本实用新型专利技术公开了一种基于液体光固化成型的快速3D打印装置，包括：载物台、液体槽、阻聚剂腔体、成型膜、升降台、执行机构、环境变量传感器及中央控制器；所述液体槽安装在载物台上，内盛有用于光固化的液态可聚合物；所述阻聚剂腔体设置在所述液体槽下方；所述成型膜设置在所述液体槽与阻聚剂腔体之间；所述执行机构，包括运动机构及数字光处理器；所述中央控制器与所述执行机构及环境变量传感器连接。本实用新型专利技术基于液体光固化成型的快速3D打印装置加快了光固化成型的速度，提高了成型物体精度，打印速度精度可调，改善打印物体的物理特性，减弱光固化成型技术在打印过程中对支撑结构的依赖。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及3D快速成型
，尤指一种基于液体光固化成型的快速3D打印装置。
技术介绍
3D打印作为快速成型的重要方法，与传统的切削技术不同，是一种增材制造技术。3D打印以经过智能化处理后的三维数字模型文件为基础，获取模型切片，运用可热熔粘合或可固化液体等材料，通过分层加工、叠加成形的方式“逐层增加材料”来生成三维实体。3D打印技术相对传统的制造方式更加节约材料，更加适合个性化产品的生产，尤其是切削技术难以生产的复杂结构物体。3D打印技术已经广泛应用于医疗医药、军事等领域，该技术的大众化将使得社会制造成为可能，进一步解放每个社会个体的创造力价值。然而打印速度、打印精度和材料需求是限制3D打印技术发展的瓶颈。立体光固化成型(SLA)和数字光处理(Digital Light Processing,DLP)是以液态可固化材料为打印原料的常见3D打印技术。DLP技术通常采用紫外光束投影到盛放在液体槽中透明、有黏性的液态光敏树脂，使之快速聚合固化，在升降台的提升下层层固化堆叠成最终物体。然而，由于每次固化后填充液态树脂和留出固化空隙的需要，物体固化面需要反复分离成型膜、重定位，这使得打印速度只能达到毫米每小时的级别。同时逐层投影固化造成打印物体表面粗糙，以及随之而来的在堆叠方向上不满意的力学特性，使光固化类方法的应用得到很大的限制。
技术实现思路
基于此，本技术提供一种打印速度快、精度高的基于液体光固化成型的快速3D打印装置。为了实现本技术的目的，本技术采用以下技术方案：一种基于液体光固化成型的快速3D打印装置，包括：载物台；液体槽，安装在载物台上；所述液体槽内盛有用于光固化的液态可聚合物；阻聚剂腔体，对应安装在所述液体槽下方；该阻聚剂腔体装有用于抑制辐照下液态可聚合物聚合反应的阻聚剂；成型膜，安装在所述液体槽与阻聚剂腔体之间；所述成型膜具有光透性和抑制剂透过能力，根据所述阻聚剂透过成型膜与液态可聚合物作用，所述成型膜上表面形成一层未固化的液体层；升降台，用于连接被打印物体；执行机构，包括运动机构及数字光处理器，所述运动机构连接所述升降台以带动升降台的移动；所述数字光处理器位于所述阻聚剂腔体的下方，将合适的光源调制之后，透过所述阻聚剂腔体、成型膜投影到液体槽中，引发聚合交联固化反应；环境变量传感器，用于监控环境变量；及中央控制器，该中央控制器与所述执行机构及环境变量传感器连接。在其中一个实施例中，所述液体槽、阻聚剂腔、成型膜分别通过一紧固件连接在一起，固定于所述载物台之上，且可拆卸。在其中一个实施例中，所述紧固件为环形螺纹紧固件，紧固件的内壁设有螺纹；所述液体槽的底部外壁、阻聚剂腔体的顶部外壁及成型膜的外壁均设有外螺纹以与所述紧固件的螺纹对应配合。在其中一个实施例中，所述液体槽与一液体供应管道相通，以保证液体槽内的液态可聚合物的充足；该阻聚剂腔体与一阻聚剂供应管道连通；所述执行机构还包括管道泵及管道阀，所述管道泵及管道阀位于液体供应管道与阻聚剂供应管道上。在其中一个实施例中，所述执行机构还包括加热器、散热器；所述加热器安装于液体槽的底部以适时加热液体；所述散热器置于液体槽下部，以消散光固化过程释放的热量，控制打印环境温度。在其中一个实施例中，所述环境变量传感器包括温度传感器、压强传感器、液位传感器、速度传感器、液体粘度计、光电探测器；所述温度传感器安置于成型膜上以监控液体温度；所述压强传感器置于所述阻聚剂腔体内以监控阻聚剂供应压强；所述液位传感器用于监控液体槽的液位水平；所述速度传感器直接与间接地监控升降台的运动速度与位置，用于调节打印速度与定位反馈；所述光电探测器用于监控所述数字光处理器的调制光辐照强度。本技术的基于液体光固化成型的快速3D打印装置通过所形成的未固化液体层，使得升降台不需要反复地提升、填充液体、重定位、投影固化，而是通过提升运动产生的液体压力自然填充液态可聚合物，从而实现连续地提升运动与光固化过程。附图说明图1为本技术的一较佳实施例的基于液体光固化成型的快速3D打印装置的内部结构示意图。图2为图1的基于液体光固化成型的快速3D打印装置的另一角度的示意图，其中载物台、液体槽及阻聚剂腔体呈剖开设置。图3为图2的基于液体光固化成型的快速3D打印装置的局部示意图及部分放大图。图4为本技术的基于液体光固化成型的快速3D打印装置的控制系统逻辑图。图5为本技术的基于液体光固化成型的快速3D打印装置的打印速度控制方法逻辑图。图6为本技术的基于液体光固化成型的快速3D打印装置的工作方法流程图。图7为本技术的基于液体光固化成型的快速3D打印装置的系统配置方法示意图。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将对本技术进行更全面的描述。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。请参阅图1至图3，为本技术一较佳实施方式的基于液体光固化成型的快速3D打印装置，包括载物台10、安装在载物台10上的液体槽20、对应该液体槽20下方的阻聚剂腔体30、设置在液体槽20与阻聚剂腔体30之间的成型膜40、升降台50、连接升降台50的运动机构60、数字光处理器(Digital Light Processing,DLP)70及中央控制器80。所述基于液体光固化成型的快速3D打印装置在本实施例中为一密封的工作室，所述载物台10设置在该基于液体光固化成型的快速3D打印装置的中下部位置，并将基于液体光固化成型的快速3D打印装置划分为位于上部的密封的打印室15和位于下部的设备室16。所述液体槽20安装在载物台10上，并位于打印室15中。该液体槽20内盛放用于光固化的液态可聚合物21。该液体槽20与一液体供应管道22相通，以保证液体槽20内的液态可聚合物21的充足。该液体槽20通过紧固件25与载物台10固定，并且与载物台10可拆卸连接。所述紧固件25为环形螺纹紧固件，紧固件25的内壁设有螺纹。所述阻聚剂腔体30安装在载物台10下方，并位于设备室16中。该阻聚剂腔体30内充满用于抑制辐照下液态可聚合物聚合反应的阻聚剂31。该阻聚剂腔体30与一阻聚剂供应管道32连通。该阻聚剂腔体30通过紧固件25与载物台10固定，并且与载物台10可拆卸连接。所述成型膜40安装在载物台10上，并位于液体槽20及阻聚剂腔体30之间，用于供阻聚剂31经所述成型膜40渗透进入液体槽20底部。在本实施例中，该成型膜40上接液体槽20，下接阻聚剂腔体30。成型膜40为本技术基于液体光固化成型的快速3D打印装置的核心组件，由复合材料制成。该复合材料具有光透性和一定的阻聚剂透过能力，用于打印过程中，阻聚剂31透过成型膜40，抑制液态可聚合物21的固化反应，在其上表面维持一层未固化的液态可聚合物，保证光固化过程连续进行。该层未固化的液态可聚合物，称为未固化液体层。在本实施例中成型膜40由具有光透性与阻聚剂透过性的聚合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于液体光固化成型的快速3D打印装置，其特征在于，包括：载物台；液体槽，安装在载物台上；所述液体槽内盛有用于光固化的液态可聚合物；阻聚剂腔体，对应安装在所述液体槽下方；该阻聚剂腔体装有用于抑制辐照下液态可聚合物聚合反应的阻聚剂；成型膜，安装在所述液体槽与阻聚剂腔体之间；所述成型膜具有光透性和抑制剂透过能力，根据所述阻聚剂透过成型膜与液态可聚合物作用，所述成型膜上表面形成一层未固化的液体层；升降台，用于连接被打印物体；执行机构，包括运动机构及数字光处理器，所述运动机构连接所述升降台以带动升降台的移动；所述数字光处理器位于所述阻聚剂腔体的下方，将合适的光源调制之后，透过所述阻聚剂腔体、成型膜投影到液体槽中，引发聚合交联固化反应；环境变量传感器，用于监控环境变量；及中央控制器，该中央控制器与所述执行机构及环境变量传感器连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于液体光固化成型的快速3D打印装置，其特征在于，包括：载物台；液体槽，安装在载物台上；所述液体槽内盛有用于光固化的液态可聚合物；阻聚剂腔体，对应安装在所述液体槽下方；该阻聚剂腔体装有用于抑制辐照下液态可聚合物聚合反应的阻聚剂；成型膜，安装在所述液体槽与阻聚剂腔体之间；所述成型膜具有光透性和抑制剂透过能力，根据所述阻聚剂透过成型膜与液态可聚合物作用，所述成型膜上表面形成一层未固化的液体层；升降台，用于连接被打印物体；执行机构，包括运动机构及数字光处理器，所述运动机构连接所述升降台以带动升降台的移动；所述数字光处理器位于所述阻聚剂腔体的下方，将合适的光源调制之后，透过所述阻聚剂腔体、成型膜投影到液体槽中，引发聚合交联固化反应；环境变量传感器，用于监控环境变量；及中央控制器，该中央控制器与所述执行机构及环境变量传感器连接。2.根据权利要求1所述的基于液体光固化成型的快速3D打印装置，其特征在于：所述液体槽、阻聚剂腔、成型膜分别通过一紧固件连接在一起，固定于所述载物台之上，且可拆卸。3.根据权利要求2所述的基于液体光固化成型的快速3D打印装置，其特征在于：所述紧固件为环形螺纹紧固件，紧固件的内壁设有螺纹；所述液...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈震，郭超，熊刚，商秀芹，
申请(专利权)人：东莞中国科学院云计算产业技术创新与育成中心，
类型：新型
国别省市：广东;44
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