[发明专利]一种3D打印机的紫外光固化装置及方法

说明书

本发明公开了一种3D打印机的紫外光固化装置及方法，包括封闭型的支撑框架，支撑框架内侧底部设置有打印平台，支撑框架的内壁上连接有三轴移动平台，三轴移动平台上连接有喷头连接块，喷头连接块的底部连接有用于向打印平台喷涂液体光敏材料的液体光敏材料喷头、用于向液体光敏材料层与层之间吹气体的气体喷头以及用于发出紫外线照射液体光敏材料使其固化的紫外光发生器。本发明可以最大程度上减少层与层之间的痕迹，提高零件外形效果。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印机的紫外光固化装置及方法。

背景技术

3D打印是添加剂制造技术的一种形式，在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。3D打印机相对于其他的添加剂制造技术而言，具有速度快，价格便宜，高易用性等优点。3D打印机就是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，功能上与激光成型技术一样，采用分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体，与以往的去除材料加工技术完全不同。

目前3D打印较为成熟的工艺是采用立体光固化成形法SLA，使液体光敏材料固化，SLA是最早实用化的快速成形技术，采用液态光敏树脂原料，SLA技术成形速度较快，精度较高，但由于树脂固化过程中产生收缩，不可避免会产生盈利或引起形变，因此需要对液体成形设备进行精密控制。

发明内容

针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明提供了一种3D打印机的紫外光固化装置及方法。本发明可以最大程度上减少层与层之间的痕迹，提高零件外形效果。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种3D打印机的紫外光固化装置，包括封闭型的支撑框架，支撑框架内侧底部设置有打印平台，支撑框架的内壁上连接有三轴移动平台，三轴移动平台上连接有喷头连接块，喷头连接块的底部连接有用于向打印平台喷涂液体光敏材料的液体光敏材料喷头、用于向液体光敏材料层与层之间吹气体的气体喷头以及用于发出紫外线照射液体光敏材料使其固化的紫外光发生器。

进一步地，支撑框架内侧底部还设置有接液盒。

进一步地，所述接液盒上设置有用于清洗液体光敏材料喷头的喷液口以及用于排出清洗液体的排废口。

进一步地，所述气体喷头喷出的气体为能够提高或降低光敏材料的固化时间的气体，或者为能够提高光敏材料固化强度的气体或液体。

进一步地，所述支撑框架的顶部设置有排风系统。

一种3D打印机的紫外光固化方法，喷头连接块在三轴移动平台驱动下，按照设定好的轨迹进行移动，液体光敏材料喷头将液体光敏材料喷覆在打印平台上，同时紫外光发生器发出紫外线，液体光敏材料固化形成所需要的外形，气体喷头在光敏材料固化的同时在每层之间喷出气体，使层与层之间的过度更加圆滑。

进一步地，支撑框架内侧底部还设置有接液盒，接液盒上设置有用于清洗液体光敏材料喷头的喷液口以及用于排出清洗液体的排废口，在3D打印装置开始工作前，液体光敏材料喷头首先在接液盒内喷出少量液体，然后接液盒对液体光敏材料喷头进行清洗，喷液口向液体光敏材料喷头喷出清洗液，同时排废口将废液吸走。

进一步地，支撑框架的顶部设置有排风系统，在喷涂的同时，将装置内影响光敏材料固化时间的气体排出。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明中喷头连接块在三轴移动平台驱动下，按照设定好的轨迹进行移动。液体光敏材料喷头将液体光敏材料喷覆在工作台上，同时紫外光发生器发出紫外线，液体光敏材料固化形成所需要的外形。由于液体光敏材料固化需要时间，层与层之间会有痕迹，影响零件外观，气体喷头会在光敏材料固化的同时在每层之间喷出气体，可以最大程度上减少层与层之间的痕迹，提高零件外形效果。