三维打印装置及三维物体的成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及三维打印领域，具体地说，是涉及一种光固化三维打印装置以及三维物体的成型方法。
【背景技术】
[0002]三维(3D)打印是以三维设计模型为基础，通过软件分层和数控成型，再利用激光束、热熔喷嘴、光照固化等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、光敏树脂等材料通过逐层堆积黏结的方式叠加成型的技术，最终制造出实体产品。
[0003]光固化三维打印(立体光固化成型法，SLA)是一种非常重要的三维打印方法，其主要工作原理是采用一定频率的光对液体光敏树脂逐层固化后形成三维物体。
[0004]数字光处理(DLP)光固化三维打印机是其中一种SLA类型的装置。数字光处理(DLP)光固化三维打印机的工作原理是利用DLP技术，光源采用投影仪成像，光源逐层固化液态光敏树脂，打印出分辨率较高的三维物体，其分辨率超出典型的熔融沉积制造(FDM)类型的3D打印机。
[0005]DLP光固化3D打印机主要有软件和硬件两部分。硬件包括打印机框架、投影仪光源、打印平台以及光敏树脂槽。打印平台在光敏树脂槽内能够上下运动，而在光敏树脂槽内装有光敏树脂。软件部分产生的影像信号经过数字处理后，通过投影仪光源投影到光敏树脂槽的底部，这样光敏树脂槽内的光敏树脂能够瞬间聚合成固体，而未与光接触的光敏树脂则保持液态，这样就在打印平台与光敏树脂槽相对的平面上逐层生成三维物体。
[0006]公布号为CN104085106A的中国发明专利申请公布了一种DLP三维打印机，其包括计算机、电气控制装置、底板可透光的成型槽、垂直升降机构及成型载物台，成型载物台安装于垂直升降机构上，通过垂直升降机构来控制成型载物台与成型槽间的垂向间距。在打印三维物体的过程中，计算机处理三维模型并将三维模型按顺序分层处理得到一定厚度的若干剖面图形，即三维模型的切片层，计算机还连接并控制电气控制装置，电气控制装置控制垂直升降机构驱动成型载物台的升降，并控制DLP投影机对成型槽中的光固化树脂液面进行照射，DLP投影机设于成型槽的下方并与计算机连接，DLP投影机投射出剖面图形的图形光路经成型槽的底板透射以照射并固化液态光固化树脂，从而逐层地打印出与三维模型相对应的三维物体。
[0007]但是现有的三维打印机的结构容易存在一个问题，就是这种类型的光固化三维打印机在光敏树脂的固化过程中，其三维成型效率不高。
[0008]另外，这种三维打印机的结构还存在第二个问题，当打印一层后，由于打印物体层仍然在液态的光敏树脂槽内，所以在打印平台向上移动时，打印物体层与光敏树脂槽底面之间就会形成真空，打印平台需要克服打印物体层受到真空吸附作用力以及可能的粘附力。由于打印物体层与光敏树脂槽底面是硬性脱开，这样会影响打印物体层的脱模效果，由于DLP三维打印机是通过逐层打印的方式来构造物体，每一打印物体层均需要与光敏树脂槽底面完成一次脱模，因此会严重影响物体最终的成型效果，同时还会影响打印机整体的使用寿命。
[0009]在公告号CN204955433U的中国实用新型专利中提供的数字光处理三维打印机的平台组件包括沿竖直方向上下运动的支撑板单元；用于承载打印物体的打印平台；打印平台与支撑板单元可动连接，以使所述打印平台在脱膜时倾斜、脱膜后复位至水平位置。这种方案在一定程度上解决了打印物体层与光敏树脂槽底面的分离问题，提高了打印物体的平整性。但是，这种平台组件的结构较为复杂，不仅增加制造成本，并且其在应用中平台组件也容易出现精度下降甚至无法正常工作的问题。
【发明内容】
[0010]本发明的主要目的是提供一种三维物体成型方式更加合理、效率更高的三维打印
目.0
[0011 ]本发明的另一目的是提供一种三维物体的成型方法。
[0012]为了实现上述目的，本发明提供的三维打印装置包括光敏树脂供给装置、环形传送带、打印平台、光处理装置和控制装置;环形传送带可透过紫外光，光敏树脂供给装置盛装有光敏树脂;环形传送带用于接受光敏树脂供给装置供给的光敏树脂，环形传送带的一部分形成固化区域部，环形传送带的至少一部分可横向移动;打印平台设置在固化区域部的第一侧并且可相对于固化区域部纵向移动;光处理装置设置在固化区域部的第二侧;控制装置分别与光敏树脂供给装置、环形传送带、打印平台和光处理装置电连接。
[0013]由上述方案可见，这种三维打印装置的结构设置合理，提高了三维物体的成型效率。【背景技术】中虽然由DLP类型的三维打印装置引出现有技术中存在的缺陷(打印效率低下)，但是其它类型的光固化三维打印装置也容易存在这种缺陷，因此上述方案的应用范围不限于DLP类型的三维打印装置。
[0014]—个优选的方案是，在环形传送带承接光敏树脂的表面上设有承接层，光敏树脂物体可在承接层上剥离;承接层为铁氟龙层或硅胶层或聚酯薄膜层，环形传送带为聚酯薄膜。
[0015]由上述方案可见，承接层的设置能够解决【背景技术】中提到的第二个问题。并且承接层最优选方案是铁氟龙，因为铁氟龙层具有耐高温高热的性能，并且其本身的性质较为平整和光滑，当打印物体从铁氟龙层上脱离时，就会避免现有的光敏树脂固化时在光敏树脂槽底板产生的真空吸附作用或粘附作用。聚酯薄膜的透光性好，非常适合用于数字光处理装置发射出的光的透射，并且其适合用于承接光敏树脂，有益于三维物体的快速成型。
[0016]—个优选的方案是，在固化区域部内，环形传送带与光处理装置之间设置有支撑平台，支撑平台可透过紫外光。
[0017]由上述方案可见，光处理装置发射出的光能够透过支撑平台而照射在环形传送带上的光敏树脂上。并且，当打印平台在竖直方向移动时，打印平台可能会抵触到环形传送带而使得环形传送带在竖直方向上发生移动，这样就会造成三维物体成型精度的下降，而支撑平台能够对环形传送带起到支撑作用，从而避免上述问题。
[0018]—个优选的方案是，光敏树脂供给装置包括恒压槽、光敏树脂喷涂装置和液体水平检测装置，光敏树脂喷涂装置的一端与恒压槽连接，光敏树脂喷涂装置的另一端把光敏树脂喷涂在环形传送带上，液体水平检测装置用于检测环形传送带上的光敏树脂的厚度均匀性。
[0019]由上述方案可见，液体水平检测装置能够辅助提高光敏树脂在环形传送带上的厚度均匀性，其检测信号可传送至控制系统后再反馈调节光敏树脂的供应速率。
[0020]一个优选的方案是，三维打印装置还包括张力调整轮，张力调整轮用于调整环形传送带的张力。
[0021]由上述方案可见，提高环形传送带的平整性，进而提高三维物体的打印精度。
[0022]—个优选的方案是，三维打印装置还包括收集刮刀，收集刮刀位于固化区域部的下游侧，收集刮刀与环形传送带接触，收集刮刀用于刮去环形传送带上的残留光敏树脂。
[0023]由上述方案可见，及时恢复环形传送带的平整性，方便光敏树脂供给装置再次把一定厚度的光敏树脂喷涂在环形传送带上。
[0024]进一步优选的方案是，三维打印装置还包括回收槽，回收槽用于收纳残留光敏树脂。
[0025]由上述方案可见，能够提高资源回收率，避免资源的浪费。
[0026]—个优选的方案是，三维打印装置还包括两个转动轮，两个转动轮支撑在环形传送带的内表面。
[0027]由上述方案可见，提高环形传送带的转动灵活性和工作效率。
[0028]三维物体的成型方法，包括下面的步骤:涂敷光敏树脂步骤，环形传送带在张力调整轮的作用下张开，在环形传送带上涂敷光敏树脂，同时检测环形传送带上承载的光敏树脂的厚度均匀性；
环形传送带移动步骤，把涂敷有光敏树脂的环形传送带的部分移动至固化区域部； 打印平台移动步骤，打印平台向固化区域部的方向移动，直至打印平台与光敏树脂接触；
固化成型步骤，在固化区域部内光敏树脂在光处理装置的作用下发生固化。
[0029]—个优选的方案是，在环形传送带承接光敏树脂的表面上设有承接层，光敏树脂物体可在承接层上剥离;光处理装置选用数字光处理装置;环形传送带通过执行回收步骤回收在执行固化成型步骤中在环形传送带上残留的未固化的光敏树脂。
[0030]进一步优选的方案是，承接层为铁氟龙层或硅胶层或聚酯薄膜层，环形传送带为聚酯薄膜，在执行固化成型步骤中，在固化区域部内，环形传送带与光处理装置之间设置有支撑平台。
【附图说明】