CN114905736A - 一种光固化三维打印装置和打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光固化三维打印装置，包括光源和若干成型机构，各成型机构包括缸套和成型平台，在各缸套内分别设置有光敏料；还包括光束切换镜组，光源发出的光束通过所述光束切换镜组在若干所述成型机构之间切换，分别对各缸套内的光敏料进行相应照射图案可控的光照固化逐层打印在相应所述成型平台上分别形成相应的模型。本发明能够实现同时打印多个模型或者双向打印模型，在提高打印效率的同时能够有效提升对光源的利用率。

Description

一种光固化三维打印装置和打印方法

技术领域

本发明属于光固化三维打印的技术领域，特别是涉及一种共享光源的光固化三维打印装置和打印方法。

背景技术

光固化三维(3D)打印机以数字模型文件为基础，通过逐层打印的方式来构造物体。大都包括光源和固定模型的成型平台，成型平台通过驱动机构(如丝杆驱动机构)在光源照射成型的同时进行移动，如采用UV光固化树脂层层选择性固化形成三维模型。

对于自由液面的打印方式，例如上置光源的SLA光固化打印中，光束完成一层照射后，成型平台带动模型下沉一个层厚距离，然后利用刮料器将光敏材料刮平，然后光束再进行下一层的光束照射。

对于约束液面的打印方式，例如下置光源的DLP或LCD等光固化打印中，一般采用离型膜来约束打印面，光束透过离型膜照射光敏树脂形成固化层，形成的固化层会黏连到离型膜上。所以需要进行模型与离型面的离型过程，例如模型上移较大距离使得离型膜与模型分离后再下移到下一层的打印位置，然后光束再进行下一层的照射。

因此，不论自由液面还是约束液面的光固化打印方式中，光束完成一层的照射后都需要等待相对较长的一段时间后才能进行下一层的照射，这一段时间我们可以称之为“层打印准确阶段”。光源只在光照固化阶段发出光束进行照射，在层打印准确阶段的光源停止工作，使得光源的利用率低，打印效率低，所以有必要对此进行改进。

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装置和打印方法，实现同时打印多个模型或者双向打印模型，在提高打印效率的同时能够有效提升对光源的利用率。

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装置，包括光源和若干成型机构，各所述成型机构包括缸套，在各缸套内分别设置有光敏料；还包括光束切换镜组，所述光源发出的光束通过所述光束切换镜组在若干所述成型机构之间切换，分别对各缸套内的光敏料进行相应照射图案可控的光照固化逐层打印分别形成相应的模型。

所述成型机构还包括透光件和成型平台，所述透光件设置于缸套的端部，所述成型平台与透光件相对设置且所述成型平台能够相对透光件移动，光束透过所述透光件照射光敏料在所述成型平台上打印成型模型；所述缸套具有密封的打印腔且所述打印腔内部的光敏料的压强可控，所述透光件包括离型膜和支撑板，所述支撑板设置于离型膜相对所述成型平台的另一侧，采用如下的任一方式进行打印：

方式一，所述离型膜通过对打印腔内部的光敏料的压强进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，所述离型膜处于打印工作位时呈平面结构、处于剥离工作位时受光敏料压强增加产生的挤压作用朝向支撑板的一侧发生凸起变形；

方式二，所述支撑板与离型膜之间的间隙密封形成密封间隙，所述密封间隙内设置压强可控的透光的介质，所述离型膜通过对密封间隙内部介质的压强或体积进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，处于打印工作位时向所述密封间隙注入预设压强或体积的所述介质使得所述离型膜呈平面结构、处于剥离工作位时所述密封间隙内部的所述介质被部分或全部移出使得所述离型膜朝向透光支撑板的一侧发生凸起变形；

方式三，所述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；

其中，所述第一工作压强大于所述第二工作压强。

所述成型机构还包括透光件和成型平台，所述透光件设置于缸套的端部，所述成型平台与透光件相对设置且所述成型平台能够相对所述透光件移动，光束透过所述透光件照射光敏料在所述成型平台上打印成型模型；所述缸套具有密封的打印腔且所述打印腔内部的光敏料的压强可控，采用如下的任一方式进行打印：

方式一：还包括支撑限位件，所述支撑限位件包括限位端和连接杆，所述透光件包括透光板，所述支撑限位件的连接杆穿过透光板与缸套的端部固定连接，所述透光板设置在限位端与缸套之间，透光板与限位端之间设有弹性件；打印过程中，所述透光板与缸套之间保持密封，所述透光板通过对打印腔内部的光敏料的压强进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，所述透光板处于打印工作位时受弹性件抵压并通过缸套的端部定位、处于剥离工作位时受光敏料压强增加产生的挤压作用朝相对成型平台的另一侧移动并通过限位端限位；

方式二：还包括支撑限位件，所述支撑限位件包括限位端和连接杆，所述透光件包括透光板，所述缸套的端部为外延的法兰，所述支撑限位件的连接杆穿过法兰与透光板固定连接，所述法兰设置在限位端与透光板之间，法兰与限位端之间设有弹性件；打印过程中，所述透光板与缸套之间保持密封，所述透光板通过对打印腔内部的光敏料的压强进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，所述透光板处于打印工作位时受弹性件抵压并通过缸套的端部定位、处于剥离工作位时受光敏料压强增加产生的挤压作用朝相对成型平台的另一侧移动并通过限位端限位；

方式三：所述成型机构包括透光件和定位部，所述透光件为透光板，所述定位部为定位件，所述缸套在所述透光板相对所述光敏料的另一侧设有所述定位件，所述透光板与所述缸套的内壁保持密封并可相对滑动；

所述光敏料的压强调整到第一工作压强，将所述透光板推动贴靠到所述定位件上，光束透过所述透光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透光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，使得所述透光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，所述透光板与所述固化层分离，并贴靠到所述定位件上；

所述光束透过所述透光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；

其中，所述第一工作压强大于所述第二工作压强。

所述缸套的相对两侧靠近透光件的位置分别设有进料口和出料口，所述进料口通过进料管路与光敏料源连接，与出料口连接的出料管路上设有散热器，通过所述进料口进料和出料口出料对靠近透光件的光敏料进行更新并带走热量。

随所述光源发出的光束通过光束切换镜组在若干成型机构之间切换，通过阀门切换介质源与相应的密封间隙切换连通。

多个成型机构共用同一个光敏料源；随所述光源发出的光束通过光束切换镜组在若干成型机构之间切换，光敏料源通过阀门控制与各密封的打印腔切换连通。

所述光束切换镜组包括摆动镜和若干反射镜，所述若干反射镜分别对应若干成型机构布置，所述摆动镜对应光源布置，所述光源发出的光束经过摆动镜转向摆动在若干反射镜之间切换并经过反射镜反射至对应的成型机构进行光照固化打印。

所述光束切换镜组包括摆动镜，所述若干成型机构沿摆动镜的周向间隔分布，所述摆动镜对应光源布置，所述光源发出的光束经过摆动镜转向摆动调整反射方向在若干成型机构之间切换分别进行光照固化打印。

一种光固化三维打印装置，包括光源和若干成型机构，各所述成型机构包括缸套和成型平台，在各缸套内部设置有光敏料，所述成型平台浸没在光敏料中且可以向下移动；还包括导轨和光源驱动装置，所述光源通过光源驱动装置可移动地安装在导轨上并通过光源驱动装置驱动在若干成型机构之间切换分别对各缸套内的光敏料进行相应照射图案可控的光照固化逐层打印在相应所述成型平台上形成相应的模型。

一种光固化三维打印装置，包括光源和若干成型机构，各所述成型机构包括缸套和成型平台，在各缸套内部设置有光敏料，各所述成型机构采用上置光源式结构，所述成型平台在打印过程中可以向下移动；还包括摆动镜和反射镜，所述反射镜可以绕摆动镜转动在若干成型机构上方进行切换，光源发出的光束通过摆动镜和所述反射镜调整分别对各缸套内的光敏料进行相应照射图案可控的光照固化逐层打印在相应所述成型平台上形成相应的模型；当一个成型机构完成模型打印，所述反射镜转动到其他成型机构上方，完成模型打印的成型机构上方方便取出模型。

一种光固化三维打印装置，包括光源和成型机构，还包括光束切换镜组，所述成型机构包括缸套和两副透光件，所述两副透光件分别相对设置在缸套内且能够沿缸套的轴向移动，所述两副透光件分别与缸套之间保持密封，所述缸套内部位于两副透光件之间的打印腔内部装有设定压强的光敏料，所述光束切换镜组包括摆动镜和若干反射镜，所述摆动镜对应光源布置，所述光源发出的光束经过摆动镜转向摆动调整反射方向，再经过相应的反射镜对光束进行反射对两副透光件进行切换照射在两副透光件之间的模型的两侧分别进行光照图案可控的逐层打印；当所述光束经过光束切换镜组切换照射一侧透光件对固定模型的一侧并根据模型这一侧的层图案进行光照层固化打印时，所述模型的另一侧进行层打印准备工作，所述层打印准备工作包括模型与透光件离型、光敏料回流至模型与透光件之间以及透光件移动至下一层预设打印工位，所述固定模型一侧完成至少一个固化层打印后，所述光束经过光束切换镜组切换照射另一侧透光件对固定模型的另一侧并根据模型这一侧的层图案进行光照层固化打印，相对侧进入层打印准备工作，依此规律使得所述光束通过光束切换镜组在模型两侧进行切换对模型的两侧进行打印图案可控的光照固化打印。

一种光固化三维打印装置，所述成型机构的透光件为离型膜，且在两副所述离型膜相对所述光敏料的另一侧分别设置透光的支撑板，所述打印腔内的光敏料压强设定为第一工作压强；进行光照打印侧的离型膜贴靠到对应的支撑板的表面在该侧的打印窗口区形成平整状态，所述光束透过该侧的支撑板和离型膜选择性照射打印腔内的光敏料；对于进行层打印准备工作侧的离型膜和支撑板之间的间隙注入介质的压强大于或等于第一工作压强，进行层打印准备工作侧的支撑板带动对应的离型膜远离模型的方向移动预设距离，使得进行层打印准备工作侧的离型膜和支撑板分离，然后降低进行层打印准备工作侧的离型膜和支撑板之间的间隙介质的压强小于第一工作压强，进行层打印准备工作侧的离型膜贴靠到对应的支撑板在打印光照区形成平整状态。

一种光固化三维打印方法，使用了上述的一种光固化三维打印装置，所述成型机构还包括透光件和成型平台，当所述光束经过光束切换镜组切换照射至第一成型机构并根据第一成型机构的模型层图案进行光照层固化打印时，其他成型机构进行层打印准备工作，所述层打印准备工作包括模型与透光件离型、光敏料回流至模型与透光件之间以及成型平台移动至下一层预设打印工位，所述第一成型机构完成至少一个固化层打印后，所述光束经过光束切换镜组切换照射至第二成型机构并根据第二成型机构的模型层图案进行光照层固化打印，其他成型机构进行层打印准备工作，依此规律使得所述光束通过光束切换镜组在若干成型机构之间切换分别对各模型进行层打印图案可控的光照固化打印。

一种光固化三维打印方法，使用了上述的一种光固化三维打印装置，所述成型机构还包括成型平台，所述光敏料的液面为自由液面，当所述光束经过光束切换镜组切换照射至第一成型机构的光敏料液面并根据第一成型机构的模型层图案进行光照层固化打印时，其他成型机构进行层打印准备工作，所述层打印准备工作包括成型平台向下移动至下一层预设打印工位和光敏料刮平或自流平，所述第一成型机构完成至少一个固化层打印后，所述光束经过光束切换镜组切换照射至第二成型机构的光敏料液面并根据第二成型机构的模型层图案进行光照层固化打印，其他成型机构进行层打印准备工作，依此规律使得所述光束通过光束切换镜组在若干成型机构之间切换分别对各模型进行层打印图案可控的光照固化打印。

有益效果

第一，本发明利用光束切换镜组对光源的光束在若干成型机构之间进行切换照射或者在模型的两侧进行切换照射，或者通过导轨和光源切换结构切换光源的位置，使得部分成型机构在接受光照进行固化打印的同时，其他成型机构可以进行层打印准备工作，如此本发明利用同一个光源实现了同时打印多个模型或者对同一模型的两侧同时打印，且由于切换镜组，如摆动镜的质量和结构非常简洁，可实现高速切换过程，在提高打印效率的同时能够避免光源闲置，能够有效提升对光源的利用率，且设备运行可靠。

第二，对于约束液面类型的打印装置而言，提供了多种结构的透光件安装方式，这些透光件在与模型离型分离时，能够通过控制离型膜外侧(相对打印腔的另一侧)间隙负压(间隙内的介质被部分或全部抽出)或者控制离型膜或透光板内侧(打印腔侧)光敏料的压强增加，使得其产生向外侧的移动，提高了透光件与模型之间的离型效率以及降低了离型时对模型产生的作用力，加快了光敏料回流至模型与透光件之间的速度，有利于提高打印效率和打印精度。

第三，对于自由液面类型的打印装置而言，还可以通过移动光源的方式切换光照，当光源移开后，成型机构的缸套上方敞口且实现空间开阔，有利于将完成打印的模型取出，即提升打印效率也提升操作方便性，同时可以让光源靠近光敏料的液面，即让设备结构紧凑，又利于光束照射到液面的精度定位，提升打印精度。

附图说明

图1为本发明实施例1两个约束液面成型机构中的右侧成型机构光照打印状态的结构示意图。

图2为本发明实施例1两个约束液面成型机构中的左侧成型机构光照打印状态的结构示意图。

图3为图2中离型膜与模型离型状态的结构示意图。

图4为本发明实施例2采用4个成型机构环周排列的结构示意图。

图5为本发明实施例3左侧成型机构光照的结构示意图。

图6为图5所示三维打印装置的光束切换到右侧进行光照打印的结构示意图。

图7a到图7d为本发明实施例3另一种离型膜与模型的离型方法示意图。

图8a为本发明实施例4采用2个成型机构的透光件分别直接面对摆动镜的结构示意图。

图8b为透光板与模型的离型状态的一种结构示意图。

图9为本发明实施例4采用2个成型机构的透光件分别直接面对摆动镜的另一种结构示意图。

图10为本发明实施例5采用4个成型机构的透光件分别直接面对摆动镜的结构示意图。

图11为本发明实施例6多个自由液面式成型机构基于镜组的共享光源的结构示意图。

图12为本发明实施例7多个自由液面式成型机构基于光源移动方式的共享光源的结构示意图。

图13为图12的A-A剖视结构示意图。

图14为本发明实施例8多个上置光源的约束液面成型机构采用光源移动方式共享光源的结构示意图。

图15a和图15b为本发明实施例9利用同一光源对模型的两侧进行打印的结构和打印过程示意图。

图16a到图16c为利用同一光源对模型的两侧进行打印的另一种结构和打印过程示意图。

图17为两副约束液面型成型机构光照切换打印的流程图。

图18为三副约束液面型成型机构光照切换打印的流程图。

图19为两副自由液面型成型机构光照切换打印的流程图。

图20为模型双侧光照切换打印的流程图。

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。

实施例1

图1示意了一种光固化三维打印装置，包括第一成型机构90a和第二成型机构90b，还包括光源37，以及光束切换镜组，例如包括摆动镜63、第一反射镜(或称为反光镜)64a和第二反射镜(或称为反光镜)64b。第一成型机构90a包括第一成型平台1a、第一透光件30a和缸套2，第一透光件30a设置在缸套2底端，在缸套2内部、第一透光件30a上设置光敏料5，固化形成的第一模型51a结合到第一成型平台1a上，并随第一成型平台1a由第一驱动机构15a驱动朝远离第一透光件30a的方向移动。同样，第二成型机构90b包括第二成型平台1b、第二透光件30b和缸套2，在第二透光件30b上设置光敏料5，固化形成的第二模型51b结合到第二成型平台1b上，并随第二成型平台1b由第二驱动机构15b驱动朝远离第二透光件30b的方向移动。第一反射镜和第二反射镜分别与第一成型机构和第二成型机构对应设置，例如在第一透光件30a的下方设置第一反射镜64a，在第二透光件30b的下方设置第二反射镜64b，各反射镜的反光面分别朝向透光件或光敏料，摆动镜63设置在第一反射镜64a和第二反射镜64b之间，第一反射镜64a和第二反射镜64b的反光面都朝向摆动镜63。光源37与摆动镜63相向设置，即光源发出的光束照向摆动镜63。

打印过程中，第一成型机构90a和第二成型机构90b相互交替被光束照射和模型与透光件分离，即交替的，一个成型结构处于光照打印状态，另一个成型机构处于层打印准备工作。具体的，如图1示意，光源37发出的光束39经摆动镜63反射到第二反射镜64b，并经第二反射镜64b反射透过透光件30b选择性照射光敏料5，形成固化层结合到第二模型51b上或者结合到第二成型平台1b上，此过程进行的同时，第一成型机构90a处于层打印准备工作，第一模型51a与透光件30a进行离型，即相互剥离(分离)，并在两者间隙填充光敏料，实现光敏料的回流，同时第一成型平台1a还可以由第一驱动机构15a驱动沿箭头方向移动，例如到下一层的打印位置。当第二成型机构90b完成了一层的光照固化，则摆动镜63可以转动或摆动，使得摆动镜63的反射面与第一反射镜64a相对应，如图2所示，当第一模型51a与第一透光件30a之间的间隙为设定的打印层厚间隙，则光源37根据第一模型1a当前打印层的图案发出光束39，光束39经摆动镜63反射到第一反射镜64a并经第一反射镜64a反射并透过第一透光件30a选择性照射光敏料5形成固化层结合到第一模型51a上或第一成型平台1a上，此过程的同时第二模型51b与第二透光件30b进行离型，即相互剥离(分离)，并在相互的间隙填充光敏料5实现光敏料的回流，同时第二成型平台1b可以由第二驱动机构15b驱动移动到下一层打印的位置。摆动镜63再次摆动，使得摆动镜63的反射面再次朝向第二反射镜64b，重复进行图1所示的过程，上述过程不断重复进行，直到模型打印完成。第一透光件30a与光敏料接触的并形成固化层的表面为第一离型面(或称为第一成型面)，第二透光件30b与光敏料接触的并形成固化层的表面为第二离型面(或称为第二成型面)。例如图2、图5或图6中离型膜朝向模型51的表面。

可以是对一个成型机构照射几层之后再切换到另一个成型机构，例如其中一个成型机构的离型的过程时间大于另一个成型机构打印每层所用时间情况下可以如此设置。各成型机构的打印进度可以不必同步，可以分别打印不同的模型，当然也可以打印相同的模型，可以某个成型机构先结束打印，然后摆动镜63则可以不必再摆动向此成型机构切换，还可以在其中一个成型机构打印过程中，另一个成型机构开始进行一个新模型的打印，则在当前成型机构完成一层的光照后，在透光件与模型分离过程中，摆动镜63可以摆动切换到另一个成型机构，进行插入模型的光照。各个成型平台打印的模型可以相同，也可以不同，可以同时开始，也可以不同时开始，也可以不同时结束。

模型51与透光件30之间的离型方式可以采用多种方式，例如透光件为离型膜，模型可以大幅上移然后下移的往复运动方式实现离型和回流，如图1所示。图2和图3中还示意透光件可以由离型膜33和支撑板35构成，离型膜33和支撑板35之间具有密封间隙，此密封间隙与介质源4V连通，第一成型机构90a和第二成型机构90b可以共用介质源4V，例如图3中当介质源4V对密封间隙中的介质(如透明液体)抽出，则离型膜33被上方的压强(如大气压或光敏料的压强)作用向支撑板35贴靠，使得离型膜33开始与模型51发生剥离，最终形成如图2中第二成型机构90b中离型膜33b与第二模型51b完全剥离和光敏料回流，同时成型平台1可以远离透光件30b移动到下一层打印位置，如此避免了成型平台1的往复运动方式进行离型，大幅提升离型速度。具体的，图2中示意介质源4V分别通过阀门47-1与第一成型机构90a的密封间隙连接，通过阀门47-2与第二成型机构90b的密封间隙连接，图2中当左侧的第一成型机构进行光照时，则阀门47-1关闭，阀门47-2打开，介质源4V对右侧的第二成型机构的密封间隙进行抽出介质，实现模型与离型膜的分离。当摆动镜63摆动到朝向右侧与第二反射镜64b相对，阀门47-2关闭，阀门47-1打开，介质源4V开始对左侧第一成型机构的密封间隙进行抽出介质，实现离型面与第一模型51a的离型和光敏料回流。另外，还可以采用阀门47-3来控制将介质填充到第一成型机构90a的密封间隙中，采用阀门47-4来控制将介质填充到第二成型机构90b的密封间隙中，还可以分别使用或共用过滤器。具体打印流程可参看图17。

实施例2

图4中示意还可以采用更多个成型机构共用同一个光源37，例如假设每个成型机构打印一层中光照时间大约是模型和离型膜离型时间的1/3，则让4个成型机构复用同一个光源37可以让光源37保持满负荷运行，没有时间上的浪费。光束切换镜组包括摆动镜63和若干与相应成型机构相对应设置的反射镜。例如图中4示意光束37发出的光束39经摆动镜63反射到第三反射镜64c，然后朝向第三成型机构90c的透光件30c照射，而其他的成型机构可同步进行层打印准备工作。当完成照射后，在摆动镜63可以绕轴线92转动，例如转动90度，使得摆动镜63的反光面朝向第四反射镜64d。同时，第一成型机构90a，第二成型机构90b和第三成型机构90c进行层打印准备工作，包括离型和光敏料回流，并让分别依次让各自的模型与各自的离型面之间的间距调整到预设间隙，如打印层厚间距。

此实施例可以采用一个光源37同时打印两个或多个成型机构上的模型，提升光源的利用率和打印效率，光源37一般占打印装置中的主要成本，让光源能充分达到运用，可有效的降低成本，尤其是进行批量生产的过程中。还可以复用其他器件，如介质源4V，光敏料源4P，或散热器，或过滤器等，可进一步降低应用成本。多个成型机构可以相互共用同一个光源，也可以让某个成型机构单独使用此光源，均可根据打印需要自动灵活调整，应用方便。还可以让同一个光源对同一个模型的两侧进行交替照射打印，大幅提升打印速度。

实施例3

图5示意了另一种实施例，第一成型机构90a包括透光件30a，缸套2a和第一成型平台1a，第一成型平台1a与缸套2a的内侧滑动密封配合，透光件30a和缸套2a密封固连，透光件30a、缸套2a和第一成型平台1a形成密封的第一打印腔。同样第二成型机构90b也通过第二透光件30b、缸套2b和第二成型平台1b形成密封的第二打印腔，两个打印腔都与光敏料源4P连通，例如两个打印腔共用同一个光敏料源4P，分别通过阀门47-1和47-2与第一打印腔和第二打印腔连通，两打印腔内分别填充光敏料，两打印腔的光敏料可以相同或不同。第一透光件包括离型膜33a和支撑板35a，两者之间具有间隙，第二透光件包括离型膜33b和支撑板35b，两者之间具有间隙。

打印过程中，光源37发出的光束经摆动镜39反射到第一反射镜64a，经第一反射镜64a反射朝向第一成型平台1a的方向透过第一透光件30a选择性照射光敏料5形成固化层，固化层堆叠形成第一模型51a结合在第一成型平台1a上。此时阀门47-1处于关闭状态，阀门47-2打开状态，光敏料源4P向第二打印腔内输入高压光敏料5，使得离型膜33b压靠向支撑板35b，同时第二成型平台1b还可以沿图中箭头示意远离离型膜3b的方向移动，直到到下一层打印位置，离型膜33b与第二模型51b分离并在两者之间的间隙填充新的光敏料，实现了离型和光敏料回流，然后调整第二打印腔内光敏料压强使得离型膜恢复33b恢复平整状态。然后阀门47-2关闭，阀门47-1打开，光敏料源4P向第一打印腔内送入高压光敏料将离型膜33a压向支撑板35a，同时进行光敏料回流，同时还可以让第一成型平台带动第一模型51a朝远离离型膜33a的方向移动到下一层打印位置，如图6所示，可以同时让摆动镜39旋转，使得其反射面由朝向第一反射镜64a调整为朝向第二反射镜64b，光源37根据第二模型51b的层图案信息发出光束经摆动镜63和第二反射镜64b反射朝向第二成型平台1b透过第二透光件30b选择性照射第二打印腔内的光敏料5，形成固化层。然后，再调整到如图5所示状态，使得第一成型机构进行光照固化，第二成型机构进行离型和光敏料回流，如此反复直到模型打印完成。阀门47-1和47-2可以由一个三通阀门所替代，即可以由三通阀门控制光敏料源4P与第一打印腔或第二打印腔之一连通。当光敏料源4P向打印腔内提供高压光敏料时，开始会可能将离型膜33与模型51没有结合的部分压向支撑板35，使得离型膜33与模型51之间出现裂缝，然后在加压光敏料的作用下将离型膜33与模型51“撕开”，实现如图5中的第二成型机构90b或图6中第一成型机构90a中的离型膜的状态。

另外，还可以采用如图7a到7c所示的结构和打印方法。假设图5中的第一成型机构90a采用图7a所示的结构并处于光照打印过程：即第一成型机构90a的光敏料5的压强调整到第一工作压强，将第一成型机构90a的离型膜33推动贴靠到第一成型机构90a的支撑板35表面在打印窗口区形成平整状态，光束39透过第一成型机构90a支撑板35和离型膜33选择性照射光敏料5形成固化层；多层固化层堆叠形成可以形成完整的模型51。同时假设图5中的第二成型机构90b处于图7b到图7d所示的层打印准备工作过程：如图7b或7c所示，增加第二成型机构90b的固化层(或模型51)与支撑板35之间的间距，同步降低第二成型机构90b的光敏料5的压强，使得第二成型机构90b的离型膜与支撑板分离；或者，第二成型机构90b的光敏料5的压强调整到第二工作压强，第二工作压强小于第一工作压强，增加第二成型机构90b的固化层(模型51)与支撑板35(或离型膜33)之间的间距使得第二成型机构90b的离型膜33与支撑板35分离，然后再如图7d所示增加第二成型机构90b的光敏料5的压强到第一工作压强，使得第二成型机构90b的离型膜33与固化层(模型51)分离并贴靠到支撑板35上在打印窗口区形成平整状态；如此可以为下一层的光照打印做好准备。然后可以让摆动镜63摆动调整光束39向第二成型机构90b进行照射过程，同时第一成型机构90a进入离型过程，例如图5切换成类似图6所示状态，第二成型机构90b光照打印，例如可以为图7a所示的状态，同时，图6中第一成型机构90a进行层打印准备工作，如图7b到7d所示的状态。可如此重复进行。另外图7b中示意模型51(或固化层或图5或图6中的平台)远离支撑板35移动，或者也可以是支撑板35远离模型51(或固化层或图5或图6中的平台)移动，由于打印腔体积的增加，如果光敏料源4P不再向打印腔内提供新的光敏料5，则光敏料5的压强会同步降低，使得离型膜33与支撑板35分离。图7c示意还可以设置介质源4V与离型膜33与支撑板35之间的间隙连通，设介质源4V提供的介质的压强为第三工作压强，且第三工作压强小于第一工作压强，最佳的大于第二工作压强，如此当光敏料5的压强为第一工作压强时，光敏料5会推动离型膜33克服离型膜与支撑板之间间隙的介质的压强而贴靠到支撑板上，如图7a所示，当光敏料5的压强调整到第二工作压强时，离型膜与支撑板之间间隙的介质的压强会推动离型膜33与支撑板35分离，尤其在模型51周边的区域进行分离，并可以推动模型51与支撑板35相互分离。

图7b和7c中还示意可以在输出管路上设置高于打印腔的弯管95，光敏料源4P提供的高压光敏料会沿图中的两个箭头沿离型膜表面流动，可实现光敏料的换新和散热，也能保持打印腔内树脂在降压的过程中始终保持填满的状态。

图5和图6中示意还可以在设置散热器73通过管路与第一打印腔和第二打印腔连通，正在离型和回流的打印腔会将其中的光敏料流出，尤其是靠近离型膜附近的光敏料流出，从而可以将其中的热量带出，降低打印腔内光敏料的温度，提升打印的稳定性和打印速度。流出的光敏料可以经过散热器73散热，然后可以流到光敏料源4P的入口或光敏料箱49中。当然还可以在散热器73与第一打印腔和第二打印腔的连接管路上设置阀门，利于调整打印腔内的压强。另外还可在打印腔底部，如成型平台上设置输出管路并分别设置阀门，例如阀门47-3和47-4，打印完成时方便将打印腔内的光敏料排出到光敏料箱49中。

实施例4

图8a示意第一成型机构90a和第二成型机构90b为同轴排布，两者的透光件相对设置，在两透光件之间设置由摆动镜63构成的光束切换镜组，以及还有光源37与摆动镜63相对设置。缸套2a和2b与导轨相对固定，第一成型平台1a和第二成型平台均可以沿导轨69移动，导轨与缸套的轴线平行，第一成型平台1a与缸套2a的内壁滑动密封配合，第二成型平台1b与缸套2b的内壁滑动密封配合，第一透光件30a与缸套2a密封固连，第二透光件30b与缸套2b密封固连，第一透光件30a，缸套2a和第一成型平台1a形成密封的第一打印腔，第二透光件30b，缸套2b和第二成型平台1b形成密封的第二打印腔。光敏料源4P可切换的分别与第一打印腔和第二打印腔连通，分别在各打印腔内填充光敏料5。如图示光源37发出的光束39经摆动镜63反射照向第一成型机构90a，透过第一透光件30a选择性照射第一打印腔内的光敏料形成固化层结合成第一模型51a，第一模型51a结合到第一成型平台1a上，同时光敏料源4P与第二打印腔的连通，提升第二打印腔内光敏料5的压强，将第二透光件30b的透光板3b推动远离第二模型51b，如图8b所示，透光件30b包括透光板3b，透光板3b通过弹性件22(如弹簧)和支撑限位件28压向法兰23，法兰23可以是框架的一部分或缸套2b的一部分。在透光板3b与法兰23之间设有密封件21，支撑限位件28具有台阶状的限位端，支撑限位件28穿过透光板3b与法兰23固连，弹性件22(如弹簧)设置在支撑限位件28的限位端与透光板3b之间，透光板3b上设置通孔或槽，支撑限位件28的较细的连接杆部分可以穿过此通孔或槽，靠近限位端的较粗的台阶部分不能穿过此通孔或槽。弹性件22推动透光板3贴靠到缸套2的端面或法兰23的端面上。当光敏料5的压强增加时，作用到透光板3a上的压力克服弹性件22的力，使得透光板3a朝远离固化模型51的方向移动，实现剥离，同时密封件21依然保持密封状态，直到支撑限位件28的较粗台阶贴靠到透光板3b上，进行限位，限制了透光板3的进一步移动。如果各弹性件22的作用力不同或弹性不同，则加压过程中，透光板3b会先一侧与第二模型51b剥离，即倾斜外移，如图8b所示，然后进一步增压光敏料，则透光板3b与第二模型51b完全剥离，如图8a中的第二成型机构90b所示，然后可以降低第二打印腔内光敏料的压强，使得第二透光板3b在弹性件22的作用下贴到法兰23表面，恢复到打印状态。同时第二成型平台1b可以由第二驱动机构15b驱动远离第二透光件30b方向移动，直到下一层打印的位置。然后光敏料源4P可以断开与第二打印腔的连通。然后摆动镜63转动，使得摆动镜63的反射面由朝向第一透光件30a转为朝向第二透光件30b，光源根据第二模型51b的层图案信息发出光束39经摆动镜63反射向第二透光件30b照射，透过第二透光件30b照射第二打印腔内的光敏料形成固化层，结合到第二模型51b。同时光敏料源4P可以切换与第一打印腔连通，通过增加第一打印腔内光敏料的压强，类似的使得第一透光板3a与第一模型51a离型和光敏料回流。同时，第一成型平台1a可以由第一驱动机构15a驱动远离第一透光件30a方向移动直到下一层打印位置。然后摆动镜63和光敏料源4P可以再次切换，如此重复直到模型打印完成。

图9示意的光固化三维打印装置与图8a的整体布局类似，不同的是成型机构的透光件安装结构和离型方法不同。图9中示意右侧的第二成型机构90b正在光照打印过程，即第二成型机构90b的打印腔内的光敏料5的压强调整到第一工作压强，将透光板3b推动贴靠到定位件29b上形成平整状态，光束39透过透光板3b选择性照射第二成型机构90b的打印腔内的光敏料5形成固化层；同时第一成型机构90a正在进行层打印准备工作：第一成型机构90a的打印腔内的光敏料的压强调整到第二工作压强，第二工作压强小于第一工作压强，增加固化层(或模型51a或平台1a)与定位件29a之间的间距使得透光板3a与定位件29a分离；或者，增加固化层(或模型51a或平台1a)与定位件29a之间的间距，同步降低第一成型机构90a的打印腔内的光敏料5的压强，使得透光板3a与定位件29a分离；图9中还示意第一成型机构90a的透光板3a可以通过限位轴27与缸套2a连接，透光板3a可以绕限位轴27转动，如此当第一成型机构90a的固化层(模型51a)与定位件29a间距增加和光敏料压强降低时，透光板3a绕限位轴27转动朝向模型51a的方向倾斜，使得模型51与透光板3a在朝向限位轴27的一边出现裂隙额，然后再增加第一成型机构90a的打印腔内的光敏料的压强到第一工作压强，光敏料会推动透光板3a与固化层(或模型51a)分离，透光板3a贴靠到定位件29a上再实现平整定位；

然后摆动镜63可摆动将光束39调整照向第一成型机构90a，光束39透过透光板3a选择性照射第一成型机构90a的打印腔内的光敏料形成固化层或下一层的固化层。而同时，第二成型机构90b可以进入层打印准备工作：第二成型机构90b的打印腔内的光敏料的压强调整到第二工作压强，第二工作压强小于第一工作压强，增加固化层(或模型51b或平台1b)与定位件29b之间的间距使得透光板3b与定位件29b分离；或者，增加固化层(或模型51b或平台1b)与定位件29b之间的间距，同步降低第二成型机构90b的打印腔内的光敏料5的压强，使得透光板3b与定位件29b分离；还可以在透光板3b的相对光敏料的另一侧设置弹性件22b，弹性件22b可以推断透光板3b与定位件29b分离，然后再增加第二成型机构90b的打印腔内的光敏料的压强到第一工作压强，透光板3b与固化层(或模型51b)分离，可以克服弹性件22b的作用力，并贴靠到定位件29b上，如果在定位件22b-1的上的弹性件的作用力小于另一边的弹性件的作用力，则透光板3b会在第二成型机构90b的光敏料压强降低时而倾斜，加快与固化层(模型51)的分离。图9所示的结构和方法在光照打印过程中相应的打印腔内的光敏料的压强处于增加，而离型处于降低压强的状态，利于光照打印过程中提升光敏料形成固化层的密度和挤出气泡等，利于提升打印的稳定性和成功率。

实施例5

图10在图8a的基础上，可以实现更多各成型机构共用相同的光源进行打印。例如假设4个成型机构90a，90b，90c和90d，各自的透光件朝内环绕光束切换镜组(此实施例包括摆动镜63)环周设置。光源37与摆动镜63对应设置。例如图中示意摆动镜63调整到朝向第二成型机构90b，光源37发出的光束39经摆动镜63反射到第二成型机构，同时其他的3个成型机构进行层打印准备工作，各自透光件与各自模型的离型和回流，成型平台移动到下一层打印位。4个成型机构可以通过阀门切换(图中未示出)共用同一个光敏料源4p，光敏料源4P可以与第二成型机构断开连通，而与其他的3个成型机构的打印腔进行切换连通，通过提升3个打印腔内光敏料的压强促使透光件的离型面与模型离型和分别光敏料回流。然后摆动镜63可以绕轴线92顺时针转动设定角度，使得摆动镜63朝向第三成型机构90c，光敏料源4P与第三成型机构90c的打印腔断开连通，并打开与第二成型机构90b的打印腔的连通，开始对第二成型机构90b内的光敏料提升压强进行离型和回流，第二成型平台也可以远离透光件移动到下一层打印位。同时光源37可以根据第三成型机构中模型的层图案信息发出光束经摆动镜63反射朝向第三成型机构照射打印。如此重复调整，可顺序的对第一成型机构90a，第二成型机构90b，第三成型机构90c和第一成型机构90d轮流照射和离型，实现同一光源对多个成型机构的多个模型同时打印。

实施例6

图11示意在前述实施例的基础上，第一成型机构90a和第二成型机构90b还可以采用非约束液面，即自由液面的打印方式，且为上置光源式结构。例如第一成型机构中第一成型平台1a可以浸没在光敏料5中，光束39由摆动镜63和第一反射镜64a调整由上方向下照射液面，形成固化层，同时第二成型机构90b的光敏料液面进行自然流平或用刮料器77b刮平，然后摆动镜63可以调整光束39经第二发射机64b向第二成型机构的液面进行照射，同时，第一成型机构完成一层的固化后第一成型平台1a下移层厚距离，然后光敏料5在第一模块51a的上表面自然流平，或采用刮料器77a对液面进行刮平。然后摆动镜63再摆动调整光束39朝向第一成型机构90a的液面照射，如此重复进行。而且光源37可以设置在第一成型机构和第二成型机构之间且摆动镜63的下方的位置，利于降低打印装置的高度，结构紧凑。图11中还示意第一成型机构和第二成型机构的结构和打印方式可以不同，例如第二成型机构的第二成型平台1b可以是与缸套2b的内侧滑动密封配合的，而不是浸没在光敏料5中，每当第二成型平台1b下移层厚时，都需要补充光敏料，以维持液面高度，如此利于减少对光敏料的使用量。

图11中的反射镜还可以是可移动的，例如可以取消第二反射镜64b，当如图中的第一成型机构90a完成一层或多层光照打印后，摆动镜63调整光束朝第二成型机构的方向照射，第一反射镜64a也同时绕摆动镜63转动到第二成型结构的上方，将摆动镜63反射调整过来的光束39朝第二成型机构90b的液面进行调整照射。第一反射镜64a可以绕摆动镜63转动在若干成型机构上方进行切换，如此即可以减少反射镜的数量，还可以让通过反射镜移动，可以腾出成型机构上方的空间，让已经完成模型打印的成型结构可方便的取出模型，例如可以将第一反射镜由图11或14中的第二成型机构的上方移动到第一成型机构的上方，可以让第二成型机构的成型平台1b上升，将整个模型露出液面或露出缸套，方便模型取出。且通过反射镜的移动可避免光源37的移动，反射镜的结构比光源的结构简单，更容易获得高的移动速度或转动速度，提升不同成型机构间的切换速度。

实施例7

图12示意了基于上置光源式结构和基于光敏料的自由液面的光固化打印方式的实施例，图13为图12中的A-A剖视图。光源37对第一成型机构90a的液面进行照射，同时第二成型机构90b可以对液面进行流平，例如采用刮料器77b刮平液面或自流平，然后光源37通过光源驱动装置70驱动，可以沿导轨69移动到第二成型机构的上方，根据第二模型51b的层图案信息对第二成型机构的液面进行照射，同时第一成型机构90a的第一成型平台1a可以由第一驱动机构15a驱动下移层厚距离，并让液面再次流平，例如可以通过刮料器77a将液面刮平或自流平，然后光源再沿导轨69左移到第一成型机构90a的上方对第一成型机构的液面进行照射，同时第二驱动机构15b驱动第二成型平台1b下移层厚距离，并再次让液面流平，如此重复进行。由图13可以看出，当光源37移开第二成型机构(或第一成型机构)时，第二成型机构(或第一成型机构)的上方为开阔的状态，方便模型打印完成后第二成型平台(或第一成型平台)上移出液面取出第二模型(或第一模型)。如此可以让光源37在对液面进行照射时尽可能的靠近液面，不必如常规SLA光固化打印机中上方的光源与液面之间设置足够的空间距离来取出模型，本实施例可以让光源37靠近液面，利于提升打印精度，并可以大幅减小设备的高度和体积，且通过2个或多个成型机构之间切换照射来共用同一个光源，不仅降低成本还提升多个打印模型的打印速度。

实施例8

图14中示意还可以将光源37设置在导轨69上，让光源37可以沿导轨69移动，从而在成型机构90a和第二成型机构90b之间切换。图中示意光源37处于第一成型机构对应的位置，对第一打印腔内的光敏料进行照射。当其中一个成型机构如90b完成模型打印后，如图中的第二成型机构，可以停止光源37并向第二成型机构90b的切换，也可停止光敏料源4P向第二打印腔的切换，并开始让第二打印腔开始将光敏料排出到光敏料箱49中，例如打开阀门47b，可以打开第二透光件，让第二成型平台1b上移取出第二模型51b。而且由于上方的光源37处于第一成型机构90a的位置，第二模型90b可以不受光源37的阻挡，方便模型取出。图中光敏料源4P可以控制切换与第一成型机构90a连通或与第二成型机构90b连通。阀门47a和47b可以分别控制第一成型机构和第二成型机构的光敏料流出，例如图中示意阀门47a关闭状态，阀门47b打开状态，未固化光敏料流回到光敏料箱49中。图中的透光件30a的工作方式可参考图8b及其说明，与图8b或图8a所不同的是图14中的支撑限位件28的连接杆穿过法兰23与透光板3a固连，弹性件22设置在支撑限位件28的螺帽状的限位端与法兰23之间，即弹性件22和支撑限位件28的大端的限位端设置在法兰23相对透光板3a的另一侧，通过弹性件22的推动支撑限位件28的限位端使得支撑限位件28将透光板3a拉靠到法兰23的端面。如此结构可以让透光板3a侧更加简洁，更加便于光源或光路的布置。

实施例9

图15a和图15b示意另一种实施方式，利用光源37交替对模型51的两侧进行光照打印，提升打印速度。第一透光件30a和第二透光件30b都与缸套2的内壁滑动密封配合，三者形成密封的打印腔，缸套2的轴线与导轨69大体平行，第一透光件30a通过第一驱动机构15a可以沿导轨69移动，第二透光件30b通过第二驱动机构15b可以沿导轨69或另一个与导轨69大体平行的导轨移动，缸套2与导轨69可相对固定，第一透光件30a和透光件30b的离型面相对且相互大体平行设置。打印腔与光敏料源4P连通并充满预设压强的光敏料5，光源37可以经过光束切换镜组交替对第一透光件30a和第二透光件30b照射，光束切换镜组可能包括摆动镜63，在第一透光件30a侧的第一反射镜64a和第二反射镜64b，以及在第二透光件30b侧的第三反射镜64c和第四反射镜64d。第一反射镜64a的反射面与第二反射镜64b的反射面相对设置，第二反射镜64b的反射面朝向第一透光件30a，第一反射镜64a的反射面朝向摆动镜63，第三反射镜64c的反射面与第四反射镜64d的反射面相对设置，第四反射镜64d的反射面朝向第二透光件30b，第三反射镜64c的反射面朝向摆动镜63，光源37与摆动镜63相对设置。

图15a中，光源37发出的光束经摆动镜63反射到第三反射镜64c，然后反射到第四反射镜64d，经第四反射镜64d反射透过第二透光件30b对打印腔内右侧的光敏料进行选择性照射，即对第一模型51的第二侧照射形成固化层，结合到模型51上的第二侧，如图20中的步骤83b。同时，第一透光件30a正在与模型51的另一侧(左侧)，即第一模型51的第一侧，进行离型和光敏料的回流，如图20中的步骤81a。如果模型51第一侧的打印没有结束，如步骤84a1和81a所示，则同时第一透光件30a还可以由第一驱动机构驱动朝远离第二透光件30b的方向移动到下一层打印的设定位置，使得第一模型与第一离型面之间的间距为预设间距，如果采用离型膜，则离型膜恢复到平整的状态，实现了下一层打印工位，如步骤81a。模型与离型面的离型过程与切换到下一层打印工位可以同时进行，也可以先离型，然后再切换到下一层打印工位。并可以切换摆动镜63,如图20中的步骤84a2和步骤82a，使之的反射面朝向第一反射镜64a，如图15b所示，光源37根据模型第一侧的层图案信息发出光束经摆动镜63和第一反射镜64a和第二反射镜64b的依次反射，透过第一透光件30a选择性照射模型51第一侧(左侧)的光敏料形成固化层，结合到模型51的第一侧，如图20中的步骤83a所示。同时，第二透光件30b与模型51离型，和光敏料回流，如步骤81b所示，如果模型第二侧的打印还没有结束，同时模型的右侧与离型面调整到预设间距，如步骤84b2和步骤82b，摆动镜63切换到朝向第三反射镜64c，光源37根据模型51第二侧(图中右侧)层图案信息，发出光束经摆动镜63、第三反射镜64c和第四反射镜64d的依次反射，透过第二透光件30b选择性照射模型51的第二侧的光敏料，形成固化层结合到模型51的第二侧，如步骤83b。如此重复直至模型打印完成。基于一个光源即可实现对模型51双侧的同时打印，可大幅提升打印速度。

图16a到16c与图15a到15b的整体方案类似，不同的是离型膜与支撑板的结合方式以及离型方法。右侧的离型膜33b与支撑板35b之间的间隙与第二介质源4V-b连通，左侧的离型膜33a与支撑板35a之间的间隙与第一介质源4V-a连通，第一介质源4V-a和第二介质源4V-b也可以集成在一起。打印腔内的光敏料压强设定为第一工作压强。图16a中示意第二介质源4V-b向离型膜33b与支撑板35b之间的间隙注入的介质的压强小于第一工作压强，例如为第三工作压强，离型膜33b在光敏料的作用下推靠到支撑板35b的表面在打印窗口区形成平整状态。模型51与离型膜33b之间为预设间距，光源37发出的光束39经摆动镜63、第三反射镜64c和第四反射镜64d透过打印腔右侧的支撑板35b和离型膜33b选择性照射打印腔内的光敏料，在模型51的右侧形成新的固化层。同时，第一介质源4V-a向左侧的离型膜33a与支撑板35a之间的间隙注入介质的压强大于或等于第一工作压强，例如为第四工作压强，支撑板33a带动离型膜33a向左远离模型51(或支撑板35b)移动预设距离，使得离型膜33a与支撑板35a分离，然后第一介质源4V-a降低介质的压强到小于第一工作压强，离型膜33a被光敏料压靠到支撑板35a上在打印光照区形成平整状态，如图16b所示；然后摆动镜63摆动将光束39进行调整，经第一反射镜64a和第二反射镜64b透过左侧的支撑板35a和离型膜33a选择性照射光敏料，在模型51的左侧形成新的固化层。同时，第二介质源4V-b提升介质压强高于或等于第一工作压强，例如为第四工作压强，支撑板35b带动离型膜33b远离模型51(或支撑板35a)向右移动预设距离，离型膜33b与支撑板35b分离，如图16c所示。然后第二介质源4V-b再降低介质的压强小于第一工作压强，离型膜33b在光敏料的压强作用下被推动贴靠支撑板35b的表面，在打印光照窗口区形成平整状态，然后摆动镜可摆动，将光束39再次调整到图16a所示的状态在模型的右侧进行下一层固化层的光照打印。如此左右交替进行。图16a到16c所示的方式在离型侧的离型膜与模型进行分离过程中，另一侧(光照打印侧)的离型膜与支撑板可靠贴合在一起并由于光照固化层而与模型也结合在一起，如此实现离型侧的离型膜与模型的分离过程不容易使得模型移动，利于打印精度提升和提升打印成功率。

图1、图2、图5、图6、图8a、图10、图11、图15a到图16c中光束照射的切换通过摆动镜63进行切换，一般摆动镜63的尺寸相对小巧，重量轻，结构简洁，利于实现快速的光束照射方向的切换。而图12、图13和图14中光源37沿导轨69移动来进行在多个成型机构之间切换照射，可以不采用光镜组，简化结构，利于降低成本，且光源切换移开后，利于为成型机构腾出取出模型的空间。

图17示意光源37对两个成型机构进行交替光照打印过程的一种流程图，例如图1,和图2所示实施例，或图5和图6所示实施例，图8a所示实施例。图18示意光源37对三个成型机构进行交替光照打印过程的一种流程图，更多成型机构可类推，例如图4所示实施例和图10所示实施例。图17和图18中的中的离型面与模型之间的离型过程与切换到下一层打印工位或模型板移动到下一层预设位置可以同时进行，也可以分时进行。图17和18是基于约束液面打印方式的方法流程。图19示意了对于自由液面的打印方式的方法流程，例如图11所示实施例，图12和13所示实施例。

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的不同。但这些变换都应是本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种光固化三维打印装置，包括光源(37)和若干成型机构，其特征在于：各所述成型机构包括缸套(2)，在各缸套(2)内分别设置有光敏料；还包括光束切换镜组，所述光源(37)发出的光束(39)通过所述光束切换镜组在若干所述成型机构之间切换，分别对各缸套(2)内的光敏料进行相应照射图案可控的光照固化逐层打印分别形成相应的模型。

2.根据权利要求1所述的一种光固化三维打印装置，其特征在于：所述成型机构还包括透光件和成型平台，所述透光件设置于缸套(2)的端部，所述成型平台与透光件相对设置且所述成型平台能够相对透光件移动，光束(39)透过所述透光件照射光敏料(5)在所述成型平台上打印成型模型(51)；所述缸套(2)具有密封的打印腔且所述打印腔内部的光敏料(5)的压强可控，所述透光件包括离型膜(33)和支撑板(35)，所述支撑板(35)设置于离型膜(33)相对所述成型平台的另一侧，采用如下的任一方式进行打印：

方式一，所述离型膜(33)通过对打印腔内部的光敏料(5)的压强进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，所述离型膜(33)处于打印工作位时呈平面结构、处于剥离工作位时受光敏料(5)压强增加产生的挤压作用朝向支撑板(35)的一侧发生凸起变形；

方式二，所述支撑板(35)与离型膜(33)之间的间隙密封形成密封间隙，所述密封间隙内设置压强可控的透光的介质，所述离型膜(33)通过对密封间隙内部介质的压强或体积进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，处于打印工作位时向所述密封间隙注入预设压强或体积的所述介质使得所述离型膜(33)呈平面结构、处于剥离工作位时所述密封间隙内部的所述介质被部分或全部移出使得所述离型膜(33)朝向透光支撑板(35)的一侧发生凸起变形。

方式三，所述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；

其中，所述第一工作压强大于所述第二工作压强。

3.根据权利要求1所述的一种光固化三维打印装置，其特征在于：所述成型机构还包括透光件和成型平台，所述透光件设置于缸套(2)的端部，所述成型平台与透光件相对设置且所述成型平台能够相对所述透光件移动，光束(39)透过所述透光件照射光敏料(5)在所述成型平台上打印成型模型(51)；所述缸套(2)具有密封的打印腔且所述打印腔内部的光敏料(5)的压强可控，采用如下的任一方式进行打印：

方式一：还包括支撑限位件(28)，所述支撑限位件(28)包括限位端和连接杆，所述透光件包括透光板(3)，所述支撑限位件(28)的连接杆穿过透光板(3)与缸套(2)的端部固定连接，所述透光板(3)设置在限位端与缸套之间，透光板(3)与限位端之间设有弹性件(22)；打印过程中，所述透光板(3)与缸套(2)之间保持密封，所述透光板(3)通过对打印腔内部的光敏料(5)的压强进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，所述透光板(3)处于打印工作位时受弹性件(22)抵压并通过缸套(2)的端部定位、处于剥离工作位时受光敏料(5)压强增加产生的挤压作用朝相对成型平台的另一侧移动并通过限位端限位；

方式二：还包括支撑限位件(28)，所述支撑限位件(28)包括限位端和连接杆，所述透光件包括透光板(3)，所述缸套(2)的端部为外延的法兰(23)，所述支撑限位件(28)的连接杆穿过法兰(23)与透光板(3)固定连接，所述法兰(23)设置在限位端与透光板(3)之间，法兰(23)与限位端之间设有弹性件(22)；打印过程中，所述透光板(3)与缸套(2)之间保持密封，所述透光板(3)通过对打印腔内部的光敏料(5)的压强进行控制在打印工作位和剥离工作位之间交替，所述透光板(3)处于打印工作位时受弹性件(22)抵压并通过缸套(2)的端部定位、处于剥离工作位时受光敏料(5)压强增加产生的挤压作用朝相对成型平台的另一侧移动并通过限位端限位；

方式三：所述成型机构包括透光件和定位部，所述透光件为透光板，所述定位部为定位件，所述缸套在所述透光板相对所述光敏料的另一侧设有所述定位件，所述透光板与所述缸套的内壁保持密封并可相对滑动；

所述光敏料的压强调整到第一工作压强，将所述透光板推动贴靠到所述定位件上，光束透过所述透光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透光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，使得所述透光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，所述透光板与所述固化层分离，并贴靠到所述定位件上；

所述光束透过所述透光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；

其中，所述第一工作压强大于所述第二工作压强。

4.根据权利要求2或3所述的一种光固化三维打印装置，其特征在于：所述缸套(2)的相对两侧靠近透光件(30)的位置分别设有进料口和出料口，所述进料口通过进料管路与光敏料源(4P)连接，与出料口连接的出料管路上设有散热器(73)，通过所述进料口进料和出料口出料对靠近透光件(30)的光敏料(5)进行更新并带走热量。

5.根据权利要求2所述的一种光固化三维打印装置，其特征在于：随所述光源(37)发出的光束(39)通过光束切换镜组在若干成型机构之间切换，通过阀门切换介质源(4V)与相应的密封间隙切换连通。

6.根据权利要求2或3所述的一种光固化3D打印装置，其特征在于：多个成型机构共用同一个光敏料源(4P)；随所述光源(37)发出的光束(39)通过光束切换镜组在若干成型机构之间切换，光敏料源(4P)通过阀门控制与各密封的打印腔切换连通。

7.根据权利要求1所述的一种光固化三维打印装置，其特征在于：所述光束切换镜组包括摆动镜(63)和若干反射镜，所述若干反射镜分别对应若干成型机构布置，所述摆动镜(63)对应光源(37)布置，所述光源(37)发出的光束(39)经过摆动镜(63)转向摆动在若干反射镜之间切换并经过反射镜反射至对应的成型机构进行光照固化打印。

8.根据权利要求1所述的一种光固化三维打印装置，其特征在于：所述光束切换镜组包括摆动镜(63)，所述若干成型机构沿摆动镜(63)的周向间隔分布，所述摆动镜(63)对应光源(37)布置，所述光源(37)发出的光束(39)经过摆动镜(63)转向摆动调整反射方向在若干成型机构之间切换分别进行光照固化打印。

9.一种光固化三维打印装置，包括光源(37)和若干成型机构，其特征在于：各所述成型机构包括缸套(2)和成型平台，在各缸套(2)内部设置有光敏料，所述成型平台浸没在光敏料中且打印过程中可以向下移动；还包括导轨(69)和光源驱动装置(70)，所述光源(37)通过光源驱动装置(70)可移动地安装在导轨(69)上并通过光源驱动装置(70)驱动在若干成型机构之间切换分别对各缸套内的光敏料进行相应照射图案可控的光照固化逐层打印在相应所述成型平台上形成相应的模型；当一个成型机构完成模型打印，光源(37)移动到其他成型机构上方，完成模型打印的成型机构上方方便取出模型。

10.一种光固化三维打印装置，包括光源(37)和若干成型机构，其特征在于：各所述成型机构包括缸套(2)和成型平台，在各缸套(2)内部设置有光敏料，各所述成型机构采用上置光源式结构，所述成型平台在打印过程中可以向下移动；还包括摆动镜(63)和反射镜，所述反射镜可以绕摆动镜(63)转动在若干成型机构上方进行切换，光源(37)发出的光束(39)通过摆动镜(63)和所述反射镜调整分别对各缸套内的光敏料进行相应照射图案可控的光照固化逐层打印在相应所述成型平台上形成相应的模型；当一个成型机构完成模型打印，所述反射镜转动到其他成型机构上方，完成模型打印的成型机构上方方便取出模型。

11.一种光固化三维打印装置，包括光源(37)和成型机构，其特征在于：还包括光束切换镜组，所述成型机构包括缸套(2)和两副透光件，所述两副透光件分别相对设置在缸套(2)内且能够沿缸套(2)的轴向移动，所述两副透光件分别与缸套(2)之间保持密封，所述缸套(2)内部位于两副透光件之间的打印腔内部装有设定压强的光敏料(5)，所述光束切换镜组包括摆动镜(63)和若干反射镜，所述摆动镜(63)对应光源(37)布置，所述光源(37)发出的光束(39)经过摆动镜(63)转向摆动调整反射方向，再经过相应的反射镜对光束(39)进行反射对两副透光件进行切换照射在两副透光件之间的模型(51)的两侧分别进行光照图案可控的逐层打印；当所述光束(39)经过光束切换镜组切换照射一侧透光件对固定模型(51)的一侧并根据模型这一侧的层图案进行光照层固化打印时，所述模型(51)的另一侧进行层打印准备工作，所述层打印准备工作包括模型(51)与透光件离型、光敏料(5)回流至模型(51)与透光件之间以及透光件移动至下一层预设打印工位，所述固定模型(51)一侧完成至少一个固化层打印后，所述光束(39)经过光束切换镜组切换照射另一侧透光件对固定模型(51)的另一侧并根据模型(51)这一侧的层图案进行光照层固化打印，相对侧进入层打印准备工作，依此规律使得所述光束(39)通过光束切换镜组在模型(51)两侧进行切换对模型(51)的两侧进行打印图案可控的光照固化打印。

12.根据权利要求11所述的一种光固化三维打印装置，其特征在于：所述成型机构的透光件为离型膜，且在两副所述离型膜相对所述光敏料的另一侧分别设置透光的支撑板，所述打印腔内的光敏料压强设定为第一工作压强；进行光照打印侧的离型膜贴靠到对应的支撑板的表面在该侧的打印窗口区形成平整状态，所述光束透过该侧的支撑板和离型膜选择性照射打印腔内的光敏料；对于进行层打印准备工作侧的离型膜和支撑板之间的间隙注入介质的压强大于或等于第一工作压强，进行层打印准备工作侧的支撑板带动对应的离型膜远离模型的方向移动预设距离，使得进行层打印准备工作侧的离型膜和支撑板分离，然后降低进行层打印准备工作侧的离型膜和支撑板之间的间隙介质的压强小于第一工作压强，进行层打印准备工作侧的离型膜贴靠到对应的支撑板在打印光照区形成平整状态。

13.一种光固化三维打印方法，其特征在于：使用了权利要求1所述的一种光固化三维打印装置，所述成型机构还包括透光件和成型平台，当所述光束(39)经过光束切换镜组切换照射至第一成型机构并根据第一成型机构的模型层图案进行光照层固化打印时，其他成型机构进行层打印准备工作，所述层打印准备工作包括模型(51)与透光件离型、光敏料(5)回流至模型(51)与透光件之间以及成型平台移动至下一层预设打印工位，所述第一成型机构完成至少一个固化层打印后，所述光束(39)经过光束切换镜组切换照射至第二成型机构并根据第二成型机构的模型层图案进行光照层固化打印，其他成型机构进行层打印准备工作，依此规律使得所述光束(39)通过光束切换镜组在若干成型机构之间切换分别对各模型(51)进行层打印图案可控的光照固化打印。

14.一种光固化三维打印方法，其特征在于：使用了权利要求1所述的一种光固化三维打印装置，所述成型机构还包括成型平台，所述光敏料的液面为自由液面，当所述光束(39)经过光束切换镜组切换照射至第一成型机构的光敏料液面并根据第一成型机构的模型层图案进行光照层固化打印时，其他成型机构进行层打印准备工作，所述层打印准备工作包括成型平台向下移动至下一层预设打印工位和光敏料刮平或自流平，所述第一成型机构完成至少一个固化层打印后，所述光束(39)经过光束切换镜组切换照射至第二成型机构的光敏料液面并根据第二成型机构的模型层图案进行光照层固化打印，其他成型机构进行层打印准备工作，依此规律使得所述光束(39)通过光束切换镜组在若干成型机构之间切换分别对各模型(51)进行层打印图案可控的光照固化打印。

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