CN107415219A - 一种喷射光敏聚合物3d打印机的打印方法 - Google Patents

一种喷射光敏聚合物3d打印机的打印方法 Download PDF

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王小绪
董豪
李秋盛
陈阳
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    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
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    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Abstract

本发明涉及一种喷射光敏聚合物3D打印机的打印方法，所述3D打印机的UV紫外光灯固定设置在工作台两侧，从而使得UV紫外光灯与喷头分离，从而解除UV紫外光灯照射时间与喷头喷射时间的关联，使得UV紫外光灯可以充分固化光敏聚合物。主控板依据信息集生成控制第二驱动装置工作的指令集，所述指令集与信息集一一对应，通过控制第二驱动装置，使得UV紫外光的光路与光敏聚合物的位置相一致。图像采集装置采集经过反射镜反射后的光路，并反馈主控板调整指令集，从而使得实际光路与预期光路相同，从而保障对光敏聚合物有效完全固化。由于光线基本照射在光敏聚合物上，因此有效节约了能源。

Description

一种喷射光敏聚合物3D打印机的打印方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其是一种喷射光敏聚合物3D打印机的打印方法。
背景技术
目前，3D打印机又称三维打印机，是一种利用快速成形技术， 以数字模型文件为基础，采用成型材料，通过逐层打印的方式来构造三维的实体的打印设备。随着3D打印技术的快速发展，3D打印机在产品制造业获得了广泛的应用。3D打印技术被誉为“第三次工业革命”，被广泛的应用于工业、医疗、教学、航空航天等领域。3D 打印的基本原理是分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体，在进行3D打印时，软件通过电脑辅助设计技术(CAD)完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，3D 打印机将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型，完成 3D打印。3D打印技术的主流技术包括立体光固化技术(SLA)、喷射光敏聚合物（PolyJet）、熔融沉积成型(FDM)、选择性激光熔化技术(SLM)、数字光处理技术(DLP)、 三维打印黏结成型(3DP)等。
现有的喷射光敏聚合物3D打印机，UV紫外光灯设置在喷头上，当喷头运动时，UV紫外光灯随着喷头一起运动，从而对喷头喷出的光敏聚合物进行固化，当喷头打印速度过快时，可能出现照射度不够，导致固化不完全，或者在长期使用过程中，照射位置发生偏离，从而使得部分光敏聚合物不能被固化，从而影响打印工作。
发明内容
本发明提供一种喷射光敏聚合物3D打印机的打印方法，该放法使得UV紫外光灯与喷头分离，并且通过控制反光镜，使得光敏聚合物得到足够的固化，并且有效放置长期使用引起的照射位置偏离。
一种喷射光敏聚合物3D打印机的打印方法，所述3D打印机包括喷头、导轨、工作台、第一驱动装置、UV紫外光灯、第二驱动装置、反光镜、主控板、图像采集装置，所述UV紫外光灯固定设置在工作台两侧；
所述打印方法包括以下步骤：
A.主控板将待打印文件信息分解成多层，并形成每层需要打印的信息集；
B.所述主控板控制喷头沿着导轨运动，并依据所述信息集向工作台喷射光敏聚合物；
C.所述主控板依据信息集生成控制第二驱动装置工作的指令集，所述指令集与信息集一一对应；
D.所述UV紫外光灯发出的光经照射位于工作台上的光敏聚合物，所述主控板通过指令集控制第二驱动装置转动，从而带动反光镜转动，从而使得UV紫外光灯发出的光经过反光镜反射后沿着工作台上的光敏聚合物运动；
E.所述图像采集装置采集经过反射镜反射后的光路并反馈至主控板，主控板比较采集的图像与理论照射位置十分一致，如果不一致则主控板依据图像采集装置采集的信息调整指令集后返回步骤C；否则判断该层是否结束，未结束则返回步骤D,结束则进入步骤F；
F.第一驱动装置驱动工作台向下运动，所述主控板判断工作是否完成，完成则结束工作；否则返回步骤B。
进一步地，所述导轨设有X轴和Y轴，所述主控板控制喷头沿X轴及Y轴运动。
进一步地，所述反光镜为多个，并均布在工作台上方。
采用以上技术方案，本发明具有以下技术效果：
1. UV紫外光灯固定设置在工作台两侧，从而使得UV紫外光灯与喷头分离，从而解除UV紫外光灯照射时间与喷头喷射时间的关联，使得UV紫外光灯可以充分固化光敏聚合物。主控板依据信息集生成控制第二驱动装置工作的指令集，所述指令集与信息集一一对应，通过控制第二驱动装置，使得UV紫外光的光路与光敏聚合物的位置相一致。图像采集装置采集经过反射镜反射后的光路，并反馈主控板调整指令集，从而使得实际光路与预期光路相同，从而保障对光敏聚合物有效完全固化。由于光线基本照射在光敏聚合物上，因此有效节约了能源。
2. 所述反光镜为多个，并均布在工作台上方。通过对多个反光镜的控制，使得光线照射位置更加多样化，防止存在死角。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一的结构示意图。
图2为本发明实施例一的流程图。
喷头1、导轨2、工作台3、第一驱动装置4、UV紫外光灯5、第二驱动装置6、反光镜7、主控板8、图像采集装置9。
具体实施方式
如图1-2所示，一种喷射光敏聚合物3D打印机，包括喷头1、导轨2、工作台3、第一驱动装置4、UV紫外光灯5、第二驱动装置6、反光镜7、主控板8、图像采集装置9，所述喷头1和导轨2位于工作台3的上方，喷头1可沿着导轨2在工作台3上方运动，第一驱动装置4包括第一电机41、传动装置42，所述传动装置一端与第一电机连接，另一端连接工作台3，传动装置42带动工作台3上下运动，第二驱动装置6与反光镜7连接，控制反光镜7转动，图像装置9位于工作台3上方，并于所述工作台呈45度夹角，所述UV紫外光灯5固定设置在工作台两侧；导轨2设有X轴和Y轴，所述主控板控制喷头沿X轴及Y轴运动，从而使得喷头1可平行于工作台3运动。UV紫外光灯固定设置在工作台两侧，从而使得UV紫外光灯与喷头分离，从而解除UV紫外光灯照射时间与喷头喷射时间的关联，使得UV紫外光灯可以充分固化光敏聚合物。
当用户需要3D打印时，3D打印机按照如下动作进行工作：
A.用户将待打印文件输入主控板，主控板将待打印文件信息分解成多层，并形成每层需要打印的信息集；
B.所述主控板控制喷头沿着导轨运动，并依据所述信息集向工作台喷射光敏聚合物；
C.所述主控板依据信息集生成控制第二驱动装置工作的指令集，所述指令集与信息集一一对应；
D.所述UV紫外光灯发出的光经反光镜照射位于工作台上的光敏聚合物，所述主控板通过指令集控制第二装置转动，从而带动反光镜转动，从而使得UV紫外光灯发出的光经过反光镜反射后沿着工作台上的光敏聚合物运动；
E.所述图像采集装置采集经过反射镜反射后的光路并反馈至主控板，主控板比较采集的图像与理论照射位置十分一致，如果不一致则主控板依据图像采集装置采集的信息调整指令集后返回步骤C；否则判断该层是否结束，未结束则返回步骤C,结束则进入步骤F；
由于依据指令集控制第二驱动装置，使得UV紫外光的光路与光敏聚合物的位置相一致，并且不会发生能源浪费。图像采集装置采集经过反射镜反射后的光路，并反馈主控板调整指令集，从而使得实际光路与预期光路相同，从而保障对光敏聚合物有效完全固化。
F.第一电机转动，通过传动装置42驱动装置驱动工作台向下运动，所述主控板判断工作是否完成，完成则结束工作；否则返回步骤B，如此循环。
在本实施例中，反光镜为多个，并均布在工作台上方，这样，在打印机工作过程中，如果出现死角的时候，可以通过反光镜的相互组合，将光线通过合理的路径反射到光敏聚合物上。
为了使得照射光线进一步集中，本实施例中，还可以在UV紫外光灯5和反射镜7之间设置聚光镜，从而使得步骤D中，UV紫外灯发出的光先经聚光镜聚集后再射向反光镜。从而使得用于固化的能量更加集中。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (3)

1.一种喷射光敏聚合物3D打印机的打印方法，其特征在于，所述3D打印机包括喷头、导轨、工作台、第一驱动装置、UV紫外光灯、第二驱动装置、反光镜、主控板、图像采集装置，所述UV紫外光灯固定设置在工作台两侧；
所述打印方法包括以下步骤：
主控板将待打印文件信息分解成多层，并形成每层需要打印的信息集；
所述主控板控制喷头沿着导轨运动，并依据所述信息集向工作台喷射光敏聚合物；
所述主控板依据信息集生成控制第二驱动装置工作的指令集，所述指令集与信息集一一对应；
所述UV紫外光灯发出的光经反光镜照射位于工作台上的光敏聚合物，所述主控板通过指令集控制第二驱动装置转动，从而带动反光镜转动，从而使得UV紫外光灯发出的光经过反光镜反射后沿着工作台上的光敏聚合物运动；
所述图像采集装置采集经过反射镜反射后的光路并反馈至主控板，主控板比较采集的图像与理论照射位置十分一致，如果不一致则主控板依据图像采集装置采集的信息调整指令集后返回步骤C；否则判断该层是否结束，未结束则返回步骤D,结束则进入步骤F；
第一驱动装置驱动工作台向下运动，所述主控板判断工作是否完成，完成则结束工作；否则返回步骤B。
2.根据权利要求1所述的打印方法，其特征在于，所述导轨设有X轴和Y轴，所述主控板控制喷头沿X轴及Y轴运动。
3.根据权利要求1所述的打印方法，其特征在于，所述反光镜为多个，并均布在工作台上方。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109571940A (zh) * 2018-12-10 2019-04-05 中国科学技术大学 一种uv光固化血红蛋白颗粒制备生物光学仿体的三维打印系统和方法
CN111542786A (zh) * 2017-12-20 2020-08-14 Eta瑞士钟表制造股份有限公司 用于制造包括至少一个三维元件的表盘的方法

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CN1799821A (zh) * 2006-01-16 2006-07-12 南京师范大学 采用逐层喷涂方式制作三维物体的方法

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