[发明专利]一种数字光处理三维打印机及其打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维打印机，具体涉及一种数字光处理三维打印机及其打印方法。

背景技术

三维打印，也称增材制造或者积层造型，是利用数字模型加工出物理对象的过程，在加工过程中，通过逐层填加材料而建造打印对象。

三维快速成型的方法主要包括的类型为：立体平板印刷或光固化（Stereolithography，SLA)、分层实体制造（Laminated object manufacturing， LOM)、选择性激光熔化（Selective laser Melting， SLM)、熔融沉积成型（Fused deposition modeling， FDM)。

数字光处理技术(Digital Light Processing，简称DLP) 是一种基于数字微镜晶片(Digital Micromirror Device，简称DMD，也称数字微器件) 的新式投影技术，数字微镜晶片为一个半导体开关，其在CMOS 硅基片上集成了50-130 万个微镜片，每一微镜片代表一个像素，当一个微镜片处于" 开" 状态时，入射光将被反射并通过投影镜将影像投射至屏幕上，当一个微镜片处于" 关" 状态时，入射光将被反射至光吸收器而被吸收。光固化三维打印机是一种基于数字光处理技术，以液态光固化树脂为成型材料的快速成型设备，其具有成型速度快及成型精度高的优点。

DLP光固化3D打印机主要有软件和硬件两部分组成。硬件包括打印机框架、投影仪光源、打印平台以及光敏树脂槽。打印平台在光敏树脂槽内能够上下运动，而在光敏树脂槽内装有光敏树脂。软件部分产生的影像信号经过数字处理后，通过投影仪光源投影到光敏树脂槽的底部，这样光敏树脂槽内的光敏树脂能够瞬间聚合成固体，而未与光接触的光敏树脂则保持液态，这样就在打印平台与光敏树脂槽相对的平面上逐层生成三维物体。

但是，这样的DLP光固化3D打印机的结构容易存在一个问题。当打印一层三维物体后，由于打印物体层仍然在液态的光敏树脂内，所以在打印平台向上移动时，打印物体层与光敏树脂槽底面之间就会形成真空，打印平台需要克服打印物体层受到液压及大气压共同的作用力，打印物体层与光敏树脂槽底面是硬性脱开，会影响打印物体层的脱模效果，由于这种打印机是通过逐层打印的方式来构造物体，每一打印物体层均需要与光敏树脂槽底面完成一次脱模，因此会严重影响物体最终的成型效果，同时还会影响打印机整体的使用寿命。在专利号201420510803.7以及申请号为CN201520629000的文件中就描述这种问题的存在，并给出了解决方案。但是，这些现有的方法不能够解决下面问题。

对于在打印平台上形成的第一层三维物体，该三维物体的上表面是与打印平台的下表面接触的，由于三维物体的上表面距离光源的距离较远，因此其固化效果经常受到影响而导致固化效果不理想，并且，由于三维物体的上表面经常会受到向下的作用力，实践中发现，第一层三维物体容易与打印平台发生脱离或者紧固效果不佳。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种解决第一层三维物体与打印平台的表面接触不牢固，容易脱离的问题。

为了完成上述目的，本发明提供了一种数字光处理三维打印机，其包括框架；光敏树脂槽设置在框架内和用于承载打印物体的打印平台，打印平台可在光敏树脂槽内运动；第一光源设置在光敏树脂槽的下方，在靠近第一光源的一侧，打印平台具有用于承载三维物体的承载面；打印平台还包括隔空部，隔空部的下侧壁的下表面形成承载面，下侧壁为透明下侧壁，隔空部内设置有第二光源。

由上述方案可见，第二光源靠近下侧壁的承载面，这样有助于对靠近承载面的第一层液体光敏树脂进行照射固化，从而加强第一层三维物体在打印平台上的附着程度，避免第一层三维物体在受到向下的拉力的时候发生脱离打印平台承载面的问题。

一个优选的方案是，数字光处理三维打印机还包括切割机构，切割机构具有连接在一起的推拉装置和切割刀片，推拉装置的一端与光敏树脂槽的侧壁连接，推拉装置的另一端与切割刀片连接。

由上述方案可见，切割机构带动切割刀片把固化后的光敏树脂层与槽底板分离，避免槽底板拉动已经固化的三维物体时使得第一层三维物体与打印平台的承载面脱离。

一个优选的方案是，切割刀片的后端与推拉装置连接，切割刀片的前端贴住光敏树脂槽的槽底板。

一个优选的方案是，切割刀片的后端的位置高于切割刀片的前端所在位置，且切割刀片沿后端至前端呈曲线形。

由上述方案可见，保证切割位置准确，避免意外切割光敏树脂造成的问题。