[发明专利]可快速打印并保持液面平整的光固化3D打印机

说明书

一种可快速打印并保持液面平整的光固化3D打印机，包括主水槽、打印平台、照射单元、容置于主水槽内的成型液、容置于主水槽内且漂浮于成型液上的隔离流体、设置于隔离流体上的薄膜、以及辅助机构。3D打印机控制照射单元依据切层数据对成型液进行照射以形成一个固化层的成型物件，接着于控制成型平台下降的同时对辅助机构进行控制，以通过辅助机构持续改变隔离流体的状态。接着，3D打印机判断3D模型是否打印完成，并且3D打印机于3D模型尚未打印完成时再控制照射单元依据下一层的切层数据进行照射。

技术领域

本发明涉及光固化3D打印机，尤其涉及可快速打印并保持液面平整的光固化3D打印机。

背景技术

有鉴于3D打印技术的成熟，以及3D打印机的体积缩小与价格降低，近年来3D打印机实以极快的速度普及化。

目前市场上各种类型的3D打印机皆是以层为单位来进行打印，也就是说一次打印一整层的切层物件，并且再由多个切层物件堆叠成一个完整的实体3D模型。

以光固化(Light Curing)3D打印机为例，此类3D打印机是以一个固化层的图案控制照射单元对水槽内的成型液进行对应照射，以藉由光照令部分成型液固化并生成具有对应图案的切层物件。并且，3D打印机反复执行上述动作，以藉由多个固化层的切层物件来堆叠成实体3D模型。然而，目前市场上的光固化3D打印机皆具有一些缺陷亟待克服。

参阅图1，为相关技术的第一光固化3D打印机的示意图。图1所示的3D打印机1主要包括水槽11、打印平台12、照射单元13及刮刀14，其中水槽11内容置成型液10，打印平台12沉浸于成型液10中，照射单元13设置于水槽11上方，刮刀14设置于成型液10的液面一侧。

如图1所示，照射单元13受3D打印机1的控制朝向打印平台12表面的成型液10进行照射，而直接接受照射的成型液10将会固化成一个固化层的切层物件。接着，3D打印机1控制打印平台12下降至下一个固化层的高度，以令照射单元13可以进行下一个固化层的照射动作。然而，打印平台12下降时将会令成型液10产生波动，使得成型液10的液面不平整。

为了提高打印品质，3D打印机1控制刮刀14刮过成型液10的液面，藉此令成型液10的液面恢复平整，并且于液面恢复平整后再控制照射单元进行下一个固化层的照射动作。然而，3D打印机1必须等待刮刀14由水槽11的一侧移动到另一侧，并且再由另一侧回归到初始位置，因此大幅地增加了打印时间。

为了解决上述问题，市场上还提出了另一种3D打印机。

参阅图2，为相关技术的第二光固化3D打印机的示意图。图2所示的3D打印机2主要包括水槽21、打印平台22及照射单元23，其中水槽21内容置成型液20。

与图1所示的3D打印机1的差异在于，3D打印机2将所述刮刀14替换成设置在成型液20的液面的薄膜24。3D打印机2通过薄膜24的设置在水槽21的内部形成一个密闭空间，因此，即使打印平台22在切层物件固化完成后进行下降，成型液20的液面也不会产生波动。

然而，当照射单元23朝向打印平台22照射并使得成型液20固化后，固化完成的切层物件除了会附着于打印平台22上，还会同时吸附于薄膜24的底面。因此，在切层物件固化完成后，3D打印机2需先控制打印平台22下降至切层物件与薄膜24可以完全剥离的高度，才能再控制打印平台22上升至下一个固化层的打印高度，并进行下一层的切层物件的照射动作。此实施例中，3D打印机2的打印平台22需要花费大量的移动时间以达到剥离的目的，因此也会大幅地增加3D打印机2的打印时间。

综上所述，目前市场上的光固化3D打印机确实需要一套新颖的打印方式，可以有效解决上述液面波动以及剥离的问题，并且同时能够缩短打印时间。

发明内容