[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

说明书

本发明属于3D打印技术领域，公开了一种双镜头组合精度提速3D打印光学系统及打印方法，包括一个DLP系统、两个不同倍率的投影镜头、分光镜、反射镜和一套精密移动系统。所述两个投影镜头垂直并列摆放，与DLP系统配合使用得到两种不同精度和幅面的投影效果。DLP系统发出的光路经过分光镜，部分反射后进入第一投影镜头3，部分透射后经过反射镜反射进入第二投影镜头；通过调整分光镜和反射镜等，使两束光路均被投影到重叠的打印平面上。本发明提供一种可灵活切换精度的双镜头3D打印光学系统，和该系统适用的高精度大幅面提速打印方法，解决了一套打印系统精度固定而对打印速度的限制，及打印精度和幅面大小矛盾的问题。

技术领域

本申请属于3D打印技术领域，尤其是涉及一种双镜头组合精度提速3D打印装置及打印方法。

背景技术

投影式微立体光刻3D打印技术基于数字光处理（DLP-Digital LightProcessing）的投影技术，核心器件为空间光调制器，包括但不仅限于LCD、DMD、LCOS等；通过DLP系统和投影镜头将二维图片成像到感光的树脂薄层上曝光后固化，多层叠加后完成三维模型的复制打印。由于每种空间光调制器的芯片解析度（像素）和尺寸固定，通过一种投影镜头后得到的曝光精度和幅面也是固定的，且精度越高，单幅面越小，因此，一般打印系统面临着高精度大幅面打印效率低，打印精度局限的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种双镜头组合精度提速3D打印光学系统及打印方法，在本发明中，使用一个DLP系统和两个不同倍率的投影镜头，实现一种两种打印精度灵活切换的光学系统，根据模型的二维图片特征进行图片分割和拼接打印，保障打印精度的前提下实现更大幅面的快速打印。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种双镜头组合精度提速3D打印装置，包括：

光源，用于产生投影用的光线；

打印样品台，用于形成及承载打印产品；

第一投影镜头，用于接收所述光源发出的光线并投影向所述打印样品台；

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

光路分配组件，用于将所述光源产生的光线分别分配到所述第一投影镜头和所述第二投影镜头中；

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

移动装置，用于控制所述打印样品台、所述光源、第一投影镜头、第二投影镜头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或所述第二投影镜头投影光线的曝光面的相对位置。

优选地，本发明的双镜头组合精度提速3D打印装置，所述光路分配组件包括分光镜、反射镜，所述分光镜、反射镜设置在所述光源射出光线的路径上，且所述反射镜位于所述分光镜沿所述光源射出光线方向的后方，所述分光镜能够使所述光源射出光线的一部分透过到所述反射镜处，另一部分折射或反射到所述第一投影镜头处，所述反射镜能够反射光线到所述第二投影镜头处。

优选地，本发明的双镜头组合精度提速3D打印装置，还包括激光位移计，所述激光位移计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。

优选地，本发明的双镜头组合精度提速3D打印装置，还包括监控相机，所述监控相机的监控光路与所述第一投影镜头和所述第二投影镜头的投影光路重合。

优选地，本发明的双镜头组合精度提速3D打印装置，所述打印样品台设置在树脂槽内，所述打印样品台上形成一个虚拟的打印面，所述打印面是每一层需要固化的树脂薄层的上表面，所述打印面与所述第一投影镜头和所述第二投影镜头的投影光路的曝光面重合。