[发明专利]一种3D打印方法及3D打印设备

说明书

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印方法及3D打印设备，包括如下步骤：步骤S1，相邻安装的两个数字微镜组件之间至少部分投影重叠，以形成多个打印区域；步骤S2，基于多个数字微镜组件之间形成的打印区域生成每一层待打印图形，不同层的待打印图形中投影区域可变；及步骤S3，将光源与多个数字微镜组件沿一方向同步移动，以实现逐层投射画面。使用本发明所提供的3D打印方法，可使多个数字微镜组件之间投影重叠区域分散化，从而避免应力集中，以提高最终产品的力学性能。

【技术领域】

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印方法及3D打印设备。

【背景技术】

目前3D打印的最大的缺点就是生产速度慢，使得昂贵的3D打印设备买回来，因为产量低，成本无法摊薄，造成3D打印产品价格昂贵。本发明试图解决这个问题。现行的较为流行的3D打印方式有如下几种：FDM(Fused Deposition Modeling，熔融挤出成型)，SLA(Stereo Li thography Apparatus，立体光固化)，SLS(PrintingSele ctive LaserSintering，选择性激光烧结)，SLM(Select ive Laser Melting，选择性激光融熔)，液晶投影，DLP(Digital Light Processing，数字光处理)，其各自的局限性也很大。

以SLS为例，通过激光点光源照射塑料粉末或外表涂有粘合剂的金属粉末(粘合剂通常是低熔点的另外一种金属)，在高温下粉末的表面融化，互相粘合在一起，形成点状固体。激光点的运动生成线状固体，再由线状生成平面固体，最后由多层平面生成立体的物体，完成3D打印过程。如果打印材料是金属粉末，在打印完成后，还需要进烧结炉烧结，才能生成力学性能较为满意的产品。而在烧结过程中，产品的尺寸会发生收缩，使得最终产品的尺寸不是设计的大小，因为是点光源，所以成型速度慢，加工时间长，加工前，要有2小时的预热时间；零件构建后，要花5至10小时时间冷却，才能从粉末缸中取出，另外，烧结过程有异味。SLS工艺中粉层需要激光使其加热达到熔化状态，高分子材料或者粉粒在激光烧结时会挥发异味气体。

而DLP相对于SLS，采用的是面光源，所以成型速度很快，也不会造成SLS出现的最终产品的尺寸不是原始设计的大小，DLP其与液晶投影类似，但其光线的产生是通过数字微镜组件的反射光线来实现的。其光照功率可以做得很大，可以实现光敏树脂、塑料粉末、金属粉末的打印，同时打印速度快，一次就可以完成一个面的打印。其缺点：数字微镜组件价格很高，大功率高分辨率的数字微镜组件更是极为昂贵。如果要打印大型产品，其分辨率仍然不足。目前行业内针对这个问题的解决方案，是将多个较低分辨率的数字微镜组件纵向拼成一个长条型，然后通过横向运动，来实现大幅面的打印。可是这个方案的问题是，在数字微镜组件的接缝处，由于拼合并不能准确的对齐，或光照度不同，或其他原因，造成3D打印产品在接缝处的力学性能很差，因此，现有技术中难以实现大幅面3D打印。

【发明内容】

为克服目前3D打印产品在对应数字微镜组件的接缝处力学性能差的技术问题，本发明提供一种新型的3D打印方法及其系统，3D打印设备。

本发明为了解决上述技术问题，提供如下技术方案：一种3D打印方法，包括如下步骤：

步骤S1，相邻安装的两个数字微镜组件之间至少部分投影重叠，以形成多个打印区域；

步骤S2，基于多个数字微镜组件之间形成的打印区域生成每一层待打印图形，不同层的待打印图形中投影区域可变；及

步骤S3，将光源与多个数字微镜组件沿一方向同步移动，以实现逐层投射画面。

优选地，在步骤S1之后，且在步骤S2之前，进行数字微镜组件的校准，进一步包括：

步骤S40，安装数字微镜组件完成后，选取其中一由相邻两个数字微镜组件之间投影形成投影区域；