[发明专利]一种光固化三维打印方法

说明书

本发明属于三维打印技术领域，为解决现有技术中难以实现连续光照固化打印的问题，本发明公开了一种光固化三维打印方法，包括以下步骤：将待打印的固化模型分割为n层；将每层的层图案分拆成m个图组；每个图组分别由离散的图元构成；在打印过程中，利用光束逐个照射m个图组，在对第i个图组进行照射时，在未被照射的一个或几个图组上形成光敏料的通道，通道与正在照射的第i个图组的各图元的边缘接触，使得光敏料经过通道就近回流到第i个图组的各图元区域；被光束照射的光敏料形成固化层；依次打印n层的层图案形成n层固化层并累积形成所述固化模型。本发明提升打印速度和固化模型的强度，还可以能够实现连续光照固化打印。

技术领域

本发明涉及光固化三维打印技术领域，特别是涉及一种光固化三维打印方法。

背景技术

光固化三维（3D）打印技术以数字三维模型文件为基础，通过逐层打印的方式来构造打印物体（固化模型）。大都包括光源（如紫外光源）和结合固化模型的成型平台，成型平台通过驱动机构（如丝杆驱动机构）在打印过程中可以移动，光源发出光束选择性照射光敏树脂形成固化层，层层堆叠形成三维的固化模型。

对于自由液面的光固化打印过程中，选择性光照固化完成一层后，往往需要模型下沉光敏料中层厚深度，然后将光敏树脂液面刮平，再进行下一层光照固化。即使光敏树脂具有很强的自流平能力，也还是需要较长的时间进行光敏树脂能回流，且难以实现连续的光固化过程，打印速度有待提升。约束液面的光固化三维打印过程中，光束是穿过离型膜选择性照射光敏树脂进行层层固化，打印过程中固化层会黏连到离型膜上，往往需要离型膜与固化层进行离型过程来实现光敏树脂的回流，回流速度慢，影响打印速度，对于采用氧气等抑制剂在靠近离型膜的区域的光敏树脂中形成固化死区的方式避免固化层与离型膜黏连，则往往需要特殊的离型膜和相应的材料和打印机结构限制，影响应用范围，且对于较厚模型光敏树脂的回流速度依然较慢，且难以实现连续光照固化打印，打印速度有待提升。而且这些方式中固化层与层之间为平面结合，结合强度往往层内材料之间的结合强度，固化模型的整体强度也有待提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光固化三维打印方法，能够提升打印速度和固化模型的强度，还可以实现连续光照固化打印。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种光固化三维打印方法，包括以下步骤：

（1）将待打印的固化模型分割为n层，其中n为正整数；将每层的层图案分拆成m个图组，m≥2；每个图组分别由离散的图元构成，且不同图组的图元相互交错排列；

（2）在对所述每层的层图案进行打印的过程中，利用光束逐个照射所述的m个图组，在对第i个图组进行照射时，在未被照射的一个或几个图组上形成光敏料的通道，所述通道与正在照射的第i个图组的各图元的边缘接触，使得所述光敏料经过所述通道就近回流到第i个图组的各图元区域；被所述光束照射的光敏料形成固化层，在打印过程中所述固化层与成型面相互远离移动，完成所述层图案的打印，其中，i∈{1,2,3,...,m}；

（3）依次打印n层的层图案形成n层固化层并累积形成所述固化模型。

所述层图案中的不同图组分别固化形成的固化层在所述固化层与所述成型面的相互远离移动的方向上相互之间具有高度差，各相邻层的固化层相互交错累积结合。

当m=2时，在对不同图组的照射进行切换过程中先暂停光束照射，在所述固化层与所述成型面相互远离预设间距后所述光束再开始对另一图组进行照射；当m=3时，所述图组的图元沿设定方向相互交错，所述光束对各图组按顺序循环照射打印，同时所述成型面与固化层连续的相互远离移动；当m≥4时，所述图组的图元图案在层中沿两个方向排列，同一图组中的图元相互隔离，所述光束对各图组按顺序循环照射打印，同时所述成型面与固化层连续的相互远离移动。

当正在打印的所述层图案中包括表层区域时，所述表层区域则被所述光束整体照射成型。