本发明属于喷墨打印技术领域，具体涉及一种自动可以修平的喷墨3D打印的方法。
背景技术：
3D打印机用于商业已有大约30年历史了，对相关领域的专业人士而言早已不再是新鲜技术。在过去30年里，它已经被设计师、工程师以及科学家用来制造一次性的机械产品以及模型。有了3D打印机，我们可以将自己想象出来的任意物品在电脑中建立模型，通过打印机将其化为实物。不同种类的3D打印技术因所用成型材料不同，成型原理和系统特点也各有不同，但是其基本原理都是一样的，那就是“分层制造，逐层叠加”。目前3D打印技术主要包括喷墨式、容积成型式和激光烧结式。喷墨3D打印技术可以通过喷头将打印材料按设定的模型喷出，根据设定还可以在同一个模型选择不同的材质，操作简单，选材广泛，得到了飞速发展。市场上现有的喷墨3D打印机都是通过打印喷头喷射出材料，材料包括主材料和支撑材料，喷出的材料通过光固化，然后累积起来而成型，最后通过后处理把支撑材料去掉以得到所需要的形状，如以色列Objet公司的3D打印机。这种技术缺陷表现为每层累积的墨点因打印头分辨率的不足而始终会形成线条形凸起，线条与线条之间总是存在明显的凹陷。由于后期支撑材料的去除工艺繁琐，这极大影响了3D喷墨打印机的工作效率。所有材料都从喷头喷出，由于喷头喷孔的限制，只能选择分子量较小的主材料，这也限制了主材料的选择范围。
传统的激光固化工艺采用激光辐射烧结固化原理，即将所需的所有固化材料放到一个支撑台或者液槽中，通过辐射固化形成所需形状，但是该混合物只能是单一材质，而且由于激光固化操作条件要求高，选材范围窄。由于这种工艺采用的是辐射烧结固化原理，与引发剂引发光固化原理生成的模型相比其弹性、硬度及光泽等材料特性欠佳，这些缺陷极大的束缚了3D打印技术的发展。
针对现有技术存在的不足，提出本发明。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种自动修平的喷墨3D打印方法，打印层因在液态下打印，有自动流平作用，解决了现有技术中产品表面不平的问题，而且因为不需要支撑材料即可以成型，极大的提高了打印效率，打印时喷射材料可以根据需要变化，而且一部分成型材料不需要经过喷头，这就扩大了这部分成型材料的选择范围。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种自动修平的喷墨3D打印方法，包括以下步骤：
一种自动修平的喷墨3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)，提供一种3D打印机，将包含光引发剂、紫外光固化的不饱和单体的液态混合物加入3D打印机的墨盒中，
步骤(2)，提供一种液槽，在液槽内的底部设有高度可控的支撑台，液槽中加入紫外光固化的不饱和单体液体，作为成型材料，初始设定支撑台平面低于液槽液体的水平面；
步骤(3)，将所需打印模型输入3D打印机中进行打印设置；
步骤(4)，启动打印机，所述步骤(1)中的喷射材料，通过3D打印机的喷头按照打印设置的形状喷射到液槽的支撑台上，与所述步骤(2)中支撑台上的成型材料混合的部分，在紫外光的照射下，喷射材料中含有的引发剂引发固化反应形成固体，然后支撑台通过机械控制下降使形成的固体下沉，液槽中的液体重新在固体上面自动流平或动力推平；
步骤(5)，按照打印机设置依次重复所述步骤(4)的打印动作，最后得到所需模型。
进一步的，步骤(1)通过改变喷射材料中紫外光固化的不饱和单体的种类，调配成不同材质的喷射材料，然后加入到所述3D打印机相应的墨盒中，来实现一种模型需要多种材质一体化打印。
进一步的，喷射材料在25℃下粘度为10-50cp。
进一步的，成型材料在25℃下粘度为10-200cp。
进一步的，光引发剂为：1-羟基-环己基-苯基甲酮，2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化磷及异丙基硫杂蒽酮中的一种或多种的混合物。
更进一步的，可紫外光固化的不饱和单体为：二丙烯酸-1,6-己二醇酯、三羟甲基丙烯三丙烯酸酯、三聚丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚酯丙烯酸树脂，聚氨酯丙烯酸树脂、环氧树脂丙烯酸树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种的混合物。其中，作为成型材料可选择的紫外光固化的不饱和单体的范围更宽，只要是液体的紫外光固化的树脂即可。
本发明的有益效果是：
(1)由于液面的自动流平作用，使打印的打印面始终处在一个平面上，打印出来的模型外表整洁光滑，解决了现有技术中产品表面不平的问题，
(2)因为不需要支撑材料即可以成型，避免了后期对支撑材料的去除步骤，极大的提高了打印效率。
(3)由于液槽中的成型材料不经喷头喷射，克服了喷头由于喷孔的限制，成型材料只要是液体的紫外光固化的树脂即可，选材范围更广泛。
具体实施方式
一种自动修平的喷墨3D打印方法，包括以下步骤：
步骤(1)，提供一种3D打印机，将包含光引发剂、紫外光固化的不饱和单体的液态混合物加入3D打印机的墨盒中，作为喷射材料；
步骤(2)，提供一种液槽，在液槽内的底部设有高度可控的支撑台，液槽中加入紫外光固化的不饱和单体液体，作为成型材料，初始设定支撑台平面低于液槽液体的水平面；
步骤(3)，将所需打印模型输入3D打印机中进行打印设置；
步骤(4)，启动打印机，所述步骤(1)中的喷射材料，通过3D打印机的喷头按照打印设置的形状喷射到液槽的支撑台上，与所述步骤(2)中支撑台上的成型材料混合，在紫外光的照射下，喷射材料中含有的引发剂引发固化反应形成固体，然后支撑台通过机械控制下降使形成的固体下沉，液槽中的液体重新在固体上面自动流平或动力推平；
步骤(5)，按照打印机设置依次重复所述步骤(4)的打印动作，最后得到所需模型。
其中，喷射材料为3D打印机喷头喷出的材料，按重量份喷射材料的组分包括：
光引发剂 1-10
紫外光固化的不饱和单体 75-98
表面活性剂 0.1-1
成型材料为液槽中用于提供液态平面的材料，按重量份成型材料的组分包括：
紫外光固化的不饱和单体 98-99.9
表面活性剂 0.1-2
通过调整喷射材料和成型材料中的各组分的配比，使喷射材料在25℃下粘度为10-50cp，成型材料在25℃下粘度为10-200cp。
实施例1：
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种自动修平的3D喷墨打印材料的配方的蓝色的喷射材料包括：
着色剂2.9g：
蓝色着色剂(PENN COLOR 9S1494) 2.9g
光引发剂7g：
紫外光固化的不饱和单体84g：
以上蓝色喷射材料在25℃下粘度为10cp，表面张力为20达因。
一种自动修平的3D喷墨打印材料的配方的红色的喷射材料包括：
着色剂6.7g：
红色着色剂(PENN COLOR 9R1519) 6.7g
光引发剂1g：
1-羟基-环己基-苯基甲酮 1g
紫外光固化的不饱和单体75g：
新戊二醇二丙烯酸酯 48g
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 27g
表面活性剂0.2g:
BYK3500 0.2g
以上红色喷射材料在25℃下粘度为25cp，表面张力为30达因。
以上喷射材料的制备方法为：
蓝色喷射材料的制备：在避光下，按照以上重量将光引发剂和紫外光固化的不饱和单体加入到一个带搅拌的容器中，在搅拌下混合均匀，搅拌速度在30转/分，然后缓慢加热到40℃，加热时间为10分钟，让引发剂充分溶解并形成均匀混合物，然后将温度降到20℃左右，在搅拌速度为50转/分下，将以上重量的蓝色着色剂缓慢加入容器中，搅拌约1小时，然后用1微米的滤膜进行过滤，即得蓝色喷射材料。
红色喷射材料的制备：在避光下，按照以上重量将光引发剂和紫外光固化的不饱和单体加入到一个带搅拌的容器中，在搅拌下混合均匀，搅拌速度在30转/分，然后缓慢加热到60℃，加热时间为60分钟，让引发剂充分溶解并形成均匀混合物，然后将温度降到30℃左右，在搅拌速度为50转/分下，将以上重量的红色着色剂缓慢加入容器中，搅拌约2小时，然后用1微米的滤膜进行过滤，即得蓝色喷射材料。
成型材料包括：
紫外光固化的不饱和单体98g：
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 70g
季戊四醇三丙烯酸酯 12g
环氧树脂丙烯酸树脂 16g
表面活性剂:
BYK3500 2g
以上成型材料在25℃下粘度为10cp，表面活性为20达因。
以上成型材料的制备方法为：
在一个带搅拌的容器中加入以上重量的紫外光固化的不饱和单体和表面活性剂，然后在常温下搅拌20分钟，让其充分搅拌均匀即得，搅拌速度为30转/分。
将蓝色喷射材料和红色喷射材料分别加入3D打印机的墨盒1和墨盒2中，将成型材料加入一个液槽中，液槽内的底部设有一个可以通过螺杆控制升降高度的支撑台，成型材料的液面高于支撑台一层打印堆积的高度。
通过计算机软件CAD创建需要打印的模型，然后输入到3D打印机中，进行打印设置。
设置完毕后启动打印机，通过喷头将包含光引发剂、紫外固化的不饱和单体及表面活性剂的喷射材料按照打印设置的形状喷射到支撑台的液面上，喷头喷出的喷射材料与液槽中的成型材料混合后，在光引发剂的作用下，经过紫外光的照射发生固化反应形成固体，然后支撑台通过螺杆控制下降使形成的固体下沉至液面下，每次下降的高度可以设定为每次打印堆积的高度，然后液槽中的液体在固体上面自动流平，重新形成一个非常平整的或可接受的液面层，依次重复上述打印动作，最后得到所需包括蓝色和红色两种颜色两种材质的模型。液槽里的不接触光引发剂的混合物不会发生固化反应，始终保持液体状态。
实施例2：
一种自动修平的3D喷墨打印材料的配方的喷射材料包括：
光引发剂5.5g：
1-羟基-环己基-苯基甲酮 1g
异丙基硫杂蒽酮 2.5g
双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化磷 2g
紫外光固化的不饱和单体81.5g：
2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮 1.5g
新戊二醇二丙烯酸酯 48g
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 32g
表面活性剂1g:
BYK3500 1g
以上喷射材料在25℃下粘度为25cp，表面张力为50达因。
以上喷射材料的制备方法为：
在避光下，按照以上重量将光引发剂、紫外光固化的不饱和单体和表面活性剂加入到一个带搅拌的容器中，在搅拌下混合均匀，搅拌速度在30转/分，然后缓慢加热到50℃，加热时间为30分钟，让引发剂充分溶解并形成均匀混合物，然后将温度降到30℃左右，然后用1微米的滤膜进行过滤，即得。
成型材料包括：
紫外光固化的不饱和单体99g：
二丙烯酸-1,6-己二醇酯 70g
新戊二醇二丙烯酸酯 25g
聚酯丙烯酸树脂 4g
表面活性剂1g:
BYK3500 1g
以上成型材料在25℃下粘度为100cp，表面活性为35达因。
以上成型材料的制备方法为：
在一个带搅拌的容器中加入以上重量的紫外光固化的不饱和单体和表面活性剂，然后在常温下搅拌60分钟，让其充分搅拌均匀即得，搅拌速度为30转/分。
将喷射材料加入3D打印机的墨盒中，将成型材料加入一个液槽中，液槽内的底部设有一个可以通过螺杆控制升降高度的支撑台，成型材料的液面高于支撑台一层打印堆积的高度。
通过计算机软件CAD创建需要打印的模型，然后输入到3D打印机中，进行打印设置。
设置完毕后启动打印机，通过喷头将包含光引发剂和紫外固化的不饱和单体及表面活性剂的混合物按照打印设置的形状喷射到支撑台的液面上，喷头喷出的喷射材料与液槽中的成型材料混合后，在光引发剂的作用下，经过紫外光的照射发生固化反应形成固体，然后支撑台通过螺杆控制下降使形成的固体下沉至液面下，每次下降的高度可以设定为每次打印堆积的高度，然后液槽中的液体在固体上面自动流平，重新形成一个非常平整的或可接受的液面层，依次重复上述打印动作，最后得到所需模型。液槽里的不接触光引发剂的混合物不会发生固化反应，始终保持液体状态。
实施例3：
一种自动修平的3D喷墨打印材料的配方的蓝色的喷射材料包括：
着色剂11.1g：
黑色着色剂(PENN COLOR 9B989) 11.1g
光引发剂7g：
紫外光固化的不饱和单体88g：
季戊四醇三丙烯酸酯 28g
新戊二醇二丙烯酸酯 60g
表面活性剂1g：
BYK3500 0.1g
以上喷射材料在25℃下粘度为50cp，表面张力为50达因。
以上喷射材料的制备方法为：
黑色喷射材料的制备：在避光下，按照以上重量将光引发剂、紫外光固化的不饱和单体及表面活性剂加入到一个带搅拌的容器中，在搅拌下混合均匀，搅拌速度在30转/分，然后缓慢加热到60℃，加热时间为10分钟，让引发剂充分溶解并形成均匀混合物，然后将温度降到30℃左右，在搅拌速度为50转/分下，将以上重量的黑色着色剂缓慢加入容器中，搅拌约0.5小时，然后用1微米的滤膜进行过滤，即得黑色喷射材料。
成型材料包括：
紫外光固化的不饱和单体99.9g：
新戊二醇二丙烯酸酯 22g
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 28g
环氧树脂丙烯酸树脂 49.9g
表面活性剂2g：
BYK3500 0.1g
BYK3510 0.1g
以上成型材料在25℃下粘度为200cp，表面活性为40达因。
以上成型材料的制备方法为：
在一个带搅拌的容器中加入以上重量的紫外光固化的不饱和单体和表面活性剂，然后在常温下搅拌50分钟，让其充分搅拌均匀即得，搅拌速度为20转/分。
将黑色喷射材料加入3D打印机的墨盒中，将成型材料加入一个液槽中，液槽内的底部设有一个可以通过螺杆控制升降高度的支撑台，成型材料的液面高于支撑台一层打印堆积的高度。
通过计算机软件CAD创建需要打印的模型，然后输入到3D打印机中，进行打印设置。
设置完毕后启动打印机，通过喷头将包含光引发剂和紫外固化的液体混合物按照打印设置的形状喷射到支撑台的液面上，喷头喷出的喷射材料与液槽中的成型材料混合后，在光引发剂的作用下，经过紫外光的照射发生固化反应形成固体，然后支撑台通过螺杆控制下降使形成的固体下沉至液面下，每次下降的高度可以设定为每次打印堆积的高度，然后液槽中的液体在固体上面自动流平，重新形成一个非常平整的或可接受的液面层，依次重复上述打印动作，最后得到所需的黑色模型。液槽里的不接触光引发剂的混合物不会发生固化反应，始终保持液体状态。
实施例4：
一种自动修平的3D喷墨打印材料的配方的喷射材料包括：
光引发剂10g：
1-羟基-环己基-苯基甲酮 5.5g
异丙基硫杂蒽酮 2.5g
双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化磷 2g
紫外光固化的不饱和单体98g：
2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮 18g
新戊二醇二丙烯酸酯 48g
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 32g
表面活性剂1g:
BYK3500 1g
以上喷射材料在25℃下粘度为35cp，表面张力为38达因。
以上喷射材料的制备方法为：
在避光下，按照以上重量将光引发剂、紫外光固化的不饱和单体和表面活性剂加入到一个带搅拌的容器中，在搅拌下混合均匀，搅拌速度在30转/分，然后缓慢加热到50℃，加热时间为30分钟，让引发剂充分溶解并形成均匀混合物，然后将温度降到30℃左右，然后用1微米的滤膜进行过滤，即得。
成型材料包括：
紫外光固化的不饱和单体99.9g：
二丙烯酸-1,6-己二醇酯 70g
新戊二醇二丙烯酸酯 23g
聚酯丙烯酸树脂 6.9g
表面活性剂1g:
BYK3500 2g
以上成型材料在25℃下粘度为180cp，表面活性为35达因。
以上成型材料的制备方法为：
在一个带搅拌的容器中加入以上重量的紫外光固化的不饱和单体和表面活性剂，然后在常温下搅拌60分钟，让其充分搅拌均匀即得，搅拌速度为30转/分。
将喷射材料加入3D打印机的墨盒中，将成型材料加入一个液槽中，液槽内的底部设有一个可以通过螺杆控制升降高度的支撑台，成型材料的液面高于支撑台一层打印堆积的高度。
通过计算机软件CAD创建需要打印的模型，然后输入到3D打印机中，进行打印设置。
设置完毕后启动打印机，通过喷头将包含光引发剂和紫外固化的不饱和单体及表面活性剂的混合物按照打印设置的形状喷射到支撑台的液面上，喷头喷出的喷射材料与液槽中的成型材料混合后，在光引发剂的作用下，经过紫外光的照射发生固化反应形成固体，然后支撑台通过螺杆控制下降使形成的固体下沉至液面下，每次下降的高度可以设定为每次打印堆积的高度，然后液槽中的液体在固体上面自动流平，重新形成一个非常平整的或可接受的液面层，依次重复上述打印动作，最后得到所需模型。液槽里的不接触光引发剂的混合物不会发生固化反应，始终保持液体状态。
喷头喷射出来的混合物通过调整配比一般在25℃下控制粘度为10cp～50cp，液槽中的混合物通过调整配比一般在25℃下控制粘度为10～200cp。
光引发剂可选1-羟基-环己基-苯基甲酮，2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化磷中的一种或多种的混合物。
紫外光固化的不饱和单体液体为二丙烯酸-1,6-己二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三聚丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚酯丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、环氧树脂丙烯酸树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种的混合物。
以上光引发剂及光固化材料不属于穷尽式，所有可以用来作为3D打印的光引发剂及液态的光固化材料都落入本发明的保护范围。
由于每次打印都是在液态下打印，液面可以自动流平或者助力推平，使每次打印都在一个平面上，得到的产品表面光滑平整，精度更高，解决了现有技术中产品表面不平的问题；因为不需要支撑材料即可以成型，避免了后期对支撑材料的去除步骤，极大的提高了打印效率；而且因为部分成型材料不需要经过喷头喷射，不受喷孔的限制，扩大了选材范围。