一种双投影打印机的制作方法

1.本实用新型涉及3d打印设备领域，尤其涉及一种双投影打印机。


背景技术：

2.在现有技术中一般采用的树脂为单组份树脂，只需要由单独的投影光线去照射即可凝固成型，而对于单组份树脂来说，为了能够快速成型，其本身的接受能量的能力则需要更为优秀，由此导致没有采取额外的存储手段时，容易使单组份树脂与外界直接作用，而产生消耗。单组份树脂对存储环境、运输条件有较高的要求。目前也有采用双组份光敏树脂的光固化成型方式，所谓双组份光敏树脂，即具有两种组份，不同组份与不同波长的光线相作用以被激活，两种组份激活后互相作用即可凝固成型。在相关研究中，通常以透明容器容纳双组份光敏树脂，由两种不同的波长的光线对双组份光敏树脂中部开始作用，由双组份光敏树脂中部逐渐向其外部成型。这使得在光线的照射位置的定位及能量输送上需要精准控制，实施成本较高。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种实施方便，能保证快速成型的同时避免树脂与外界直接作用而消耗的双投影打印机。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种双投影打印机，包括树脂槽、打印平台、成像光学系统和定影光学系统，所述树脂槽内填充有双组份光敏树脂，所述双组份光敏树脂的两种组份分别与第一波长光线、第二波长光线相作用；所述成像光学系统朝向树脂液面投射第一波长光线，所述定影光学系统朝向树脂液面投射第二波长光线；所述打印平台沿树脂槽高度方向移动。
5.进一步地，所述定影光学系统投射的第一波长光线在树脂液面上的覆盖范围大于成像光学系统的第二波长光线在树脂液面上的覆盖范围。
6.进一步地，还包括下沉机构，所述成像光学系统和定影光学系统均设于树脂槽上方，所述下沉机构设于树脂槽内，所述下沉机构与打印平台连接以带动其朝向树脂槽槽底移动。
7.进一步地，所述成像光学系统设于树脂槽的上方，所述定影光学系统设于树脂槽的斜上方。
8.进一步地，还包括刮刀，所述刮刀设于树脂液面处，所述刮刀沿树脂槽长度方向移动。
9.本实用新型的有益效果在于：以在树脂液面处采用成像光学系统及定影光学系统的第一波长光线和第二波长光线对双组份光敏树脂的激活，由于只对树脂液面表面进行激活，无需控制光线照射位置；每次成型的厚度由打印平台的固定的移动距离来调整，使得能量消耗少且容易控制；该类型的打印方式不仅改善了现有光线的照射位置的定位及能量输送上需要精准控制，实施成本高的缺点，同时极大方便了所采用的树脂的存储，只有在不同
的特定波长下才能使树脂凝固，而正常存储环境不会对其产生影响。
附图说明
10.图1为本实用新型具体实施方式的双投影打印机的结构示意图。
11.标号说明：
12.1、树脂槽；2、打印平台；3、成像光学系统；31、第一波长光线；4、定影光学系统；41、第二波长光线；5、下沉机构；6、刮刀。
具体实施方式
13.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
14.请参照图1，一种双投影打印机，包括树脂槽1、打印平台2、成像光学系统3和定影光学系统4，所述树脂槽1内填充有双组份光敏树脂，所述双组份光敏树脂的两种组份分别与第一波长光线31、第二波长光线41相作用；所述成像光学系统3朝向树脂液面投射第一波长光线31，所述定影光学系统4朝向树脂液面投射第二波长光线41；所述打印平台2沿树脂槽1高度方向移动。
15.从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：以在树脂液面处采用成像光学系统3及定影光学系统4的第一波长光线31和第二波长光线41对双组份光敏树脂的激活，由于只对树脂液面表面进行激活，无需控制光线照射位置；每次成型的厚度由打印平台2的固定的移动距离来调整，使得能量消耗少且容易控制；该类型的打印方式不仅改善了现有光线的照射位置的定位及能量输送上需要精准控制，实施成本高的缺点同时极大方便了所采用的树脂的存储，只有在不同的特定波长下才能使树脂凝固，而正常存储环境不会对其产生影响。
16.进一步地，所述定影光学系统4投射的第二波长光线41在树脂液面上的覆盖范围大于成像光学系统3的第一波长光线31在树脂液面上的覆盖范围。
17.由上述描述可知，定影光学系统4的第二波长光线41在树脂液面上的投射作为定影光线，用来预先确定需要与第二波长光线41作用的范围；而成像光学系统3的第一波长光线31在树脂液面上的投射作为成像光线，用于准确在第一波长光线31覆盖范围内选取所需的成像形状；第二波长光线41的覆盖范围大于第一波长的覆盖范围，使得操作者无需对第二波长光线41的覆盖范围精准设置而频繁调试，产生误差；由第一波长光线31在第二波长光线41范围内的树脂液面的确定形状的投射即可实现准确成像。
18.进一步地，还包括下沉机构5，所述成像光学系统3和定影光学系统4均设于树脂槽1上方，所述下沉机构5设于树脂槽1内，所述下沉机构5与打印平台2连接以带动其朝向树脂槽1槽底移动。
19.由上述描述可知，采用下沉式的打印方式，将成像光学系统3和定影光学系统4设于成像槽上方，由下沉机构5带动打印平台2根据打印层厚而逐一下降。下沉式的打印方式，无需额外设置离型，打印质量稳定。
20.进一步地，所述成像光学系统3设于树脂槽1的上方，所述定影光学系统4设于树脂槽1的斜上方。
21.由上述描述可知，通过成像光学系统3和定影光学系统4的错开设置，避免互相干涉的同时也方便维护检修。
22.进一步地，还包括刮刀6，所述刮刀6设于树脂液面处，所述刮刀6沿树脂槽1长度方向移动。
23.由上述描述可知，通过刮刀6的设置，由刮刀6对树脂液面进行整平，以保证光线投射均匀准确。
24.参照图1，本实用新型的实施例一为：
25.本实用新型的应用场景为：在光固化打印中，树脂通常为单组份，而单组份的树脂容易与外界相作用，不便于存储；而双组份光敏树脂虽然不易与外界相作用，但在现有实施方式中，要求投射光线准确定位且能量消耗高，实施成本高。
26.在本实施例中所使用的双组份光敏树脂，是在双光子聚合中常用的树脂类型。
27.该双组份光敏树脂是指其具有两种组份，一种组份用于与第一波长光线作用，另一种组份用于与第二波长光线作用，进而发生聚合反应，使得树脂凝固成型。
28.在申请号为cn201880064139.9的中国发明专利，光聚合性组合物、通过聚合该组合物获得的材料和使用该组合物的3d打印方法，也提及了双光子聚合的相关技术，“基于由多光子吸收引起的光聚合的3d微加工是在1990年代发明的技术，其基于光敏剂的非线性吸收。在文献us 8197722、us20040067451或us20110021653中特别描述了该技术。该技术对于物体的三维打印非常有效。然而，这导致光聚合仅定位在焦点处，也就是说，光聚合被限制在具有亚微米空间分辨率的非常小尺寸的体积上；因此，这种特别缓慢的技术的使用仅限于制备毫米级的小尺寸物体。此外，还需要特别强大的脉冲激光器，其辐照度通常为twatt/cm2的数量级。”29.本实施例的双投影打印机，包括树脂槽1、打印平台2、成像光学系统3、定影光学系统、下沉机构5和刮刀6。
30.所述树脂槽1内填充有双组份光敏树脂，所述双组份光敏树脂的两种组份分别与第一波长光线31、第二波长光线41相作用；所述成像光学系统3朝向树脂液面投射第一波长光线31，所述定影光学系统4朝向树脂液面投射第二波长光线41。在成像光学系统3的第一波长光线31和定影光学系统4的第二波长光线41的互相作用下，即可在树脂液面至打印平台2之间的一定距离内形成凝固的形状。
31.所述定影光学系统4投射的第二波长光线41在树脂液面上的覆盖范围大于成像光学系统3的第一波长光线31在树脂液面上的覆盖范围。通过定影光学系统4的第二波长光线41的覆盖范围的设置，使得操作者无需对定影光学系统4的第二波长光线41进行准确调整，只需确保成像光学系统3的第一波长光线31投射形状准确即可。
32.所述刮刀6设于树脂液面处，所述刮刀6沿树脂槽1长度方向移动。所述刮刀6于每次第一波长光线31和第二波长光线41对树脂作用成型后对树脂液面进行整平，以确保下次投射光线的均匀准确。
33.具体地，所述成像光学系统3设于树脂槽1的上方，所述定影光学系统4设于树脂槽1的斜上方。
34.本实施例采用下沉式的打印方式，同样地也可采用上提式的打印方式，此时对应地成像光学系统3和定影光学系统4设于树脂槽1下方即可。
35.以下沉式的打印方式为例，所述下沉机构5设于树脂槽1内，所述下沉机构5与打印平台2连接以带动其朝向树脂槽1槽底移动。采用下沉式的打印方式，无需额外设置离型，且打印质量更为稳定。
36.本实用新型的工作原理为：在打印前，由刮刀6沿树脂槽1长度方向移动以将树脂液面整平；而后打印平台2在下沉机构5的带动下下移所需打印层厚的距离，而后定影光学系统4朝向树脂液面投射覆盖范围较大的第二波长光线41，而成像光学系统3朝向树脂液面投射确定成像形状的第一波长光线31，此时在第一波长光线31和第二波长光线41的共同作用下，对应区域的双组份光敏树脂凝固成型；而后停止定影光学系统4和成像光学系统3的投射，打印平台2在下沉机构5的带动下再次下移所需的打印层厚的距离，刮刀6沿树脂槽1长度方向移动，整平树脂液面，此后重复定影光学系统4和成像光学系统3的投射。
37.双组份光敏树脂相较于普通的单组份树脂，与外界不易作用，容易存储运输。
38.综上所述，本实用新型提供的一种双投影打印机，以在树脂液面处采用成像光学系统及定影光学系统的第一波长光线和第二波长光线对双组份光敏树脂的激活，由于只对树脂液面表面进行激活，无需控制光线照射位置；每次成型的厚度由打印平台的固定的移动距离来调整，使得能量消耗少且容易控制；该类型的打印方式不仅改善了现有光线的照射位置的定位及能量输送上需要精准控制，实施成本高的缺点同时极大方便了所采用的树脂的存储，只有在不同的特定波长下才能使树脂凝固，而正常存储环境不会对其产生影响。
39.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。