CN107972265A - 一种3d打印系统 - Google Patents

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吴磊
李风煜
宋延林
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明实施例提供一种3D打印系统，属于成型技术。该系统包括：依次设置的打印平台、低粘附槽以及光源。其中，所述低粘附槽用于装载光敏树脂，所述低粘附槽的槽底包括低粘附层，并能够透过所述光源发出的光；所述光源用于向所述低粘附槽发光，以使所述光照射到的光敏树脂光固化三维成型；以及所述打印平台用于承接固化的光敏树脂。该3D打印系统能够使打印材料高精度连续快速成型。

Description

一种3D打印系统
技术领域
本发明涉及成型技术，具体地涉及一种3D打印系统。
背景技术
3D打印又称为增材制造技术，是快速成型技术的一种，它以数字模型文件为基础，通过逐点或逐层打印的方式来构造三维物体。到目前为止，根据三维成型的原理，可以将3D打印技术分为熔融挤出快速成型、光固化立体成型、数字光处理、箔材叠层成型、喷墨3D打印、选择性激光烧结以及电子束熔化成型等。它们与传统制造业相比无需模具制造或机械加工，避免了传统减材制造工艺的材料与能源的浪费。但目前现存的3D打印技术为均采用逐层或逐点打印方式，“台阶效应”限制了3D打印的精度，并且严重降低了3D打印的生产效率低，跟不上大规模的量产需求。同时，目前供3D打印机使用的材料特殊，且成本高，也是造成消费者流失的重要原因。若生产同样精度的产品，同传统的大规模开模生产相比，时间上和成本上的优势并不明显。
美国北卡罗来纳大学的研发团队提出了“连续液体界面制造技术”，简称CLIP(Continuous liquid interface production of 3D objects,Science,2015,347,1349-1352)，该技术通过引入氧气作为光敏树脂的阻聚物，在打印平台和固化树脂底部之间形成一层很薄的液体界面，从而加快了打印进程。中国发明专利CN205416365提供了一种类似的快速成型的3D打印方法，同样是以氧气为阻聚物的原理加快打印速度。但是，氧气为阻聚层会限制墨水的种类，通用性降低，并且会造成3D打印设备系统十分复杂。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种3D打印系统，该3D打印系统能够使打印材料高精度连续快速成型。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种3D打印系统，该系统包括：依次设置的打印平台、低粘附槽以及光源，其中，所述低粘附槽用于装载光敏树脂，所述低粘附槽的槽底包括低粘附层，并能够透过所述光源发出的光；所述光源用于向所述低粘附槽发光，以使所述光照射到的光敏树脂光固化三维成型；以及所述打印平台用于承接固化的光敏树脂。
优选地，所述光源为激光、量子点、无机、有机和无机有机复合发光二极管中的其中一者或多者的组合。
优选地，所述光源为平面投影光源、曲面投影光源、单色光光源、多色光光源和点阵面光源中的其中一者或多者的组合。
优选地，所述光源的发光强度为0-10W。
优选地，与所述光敏树脂接触的低粘附槽的槽底覆盖低粘附层。
优选地，所述低粘附槽的槽底由低粘附层构成。
优选地，固化的光敏树脂与所述低粘附层之间的粘附强度小于10KPa。
优选地，所述低粘附层对所述光源发出的光的透光率不低于90％。
优选地，所述低粘附层为硅橡胶和表面活性剂二者物理复合或化学交联构成。
优选地，所述表面活性剂为无氟或含氟表面活性剂，其中所述含氟表面活性剂为以碳氟为主链或侧链结构的化合物、含氟液体和含氟固体中的其中一者或多者的复合物。
优选地，所述光敏树脂为以下中的一者或多者的混合：聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂、酚醛树脂、丙烯基树脂、乙烯基树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的预聚体。
优选地，所述光源发出的光的波长范围与所述光敏树脂的感光波长范围相同。
优选地，所述光源发出的光的波长范围与所述光敏树脂的感光波长范围为300nm-450nm或800nm-1mm。
优选地，所述打印平台连续移动以承接固化的光敏树脂，移动速度为0.06mm/min-600mm/min。
通过上述技术方案，采用本发明提供的3D打印系统，该系统包括：依次设置的打印平台、低粘附槽以及光源，其中，所述低粘附槽用于装载光敏树脂，所述低粘附槽的槽底包括低粘附层，并能够透过所述光源发出的光；所述光源用于向所述低粘附槽发光，以使所述光照射到的光敏树脂光固化三维成型；以及所述打印平台用于承接固化的光敏树脂。该3D打印系统通过利用低粘附性材料，可使打印材料高精度连续快速成型。
本发明实施例的其它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发明实施例的进一步理解，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发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的3D打印系统的结构示意图。
附图标记说明
1 光源 2 低粘附槽
3 打印平台 4 光敏树脂。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例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发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
实施例一
图1是本发明一实施例提供的3D打印系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括：依次设置的打印平台3、低粘附槽2以及光源1，其中，所述低粘附槽用于装载光敏树脂4，所述低粘附槽2的槽底包括低粘附层，并能够透过所述光源1发出的光；所述光源1用于向所述低粘附槽发出光，以使所述光照射到的光敏树脂4光固化三维成型；以及所述打印平台3用于承接固化的光敏树脂4。
对于上述光源1，可以采用激光发光二极管、量子点发光二极管、无机发光二极管、有机发光二极管和无机有机复合发光二极管中的其中一者，也可以为其中多者的组合；同时，光源1可以为平面投影光源、曲面投影光源、单色光光源、多色光光源和点阵面光源中的其中一者，也可以为其中多者的组合，发光强度可以为0-10W。
对于上述低粘附槽，低粘附槽2的槽底具有低粘附性，具体可以包括两种实现方式，即低粘附槽2的槽底由低粘附层构成或者与所述光敏树脂4接触的低粘附槽2的槽底覆盖低粘附层。无论哪种方式，低粘附槽2的槽底和低粘附层都可以透光，优选对光源1发出的光的透光率不低于90％。由于低粘附层，经光固化后的光敏树脂4与低粘附层之间的粘附强度小于10KPa。
本发明优选所述低粘附层为硅橡胶和表面活性剂二者物理复合或化学交联构成。该表面活性剂可以为无氟或含氟表面活性剂，其中所述含氟表面活性剂可以为以碳氟为主链或侧链结构的化合物、含氟液体和含氟固体中的其中一者，也可以为其中多者的复合物。
对于上述光敏树脂4，光敏树脂4为以下中的一者或多者的混合：聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂、酚醛树脂、丙烯基树脂、乙烯基树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的预聚体。光敏树脂4可以为紫外光敏树脂4、蓝光光敏树脂4或红外光敏树脂4(即能够由紫外光、蓝光或红外光进行固化的树脂)，其中感光波长范围可以为300nm-450nm或800nm-1mm，本发明不进行具体限定，只要光敏树脂4的感光波长范围与光源1发出的光的波长范围相同，以使光敏树脂4可以进行固化即可。
上述打印平台3可以由控制设备(例如三维传动设备)控制，以根据3D模型需要进行任意方向上的连续移动以承接已固化的3D模型，移动速度可以为0.06mm/min-600mm/min。
以下将描述四种可实现本发明目的的3D打印系统。
实施例二
如图1所示，3D打印系统包括光源1，低粘附槽2，打印平台3，其中所述低粘附槽2中具有紫外光敏树脂4。
其中，光源1采用激光发光二极管，点阵平面投影光源，发光波长为200nm，发光强度为8W。
低粘附层选用硅橡胶材料为Dow Corning公司的SYLGARD 184硅橡胶，选用含氟表面活性剂为Sigma-Aldrich公司的1H,1H,2H,2H-perfluorodecyltrimethoxysilane，对200nm光的透光率为92％，与固化的光敏树脂4的粘附强度为0.1KPa。
紫外光敏树脂4为聚甲基丙烯酸甲酯光敏树脂。
打印平台3的运动方向为沿垂直于低粘附槽2的槽底的方向连续向上移动，移动速度为1mm/min。
实施例三
如图1所示，3D打印系统包括光源1，低粘附槽2，打印平台3，其中所述低粘附槽2中具有紫外光敏树脂4。
其中，光源1采用无机有机复合发光二极管，曲面投影面光源，发光波长为365nm，发光强度为7W。
低粘附层选用硅橡胶为材料为Dow Corning公司的SYLGARD 160硅橡胶，选用含氟表面活性剂为Acros公司的(三氟甲基)三甲基硅烷，对波长为365nm的光的透光率为95％，与固化的光敏树脂4的粘附强度为1KPa。
紫外光敏树脂4为聚氨酯丙烯酸光敏树脂。
打印平台3的运动方向为沿垂直于低粘附槽2的槽底的方向20°连续向上移动，移动速度为6mm/min。
实施例四
如图1所示，3D打印系统包括光源1，低粘附槽2，打印平台3，其中所述低粘附槽2中具有红外光敏树脂4。
其中，光源1采用量子点发光二极管，点阵面光源，发光波长为900nm，发光强度为9W。
低粘附层选用硅橡胶为Dow Corning公司的SYLGARD 170硅橡胶，选用含氟表面活性剂为Accela公司的三乙基氟硅烷，对波长为900nm的光的透光率为90％，与固化的光敏树脂4的粘附强度为0.5KPa。
红外光敏树脂4为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物光敏树脂。
打印平台3的运动方向为沿垂直于低粘附槽2的槽底的方向连续向上移动，移动速度为0.1mm/min。
实施例五
如图1所示，3D打印系统包括光源1，低粘附槽2，打印平台3，其中所述低粘附槽2包括蓝光光敏树脂4。
其中，光源1采用无机发光二极管，多色光光源以及点阵面光源，发光波长为450nm，发光强度为5W。
低粘附层选用硅橡胶为Dow Corning公司的SYLGARD 182硅橡胶，选用含氟表面活性剂为TCI公司的1,1,1,2,2,4,5,5,5-Nonafluoro-4-(trifluoromethyl)-3-pentanone1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮，对波长为450nm的光的透光率为96％，与固化的光敏树脂4的粘附强度为0.01KPa。
蓝光光敏树脂4为聚丙烯酸光敏树脂。
打印平台3的运动方向为沿垂直于低粘附槽2的槽底的方向连续向上移动，移动速度为60mm/min。
通过上述技术方案，采用本发明提供的3D打印系统，通过利用低粘附性材料，可使打印材料高精度连续快速成型。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
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，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (14)

1.一种3D打印系统，其特征在于，该系统包括：
依次设置的打印平台、低粘附槽以及光源，其中，
所述低粘附槽用于装载光敏树脂，所述低粘附槽的槽底包括低粘附层，并能够透过所述光源发出的光；
所述光源用于向所述低粘附槽发光，以使所述光照射到的光敏树脂光固化三维成型；以及
所述打印平台用于承接固化的光敏树脂。
2.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述光源为激光、量子点、无机、有机和无机有机复合发光二极管中的其中一者或多者的组合。
3.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述光源为平面投影光源、曲面投影光源、单色光光源、多色光光源和点阵面光源中的其中一者或多者的组合。
4.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述光源的发光强度为0-10W。
5.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，与所述光敏树脂接触的低粘附槽的槽底覆盖低粘附层。
6.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述低粘附槽的槽底由低粘附层构成。
7.根据权利要求5或6所述的3D打印系统，其特征在于，固化的光敏树脂与所述低粘附层之间的粘附强度小于10KPa。
8.根据权利要求5或6所述的3D打印系统，其特征在于，所述低粘附层对所述光源发出的光的透光率不低于90％。
9.根据权利要求5或6所述的3D打印系统，其特征在于，所述低粘附层为硅橡胶和表面活性剂二者物理复合或化学交联构成。
10.根据权利要求9所述的3D打印系统，其特征在于，所述表面活性剂为无氟或含氟表面活性剂，其中所述含氟表面活性剂为以碳氟为主链或侧链结构的化合物、含氟液体和含氟固体中的其中一者或多者的复合物。
11.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述光敏树脂为以下中的一者或多者的混合：
聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂、酚醛树脂、丙烯基树脂、乙烯基树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的预聚体。
12.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述光源发出的光的波长范围与所述光敏树脂的感光波长范围相同。
13.根据权利要求1或12所述的3D打印系统，其特征在于，所述光源发出的光的波长范围与所述光敏树脂的感光波长范围为300nm-450nm或800nm-1mm。
14.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述打印平台连续移动以承接固化的光敏树脂，移动速度为0.06mm/min-600mm/min。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109732910A (zh) * 2019-02-01 2019-05-10 中国科学院化学研究所 全息3d打印装置及全息3d打印方法
CN112739526A (zh) * 2018-09-21 2021-04-30 穆尔鲍尔科技公司 3d打印机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN206048812U (zh) * 2016-09-28 2017-03-29 中国石油大学(华东) Dlp光固化3d打印机基座与树脂槽间隙控制的装置
CN107031036A (zh) * 2017-06-06 2017-08-11 北京清锋时代科技有限公司 三维打印装置及三维打印方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN206048812U (zh) * 2016-09-28 2017-03-29 中国石油大学(华东) Dlp光固化3d打印机基座与树脂槽间隙控制的装置
CN107031036A (zh) * 2017-06-06 2017-08-11 北京清锋时代科技有限公司 三维打印装置及三维打印方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
橡胶工业原材料与装备手册编审委员会: "《橡胶工业原材料与装备简明手册（2016年版）》", 30 November 2016, 北京理工大学出版社 *
洪广言等: "《稀土发光材料》", 31 May 2016, 北京冶金工业出版社 *
莫健华: "《液态树脂光固化3D打印技术》", 30 September 2016, 西安电子科技大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112739526A (zh) * 2018-09-21 2021-04-30 穆尔鲍尔科技公司 3d打印机
CN109732910A (zh) * 2019-02-01 2019-05-10 中国科学院化学研究所 全息3d打印装置及全息3d打印方法

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