一种全息3D打印机及3D打印方法

本发明涉及打印，具体而言，涉及一种全息3d打印机及3d打印方法。

背景技术：

1、随着打印技术的发展，3d打印技术已经逐渐进入人们的视野，其中3d打印又称为增材制造技术，也称为快速成型和自由形式制造，能够沉积、连接或固化材料，以从计算机辅助设计模型构建物理对象。与传统制造方法(如减材制造和成型制造)相比，增材制造系统在高产量生产中表现出更高的效率和灵活性，并为零件和材料的设计和加工提供了新的视角。

2、然而，现有的3d打印技术采用逐层或逐点打印的方式，并不能实现真正的以体为单位的三维结构的制造，所以打印速度受到很大限制。同时，通过逐点、逐面形成方式打印悬浮结构时，由于打印点或面的顺序问题，必须在打印时添加支撑结构，完成后拆除支撑结构，往往需要进行物理冲洗和打磨等工序，导致印刷精度降低，尤其在打印高精度的结构时。

3、由此可见，如何提高3d打印的精度成为了亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是如何提高3d打印的精度成为了亟需解决的问题。

2、为解决上述问题，本发明提供一种全息3d打印机，包括：机架，机架内设有安装空间；导轨，导轨与机架固定连接，且导轨设置于安装空间；投影系统，投影系统与导轨固定连接；旋转平台，旋转平台与导轨固定连接，且旋转平台可相对导轨旋转；聚焦镜，聚焦镜与导轨固定连接，聚焦镜夹设于投影系统与旋转平台之间；成像瓶，成像瓶固定设置于旋转平台；其中，投影系统、聚焦镜与旋转平台位于同一朝向，且投影系统、聚焦镜与旋转平台位于同一直线。

3、与现有技术相比，本方案所能达到的效果：本实施例中的全息3d打印机通过连续定向照射旋转树脂体积，使整个打印体能够同时生成。通过一种新的用于体积打印的切片算法，将任意几何图形表示为一组整体投影，围绕成像瓶旋转轴固定的间断角度，对透明树脂投影曝光，其中这些投影的累积曝光量使树脂固化并形成目标几何体，从而实现提高打印精度的效果。

4、在本发明的一个实施例中，全息3d打印机还包括：步进电机，步进电机与旋转平台连接，且步进电机用于驱动旋转平台转动。

5、与现有技术相比，本方案所能到达的效果：通过步进电机单独控制旋转平台的旋转，从而实现高精度的旋转平台转动角度的调整。

6、在本发明的一个实施例中，全息3d打印机还包括：光机，光机与投影系统固定连接。

7、与现有技术相比，本方案所能到达的效果：光机可以根据旋转平台转动的角速度依次投影出对应角度的切片图像，实现精准地投影效果。

8、在本发明的一个实施例中，提供一种3d打印方法，3d打印方法用于如上述实施例中任意一项的全息3d打印机，3d打印方法包括：建立目标打印零件的三维模型，进行切片处理，得到各个角度的切片图像文件；向成像瓶中倒入所需的透明树脂材料；调校设备；获得切片图像。

9、与现有技术相比，本方案所能到达的效果：通过本方法能够实现较高质量的打印效果。

10、在本发明的一个实施例中，获得切片图像之后，还包括：将切片图像静置一段时间；将固化成型的部分树脂取出，放入超声波清洗器中；清洗完成后将部分树脂放入干燥箱进行干燥。

11、与现有技术相比，本方案所能到达的效果：能够获得完整的、更高精度的、更为清晰的切片图像。

12、在本发明的一个实施例中，调校设备包括：调平光机、聚焦镜以及旋转平台，使光机投影的图像聚焦在成像瓶。

13、与现有技术相比，本方案所能到达的效果：通过调校设备从而获得更高的打印精度。

14、在本发明的一个实施例中，获得切片图像包括：启动旋转平台；待成像瓶按照指定的角速度匀速旋转后，启动投影系统；光机根据角速度依次投影出对应角度的切片图像。

15、与现有技术相比，本方案所能到达的效果：本方法证明了以体为单位的全息3d打印相对于传统逐层系统的根本优势，不仅打印时间大大减少，而且具有更稳健和可预测的机械性能，以提高了打印精度。

技术特征：

1.一种全息3d打印机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的全息3d打印机，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的全息3d打印机，其特征在于，还包括：

4.一种3d打印方法，其特征在于，所述3d打印方法用于如权利要求1-3中任意一项所述的全息3d打印机，所述3d打印方法包括：

5.根据权利要求4所述的3d打印方法，其特征在于，所述获得切片图像之后，还包括：

6.根据权利要求4所述的3d打印方法，其特征在于，所述调校设备包括：

7.根据权利要求4所述的3d打印方法，其特征在于，所述获得切片图像包括：

技术总结
本发明提供一种全息3D打印机及3D打印方法，全息3D打印机包括：机架，机架内设有安装空间；导轨，导轨与机架固定连接，且导轨设置于安装空间；投影系统，投影系统与导轨固定连接；旋转平台，旋转平台与导轨固定连接，且旋转平台可相对导轨旋转；聚焦镜，聚焦镜与导轨固定连接，聚焦镜夹设于投影系统与旋转平台之间；成像瓶，成像瓶固定设置于旋转平台；其中，投影系统、聚焦镜与旋转平台位于同一朝向，且投影系统、聚焦镜与旋转平台位于同一直线。

技术研发人员：何寅峰,黄宇洋,赵永杰,李灏楠,刘公雨,田振楠
受保护的技术使用者：诺丁汉大学卓越灯塔计划（宁波）创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13