移动式3D打印机及其打印方法技术

本发明专利技术公开一种移动式3D打印机及其打印方法，所述3D打印机包括机座，以及设置在机座上的曝光机构、打印机构、盛液机构和控制机构；其中，所述盛液机构包括用于盛放打印溶液的物料槽，用于驱动物料槽滑动的驱动组件，所述物料槽底部设有若干个间距一致的等宽度透明条纹，相邻2个透明条纹之间为非透明条纹，所述透明条纹的宽度大于非透明条纹宽度，透明条纹与非透明条纹之间设有高度差。本发明专利技术所述的移动式3D打印机及其打印方法，通过透明条纹和非透明条纹间隔设置，可以使固化时间大幅度缩短；透明条纹和非透明条纹之间设有高低差，可以使打印平台快速脱离物料槽底，进而实现快速打印。

Mobile 3D printer and printing method thereof

The invention discloses a mobile 3D printer and printing method thereof, wherein the 3D printer includes a frame, and the exposure mechanism arranged on the machine base, a printing mechanism, liquid holding mechanism and a control mechanism; wherein, the liquid holding mechanism comprises a material slot for containing printing solution, drive assembly for driving the sliding material groove. The bottom of the material groove is provided with a plurality of equal width spacing between 2 adjacent transparent stripes, transparent stripes between non transparent stripes, the transparent stripe width is greater than the non transparent stripe width, transparent stripes and non transparent stripes with a height difference between. The mobile 3D printer and printing method, through transparent stripes and non transparent stripes are arranged at intervals, can greatly shorten the curing time; a height difference between transparent stripes and non transparent stripes, can make the platform quickly out of print material into the groove bottom, and realize the quick print.

【技术实现步骤摘要】
移动式3D打印机及其打印方法
本专利技术涉及一种移动式3D打印机及其打印方法，属于3D打印领域。
技术介绍
3D打印机是一种采用累积制造技术（即快速成形技术）的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器按照程序把产品一层层造出来。目前，3D打印机曝光固化时，都是采用整层一体固化，当固化面积较大时，固化时间较长，非常影响打印速度；此外，固化结束后，为实现固化层与盛放溶液的物料槽快速脱离，一般会选用斜拔式（如公开号为CN104309128A的专利“一种3D打印装置及其打印方法”中所述的斜拔组件）或旋转式的物料槽，前者结构较为复杂，脱离时间长，后者只适合一些粘度较高的打印溶液。有鉴于此，本专利技术人对此进行研究，专门开发出一种移动式3D打印机及其打印方法，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种移动式3D打印机及其打印方法，具有固化时间短、打印速度快等特点。为了实现上述目的，本专利技术的解决方案是：一种移动式3D打印机，包括机座，以及设置在机座上的曝光机构、打印机构、盛液机构和控制机构；其中，所述打印机构包括模组、滑动安装在模组上的打印平台，所述盛液机构包括用于盛放打印溶液的物料槽，用于驱动物料槽滑动的驱动组件，所述物料槽底部设有若干个间距一致的等宽度透明条纹，相邻2个透明条纹之间为非透明条纹，所述透明条纹的宽度大于非透明条纹宽度，透明条纹与非透明条纹之间设有高度差；曝光机构的曝光口与打印平台相对应，曝光固化的光通过物料槽底部的透明条纹直射打印平台。作为优选，所述透明条纹的宽度为3~20mm，所述非透明条纹与透明条纹的宽度差为1~5mm。作为优选，所述透明条纹和非透明条纹的水平高度差为0.1mm-10mm。作为优选，所述驱动组件包括物料槽固定座、导轨，以及带动物料槽固定座移动的驱动部件，所述导轨固定安装在机座面板上，所述物料槽固定座底部通过滑块滑动安装在导轨上，所述物料槽固定座侧边与驱动部件相连，物料槽固定座移动方向与透明条纹的长度延伸方向相垂直。作为优选，所述驱动部件包括驱动电机，与驱动电机相连的第一齿轮，与第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述第二齿轮通过弹性件与物料槽固定座相连，通过驱动电机带动第一齿轮和第二齿轮运动，从而带动物料槽固定座沿导轨滑动。作为优选，所述第二齿轮为条形齿轮，条形齿轮的两端分别通过直线弹簧与物料槽固定座相连，通过直线弹簧，可以使驱动电机驱动时具有一定的缓冲空间，防止驱动电机转动过度而受损。作为优选，所述机座面板上进一步设有定位器，所述定位器位于物料槽固定座的移动末端，用于精确调节物料槽的移动距离。作为优选，所述定位器采用千分尺。作为优选，所述机座面板上进一步设有位置传感器，用于物料槽初始位置的精确定位。上述移动式3D打印机的打印方法，包括如下步骤：步骤1、手动调节定位器，设定好物料槽的移动距离，控制机构控制曝光机构、打印机构、盛液机构开始工作，驱动组件带动物料槽移动到初始位置；步骤2、打印平台下降至物料槽底部，此时，打印平台下表面与物料槽底最小间距为单层打印的厚度，曝光机构通过透明条纹区域向打印平台投射投影图像，使投影范围内的打印溶液固化并粘贴在打印平台上；步骤3、固化结束后，物料槽向移动末端移动（X+Y）/2的距离，其中，X为透明条纹的宽度，Y为非透明条纹的宽度，物料槽移动后，透明条纹正对该固化层的未固化区域，非透明条纹正对该固化层的已固化区域；步骤4、曝光机构再次通过透明条纹区域向打印平台投射投影图像，使投影范围内的打印溶液固化并粘贴在打印平台上，此时固化层整层固化结束，物料槽开始移动，打印平台固化层随着物料槽移动而与物料槽底脱离，打印平台向上提升一个固化层距离，物料槽恢复到初始位置；步骤5、重复上述打印步骤进行第二层固化，直至整个打印过程结束。与现有3D打印机相比，本专利技术所述的移动式3D打印机及其打印方法具有如下优点：1、固化时间短：通过透明条纹和非透明条纹间隔设置，使固化面积变小，被固化的打印溶液散热快，进而使固化时间大幅度缩短；2、平滑速度快：物料槽底的透明条纹和非透明条纹之间设有高低差，使物料槽底与打印平台间留有一定空隙，进而可以使打印平台快速脱离物料槽底，物料槽左右移动过程中即可实现快速打印，又可实现快速脱离；3、打印速度快：因为打印平台脱离物料槽底后可快速上升，再加上固化时间短，物料槽平滑速度快，从而可以使整个打印时间大幅度缩短，是一般3D打印机打印速度的2~10倍。以下结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细描述。附图说明图1为本实施例的移动式3D打印机立体结构示意图；图2为本实施例的移动式3D打印机俯视图；图3为本实施例的物料槽俯视图；图4为本实施例的物料槽立体结构示意图。具体实施方式如图1-2所示，一种移动式3D打印机，包括机座1，以及设置在机座1上的曝光机构2、打印机构3、盛液机构4和控制机构5。在本实施例中，所述机座包括底板11、上面板12，以及位于底板11与上面板12之间的数个立柱13，其中，所述曝光机构2和控制机构5固定安装在底板11上，所述打印机构3、盛液机构4安装在上面板12上。曝光机构2为投影仪，具体可以采用DLP投影仪。所述打印机构3包括模组31、滑动安装在模组31上的打印平台32，所述打印平台32通过垂直设置在模组31内的丝杠实现上下滑动，打印平台32与丝杠相连，丝杠与丝杠电机相连，通过丝杠电机驱动丝杠转动，进而带动打印平台32移动，在打印过程中，打印平台32可匀速上升。所述控制机构5采用微处理器控制，控制机构5分别与曝光机构2、打印机构3和盛液机构4相连，用于控制各个机构的动作。所述盛液机构4包括用于盛放打印溶液的物料槽41，以及用于驱动物料槽41水平滑动的驱动组件，如图3-4所示，所述物料槽41底部设有若干个间距一致的等宽度透明条纹411，相邻2个透明条纹411之间形成非透明条纹412，所述透明条纹411的宽度大于非透明条纹宽度412。所述透明条纹411用于透过曝光机构的光，所述非透明条纹412用于阻挡曝光机构的光，非透明条纹412的实现可以采用多种方式，如在透明的物料槽底设置非透光的膜，或者在透明的物料槽底进行磨砂处理。在本实施例中，所述透明条纹411的宽度为7mm，所述非透明条纹412的宽度为5mm。为方便打印平台32与物料槽41的快速脱离，所述透明条纹411和非透明条纹412设有高度差，一般为0.1mm-10mm，具体根据物料槽41的大小而定，一般物料槽41面积越大，其透明条纹411和非透明条纹412的宽度也越大，高度差也越大，在本实施例中，所述透明条纹411所在平面比非透明条纹412所在平面高出0.2mm。所述曝光机构2的曝光口与打印平台32相对应，曝光固化的光通过物料槽41底部的透明条纹411直射打印平台，实现对应区域的固化。所述驱动组件包括物料槽固定座42、导轨43，以及带动物料槽固定座移动的驱动部件，所述导轨43固定安装在机座上面板12上，所述物料槽固定座42底部通过滑块44滑动安装在导轨43上，所述物料槽固定座42侧边与驱动部件相连，物料槽固定座42移动方向与透明条纹411的长度延伸方向相垂直。在本实施例中，所述驱动部件包括驱动电机45，与驱动电机45相连的第一齿轮46，与第一齿轮46相啮合的第二齿轮47，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动式3D打印机，其特征在于：包括机座，以及设置在机座上的曝光机构、打印机构、盛液机构和控制机构；其中，所述打印机构包括模组、滑动安装在模组上的打印平台，所述盛液机构包括用于盛放打印溶液的物料槽，用于驱动物料槽滑动的驱动组件，所述物料槽底部设有若干个间距一致的等宽度透明条纹，相邻2个透明条纹之间为非透明条纹，所述透明条纹的宽度大于非透明条纹宽度，透明条纹与非透明条纹之间设有高度差；曝光机构的曝光口与打印平台相对应，曝光固化的光通过物料槽底部的透明条纹直射打印平台。

【技术特征摘要】
1.一种移动式3D打印机，其特征在于：包括机座，以及设置在机座上的曝光机构、打印机构、盛液机构和控制机构；其中，所述打印机构包括模组、滑动安装在模组上的打印平台，所述盛液机构包括用于盛放打印溶液的物料槽，用于驱动物料槽滑动的驱动组件，所述物料槽底部设有若干个间距一致的等宽度透明条纹，相邻2个透明条纹之间为非透明条纹，所述透明条纹的宽度大于非透明条纹宽度，透明条纹与非透明条纹之间设有高度差；曝光机构的曝光口与打印平台相对应，曝光固化的光通过物料槽底部的透明条纹直射打印平台。2.如权利要求1所述的一种移动式3D打印机，其特征在于：所述透明条纹的宽度为3~20mm，所述非透明条纹与透明条纹的宽度差为1~5mm。3.如权利要求1所述的一种移动式3D打印机，其特征在于：所述透明条纹和非透明条纹的水平高度差为0.1mm-10mm。4.如权利要求1所述的一种移动式3D打印机，其特征在于：所述驱动组件包括物料槽固定座、导轨，以及带动物料槽固定座移动的驱动部件，所述导轨固定安装在机座面板上，所述物料槽固定座底部通过滑块滑动安装在导轨上，所述物料槽固定座侧边与驱动部件相连，物料槽固定座移动方向与透明条纹的长度延伸方向相垂直。5.如权利要求4所述的一种移动式3D打印机，其特征在于：所述驱动部件包括驱动电机，与驱动电机相连的第一齿轮，与第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述第二齿轮与通过弹性件与物料槽固定座相连，通过驱动电机带动第一齿轮和第二齿轮运动，从而带动物料槽固定座沿导轨滑动。6.如权利要求5所述的一种移动式...

【专利技术属性】
技术研发人员：张靖，金良，陈勇，王迪龙，金伟刚，曾祥伟，
申请(专利权)人：浙江迅实科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33