CN107225761A - 气路结构及所适用的3d打印设备、打印方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法。其中，所述气路结构包括：成型室，内置有：光固化液态材料及用于附着经固化后得到的图案固化层的构件平台；设置于所述成型室上的气体入口和气体出口；至少受控连通所述气体出口的气路调节装置，用于调整所述成型室中的环境成分，其中，所述环境成分与光固化液态材料的光化学反应相关。本申请实现对成型室内光固化液态材料的打印环境进行有效控制，有效保护了光固化液态材料的本征特性，有效减少因光固化液态材料的无谓反应而造成产品质量问题。

Description

气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法

技术领域

本申请涉及一种3D打印技术，特别是涉及一种气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法。

背景技术

3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料和树脂等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印设备通过执行该种打印技术制造3D物体。3D打印设备由于成型精度高在模具、定制商品、医疗治具、假体等领域具有广泛应用。其中，基于底面曝光的3D打印设备由于只需要在容器底部设置一层高的光固化材料，与上曝光相比，更节省材料，因此受到很多个性产品制造者的追宠。

对于应用在特殊应用环境下的3D产品，如假体等，其产品应具备适应环境的能力，如具备耐腐蚀性、符合人体安全性等要求，这使得3D打印设备所使用的树脂液中需调配相应材料以适应具体产品需求，所调配的材料在光固化期间可能受到打印环境的干扰而产生对产品不利的影响。

发明内容

本申请提供一种气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法，用于解决光固化液态材料在打印期间被打印环境干扰的问题。

为实现上述目的及其他目的，本申请的第一方面提供一种气路结构，用于3D打印设备，所述气路结构包括：成型室，内置有：光固化液态材料及用于附着经固化后得到的图案固化层的构件平台；设置于所述成型室上的气体入口和气体出口；至少受控连通所述气体出口的气路调节装置，用于调整所述成型室中的环境成分，其中，所述环境成分与光固化液态材料的光化学反应相关。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述气路调节装置包括：气体置换单元，通过所述气体入口和气体出口将外部的气体提供装置与成型室受控连通，用于利用气体流动将所述气体提供装置所提供的气体输入所述成型室；和/或气体抽离单元，受控连通所述气体出口，用于利用气体流动将所述成型室中影响所述光固化液态材料进行光化学反应的环境成分从所述成型室中抽离。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述气路调节装置还包括：与所述气体入口和气体出口受控连通的气体缓冲部件。

在所述第一方面的某些实施方式中，气路结构还包括：设置在所述气体出口的第一控制阀，包含第一气体排出口和第二气体排出口；所述第一气体排出口在与所述气体出口连通时将成型室中的环境成分随气流排出气路调节装置之外，所述第二气体排出口在与所述气体出口连通时将成型室中的环境成分随气流排入所述气体缓冲部件中。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述气体置换单元通过气体缓冲部件与气体提供装置受控连通。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述气体抽离单元将所抽出的气体自所述气体缓冲部件受控排出。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述气路调节装置还包括：成分滤除单元，用于滤除自所述成型室中排出的环境成分。

在所述第一方面的某些实施方式中，气路结构还包括：检测装置，用于检测所述成型室中的环境信息。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述检测装置包括：气压传感器用于检测所述成型室中的气压信息。

在所述第一方面的某些实施方式中，在打印期间，基于所述检测装置的检测结果，所述气路调节装置受控调整所述成型室中影响光固化液态材料进行光化学反应的环境成分。

在所述第一方面的某些实施方式中，在打印期间，所述成型室、或所述气路调节装置和成型室呈密闭状态。

本申请第二方面提供一种3D打印设备，包括：光学系统，用于将3D构件模型中的分层图像照射到位于打印基准面的光固化液态材料上以使之固化成对应的图案固化层；构件平台，用于附着所述图案固化层以便经由各图案固化层积累形成3D构件；Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，用于受控的调整所述构件平台与所述打印基准面之间的间距以将光固化液态材料填充到所述打印基准面处；如上任一所述的气路结构，其中在成型室中内置有所述光固化液态材料及所述构件平台；控制装置，与所述光学系统、Z轴驱动机构和气路结构相连，用于：控制所述气路调节装置调整所述成型室中影响所述光固化液态材料光化学反应的环境成分。

在所述第二方面的某些实施方式中，所述光学系统位于所述成型室之外，且所述成型室面向光学系统侧呈透明状；或者，所述成型室还容纳所述光学系统的至少出射部分。

在所述第二方面的某些实施方式中，3D打印设备还包括：温度调节装置，与所述控制装置连接，用于调节所述成型室中光固化液态材料的温度。

本申请第三方面还提供一种3D打印设备的打印方法，其中所述3D打印设备包括：成型室、气路调节装置、Z轴驱动机构、与所述Z轴驱动机构连接的构件平台和光学系统，所述方法包括：在打印前，控制所述气路调节装置调整所述成型室中环境成分，其中，所述环境成分与光固化液态材料的光化学反应相关；在打印期间，按照3D构件模型中的横截层层厚控制所述Z轴驱动机构调整构件平台与打印基准面之间的间距，以及按照相应横截层的分层图像控制所述光学系统图案化固化填充在所述构件平台与打印基准面之间的光固化液态材料；重复地控制所述Z轴驱动机构和光学系统以将所述3D构件模型制造成对应的3D构件。

在所述第三方面的某些实施方式中，所述控制所述气路调节装置调整所述成型室中环境成分的方式包括：控制所述气路调节装置带动所述成型室中的气体流动并将外接的气体输入所述成型室；和/或控制所述气路调节装置带动所述成型室中的气体流动并将所述成型室中环境成分随气流抽离。

在所述第三方面的某些实施方式中，所述方法还包括：在打印期间，控制所述气路调节装置维持成型室对外界密闭的步骤。

在所述第三方面的某些实施方式中，所述方法还包括：在打印期间，检测所述成型室中的环境信息，并基于检测结果调整所述成型室中环境成分的步骤。

在所述第三方面的某些实施方式中，所述环境信息包含气流信息；在打印期间，基于所述气流信息控制在调整成型室环境成分期间的气体流速。

在所述第三方面的某些实施方式中，所述环境信息包含气压信息；在打印期间，基于所述气压信息调整成型室环境成分以维持打印环境。

在所述第三方面的某些实施方式中，所述方法还包括：调节光固化液态材料的温度的步骤。

在所述第三方面的某些实施方式中，所述方法还包括：滤除自所述成型室中排出的环境成分的步骤。

本申请所提供的气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法，在利用光固化液态材料的进行实体产品打印的3D打印设备上装配气路结构，实现对成型室内光固化液态材料的打印环境进行有效控制，不仅有效保护了光固化液态材料的本征特性，有效减少因光固化液态材料的无谓反应而造成产品质量问题，还使得该类3D打印设备所适配的光固化液态材料更加广泛。

在打印前采用抽空和/或置换气体的方式减少成型室中与光固化液态材料反应气体的含量，不仅便于对成型室内打印环境的控制，而且不会引起液态材料在打印期间的波动干扰。

在打印期间，为了维护成型室内打印环境，利用检测装置检测多种环境信息(又叫环境信息)，有效减少在打印期间气流流动、流动时长等因素对打印的干扰。

附图说明

图1为本申请3D打印设备在一实施方式中的结构示意图。

图2为本申请3D打印设备在另一实施方式中的结构示意图。

图3-7为本申请3D打印设备中气路结构在不同一实施方式中的结构示意图。

图8为本申请3D打印设备在增加成型室的环境成分后进行打印时的示意图。

图9为本申请3D打印方法在一实施方式中的流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本申请可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本申请可实施的范畴。

请参阅图1和2，其示出了本申请中3D打印设备在不同实施方式中的结构示意图。所述3D打印设备通过将光固化液态材料按照产品形状进行逐层固化并累积的方式实现3D产品的制造。其中，所述光固化液态材料包括任何易于光固化的液态材料，其举例包括：光固化树脂液，及掺杂了粉末、颜色添加剂等材料的光固化树脂液等。其中，某些光固化树脂液(如丙烯酸树脂或环氧树脂、或两者的混合树脂)长时间暴露在空气中可能受到空气中气体(如氧气)和悬浮微粒(如水蒸汽)的影响，导致光固化树脂液在打印期间固化能力变差，出现例如断件、掉件等问题。为了避免空气中的气体和/或悬浮微粒影响3D打印设备中所储存的光固化液态材料产生不应该有的光化学反应(Photopolymerization)，所述3D打印设备包含以下部分：气路结构、光学系统、构件平台、Z轴驱动机构和控制装置。

其中，图3-7示出了多种气路结构的具体示例。所述气路结构包括：成型室和气路调节装置。所述光固化液态材料可以直接盛放在所述成型室中。或者盛放在一容器中，该容器被放置在成型室中。所述成型室为整体密封结构，其室壁上设有气体入口和气体出口。其中，所述气体入口可以是成型室的门、或单独设置。所述气体出口可单独设置在成型室壁上。为了尽量减少气体流动对光固化液态材料的扰动，所述气体出口和气体入口的位置可设置在成型室的顶部或侧壁的上半区域。

所述气路调节装置至少连接所述气体出口，以向成型室提供自所述气体出口排出的气流，旨在利用气体流动将成型室中的环境成分予以排出。所述气路调节装置还可以连接所述气体入口和气体出口，以向成型室提供由气体入口进入的气体且将成型室中的气体自所述气体出口排出的气路循环，旨在利用气体流动将成型室中的环境成分予以排出或补充。故而，所述气路调节装置用于调整所述成型室中的环境成分。其中，所述环境成分与光固化液态材料的光化学反应相关。例如，所述环境成分包含抑制光固化液态材料进行光固化反应的气体(如氧气)、微粒、水蒸汽等。

为了减少成型室内环境成分对至少一部分光固化液态材料进行不应该有的光化学反应的影响，所述气路调节装置在打印前调整所述成型室中的环境成分。

在一些实施方式中，所述气路调节装置利用气体流动减少所述成型室中的环境成分。例如，所述气路调节装置至少受控连通所述气体出口，利用气体流动将成型室中的环境成分予以抽出，使得成型室呈负压状态，并维持成型室的负压状态直至打印完成。又如，所述气路调节装置受控连通所述气体入口和气体出口，利用气体流动将外部的保护气体输入成型室中并将成型室中的环境成分随气流排出成型室。在打印期间，维持成型室内保护气体含量直至打印完成。其中，所述保护气体包括但不限于：如氩等惰性气体、或不影响成型室中的光固化液态材料进行光化学反应的其他气体。所述其他气体的确定与光固化液态材料的类型、成型室打印期间光固化液态材料所处温度、湿度、水氧含量等指标相关。例如，在光固化液态材料的固化温度范围不易与相应光固化液态材料反应的气体。

在另一些实施方式中，所述气路调节装置利用气体流动增加所述成型室中的环境成分，以使表面的一层光固化液态树脂在打印前或打印过程中始终不进行光化学反应从而形成一隔离区域。该隔离区域将剩余光固化液态材料与环境成分相隔离，使得光辐射穿过所述隔离区域固化位于隔离区域下的光固化液态材料。在此，所述隔离区域可以是液态的且能够被光辐射穿透的。例如，如图8所示，成型室中盛放的光固化液态材料为丙烯酸树脂或环氧树脂、或两者的混合树脂，在打印前，所述气路调节装置受控增加成型室中的氧气含量，使得树脂与氧气接触的表面形成具有一定厚度的隔离区域(dead zone)70，在隔离区域70以下的树脂可被固化，维持成型室的气体环境直至打印完成。其中，成型室中的氧气含量与隔离区域的厚度相关联，整体来说，氧气含量越高该厚度越厚。

于本申请的某些实施方式中，所述气路调节装置可包含有气体抽离单元。该气体抽离单元受控连通所述气体出口，用于利用气体流动将所述成型室中影响所述光固化液态材料光化学反应的环境成分从所述成型室中抽离，以使所述成型室中呈负压。更为具体地，如图3和4所示，所述气体抽离单元包含：连通气体出口的第一控制阀322和抽气泵325。该第一控制阀322可设有多个连通口，其中一个连通口连接所述气体出口，其他连通口可按实际设计选择直接连通外部环境(如3D打印设备外的环境)、抽气泵和气体缓冲部件中的至少一种。例如，所述第一控制阀可受控连通气体出口和抽气泵、气体出口和气体缓冲部件、或气体出口和外部环境等。其中，所述气体缓冲部件用于缓冲成型室中气体流动。所述气体缓冲部件包含与成型室相连的腔室，在一些具体示例中，所述抽气泵的抽气口或排气口可连接到气体缓冲部件的腔室上，再利用管道将成型室的气体排出口、气体缓冲部件和抽气泵连通。例如，图4所示，成型室321的气体排出口通过第一控制阀322与气体缓冲部件323的腔室相连，所述抽气泵325位于气体缓冲部件323的腔室内并与腔室的第二控制阀324相连。当所述气体抽离单元受控工作时，第一控制阀322连通成型室与抽气泵的抽气口，同时第二控制阀324连通抽气泵325的排气口，抽气泵325将成型室321中的气体予以排出。所述抽气泵可以是气体循环泵、或真空式抽气泵等。

为了提供能够兼顾增加和减少环境成分的气路结构，所述气路调节装置可包括气体置换单元(如图5所示)，其通过所述气体入口和气体出口将外部的气体提供装置43与成型室421受控连通，用于利用气体流动将所述气体提供装置43所提供的气体输入所述成型室421。其中，所述气体提供装置43可为气体储存罐、或液化气体储存罐。所述气体包括但不限于：如氩等惰性气体、不影响光固化液态材料光化学反应的第一气体。所述第一气体参照成型室打印期间光固化液态材料所处温度、水氧含量等指标而确定。所述气体还可以为影响光固化液态材料进行光化学反应的第二气体。所述第二气体可以是空气中含有的某种气体或气体混合，以便于减少成型室中的气体环境复杂度，进而降低环境成分对光固化液态材料的干扰。

具体地，所述气体置换单元包括：连接在成型室421的气体入口和气体提供装置43之间的第三控制阀426、与成型室421的气体出口相连的第四控制阀422、和连接第三控制阀426和第四控制阀422的换气部件425。其中，所述第四控制阀422可与前述气体抽离单元中第一控制阀322共用或单独设置。所述换气部件425包括但不限于：气体循环泵。在一种更具体示例中，如图5所示，所述换气部件425设置在气体缓冲部件423中，且第三控制阀426安装在气体缓冲部件423的腔室上，以使气体受控通过腔室进入成型室421，第四控制阀422可同时受控连通成型室421与外部大气，当所述换气部件425受控工作时，第三控制阀426和第四控制阀422的F3连接口打开，所述换气部件425将气体灌输进成型室421并迫使成型室421中的环境成分随气流从第四控制阀422的F2连接口排出。

在另一些实施方式中，所述气路调节装置中包含气体抽离单元和气体置换单元。该两个单元可单独配置。为了整合气路调节装置中的硬件结构，达到减小气路调节装置占用空间、高集成化目的，所述气体抽离单元和气体置换单元集成后如图6所示，第一控制阀522的第一连通口连接成型室521的气体排出口、第二连通口F2面向外界、第三连通口F3连通气体缓冲部件，气体缓冲部件523包含一腔室，该腔室内容纳气体循环泵525，在该腔室壁上还设有第二控制阀524和第三控制阀526，其中，第二控制阀524面向外界，第三控制阀526连接外部的气体提供装置53。所述腔室上还设有气口与成型室521的气体入口相连。在上述结构中，所述第一控制阀522的第三连通口F3、气体循环泵525、和第二控制阀524构成气体抽离单元。所述第一控制阀522的第三连通口F3、气体循环泵25、第二控制阀524和第三控制阀526构成所述气体置换单元；或者，所述第一控制阀522的第二连通口F2、气体循环泵525和第三控制阀526构成所述气体置换单元。后者还可以在打印之后，利用将成型室中的气体排出的过程，实现对成型室的清洗。

为了减少空气微粒、或因固化所产生的新物质或飞溅出的微粒对成型室内环境的干扰，在气体排出通路上(如图7所示)，如气体出口附近、气体缓冲部件内、相应控制阀处等至少一个位置设有成分滤除单元(627、628)。所述成分滤除单元(627、628)包含过滤网、净化部件、除湿部件等。例如，在气体缓冲部件与气体排出口之间设置过滤网，在所述气体缓冲部件的缓冲腔室内设置净化器。其中，所述过滤网主要用于滤除排出气体中所包含的悬浮微粒。所述净化器可以根据成型室内气体成分和/或悬浮微粒的含量而设定，其包括但不限于：物理式净化器、化学式净化器、或兼具物理和化学净化功能的净化器。所述除湿部件包括但不限于利用化学或物理方式将排出气体中的水蒸汽予以去除。例如，所述除湿部件包含铜丝和加热器，以利用铜丝在水中易与氧气反应的特性去除排出气体中的水蒸汽。又如，所述除湿部件包含冷却管及排水管，将排出气体中的水蒸汽冷凝后排出。

在打印前，所述气体抽离单元和气体置换单元可依时序执行抽离空气以及灌入气体，以确保为光固化液态材料提供易于成型产品的环境。例如，在打印前，所述气体抽离单元先将成型室内的空气抽离使成型室处于负压状态，再由气体置换单元向成型室内灌注气体直至成型室内呈微正压状态。在此，气体抽离单元和气体置换单元的工作顺序可依策略调换顺序，或反复执行多次，以使成型室中的如水氧指标、反应气体含量等环境指标达到相应的预设条件。

为了便于对成型室的监控，将成型室的环境变信息并入3D打印设备的控制系统中，在所述成型室内、气体缓冲部件内、或成型室的气体出入口附近设置检测装置(未予图示)。所述检测装置用于检测所述成型室中的环境信息，特别是环境成分含量、气流信息、气压信息、温度信息等影响光固化过程的环境信息。例如，所述检测装置包含浸于光固化液态材料中的氧检测器。又如，所述检测装置包含设置在气体出口或气体缓冲部件中的气体含量检测器。再如，所述检测装置包含气压传感器、和/或气体流量传感器等。其中，在利用气体抽离单元和/或气体置换单元调节成型室中环境成分期间，所述气压传感器所提供的气压信息可被用于评价成型室是否满足打印环境条件，如满足预设的负压条件或正压条件等。

在打印前、甚至打印期间，所述气体抽离单元和气体置换单元可根据所述检测装置所检测的环境信息受控工作，以确保光固化液态材料在工作温度下保留有效成分及固化后的特性。

例如，在打印前，所述气体抽离单元抽出成型室中的空气直至所述检测装置所检测的气压达到预设负压值，再由气体置换单元向成型室中灌注气体直至检测装置检测的气压达到预设正压值。在此，所谓负压值是指低于一个正常大气压的气压值。所谓正压值是指高于一个正常大气压的气压值。

又如，对于在成型室内置换气体的方案，当检测装置检测到成型室的气压值低于预设正压值时，所述气体置换单元向成型室灌入气体。

在打印期间，所述气体抽离单元或气体置换单元可基于所述气压信息调整成型室环境成分以维持打印环境。例如，对于将成型室抽成负压的方案，在打印期间，当检测装置检测到成型室的气压高于预设负压值时，所述气体抽离单元将成型室中的气体抽离至所述负压值以下。

事实上，在打印期间气体流动会引起光固化液态材料表面波动，从而影响所打印出的固化层层厚均匀度、精准度等，在打印期间，所述成型室、或成型室及气路调节装置所构成的气体通路(或气体回路)呈密闭状态，即在打印期间各控制阀处于关闭状态。

为防止各控制阀、成型室及气路调节装置的气密性降低(如控制阀密封性降低、或成型室上的气口气密性降低)而带来的成型室内反应气体倒灌的问题，在打印期间，检测装置依旧检测成型室的环境信息，并在其环境信息不满足打印环境条件时，启动气体抽离单元和/或气体置换单元，直至所检测的环境信息满足该打印环境条件为止。例如，对于在成型室内置换气体的方案，当检测装置检测到成型室的气压值低于预设正压值时，所述气体置换单元向成型室灌入气体，且其灌入的速度基于检测装置所检测的气流而定。又如，对于将成型室抽成真空的方案，当检测装置检测到成型室的气压高于预设负压值时，所述气体抽离单元将成型室中的气体抽离至所述负压值以下，且气体抽离的速度基于检测装置所检测的气流而定。由此尽量减小在气体置换单元和气体抽离单元工作期间所产生的气流对光固化液态材料表面波动的影响。

需要说明的是，各图中所示的气体入口和气体出口的位置仅为示例，本领域技术人员根据本申请所示意的气体入口和气体出口的位置提示在成型室上其他位置设置的气体出入口应视为本申请的具体示例。

所述光学系统(11、21)用于将3D构件模型中的分层图像照射到光固化液态材料以使之固化成对应的图案固化层。其中，所述3D构件模型举例为利用CAD设计的三维物体模型。所述分层图像是预先基于3D构件模型沿Z轴方向(即沿高度方向)进行横截划分而得到的，其中，在每相邻横截划分所形成的横截面层上形成由3D构件模型的轮廓所勾勒的分层图像，在所述横截面层足够薄的情况下，我们认定所述横截面层上横截表面和下横截表面的轮廓线是一致的，或将上横截表面或下横截表面上的图像作为对应横截层的分层图像。

所述光学系统可以为扫描式光学系统(如图1中所示光源系统11)，其包括：激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组(均未予图示)，其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层。

所述光学系统还可以是面曝光式光学系统(如图2中所示光源系统21)，其包括：光源、DMD芯片(或液晶阵列)、控制器和存储模块。其中，所述光源可以是激光光源、LED光源等。所述存储模块中存储将3D构件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接收到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器底面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像照射到光固化液态材料上，使得对应分层图像形状的光固化液态材料被固化，以得到图案化的固化层。

所述光学系统将光辐射照射到打印基准面上。所述打印基准面是指光辐射聚集的平面。例如，如图1所示，对于扫描式光学系统11，其打印基准面可位于光辐射聚焦点所在平面。为了提高打印速度扫描式光学系统的打印基准面略近于或远于光学系统11的聚焦点所在平面，使得光辐射的光斑尺寸略大，由此增加光斑扫描的步长。又如，如图2所示，对于面曝光式光学系统21，其打印基准面通常位于图像成像处。所述打印基准面根据3D打印设备的类型而定。

对于底面曝光3D打印设备来说(如图2所示)，所述光学系统21位于盛放光固化液态材料的容器底面并向所述底面曝光，则所述打印基准面为容器底面。

对于顶面曝光3D打印设备来说(如图1所示)，所述光学系统11位于光固化液态材料表面并向所述表面曝光，则所述打印基准面为经标定确定的光固化液态材料表面。在此，所述光固化液态材料表面为实际能够固化的光固化液态材料表面。若气路调节装置利用气体流动增加所述成型室中的环境成分，并使成型室中的光固化液态材料上表面形成一层始终不进行光化学反应从而形成一隔离区域，则所述打印基准面经标定确定为位于该隔离区域与光固化液态材料的交界处。其中，所述打印基准面的标定方式可根据预设的环境成分含量与隔离区域厚度的对应关系，确定当前环境成分含量(如含氧量)所对应的隔离区域厚度，进而通过计算从光辐射出射端至相应隔离区域下表面的距离而确定打印基准面的位置。或者，所述打印基准面的标定方式还可以通过固化测试来确定。若气路调节装置利用气体流动减少所述成型室中的环境成分，则所述打印基准面即为光固化液态材料的上表面。

为了能够照射到位于成型室内的光固化液态材料，所述光学系统(11、21)位于所述成型室之外，且所述成型室(121、221)面向光学系统(11、21)侧的壁呈透明状；或者，所述成型室(121、221)容纳所述光学系统(11、21)的至少出射部分。在一种更具体示例中，对于扫描式光学系统来说，成型室具有透明侧的壁并仅将振镜组设置于成型室内的光路上，由此有效防止成型室内的气体、温度变化对激光发射器的影响或光辐射衍射、漫射对投射到光固化液态材料上光能的干扰。

经光固化的固化层将逐层地附着在构件平台(13、23)上，即，所述构件平台(13、23)用于附着所述图案固化层以便经由各图案固化层积累形成3D构件。在又一种更具体示例中，对于面曝光式光学系统中，将光学系统整体封装并放置在成型室内。

需要说明的是，上述光学系统与成型室的结构关系仅为举例，而非对本申请的示例限制，本领域技术人员可基于上述示例对面曝光式光学系统或扫描式光学系统与成型室的结构关系进行组合方式的改进应视为本申请范围内的具体示例。

于本申请中，无论采用底曝光或上曝光，构件平台在打印期间必然有机会浸入光固化液态材料中。为此，所述成型室内不仅盛放所述光固化液态材料还将所述构件平台密封其内。所述构件平台(13、23)与Z轴驱动机构(15、25)连接，借助Z轴驱动机构(15、25)调整所述构件平台(13、23)与打印基准面的间距以填充待固化的光固化液态材料。在此，如图1、2所示，所述Z轴驱动机构的竖直移动单元位于成型室(121、221)内，所述驱动单元密封固定在成型室(121、221)上。

具体地，所述Z轴驱动机构(15、25)包括驱动单元和竖直移动单元，所述驱动单元用于驱动所述竖直移动单元，以便所述竖直移动单元带动构件平台升降移动。例如，所述驱动单元为驱动电机。所述驱动单元受控制指令控制。其中，所述控制指令包括：用于表示构件平台上升、下降或停止的方向性指令，甚至还可以包含转速/转速加速度、或扭矩/扭力等信息。如此有利于精确控制竖直移动单元的上升的距离，以实现Z轴的精准调节。在此，所述竖直移动单元举例包括一端固定在所述构件平台上的固定杆、与固定杆的另一端固定的咬合式移动组件，其中，所述咬合式移动组件受驱动单元驱动以带动固定杆竖直移动，所述咬合式移动组件举例为由齿状结构咬合的限位移动组件，如齿条等。又如，所述竖直移动单元包括：丝杆和旋接所述丝杆的定位移动结构，其中所述丝杆的两端旋接于驱动单元，所述定位移动结构的外延端固定连接到构件平台上，该定位移动结构可包含滚珠和夹持件的螺母形结构。

所述气路调节装置、检测装置、Z轴驱动机构及光学系统均与控制装置(14、24)相连。

所述控制装置(14、24)用于控制所述气路调节装置调整所述成型室中影响所述光固化液态材料光化学反应的环境成分，控制所述Z轴驱动机构在打印期间调整间距，以及控制所述光学系统在打印期间照射分层图像。

在此，所述控制装置为包含存储单元和处理单元的处理设备，其包括但不限于：计算机设备、工控机、或嵌入式设备等。其中，存储单元包含非易失性存储器。其中，所述非易失性存储器举例为固态硬盘、U盘、或闪存卡等。所述存储单元通过系统总线或读卡器连接处理单元。所述处理单元包含CPU或集成有CPU的芯片、可编程逻辑器件(FPGA)、和多核处理器中的至少一种。所述处理单元还包括内存、寄存器等用于临时存储数据的存储器。

具体地，在打印前，控制装置(14、24)主要控制气体结构调整成型室中影响所述光固化液态材料的光化学反应的环境成分。在某些具体示例中，结合图1、2和6所示，在打印前，控制装置(14、24)控制第一控制阀522的第一连通口与第三连通口F3连通、且断开与第二连通口F2的气路，控制位于气体缓冲部件523上第二控制阀524与外界连通，还控制抽气泵525执行将成型室521内气体抽出使成型室521呈负压状态。其中，所述控制装置(14、24)可根据设置在所述检测装置检测的气压值来确定成型室中气压值，当所检测的气压值达到预设打印环境条件(如一负压阈值)时，所述控制装置(14、24)断开第二控制阀524的连通并暂停抽气泵525工作。由此成型室521及所连通的气体缓冲部件523中维持负压状态。

在另一具体示例中，结合图1、2、6所示，在打印前，控制装置(14、24)控制第一控制阀522的第一连通口与第三连通口F3连通、且断开与第二连通口F2的气路，控制位于气体缓冲部件523上第二控制阀524与外界连通，还控制气体循环泵525将成型室521内气体抽出使成型室521呈负压状态；再控制第二控制阀524断开，并控制第四控制阀526连通外部的气体提供装置53和成型室521上的气体入口，将气体灌入成型室521中，使成型室521恢复正常气压甚至微正压。其中，所述控制装置(14、24)可根据设置在所述气体结构中的检测装置的气压检测值来确定成型室中气压值，确定控制相应控制阀的连通及断开时机。上述抽气及输送气体的过程可执行一次或循环多次。

在上述各示例中，在成型室内的气压满足打印环境条件时，所述控制装置(14、24)还可以控制第一控制阀关闭，使得仅成型室内呈密闭空间。

在又一具体示例中，结合图1-7所示，在所述控制装置(14、24)控制气体抽离单元和/或气体置换单元工作期间，成分滤除单元(627、628)将经过气体缓冲部件中的气体进行过滤、净化等处理。例如，在采用置换方式减少成型室中的环境成分时，控制装置启动净化部件、除湿部件等以将经过气体缓冲部件中的气体进行成分滤除处理，由此减少在气体循环期间环境成分随气流重复进入成型室。

需要说明的是，本领域技术人员基于上述示例的描述对气路结构中气体抽离单元和气体置换单元的控制过程的组合方式或单一控制过程的简单变形均属于本申请的示例，在此不再一一详述。

在成型室内达到预设打印环境条件后，所述控制装置(14、24)控制光学系统及Z轴驱动机构的协调工作进行3D构件模型的实体打印。具体地，控制装置(14、24)根据待打印3D构件模型中第一横截层层厚控制Z轴驱动机构(15、25)将构件平台(13、23)放置在距离打印基准面相应层厚的位置处，使得打印基准面与构件平台(13、23)之间填充有光固化液态材料。控制装置再将第一横截层相应分层图像提供给光学系统(11、21)，并由其照射到打印基准面上，通过控制光学系统(11、21)的照射时长、像素灰度、功率中的至少一种控制信息，将所填充的光固化液态材料图案化固化以得到对应的图案固化层。控制装置(14、24)按照第二层横截层的层厚控制Z轴驱动机构(15、25)带动构件平台(13、23)移动使其与打印基准面之间的最小间距为第二横截层层厚，再控制光学系统(11、21)在第一层固化层基础上固化对应的第二层图案固化层。以此类推，控制装置积累固化3D构件模型中各横截层，最终得到3D构件模型的实体构件。

上述打印过程仅为举例，控制装置(14、24)对光学系统(11、21)和Z轴驱动机构(15、25)的控制方式可根据所打印的产品而确定控制方式，例如，在申请号为201710350954.9、201710339252.0、201710073447.5等本公司申请的专利文件中均有描述，在此不予详述并全部引用于此。

为了保证成型室内打印环境的稳定，防止因成型室或气体结构中任一结构漏气对打印环境造成不利影响，所述控制装置(14、24)在打印期间利用气路结构中的检测装置检测成型室的打印环境，例如检测水氧信息、检测气压值中的至少一种等，并当所检测的信息不满足打印环境时，控制气路调节装置以恢复成型室中的打印环境。其中，为了降低气路结构工作期间气流对光固化液态材料的波动影响，所述控制装置(14、24)还根据所述检测装置所提供的气流信息(如流进气体入口的速度和流出气体出口的速度等)控制控制在调整成型室环境成分期间的气体流速。例如，根据气流信息控制气体循环泵的循环等级等。又如，根据气体入口和气体出口的气流速度分别控制气体入口和气体出口处的阀门连通口径尺寸，进而补偿气体循环泵对气流速度控制精度。

在某些实施方式中，所述3D打印设备除了包含上述各装置结构外，还包括温度调节装置(未予图示)。

所述温度调节装置与所述控制装置(14、24)连接，用于调节光固化液态材料的温度。在此，所述温度调节装置包含温度检测单元和温度加热单元。

其中，所述温度检测单元可浸于成型室的光固化液态材料中或浸于光固化液态材料的储备装置中。例如，所述温度检测单元(如温度传感器)位于成型室内容器底或容器壁上。又如，所述温度检测单元设置在储备装置中，其中，所述储备装置盛放光固化液态材料并利用供给通道向成型室内提供光固化液态材料，以确保成型室内所使用的光固化液态材料的混合状态满足产品的特性要求，对应的，所述成型室上设置有与该储备装置密封连接的供给通道。其中，所述特性要求举例包括固化后的材料密度、固化后的硬度、固化后的生物亲和度等。

所述温度加热单元与控制装置(14、24)相连，用于受控地加热光固化液态材料。在此，所述温度加热单元可设置于成型室中或储备装置中。所述温度加热单元举例包括加热片或电热丝。所述控制装置(14、24)可基于打印状态(如打印期间、打印前、打印后)、气路结构所提供的环境信息对温度加热单元进行控制，以使成型室中的光固化液态材料的温度适应于成型室中的打印环境。例如在打印前，控制装置(14、24)根据所检测的水氧含量、气体成分等环境信息调节输出至温度加热单元的控制信号的占空比(如低于第一阈值)，以减缓光固化液态材料与环境气体的反应速度；以及在打印期间，控制装置(14、24)调节所述占空比(如高于第二阈值)，以确保固化后的产品特性要求。

参阅图9所示，本申请还提供一种3D打印设备的打印方法，用于上述任一种3D打印设备中，所述打印方法主要由所述3D打印设备中的控制装置执行，具体如下：

在步骤S110中，控制所述气路调节装置调整所述成型室中环境成分。于本申请中，在打印前，控制所述气路调节装置调整所述成型室中环境成分，其中，所述环境成分与光固化液态材料的光化学反应相关。其中，所述环境成分至少影响光固化液态材料的光化学反应。例如，所述环境成分包含抑制光固化液态材料进行光固化反应的气体(如氧气)、微粒、水蒸汽等。

具体地，在打印前，控制装置控制气路结构中的气体调节装置，以向成型室提供自所述气体出口排出的气流，其旨在利用气体流动将成型室中的环境成分予以排出或补充。或者，控制装置控制气体调节装置以向成型室提供由气体入口进入的气体且将成型室中的气体自所述气体出口排出的气路循环，旨在利用气体流动将成型室中的环境成分予以排出。

在一些实施方式中，在所述控制装置的控制下，气路调节装置利用气体流动减少所述成型室中的环境成分。例如，所述气路调节装置至少受控连通所述气体出口，利用气体流动将成型室中的环境成分予以抽出，使得成型室呈负压状态，并维持成型室的负压状态直至打印完成。又如，所述气路调节装置受控连通所述气体入口和气体出口，利用气体流动将外部的保护气体输入成型室中并将成型室中的环境成分随气流排出成型室。在打印期间，维持成型室内保护气体含量直至打印完成。其中，所述保护气体包括但不限于：如氩等惰性气体、或不影响成型室中的光固化液态材料进行光化学反应的其他气体。所述其他气体的确定与光固化液态材料的类型、成型室打印期间光固化液态材料所处温度、湿度、水氧含量等指标相关。例如，在光固化液态材料的固化温度范围不影响相应光固化液态材料反应的气体。

在另一些实施方式中，在所述控制装置的控制下，气路调节装置利用气体流动增加所述成型室中的环境成分，以使表面的一层光固化液态树脂在打印前及打印过程中始终不进行光化学反应从而形成一隔离区域(dead zone)。该隔离区域将剩余光固化液态材料与环境成分相隔离，使得光辐射穿过所述隔离区域固化位于隔离区域下的光固化液态材料。在此，所述隔离区域可以是液态的且能够被光辐射穿透的。例如，如图8所示，成型室中盛放的光固化液态材料为丙烯酸树脂或环氧树脂、或两者的混合树脂，在打印前，所述气路调节装置受控增加成型室中的氧气含量，使得树脂与氧气接触的表面形成具有一定厚度的隔离区域70，在隔离区域70以下的树脂可被固化，维持成型室的气体环境直至打印完成。其中，成型室中的氧气含量与隔离区域的厚度相关联，整体来说，氧气含量越高该厚度越厚。在某些具体示例中，控制所述气路调节装置带动所述成型室中的气体流动并将所述成型室中环境成分随气流抽离。例如，如图6所示，在打印前，控制装置控制第一控制阀的第一连通口与第三连通口F3连通、且断开与第二连通口F2的气路，控制位于气体缓冲部件上第二控制阀与外界连通，还控制抽气泵执行将成型室内气体抽出使成型室呈负压状态。其中，所述控制装置可根据设置在所述气体结构中的检测装置的气压检测值来确定成型室中气压值，当所检测的气压值达到预设打印环境条件(如一负压阈值)时，所述控制装置断开第二控制阀的连通并暂停抽气泵工作。由此成型室及所连通的气体缓冲部件中维持负压状态。

在另一具体示例中，在打印前，控制所述气路调节装置带动所述成型室中的气体流动并将外接的气体输入所述成型室。例如，如图6所示，控制装置控制第一控制阀的第一连通口与第三连通口F3连通、且断开与第二连通口F2的气路，控制位于气体缓冲部件上第二控制阀与外界连通，还控制气体循环泵将成型室内气体抽出使成型室呈负压状态；再控制第二控制阀断开，并控制第四控制阀连通外部的气体提供装置和成型室上的气体入口，将气体灌入成型室中，使成型室恢复正常气压甚至微正压。其中，所述控制装置可根据设置在所述气体结构中的检测装置的气压检测值来确定成型室中气压值，确定控制相应控制阀的连通及断开时机。上述抽气及输送气体的过程可执行一次或循环多次。

在上述各示例中，在成型室内的气压满足打印环境条件时，所述控制装置还可以控制第一控制阀关闭，使得仅成型室内呈密闭空间，并在打印期间维持气路调节装置中各受控部件的状态，以控制所述气路调节装置维持成型室对外界密闭。

在又一具体示例中，在所述控制装置控制气体抽离单元和/或气体置换单元工作期间，所述打印方法还包括滤除自所述成型室中排出的环境成分的步骤。例如，采用置换方式减少成型室中的环境成分时，控制装置启动净化部件、除湿部件等以将经过气体缓冲部件中的气体进行成分滤除处理，由此减少在气体循环期间环境成分随气流重复进入成型室。

需要说明的是，本领域技术人员基于上述示例的描述对气路结构中气体抽离单元和气体置换单元的控制过程的组合方式或单一控制过程的简单变形均属于本申请的示例，在此不再一一详述。

在成型室内达到预设打印环境条件后，控制装置执行步骤S120：控制Z轴驱动机构调整构件平台与打印基准面之间的间距，以及固化填充在构件平台与打印基准面之间的光固化液态材料。于本申请中，在打印期间，控制装置按照3D构件模型中的横截层层厚控制所述Z轴驱动机构调整构件平台与打印基准面之间的间距，以及按照相应横截层的分层图像控制所述光学系统固化填充在所述构件平台与打印基准面之间的光固化液态材料。

其中，对于扫描式光学系统来说，其打印基准面可位于光辐射聚焦点所在平面。为了提高打印速度扫描式光学系统的打印基准面略近于或远于光学系统的聚焦点所在平面，使得光辐射的光斑尺寸略大，由此增加光斑扫描的步长。

对于面曝光式光学系统，其打印基准面通常位于图像成像处。所述打印基准面根据3D打印设备的类型而定。

另外，对于底面曝光3D打印设备来说，所述光学系统位于盛放光固化液态材料的容器底面并向所述底面曝光，则所述打印基准面为容器底面。

对于顶面曝光3D打印设备来说，所述光学系统位于光固化液态材料表面并向所述表面曝光，则所述打印基准面为经标定确定的光固化液态材料表面。在此，所述光固化液态材料表面为实际能够固化的光固化液态材料表面。若气路调节装置利用气体流动增加所述成型室中的环境成分，并使成型室中的光固化液态材料上表面形成一层始终不进行光化学反应从而形成一隔离区域，则所述打印基准面经标定确定为位于该隔离区域与光固化液态材料的交界处。其中，所述打印基准面的标定方式可根据预设的环境成分含量与隔离区域厚度的对应关系，确定当前环境成分含量(如含氧量)所对应的隔离区域厚度，进而通过计算从光辐射出射端至相应隔离区域下表面的距离来确定打印基准面的位置。或者，所述打印基准面的标定方式还可以通过固化测试来确定。若气路调节装置利用气体流动减少所述成型室中的环境成分，则所述打印基准面即为光固化液态材料的上表面。

在步骤S121中，判断3D构件是否打印完毕，若否则继续执行步骤S120直至在构件平台上累积成对应3D构件。

具体地，控制装置根据待打印3D构件模型中第一横截层层厚控制Z轴驱动机构将构件平台放置在距离打印基准面相应层厚的位置处，使得打印基准面与构件平台之间填充有光固化液态材料。控制装置再将第一横截层相应分层图像提供给光学系统，并由其照射到打印基准面上，通过控制光学系统的照射时长、像素灰度、功率中的至少一种控制信息，将所填充的光固化液态材料图案化固化以得到对应的图案固化层。控制装置按照第二层横截层的层厚控制Z轴驱动机构带动构件平台移动使其与打印基准面之间的最小间距为第二横截层层厚，再控制光学系统在第一层固化层基础上固化对应的第二层图案固化层。以此类推，控制装置积累固化3D构件模型中各横截层，最终得到3D构件模型的实体构件。

上述打印过程仅为举例，控制装置对光学系统和Z轴驱动机构的控制方式可根据所打印的产品而确定控制方式，例如，在申请号为201710350954.9、201710339252.0、201710073447.5等本公司申请的专利文件中均有描述，在此不予详述并全部引用于此。

为了保证成型室内打印环境的稳定，防止因成型室或气体结构中任一结构漏气对打印环境造成不利影响，所述控制装置在打印期间利用气路结构中的检测装置检测成型室的打印环境，例如检测水氧信息、检测气压信息中的至少一种等，并当所检测的信息不满足打印环境条件时，控制气路调节装置以恢复成型室中的打印环境。其中，为了降低气路结构工作期间气流对光固化液态材料的波动影响，所述控制装置还根据所述检测装置所提供的气流信息控制气路调节装置的调节速度。例如，根据气流检测信息控制气体循环泵的循环等级等。另外，在调节成型室中环境成分期间(包含打印前和打印期间)，利用所检测到的气压信息评价成型室是否满足打印环境条件，如满足预设的负压条件或正压条件等，若不满足，则调整成型室的气压，直到满足所述打印环境条件为止。

需要说明的是，步骤S110中的过滤步骤也可以在打印期间被执行，即，在打印期间对排出成型室的气体予以过滤，以维护光固化液态材料的化学稳态。

在某些实施方式中，当所述3D打印设备包括温度调节装置时，所述打印方法还包括：步骤S130(未予图示)。

在步骤S130中，调节光固化液态材料的温度。

具体地，所述控制装置可基于打印状态(如打印期间、打印前、打印后)、气路结构所提供的环境信息对温度调节装置进行温度控制，以使成型室中的光固化液态材料的温度适应于成型室中的打印环境。例如在打印前，控制装置根据所检测的水氧含量、气体成分等环境信息调节输出至温度调节装置的控制信号的占空比(如低于第一阈值)，以减缓光固化液态材料与环境气体的反应速度；以及在打印期间，控制装置调节所述占空比(如高于第二阈值)，以确保固化后的产品特性要求。

本申请虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术、人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本申请技术方案的保护范围。

Claims (22)

1.一种气路结构，用于3D打印设备，其中，所述气路结构包括：

成型室，内置有：光固化液态材料及用于附着经固化后得到的图案固化层的构件平台；

设置于所述成型室上的气体入口和气体出口；

至少受控连通所述气体出口的气路调节装置，用于调整所述成型室中的环境成分，其中，所述环境成分与光固化液态材料的光化学反应相关。

2.根据权利要求1所述的气路结构，其特征在于，所述气路调节装置包括：

气体置换单元，通过所述气体入口和气体出口将外部的气体提供装置与成型室受控连通，用于利用气体流动将所述气体提供装置所提供的气体输入所述成型室；和/或

气体抽离单元，受控连通所述气体出口，用于利用气体流动将所述成型室中影响所述光固化液态材料进行光化学反应的环境成分从所述成型室中抽离。

3.根据权利要求2所述的气路结构，其特征在于，所述气路调节装置还包括：与所述气体入口和气体出口受控连通的气体缓冲部件。

4.根据权利要求3所述的气路结构，其特征在于，还包括：设置在所述气体出口的第一控制阀，包含第一气体排出口和第二气体排出口；所述第一气体排出口在与所述气体出口连通时将成型室中的环境成分随气流排出气路调节装置之外，所述第二气体排出口在与所述气体出口连通时将成型室中的环境成分随气流排入所述气体缓冲部件中。

5.根据权利要求3所述的气路结构，其特征在于，所述气体置换单元通过气体缓冲部件与气体提供装置受控连通。

6.根据权利要求3所述的气路结构，其特征在于，所述气体抽离单元将所抽出的气体自所述气体缓冲部件受控排出。

7.根据权利要求1-6中任一所述的气路结构，其特征在于，所述气路调节装置还包括：成分滤除单元，用于滤除自所述成型室中排出的环境成分。

8.根据权利要求1所述的气路结构，其特征在于，还包括：检测装置，用于检测所述成型室中的环境信息。

9.根据权利要求8所述的气路结构，其特征在于，所述检测装置包括：气压传感器，用于检测所述成型室中的气压信息。

10.根据权利要求8或9所述的气路结构，其特征在于，在打印期间，基于所述检测装置的检测结果，所述气路调节装置受控调整所述成型室中影响光固化液态材料光化学反应的环境成分以维持所述成型室的打印环境。

11.根据权利要求1所述的气路结构，其特征在于，在打印期间，所述成型室、或所述气路调节装置和成型室呈密闭状态。

12.一种3D打印设备，其特征在于，包括：

光学系统，用于将3D构件模型中的分层图像照射到位于打印基准面的光固化液态材料上以使之固化成对应的图案固化层；

构件平台，用于附着所述图案固化层以便经由各图案固化层积累形成3D构件；

Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，用于受控的调整所述构件平台与所述打印基准面之间的间距以将光固化液态材料填充到所述打印基准面处；

如权利要求1-11中任一所述的气路结构，其中在成型室中内置有所述光固化液态材料及所述构件平台；

控制装置，与所述气路结构相连，用于控制所述气路调节装置调整所述成型室中影响所述光固化液态材料进行光化学反应的环境成分。

13.根据权利要求12所述的3D打印设备，其特征在于，所述光学系统位于所述成型室之外，且所述成型室面向光学系统侧呈透明状；或者，所述成型室还容纳所述光学系统的至少出射部分。

14.根据权利要求12所述的3D打印设备，其特征在于，还包括：温度调节装置，与所述控制装置连接，用于调节所述成型室中光固化液态材料的温度。

15.一种3D打印设备的打印方法，其中所述3D打印设备包括：成型室、气路调节装置、Z轴驱动机构、与所述Z轴驱动机构连接的构件平台和光学系统，其特征在于，包括：

在打印前，控制所述气路调节装置调整所述成型室中环境成分，其中，所述环境成分与光固化液态材料的光化学反应相关；

在打印期间，按照3D构件模型中的横截层层厚控制所述Z轴驱动机构调整构件平台与打印基准面之间的间距，以及按照相应横截层的分层图像控制所述光学系统图案化固化填充在所述构件平台与打印基准面之间的光固化液态材料；

重复地控制所述Z轴驱动机构和光学系统以将所述3D构件模型制造成对应的3D构件。

16.根据权利要求15所述的3D打印方法，其特征在于，所述控制所述气路调节装置调整所述成型室中环境成分的方式包括：

控制所述气路调节装置带动所述成型室中的气体流动并将外接的气体输入所述成型室；和/或

控制所述气路调节装置带动所述成型室中的气体流动并将所述成型室中环境成分随气流抽离。

17.根据权利要求15所述的3D打印方法，其特征在于，还包括：在打印期间，控制所述气路调节装置维持成型室对外界密闭的步骤。

18.根据权利要求15或17所述的3D打印方法，其特征在于，还包括：在打印期间，检测所述成型室中的环境信息，并基于检测结果调整所述成型室中环境成分的步骤。

19.根据权利要求18所述的3D打印方法，其特征在于，所述环境信息包含气流信息；在打印期间，基于所述气流信息控制在调整成型室环境成分期间的气体流速。

20.根据权利要求18所述的3D打印方法，其特征在于，所述环境信息包含气压信息；在打印期间，基于所述气压信息调整成型室环境成分以维持打印环境。

21.根据权利要求15所述的3D打印方法，其特征在于，还包括：调节光固化液态材料的温度的步骤。

22.根据权利要求15所述的3D打印方法，其特征在于，还包括：滤除自所述成型室中排出的环境成分的步骤。