CN114905735A - 一种光固化三维打印方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光固化三维打印方法，包括以下步骤：光敏料的压强调整到第一工作压强，将透光件推动到定位部进行平整定位，光束透过所述透光件选择性照射所述光敏料形成固化层；所述光敏料的压强调整到第二工作压强，增加所述固化层与所述定位部之间的间距；或者，增加所述固化层与所述定位部之间的间距，同步降低所述光敏料的压强；增加所述光敏料的压强到第一工作压强，所述透光件与所述固化层分离，并贴靠到所述定位部进行平整定位；所述光束透过所述透光件选择性照射所述光敏料形成下一层的固化层；其中，所述第一工作压强大于所述第二工作压强。本发明能够提升光固化三维打印的效能。

Description

一种光固化三维打印方法和装置
技术领域
本发明涉及光固化三维打印的技术领域，特别是涉及一种通过控制光敏料压强进行离型的光固化三维打印方法和装置。
背景技术
基于约束液面的光固化三维(3D)打印过程中，光束透过离型膜照射光敏树脂形成固化层结合到平台上，平台通过驱动机构(如丝杆驱动机构)在光源照射成型的同时进行移动，多层固化层堆叠形成模型，打印过程中固化层会粘结到离型膜上现有方案是采用平台先大幅上移然后回位到设置层厚距离的位置的方式实现模型与离型膜分离，分离速度慢，且分离过程中模型承受了全部分离作用力，容易变形。如果让离型膜先倾斜的方式虽然可以减小分离作用力，让分离速度有所提升，但由于离型膜的弹性，平台还是需要较大幅度的提升高度。如果在离型膜的相对光敏树脂的另一侧设置真空来吸附离型膜的方式，离型过程的作用力依然是完全作用到模型上，且需要增加抽真空装置，设备复杂。如果采用光照聚合抑制剂在离型膜表面形成死区的方式来避免模型与离型膜的粘结，可提升分离速度，但对于较大模型由于死区厚度薄，光敏树脂回流的速度难以提升，依然难以实现大模型的快速打印和分离，且由于打印过程需要控制抑制剂和材料半透膜等让打印装置复杂和成本大幅增加。因此有必要开发出一种更加有效且简洁的模型与离型膜分离方式，提升光固化三维打印的效能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种光固化三维打印方法和装置，能够提升光固化三维打印的效能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种光固化三维打印方法，包括以下步骤：
光敏料的压强调整到第一工作压强，将透光件推动到定位部进行平整定位，光束透过所述透光件选择性照射所述光敏料形成固化层；
所述光敏料的压强调整到第二工作压强，增加所述固化层与所述定位部之间的间距；或者，增加所述固化层与所述定位部之间的间距，同步降低所述光敏料的压强；
增加所述光敏料的压强到第一工作压强，所述透光件与所述固化层分离，并贴靠到所述定位部进行平整定位；
所述光束透过所述透光件选择性照射所述光敏料形成下一层的固化层；
其中，所述第一工作压强大于所述第二工作压强。
在所述光束透过所述透光件选择性照射所述光敏料的步骤之前，还包括：所述固化层与所述定位部单向相互远离移动直接到达预设间距；或者所述固化层与所述定位部相互远离移动先到达较大间距，然后再相互靠近移动缩小间距到达预设间距。
在所述光束透过所述透光件选择性照射所述光敏料形成固化层后，还包括：将所述光敏料的压强调整到第三工作压强，使得所述透光件产生远离所述固化层方向的倾斜；所述第三工作压强大于所述第一工作压强。
所述透光件为离型膜，所述定位部为透光的支撑板；
光敏料的压强调整到第一工作压强，将所述离型膜推动贴靠到所述支撑板表面在打印窗口区形成平整状态，光束透过所述支撑板和所述离型膜选择性照射所述光敏料形成固化层；
所述光敏料的压强调整到第二工作压强，增加所述固化层与所述支撑板之间的间距使得所述离型膜与所述支撑板分离；或者，增加所述固化层与所述支撑板之间的间距，同步降低所述光敏料的压强，使得所述离型膜与所述支撑板分离；
增加所述光敏料的压强到第一工作压强，所述离型膜与所述固化层分离，并贴靠到所述支撑板上在所述打印窗口区形成平整状态；
所述光束透过所述支撑板和所述离型膜选择性照射所述光敏料形成下一层的固化层，所述下一层固化层与上一层固化层相结合。
所述支撑板与所述离型膜之间的间隙与具有第四工作压强的介质的介质源连通，所述第四工作压强小于所述第一工作压强。
所述透光件为离型板，所述定位部为定位件；
光敏料的压强调整到第一工作压强，将所述离型板推动贴靠到所述定位件上，光束透过所述离型板选择性照射所述光敏料形成固化层；
所述光敏料的压强调整到第二工作压强，增加所述固化层与所述定位件之间的间距使得所述离型板与所述定位件分离；或者，增加所述固化层与所述定位件之间的间距，同步降低所述光敏料的压强，使得所述离型板与所述定位件分离；
增加所述光敏料的压强到第一工作压强，所述离型板与所述固化层分离，并贴靠到所述定位件上；
所述光束透过所述离型板选择性照射所述光敏料形成下一层的固化层，所述下一层固化层与上一层固化层相结合。
在所述”所述光敏料的压强调整到第二工作压强，增加所述固化层与所述定位件之间的间距使得所述离型板与所述定位件分离；或者，增加所述固化层与所述定位件之间的间距，同步降低所述光敏料的压强，使得所述离型板与所述定位件分离”的步骤中，所述离型板呈朝向所述固化层方向的倾斜。
一种实现上述的光固化三维打印方法的三维打印装置，其中，所述透光件为离型板，所述定位部为定位件，还包括缸套，所述缸套在所述离型板相对所述光敏料的另一侧设有所述定位件，所述离型板与所述缸套的内壁保持密封并可相对滑动；所述缸套内设置所述光敏料。
采用如下的结构形式之一使得所述离型板与所述定位件分离时呈现倾斜状态：结构形式一，所述离型板的两边与所述定位件之间分别设置有弹性件，且所述离型板一边的弹性件的弹性力大于另一边的弹性件的弹性力；或者，结构形式二，在所述离型板相对所述定位件的另一侧的一边设置有限位件，当所述离型板与所述定位件分离时所述离型板的一边被所述限位件抵住实现倾斜；或者，结构形式三，所述离型板与定位件之间设置有限位轴，当所述离型板与所述定位件分离时所述离型板绕着所述限位轴转动并呈现倾斜状态；或者，结构形式四，在所述离型板与所述定位件之间设置环状的具有斜切结构的弹性件。
所述离型板的一边设置有限位轴，所述定位件在所述离型板的另一边通过定位弹性件与定位挡相连，所述定位弹性件的作用力大于所述第一工作压强的作用力，且小于第三工作压强的作用力；或者，所述定位件的一边设置有限位轴，另一边通过定位弹性件与定位档相连，所述定位弹性件的作用力大于所述第一工作压强的作用力，且小于第三工作压强的作用力。
所述离型板相对所述光敏料的另一侧设置有加压区。
一种上述的光固化三维打印方法的三维打印装置，其中，所述透光件为离型膜，所述定位部为透光的支撑板，还包括缸套，所述缸套在所述离型膜相对所述光敏料的另一侧设有所述支撑板，所述支撑板与所述缸套保持密封；所述缸套内设置所述光敏料。
所述离型膜与支撑板之间的连接关系采用以下任一形式：所述离型膜与支撑板的连接结构采用以下任一形式：形式一，所述离型膜夹持在上环件和下环件之间，所述离型膜的外轮廓大于所述支撑板的外轮廓，所述下环件和所述离型膜设置有密封件，所述缸套与所述离型膜或所述下环件之间设置有密封件；形式二，所述离型膜夹持在上环件和下环件之间，所述支撑板设置在所述上环件的内通孔中，所述支撑板相对所述离型膜的另一侧与压环固连，所述压环与所述上环件的相对所述离型膜的另一侧连接，所述下环件和所述离型膜设置有密封件，所述缸套与所述离型膜或所述下环件之间设置有密封件；形式三，所述支撑板设置在上环件的内通孔中，且所述支撑板的周边外侧面的形状与所述上环件的内侧面的形状相互匹配贴合，所述上环件的外侧面的形状与下环件的内侧面形状相匹配，所述离型膜夹持在所述上环件的外侧面与所述下环件的内侧面之间，所述支撑板相对所述离型膜的另一侧设置有压环，所述压环与所述上环件的相对所述离型膜的另一侧连接，所述离型膜与所述下环件之间设置有密封件，所述离型膜或所述下环件与所述缸套之间设置有密封件；形式四，所述离型膜与环形的密封件连接，所述密封件设置在所述支撑板的周边外侧面的环形凹槽内将所述离型膜张紧；形式五，所述离型膜与所述支撑板在周边通过粘结剂结合成一体。
所述缸套的相对两侧且靠近所述透光件的位置分别设有流入孔和流出孔，所述流入孔与所述光敏料的料源相连，所述流出孔与所述光敏料的料沉相连；通过所述光敏料在靠近所述透光件附近由所述流入孔向所述流出孔流动将热量带走。
在所述缸套内沿所述缸套的轴线方向分别设置两个透光件和定位部，所述缸套与所述的两个透光件或定位部形成密封的工作腔，所述光敏料设置在所述工作腔内，所述定位部在所述透光件相对所述工作腔的外侧，所述透光件或所述定位部与所述缸套的内壁密封并能够相对移动；两光束分别透过所述的两个透光件分别选择性照射所述工作腔内的所述光敏料。
所述光固化三维打印装置还包括平台，所述固化层堆叠结合在所述平台上，所述平台能够沿缸套的轴向与所述缸套的内壁滑动并保持密封，所述平台、所述缸套、和所述透光件或所述定位部形成密封的工作腔；所述缸套在打印位与取模位之间移动，所述缸套位于所述打印位时与所述透光件之间直接或间接密封形成密封的工作腔，所述缸套远离所述透光件方向移动至所述取模位时，所述平台位于所述缸套靠近所述透光件的一端，使得由所述固化层堆叠形成的最终模型露出所述缸套。
所述平台在所述透光件的下方，还包括与所述平台的相对位置关系固定的限位结构，所述缸套位于所述取模位时通过所述限位结构进行限位。
所述光固化三维打印装置还包括初始位检测器，在所述平台由取模位向打印位复位过程中，所述平台移到预设位置或区域时，所述平台的朝向所述透光件的表面被所述初始位检测器检测到，所述初始位检测器判断所述平台的实际打印初始位是否正确。
所述光固化三维打印装置还包括平台，所述透光件与所述缸套密封，所述平台在所述缸套的内侧沿轴向滑动并保持密封；所述透光件、缸套和平台形成密封的工作腔；所述透光件和定位部构成透光模组，所述透光模组还通过转轴连接到框架或所述缸套上，并能绕所述转轴转动。
所述光固化三维打印装置还包括平台，所述平台与所述缸套直接或间接固连并密封，所述支撑板或所述离型板与所述缸套的内壁滑动密封配合；所述支撑板或所述离型板相对所述光敏料的另一侧设置有用于发射所述光束的光源，所述光源与所述支撑板或所述离型板的相对位置关系固定。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
第一，本发明采用动态控制光敏料(如光敏树脂)的压强的方式可在打印过程中将离型膜贴靠到透光的支撑板上，通过支撑板的平整表面来保证离型膜成型面的表面的平整，通过增加高压强的光敏料比通过真空吸附的方式可实现更大的作用力，让离型膜与支撑板表面贴靠得更加紧密，更容易挤出离型膜与支撑板之间的气体，更容易获得高的打印精度。
第二，离型过程中，先降低光敏料的压强，然后模型拉动离型膜远离支撑板，然后再提高光敏料的压强，将离型膜压靠向支撑板并与模型分离，分离过程中光敏料的压强作用力同时作用到离型膜与模型并将两者分离，可大幅提升分离速度加快光敏料的回流速度并减小模型的作用力，即可提升打印速度，也利于保证打印精度和提升打印过程的稳定性和打印的成功率。
第三，本发明部件即可以采用离型膜(弹性透光薄膜)，还可以采用离型板(刚性透光薄板)，离型板自身更能保持成型面的平整，无需额外设置支撑板，结构简洁，且离型板不容易老化磨损变形，可长期使用，不用经常更换，打印装置的维护更加方便。在离型过程中，通过离型板的倾斜方式与模型剥离，可降低离型过程中模型的受力，加快分离速度。
附图说明
图1a到图1d为基于离型膜的光固化三维打印装置的打印过程示意图；图1a为光照打印状态，图1b为平台与支撑板间距增加以及光敏料降压状态，图1c为离型膜与支撑板间隙增压的状态，图1d为光敏料增压实现离型完成并让离型膜复位的状态。
图2为本发明的光固化三维打印装置的立体结构示意图。
图3a到图3c为上置光源结构和打印过程示意图；图3a为打印状态，图3b为离型膜一种安装结构并处于离型状态；图3c为离型膜另一种安装结构并处于离型状态。
图4a和图4b为基于离型膜的透光件在缸套内移动和通过打开平台的方式取出模型的结构和过程示意图；图4a为打印状态，图4b为拆卸平台取出模型的状态。
图5a和图5b为在模型两侧同时打印的光固化三维打印装置的结构和过程示意图；图5a为光照打印状态，图5b为离型状态。
图6a到6d为透光件采用离型板的结构和打印过程示意图；图6a为光照打印状态和通过光敏料流动进行散热的示意图，图6b为平台上移和光敏料降压状态，图6c为增加光敏料压强，离型板进行倾斜离型状态，图6d为离型板复位状态。
图7a到7c为离型板双向倾斜的结构和过程示意图；图7a为打印状态；图7b光敏料增压使得离型板外倾斜状态；图7c为固化层远离定位件移动并降低光敏料压强使得离型板内倾斜状态。
图8a到图8b为离型板双向倾斜的另一种结构和过程示意图；图8a为外倾斜状态；图8b为内倾斜状态。
图8c为具有倾斜面的弹性件的结构示意图。
图9为通过离型板相对光敏料的另一侧增压的方式驱动离型板倾斜移动的结构示意图。图10a到图10c为透光件在缸套内滑动的光固化三维打印装置结构和打印过程示意图；图10a为打印状态，图10b为离型板倾斜离型状态，图10c为离型板复位状态。
图11a和图11b为在模型两侧同时打印的光固化三维打印装置结构和过程示意图；图11a为光照打印状态，图11b为模型两侧的离型板分别倾斜离型状态。
图12a到图12c为上置光源且可通过缸套滑移取出模型的的光固化三维打印装置结构和打印过程示意图；图12a为光照打印状态，图12b为光敏料降压离型状态，图12c为下移缸套露出模型的状态。
图12d为采用离型板的光固化三维打印装置结构和打印过程示意图。
图13a和图13b为透光件掀起方式取出模型的光固化三维打印装置结构示意图；图13a为光照打印状态，图13b为掀起透光件取模型状态。
图14a为平台与离型面间距往复变化方式的打印流程示意图。
图14b为平台与离型面间距单向增加方式的打印流程示意图。
图14c为平台与离型面间距单向增加方式且透光件双向倾斜方式的打印流程示意图。图15a为平台与离型面(或定位部)间距往复变化方式的固化层与定位部间距或平台位移S与光敏料压强P随时间t的一种变化曲线图。
图15b为平台与离型面(或定位部)间距单向增加方式的固化层与定位部间距或平台位移S与光敏料压强P随时间t的另一种变化曲线图。
图15c为平台与离型面(或定位部)间距单向增加离型过程中透光件双向倾斜方式固化层与定位部间距或的平台位移S与光敏料压强P随时间t的一种变化曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
图1a到图1d示意了一种光固化三维打印装置和打印方法，如图1a所示，光敏料的压强调整到第一工作压强P1，将离型膜33推动贴靠到支撑板35的上表面在打印窗口区形成平整状态(即实现平整定位)，光束39透过支撑板35和离型膜33选择性照射光敏料5形成固化层；完成一层固化层后，固化层与支撑板间距增加，进行下一层固化层的打印，多层固化层堆叠累积结合形成完整的模型51，模型51可能结合到平台1上(如图2所示)。具体的，打印过程中每完成一层的光照打印，如图1b所示，固化层与支撑板间距增加，例如模型51远离支撑板35或离型膜33移动(如图中箭头79所示)，可以将光敏料5的压强P降低到第二工作压强P2，离型膜33与模型51黏连的部分由于模型51的拉动或离型膜相对光敏料另一侧的压强推动凸起如图1b所示，同时离型膜33与模型51的边缘处可能会形成裂隙，即离型膜33与模型51之间处于待分离状态，由于光敏料5的压强降低和模型51远离透光件的移动拉动离型膜33可能与支撑板35完全脱离，如果模型51远离透光件移动的距离足够远，则可能直接实现模型与离型面的分离(即剥离，或称为离型)，图1c进一步示意，如果由于光敏料5的压强很低，或者离型膜相对光敏料的另一侧的压强(例如空气压强)比较大，离型膜可能会推动模型51移动且在模型51周边形成朝向模型51的凸起形态，如此可以进一步减小离型过程中模型51的受到离型膜的拉力，提升模型精度和打印成功率。然后可以增加光敏料5的压强，如恢复到第一工作压强P1，加压的光敏料5会在离型膜与模型51(或固化层)周边的裂隙推动离型膜与模型相互分离，并将离型膜33压靠到支撑板35上如图1d所示，离型膜贴靠到支撑板上在打印窗口区形成平整状态，实现平整定位。然后可以再如图1a所示让光束39透过支撑板35和离型膜33选择性照射光敏料5形成下一层的固化层，下一层的固化层与上一层固化层相结合，如此重复，直至模型51打印完成。光敏料增压过程中也可能先将离型膜33周边的区域先与支撑板35贴靠，例如可能将图1c的离型膜33的状态转变为类似图1b的状态，即通过增压的光敏料，例如压强调整为第一工作压强P1，使得离型膜33周边没有与模型51结合的部分先与支撑板35贴靠，然后加压的光敏料通过离型膜33与模型51周边的裂隙将两者分离开，达到图1d所示的状态，如此的方式则模型51可以不必远离透光件移动很大的距离即可通过光敏料5的增压而实现与离型膜33的分离，如果离型后模型51与离型膜33的间距为下一层打印的层厚的预设间距，则可以如图1a所示开始下一层的光照打印，否则可以让平台1再向透光件的方向移动(例如图1d中的箭头79所示)，直到模型51与离型膜33的间距为下一层打印的层厚的预设间距为止。具体如图14a和图14b示意的打印流程。
图2给出了一种实现上述打印方法的一种三维打印装置的立体结构示意图，且假设上置光源式结构，结合图1a到1d中示意的下置光源式结构形式，透光件和缸套2固定密封连接，形成装有光敏料5的工作腔。此实施例中透光件采用透光的离型膜33，离型膜33相对模型51的另一侧设有透光的支撑板35(即定位部)，透光的离型膜33与光敏料5接触的表面为成型面或称为离型面。图中还示意平台1设置在缸套2的内侧与缸套2的内壁滑动密封配合，透光件、缸套2和平台1形成了密封的工作腔，工作腔与料源4连通，例如料源4可以包括泵送装置41和料箱49，还可以包括压强传感器43。料源4对工作腔内光敏料5的压强P进行控制，当光敏料5处于第一工作压强P1时，离型膜33被压靠到支撑板35的表面，在打印窗口区通过支撑板35约束离型膜33形成平整的成型面。本实施例中，在支撑板35与离型膜33之间的间隙还可以与外部加压设备相连，外部加压设备向间隙内加入第四工作压强P4的介质，第四工作压强P4小于第一工作压强P1，最佳的，第四工作压强P4大于第二工作压强P2。具体的，如图1b或1c所示，在离型膜33与支撑板35之间的间隙的设置介质61，例如气体或液体并可以增压，从而加快离型膜33与支撑板35的分离速度。例如可以设置介质源62，介质源62可以是大气、压缩空气的增压区或气体(如氧气)或液体的泵送装置等，并设置通孔66将离型膜33与支撑板35之间的间隙与介质源62连通，或者如图1a所示，可以让支撑板35可透气，则介质源62为压缩气体或大气直接通过支撑板35渗入到离型膜33与支撑板35之间的间隙。或者如图1c或1d所示介质源62可能是泵送装置通过管路与离型膜33与支撑板35之间的间隙连通，例如可向离型膜33与支撑板35之间的间隙注入增压的气体或液体，加快离型膜33与支撑板35分离。当如图1a或图1d中增加光敏料的压强到第一工作压强P1大于介质源62所提供的第四工作压强P4，可将离型膜33与支撑板35之间的间隙的气体或液体挤压出去，依然可确保离型膜33贴靠到支撑板35上，确保打印精度。
结合图1b和图2，当料源4停止向工作腔内注入光敏料，即让工作腔内的光敏料的量不在变化的情况下，如果平台1与支撑板35的间距增加，则工作腔的体积增加，光敏料的压强会迅速降低，可以不必对第二工作压强进行反馈控制，甚至工作腔内会出现真空使得离型膜出现图1c所示的离型膜推动模型51移动并在周边朝平台1方向凸起的状态。当然也可以对光敏料压强进行反馈控制，可以先降低光敏料压强再让固化层(或平台)与支撑板的间距增加。另外如采用类似图2和图3a到3c所示的上置光源结构，光束39由上向下透过支撑板35和离型膜33照射光敏料，采用上置光源的结构可以让离型膜33不承受光敏料5的重量，当平台1向下移动时，如果工作腔内的光敏料的量不变化则离型膜会被上方与支撑板间隙的介质(如空气)推动向模型51方向变形，如图3b和3c所示，离型过程中离型膜33更容易与支撑板35分离。
图2和图3a中光敏料5压强提升到第一工作压强P1时，离型膜33变形并贴靠到支撑板35，形成平整表面，并将离型膜33与支撑板35之间的介质61都挤出，光束39通过支撑板35和离型膜33照射光敏料5形成模型51结合在平台1上。然后如图3b平台1向下移动使得工作腔体积增加和光敏料5的压强降为第二工作压强P2，或者先降低光敏料压强到第二工作压强P2，然后在将平台1下移，或者平台下移的同时将光敏料压强降低为第二工作压强P2，离型膜33随模型51和光敏料5的下移而向下变形，并与支撑板31分离，如图3b和3c所示。然后料源4再向工作腔内注入光敏料5增加光敏料的压强到第一工作压强P1，实现离型膜33与模型51分离并贴靠到支撑板35上形成平整定位，则可回到图3a所示的状态，可以进行下一层的光照打印。图2中的缸套2的截面为环形仅为示意，还可以是矩形或其他形状。
图3a和图3b中示意在缸套2上靠近离型膜33的位置还可以设置光敏料5的流入孔55-1和流出孔55-2与工作腔连通，其中流入孔55-1在工作腔的一边与料源4连通，流出孔55-2在工作腔的另一边与料沉4V连通。料源4向工作腔内提供预设压强的光敏料，可以包括泵送装置41和料箱49。料沉4V可以接收光敏料，并可能用于保持光敏料的预设压强，例如料沉4V可以包括阀门46a和料箱49，还可以包括散热器73。可以沿离型膜33表面平行的方向排列设置多个流入孔55-1和流出孔55-2，光敏料5由流入孔55-1流入工作腔，然后由流出孔55-2流出，让贴近离型膜33的光敏料5快速流动，如此可以将光敏料5光照聚合反应的热量带走，利于对离型膜33和光敏料5进行散热。可以如图3a中打印过程中让光敏料5由流入孔55-1向流出孔55-2流动，或者，在分离过程中的降低光敏料压强时光敏料5由流出孔55-2流出，而增加光敏料压强时光敏料5由流入孔55-1流入，将模型51与离型膜33之间和周边附近的光敏料5快速更换，在下一层光照固化时光敏料和离型膜33的温度可有效降低，确保光照聚合反应能正常进行。图中示意设置散热器73，对由工作腔内流出的光敏料进行散热，然后再流入料箱49或流到泵送装置41的输入口，还可以更新光敏料或对光敏料进行过滤，保持光敏料清洁，防止杂质(如异物残渣等)结合到模型51上，影响打印精度。另外为了提升打印精度，还可以在光束39照射成型过程中停止光敏料的流动。在与流出孔55-2连接的管路上还可设置阀门46a，阀门46a可以控制光敏料5的流动和压强，例如当对光敏料进行减压过程中可以打开阀门46a，当光束39照射光敏料成型过程中可以关闭阀门46a，阀门46a还可以是恒压阀或溢流阀，可以保持住工作腔内光敏料5的压强为设置范围。
图3b示意了一种离型膜与支撑板的结构形式，上环件42与下环件43将离型膜33夹持，且在上环件42与离型膜33之间设置支撑板35，在支撑板35的相对离型膜的另一侧设置上环件42。上环件42与支撑板35之间可设置密封件21-4，密封件21-4还可以是粘结剂将支撑板35与上环件42粘结在一起。上环件42与离型膜33之间还可以设置密封件21-3，下环件43与离型膜之间设置密封件21-2，下环件43与缸套2的端面之间可设置密封件21-1。上环件42和下环件43都在中部具有通孔，限定了打印窗口区75。上环件42或下环件43可与框架(图中未示出)固连。在上环件42设置与介质源62连通的通孔对应支撑板35与离型膜33之间的间隙处，如此使得介质源62提供的加压的介质61可由支撑板与离型膜周边的结合处的装配间隔空间进入两者的间隙，且通过密封件21-4和密封件21-3使得此间隙保持密封。密封件21-2和密封件21-1利于保持工作腔的密封。图3b中示意在下环件43上还设置了光敏料的流入孔55-1和流出孔55-2。图3c示意了另一种结构形式，离型膜33依然是在上下表面周边为上环件42和下环件43所夹持，不同的是，支撑板35设置在上环件42的内通孔中，且在支撑板35的相对离型膜的另一侧设置压环44，可以将支撑板35与压环44固连，然后通过压环44与上环件42的相对离型膜的另一侧连接，且支撑板与上环件42之间可不必密封，如此支撑板与离型膜之间的间隙与外界连通，当如图中的平台1带动模型51和光敏料下移时，离型膜上方间隙中的气压推动离型膜向下凸起变形，避免离型膜与支撑板之间的间隙形成真空，降低离型膜与支撑板的分离作用力，并减小了离型过程中模型51的受到的离型膜的拉力。离型膜33可以与下环件43预先制作为一个整体零件，例如两者通过粘结剂式的密封件21-2粘结一体，更换离型膜时可将此整体零件作为整体进行更换，简化更换过程，更容易保持打印品质的一致性和过程稳定性。图3a和图3b中，在与流出孔55-2连通的管路上还可以在高于工作腔，或高于流出孔5-2或高于流入孔55-1的位置设置液位弯管95，液位弯管95也可以设置在与流入孔55-1连通的管路上。完成一层打印后，降低光敏料压强时可以将阀门46a打开，工作腔内的光敏料由流出孔流出，但由于液位弯管95保持了光敏料一定的液位高度，使得工作腔内的光敏料依然保持充满状态并留有少许压强，可防止负压时导致气体等渗入。另外，液位弯管95也利于打印开始时将工作腔内的空气排出，因为空气容易聚集到最高处，即液位弯管95处，然后可以被光敏料管路流动冲刷将空气带走。另外还可以在平台1连接管路到料箱49，管路上可设置阀门46b，打印完成后可打开阀门46b将工作腔内的光敏料释放到料箱49中，料箱49用于储存光敏料5。
图4a和图4b示意还可以是定位部(带动离型膜)与缸套2的内壁滑动密封配合，平台1与缸套2的一端固连并密封。例如透光件为离型膜33，定位部为支撑板35，支撑板35和离型膜33两者在周边结合在一起。具体的，图4a示意离型膜33在支撑板35的周边侧面与密封件21(如密封橡胶圈)结合，密封件21设置在支撑板35周边侧面的凹槽内，从而拉紧离型膜，让离型膜与支撑板贴靠在一起，图5a和5b所示的离型膜与支撑板也类似的结合在一起，离型膜的更换方便且结构紧凑；或者如图4b所示离型膜33与支撑板35在周边直接通过粘结剂21N结合成一体，支撑板35与缸套2的内壁滑动密封配合，可能在两者之间设置密封圈。支撑板35、缸套2和平台1形成了密封的工作腔，工作腔内由料源4充入一定压强的光敏料5。另外可以让光源37设置在连接件上，连接件可以包括连接板16b和连接柱16a，将透光件通过连接件与驱动机构15进行连接。当驱动机构15沿导轨69移动并通过连接件16驱动透光件沿缸套2的轴线移动时，会同步的带动光源37移动，如此可实现光源37与透光件之间的相对位置关系固定，简化光路设计和利于提升打印精度。图4a示意打印状态，光源37发出的光束39由下向上穿过支撑板35和离型膜33选择性照射工作腔内的光敏料5形成固化层，层层结合形成模型51并结合在平台1的下表面。由于平台1在打印装置的上方与缸套2的上端或框架91固连并密封，打印完成后可很方便的将平台1从框架91或缸套2上拆卸下来，如图4b所示，可方便的取出模型51，安装也很方便，而且打印装置结构简洁，另外打开平台1之前可不必将缸套2内的光敏料排出，可快速打开平台1和取出模型。
图5a和图5b示意在模型51的两侧分别设置透光件，实现在模型51的两侧同时打。在缸套2内模型51的左右两侧分别设置透光件和定位部，例如图中左侧的透光件为离型膜33-1，定位部为透光的支撑板35-1，右侧透光件为离型膜33-2，定位部为透光的支撑板35-2，支撑板35-1和支撑板35-2分别与缸套2内壁滑动密封配合，例如分别设置密封件21以在相对缸套滑动过程中与缸套内壁保持密封，支撑板35-1、支撑板35-2和缸套2形成密封的工作腔。此工作腔与料源4连通，料源4向工作腔内充入预设压强的光敏料5。图5a中光敏料5的压强设置为第一工作压强P1，离型膜33-1和离型膜33-2分别被压靠到支撑板35-1和支撑板35-2上处于平面状态，光束39-1在左侧透过支撑板35-1和离型膜33-1，光束39-2在右侧透过支撑板35-2和离型膜33-2照射，分别照射模型51左右两侧光敏料，在模型51的两侧同时形成固化层。然后如图5b，停止光束照射，光敏料5的压强降低到第二工作压强P2，支撑板35-1沿箭头79-1向左远离模型51移动，支撑板35-2沿箭头79-2向右远离模型51移动，使得左右两侧的离型膜33-1和离型膜33-2分别与支撑板35-1和支撑板35-2分离，然后增加光敏料5的压强，例如恢复到图5a中的第一工作压强P1，利用光敏料5的压强作用将离型膜33-1和离型膜33-2分别再贴靠到支撑板35-1和支撑板35-2上并与模型51的左右两侧分离，并在模型51左右两侧分别与离型膜33-1和离型膜33-2之间的间隙分别回流填充光敏料，同时两侧支撑板还可分别相互远离移动到设定位置，然后再如图5a所示进行下一层的光照打印，如此重复进行。图5a和图5b中示意料源4的给料口设置在左右透光件之间的缸套上，最佳的设置在两者的中间位置。该实施例不仅可实现离型膜与模型51的快速分离，还实现模型51的两侧同时打印，可以大幅提升打印速度。还可设置限位构件59将模型51与缸套2固连，确保打印过程中模型51的位置稳定。
图6a到图6d示意透光件采用离型板的结构和打印过程，与离型膜33富有弹性容易变形不同，离型板31的弹性变形很小，可以理解为一种可透光的刚性的板。离型板31通过密封件21与缸套2的内壁保持密封并可相对滑动，定位部为定位件，例如在缸套2的一端(图示的底部)设置定位件29与缸套2固连，挡住离型板31，定位件29的中部区域为空，可让光束39通过，定位件29可以是环状板，也可以是多个定位块沿缸套2环周设置。当光敏料5的压强为第一工作压强P1将离型板31压靠向定位件29，形成平整定位，如图6a所示的打印状态，光束39透过离型板31选择性照射光敏料5形成固化层，层层堆叠累积形成模型51。当完成一层的光照打印，降低光敏料5的压强到第二工作压强P2，让模型51沿图6b中箭头79朝远离离型板31的方向移动，由于模型51与离型板31的黏连，带动离型板31一同移动，当然也可以在离型板31与定位件29之间设置弹性件22将离型板31向模型51的方向推靠。如果在离型板31左边的弹性件的作用力大于右边弹性件的作用力，则在固化层与定位件29间距增加时或之后重新提升光敏料5的压强时，离型板31会由作用力大的弹性件向作用力小的弹性件的方向倾斜，如图6c所示离型板31在右边先被光敏料的压力推动远离模型51倾斜移动，使得离型板与模型51之间在右侧形成裂隙，然后加压的光敏料5将离型板31与模型51(固化层)分离，并将离型板31整体压靠到定位件29上，形成平整定位，如图6d所示，如果模型51与离型板31的间隙为下一层打印的预设间距，则可再回到图6a所示光束39透过离型板选择性照射光敏料形成下一层的固化层，下一层固化层与上一层固化层相结合，如此重复进行。类似图3a和图3b，图6a到图6d中还示意了也可以在缸套2的右左两边分别设置光敏料的流入孔和流出孔，并分别与料源4和料沉4V连通，通过光敏料5由流入孔经工作腔的靠近离型板的表面流到流出孔，更换工作腔内的光敏料来进行散热。图6b或图6c结合图6d中可以看出，如果密封的工作腔内的光敏料的量不变的情况下，则平台1的远离离型板的移动将增加工作腔的体积而降低光敏料的压强到P2，即可以在图6a所述完成打印后可直接增加固化层与离型板(或定位件)的间距，并可能同步的降低了光敏料的压强，如此可简化光敏料压强的控制过程。
图7a到图7c示意离型板31的一边可通过限位轴72与缸套2或法兰23连接，法兰23与缸套2固连或是缸套2的一部分或是框架(图中未示出)的一部分。图7a中示意打印状态，光敏料5的压强为第一工作压强P1，将离型板31压靠到定位件29上形成平整定位，定位弹性件22-A的作用力大于第一工作压强P1的作用力，定位弹性件22-A通过定位挡29-A支撑来推动定位件29贴靠到法兰23上，形成对离型板31的平整定位状态的定位，光束39透过离型板31选择性照射光敏料5形成固化层，定位挡29-A可与法兰23固连；然后增加光敏料的压强到第三工作压强P3，如图7b所示，使得光敏料压强的作用力大于定位弹性件22-A的作用力，离型板31以限位轴72转动并在远离限位轴的一边推动定位件29向远离固化层的方向移动向工作腔外侧的方向倾斜，使得离型板31远离限位轴72的一边与固化层(即模型51)形成裂隙；然后降低光敏料压强，并让平台1远离离型板方向移动，或者，保持工作腔内光敏料的量不再增加，并远离离型板方向移动平台1，由于工作腔容积的增加而使得光敏料压强快速降低，如图7c所示，定位件29在定位弹性件29-A作用下重新贴靠到法兰23上，并推动离型板31绕限位轴72转动，进一步的，可以实现离型板的向工作腔内侧的方向倾斜，从而固化层(模型51)与离型板31在限位轴72侧形成裂隙，如此可以更加快速的使得模型与离型板快速分离，降低分离过程模型的受力。图7c中在离型板与定位件29之间还可设置定位件22(图中未示出)来向模型方向推动离型板。
图8a和图8b示意在离型板31的一边设置有限位件71，当工作腔内的光敏料的压强在第二工作压强P2时，模型51和离型板31的位置变化(间距增加)会使得离型板在支撑件的作用下呈现向工作腔内侧的方向倾斜状态。如图8b示意，模型51在沿箭头79远离离型板31方向移动时离型板31的一边先被限位件71限位，另一边可继续随模型51移动，从而离型板31倾斜，使得模型51与离型板31在限位件71一边裂隙和开始分离。同样如果将光敏料的压强增加到第三工作压强P3，如图8a所示，则光敏料可推动离型板31克服定位弹性件22-A的作用并推动定位件29绕限位件71转动，使得离型板31朝工作腔的外侧方向倾斜，使得离型板31与模型51相对限位件71或限位轴72(两者都在离型板的一边，即如图示都在右边)的另一边裂隙并开始分离图8a和8b中的设置在离型板与定位件之间的弹性件22可以如图8c所示的一端为倾斜面的环状结构，即一种具有斜切结构的环状弹性件，沿轴线矮的一边与限位件71对应，沿轴线高的一边与远离支撑件71的一边对应，当光敏料压强降低时，弹性件22的较高的一边可推动离型板31向内倾斜。图7a到图7c、图8a和图8b中还示意由于法兰23、弹性件22、限位件71或限位轴72的限定，使得光束可以通过的打印窗口75(即光束可通过进行照射光敏料的区域)的范围小于离型板31的表面积，所以可以将缸套2的内侧向内延伸，如图中的虚线限定的缸套2的内侧区域2e，使得缸套2的内壁与打印窗口75大体对应，如此可以去除工作腔内光束无法照射到的空间，减小工作腔内的容积，减少打印过程中光敏料的使用量，降低应用成本。
另外，图9中还示意另一种结构形式，在离型板31的相对光敏料的另一侧(图中上方)还可以设置加压区65，例如压缩空气等，离型板31依然可以通过限位轴72(或限位件71)的方式进行限位，当模型51远离离型板的方向移动时，加压区的压强推动离型板贴靠向模型51并倾斜，如此可不必采用弹性件22，不仅结构简洁，且离型板31的受力更加均衡，在相同的光敏料压强或实现与弹性件相当的推力情况下，通过加压区的方式可利于让离型板不容易变形，利于离型板31减薄，利于减少光束透光离型板31损失。图9中示意料源4还可以通过平台1与工作腔连通。
图10a到图10c示意基于离型板的透光件也可以沿缸套2的内壁滑动并保持密封，让平台1与缸套2的一端固连并密封，当然也可以是平台1通过框架91与缸套2的端部固连并密封(如图10c所示)。离型板31可以与缸套2的内壁之间设置密封件21以便在相对滑动时依然保证密封，离型板31，缸套2和平台1形成了密封的工作腔，图10c中示意在平台1与缸套2之间设置了框架91，平台1与缸套2之间的框架部分可以看做是缸套2的一部分。还可以是平台1之间与缸套2的上端固连并密封，框架91与缸套2的外侧固连。图10a中为光照打印状态，整体结构与图4a相似，不同的是透光件采用的是离型板而不是离型膜，且可以在离型板31与缸套2的内壁之间设置密封件21，还可在离型板31与连接柱16a之间设置弹性件22，连接柱16的朝向离型板的部分或表面为定位件29，当然也可以不必设置弹性件22，而是在离型板31的相对工作腔的另一侧设置加压区(图中未示出)利用加压区的压强作用将离型板31朝模型51推靠。图10a中其他的与图4a中相同的标号表示相同的部件和功能。完成一层光照固化后，降低光敏料的压强到第二工作压强P2，驱动机构15通过连接件朝远离平台1的方向移动，如图10b所示，连接柱16a向下移动，如果离型板31左边的弹性件的弹力大于右边的弹性件的，则离型板31的右边向下倾斜并与模型51在右边先分离，然后再增加光敏料的压强到第一工作压强P1，使得离型板31与模型51完全分离并通过连接柱16a的上表面进行定位恢复到平整定位状态，如图10c所示，为下一层的打印做好准备，例如可以回到图10a所示进行下一层的光照打印，重复进行。
图11a和图11b示意在缸套2内且在模型51的两侧分别设置采用离型板31的透光件，实现在模型51的两侧同时光照打印。例如图中左侧的透光件为离型板31-1，在离型板31-1的左侧设置的定位部为定位件29-1，右侧的透光件为离型板31-2，在离型板31-2的右侧设置的定位部为定位件29--2，离型板31-1和离型板31-2分别与缸套2内壁滑动密封配合，例如分别设置兼具密封作用的弹性件以在相对缸套滑动过程中与缸套内壁保持密封，左侧离型板、右侧离型板和缸套2形成密封的工作腔，定位件29-1和29-2分别可以是环状结构，沿周向的截面形状中具有环形槽分别设置弹性件22-1和弹性件22-2，弹性件22-1和弹性件22-2分别同时还与缸套2的内壁接触，并分别与离型板31-1或离型板31-2的相对工作腔的另一侧接触，实现了离型板与缸套2的内壁之间的密封，同时弹性件22-1和弹性件22-2还分别实现了对离型板31-1和离型板31-2的弹性支撑作用。。此工作腔与料源4连通，料源4向工作腔内充入预设压强的光敏料5。图11a中光敏料5的压强设置为第一工作压强P1，离型板31-1和离型板31-2分别克服弹性件22-1和弹性件22-2的弹力被压靠到定位件29--1和定位件29--2上处于平整定位状态，光束39-1在左侧透过离型板31-1，光束39-2在右侧透过离型板板31-2照射，分别照射模型51左右两侧光敏料，在模型51的两侧同时形成固化层。然后如图11b，停止光束照射，定位件29-1沿箭头79-1向左远离模型51移动，定位件29-2沿箭头79-2向右远离模型51移动，光敏料5的压强降低到第二工作压强P2，使得左右两侧的离型板31-1和离型板31-2分别与模型51的两侧分离，如果弹性件22也采用图8c所示的具有斜切结构的环状结构，则图11b中左右两侧的离型板可以倾斜的与模型左右侧分离，然后增加光敏料5的压强，例如恢复到图11a中的第一工作压强P1，利用光敏料5的压强作用将离型板31-1和离型板31-2分别再贴靠到定位件29--1和定位件29--2上恢复平整定位状态，并与模型51的左右两侧完全分离，并在模型51左右两侧分别与离型板31-1和离型板31-2之间的间隙为预设值且分别回流填充光敏料，可下一步再如图11a所示进行下一层的光照打印，如此重复进行。图11a或11b中其他与图5a或5b中相同标号表示相同的部件或功能。该实施例不仅可实现离型板与模型51的快速分离，还实现模型51的两侧同时打印，可以大幅提升打印速度。
图12a到图12d示意一种上置光源式且缸套可滑移的三维打印装置结构形式，透光件(离型膜环离型板)与缸套2保持密封，平台1在缸套2的内侧滑动并保持密封，透光件、缸套2和平台1形成了密封的工作腔，工作腔与料源4连通，料源4向工作腔内充入光敏料5，料源4可能包括泵送装置41和料箱49，还可能包括阀门46，例如料源可以通过平台1与工作腔连通。平台1通过连接件16与导轨69滑动配合并与驱动机构15连接，缸套2也可沿导轨69(或者另一个与导轨69平行的导轨)滑动。图12a中示意打印工作状态，打印过程中缸套2由卡件94向上顶住以保持与透光件的密封处于打印位，工作腔内光敏料5的压强为第一工作压强P1，离型膜贴靠到支撑板35上形成平整定位状态，光束39由上方向下透过透光件照射光敏料5形成固化层，固化层形成的模型51结合到平台1上(直接结合在平台1上或间接的经过模型板12结合到平台1上)，完成一层光照打印，平台1向下移动，例如平台1通过连接件16由驱动机构15驱动沿导轨69大体沿缸套2的轴线方向向下移动，并降低光敏料的压强到P2，如图12b所示的离型状态，离型膜随模型51向下凸起变形；然后可以在增加光敏料压强(如第一工作压强P1)，离型膜33与模型51分离并再贴靠到支撑板35上形成平整定位，可回到图12a的状态进行下一层光照打印。
打印完成后可将工作腔内的光敏料释放掉，例如通过泵送装置41反向工作或打开阀门46将未固化的光敏料释放到料箱49中，然后打开卡件94对缸套2的限位，下拉缸套2可露出模型51，方便取出模型51，如图12c所示，下拉缸套2，直到缸套2下移并靠到与平台1位置关系相对固定的限位结构93，例如图12a到12c中限位结构93设置在连接件16上，当缸套2的下端碰到限位结构93时，则缸套2被限位达到取模位，此时可以让平台1刚好露出缸套2的上端，模型51可以完全露出缸套2之外，可方便取走模型51。还可以在平台1上设置模型板12，模型结合在模型板12上，通过取走模型板12而快速取模型51，避免拆卸平台1或在平台1上铲下模型，操作更加方便，且只需再更换一个新的模型板12即可开始下一个模型的打印。然后如图12d模型取出后平台1和缸套2上移进行复位的过程，利用驱动机构15上移平台1，由于限位结构93与平台1相对固定，所以限位结构93会推动缸套2也同时上移，直到缸套2上移到打印位并与透光件实现密封，也可以让缸套2上移与框架91接触密封连接，再次形成密封的工作腔。透光件与平台1或与模型板12之间达到预设间隙，料源4的泵送装置41向工作腔内填充预设压强的光敏料5，然后光束39可以再次由透光件上方向下透过透光件选择性照射工作腔内的光敏料5，开始下一个模型的打印工作，如图12a和12b所示。通过将缸套2下移的方式来露出模型51可以避免平台1继续下移较大的行程来露出模型51，可大幅减小设备的体积，如高度，且操作方便可靠。缸套2下移的方式进行取模的三维打印装置中的透光件即可以采用离型膜也可以采用离型板。图12d中示意的透光件为离型板31，具体基于离型板31的离型过程可参考前述的相关实施例。图12d示意还可以将离型板31设置在法兰23内，在离型板的上方设置定位件29与法兰23固连，在法兰的23的下方设置密封件21-1用于与缸套2之间进行密封，还可在离型板31的一边设置限位件71，一般离型过程中离型板能倾斜的与模型进行分离。另外还可能设置弹性件22用于对离型板向下推动，当然弹性件22不是必须，如图12d中可以想象离型时由模型51(图中未示出)的下拉作用以及离型板的重力作用可以实现将离型板31向下倾斜拉动，简化结构。图12d中示意驱动机构15可以为一个由电机驱动丝杆副机构。并示意光源37发出的光束可以经过镜组37a调整后射向工作腔，利于降低装置的高度。
图12a和图12b还示意了一种离型膜和支撑板的结构形式，与图3b所示的结构形式相似，不同的是上环件42的内侧面为锥形，支撑板35的周边外侧面为相匹配的锥形，如此可通过上环件42将支撑板向上推靠到压环44上，实现对支撑板35的固定，压环44可以与框架91固连。在上环件42的外侧面也可设置锥形或环形槽，下环件43的内侧也可以设置相匹配的锥形或环形凸台，离型膜的周边设置在此两者之间并被夹持住，例如可以设置紧固件45-3(如螺栓)依次将上环件42、离型膜33和下环件43固连一体，通过紧固件45-2将上环件42固定到压环44上，压环44通过紧固件45-1与框架91固连。图中用点划线表示紧固件和相应的紧固用的孔(图中未示出)的装配位置。如此结构可实现上环件42和下环件43都处于离型膜33的下表面所在平面的上方，更加方便缸套2或平台1与离型膜之间的间隙或定位的检查。另外在缸套2与离型膜33之间设置密封件21-1，即可实现离型膜与缸套的密封形成工作腔，密封件21-2(离型膜与上环件42之间)、密封件21-3(上环件42与压环44之间)和密封件21-4(支撑板35与压环44之间)可以取消，让离型膜与支撑板之间的间隙之间与环境空气连通，如此可大为简化结构。当然也可以如图12c中下环件43的上方与离型膜33之间设置密封件21-2，下方设置密封件21-1用于与缸套2之间进行密封，如此结构即可避免在缸套2的上端面上设置凹槽和密封件，简化缸套结构，且还可以提升缸套与下环件和离型膜之间的密封效果和稳定性。
卡件94可以由弹簧96推动，卡件94可以绕轴97摆动，轴97与框架固连或可转动的连接到框架91上，在缸套2的底部与卡件97对应的位置处可以设置斜面或者卡件94的顶面设置为斜面，当平台1和缸套2上移到位时，如图12a和12b所示卡件94在弹簧96的推动下卡到缸套2的底部，例如可以卡在缸套2的底部设置的斜面98上，或者卡件94的顶面的斜面卡到缸套2的底面上，将缸套2卡住，缸套2不会再下落，卡件94的顶部可以具有与缸套2底部的斜面相匹配的斜面，在弹簧96的推动下，卡件94会将缸套2继续向上推动的倾向，使得缸套2与透光件或框架的密封更加紧密，提升密封可靠性。然后当进行模型打印过程中，平台1在驱动机构15的驱动下下移的过程中，缸套2由卡件94的作用保持不动，并依然保持与透光件或框架91之间的紧密结合和密封，确保工作腔的密封性。当模型打印完成，释放出工作腔内的光敏料之后，可以打开卡件94，使得缸套2可以被下拉到限位结构93处。限位结构93可能采用橡胶块等，即可限位又可对缸套下移进行缓冲。
图12d中还示意设置打印初始位检测器74，用于检测平台1或模型板12的上表面的位置是否正确，当平台1上移到靠近上方的预设位置或区域时，平台1或模型板12的朝向透光件的表面被初始打印位检测器74检测到，通过初始打印位检测器74的位置数据和平台1的理论打印初始位的位置数据推算平台1的实际打印初始位是否正确。例如图中示意打印初始位检测器74可以发出检测光束并接收检测光束的反射的方式来进行检测，或者初始打印位检测器74用于发出检测光束，还包括一个接收器74a用于接收检测光束。当平台1上移到靠近上方的预设位置或区域时，平台1或模型板12的上方会遮挡住初始打印位检测器74的检测光束，接收器74a检测到检测光束消失而确定了此时平台1的检测位置，通过与驱动机构上移推算出的平台1的计算位置的对比两者是否一致可以确定打印初始位是否正确，两者偏差过大则报警，并可以停止平台1的上移。例如当模型板12的安装不到位，倾斜了，或者模型板12上方具有其他杂物，则都会被打印初始位检测器74检测到，因为此时根据驱动机构15的推算模型板12或平台1还没有移动到能遮挡住检测光束的位置，打印初始位检测器74的检测位置信号与驱动机构15推算的模型板12或平台1的位置不一致，而报警，否则倾斜的模型板12或其上的杂物很可能会压坏透光件30。同理，如果应该安装模型板12但却忘记安装了，则当平台1移动到了打印初始位检测的位置时，却没有遮挡住检测光束，则同样报警，否则，首层打印时透光件与平台1的间隙过大(可能大于模型板12的厚度)，使得首层打印或整个模型打印失败。另外，可以让打印初始位检测器74的检测位置尽量靠上，当驱动机构15驱动平台1和缸套2一同上移时，如果此时操作者将手或其他物件移到缸套2上方，则都会触发打印初始位检测器74动作而报警，如此可以起到防止因操作人员操作失误而夹伤手的危险，或防止损坏设备的风险。为了对平行于缸套2上表面的整个平面区域进行检测，打印初始位检测器74可以为光栅结构或摆动方式。
图13a和图13b示例将透光模组30为翻盖式结构，通过掀起的方式来取出模型51，透光模组30包括透光件和定位部，透光模组30可以为前述实施例中采用离型膜与支撑板的方式，或采用离型板与定位件的方式均可。图13a中的透光模组30与框架91通过转轴92连接，透光模组可以绕转轴92转动，例如离型膜通过支撑板与转轴92可转动连接，或离型板通过定位件与转轴可转动连接。缸套2与框架91固连，平台1在缸套2内滑动密封配合，透光模组30、缸套2和平台1形成密封的工作腔。如图13a中光束39由上向下透过透光模组选择性照射工作腔内的光敏料5形成模型51。当完成打印后可以绕转轴92掀起透光模组30，然后平台1向上移动，将模型51推出到缸套2的外面，方便取出模型51，如图13b所示。采用此方案可避免缸套2的滑动，缸套2可以固连到框架91上，缸套2更加稳固，整体结构更加坚固可靠。透光模组30通过转轴92转动掀起或盖上，操作更加方便。图中还示意可以仅在平台1上连接料源装置4，还可以在料源装置4输出口与光敏料箱49之间的管路上设置阀门46，打印结束时方便快速将光敏料释放回光敏料箱49中，如此管路系统简单，操作方便。
图14a示意一种打印流程，步骤80可能启动打印机并初始化，可能将要打印的三维模型信息和层信息导入，平台1移动到预设的初始打印位置，并将光敏料5的压强调整到第一工作压强P1。然后步骤81中光束39透过透光件选择性照射光敏料5，形成固化层，然后步骤82中将光敏料压强降低到第二工作压强P2，然后步骤83中增加固化层与定位部或透光件的间距使得透光件和固化层(模型)处于待分离状态，例如平台1远离定位部移动，然后步骤84中提升光敏料压强，使得透光件与模型分离，并让加压的光敏料快速回流到模型与透光件之间的间隙。步骤85将光敏料压强调整至第一工作压强P1，然后可能还有步骤86对打印状态进行判断，如果结束模型打印，则可回到步骤80中，进行模型的取出和新模型信息的导入等切换过程，当然此步骤不是必须。如果模型还没有打印完整，则步骤87中平台与透光件调整到下一层打印的预设间距，例如平台可能会回向透光件的方向移动以便将两者间距调整的下一层打印的预设值，步骤87和步骤86顺序可以颠倒。步骤82和83的顺序可以颠倒或同时进行。然后重复步骤81进行下一层的光照打印，如此重复直到模型打印完成。另外还可以如图14b所示，透光件与平台的间距可单向增加，例如平台可单向的远离透光件移动，则步骤87可以省略，步骤82中改变透光件和/或模型的位置到下一层打印的预设间距处，同时实现光敏料压强降低，可实现更快的打印速度。图14c示意了透光件双向倾斜的打印方法，步骤82中通过将光敏料压强提升导第三工作压强P3，使得透光件外倾斜(远离固化层方向的倾斜)，如图7b或图8a所示，步骤83中光敏料压强降低到第二工作压强P2，透光件内倾斜(朝向固化层方向的倾斜)，如图7c或图8b所示，步骤84中光敏料压强调整到第一工作压强P1，透光件平整定位，如图7a示意。图中示意透光件为离型板，当然也可以是离型膜，当透光件为离型膜时，需要借助支撑板带动离型膜进行外倾斜或内倾斜。其中，第三工作压强P3大于第一工作压强P1，第一工作压强大于第二工作压强P2。通过双向倾斜的方式可进一步降低离型过程中透光件与模型(固化层)的作用力，提升分离速度或提升模型打印的成功率。
图15a到图15c示意平台1与透光件的间距S和光敏料5的压强P随时间t的变化曲线，图中左侧纵坐标表示平台1与透光件的间距S，右侧纵坐标表示光敏料5的压强P，横坐标表示时间t。图中的时间段t1和t2示意了一个层打印过程，整个打印过程是多个层打印过程的重复过程。t1过程中光束选择性照射光敏料5形成固化层，且t1过程中光敏料5的压强保持第一工作压强P1，然后t2阶段进行离型过程，平台1与透光件(或定位部)的间距增加，例如可以是模型51或平台1远离透光件移动，最终移动到下一层打印的预设位置，如模型51与透光件之间为打印层厚距离δ。具体的如图15a中示意t2阶段将光敏料5的压强降低例如到第二工作压强P2，然后再提升光敏料压强恢复到第一工作压强P1，同时让模型51或平台1先移动较大的距离,然后再回向移动到预设位置(或透光件先移动较大距离然后在回向移动到预设位置)，可实现模型51与透光件之间更大的间隙，利于大模型打印过程中光敏料的回流，采用本发明的方法还可以大幅降低模型51往复移动的距离，针对大模型也依然可以提升打印速度。而图15b中示意模型51或平台1直接单向移动到预设位置(或透光件单向移动)，没有像图15a所示的往复运动过程，更加节约时间，可实现更快的打印速度，例如在t2阶段，光敏料5快速降低压强到第二工作压强P2，由于模型51或透光件的单向移动使得两者间距S加大，然后再次将光敏料5的压强增加，将压强作用到透光件上使之远离模型51，使得透光件与模型51分离，光敏料5填充回流到透光件与模型51之间的间隙，在模型51或透光件移动到下一层的打印的预设位置的过程中保持单向移动，如此可更加节约时间，可实现更快的打印速度，还可以避免平台1或透光件的驱动机构的驱动间隙(如齿轮或丝杆的啮合侧隙或同步带的弹性变形)的对定位精度的影响，可提升打印精度。图15c中示意了双向倾斜打印方法中的光敏料压强和固化层与定位部(或限位件或限位轴沿缸套轴向)间距的随时间的变化曲线，t2阶段分割为t21和t22两个阶段，在t21阶段光敏料压强提升导第三工作压强P3以实现透光件的外倾斜，t22阶段光敏料压强降低到第二工作压强P2，以实现透光件的内倾斜。第一工作压强P1、第二工作压强P2和第三工作压强P3可以根据每层打印图案的大小或形状不同动态调整，或是范围，可以不是固定值。
本发明中固化层(模型51)与透光件(如离型膜33或离型板31)或定位部(如限位件35或定位件29)的间距增加(即相互远离移动)可能是固化层远离透光件或定位部移动，例如固化层结合在平台上，平台带动固化层和模型远离透光件或定位部移动，定位部不移动；或者是定位部带动透光件远离固化层(或远离平台或远离模型)移动，固化层或平台不移动；或者是固化层(或平台)和定位部(或透光件)同时移动使得两者间距增加，即两者相互远离的同时移动。本发明中的光敏料为任何光照(电磁波辐射)可以引发固化反应的可流动材料，例如光照引发聚合反应的光敏树脂液体，还可以在树脂液体中混合粉末材料，如陶瓷粉末，金属粉末，塑料粉末或其他的粉末材料进行混合，还可以在树脂中混合细胞，药物，颜料等。离型膜33可以是有机透光的不容易与模型51粘合的有机薄膜材料，如聚四氟乙烯薄膜(特氟龙薄膜)，FEP树脂(氟化乙烯丙烯共聚物)或PET薄膜等。离型板31和支撑板35可以采用透光的板材，如光学玻璃，PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，COC(Cyclic olefin copolymer,环烯烃共聚物)或石英等。对于离型板31还可以在这些透光的板材表面设置离型膜或不容易与光敏料固化层粘结的材料层。光敏料的料源的泵送装置可以采用多种方式来泵送光敏料，例如齿轮泵、柱塞泵、螺杆泵、叶片泵，或其他能控制光敏料流量和压强的装置均可。光固化光源可以根据具体的光敏料特性采用355nm或405nm的紫外光，进行紫外光固化，或405nm到600nm的可见光等不同的光源，进行可见光固化。光成像装置可以采用SLA(StereoLithography Apparatus),DLP(Digital light Processing),激光扫描(Laser)，LED屏，LCD屏等多种方式实现,也可以利用手机屏幕，IPAD屏幕，其他显示屏等屏幕作为成像光源，当然还可以配合相应的镜组调整光线。
文中叙述采用“上方”，“下方”，“左”，“右”等方位性词语，是基于具体附图的方便性描述，不是对本发明的限制。实际应用中，由于结构整体在空间的变换，实际的上方或下方位置可能会与附图不同。但这些变换都应是本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种光固化三维打印方法，其特征在于，包括以下步骤：
光敏料的压强调整到第一工作压强，将透光件推动到定位部进行平整定位，光束透过所述透光件选择性照射所述光敏料形成固化层；
所述光敏料的压强调整到第二工作压强，增加所述固化层与所述定位部之间的间距；
或者，增加所述固化层与所述定位部之间的间距，同步降低所述光敏料的压强；
增加所述光敏料的压强到第一工作压强，所述透光件与所述固化层分离，并贴靠到所述定位部进行平整定位；
所述光束透过所述透光件选择性照射所述光敏料形成下一层的固化层；
其中，所述第一工作压强大于所述第二工作压强。
2.根据权利要求1所述的光固化三维打印方法，其特征在于，在所述光束透过所述透光件选择性照射所述光敏料的步骤之前，还包括：所述固化层与所述定位部单向相互远离移动直接到达预设间距；或者所述固化层与所述定位部相互远离移动先到达较大间距，然后再相互靠近移动缩小间距到达预设间距。
3.根据权利要求1所述的光固化三维打印方法，其特征在于，在所述光束透过所述透光件选择性照射所述光敏料形成固化层后，还包括：将所述光敏料的压强调整到第三工作压强，使得所述透光件产生远离所述固化层方向的倾斜；所述第三工作压强大于所述第一工作压强。
4.根据权利要求1所述的光固化三维打印方法，其特征在于，所述透光件为离型膜，所述定位部为透光的支撑板；
光敏料的压强调整到第一工作压强，将所述离型膜推动贴靠到所述支撑板表面在打印窗口区形成平整状态，光束透过所述支撑板和所述离型膜选择性照射所述光敏料形成固化层；
所述光敏料的压强调整到第二工作压强，增加所述固化层与所述支撑板之间的间距使得所述离型膜与所述支撑板分离；或者，增加所述固化层与所述支撑板之间的间距，
同步降低所述光敏料的压强，使得所述离型膜与所述支撑板分离；
增加所述光敏料的压强到第一工作压强，所述离型膜与所述固化层分离，并贴靠到所述支撑板上在所述打印窗口区形成平整状态；
所述光束透过所述支撑板和所述离型膜选择性照射所述光敏料形成下一层的固化层，所述下一层固化层与上一层固化层相结合。
5.根据权利要求4所述的光固化三维打印方法，其特征在于，所述支撑板与所述离型膜之间的间隙与具有第四工作压强的介质的介质源连通，所述第四工作压强小于所述第一工作压强。
6.根据权利要求1所述的光固化三维打印方法，其特征在于，所述透光件为离型板，所述定位部为定位件；
光敏料的压强调整到第一工作压强，将所述离型板推动贴靠到所述定位件上，光束透过所述离型板选择性照射所述光敏料形成固化层；
所述光敏料的压强调整到第二工作压强，增加所述固化层与所述定位件之间的间距使得所述离型板与所述定位件分离；或者，增加所述固化层与所述定位件之间的间距，
同步降低所述光敏料的压强，使得所述离型板与所述定位件分离；
增加所述光敏料的压强到第一工作压强，所述离型板与所述固化层分离，并贴靠到所述定位件上；
所述光束透过所述离型板选择性照射所述光敏料形成下一层的固化层，所述下一层固化层与上一层固化层相结合。
7.根据据权利要求6所述的光固化三维打印方法，其特征在于，在所述”所述光敏料的压强调整到第二工作压强，增加所述固化层与所述定位件之间的间距使得所述离型板与所述定位件分离；或者，增加所述固化层与所述定位件之间的间距，同步降低所述光敏料的压强，使得所述离型板与所述定位件分离”的步骤中，所述离型板呈朝向所述固化层方向的倾斜。
8.一种实现权利要求1所述的光固化三维打印方法的三维打印装置，其特征在于，所述透光件为离型板，所述定位部为定位件，还包括缸套，所述缸套在所述离型板相对所述光敏料的另一侧设有所述定位件，所述离型板与所述缸套的内壁保持密封并可相对滑动；所述缸套内设置所述光敏料。
9.根据权利要求8所述的光固化三维打印装置，其特征在于，采用如下的结构形式之一使得所述离型板与所述定位件分离时呈现倾斜状态：结构形式一，所述离型板的两边与所述定位件之间分别设置有弹性件，且所述离型板一边的弹性件的弹性力大于另一边的弹性件的弹性力；或者，结构形式二，在所述离型板相对所述定位件的另一侧的一边设置有限位件，当所述离型板与所述定位件分离时所述离型板的一边被所述限位件抵住实现倾斜；或者，结构形式三，所述离型板与定位件之间设置有限位轴，当所述离型板与所述定位件分离时所述离型板绕着所述限位轴转动并呈现倾斜状态；或者，结构形式四，在所述离型板与所述定位件之间设置环状的具有斜切结构的弹性件。
10.根据权利要求8所述的光固化三维打印装置，其特征在于，所述离型板的一边设置有限位轴，所述定位件在所述离型板的另一边通过定位弹性件与定位挡相连，所述定位弹性件的作用力大于所述第一工作压强的作用力，且小于第三工作压强的作用力；或者，所述定位件的一边设置有限位轴，另一边通过定位弹性件与定位档相连，所述定位弹性件的作用力大于所述第一工作压强的作用力，且小于第三工作压强的作用力。
11.根据权利要求8或9所述的光固化三维打印装置，其特征在于，所述离型板相对所述光敏料的另一侧设置有加压区。
12.一种实现权利要求1所述的光固化三维打印方法的三维打印装置，其特征在于，所述透光件为离型膜，所述定位部为透光的支撑板，还包括缸套，所述缸套在所述离型膜相对所述光敏料的另一侧设有所述支撑板，所述支撑板与所述缸套保持密封；所述缸套内设置所述光敏料。
13.根据权利要求12所述的光固化三维打印装置，其特征在于，所述离型膜与所述支撑板的连接结构采用以下任一形式：形式一，所述离型膜夹持在上环件和下环件之间，所述离型膜的外轮廓大于所述支撑板的外轮廓，所述下环件和所述离型膜设置有密封件，所述缸套与所述离型膜或所述下环件之间设置有密封件；形式二，所述离型膜夹持在上环件和下环件之间，所述支撑板设置在所述上环件的内通孔中，所述支撑板相对所述离型膜的另一侧与压环固连，所述压环与所述上环件的相对所述离型膜的另一侧连接，所述下环件和所述离型膜设置有密封件，所述缸套与所述离型膜或所述下环件之间设置有密封件；形式三，所述支撑板设置在上环件的内通孔中，且所述支撑板的周边外侧面的形状与所述上环件的内侧面的形状相互匹配贴合，所述上环件的外侧面的形状与下环件的内侧面形状相匹配，所述离型膜夹持在所述上环件的外侧面与所述下环件的内侧面之间，所述支撑板相对所述离型膜的另一侧设置有压环，所述压环与所述上环件的相对所述离型膜的另一侧连接，所述离型膜与所述下环件之间设置有密封件，所述离型膜或所述下环件与所述缸套之间设置有密封件；形式四，所述离型膜与环形的密封件连接，所述密封件设置在所述支撑板的周边外侧面的环形凹槽内将所述离型膜张紧；形式五，所述离型膜与所述支撑板在周边通过粘结剂结合成一体。
14.根据权利要求8或12所述的光固化三维打印装置，其特征在于，所述缸套的相对两侧且靠近所述透光件的位置分别设有流入孔和流出孔，所述流入孔与所述光敏料的料源相连，所述流出孔与所述光敏料的料沉相连；通过所述光敏料在靠近所述透光件附近由所述流入孔向所述流出孔流动将热量带走。
15.根据权利要求8或12所述的光固化三维打印装置，其特征在于，在所述缸套内沿所述缸套的轴线方向分别设置两个透光件和定位部，所述缸套与所述的两个透光件或定位部形成密封的工作腔，所述光敏料设置在所述工作腔内，所述定位部在所述透光件相对所述工作腔的外侧，所述透光件或所述定位部与所述缸套的内壁密封并能够相对移动；两光束分别透过所述的两个透光件分别选择性照射所述工作腔内的所述光敏料。
16.根据权利要求8或12所述的光固化三维打印装置，其特征在于，还包括平台，所述固化层堆叠结合在所述平台上，所述平台能够沿缸套的轴向与所述缸套的内壁滑动并保持密封，所述平台、所述缸套、和所述透光件或所述定位部形成密封的工作腔；所述缸套在打印位与取模位之间移动，所述缸套位于所述打印位时与所述透光件之间直接或间接密封形成密封的工作腔，所述缸套远离所述透光件方向移动至所述取模位时，所述平台位于所述缸套靠近所述透光件的一端，使得由所述固化层堆叠形成的最终模型露出所述缸套。
17.根据权利要求16所述的光固化三维打印装置，其特征在于，所述平台在所述透光件的下方，还包括与所述平台的相对位置关系固定的限位结构，所述缸套位于所述取模位时通过所述限位结构进行限位。
18.根据权利要求16所述的光固化三维打印装置，其特征在于，还包括初始位检测器，在所述平台由取模位向打印位复位过程中，所述平台移到预设位置或区域时，所述平台的朝向所述透光件的表面被所述初始位检测器检测到，所述初始位检测器判断所述平台的实际打印初始位是否正确。
19.根据权利要求8或12所述的光固化三维打印装置，其特征在于，还包括平台，所述透光件与所述缸套密封，所述平台在所述缸套的内侧沿轴向滑动并保持密封；所述透光件、缸套和平台形成密封的工作腔；所述透光件和定位部构成透光模组，所述透光模组还通过转轴连接到框架或所述缸套上，并能绕所述转轴转动。
20.根据权利要求8或12所述的光固化三维打印装置，其特征在于，还包括平台，所述平台与所述缸套直接或间接固连并密封，所述支撑板或所述离型板与所述缸套的内壁滑动密封配合；所述支撑板或所述离型板相对所述光敏料的另一侧设置有用于发射所述光束的光源，所述光源与所述支撑板或所述离型板的相对位置关系固定。
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