本发明涉及技术领域为增材制造领域，特别涉及一种光固化3D打印液态金属的方法。
背景技术：
国内现有的3D打印技术主要采用激光烧结技术,该技术精度不高，耗时长，且后处理非常复杂，增加了金属结构件的制作成本，而光固化3D打印有着其它3D打印无法具备的速度和精度优势，特别是光固化领域的DLP打印和LCD打印，更能突破0.01mm的超高精度，同时DLP/LCD逐层曝光的技术原理又远比SLS点线面结构大大提升了速度，利用光固化打印液态金属既可以提高SLS的精度、速度同时还可以通过简单的后处理即可得到结构坯体。
目前，已有一些光固化金属打印方法取得了良好的效果，例如：专利CN190622969A公开了一种光固化金属打印方法，其特征在于工艺过程为：以1-5:1的质量比将金属粉末与光敏胶黏剂混合并搅拌制成金属粉末浆料，将金属粉末浆料铺设在工作台上，使用刮刀将金属粉末浆料的厚度控制在50-500 μm，用光源照射金属粉末浆料0.5-5秒，使光敏胶黏剂固化，重复金属粉末浆料的铺设和照射步骤0-n次得到金属粉末坯体，对金属粉末坯体进行清理和烧结使其脱脂致密化，制备得到金属零部件。又例如：专利CN107214949A公开了一种光固化金属浆料，其特征在于包含光固化树脂和金属粉末，所述的光固化金属浆料在常温下具有流动性，其中的光固化树脂为液体，能在波长200-700nm的紫外光或可见光照射条件下转变为固体，能够制造价格低廉的金属制品。又例如：CN190622969A公开了一种光固化金属打印方法，其特征在于将金属粉末与光敏胶黏剂混合并搅拌制成金属粉末浆料，将金属粉末浆料铺设在工作台上，使用刮刀控制金属粉末浆料的厚度，用光源照射金属粉末浆料，使光敏胶黏剂固化，重复金属粉末浆料的铺设和照射步骤0-n次，得到金属粉末坯体，对金属粉末坯体进行清理和烧结使其脱脂致密化，制备得到金属零部件。以上利用液态金属混合的光固化打印技术原理简单、效率高、提高了固化精度和打印速度，拓宽了光固化技术的应用领域。
但合成光固化液态金属也面临着一些问题，例如：(1) 金属粉末容易氧化，从而导致金属的腐蚀。(2) 金属颗粒与光敏树脂混合后的均匀度难以控制，从而导致其流动性受到影响，最终影响结构件坯体的致密性。(3) 金属粉末具有反光性，从而导致光固化打印的入射光强度不足，从而降低了打印的速度。(4) 不同金属粉末需要在不同波长的光照下才能达到最佳的打印效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服光固化液态金属打印技术中存在的问题，即(1) 金属粉末容易氧化，从而导致金属的腐蚀。(2) 金属颗粒与光敏树脂混合后的均匀度难以控制，从而导致其流动性受到影响，最终影响结构件坯体的致密性。(3) 金属粉末具有反光性，从而导致光固化打印的入射光强度不足，从而降低了打印的速度。(4) 不同金属粉末需要在不同波长的光照下才能达到最佳的打印效果。
为解决上述技术问题，本发明设计一种光固化3D打印液态金属的方法，其特征在于，包括如下几个步骤：
(1) 通过电磁搅拌器或者超声波的方式，使经过钝化后的金属颗粒与预聚体混合；
(2) 金属粉末在光照下实现最上层（带有恒温功能的料槽在光源的下方）或者最底层（带有恒温功能的料槽在光源的上方）的固化反应，通过Z轴向下移动（带有恒温功能的料槽在光源的下方）或者向上移动（带有恒温功能的料槽在光源的下方）进入到第二层的固化，直至所有的层固化完毕得到结构件坯体；
(3) 结构件坯体通过低温烧结工艺最终得到零部件。
在某些实施方式中，所述步骤(1) 中使用的钝化后的金属为铜、钛或银。
在某些实施方式中，所述步骤(1) 中使用的钝化后的金属颗粒的粒径为1-50 nm。
在某些实施方式中，所述步骤(1)中使用的预聚体为环氧树脂预聚体或丙烯酸酯预聚体。
在某些实施方式中，所述步骤(1)金属颗粒与预聚体以1:1-2:1的比例混合。
在某些实施方式中，所述步骤(1)金属颗粒与预聚体混合形成流体。
在某些实施方式中，所述步骤(2)中光照的波长为320-750 nm。
本申请提供的DLP/LCD光固化高精度3D打印液态金属的方法可有效地提高金属粉末材料的抗氧化作用，延缓金属粉末的腐蚀程度。
另外，本申请提供的DLP/LCD光固化高精度3D打印液态金属的方法可使金属粉末与光敏树脂混合后形成具有较好流动性的流体，打印过程中无需刮板，不影响结构件坯体的性质。
再次，本申请提供的DLP/LCD光固化高精度3D打印液态金属的方法可使不同的金属粉末均在320-750 nm的光照波长下进行打印，无需调整打印光照的波长，提高打印的效率。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，设计一种DLP/LCD光固化3D打印液态金属的方法，其特征在于，包括如下几个步骤：
1) 通过电磁搅拌器或者超声波的方式，使经过钝化后的金属颗粒与预聚体混合；
(2) 金属粉末在光照下实现最上层（带有恒温功能的料槽在光源的下方）或者最底层（带有恒温功能的料槽在光源的上方）的固化反应，通过Z轴向下移动（带有恒温功能的料槽在光源的下方）或者向上移动（带有恒温功能的料槽在光源的下方）进入到第二层的固化，直至所有的层固化完毕得到结构件坯体；
(3) 结构件坯体通过低温烧结工艺最终得到零部件。
在某些实施方式中，所述步骤(1) 中使用的钝化后的金属为铜、钛或银。
在某些实施方式中，所述步骤(1) 中使用的钝化后的金属为铜。
在某些实施方式中，所述步骤（1）中使用的钝化后的金属为钛。
在某些实施方式中，所述步骤（1）中使用的钝化后的金属为银。
在某些实施方式中，所述步骤(1) 中使用的钝化后的金属颗粒的粒径为1-50 nm。
在某些实施方式中，所述步骤（1）中使用的金属铜的粒径为5 nm。
在某些实施方式中，所述步骤（1）中使用的金属铜的粒径为30 nm。
在某些实施方式中，所述步骤（1）中使用的金属铜的粒径为50 nm。
在某些实施方式中，所述步骤（1）中使用的金属钛的粒径为30 nm。
在某些实施方式中，所述步骤（1）中使用的金属银的粒径为30 nm。
在某些实施方式中，所述步骤(1)中使用的预聚体为环氧树脂预聚体。
在某些实施方式中，所述步骤（1）中使用的预聚体为丙烯酸脂预聚体。
在某些实施方式中，所述步骤(1)金属颗粒与预聚体以1:1-2:1的比例混合。
在某些实施方式中，所述步骤(1)金属颗粒与预聚体以1:1的比例混合。
在某些实施方式中，所述步骤(1)金属颗粒与预聚体以2:1的比例混合。
在某些实施方式中，所述步骤(1)金属颗粒与预聚体以1.5:1的比例混合。
在某些实施方式中，所述步骤(2)中光照的波长为320-750 nm。
在某些实施方式中，所述步骤(2)中光照的波长为365 nm。
在某些实施方式中，所述步骤(2)中光照的波长为405 nm。
在某些实施方式中，所述步骤(2)中光照的波长为525 nm。
实施例1
选用铜粉为金属颗粒，选用环氧树脂为聚合物，铜粉的粒径为5 nm，陶瓷微粉与环氧树脂的质量比为1:1。使用电磁搅拌器将铜粉和环氧树脂混合均匀形成液态金属流体，随后将形成的液态金属流体作为材料应用于LCD光固化3D打印机中进行打印操作，其中，使用波长为365 nm的光源进行光固化作用，得到相应的金属结构坯体，打印结束后将金属结构坯体取出，进行烧结作业得到金属结构成品。
实施例2
选用铜粉为金属颗粒，选用环氧树脂为聚合物，铜粉的粒径为30 nm，陶瓷微粉与环氧树脂的质量比为1:1。使用电磁搅拌器将铜粉和环氧树脂混合均匀形成液态金属流体，随后将形成的液态金属流体作为材料应用于LCD光固化3D打印机中进行打印操作，其中，使用波长为365 nm的光源进行光固化作用，得到相应的金属结构坯体，打印结束后将金属结构坯体取出，进行烧结作业得到金属结构成品。
实施例3
选用铜粉为金属颗粒，选用环氧树脂为聚合物，铜粉的粒径为50 nm，陶瓷微粉与环氧树脂的质量比为1:1。使用电磁搅拌器将铜粉和环氧树脂混合均匀形成液态金属流体，随后将形成的液态金属流体作为材料应用于LCD光固化3D打印机中进行打印操作，其中，使用波长为365 nm的光源进行光固化作用，得到相应的金属结构坯体，打印结束后将金属结构坯体取出，进行烧结作业得到金属结构成品。
实施例4
选用钛粉为金属颗粒，选用环氧树脂为聚合物，铜粉的粒径为30 nm，陶瓷微粉与环氧树脂的质量比为1:1。使用电磁搅拌器将钛粉和环氧树脂混合均匀形成液态金属流体，随后将形成的液态金属流体作为材料应用于LCD光固化3D打印机中进行打印操作，其中，使用波长为365 nm的光源进行光固化作用，得到相应的金属结构坯体，打印结束后将金属结构坯体取出，进行烧结作业得到金属结构成品。
实施例5
选用银粉为金属颗粒，选用环氧树脂为聚合物，铜粉的粒径为30 nm，陶瓷微粉与环氧树脂的质量比为1:1。使用电磁搅拌器将银粉和环氧树脂混合均匀形成液态金属流体，随后将形成的液态金属流体作为材料应用于LCD光固化3D打印机中进行打印操作，其中，使用波长为365 nm的光源进行光固化作用，得到相应的金属结构坯体，打印结束后将金属结构坯体取出，进行烧结作业得到金属结构成品。
实施例6
选用铜粉为金属颗粒，选用环氧树脂为聚合物，铜粉的粒径为30 nm，陶瓷微粉与环氧树脂的质量比为2:1。使用电磁搅拌器将铜粉和环氧树脂混合均匀形成液态金属流体，随后将形成的液态金属流体作为材料应用于LCD光固化3D打印机中进行打印操作，其中，使用波长为365 nm的光源进行光固化作用，得到相应的金属结构坯体，打印结束后将金属结构坯体取出，进行烧结作业得到金属结构成品。
实施例7
选用铜粉为金属颗粒，选用环氧树脂为聚合物，铜粉的粒径为30 nm，陶瓷微粉与环氧树脂的质量比为1.5:1。使用电磁搅拌器将铜粉和环氧树脂混合均匀形成液态金属流体，随后将形成的液态金属流体作为材料应用于LCD光固化3D打印机中进行打印操作，其中，使用波长为365 nm的光源进行光固化作用，得到相应的金属结构坯体，打印结束后将金属结构坯体取出，进行烧结作业得到金属结构成品。
实施例8
选用铜粉为金属颗粒，选用环氧树脂为聚合物，铜粉的粒径为30 nm，陶瓷微粉与环氧树脂的质量比为1.5:1。使用电磁搅拌器将铜粉和环氧树脂混合均匀形成液态金属流体，随后将形成的液态金属流体作为材料应用于LCD光固化3D打印机中进行打印操作，其中，使用波长为405 nm的光源进行光固化作用，得到相应的金属结构坯体，打印结束后将金属结构坯体取出，进行烧结作业得到金属结构成品。
实施例9
选用铜粉为金属颗粒，选用环氧树脂为聚合物，铜粉的粒径为30 nm，陶瓷微粉与环氧树脂的质量比为1.5:1。使用电磁搅拌器将铜粉和环氧树脂混合均匀形成液态金属流体，随后将形成的液态金属流体作为材料应用于LCD光固化3D打印机中进行打印操作，其中，使用波长为525 nm的光源进行光固化作用，得到相应的金属结构坯体，打印结束后将金属结构坯体取出，进行烧结作业得到金属结构成品。