CN112677476A - 一种复合打印机及其3d打印方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合打印机及其3D打印方法，属于3D打印技术领域，复合打印机包括机架、至少四台DLP光机、SLA料槽、打印网板、扫描振镜、激光发生器和控制器，DLP光机设于机架上；SLA料槽设于机架上，并位于DLP光机的下方；打印网板通过Z轴升降机构设于机架，Z轴升降机构带动打印网板沿SLA料槽的竖直方向移动；扫描振镜设置于机架上；激光发生器用于对打印网板上的打印层进行轮廓扫描。本方案中，通过将DLP光机的像素投影和SLA的扫描振镜和激光发生器的轮廓扫描相结合同时打印成型，可在正常的打印速度下，实现幅面成型大，大尺寸和小尺寸成型精度高、且后期收缩膨胀控制精度高，适应范围强。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种复合打印机及利用复合打印机的3D打印方法。
背景技术
现有的DLP打印机通过DMD芯片投影出高密度精细像素实现成型，DLP是(DigitalLight Processing”的缩写，即为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。)，但是同时受限与像素高密度高精度，所以成型幅面偏小；同时，由于其成型轮廓和边缘接收能量一致，所以成型物体切面偏大时，后期收缩膨胀比较严重。而现有的SLA(Stereo lithography Appearance的缩写，即立体光固化成型法)打印机，成型幅面较大；但是采用光斑扫描，光斑直径较DLP像素尺寸较大，成型精度偏低；其投影策略分为内部填充和轮廓扫描，且轮廓能量大于填充能量，成型物体切面偏大时，可有效加强并保持后期收缩膨胀较小。
发明内容
为此，本发明的实施例提供一种复合打印机，以解决现有的3D打印机，收缩膨胀严重，且成型精度低的技术问题。
为了实现上述目的，本发明的实施例提供如下技术方案：
根据本发明的实施例提供了一种复合打印机，包括：
机架；
至少四台DLP光机，所述DLP光机设置于所述机架上；
SLA料槽，所述SLA料槽设置于所述机架上，并位于所述DLP光机的下方；
打印网板，所述打印网板通过Z轴升降机构设置于所述机架上，且所述打印网板位于所述SLA料槽内，所述Z轴升降机构带动所述打印网板沿所述SLA料槽的竖直方向移动；
扫描振镜，所述扫描振镜设置于所述机架上，并位于所述SLA料槽上方；
激光发生器，所述激光发生器靠近所述机架设置，用于对所述打印网板上的打印层进行轮廓扫描；
控制器，所述控制器与所述DLP光机、所述Z轴升降机构、所述扫描振镜和所述激光发生器连接。
进一步地，所述DLP光机的数量为四台。
进一步地，所述扫描振镜设置于四台所述DLP光机之间。
进一步地，所述复合打印机还包括刮刀机构，所述刮刀机构设置于所述SLA料槽的顶部。
本发明的实施例还提供了一种利用复合打印机的3D打印方法，包括：
步骤S1，获取待打印产品成型数据文件；
步骤S2，根据获取的待打印产品成型数据文件进行切片处理，形成切片分层数据文件；
步骤S3，根据每层切片数据文件分别输出该层对应的投影平面数据文件和该层对应的轮廓数据文件；
步骤S4，将所述待打印产品成型数据文件、每层切片数据文件和该层对应的投影平面数据文件和该层对应的轮廓数据文件输入至复合打印机；
步骤S5，在打印过程中将步骤S2中切片平面分层数据文件传输给DLP光机进行投影、切片轮廓数据文件传输SLA扫描振镜和SLA激光发生进行激光扫描且两者是同步进行投影和扫描，并对该层投影和扫描完成后，打印平台即向下移动一个层厚，液面刮刀运动越过该层打印平面区域，涂铺流平液面，此时实现已经打印成型物体表面和树脂平面间隔一个层厚，可继续下一层厚的投影和扫描；
步骤S6，依次循环往复步骤S3、步骤S4和步骤S5直至实现完整打印。
进一步地，所述的3D打印方法还包括：
步骤S7，对打印完成的产品进行清洗和固化后处理。
进一步地，在步骤S7中，清洗处理采用酒精超声波清洗。
进一步地，在步骤S7中，固化处理采用固化箱固化或恒温热固化。
本发明的实施例具有如下优点：
通过将DLP光机的像素投影和SLA的扫描振镜和激光发生器的轮廓扫描相结合同时打印成型，可在正常的打印速度下，实现幅面成型大，大尺寸和小尺寸成型精度高、且后期收缩膨胀控制精度高，操作简便、效率高、适应范围强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、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，并非用以限定本发明可实施的限定条件，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，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明的一实施例提供的一种复合打印机的结构示意图；
图2为本发明的一实施例提供的一种利用复合打印机的3D打印方法流程示意图。
图中：1-机架；2-DLP光机；3-SLA料槽；4-打印网板；5-扫描振镜；6-激光发生器；7-控制器；8-Z轴升降机构；9-刮刀机构。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，根据本发明的实施例提供了一种复合打印机，包括机架1、至少四台DLP光机2、SLA料槽3、打印网板4、扫描振镜5、激光发生器6和控制器7，所述DLP光机2设置于所述机架1上；所述SLA料槽设置于所述机架1上，并位于所述DLP光机2的下方；所述打印网板4通过Z轴升降机构8设置于所述机架1上，且所述打印网板4位于所述SLA料槽3内，所述Z轴升降机构8带动所述打印网板4沿所述SLA料槽3的竖直方向移动；所述扫描振镜5设置于所述机架1上，并位于所述SLA料槽3上方；所述激光发生器6靠近所述机架1设置，用于对所述打印网板4上的打印层进行轮廓扫描；所述控制器7与所述DLP光机2、所述Z轴升降机构8、所述扫描振镜5和所述激光发生器6连接。
本实施例提供的复合打印机，在打印时，将需要待打印的产品成型数据文件以及经过切片处理后的切片数据文件传输至控制器7，控制器7控制Z轴升降机构8及打印网板4移动到零位，当移动至零位时，零位信号回传至控制器7后，DLP光机2开始投影切片数据文件第一层图像，同时激光发生器6和振镜扫描该层图像轮廓，投影和扫描完成后，控制Z轴升降机构8及打印网板4下移一个层厚，此时涂铺刮刀运动一次，完全涂铺覆盖第一层成型图像且兼顾下一层图形区域，然后停留。DLP光机2和激光发生器6及扫描振镜5再进行下一层的投影与扫描，依次往复完成整个打印过程，通过将DLP光机2的像素投影和SLA的扫描振镜5和激光发生器6的轮廓扫描相结合同时打印成型，可在正常的打印速度下，实现幅面成型大，大尺寸和小尺寸成型精度高、且后期收缩膨胀控制精度高。
在一些实施例中，可选地，如图1所示，所述DLP光机2的数量为四台。当然还可以多余四台，具体根据实际需要进行选择。
在一些实施例中，可选地，如图1所示，所述扫描振镜5设置于四台所述DLP光机2之间。便于对切片的扫描，提高其控制精度。
在一些实施例中，可选地，如图1所示，所述复合打印机还包括刮刀机构9，所述刮刀机构9设置于所述SLA料槽3的顶部。通过刮刀机构9的设置，使打印平台(打印网板4)向下移动一个层厚，刮刀机构9运动涂铺流平液面，确保打印每层的打印层厚精度，刮刀机构9运动越过该层打印平面区域，并非是打印平台的整个幅面，实现移动距离和位置的动态缩减，反应速度快、精度高、操作简便、适应范围强。
如图2所示，本发明的实施例还提供了一种利用复合打印机的3D打印方法，包括：
步骤S1，获取待打印产品成型数据文件；
步骤S2，根据获取的待打印产品成型数据文件进行切片处理，形成切片分层数据文件；
步骤S3，根据每层切片数据文件分别输出该层对应的投影平面数据文件和该层对应的轮廓数据文件；
步骤S4，将所述待打印产品成型数据文件、每层切片数据文件和该层对应的投影平面数据文件和该层对应的轮廓数据文件输入至复合打印机；
步骤S5，在打印过程中将步骤S2中切片平面分层数据文件传输给DLP光机进行投影、切片轮廓数据文件传输SLA扫描振镜和SLA激光发生进行激光扫描且两者是同步进行投影和扫描，并对该层投影和扫描完成后，打印平台即向下移动一个层厚，液面刮刀运动越过该层打印平面区域，涂铺流平液面，此时实现已经打印成型物体表面和树脂平面间隔一个层厚，可继续下一层厚的投影和扫描；
步骤S6，依次循环往复步骤S3、步骤S4和步骤S5直至实现完整打印。
在该打印方法中，通过将DLP光机的像素投影和SLA的扫描振镜和激光发生器的轮廓扫描相结合同时打印成型，在切片处理时实现每一个层厚，切片处理出两个数据文件，一个是切面平面完整数据文件用于DLP光机投影，一个是切面平面轮廓数据文件用于SLA激光轮廓扫描，可以实现数据文件端的分解，通过每层投影和扫描同时进行，节省打印时间，反应速度快、精度高、操作简便、适应范围强，另外，
在一些实施例中，可选地，如图2所示，所述的3D打印方法还包括：
步骤S7，对打印完成的产品进行清洗和固化后处理。在后处理流程中确保其模型不同环境条件下、长期放置，尺寸精度的长期稳定性。操作简便、精度高、适应范围强。
在一些实施例中，可选地，在步骤S7中，清洗处理采用酒精超声波清洗。但并不限于只采用酒精超声波清洗，也可以选择常规后处理中其他的清洗。
在一些实施例中，可选地，在步骤S7中，固化处理采用固化箱固化或恒温热固化。
综上所述，通过将DLP光机的像素投影和SLA的扫描振镜和激光发生器的轮廓扫描相结合同时打印成型，具体地，获取待打印产品成型数据文件，可在正常的打印速度下，实现幅面成型大，大尺寸和小尺寸成型精度高、且后期收缩膨胀控制精度高，操作简便、效率高、适应范围强。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种复合打印机，其特征在于，包括：
机架(1)；
至少四台DLP光机(2)，所述DLP光机(2)设置于所述机架(1)上；
SLA料槽(3)，所述SLA料槽(3)设置于所述机架(1)上，并位于所述DLP光机(2)的下方；
打印网板(4)，所述打印网板(4)通过Z轴升降机构(8)设置于所述机架(1)上，且所述打印网板(4)位于所述SLA料槽(3)内，所述Z轴升降机构(8)带动所述打印网板(4)沿所述SLA料槽(3)的竖直方向移动；
扫描振镜(5)，所述扫描振镜(5)设置于所述机架(1)上，并位于所述SLA料槽(3)上方；
激光发生器(6)，所述激光发生器(6)靠近所述机架(1)设置，用于对所述打印网板(4)上的打印层进行轮廓扫描；
控制器(7)，所述控制器(7)与所述DLP光机(2)、所述Z轴升降机构(8)、所述扫描振镜(5)和所述激光发生器(6)连接。
2.根据权利要求1所述的复合打印机，其特征在于，所述DLP光机(2)的数量为四台。
3.根据权利要求2所述的复合打印机，其特征在于，所述扫描振镜(5)设置于四台所述DLP光机(2)之间。
4.根据权利要求1所述的复合打印机，其特征在于，所述复合打印机还包括刮刀机构(9)，所述刮刀机构(9)设置于所述SLA料槽(3)的顶部。
5.一种利用复合打印机的3D打印方法，其特征在于，包括：
步骤S1，获取待打印产品成型数据文件；
步骤S2，根据获取的待打印产品成型数据文件进行切片处理，形成切片分层数据文件；
步骤S3，根据每层切片数据文件分别输出该层对应的投影平面数据文件和该层对应的轮廓数据文件；
步骤S4，将所述待打印产品成型数据文件、每层切片数据文件和该层对应的投影平面数据文件和该层对应的轮廓数据文件输入至复合打印机；
步骤S5，在打印过程中将步骤S2中切片平面分层数据文件传输给DLP光机进行投影、切片轮廓数据文件传输SLA扫描振镜和SLA激光发生进行激光扫描且两者是同步进行投影和扫描，并对该层投影和扫描完成后，打印平台即向下移动一个层厚，液面刮刀运动越过该层打印平面区域，涂铺流平液面，此时实现已经打印成型物体表面和树脂平面间隔一个层厚，可继续下一层厚的投影和扫描；
步骤S6，依次循环往复步骤S3、步骤S4和步骤S5直至实现完整打印。
6.根据权利要求5所述的3D打印方法，其特征在于，还包括：
步骤S7，对打印完成的产品进行清洗和固化后处理。
7.根据权利要求6所述的3D打印方法，其特征在于，
在步骤S7中，清洗处理采用酒精超声波清洗。
8.根据权利要求6所述的3D打印方法，其特征在于，
在步骤S7中，固化处理采用固化箱固化或恒温热固化。
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