[发明专利]三维打印设备及其打印方法

说明书

本发明提供一种三维打印设备及其打印方法，该设备包括涂覆装置，该涂覆装置能在曲面的基材上涂覆光固化材料；还包括光固化腔，涂覆有光固化材料的基材容纳在光固化腔内；还包括发光装置，该发光装置设置在光固化腔的一侧，且发光装置为曲面发光装置。该方法包括在具有曲面的基材上涂覆光固化材料；将涂覆有光固化材料的基材放置在曲面的发光装置一侧，发光装置的预设区域发光，将基材上与该预设区域对应的区域的光固化材料固化。本发明能针对体积较大或者曲面形状不规则的物体进行三维打印。

技术领域

本发明涉及三维打印领域，具体是涉及一种可以在曲面物体上进行打印的三维打印设备以及这种打印设备的打印方法。

背景技术

三维打印设备是一种基于三维物体的数字模型，利用塑料、液态光固化树脂、粉末状金属等材料，通过逐层打印的方式构造三维物体的设备。

数字光处理技术(Digital Light Processing，简称DLP)是一种基于数字微镜晶片(Digital Micromirror Device，简称DMD，也称数字微器件)的新式投影技术，数字微镜晶片为一个半导体开关，其在CMOS硅基片上集成了50万至130万个微镜片，每一微镜片代表一个像素，当一个微镜片处于“开”状态时，入射光将被反射并通过投影镜将影像投射至屏幕上，当一个微镜片处于“关”状态时，入射光将被反射至光吸收器而被吸收。光固化三维打印机是一种基于数字光处理技术，以液态光固化树脂为成型材料的快速成型设备，其具有成型速度快及成型精度高的优点。

现有的光固化三维打印机主要有软件和硬件两部分组成，硬件包括打印机框架、投影仪或LCD(Liquid Crystal Display的简称)液晶显示器、打印平台、工作台以及设置在其上面的树脂槽，常见的通过打印平台下降沉入到装有光敏树脂的树脂槽内。软件部分产生的影像信号经过数字处理后，通过投影仪或LCD液晶显示器投影到树脂槽的底部，这样投影到树脂槽底部的可见光与光敏树脂瞬间聚合成固体，而未与光接触的光敏树脂则保持液态，这样就在打印平台与树脂槽相对应的那一面上逐层生产需要打印的物体。

但是，LCD液晶显示器通常是平面的板状，发出的光束是以平行光束的方式入射到物体的表面上。随着三维打印需求的不断增加，人们希望在具有弯曲表面的物体上进行三维打印。例如，人们需要在指甲或者皮肤上进行打印，从而实现美甲或者纹身的效果。但由于现有的LCD液晶显示器是平面的，难以对弯曲的表面或者不规则的表面上的光敏树脂进行照射。

目前美甲使用的打印设备通常都不是光固化的三维打印设备，例如公告号为CN209580864U的实用新型专利就公开了一种自动美甲设备，该设备具有一个机架，在机架设有用于放入手指的操作窗口，在机架上方设置有美甲打印机构，并且还设置有在指甲上进行喷涂作业的喷涂装置，该喷涂装置包括按照与操作窗口的垂直距离由近及远分布的一个第一压电喷头、多个第二压电喷头及一个第三压电喷头。由于这种打印设备并不是使用光固化的打印方式进行，而是需要使用多个电喷头，导致打印设备成本高。

一种典型的在非平面基材上打印三维物体的打印设备的如图1与图2所示，待打印的基材10是一个圆柱形的产品，该产品的一个表面为平整的表面15，该表面15为待打印的表面。该打印设备具有一个墨盒11，墨盒11的靠近基材10的一端设置有出墨口16，出墨口16可以紧贴在表面15的上方。墨盒11可以接收控制装置12输出的信号，由控制装置12控制墨盒11的移动与工作。打印时，在控制装置12的控制下，墨盒11内的墨水可以通过出墨口16喷出，并且，基材10可以在控制装置12的带动下移动，从而在表面15上形成所需要的图案。通过多次在表面15上喷涂，形成具有一定厚度的图案，从而形成三维物体。

但是，这种打印设备由于使用墨盒11进行喷涂的方式进行打印，因墨盒11的喷头尺寸受限只能打印些小尺寸的图案，而且打印的图案仅仅限于接近于平面的小曲率曲面。如果需要进行纹身而进行大面积打印，甚至打印更大曲率范围的曲面图案的时候，这种打印设备是无法满足打印需求的。

发明内容