[发明专利]打印头、三维打印机及其打印方法

说明书

本发明提供一种打印头、三维打印机及其打印方法，其中，打印头包括打印头本体、光源和光控微型管组件，打印头本体的一端具有喷嘴，光控微型管组件设置在打印头本体内部并与喷嘴连通，光源照射光控微型管组件上远离喷嘴的一端，光控微型管组件上远离喷嘴的一端收缩。光控微型管组件通过毛细作用将成型材料吸入打印头内，光源照射光控微型管组件从而使得光控微型管组件上远离喷嘴的一端收缩，成型材料从打印头中喷出。采用该结构的打印头可以最大限度地节省成型材料，而且无需将打印平台浸入成型槽中。并且打印物体的体积不受成型槽大小的限制，能够打印体积较大的三维物体。

技术领域

本发明涉及三维打印领域，具体地说，是涉及一种打印头、具有该打印头的三维打印机以及该三维打印机的打印方法。

背景技术

三维打印机是一种利用快速成型技术进行打印三维物体的设备，其以数字模型为基础，利用塑料、液体光敏树脂或粉末金属等材料，逐层地打印出三维物体。三维打印的过程首先是通过计算机辅助设计（CAD）或计算机动画建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，再根据分析截面信息得到加工路径，从而指导打印机逐层打印。按照工作原理的不同，其所利用的快速成型技术有熔融挤压成型（Fused Deposition Modeling ,FDM)、激光选择性烧结成型(Selective Laser Sintering, SLS)、选择性激光熔化成型（SLM)、光固化成型(Stereo lithography Apparatus, SLA）等。

数字光处理（Digital Light Processing, DLP)三维打印机的基本原理与光固化成型的原理基本相同，利用DLP技术，光源采用投影仪成像，光源逐层固化液态光敏树脂，打印出分辨率较高的三维物体。但是DLP光源的投影形状更加容易控制，其分辨率超出典型的熔融沉积制造（FDM）类型的3D打印机。

现有的光固化三维打印机是打印平台上与成型槽相对应的那一面上逐层生产需要打印的物体。但是这样的结构存在的问题是，打印出来的物体在打印平台上，当平台向上移动的时候，光照固化层与成型槽底部黏结很紧，导致平台向上拉与成型槽底部脱离时，所需拉力很大。而且整个打印平台全部浸入成型槽内，容易导致成型材料的浪费。而且打印物体的体积受限于打印平台和成型槽的大小，打印物体体积一般较小。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种节省成型材料、打印成型效率高且可避免出现打印物体与成型槽底部粘连问题的打印头。

本发明的另一目的是提供一种具有上述打印头的三维打印机。

本发明的再一目的是提供一种上述三维打印机的打印方法。

为实现上述主要目的，本发明提供一种打印头，包括打印头本体、光源和光控微型管组件，打印头本体的一端具有喷嘴，光控微型管组件设置在打印头本体内部并与喷嘴连通，光源照射光控微型管组件上远离喷嘴的一端，光控微型管组件上远离喷嘴的一端收缩。

由上述方案可见，光控微型管组件通过毛细作用将成型材料吸入打印头内，光源照射光控微型管组件从而使得光控微型管组件上远离喷嘴的一端收缩，成型材料从打印头中喷出。采用该结构的打印头可以最大限度地节省成型材料，而且无需将打印平台浸入成型槽中。并且打印物体的体积不受成型槽大小的限制，能够打印体积较大的三维物体。

一个优选的方案是，光源设置在打印头本体远离喷嘴的一端。

由此可见，光源可以在光控微型管的顶端照射，使成型材料从打印头喷出。

一个优选的方案是，光源设置在光控微型管组件的一侧，光源可以沿着竖直方向移动，和/或光源和光控微型管组件之间放置有衰减过滤片。

由此可见，光源也可以在光控微型管的一侧照射，使成型材料从打印头喷出。另外，通过光的移动方向或光的衰减方向来控制光控微型管内成型材料的运动方向。