本发明涉及一种基于microled技术的光固化3d打印设备。
背景技术:
3d打印技术是一种以立体数字模型文件为基础,运用金属、树脂等材料,采用粘合处理,通过逐层打印的方式来构造三维物体的技术。这种制造技术无需传统的刀具或模具,可以实现传统工艺无法加工的复杂结构的制造,而且可以有效简化生产工序,缩短制造周期,材料浪费少,基本无边角料,未使用的材料能多次重复使用。正是由于这些独特的优点,3d打印技术成为各国的研究热点,并广泛应用于机械制造、医疗、建筑、汽车制造、航空航天等众多领域。
3d打印技术主要包括sla、dlp、选区激光烧结技术(sls)、熔融沉积制造技术(fdm)等。m-dlp与sla、sls、fdm相比,sla、sls、fdm是以点或线扫描组成2d图形,而m-dlp是自发光microled数字掩膜面曝光一次成型一层2d图形。m-dlp与dlp相比,m-dlp采用的microled是自发光数字掩膜,而dlp技术采用的是以光源照亮数字微反光镜芯片(dmd)形成的被动照明式数字掩膜。被动照明式数字掩膜在大尺寸高精度成型时,需要大型光机和很长的工作距离,导致成本高体积大。m-dlp与sla相比,大尺寸工业应用时每层加工时间可提高100-1000倍。m-dlp与dlp技术相比,可更易实现超高分辨率,更易实现大尺寸加工,更易实现大功率,拥有更低的成本、更简单的光学结构。
技术实现要素:
本发明提出一种基于microled技术的光固化3d打印设备,采用高输出功率的microled屏幕,更易实现超高分辨率,更易实现大尺寸加工,更易实现大功率,拥有更低的成本、更简单的光学结构。
本发明提供一种基于microled技术的光固化3d打印设备,包括:
刮板、microled屏幕、液池、光敏材料、3d打印工作台。
其中microled屏幕由m行n列microled像素组成,像素边长尺寸范围为10μm~10mm像素发射光谱范围为200nm~500nm,microled屏幕的边长范围为10mm~3m,总的输出功率范围为0.1w~2000w。microled屏幕水平于液池内的光敏材料表面,同时microled屏幕和刮板同步运动。当microled屏幕运动到3d打印工作台上方区域时,电脑控制microled屏幕中每个microled像素的明暗,形成数字掩膜,所投射出来的光使光敏材料固化,形成指定的2d图形,在microled屏幕运动和静止时均可以进行曝光。在完成一层固化后,计算机控制3d打印工作台沿z轴方向下沉一个层厚的高度。刮板沿x轴方向移动保证液面水平。在microled屏幕回到3d打印工作台上方区域后,重复上一层的固化过程,新固化层会牢牢的粘结在前一层上。如此重复,层层堆积,形成3d打印工件。m-dlp与sla相比,大尺寸工业应用时每层加工时间可提高100-1000倍。m-dlp与dlp技术相比,可更易实现超高分辨率,更易实现大尺寸加工,更易实现大功率,拥有更低的成本、更简单的光学结构。
附图说明
为进一步说明本发明的技术内容,以下结合实施例及附图详细说明如后,其中:
图1为本发明的结构示意图。
图2为microled屏幕示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
请参阅图1所示,本发明提供一种基于microled技术的光固化3d打印设备,包括:
一刮板1,用于刮平液池中的光敏材料;
一microled屏幕2,该microled屏幕由m行n列microled像素组成,像素边长尺寸范围为10μm~10mm,像素发射光谱范围为200nm~500nm,microled屏幕2的边长范围为10mm~3m,总的输出功率范围为0.1w~2000w。microled屏幕2水平于液池3内的光敏材料4表面,同时microled屏幕2和刮板1同步运动。当microled屏幕2运动到3d打印工作台5上方区域时,电脑控制microled屏幕2中每个microled像素的明暗,形成数字掩膜,所投射出来的光使光敏材料4固化,形成指定的2d图形,在microled屏幕2运动和静止时均可以进行曝光;
一液池3,用于放光敏材料4;
一光敏材料4,用于3d打印的光固化材料,含光敏类树脂材料和光敏类陶瓷材料;
一3d打印工作台5,用于打印目标工件的成型平台并通过控制3d打印工作台5的z轴移动进而控制层厚,当microled屏幕2运动到3d打印工作台5上方区域时,电脑控制microled屏幕2中每个microled像素的明暗,形成数字掩膜,所投射出来的光使光敏材料固化,形成指定的2d图形并固化到3d打印工作台5上,在完成一层固化后,计算机控制3d打印工作台5沿z轴方向下沉一个层厚的高度。刮板沿x轴方向移动保证液面水平。在microled屏幕回到3d打印工作台5上方区域后,重复上一层的固化过程,新固化层会牢牢的粘结在前一层上。如此重复,层层堆积,形成3d打印工件。
以上所述的具体实施例,对于本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不局限于本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。