3d打印装置及其打印方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种打印装置，特别是涉及3D打印装置及其打印方法。
【背景技术】
[0002]3D打印(three dimens1ns printing)属于快速成形技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术(即“积层造形法”)。以往3D打印技术常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。
[0003]基于光固化技术3D打印技术日渐成熟，国内外开发出了适用于不同领域、具有不同功效的光固化3D打印机。光固化3D打印机制备模型具有种种优势，例如材料利用率接近100%、无成型形状限制及设计周期短、成本低等。但光固化3D打印技术成型速度慢，通常成型速度为5mm-15mm/小时。较低的成型速度在一定程度上限制了光固化3D打印机的规模化生产及广泛应用。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种能够实现快速打印的3D打印装置及其打印方法。
[0005]一种3D打印装置，包括光源、用于收容光固化树脂的储液槽、提升悬臂、提升板及振动器，所述储液槽设于所述光源的一侧，所述提升悬臂设于所述储液槽远离所述光源的一侧，所述提升板设于所述提升悬臂上，所述提升悬臂运动使所述提升板靠近或远离所述储液槽，所述提升板浸入液态的所述光固化树脂内，所述提升板与所述储液槽的底壁存在间隙，所述振动器设于所述储液槽的底壁的外侧；
[0006]所述光源曝光使位于所述间隙内的液态的所述光固化树脂固化成型，固态的所述光固化树脂的两个相对侧面分别与所述提升板及所述储液槽的内侧底壁粘接，所述振动器振动，使固态的所述光固化树脂与所述储液槽的底壁分离，所述提升悬臂提升以使所述提升板上升。
[0007]在其中一个实施例中，所述间隙的高度为30 μ m-100 μ m。
[0008]在其中一个实施例中，所述振动器的振荡频率保持在28KHz-40KHz之间。
[0009]在其中一个实施例中，所述储液槽的底壁的内侧设有疏油涂层。
[0010]在其中一个实施例中，所述提升悬臂的提升距离为30μπι-100μπι。
[0011]在其中一个实施例中，所述振动器为多个。
[0012]在其中一个实施例中，所述振动器为超声波换能器。
[0013]在其中一个实施例中，还包括升降气缸，所述升降气缸设于所述储液槽的一侧，所述提升悬臂的一端与所述升降气缸驱动连接，所述升降气缸带动所述提升悬臂运动，所述提升板设于所述提升悬臂的另一端。
[0014]一种3D打印方法，包括以下步骤:
[0015]提供权利要求1所述3D打印装置；
[0016]所述提升悬臂带动所述提升板移动到达预定位置后停止；
[0017]开启所述光源，进行曝光，使所述间隙内的所述光固化树脂固化成形；
[0018]关闭所述光源，停止曝光；
[0019]所述振动器振动，使所述光固化树脂与所述储液槽的底壁分离；
[0020]所述振动器停止振动，所述提升悬臂提升，固化成型的所述光固化树脂随所述提升板上升。
[0021]在其中一个实施例中，所述振动器振动时间为5秒钟。
[0022]在上述3D打印装置及其打印方法中，通过振动器振动，使光固化树脂与储液槽的底壁快速分离。并且，在分离过程中，可以防止固化形成的打印层损害，保证上述3D打印方法的打印质量。
【附图说明】
[0023]图1为本实施方式的3D打印装置的立体图；
[0024]图2为图1所示的3D打印装置的侧视图；
[0025]图3为图2所示的3D打印装置的A部分的局部放大图；
[0026]图4为图2所示的3D打印装置的振动器振动时3D打印装置的局部放大图；
[0027]图5为本实施方式的3D打印方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明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方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
[0029]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0030]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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0031]请参阅图1和图2，本实施方式的3D打印装置100利用光固化树脂20做为原料进行3D打印。3D打印装置100包括光源110、储液槽120、提升悬臂130、提升板140及振动器 150。
[0032]光源110用于发射光束112。光束112照射在光固化树脂20上，使光固化树脂20固化成型。储液槽120设于光源110的一侧。光源110发出的光束112透过储液槽120的底壁121，照射在储液槽120的底部的光固化树脂20上，液态的光固化树脂21经光束112曝光照射，固化成型为固态的光固化树脂。
[0033]储液槽120用于收容光固化树脂20。具体在本实施方式中，储液槽120的底壁121的内侧设有疏油涂层123。疏油涂层123是一种耐油材质，可以降低储液槽120的底壁121表面的附着力。当光固化树脂20在储液槽120的底壁121上固化成型的时候，疏油涂层123使固化成型的光固化树脂20与储液槽120的底壁121之间不存在粘附力。
[0034]储液槽120可以为矩形收容槽或圆形凹槽。并且，3D打印模型的横截面的尺寸小于储液槽120的横截面的尺寸。储液槽120根据3D打印模型的形状选择合适的储液槽120。储液槽120为透明槽，可以为玻璃槽或树脂槽。光源110光束112能够较好的投射储液槽120的底壁121，位于储液槽120的底部的光固化树脂20曝光、固化成型。
[0035]具体在本实施方式中，3D打印装置100还包括升降气缸(图未不)。升降气缸设于储液槽120的一侧。提升悬臂130设于储液槽120远离光源110的一侧。具体地，提升悬臂130为L形。提升悬臂130的一端与升降气缸驱动连接，升降气缸带动提升悬臂130运动。
[0036]可以理解，提升悬臂130可以为狭长的平板结构。提升悬臂130的一端与升降气缸连接。提升板140设于提升悬臂130靠近储液槽120的侧面上。并且，升降气缸还可以为电机及丝杆，提升悬臂130与丝杆连接，电机转动带动丝杆旋转，则提升悬臂130沿丝杆方向上升或下降。
[0037]提升板140设于提升悬臂130上。具体在本实施方式中，提升板140设于提升悬臂130远离升降气缸的一端，提升悬臂130运动使提升板140靠近或远离储液槽120。提升板140浸入液态的光固化树脂21内，提升板140与储液槽120的底壁121存在间隙(图未标)。间隙的高度为30 μ m-100 μ m。提升悬臂130的提升距离为30 μ m-100 μ m。提升悬臂130的提升距离由3D打印的成型精度决定。提升悬臂130以30 μ m-100 μ m的距离进行提升，既可以满足成型精度，也可以提高成型效率。并且，提升悬臂130的提升距离与间隙的高度相等。
[0038]请参阅图3，提升悬臂130带动提升板140运动到位之后，光源110曝光使位于提升板140与储液槽120的底壁121之间间隙内的液态的光固化树脂21