保证液态膜在转动过程中，不会因为向心力表面产生波纹，同时高密度的透明液态膜也可以使打印溶液与液态膜之间形成光滑的界面，便于两者分离；

3、采用投影仪曝光，可实现快速固化，进而提高打印速度；采用LCD显示屏照射，可实现大面积、高精度打印。

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。

附图说明