一种液态金属结合光敏树脂喷射成型的3D打印装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及3D打印设备技术领域，公开了一种液态金属结合光敏树脂喷射成型的3D打印装置，包括：载物托盘，在载物托盘的上表面构造有待打印区域；喷头喷射打印机构，设置在载物托盘的上方，其中，喷头喷射打印机构的喷射面朝向待打印区域；运动控制机构，用于控制喷头喷射打印机构朝向待打印区域并在待打印区域的范围内进行3D打印；供墨机构，用于提供给喷头喷射打印机构进行3D打印用的液态金属和光敏树脂；以及UV光照结构，用于将喷头喷射打印机构喷射出来的光敏树脂进行固化成型。该3D打印装置具有将液态金属与光敏树脂相结合后进行逐层打印，从而使得制造出的电子电路功能器件在作为结构件的同时，还具有导电功能的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种液态金属结合光敏树脂喷射成型的3D打印装置
本专利技术涉及3D打印设备
，特别是涉及一种液态金属结合光敏树脂喷射成型的3D打印装置。
技术介绍
3D打印技术是快速成型技术中的一种，又称为增材制造技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状材料比如金属粉末、尼龙粉末、石膏粉末、塑料线材、液态光敏树脂等为材料，通过程序代码控制，逐层打印堆叠的方式来构造物体的技术。随着3D打印技术的不断发展，出现了各种类型的打印成型技术，包括：FDM打印技术、SLA光固化成型技术、DLP数字光处理成型技术、CLIP连续界面制造技术、Polyjet聚合物喷射技术、3DP三维印刷成型技术、LOM打印技术、SLS激光选择性烧结技术、SLM选择性激光熔化技术以及EBM电子束熔炼技术等。但是，这些打印方式制造出的模型零件大多数只具有结构性功能，而并不具有电子电路的功能。而对于结构性电子功能器件的打印制造，是未来3D打印技术发展的必然趋势。金属与非金属混合打印，将会让增材制造技术从结构制造向功能制造迈出了一大步，相应装备在3D电子器件、智能机器、射频通信、科研教学等领域都具有广泛的应用价值。金属与非金属混合打印，使得整个制造过程可与非金属材料进行交替打印，由此实现各种电子电路功能器件，比如可穿戴设备的快速成型，使得目标终端装备的全自动化制造与组装成为可能。光敏树脂是一种被得到广泛运用的3D打印工业材料，自第一台商用3D打印机诞生以来，光敏树脂就成为3D打印耗材的重要部分，如今光敏树脂材料作为3D打印材料也有着举足轻重的地位。目前以光敏树脂为材料的3D打印方式主要有SLA光固化成型技术、DLP数字光处理成型技术、CLIP连续界面制造技术、Polyjet聚合物喷射技术以及MJP喷射技术等。然而这些技术类型均只能打印结构性的零部件，并不能进一步打印出带有电子电路功能性的结构件出来，仅仅实现了3D打印制造而并没有真正地实现3D打印制造。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种液态金属结合光敏树脂喷射成型的3D打印装置，以解决现有技术中并没有将液态金属与光敏树脂相结合后进行逐层打印，从而使得制造出的电子电路功能器件在作为结构件的同时，还具有导电功能的技术问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种液态金属结合光敏树脂喷射成型的3D打印装置，包括：载物托盘，在所述载物托盘的上表面构造有待打印区域；喷头喷射打印机构，设置在所述载物托盘的上方，其中，所述喷头喷射打印机构的喷射面朝向所述待打印区域；运动控制机构，用于控制所述喷头喷射打印机构朝向所述待打印区域并在所述待打印区域的范围内进行3D打印；供墨机构，用于提供给所述喷头喷射打印机构进行3D打印用的液态金属和光敏树脂；以及UV光照结构，用于将喷头喷射打印机构喷射出来的光敏树脂进行固化成型。其中，所述运动控制机构包括设置在所述载物托盘的上方并能带动所述喷头喷射打印机构相对所述载物托盘的水平横向进行左右运动的横向水平驱动轴。其中，所述运动控制机构还包括设置在所述载物托盘的上方并能带动所述喷头喷射打印机构相对所述载物托盘的水平纵向进行前后运动的纵向水平驱动轴，其中，所述横向水平驱动轴的末端通过滑块与所述纵向水平驱动轴相连接。其中，所述运动控制机构还包括设置在所述载物托盘上并能带动所述载物托盘沿纵向朝靠近和远离所述喷头喷射打印机构的方向进行运动的竖直驱动轴。其中，所述喷头喷射打印机构包括设置在所述载物托盘的上方的喷头喷射打印壳体，在所述喷头喷射打印壳体的内部构造有容纳空间，在所述喷头喷射打印壳体的上端构造有敞开口，在所述喷头喷射打印壳体的底壁上构造有喷射孔。其中，所述喷头喷射打印机构还包括设置在所述喷头喷射打印壳体的内部的第一竖向供液管道、与所述第一竖向供液管道相连通的储液器、与所述储液器相连通的供液管道、与所述供液管道相连通的储液槽，以及与所述储液槽相连通的第二竖向供液管道，其中，所述第二竖向供液管道的出口端嵌设在所述喷射孔内。其中，所述喷头喷射打印机构还包括盖合在所述敞开口部位的弹性隔膜，在所述弹性隔膜的上表面安装有压电陶瓷片，其中，所述压电陶瓷片设置在所述储液槽的正上方。其中，所述3D打印装置还包括能够对喷头喷射打印机构的打印进行控制的电路系统，其中，通过使得所述压电陶瓷片与所述电路系统电连接，以促使所述压电陶瓷片发生伸缩变形，从而将所述液态金属的液滴或所述光敏树脂的液滴经所述喷射孔喷出。其中，所述第一竖向供液管道、所述喷射孔、所述供液管道、所述储液槽、所述第二竖向供液管道以及所述压电陶瓷片的个数均为多个，其中，各个所述储液槽均位于相应的所述压电陶瓷片的正下方，各个所述第二竖向供液管道的出口端均嵌设在相应的所述喷射孔内。其中，所述供墨机构包括液态金属储液盒和光敏树脂储液盒，其中，所述液态金属储液盒和所述光敏树脂储液盒均通过黑管与相应的所述第一竖向供液管道连通，在所述黑管上安装有电磁泵；在所述液态金属储液盒和所述光敏树脂储液盒的内部均安装有恒温机构，所述恒温机构包括恒温加热电阻、热电偶或温度传感器。(三)有益效果本专利技术提供的3D打印装置，与现有技术相比，具有如下优点：通过微喷喷射技术，在软件程序的控制下，按照指定的成型方式，将供墨机构中的液态金属液滴和对特定波长敏感的光敏树脂液滴输送到喷头喷射打印机构中，通过该喷头喷射打印机构朝向待打印区域，并在该待打印区域的范围内进行3D打印，即，喷射构建三维实体，通过UV光照结构固化光敏树脂，在成型三维实体的同时也将液态金属很好地封装了起来，从而实现了功能性电子电路功能器件的3D打印。由此可见，本申请在利用UV光照结构对光敏树脂进行固化成型的基础上，提出了将液态金属结合光敏树脂来完成3D打印的技术方案。液态金属常温下呈液态，具有高导电性和高导热性等的特点，使用液态金属材料结合光敏树脂材料通过微喷3D打印方式使得整个制造过程可实现金属材料与非金属材料进行交替打印，由此可实现各种电子电路功能器件的制造。光敏树脂与液态金属的混合打印，将会让增材制造技术从结构制造向功能制造迈出了一大步，此外，整个3D打印过程还具有快速、绿色化以及低成本的优点。附图说明图1为本申请的实施例的液态金属结合光敏树脂喷射成型的3D打印装置的整体结构示意图；图2为图1的简化结构示意图；图3为图1中的喷头喷射打印机构的内部结构示意图；图4为图1中的喷头喷射打印机构的另一角度内部结构示意图。图中，1：载物托盘；11：待打印区域；2：喷头喷射打印机构；21：喷头喷射打印壳体；22：喷射孔；23：第一竖向供液管道；24：储液器；25：供液管道；26：存液槽；27：第二竖向供液管道；28：弹性隔膜；29：压电陶瓷片；3：运动控制机构；31：横向水平驱动轴；32：纵向水平驱动轴；33：竖直驱动轴；4：供墨机构；41：液态金属储液盒；42：光敏树脂储液盒；5：UV关照结构；6：黑管；7：液态金属的液滴；8：光敏树脂的液滴。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态金属结合光敏树脂喷射成型的3D打印装置，其特征在于，包括：载物托盘，在所述载物托盘的上表面构造有待打印区域；喷头喷射打印机构，设置在所述载物托盘的上方，其中，所述喷头喷射打印机构的喷射面朝向所述待打印区域；运动控制机构，用于控制所述喷头喷射打印机构朝向所述待打印区域并在所述待打印区域的范围内进行3D打印；供墨机构，用于提供给所述喷头喷射打印机构进行3D打印用的液态金属和光敏树脂；以及UV光照结构，用于将喷头喷射打印机构喷射出来的光敏树脂进行固化成型。

【技术特征摘要】
1.一种液态金属结合光敏树脂喷射成型的3D打印装置，其特征在于，包括：载物托盘，在所述载物托盘的上表面构造有待打印区域；喷头喷射打印机构，设置在所述载物托盘的上方，其中，所述喷头喷射打印机构的喷射面朝向所述待打印区域；运动控制机构，用于控制所述喷头喷射打印机构朝向所述待打印区域并在所述待打印区域的范围内进行3D打印；供墨机构，用于提供给所述喷头喷射打印机构进行3D打印用的液态金属和光敏树脂；以及UV光照结构，用于将喷头喷射打印机构喷射出来的光敏树脂进行固化成型。2.根据权利要求1所述的液态金属结合光敏树脂喷射成型的3D打印装置，其特征在于，所述运动控制机构包括设置在所述载物托盘的上方并能带动所述喷头喷射打印机构相对所述载物托盘的水平横向进行左右运动的横向水平驱动轴。3.根据权利要求2所述的液态金属结合光敏树脂喷射成型的3D打印装置，其特征在于，所述运动控制机构还包括设置在所述载物托盘的上方并能带动所述喷头喷射打印机构相对所述载物托盘的水平纵向进行前后运动的纵向水平驱动轴，其中，所述横向水平驱动轴的末端通过滑块与所述纵向水平驱动轴相连接。4.根据权利要求1所述的液态金属结合光敏树脂喷射成型的3D打印装置，其特征在于，所述运动控制机构还包括设置在所述载物托盘上并能带动所述载物托盘沿纵向朝靠近和远离所述喷头喷射打印机构的方向进行运动的竖直驱动轴。5.根据权利要求1至4中任一项所述的液态金属结合光敏树脂喷射成型的3D打印装置，其特征在于，所述喷头喷射打印机构包括设置在所述载物托盘的上方的喷头喷射打印壳体，在所述喷头喷射打印壳体的内部构造有容纳空间，在所述喷头喷射打印壳体的上端构造有敞开口，在所述喷头喷射打印壳体的底壁上构造有喷射孔。6.根据权利要求5所述的液态金属结合光敏树脂喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿家维，徐文志，刘静，蔡昌礼，邓中山，
申请(专利权)人：云南科威液态金属谷研发有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53