[发明专利]一种内部旋转光固化3D打印方法和设备

说明书

本发明公开一种内部旋转光固化3D打印方法和设备，属于3D打印领域。其中所述方法包括：获取所述待打印物体的三维模型数据；根据所述待打印物体的三维模型数据，将所述待打印物体分割成由基本几何形体构成的模块；根据所述模块的形状确定激光器的扫描轨迹及相应的固化深度；根据所述固化深度确定激光功率：根据所述激光功率得到激光扫描器的电脉冲扫描信号数据；根据所述电脉冲扫描信号数据及扫描轨迹将激光束导入溶液在所述溶液中进行平移和旋转，并保证激光的出射窗口与所述模块的表面相切，从而完成光固化。本发明的内部旋转3D打印方法和设备，得到的打印物体其层间应力更小，受力更加均匀，且能够避免二次固化所带来的形变问题。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体涉及一种内部旋转光固化3D打印方法和设备。

背景技术

现有的光固化3D打印多为SLA、DLP以及一种新型的光固化技术CLIP。SLA为立体平板印刷技术，通过激光器扫描进行光固化，DLP属于数字投影技术，将需固化内容进行投影，来完成光固化。CLIP是连续液界面生产工艺，其最大特点是无需在吸收一定激光后再次接触氧气等阻聚剂使得反应完全，其速度约为SLA以及DLP的100倍，其层厚最薄为0.25mm，平面精度约为0.5mm。

上述的3D打印技术存在三个问题：一是打印过程为层积叠加，其层间应力过大，容易对结构造成损伤或使得打印出的成品不够稳固；二是打印过程过慢；三是通过阻聚剂停止反应，导致光吸收不够完全，在之后会造成一定影响，有时甚至需要进行二次固化。

因此，现有技术亟待发展。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种内部旋转光固化3D打印方法，旨在至少解决上述现有技术中存在的问题之一。

为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案为：

一种光固化3D打印方法，包括以下步骤：

获取所述待打印物体的三维模型数据；

根据所述待打印物体的三维模型数据，将所述待打印物体分割成由基本几何形体构成的模块；

根据所述模块的形状确定激光器的扫描轨迹及相应的固化深度；

根据所述固化深度确定激光功率，所述激光功率应满足：

I exp(-cL)≤η，

其中I是激光功率，c为溶液的吸收因子，L为固化深度，η为溶液固化所需的最小能量；

根据所述激光功率得到激光扫描器的电脉冲扫描信号数据；

根据所述电脉冲扫描信号数据及扫描轨迹将激光束导入溶液中在所述溶液中进行平移和旋转，并保证激光的出射窗口与所述模块的表面相切，从而完成光固化。

本发明还提供一种内部旋转光固化3D打印设备，所述内部旋转光固化3D打印设备用到上述的内部旋转光固化3D打印方法。

本发明的有益效果是：本发明的光固化3D打印方法和设备，摒弃了现有技术中层积成型的特点，通过将待打印物体的三维模型分割成以基本几何形体构成的模块，根据激光器的扫描轨迹将激光束在溶液中进行平移和旋转从而实现对待打印物体的光固化打印，所得到的打印物体其层间应力更小，受力更加均匀，粘合性更好，极大地提升了材料的强度与硬度，在打印过程中根据固化深度控制激光的入射功率，使得激光束以直线穿过所需固化深度的范围后，其能量值低于溶液的阀值从而完成固化，避免了二次固化所带来的形变等问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种光固化3D打印方法流程图。

图2为本发明实施例提供的一种光固化3D打印设备的主视图。