光固化3D打印机的制作方法

本公开涉及3D打印技术领域，具体地，涉及一种光固化3D打印机。

背景技术：

在光固化3D打印机中，光敏树脂由液态变为固态的固化反应是受特殊波段的光激发的。参阅图1，在基于LCD技术的光固化3D打印机中，光照区域的形状是由LCD屏120来控制的，通过内部电路系统控制LCD屏120显示的图案，就可以控制3D打印过程中每层成型体的形状，在LCD屏120下面布置光固化所需的光源130，在LCD屏120上部布置树脂池100，并增加传动机构和成型平台110，这样就能够实现基于LCD技术的光固化3D打印。

打印一开始，成型平台110降到树脂池100内部的底部，其底面与树脂池100底的树脂池膜近乎接触，留有一个设置层厚的距离(通常为0.1mm)，然后由LCD控制透过一部分光，这部分光投射到到成型平台110的底面和树脂池膜之间的0.1mm厚的树脂210上，光敏树脂210受到光激发后发生聚合反应由液态转化为固态。在设定曝光时间内，成型平台110的底面和树脂池膜之间的曝光区域内的树脂210转化为固体，在成型平台110向上抬升时，固化的树脂210会与树脂池膜分离开，这样形成第一层的打印体，在成型平台110上升的同时，周围树脂210会向首层曝光区域扩散，树脂210再次填充铺满该区域以备下一层的打印。接下来成型平台110下降至比刚才高一个层厚值的位置，再由LCD屏120透过第二层打印需要的光，第一层打印体和树脂池膜之间的树脂210发生固化形成第二层打印体。此过程重复多次直到打印过程结束。上述为传统模式下的打印过程，传统模式中，每层打印结束后，成型平台110会抬升3mm以上，之后再下降至比前一层高一个层厚值的位置，此过程中树脂210有充分的时间和空间扩散填充前一层打印树脂210固化后造成的空白区域，确保在每层打印进行曝光之前，打印体和树脂池膜之间有均匀填充的树脂210以备下一层的打印。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种光固化3D打印机，以提高打印速度和打印质量。

为了实现上述目的，本公开提供一种光固化3D打印机，所述光固化3D打印机包括成型平台、输送机构以及树脂池，所述成型平台位于所述树脂池上方，所述输送机构用于将所述树脂池内的树脂输送到所述成型平台，所述成型平台具有通道，所述树脂经所述通道流下。

可选地，所述输送机构包括动力元件和管道，所述管道的一端伸入所述树脂池的树脂内，其另一端与所述成型平台的连通，所述动力元件为所述树脂沿所述管道的流动提供动力。

可选地，所述通道具体为开设于所述成型平台上的第一通孔。

可选地，所述成型平台包括托盘和底板，所述托盘与所述底板之间形成容纳腔，所述托盘上开设有用于连通所述管道和所述容纳腔的开口，所述底板上开设有多个第二通孔。

可选地，所述开口形成在所述成型平台的中部。

可选地，多个所述第二通孔均匀分布在所述底板上。

本公开还提供一种光固化3D打印机，所述光固化3D打印机包括成型平台、输送机构以及树脂池，所述成型平台位于所述树脂池上方，所述输送机构用于与外部的树脂供液装置连接并将所述树脂供液装置中的树脂输送到所述成型平台，所述成型平台具有通道，所述树脂经所述通道流下。

可选地，所述输送机构包括动力元件和管道，所述管道的一端与所述树脂供液装置连通，其另一端与所述成型平台的内部连通，所述动力元件为所述树脂沿所述管道的流动提供动力。

可选地，所述成型平台包括托盘和底板，所述托盘与所述底板之间形成容纳腔，所述托盘上开设有用于连通所述管道和所述容纳腔的开口，所述底板上开设有多个第二通孔。

可选地，所述开口形成在所述成型平台的中部。

通过上述技术方案，输送机构将树脂池内的树脂通过成型平台上的通道输送至成型平台的下方，当成型平台下方的树脂逐渐消耗时，经输送机构输送的树脂能够不断对成型平台下方的树脂进行补充，确保了待打印体的成型，避免了待打印体的成型缺陷，提高了成型质量和打印的成功率。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1为光固化3D打印机打印呈环状的待打印体的示意图；

图2为待打印体内部和外部的树脂向空白区域补充的示意图；

图3为本公开实施方式提供的树脂池组件的结构示意图；

图4为本公开实施方式提供的树脂池与成型平台的部分剖视示意图。

附图标记说明

100 树脂池 110 成型平台

111 托盘 112 底板

120 LCD屏 130 光源

140 泵 150 管道

200 待打印体 201 打印空间

210 树脂 1111 开口

1121 第二通孔

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本领域中提出了连续打印的概念，所谓连续打印是指在每层打印结束后成型平台仅抬升下一个待打印层厚的高度，而并非如传统打印模式一样打印平台会先抬高一定高度后再降到距离树脂池膜下一个待打印层后的高度上，由于打印平台不再需要先升再降的过程，因此，连续打印被认为能够极大地提升打印速度。

发明人在研究中发现，连续打印(成型平台仅抬升1个层厚)模式大幅提升了打印速度。提升打印速度的同时，在每个打印循环结束后留给树脂210扩散填充前一层打印曝光区域的时间也大大减小，这就限制了连续打印模式所打印的模型不能是大截面的实心模型。连续打印所适合的模型是薄壁镂空模型。参阅图2，例如，在打印环状封闭模型时，每层打印结束成型平台110抬升过程中环内和环外的光敏树脂210同时向前一层打印的曝光区域补充树脂210，随着打印的进行，环内的树脂210逐渐消耗且得不到补充，当环内的树脂210消耗到一定程度时，会发生前一层打印区域尚未完全铺满树脂210就已经开始下一层的曝光固化，导致成型缺陷。

参阅图3和图4，根据公开的一方面，提供一种光固化3D打印机，该光固化3D打印机包括成型平台110、输送机构和树脂池100。

成型平台110位于树脂池100的上方，输送机构用于将树脂池100内的树脂210输送到成型平台110，成型平台110具有通道，树脂210经通道流下。

通过上述技术方案，由于输送机构能够将树脂池100内的树脂210通过成型平台110上的通道输送至成型平台110的下方，当成型平台110下方的树脂210逐渐消耗时，经输送机构输送的树脂210能够不断对成型平台110下方的打印区域内的树脂210进行补充，确保了待打印体200的成型，避免了待打印体200的成型缺陷，提高了成型质量和打印的成功率。其中，打印区域是指镂空模型的内部。

需要说明的是，在传动打印模式下，也可以通过降低成型平台110抬升的高度以提高每层打印体的打印速度，换言之，本公开提供的光固化3D打印机也可以应用于传统打印模式。特别地，本公开提供的光固化3D打印机更加适用于连续打印模式。

参阅图3，具体地，该输送机构包括动力元件和管道150，管道150的一端伸入树脂池100的树脂210内，管道150的另一端与成型平台110连通，动力元件为树脂沿管道150的流动提供动力，通过动力元件和管道150能够快速对成型平台110下方的打印区域的树脂210进行补充，从而保证打印的顺利进行。

由于成型平台110有下降和上升的动作，相应地，管道150可以采用软质的管道150，以便管道150能够随成型平台110的移动而移动。

本公开的实施方式中，上述的动力元件可以为泵140，进一步地，可以采用蠕动泵，以避免泵体接触树脂210，从而保证树脂210的清洁度。

进一步地，该通道具体为开设于成型平台110上的第一通孔，相应地，管道150的一端伸入树脂池100内，管道150的另一端与第一通孔连通，树脂池100内的树脂210经成型平台110上的第一通孔进入打印区域内，进而对打印区域内消耗的树脂210进行补充，以保证待打印体200的顺利成型。

可以理解，第一通孔的延伸方向可以由成型平台110的上部朝其下部延伸，也就是第一通孔的轴线是大致垂直于成型平台110的高度方向；此外，第一通孔也可以由成型平台110的侧壁向其内部延伸并弯折，也就是第一通孔的形状大致呈L型。

参阅图4，本公开的实施方式中，成型平台110包括托盘111和底板112，托盘111与底板112相连且托盘111与底板112之间形成容纳腔，托盘111上开设有用于连通管道150和容纳腔的开口1111，底板112上开设有多个第二通孔1121，至少一部分的第二通孔1121与成型平台110下方的打印区域相对应，在动力元件的作用下，树脂210经管道150流入托盘111上的开口1111，然后进入到容纳腔中，并最终经第二通孔1121进入打印区域，以对打印区域消耗的树脂210进行补充，以保证待打印体200的顺利成型；通过设置多个第二通孔1121，有利于对打印空间201内消耗的树脂210快速地补充，确保打印区域内各个区域能够尽快补充树脂210，从而保证待打印体200的顺利成型；其中，多个第二通孔1121均匀设置，有利于树脂210能够均匀地进入打印区域，以更好地对打印区域内各个区域的树脂210进行补充。

进一步地，以待打印体200的形状为圆柱状为例，开口1111形成在待打印体200的轴向，这样，经开口1111进入的树脂210能够尽可能在容纳腔中分散开，有利于树脂210更加均匀地进入多个第二通孔1121中，从而均匀地对打印区域内的树脂210进行补充，有利于提高成型质量。

根据本公开的另一方面，提供一种光固化3D打印机，该光固化3D打印机包括成型平台110、输送机构以及树脂池100。

成型平台110位于树脂池100上方，输送机构用于与外部的树脂供液装置(图中未示出)连接并将树脂供液装置中的树脂210输送到成型平台110，成型平台110具有通道，树脂210经通道流下。

与上述的实施方式不同之处在于，本实施方式中补充的树脂210并非为树脂池100内的树脂210，而是通过由外部的树脂供液装置提供，当然，在其他实施方式中，补充的树脂210一部分也可以是树脂池100内提供的树脂，另一部分为外部的树脂供液装置提供的树脂210。

通过上述技术方案，输送机构可以将外部的树脂供液装置中的树脂210输送至成型平台110，并由成型平台110的通道流入打印区域内，从而避免待打印体200的成型缺陷，提高成型质量和成功率。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。