[发明专利]一种双镜头组合精度提速3D打印装置及打印方法

权利要求书

1.一种双镜头组合精度提速3D打印装置，其特征在于，包括：

光源（1），用于产生投影用的光线；

打印样品台（6），用于形成及承载打印产品；

第一投影镜头（3），用于接收所述光源（1）发出的光线并投影向所述打印样品台（6）；

第二投影镜头（2），用于接收所述光源（1）发出的光线并投影向所述打印样品台（6），所述第二投影镜头（2）的精度及覆盖的幅面与所述第一投影镜头（3）不同；

光路分配组件，用于将所述光源（1）产生的光线分别分配到所述第一投影镜头（3）和所述第二投影镜头（2）中；

移动挡板（7），设置在所述光路分配组件与所述第一投影镜头（3）和所述第二投影镜头（2）之间，用于单独控制所述第一投影镜头（3）或所述第二投影镜头（2）的曝光；

移动装置，用于控制所述打印样品台（6）、所述光源（1）、第一投影镜头（3）、第二投影镜头（2）或所述光路分配组件移动位置，以调整与所述第一投影镜头（3）或所述第二投影镜头（2）投影光线的曝光面的相对位置；

所述光路分配组件包括分光镜（4）、反射镜（5），所述分光镜（4）、反射镜（5）设置在所述光源（1）射出光线的路径上，且所述反射镜（5）位于所述分光镜（4）沿所述光源（1）射出光线方向的后方；两束投影光路在打印面上的曝光能量相同；

所述分光镜（4）一侧还设有监控相机(8)，所述监控相机(8)的监控光路与两束投影光路重合。

2.根据权利要求1所述的双镜头组合精度提速3D打印装置，其特征在于，所述分光镜（4）能够使所述光源（1）射出光线的一部分透过到所述反射镜（5）处，另一部分折射或反射到所述第一投影镜头（3）处，所述反射镜（5）能够反射光线到所述第二投影镜头（2）处。

3.根据权利要求2所述的双镜头组合精度提速3D打印装置，其特征在于，还包括激光位移计（11），所述激光位移计（11）用于检查打印样品台和薄膜的水平情况和表面平整度，记录打印样品台和薄膜的相对位置，方便精准快速调节到曝光位置。

4.根据权利要求1所述的双镜头组合精度提速3D打印装置，其特征在于，所述打印样品台（6）设置在树脂槽（13）内，所述打印样品台（6）上形成一个虚拟的打印面（12），所述打印面（12）是每一层需要固化的树脂薄层的上表面，所述打印面（12）与所述第一投影镜头（3）和所述第二投影镜头（2）的投影光路的曝光面重合。

5.根据权利要求1所述的双镜头组合精度提速3D打印装置，其特征在于，所述第二投影镜头（2）与所述第一投影镜头（3）并排竖直设置，所述打印样品台（6）位于第二投影镜头（2）与所述第一投影镜头（3）沿重力方向的正下方。

6.一种双镜头组合精度提速3D打印方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的双镜头组合精度提速3D打印装置，包括以下步骤：

S1，在计算机上建立三维几何模型，将三维几何模型在切片方向上等或不等间隔地切成一系列二维图片，每一张图片代表着三维模型中的一薄层，图片间隔代表薄层的厚度，模型的切片方向是打印系统的打印方向；

S2，根据二维图片的尺寸、特征和打印精度的要求，将二维图片分割成一系列子图片；

S3，使用DLP系统读取所有子图片并依次投影到打印面（12）上，通过所述第一投影镜头（3）和所述第二投影镜头（2）的投影光路中的移动挡板（7）控制曝光，根据子图片在二维图片中的位置并通过所述移动装置控制曝光区域；

S4，根据二维图片的尺寸、特征和打印精度的要求，选择单独使用所述第一投影镜头（3）或所述第二投影镜头（2）进行投影，或交替使用所述第一投影镜头（3）或所述第二投影镜头（2）来进行投影，以切换打印精度和幅面；

S5，曝光一定时间以产生一定厚度的固化层，代表了模型中对应的一层；当上一层完成曝光打印固化后，控制打印面（12）升降以进行下一层固化；依次重复曝光直到三维模型被复制出来。