CN111842885B - 金属薄膜打印装置及打印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种金属薄膜打印装置及打印方法，框架提供模块向载粉平台提供支撑框架，并使支撑框架的上表面与载粉平台的上表面齐平以对接，铺粉单元每在载粉平台上铺设一层金属粉末，第一激光发生模块发出激光并选择性的熔化载粉平台上的金属粉末直至形成金属薄膜，金属薄膜的边缘位于所述支撑框架上，以使传输模块能够将所述支撑框架及所述金属薄膜同时移走，本发明利用3D打印技术直接在支撑框架上打印金属薄膜，从而简化了工艺，制备成本较低，并且避免金属薄膜的损坏。

Description

金属薄膜打印装置及打印方法
技术领域
本发明涉及半导体制备技术领域，尤其涉及一种金属薄膜打印装置及打印方法。
背景技术
目前，3D打印技术正在快速改变传统的生产制造方式，以数字化、定制化和网络化的3D打印技术为代表的新制造技术将推动工业的巨大进步，而3D金属薄膜打印技术作为整个3D打印体系中最为前沿和最具潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。
显示制造行业作为先进制造行业之一，未来在显示制造行业中，3D打印技术的使用将会非常频繁。当今，OLED(organic light emitting diode)是主流显示技术之一，目前高像素密度的OLED面板的生产过程中需要采用厚度很薄、热膨胀系数小的精细金属掩膜版，以用来蒸镀OLED面板像素区内的有机发光材料。
现有的制备蒸镀使用的金属掩膜板的金属薄膜的需要经过涂胶、曝光、显影和刻蚀等多层工艺形成，然后再进行切割、张紧以重新组成金属掩膜板，张紧时需要将金属薄膜通过张网设备固定在支撑框架上，但是以上的过程造成了金属薄膜精度降低、平坦度超出范围等问题，而且特别容易造成金属薄膜的损坏，造成成本升高，并且其制作工艺比较复杂，耗时极长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属薄膜打印装置及打印方法，以简化金属掩膜板的制作工艺，降低生产成本。
为了达到上述目的，本发明提供了一种金属薄膜打印装置，包括：
粉末提供模块，包括铺粉单元及载粉平台，所述铺粉单元位于所述载粉平台上方并可按一设定方式向所述载粉平台铺设金属粉末；
框架提供模块，具有若干支撑框架，所述框架提供模块使所述支撑框架沿着垂直于所述载粉平台的方向移动，以使所述支撑框架的上表面与所述载粉平台的上表面齐平并对接；
第一激光发生模块，位于所述载粉平台上方，并能够发出激光选择性的熔化所述载粉平台上的金属粉末以形成一图案化的金属薄膜，其中，所述铺粉单元向所述载粉平台铺设金属粉末时，同时向所述支撑框架的上表面铺设金属粉末，以使所述金属薄膜的边缘位于所述支撑框架上；
传输模块，用于将所述支撑框架及所述金属薄膜同时移走。
可选的，所述支撑框架在平行于所述载粉平台的方向上的长度大于所述载粉平台的长度，所述支撑框架在平行于所述载粉平台的方向上的宽度大于所述载粉平台的宽度，以使所述支撑框架的镂空部分能够平行穿过所述载粉平台。
可选的，所述载粉平台为方形台，所述支撑框架为矩形框架，所述框架提供模块包括升降单元及承载单元，所述承载单元用于承载沿垂直于所述载粉平台的方向设置的若干所述支撑框架，所述升降单元带动所述承载单元沿垂直于所述载粉平台的方向运动，以使在垂直于所述载粉平台的方向上最接近所述载粉平台的支撑框架与所述载粉平台对接。
可选的，所述承载单元包括两个对称设置于所述载粉平台两侧的侧板，每个所述侧板靠近所述载粉平台的一侧上沿垂直于所述载粉平台的方向上均设置有多个挡板，两个所述侧板上的多个所述挡板在垂直于所述载粉平台的方向上的高度一一对应，位于同一高度的两个所述挡板用于承载一个所述支撑框架。
可选的，所述支撑框架相对的两侧上设置有弹出机构，当所述支撑框架与所述载粉平台对接时，所述支撑框架两侧的所述弹出机构弹出以填满所述支撑框架边缘与所述载粉平台边缘之间的缝隙。
可选的，所述弹出机构弹出后，所述弹出机构的上表面与所述支撑框架的上表面齐平，以使所述铺粉单元能够同时向所述载粉平台及所述弹出机构上铺设金属粉末，以使形成的所述金属薄膜的边缘位于所述弹出机构上。
可选的，所述载粉平台为梯形台，所述载粉平台面积较小的底面靠近所述铺粉单元，所述支撑框架各边框的内侧由内向外倾斜，且各边框的倾斜面与所述载粉平台的各侧面的倾斜度相匹配，以使所述支撑框架与所述载粉平台实现无缝对接。
可选的，所述支撑框架各边框的内侧的倾斜角度介于45°-75°之间。
可选的，所述框架提供模块包括框架存储单元及抓取单元，所述抓取单元抓取所述框架存储单元中的支撑框架，并将所述支撑框架从所述载粉平台的上表面沿垂直于所述载粉平台的方向放下直至与所述载粉平台对接。
可选的，所述铺粉单元包括粉末存储盒及遮挡板，所述粉末存储盒上设置有供金属粉末输出的粉末输出口，所述遮挡板上形成有若干通孔，当启动所述遮挡板时，所述遮挡板移动至遮盖所述粉末输出口，以使金属粉末从所述通孔内输出至所述载粉平台上，并形成一层图案化的金属粉末。
可选的，所述通孔的形状包括圆形、方形、椭圆形或菱形。
可选的，所述金属薄膜打印装置还包括第一检测模块，所述第一检测模块位于所述载粉平台上方，用于跟踪并拍摄所述金属薄膜的形成过程。
可选的，所述第一激光发生模块和所述第一检测模块的数量为多个。
可选的，所述金属薄膜打印装置还包括修补工件台及位于所述修补工件台上方的第二检测模块和第二激光发生模块，所述传输模块将所述支撑框架及所述金属薄膜同时移动至所述修补工件台上，所述第二检测模块对所述金属薄膜进行检测，当所述第二检测模块检测到所述金属薄膜的缺陷时，所述第二激光发生模块对所述金属薄膜的缺陷进行修补。
可选的，所述第二激光发生模块和所述第二检测模块的数量为多个。
可选的，所述金属薄膜的厚度小于或等于100微米。
可选的，所述金属材料的热膨胀系数小于等于1.6×10-6/℃。
本发明还提供了一种金属薄膜打印方法，包括：
步骤S1：框架提供模块使支撑框架沿着垂直于载粉平台的方向移动，直至所述支撑框架的上表面与所述载粉平台的上表面齐平并对接，执行步骤S2；
步骤S2：铺粉单元每在所述载粉平台和所述支撑框架上铺设一层金属粉末，第一激光发生模块发出激光并选择性的熔化所述载粉平台上的金属粉末直至形成一图案化的金属薄膜，且所述金属薄膜的边缘位于所述支撑框架上，执行步骤S3；
步骤S3：传输模块将所述支撑框架及所述金属薄膜同时移走，执行步骤S1。
可选的，所述载粉平台为方形台，所述支撑框架为矩形框架，所述框架提供模块包括升降单元及承载单元，所述承载单元承载有沿垂直于所述载粉平台的方向设置的若干所述支撑框架，且所述支撑框架相对的两侧上设置有弹出机构，则所述步骤S1包括：
所述升降单元带动所述承载单元沿垂直于所述载粉平台的方向运动，直至在垂直于所述载粉平台的方向上最接近所述载粉平台的支撑框架与所述载粉平台对接；
所述支撑框架两侧的所述弹出机构弹出以填满所述支撑框架边缘与所述载粉平台边缘之间的缝隙。
可选的，所述载粉平台为梯形台，所述载粉平台面积较小的底面靠近所述铺粉单元，所述支撑框架各边框的内侧由内向外倾斜，且各边框的倾斜面与所述载粉平台的各侧面相匹配，所述框架提供模块包括框架存储单元及抓取单元，则所述步骤S1包括：
所述抓取单元抓取所述框架存储单元中的支撑框架，并将所述支撑框架从所述载粉平台的上表面沿垂直于所述载粉平台的方向放下直至与所述载粉平台无缝对接。
可选的，所述铺粉单元包括粉末存储盒及遮挡板，所述粉末存储盒上设置有供金属粉末输出的粉末输出口，所述遮挡板上形成有若干通孔，则所述步骤S2包括：
所述粉末存储盒通过所述粉末输出口在所述载粉平台及所述支撑框架的上表面铺设一层金属粉末，所述第一激光发生模块发出激光并选择性的熔化所述支撑框架上的部分金属粉末以形成金属薄膜边框；
启动所述遮挡板以使所述遮挡板移动至遮盖所述粉末输出口，所述粉末存储盒通过所述通孔在所述载粉平台上铺设一层图案化的金属粉末，每铺设一层图案化的金属粉末，所述第一激光发生模块发出激光并选择性的熔化相同区域的金属粉末直至形成金属薄膜图形层，所述金属薄膜图形层边缘与所述金属薄膜边框连接并构成所述金属薄膜。
可选的，所述金属薄膜打印装置还包括修补工件台及位于所述修补工件台上方的第二检测模块和第二激光发生模块，步骤S3之后，所述金属薄膜打印方法还包括：
所述传输模块将所述支撑框架及所述金属薄膜放置于所述修补工件台上；
所述第二检测模块对所述金属薄膜进行检测；
当所述第二检测模块检测到所述金属薄膜的缺陷时，所述第二激光发生模块对所述金属薄膜的缺陷进行修补。
在本发明提供的金属薄膜打印装置及打印方法中，框架提供模块向载粉平台提供支撑框架，并使支撑框架的上表面与载粉平台的上表面齐平以对接，铺粉单元每在载粉平台上铺设一层金属粉末，第一激光发生模块发出激光并选择性的熔化载粉平台上的金属粉末直至形成金属薄膜，金属薄膜的边缘位于所述支撑框架上，以使传输模块能够将所述支撑框架及所述金属薄膜同时移走，本发明利用3D打印技术直接在支撑框架上打印金属薄膜，从而简化了工艺，制备成本较低，并且避免金属薄膜的损坏。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的金属薄膜打印装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的金属薄膜的结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的支撑框架的结构示意图；
图4为本发明实施例一提供的支撑框架与载粉平台之间的间隙的结构示意图；
图5为本发明实施例一提供的支撑框架与载粉平台无缝对接的结构示意图；
图6为本发明实施例一提供的铺粉单元的结构示意图；
图7为本发明实施例一提供的遮挡板的结构示意图；
图8为本发明实施例一提供的金属薄膜打印方法的流程图；
图9为本发明实施例二提供的金属薄膜打印装置的结构示意图；
图10为本发明实施例二提供的金属薄膜的结构示意图；
图11为本发明实施例二提供的支撑框架与载粉平台无缝对接的结构示意图；
其中，附图标记为：
00-金属薄膜；01-金属薄膜边框；02-金属薄膜图形层；10-第一激光发生模块；10’-第二激光发生模块；20-粉末提供模块；21-铺粉单元；211-粉末存储盒；212-粉末输出口；213-遮挡板；22-载粉平台；30-框架提供模块；31-升降单元；32-承载单元；321-侧板；322-挡板；33-支撑框架；331-弹出机构；34-框架存储单元；35-抓取单元；40-传输模块；50-；60-修补工件台；70-第一检测模块；70’-第二检测模块；
a-间隙。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
如图1所示，本实施例提供了一种金属薄膜打印装置，包括薄膜打印部分、薄膜修补部分，所述薄膜打印部分包括第一激光发生模块10、第一检测模块70、粉末提供模块20及框架提供模块30，所述薄膜修补部分包括第二激光发生模块10’、第二检测模块70’及修补工件台60，所述薄膜打印部分用于形成金属薄膜，所述薄膜修补部分用于修补所述金属薄膜上的缺陷，所述薄膜打印部分及所述薄膜修补部分之间设置有传输模块40，所述传输模块40用于将所述金属薄膜从所述薄膜打印部分传递至所述薄膜修补部分，所述薄膜打印部分及所述薄膜修补部分均由一控制模块50进行控制。
请继续参阅图1，在所述薄膜打印部分中，所述第一激光发生模块10、粉末提供模块20及框架提供模块30从上至下顺次设置，所述第一激光发生模块10可以是一激光器，用于发出高强度的激光。并且所述第一激光发生模块10还可以在水平方向上移动，以改变激光照射的位置。
所述粉末提供模块20包括铺粉单元21及载粉平台22，所述铺粉单元21位于所述载粉平台22上方，以在所述载粉平台22上铺设金属粉末，所述第一激光发生模块10可以选择性的熔化所述载粉平台22上任意位置铺设的金属粉末。所述框架提供模块30包括升降单元31及承载单元32，所述升降单元31可以是一液压缸，其液压活塞与所述承载单元32的底部连接，以推动所述承载单元32整体向上或向下移动。所述承载单元32上沿垂直于所述载粉平台的方向设置有多个支撑框架33，所述支撑框架33由四个边框搭载而成，即所述支撑框架33的中央是镂空的，且，所述支撑框架33在平行于所述载粉平台22的方向上的长度大于所述载粉平台22的长度，所述支撑框架33在平行于所述载粉平台22的方向上的宽度大于所述载粉平台22的宽度，当所述升降单元31推动所述承载单元32向上运动时，所述支撑框架33的镂空部分可以穿过所述载粉平台22，以使所述支撑框架33可以从高到低顺次与所述载粉平台22对接，当任一所述支撑框架33与所述载粉平台22对接时，所述支撑框架33的上表面与所述载粉平台22的上表面齐平。
本实施例中需要形成的金属薄膜如图2所示，该金属薄膜00包括金属薄膜边框01及位于所述金属薄膜边框01内的金属薄膜图形层02，所述金属薄膜边框01通常是矩形框，本实施例中的金属薄膜图形层02是由若干横纵交叉的金属薄膜条构成，每个所述金属薄膜条的两端与所述金属薄膜边框01连接构成所述金属薄膜00。在打印所述金属薄膜00时，所述铺粉单元21可以将金属粉末铺设在所述载粉平台22和所述支撑框架33的上表面上，所述第一激光发生模块10选择性的熔化部分金属粉末后，再重复铺粉、熔化直至形成金属薄膜00，可以理解的是，由于金属粉末也铺设在所述支撑框架33的上表面上，所以形成的金属薄膜00的边缘(具体是金属薄膜边框01)是搭在所述支撑框架33上的，当所述传输模块40从所述承载单元32上取走所述支撑框架33时，可以将金属薄膜从所述载粉平台22上撕下。并且，所述金属薄膜边框01横向的两端搭在所述支撑框架33上，纵向的两端可以仅位于所述载粉平台22上，所述传输模块40将所述支撑框架33沿纵向移走，也可以实现撕膜且不会损坏金属薄膜00。可以理解的是，在将所述支撑框架33移走之前，所述升降单元31可以使承载单元32再向上移动一段距离，承载有金属薄膜00的所述支撑框架33此时可以移动至所述载粉平台22上方，使金属薄膜00脱离载粉平台22，也便于所述传输模块40同时移走所述支撑框架33和金属薄膜00。
请继续参阅图1，为了便于放置所述支撑框架33，所述承载单元32包括两个对称设置于所述载粉平台22两侧的侧板321，两个所述侧板321之间的距离可以稍大于所述载粉平台22的宽度，每个所述侧板321靠近所述载粉平台22的一侧上沿垂直于所述载粉平22的方向上均设置有多个挡板322，两个所述侧板321上的多个所述挡板322在垂直于所述载粉平台22的方向上的高度一一对应，高度相同的两个挡板322用于承载一个所述支撑框架33，所述升降单元31带动两个所述侧板321同时沿垂直于所述载粉平台22的方向移动，以使最靠近所述载粉平台22的支撑框架33与所述载粉平台22对接。如图1所示，本实施例中，每个所述侧板321上均有6个挡板322，两个所述侧板321上的6个挡板322一一对应，6个所述支撑框架33像抽屉一样分别放置于相对应的两个挡板322上，同时，6个所述支撑框架33也可以像抽屉一样抽进抽出，以便于安装和取放所述支撑框架33。通过多个支撑框架33和升降单元31的配合可以减少更换支撑框架33的时间，提高了产生效率。
进一步，如图1和图3所示，本实施例中，所述载粉平台22为方形台，所述支撑框架33为矩形框架，从图1中可见，为了使所述升降单元31能够带动所述承载单元32上下移动，所述承载单元32的两个侧板321之间的距离是稍大于所述载粉平台22的宽度的。这样一来，如图4所示，当所述支撑框架33与所述载粉平台22对接时，所述支撑框架33的内边缘与所述载粉平台22的外边缘具有一间隙a，所述间隙a会导致形成的金属薄膜无法与支撑框架33搭接，或者如图2所示，所述间隙a也可能导致所述金属薄膜边框01位于所述支撑框架33上，但所述金属薄膜图形层02无法与所述金属薄膜边框01连接，导致形成的金属薄膜产生缺陷。本实施例中，如图3所示，所述支撑框架33位于所述挡板322上的两侧均设置有一弹出机构331，当所述支撑框架33与所述载粉平台22对接时，所述支撑框架33两侧的所述弹出机构331向外弹出以填满所述支撑框架33边缘与所述载粉平台22边缘之间的缝隙a，具体如图5所示。当所述弹出机构331弹出后，所述弹出机构331的上表面与所述支撑框架33的上表面齐平，以使所述铺粉单元21能够同时向所述载粉平台22及所述弹出机构331上铺设金属粉末，使形成的金属薄膜的两侧边缘能够位于所述弹出机构331上，当所述传输模块40将所述支撑框架33拉出时，能够同时带走所述金属薄膜，实现直接在所述支撑框架33上打印金属薄膜的效果。可以理解的是，实际上所述支撑框架33未位于所述挡板322上的两侧与所述载粉平台22的边缘也具有一间隙，但由于所述金属薄膜搭在所述支撑框架33的两侧即可撕膜，所以所述支撑框架33未位于所述挡板322上的两侧不需要设置所述弹出机构331。
可选的，所述金属薄膜实际上是一图形化的金属层，如图2所示，所述金属薄膜边框01及所述金属薄膜图形层02具有金属材料，而其余部分则没有金属材料，呈镂空状态。在打印时，若所述铺粉单元21每次均将所述载粉平台22均铺满金属粉末，而实际上所述第一激光发生模块10只熔化了部分金属粉末(金属薄膜上有金属材料的部分)，则会造成材料的浪费和成本的升高。如图6及图7所示，本实施例中，所述铺粉单元21包括粉末存储盒211及遮挡板213，所述粉末存储盒211中存储有金属粉末，所述粉末存储盒211上设置有供金属粉末输出的粉末输出口212，金属粉末通过所述粉末输出口212从所述粉末存储盒211输出至所述载粉平台22上。如图7所示，所述遮挡板213上形成有若干通孔，所述遮挡板213未启动时，可以放置在所述粉末存储盒211内部或外部的侧面，当启动所述遮挡板213时，所述遮挡板213移动至遮盖所述粉末输出口212，例如，本实施例中，所述粉末输出口212为一长条形狭缝，所述遮挡板213也为长条形板状结构，当所述遮挡板213启动时，所述遮挡板213完全遮盖住所述粉末输出口212，以使金属粉末仅能够从所述通孔内输出至所述载粉平台22上，当所述铺粉单元21在所述载粉平台22上方移动时，可以形成一层图案化的金属粉末(仅在需要金属材料的区域铺设金属粉末)。本实施例中，所述金属粉末为热膨胀系数小于或等于1.6×10-6/℃的金属材料。
进一步，可以通过设定所述通孔的形状及所述铺粉单元21的移动方式和移动轨迹来形成铺设图案化的金属粉末，所述通孔可以是圆形、方形、椭圆形或菱形，所述铺粉单元21的移动方式可以是步进式或连续扫描式，此处不再一一举例说明。
本实施例中，如图1所示，所述第一检测模块70及第二检测模块70’分别设置于所述载粉平台22及所述修补工件台60上方，所述第一检测模块70用于实时监控并拍摄金属薄膜的形成过程，以便在所述控制模块50上显示。所述传输模块40将所述支撑框架33及金属薄膜放置于所述修补工件台60上之后，所述第二检测模块70’用于检测所述金属薄膜是否有缺陷，当所述第二检测模块70’检测到所述金属薄膜的缺陷时，所述第二激光发生模块10’对所述金属薄膜的缺陷进行修补。可选的，所述第一检测模块70及第二检测模块70’可以是一CCD，且所述第二检测模块70’的检测精度较所述第一检测模块70的检测精度高。并且，所述第一检测模块70和所述第一激光发生模块10的数量可以是一个或多个，所述第二检测模块70’和所述第二激光发生模块10’的数量可以是一个或多个，当所述第一检测模块70、第一激光发生模块10、第二检测模块70’和第二激光发生模块10’为多个时，能够加快打印或修补金属薄膜的时间。
基于此，如图8所示，本实施还提供了一种金属薄膜打印方法，包括：
步骤S1：首先，请参阅图1，所述升降单元31带动所述承载单元32向上移动，以使所述承载单元32上在垂直于所述载粉平台22的方向上最接近所述载粉平台22的支撑框架33移动至与所述载粉平台22对接(在垂直于所述载粉平台22的方向上高度最高的支撑框架33)，对接后所述支撑框架33的上表面与所述载粉平台22的上表面齐平；
步骤S2：请参阅图1、图2和图6，所述铺粉单元21中的粉末存储盒211通过所述粉末输出口212在所述载粉平台22及所述支撑框架33的上表面铺设一层金属粉末，第一激光发生模块10发出激光并选择性的熔化所述支撑框架33上的部分金属粉末以形成金属薄膜边框01，所述金属薄膜边框01的边缘位于所述支撑框架33上，接下来启动所述遮挡板213以使所述遮挡板213移动至遮盖所述粉末输出口212，所述粉末存储盒211通过所述通孔在所述载粉平台22上铺设一层图案化的金属粉末，每铺设一层图案化的金属粉末，所述第一激光发生模块10发出激光并选择性的熔化相同区域的金属粉末直至形成金属薄膜图形层02，所述金属薄膜图形层02边缘与所述金属薄膜边框01连接并构成所述金属薄膜00。可以理解的是，由于金属薄膜00的厚度较小(小于或等于100微米)，在整个打印过程中，所述载粉平台22及所述支撑框架33都无需移动，可选的，所述金属薄膜00的厚度例如可以是90微米、80微米、70微米、60微米、50微米、40微米、30微米或20微米等，在此不再一一举例。
步骤S3：所述升降单元31再向上移动，使与所述载粉平台22对接的所述支撑框架33也向上移动，解除对接状态，由于所述金属薄膜边框是位于所述支撑框架33上的，所述支撑框架33向上移动时，所述金属薄膜从所述载粉平台22上撕下，或者具有即将被撕下的趋势，所述传输模块40可以将所述支撑框架33及所述金属薄膜同时移走，然后重新执行步骤S1，再在下一个支撑框架33上打印金属薄膜。当所述承载单元32上的支撑框架33使用完后，所述升降单元31向下移动，再重新将所述承载单元32上换上一批支撑框架33。
可选的，所述传输模块40可以将所述支撑框架33及所述金属薄膜同时移动至所述修补工件台60上，所述第二检测模块70’对所述金属薄膜进行检测，当所述第二检测模块70’检测到所述金属薄膜的缺陷时，所述第二激光发生模块10’对所述金属薄膜的缺陷进行修补。
实施例二
如图9所示，与实施例一的区别在于，本实施例中，所述载粉平台22为梯形台，所述载粉平台22面积较小的底面靠近所述铺粉单元21，即所述载粉平台22的上表面的面积较下表面的面积更大，以使所述载粉平台22的截面呈梯形。如图10所示，所述支撑框架33各边框的内侧由内向外倾斜，使所述支撑框架33各边框的剖面呈倒三角形或倒直角梯形。可以理解的是，所述支撑框架33各边框的倾斜面与所述载粉平台22的各侧面的倾斜度相匹配，以使所述支撑框架33与所述载粉平台22实现无缝对接，具体如图11所示。可选的，所述支撑框架各边框的内侧的倾斜角度介于45°-75°之间。
进一步，本实施例中，所述框架提供模块30包括框架存储单元34及抓取单元35，所述抓取单元35用于从所述框架存储单元34中抓取支撑框架33，并将所述支撑框架33从所述载粉平台22的上表面沿垂直于所述载粉平台22的方向放下直至与所述载粉平台22对接。可选的，所述框架存储单元34可以与实施例一中的承载单元32的结构相同，以便于容纳多个所述支撑框架33，所述支撑框架33也可以从所述框架存储单元34中抽进抽出，可以方便所述抓取单元35抓取，当然，所述框架存储单元34也可以是其他能够存储支撑框架33的结构，本发明不作限制。
可以理解的是，所述抓取单元35抓取所述支撑框架33之后，将所述支撑框架33从所述载粉平台22的上表面放下，当所述支撑框架33各边框的内侧与所述载粉平台22的外边缘的尺寸及倾斜度相匹配时，可以实现所述支撑框架33与所述载粉平台22的无缝对接。可选的，所述载粉平台22可以固定在一工作台上，所述支撑框架33各边框的高度与所述载粉平台22的厚度相等，当所述支撑框架33与所述载粉平台22对接时，所述支撑框架33不会轻易的产生移位，且所述支撑框架33各边框的上表面可以与所述载粉平台22的上表面齐平。
基于此，本实施例还提供了一种金属薄膜打印方法，包括：
步骤S1：首先，请参阅图1，所述抓取单元35抓取所述框架存储单元34中的支撑框架33，并将所述支撑框架33从所述载粉平台22的上表面沿垂直于所述载粉平台22的方向放下直至与所述载粉平台22无缝对接，对接后所述支撑框架33的上表面与所述载粉平台22的上表面齐平；
步骤S2：请参阅图9、图2和图6，所述铺粉单元21中的粉末存储盒211通过所述粉末输出口212在所述载粉平台22及所述支撑框架33的上表面铺设一层金属粉末，第一激光发生模块10发出激光并选择性的熔化所述支撑框架33上的部分金属粉末以形成金属薄膜边框01，所述金属薄膜边框01的边缘位于所述支撑框架33上，接下来启动所述遮挡板213以使所述遮挡板213移动至遮盖所述粉末输出口212，所述粉末存储盒211通过所述通孔在所述载粉平台22上铺设一层图案化的金属粉末，每铺设一层图案化的金属粉末，所述第一激光发生模块10发出激光并选择性的熔化相同区域的金属粉末直至形成金属薄膜图形层02，所述金属薄膜图形层02边缘与所述金属薄膜边框01连接并构成所述金属薄膜00。
步骤S3：由于所述支撑框架33从所述载粉平台22已经对接好，此时所述传输模块40需要将所述支撑框架33先向上移动一点距离，使得金属薄膜从所述载粉平台22上被撕下或者具有即将被撕下的趋势，然后传输模块40再将所述支撑框架33及所述金属薄膜同时移走，然后重新执行步骤S1，再在下一个支撑框架33上打印金属薄膜。当所述承载单元32上的支撑框架33使用完后，所述升降单元31向下移动，再重新将所述承载单元32上换上一批支撑框架33。
可选的，所述传输模块40可以将所述支撑框架33及所述金属薄膜同时移动至所述修补工件台60上，所述第二检测模块70’对所述金属薄膜进行检测，当所述第二检测模块70’检测到所述金属薄膜的缺陷时，所述第二激光发生模块10’对所述金属薄膜的缺陷进行修补。
综上，在本发明实施例提供的金属薄膜打印装置及打印方法中，框架提供模块向载粉平台提供支撑框架，并使支撑框架的上表面与载粉平台的上表面齐平以对接，铺粉单元每在载粉平台上铺设一层金属粉末，第一激光发生模块发出激光并选择性的熔化载粉平台上的金属粉末直至形成金属薄膜，金属薄膜的边缘位于所述支撑框架上，以使传输模块能够将所述支撑框架及所述金属薄膜同时移走，本发明利用3D打印技术直接在支撑框架上打印金属薄膜，从而简化了工艺，制备成本较低，并且避免金属薄膜的损坏。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种金属薄膜打印装置，其特征在于，包括：
粉末提供模块，包括铺粉单元及载粉平台，所述铺粉单元位于所述载粉平台上方并可按一设定方式向所述载粉平台铺设金属粉末；
框架提供模块，具有若干支撑框架，所述框架提供模块使所述支撑框架沿着垂直于所述载粉平台的方向移动，以使所述支撑框架的上表面与所述载粉平台的上表面齐平并对接；
第一激光发生模块，位于所述载粉平台上方，并能够发出激光选择性的熔化所述载粉平台上的金属粉末以形成一图案化的金属薄膜，其中，所述铺粉单元向所述载粉平台铺设金属粉末时，同时向所述支撑框架的上表面铺设金属粉末，以使所述金属薄膜的边缘位于所述支撑框架上；
传输模块，用于将所述支撑框架及所述金属薄膜同时移走。
2.如权利要求1所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述支撑框架在平行于所述载粉平台的方向上的长度大于所述载粉平台的长度，所述支撑框架在平行于所述载粉平台的方向上的宽度大于所述载粉平台的宽度，以使所述支撑框架的镂空部分能够平行穿过所述载粉平台。
3.如权利要求2所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述载粉平台为方形台，所述支撑框架为矩形框架，所述框架提供模块包括升降单元及承载单元，所述承载单元用于承载沿垂直于所述载粉平台的方向设置的若干所述支撑框架，所述升降单元带动所述承载单元沿垂直于所述载粉平台的方向运动，以使在垂直于所述载粉平台的方向上最接近所述载粉平台的支撑框架与所述载粉平台对接。
4.如权利要求3所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述承载单元包括两个对称设置于所述载粉平台两侧的侧板，每个所述侧板靠近所述载粉平台的一侧上沿垂直于所述载粉平台的方向上均设置有多个挡板，两个所述侧板上的多个所述挡板在垂直于所述载粉平台的方向上的高度一一对应，位于同一高度的两个所述挡板用于承载一个所述支撑框架。
5.如权利要求3或4所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述支撑框架相对的两侧上设置有弹出机构，当所述支撑框架与所述载粉平台对接时，所述支撑框架两侧的所述弹出机构弹出以填满所述支撑框架边缘与所述载粉平台边缘之间的缝隙。
6.如权利要求5所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述弹出机构弹出后，所述弹出机构的上表面与所述支撑框架的上表面齐平，以使所述铺粉单元能够同时向所述载粉平台及所述弹出机构上铺设金属粉末，以使形成的所述金属薄膜的边缘位于所述弹出机构上。
7.如权利要求1所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述载粉平台为梯形台，所述载粉平台面积较小的底面靠近所述铺粉单元，所述支撑框架各边框的内侧由内向外倾斜，且各边框的倾斜面与所述载粉平台的各侧面的倾斜度相匹配，以使所述支撑框架与所述载粉平台实现无缝对接。
8.如权利要求7所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述支撑框架各边框的内侧的倾斜角度介于45°-75°之间。
9.如权利要求7所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述框架提供模块包括框架存储单元及抓取单元，所述抓取单元抓取所述框架存储单元中的支撑框架，并将所述支撑框架从所述载粉平台的上表面沿垂直于所述载粉平台的方向放下直至与所述载粉平台对接。
10.如权利要求1所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述铺粉单元包括粉末存储盒及遮挡板，所述粉末存储盒上设置有供金属粉末输出的粉末输出口，所述遮挡板上形成有若干通孔，当启动所述遮挡板时，所述遮挡板移动至遮盖所述粉末输出口，以使金属粉末从所述通孔内输出至所述载粉平台上，并形成一层图案化的金属粉末。
11.如权利要求10所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述通孔的形状包括圆形、方形、椭圆形或菱形。
12.如权利要求1所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述金属薄膜打印装置还包括第一检测模块，所述第一检测模块位于所述载粉平台上方，用于跟踪并拍摄所述金属薄膜的形成过程。
13.如权利要求12所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述第一激光发生模块和所述第一检测模块的数量均为多个。
14.如权利要求1所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述金属薄膜打印装置还包括修补工件台及位于所述修补工件台上方的第二检测模块和第二激光发生模块，所述传输模块将所述支撑框架及所述金属薄膜同时移动至所述修补工件台上，所述第二检测模块对所述金属薄膜进行检测，当所述第二检测模块检测到所述金属薄膜的缺陷时，所述第二激光发生模块对所述金属薄膜的缺陷进行修补。
15.如权利要求14所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述第二激光发生模块和所述第二检测模块的数量均为多个。
16.如权利要求1所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述金属薄膜的厚度小于或等于100微米。
17.如权利要求1所述的金属薄膜打印装置，其特征在于，所述金属粉末的热膨胀系数小于等于1.6×10-6/℃。
18.一种金属薄膜打印方法，其特征在于，包括：
步骤S1：框架提供模块使支撑框架沿着垂直于载粉平台的方向移动，直至所述支撑框架的上表面与所述载粉平台的上表面齐平并对接，执行步骤S2；
步骤S2：铺粉单元每在所述载粉平台和所述支撑框架上铺设一层金属粉末，第一激光发生模块发出激光并选择性的熔化所述载粉平台上的金属粉末直至形成一图案化的金属薄膜，且所述金属薄膜的边缘位于所述支撑框架上，执行步骤S3；
步骤S3：传输模块将所述支撑框架及所述金属薄膜同时移走，执行步骤S1。
19.如权利要求18所述的金属薄膜打印方法，其特征在于，所述载粉平台为方形台，所述支撑框架为矩形框架，所述框架提供模块包括升降单元及承载单元，所述承载单元承载有沿垂直于所述载粉平台的方向设置的若干所述支撑框架，且所述支撑框架相对的两侧上设置有弹出机构，则所述步骤S1包括：
所述升降单元带动所述承载单元沿垂直于所述载粉平台的方向运动，直至在垂直于所述载粉平台的方向上最接近所述载粉平台的支撑框架与所述载粉平台对接；
所述支撑框架两侧的所述弹出机构弹出以填满所述支撑框架边缘与所述载粉平台边缘之间的缝隙。
20.如权利要求18所述的金属薄膜打印方法，其特征在于，所述载粉平台为梯形台，所述载粉平台面积较小的底面靠近所述铺粉单元，所述支撑框架各边框的内侧由内向外倾斜，且各边框的倾斜面与所述载粉平台的各侧面相匹配，所述框架提供模块包括框架存储单元及抓取单元，则所述步骤S1包括：
所述抓取单元抓取所述框架存储单元中的支撑框架，并将所述支撑框架从所述载粉平台的上表面沿垂直于所述载粉平台的方向放下直至与所述载粉平台无缝对接。
21.如权利要求18-20中任一项所述的金属薄膜打印方法，其特征在于，所述铺粉单元包括粉末存储盒及遮挡板，所述粉末存储盒上设置有供金属粉末输出的粉末输出口，所述遮挡板上形成有若干通孔，则所述步骤S2包括：
所述粉末存储盒通过所述粉末输出口在所述载粉平台及所述支撑框架的上表面铺设一层金属粉末，所述第一激光发生模块发出激光并选择性的熔化所述支撑框架上的部分金属粉末以形成金属薄膜边框；
启动所述遮挡板以使所述遮挡板移动至遮盖所述粉末输出口，所述粉末存储盒通过所述通孔在所述载粉平台上铺设一层图案化的金属粉末，每铺设一层图案化的金属粉末，所述第一激光发生模块发出激光并选择性的熔化相同区域的金属粉末直至形成金属薄膜图形层，所述金属薄膜图形层边缘与所述金属薄膜边框连接并构成所述金属薄膜。
22.如权利要求18所述的金属薄膜打印方法，其特征在于，步骤S3之后，所述金属薄膜打印方法还包括：
所述传输模块将所述支撑框架及所述金属薄膜放置于修补工件台上；
第二检测模块对所述金属薄膜进行检测；
当所述第二检测模块检测到所述金属薄膜的缺陷时，第二激光发生模块对所述金属薄膜的缺陷进行修补。
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