[发明专利]配备有遮蔽器冷却通道的立体印刷设备

说明书

本发明公开了一种立体印刷设备，包括：固定的槽(401)或用于接收可移出的槽的保持器，所述槽用于在立体印刷式3D打印过程中保持树脂；以及辐射源(501)，所述辐射源用于产生能够聚合所述槽(401)中的所述树脂的各部分的辐射。该立体印刷设备包括：处于所述辐射源(501)和所述槽(401)之间的遮蔽器(502)，用于允许所产生的辐射的仅选定部分到达所述树脂；以及处于所述辐射源(501)和遮蔽器(502)之间的冷却通道(503)。该立体印刷设备包括鼓风机(504)，该鼓风机构造成迫使冷却剂气体通过所述冷却通道(503)。

技术领域

本发明涉及立体印刷式3D打印技术，也被称为立体印刷式增材制造。特别地，本发明涉及控制立体印刷设备中的遮蔽器的温度的任务。

背景技术

立体印刷技术是3D打印或增材制造技术，其中使用光辐射来光聚合合适的原材料以生产期望的目标物。原材料以树脂形式进入加工过程。槽用于保持一定量的树脂，构建平台沿垂直方向移动，以使要生产的目标物从构建平台的构建表面开始逐层增长。用于光聚合的光辐射可以从上方来自槽，在这种情况下，随着制造的进行，构建平台向下移动通过剩余的树脂。本说明书特别涉及立体印刷的所谓的“自下而上”的变型，其中，光聚合光辐射从下方来自槽，并且构建平台随着制造的进行向上移动远离剩余的树脂。

已知了几种方法用来产生“自下而上”变型中的光聚合光辐射。在一种方法中，激光束扫描通过当前生产的层中的应该光聚合树脂的那些部分。在另一种方法中，将像素化辐射发射面板放置在槽的底部下方，并且仅激活面板的与应该光聚合树脂的位置重合的那些像素。又一种方法涉及使用普通辐射源和遮蔽器，普通辐射源的辐射可以均匀地分布在槽的底表面上，遮蔽器处于所述辐射源和所述槽之间，以允许所产生的辐射的仅选定部分到达槽中的树脂。可以以电子方式控制遮蔽器，使得在每一层的曝光期间，它仅在辐射应通过的那些位置是透明的。

遮蔽器可以例如是液晶面板。然而，由于随着温度的升高，液晶面板的对比度(应为透明的区域和应为不透明的区域之间的透明性差异)可能劣化，因此可能会出现问题。为了实现快速立体印刷式3D打印，应该使用强辐射源；然而，许多强的合适辐射源也产生相对大量的热量，这些热量趋于使用作遮光器的液晶面板升温到过高的温度。

发明内容

本发明的目的是解决在使用普通辐射源的立体印刷设备中的遮蔽器过度加热的问题。

本发明的目的是提供一种立体印刷设备，其中可以快速且有效地对应该光聚合树脂的那些部分进行选择性照射。从制造、使用和维护的角度来看，该结构应该是有利的，并且该结构应该使得能够使用各种辐射源和遮蔽器。

通过在辐射源之间的合适位置处提供一个或多个冷却通道和在立体印刷式3D打印过程中迫使足够量的冷却剂气体通过所述冷却通道来实现这些和其他有利目的。

根据一个方面，立体印刷设备包括：槽，所述槽用于在立体印刷式3D打印期间保持树脂；辐射源，所述辐射源用于产生能够聚合所述槽中的所述树脂的各部分的辐射；遮蔽器，所述遮蔽器处于所述辐射源与所述槽之间，用于允许所产生的辐射的仅选定部分到达所述树脂；冷却通道，所述冷却通道处于所述辐射源和所述遮蔽器之间；和鼓风机，所述鼓风机构造成迫使冷却剂气体通过所述冷却通道。

在立体印刷设备的一个实施例中，它包括在所述辐射源和所述冷却通道之间的辐射分配器。

在立体印刷设备的一个实施例中，所述辐射分配器包括具有窄端和宽端的锥形反射器，所述辐射源位于所述窄端处，并且所述宽端指向所述遮蔽器。

在立体印刷设备的一个实施例中，所述遮蔽器是包括光电材料层的面板。

在立体印刷设备的一个实施例中，所述遮蔽器是液晶面板。

在立体印刷设备的一个实施例中，所述冷却通道是平面的，并且沿着所述遮蔽器背离所述槽的侧表面延伸。