[发明专利]一种光固化3D打印设备和工艺方法

说明书

本发明提供了一种光固化3D打印设备和工艺方法，运用于3D打印技术领域；该方法特采用一种全息投影技术，将待打印模型在X轴、Y轴和Z轴三个方向利用空间光调制器进行处理，得到X轴、Y轴和Z轴三个方向上的一系列带有相位信息的全息图，之后将X轴、Y轴和Z轴方向的全息图一次同时投影在光敏树脂内部，实现快速3D打印，数秒内完成模型打印，本发明提供的3D打印设备和方法避免了常规3D打印技术的逐层累积的方式，提高打印效率，并且本发明提供的光固化3D打印技术可以摆脱模型形状的限制,复杂模型打印无需支撑，打印过程无需成型平台。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及为一种光固化3D打印设备和工艺方法。

背景技术

3D打印技术是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，3D打印技术的制造原理是基于“增材制造”的思想，它与传统的加工工艺通过切削、打磨、冲压等来实现产品成型的过程具有本质区别，3D打印技术仅利用三维设计数据在一台设备上即可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件，且无需模具，有效缩短了加工周期，易于实现单件小批量复杂形状产品的快速制造，在非批量化生产中具有明显的成本和效率优势，目前的3D打印技术有光固化3D打印技术、选择性激光烧结3D打印技术、熔融沉积3D打印技术以及切纸层叠3D打印技术等几种，其中光固化3D打印技术发展最成熟、打印精度最高。

目前常规的光固化3D打印技术均采用逐层累积的方式进行3D打印成型，分为自上往下成型方式和自下往上的成型方式。自上往下的打印方式光源在上方，样品固定区域，称为成型平台或打印平台在下方，图形化光敏从上往下照，光敏树脂逐层固化后，样品逐层下降实现3D打印成型。自下往上的成型方式光源在下方，成型平台或打印平台在上方，光源通过液槽底部后，使树脂固化在成型平台上，成型平台逐层上拉实现3D打印成型。上述两种打印成型方式均是采用逐层累积的方式打印模型，层与层之间打印有先后时间关系，自上往下的打印方式需要有刮刀涂覆或者薄膜覆盖的方法保证树脂的流平，严重影响打印的效率，自下往上的方式需要考虑液槽底部材料的透光以及粘连的问题，影响打印成功率。采用上述成型方式打印某些模型需要加支撑，或者存在无法打印的模型，比如四周都是尖锥的球形结构等。另外，目前这两种光固化3D打印方式均存在取样品的时候，样品和成型平台粘接在一起，用外力取下样品会影响样品良率或者会损坏样品。

发明内容

本发明旨在提高打印成型效率，扩大了3D模型打印的范围，提供一种光固化3D打印设备和工艺方法。

本发明为解决技术问题采用如下技术手段：

本发明提供一种光固化3D打印工艺方法，包括：

建立需要进行打印的3D模型图像至三个光束照射器中；

启用单个光束照射器照射光束并聚焦至光敏树脂槽表面；

调取剩余两个光束照射器依据聚焦完毕的光束进行光束定位，使三种光束从不同的方位照射至所述光敏树脂槽表面；

所述光敏树脂槽表面基于所述三种光束照射至所述光敏树脂槽内部的液体光敏树脂，使光敏树脂固化成型，得到所述需要进行打印的3D模型。

进一步地，所述调取剩余两个光束照射器依据聚焦完毕的光束进行光束定位，使三种光束从不同的方位照射至所述光敏树脂槽表面的步骤中，包括：

设定所述聚焦完毕的光束照射至所述光敏树脂槽表面的方向为X轴；

设立剩余两种光束依据所述聚焦完毕的光束所照射的X轴方向，分别照射至所述光敏树脂槽表面的方向为Y轴和Z轴。

进一步地，所述建立需要进行打印的3D模型图像至三个光束照射器中的步骤中，包括：

订制所述需要进行打印的3D模型图像的光学参数；其中，所述光学参数包括打印厚度、曝光时间、灯灭延迟、抬升距离和回程速度。

进一步地，所述建立需要进行打印的3D模型图像至三个光束照射器中的步骤前，包括：

调用预设有的光束照射器布置于所述树脂槽的外围；