CN210820947U - 树脂槽及3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种树脂槽及一种3D打印设备，树脂槽可用于3D打印设备中盛放光固化材料，包括框体、设置于框体底部的透光板、与透光板上表面有预设间隙的离型膜和张紧装置。打印层附在所述离型膜上并由于预设间隙容易分离，树脂槽各部分可拆卸连接，离型膜使用损坏后即可进行更换，避免更换整个树脂槽，有利于降低生产成本，提高生产效率与产品合格率。

Description

树脂槽及3D打印设备

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种容器及其所适用的3D打印设备。

背景技术

3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料和树脂等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印设备通过执行该种打印技术制造3D物体。

DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备或SLA(Stereolithography Apparatus，立体光固化成型)设备等底面曝光的3D打印设备例如是通过曝光装置将容器底的光固化材料进行照射后形成第一层固化层，该第一层固化层附着在构建板上，构建板在Z轴驱动机构的带动下上升移动，使得所述固化层从容器底部分离。但在逐层打印的固化层即打印层与容器底的分离操作中，硬性脱开需克服较大粘合力，并伴随有分离对打印层造成破坏的风险。目前解决这一离型问题的办法为在树脂槽底部涂覆硅胶膜或做其他表面处理以减少剥离需克服的粘合力，一旦树脂槽底部损坏后则必须更换整个树脂槽，更换过程繁琐且增加了生产成本。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种树脂槽及可应用该树脂槽的3D打印设备，用于解决现有技术中树脂槽更换不便且生产成本高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种树脂槽，包括：框体，包括构成树脂容纳空间的侧壁；透光板，设于所述框体底部，与所述框体构成槽结构以盛放光固化材料；离型膜，张紧设置于所述透光板的上部，并与所述透光板的上表面之间保持有预设间隙以利于剥离作业；以及张紧装置，可拆卸地设置于所述框体与所述透光板之间，用于将所述离型膜张紧在所述透光板的上部。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述透光板为玻璃板或PC板。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述树脂槽还包括承载框，所述承载框可拆卸地设置于所述框体底部，用于将所述透光板可拆卸地设置于所述框体底部以构成槽结构。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述离型膜为防粘材质或所述离型膜的上表面具有防粘涂层。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述离型膜的材质包括聚烯烃和/或含氟聚合物；或者所述离型膜的上表面具有硅油或有机硅或透明硅橡胶涂层；或所述离型膜由至少含有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、ABS树脂、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、及其组合中的任一材料所制成。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述透光板顶部设有阻隔件，用以藉由所述预设间隙隔离所述离型膜与所述透光板。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述阻隔件为绕所述承载框上表面边沿一周设置的柔性材料或硬质材料，所述柔性材料包括硅胶条或橡胶条。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述张紧装置具有一中空的框体。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述框体上具有第一固定部，所述张紧装置设有与所述第一固定部相对应的第二固定部；用于与所述框体可拆卸式地连接，并在与所述框体连接的状态下将所述离型膜张紧设置于所述透光板的上部。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述第一固定部和所述第二固定部均为螺孔，所述第一固定部和所述第二固定部之间通过螺丝固定；所述第一固定部和所述第二固定部均为通孔，所述第一固定部和所述第二固定部之间通过卡合件固定；所述第一固定部或/及所述第二固定部设有磁力件，所述第一固定部和所述第二固定部之间通过磁力吸附固定。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述张紧装置两侧还分别具有一张紧辊，用于调节所述离型膜的张紧度。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述张紧辊设置于所述张紧装置的两侧上表面，所述框体底部设有与所述张紧辊相对应的容纳槽，用于在所述框体与张紧装置连接状态下容纳所述张紧辊。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述树脂槽还包括一透光膜，贴合于所述透光板的上表面，用于保持透光板的清洁。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述透光膜通过静电吸附或胶水粘贴在所述透光板上。

本申请的第二方面提供一种3D打印设备，包括：成型室，设置有用于盛放光固化材料的如上述本申请第一方面提供的树脂槽；能量辐射系统，设置于所述成型室底面，用于将3D物件模型中的分层图像照射到所述树脂槽的打印基准面以使光固化材料固化成对应的图案固化层；构建平台，悬设于所述离型膜的上部用于累积附着所述固化层，所述构建平台与所述离型膜之间的间隙形成所述打印基准面；Z轴驱动机构，连接所述构建平台，用于受控地沿竖直轴向移动以调整所述构建平台与打印基准面的间隙及将附着于所述构建平台上的固化层自所述树脂槽中的离型膜剥离；控制装置，用于控制所述Z轴驱动机构沿竖直轴向移动以及控制所述能量辐射系统的照射时间、功率、或者频率中的至少一种。

在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述3D打印设备为面曝光的DLP设备或LCD设备、或底部激光扫描的SLA设备。

如上所述，本申请的树脂槽及设置该树脂槽的3D打印设备，具有如下有益效果：本申请采用可拆卸式的树脂槽结构以实现离型膜的更换，若打印中出现离型膜损坏只需单独更换离型膜，避免了需更换整个树脂槽的问题。同时，在离型膜与透光板之间设置的预设间隙使离型膜具有一形变空间，使剥离作业更易于进行从而提高剥离效率与打印成功率。

附图说明

图1显示为本申请树脂槽在一实施例中的分解结构示意图。

图2显示为本申请树脂槽在一实施例中的结构示意图。

图3显示为本申请3D打印设备在一实施例中的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，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申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在3D打印中基于底面曝光的3D打印设备例如为DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备或SLA(Stereo lithography Apparatus，立体光固化成型)设备，由于只需要在容器底部设置一层高的光固化材料，与容器上侧曝光技术相比，更节省材料。所述底曝光的3D打印设备包括盛放光固化材料的容器、位于容器底下方的曝光装置、构建板(或称构件板)和带动构建板升降的Z轴驱动机构。其中，在利用所述3D打印设备打印物体时，所述曝光装置将容器底的光固化材料进行照射以形成第一层固化层，所述第一层固化层附着在构建板上，构建板在Z轴驱动机构的带动下上升移动，使得所述固化层从容器底部分离，接着下降所述构建板使得所述容器底部与第一层固化层之间填充待固化的光固化材料，再次照射以得到附着在第一层固化层上的第二层固化层，以此类推，经过多次填充、照射和分离操作，将各固化层累积在构建板上以得到3D物件。对采用底面曝光方式的光固化材料制造3D物件的3D打印设备，打印过程中采取逐层打印的方式必须实现每一打印层固化完成后与容器底剥离。形成一固化层时该固化层上、下表面分别附着于构建板、容器底，一般情况下3D物件与容器底粘合力较强，在构建板带动固化层上升以实现剥离的过程需要克服较大拉扯力，同时伴随固化层被损坏的风险。现有技术通过在树脂槽底部涂覆硅胶膜或做其他表面处理以减少剥离需克服的粘合力，属于一次性的处理方式即一旦树脂槽底部被破坏则必须更换整个树脂槽，不利于更换且更换成本高。

鉴于相关技术3D打印设备在固化层与底部容器剥离操作存在的问题，本申请提供一种用于3D打印设备中的树脂槽，用于盛放光固化材料或转化为固态后具有粘合力的材料。在不同实施例中，所述3D打印设备为面曝光的3D打印设备，例如底面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备，或底面曝光的LCD(LiquidCrystal Display，液晶面光源固化)设备，也可以是底面扫描的SLA(Stereo lithographyApparatus，立体光固化成型)设备，换言之，即3D打印设备的能量辐射系统位于容器(在某些应用场景下亦被称之为树脂槽)底面并面向所述容器的透明底面照射或激光扫描，用于将3D物件模型中的分层图像照射到打印基准面以使光固化材料固化成对应的图案固化层。

在基于底面曝光的DLP设备中，所述能量辐射系统为投影装置。例如，所述投影装置包括DMD芯片、控制器和存储模块。其中，所述存储模块用于存储将3D物件模型分层后的各分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器底面。其中，DMD芯片被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，其由数十万至上百万个微镜所组成，每一微镜代表一个像素，所投影的图像由这些像素所构成。所述DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像经过容器的透明底部照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

在基于底面曝光的LCD设备中，所述能量辐射系统为LCD液晶屏光源系统。所述LCD包括位于所述容器底部的LCD液晶屏、在LCD液晶屏下方对正设置的光源。所述LCD液晶屏贴设于容器底面，能量辐射装置中的控制芯片将待打印切片的分层图像通过LCD液晶屏投影到所述容器底面，利用LCD液晶屏所提供的图案辐射面将容器底面的待固化材料固化为相应的图案固化层。

对于底面曝光的SLA设备来说，所述能量辐射系统包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组，其中，所述激光发射器受控地调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控地发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控地提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控地将激光束在所述容器底面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层。

所述Z轴驱动机构一般包括驱动单元和竖直移动单元，所述驱动单元用于驱动所述竖直移动单元，以便所述竖直移动单元带动构建平台(或称构件平台)升降移动。例如，所述驱动单元为驱动电机。所述驱动单元受控制指令控制。其中，所述控制指令包括：用于表示构建平台上升、下降或停止的方向性指令，甚至还可以包含转速/转速加速度、或扭矩/扭力等参数。如此有利于精确控制竖直移动单元的上升的距离，以实现Z轴的精准调节。在此，所述竖直移动单元举例包括一端固定在所述构建平台上的固定杆，与固定杆的另一端固定的咬合式移动组件，其中，所述咬合式移动组件受驱动单元驱动以带动固定杆竖直移动，所述咬合式移动组件举例为由齿状结构咬合的限位移动组件，如齿条等。又如，所述竖直移动单元包括：丝杆和旋接所述丝杆的定位移动结构，其中所述丝杆的两端旋接于驱动单元，所述定位移动结构的外延端固定连接到构建平台上，该定位移动结构可为滚珠丝杠。应当理解，所述Z轴通常为竖直方向，即与水平方向相垂直的方向。

所述构建平台用于附着并积累经照射固化的图案固化层。构建平台受3D打印设备中Z轴驱动机构的带动，沿Z轴方向移动以便于待固化材料填充到构建平台与打印基准面之间，使得3D打印设备中的能量辐射系统可通过能量辐射照射待固化材料，使得经照射的材料固化并累积的附着在所述构建平台上。为了精准的对每层固化层的照射能量进行控制，构建平台及所附着的已制造的3D物体部分需移动至与所述打印基准面之间间距最小值为待固化的固化层的层厚的位置。

所述树脂槽可用于在3D打印设备中盛放设备工作时所需要的光固化材料，即作为所述容器使用，但不限于在3D打印设备中的应用，亦可应用在其余设置有容纳结构的设备中，本申请中选用树脂槽在3D打印设备中的应用作为描述的实施例。所述光固化材料包括任何易于光固化的液态材料，其液态材料举例包括：光固化树脂液，或掺杂了粉末、颜色添加剂等混合材料的树脂液等。所掺杂的粉末材料包括但不限于：陶瓷粉末、颜色添加粉末等。

请参阅图1，显示为本申请树脂槽11在一实施例中的分解结构示意图。所述树脂槽11包括框体111，透光板112，离型膜113以及张紧装置114。

所述框体111包括侧壁，所述侧壁用于构成容纳空间以承载树脂，所述框体111的横截面根据树脂槽11在打印设备中容纳光固化材料的预设体积需要或曝光面需要而设置。例如在本实施例中，诚如图1所示，所述框体的横截面为矩形，所述框体111的侧壁近似为直立结构。在另一些实施方式中，所述框体111也可设置为在深度方向上即Z轴驱动机构上下位移的方向上截面存在变化的结构。

所述框体111具有一定强度，可采用具有金属材料，如铝合金、钢制材料等制成；也可以采用如碳纤维、有机硅材料等非金属材料制备而得。在本申请一实现方式中，所述框体111采用具有电绝缘性、延伸性、耐腐蚀性、耐热性、耐寒性及较高强度的PC材料(Polycarbonate，聚碳酸酯)制成，以实现所述树脂槽11可盛放具有不同性质的光固化材料并长期使用。所述框体111材料可设置为透明材料或非透明材料，在本申请另一实现方式中，所述框体111采用透明PC材料制成，使所盛放的液态光固化材料余量可即时被观察。

在本申请一些实施例中，所述框体111内壁可贴设吸光纸，如黑色薄膜或黑色纸等，以减少在投影期间由于光散射对光固化材料的固化干扰。

在本申请的一些实施例中，所述框体111两侧或四侧设置有保温层，并内置有加热板或/和冷却板，利用打印中光固化材料始终与侧壁存在接触面的条件，对光固化材料进行直接的加热或冷却，以控制所述树脂槽11中容纳的光固化材料的温度。例如，基于所述光固化材料成型的温度要求，在所述框体111的侧壁壁面上均设置有加热板，从而可对树脂槽11内的光固化材料进行加热。又如，基于所述光固化材料成型的温度要求，在所述框体111的侧壁壁面上均设置有冷却板，从而可对树脂槽11内的光固化材料进行冷却。再如，为适用不同的光固化材料，在所述框体111的左右两侧侧壁壁面上设置有加热板，在所述框体111的前后两侧侧壁壁面上设置有冷却板，以根据不同的光固化材料对温度的要求，藉由加热板加热或冷却板冷却从而将所述树脂槽11中容纳的光固化材料的温度控制在理想范围内。

请继续参阅图1，所述透光板112设置于所述框体111底部，呈一与所述框体111底部相配合的形状。在本实施例中，诚如图1所示，由于框体111为矩形，因此透光板亦采用矩形结构，从而与所述框体111构成槽结构以盛放光固化材料。

本申请的进一步改进在于，所述透光板112与所述框体111为可拆卸式连接，以构成可根据需要进行拆分的槽结构。在本申请的一实施例中，所述框体111底部具有一底座，在底座上方的侧壁设置有卡槽，可用于容设透光板112以形成所述槽结构。在本申请一些实现方式中，所述透光板112设置为一甲基烯酸甲酯单体(MMA)制成的有机玻璃板(透光率可达到92％以上)，所述有机玻璃板可设置为亚克力板、亚克力夹纤维透光板等；所述透光板112亦或可设置为石英玻璃板如透明聚碳酸酯玻璃板、氧化铝玻璃板，也可设置为钢化玻璃透光板或由聚氟乙烯(PVC)制成。所述透光板112使用材料不受限于上述实施例，也可为具有在作为光固化材料承载结构的强度，同时具有使投影装置或激光发射器所投射的光在其中传播至光固化材料的高透光率以实现固化的材料特性的其余材料。

在本申请的一实施例中，所述树脂槽还包括一透光膜117，所述透光膜117贴合在透光板112上表面，用于保持透光板的清洁。由于在实际打印过程中，树脂槽中离型膜作为直接接触光固化材料的隔离层，若离型膜在打印中发生破裂，具有高粘度的液态或半固态的光固化材料流溢至透光板表面，从而与透光板直接接触附着，但光固化材料通常不溶于水，残留在透光板表面后难以清洁。因此，藉由在所述透光板112上设置透光膜117后，当发生光固化材料从流溢至透光板上部时，光固化材料仅与透光膜117接触，故只需更换透光膜117即可避免对透光板的清洁。

所述透光膜117具有一定的抗沾黏性、柔性、化学兼容性、机械韧性与高透光率。在本申请某些实现方式中，所述透光膜117为由含有聚四氟乙烯(PTEF)、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯和四氟乙烯的共聚物(ETFE)或含有上述组合中的任一材料所制成，但并不以此为限。该透光膜117的透光率可达90％至99％。所述透光膜117的厚度小于或等于250μm，进一步的，所述透光膜117厚度继续减少至200μm、150μm、100μm乃至50μm使透光膜117在打印中的性能更佳。

在本申请的一实施例中，所述透光膜117采用静电吸附形式紧密附着在所述透光板112上。在透光膜117的更换过程中只需将整个透光膜117直接揭离。

在本申请的一实施例中，所述透光膜117通过胶水粘贴在所述透光板112上。所述透光膜117与透光板112采用黏着剂相互粘合，并在分离中易于剥离，所述黏着剂材料可设置为含有聚乙烯醋酸酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丁苯橡胶、聚乙烯醇、聚丙烯酸、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、及其混合物中的任一种的成分组成，但并不以此为限。

请继续参阅图1，所述离型膜113张紧设置于所述透光板112的上部，在所述离型膜113与所述框体111所形成的槽结构中，所述离型膜113与树脂槽11中容纳的光固化材料直接接触，在进行逐层光固化打印的过程中，每一打印层固化成型后上、下表面分别附着于构建平台、所述离型膜113表面，将固化层与基底的分离从固体粘粘分离转化为固体与膜的分离。

在本申请的一实施例中，所述离型膜113具有弹性形变能力，即在打印层与离型膜113分离过程中所述离型膜113在克服粘合力的过程中产生形变后具有恢复力；同时所述离型膜113采用具有透光性的材质以确保按照构建平台与离型膜113上表面之间预设打印层厚度完成光固化可实现。

在本申请的一实施例中，所述离型膜113设置为防粘材质，使剥离过程需克服的拉扯力或粘合力减小。在本实施例的一实现方式中，所述离型膜113的材质包括聚烯烃和/或含氟聚合物，通过利用聚烯烃或含氟聚合物材质本身具有的难粘结特性以使剥离易于进行。

在本实施例的一实现方式中，所述离型膜113由至少含有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、ABS树脂、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、及其组合中的任一材料所制成，但并不以此为限。

在本实施例的一实现方式中，所述离型膜113为有透氧能力的氟类聚合物薄膜，如AF2400或AF1600的透氧薄膜，在逐层的固化过程中离型膜113与固化层之间能形成25～35μm层厚的死区，所述死区的树脂不能固化，在剥离中打印层与离型膜113可轻松脱落。

在本实施例的一实现方式中，所述离型膜113为具有一定厚度的多孔结构层。离型膜113本体由疏液材料制成，其内开有通孔，所述通孔贯穿该离型膜113本体的上下表面，并在离型膜113本体的表面形成孔隙，该孔隙使得光固化材料与离型膜113本体的接触面上具有空隙，由于光固化材料不浸润离型膜113本体，当光或其他辐射能量照射在离型膜113本体表面上的可光固化材料后，光固化材料在离型膜113本体表面固化形成固态的打印中间物，由于离型膜113本体的表面上具有孔隙，使得打印中间物与离型膜113本体的接触面上具有空隙，即打印中间物与离型膜113本体表面的接触面积小，离型膜113本体表面与打印中间物的附着力小，打印中间物能够与离型膜113本体直接脱离。

在本申请的一实施例中，所述离型膜113的上表面即与光固化材料的接触面具有防粘涂层，使剥离过程需克服的拉扯力或粘合力减小。离型膜113本体通常为具有柔性的塑料薄膜，通过对塑料薄膜做等离子处理，或涂氟处理，或涂硅(silicone)离型剂于薄膜材质的表层上，可使塑料薄膜对于各种不同的有机压感胶(如热融胶、亚克力胶和橡胶系的压感胶)表现出极轻且稳定的离型力。

在本实施例的某些实现方式中，所述离型膜113上表面的防粘涂层为本身具有不粘结特性与良好化学稳定性的材料如硅油或有机硅或透明硅胶涂层。

在本实施例的一实现方式中，所述离型膜113为有机膜，上表面附着一层阻聚剂，所述阻聚剂在离型膜113表面形成一层液态离型层，所述离型层为不与光固化材料如液态树脂发生聚合反应的可聚合材料，具有疏水疏油性，通过采用透光的阻聚剂通过固化-阻聚效应将固化层与基底的分离由固-固分离转为固-液分离，明显减少分离时的粘合力。

在本实施例的一实现方式中，所述离型膜113可设置为由不同材料层组成的多层结构，在多层结构中设置有高分子PE透气膜与离型涂料层，所述高分子PE层能抑制紫外光在氧气作用下固化反应的进行，通过高分子PE透气膜可将氧气引入树脂底部形成一层薄的液态抑制固化层，避免固化区域与底部黏结，使固化过程保持连续性，从而达到比传统3D打印速度快很多倍的效果。所述离型涂料层涂覆在高分子PE透气膜上并直接接触光固化材料，剥离力≤6g/mm。

本申请的进一步改进在于，基于不同离型膜的材料特性共有的特征即离型膜均为具有弹性形变能力的柔性膜，且组成结构中包含高分子聚合物，考虑由此材料组成的薄膜结构在分离中需克服的粘合力大小的影响因素，并应用于剥离操作的改进中。离型膜本体使用的聚合物材料加工过程中通常是从固体变为液体(熔融和流动)，再从液体变固体(冷却和硬化)，即于不同条件下会分别表现出固体和液体的性质，即表现出弹性和粘性；由于聚合物大分子的长链结构和大分子运动的逐步性质，聚合物的形变和流动不可能是纯弹性和纯粘性的，塑料即通用的离型膜本体材料对应力的响应兼有弹性固体和粘性流体的双重特性，即粘弹性。基于弹粘性理论，弹粘性体所受的体积力、表面力与位移边界条件有关，本申请通过改变离型膜在剥离中的对粘性应力大小的影响条件如位移边界条件以使得剥离需克服的粘合力进一步减小。

在本申请的一些实施例中，所述离型膜与所述透光板的上表面之间保持有预设的间隙以利于剥离作业，增设的预设间隙增加了分离过冲离型膜可产生弹性形变的空间。本申请的离型膜设置在硬质的透光板上并与透光板上表面保持一定预设间隙，即改变了剥离中离型膜的位移边界条件，有益于剥离的进行。与常见的将离型膜直接设置于透光板上的方式相比，本申请的离型膜的形变发生在离型膜固定面的上下方向，而不是现有技术中离型膜在剥离中的形变仅发生在离型膜上方，即所述预设间隙使得剥离更易于进行的同时，减小了离型膜超出弹性形变范围而被破坏如松弛或破裂的风险。

在本实施例的一实现方式中，如图1所示，所述透光板112顶部即上表面设置有阻隔件116，用以形成所述离型膜113与透光板112之间的预设间隙。所述阻隔件116设置在透光板112上表面所在的平面上，所述离型膜113设置在阻隔件116的上方即与所述透光板112之间形成了一定间隙。

在本申请的一实现方式中，所述阻隔件116可设置为硅胶条，所述硅胶条粘接在透光板112的上表面。所述分离膜在框体111重力作用与连接装置的作用下压紧硅胶条，硅胶条在形变后具有的厚度如0.5mm使离型膜113与透光板112之间形成预设的0.5mm间隙。再者，所述硅胶条本身具有一定的缓冲能力使得框体111与承载框115上表面之间接触形式为柔性接触，可减小框体111与承载框115连接的装配应力。

在本申请的一实现方式中，所述阻隔件116可设置为橡胶条，或有包含尿醛树脂、酚醛树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯、环氧树脂、或者氯丁橡胶胶黏剂中的任一种及以上材料制成的胶条，亦或为具有一定冲击弹性的别的材料，以满足实现在上述连接方式中形成离型膜113与透光板112之间的间隙。

在本申请的一实施例中，所述透光板上表面局部凸起，所述凸起沿边沿一周或相对的两边，板截面呈一槽型结构，所述离型膜由张紧装置张紧在框体底部，框体与透光板凸起结构压紧完成离型膜的固定。透光板内凹的深度即形成将树脂槽装配完成后的离型膜与透光板之间的间隙。根据预设的间隙大小，可设置透光板内凹的深度。

请继续参阅图1，所述张紧装置114可拆卸式的设置在所述框体111与透光板112之间，用于将所述离型膜113张紧在所述透光板112的上部。所述张紧装置114为离型膜113提供拉力，可通过固定所述离型膜113的两边或四边调整所述离型膜113的张紧程度，以形成平整的打印层接触面。

在本申请的某些实施例中，所述张紧装置114为一中空的框体，中部的开口用于暴露投影装置或激光发射器投射的光以照射至打印基准面。

在本申请的一实施例中，所述张紧装置114设置为一回字型结构，其中空部分的内框配合框体111底部形状，以扣压在框体111底部的方式将所述离型膜113张紧。

在本申请的一实施例中，所述框体111上具有第一固定部，所述张紧装置114设有与所述第一固定部对应的第二固定部，第一固定部与第二固定部的配合以实现框体111与张紧装置114可拆卸式连接，并在张紧装置114与框体111连接状态下将离型膜113张紧设置在透光板112上部。

在本实施例的一实现方式中，所述第一固定部与第二固定部均为螺孔，通过螺栓或螺丝连接第一固定部与第二固定部，从而实现所述框体111与张紧装置114的可拆式连接。

在本申请的一实施例中，所述第一固定部与第二固定部均为通孔，通过卡扣合件连接所述框体111与张紧装置114。所述子扣包括一导柱及限位结构，所述限位结构设于导柱插入端，在安装时只需轻推子扣，使得子扣导柱穿过第一固定部与第二固定部的通孔与母扣结合，母扣前端即涨开卡入子扣的限位结构中，即完成安装。

在本申请的一实施例中，所述第一固定部与/或第二固定部之间设置有磁力件，通过磁力吸附固定的方式将所述框体111与张紧装置114固定连接。在本实施例一实现方式中，所述框体111的第一固定部与/或张紧装置114的第二固定部设置有具有较高磁导率的材料，以实现磁力吸附。在本实施例一实现方式中，第一固定部上设置有磁力可控的磁性吸附模块，包括直流减速电机、主动同步带轮、双面齿同步带、从动同步带轮、磁力座、主支架和模块连接座等零部件。三个呈正三角形分布的磁力座安装固定于主支架上，其磁性元件分别与三个从动同步带轮连接。直流减速电机驱动主动同步带轮、带动三个从动同步带轮使磁力座中的磁性元件旋转一定角度，从而改变磁力座的磁力大小，实现吸附模块对第二固定部的导磁材料的吸附和脱附。在本实施例另一实现方式中，所述磁性吸附模块可设置在第二固定部上，对设置有导磁材料的第一固定部进行吸附。

本申请的进一步改进在于，所述张紧装置114两侧还分别具有一张紧辊，用于调节所述离型膜113的张紧度。所述树脂槽111在3D打印设备的应用中，逐层打印过程中每形成一层固化层，即需要对离型膜113与固化层进行一次剥离作业。离型膜113在长期使用中被重复被拉扯，不可避免的具有疲劳寿命，或在其形变超出弹性形变范围之后不能完全恢复原始状态则不再保持为预设的张紧状态。

所述张紧辊可对张紧在其上的离型膜113的预紧度进行调整，在本实施例一实现方式中，所述张紧辊上设置有张力检测机构与张力调节的驱动机构。所述张力检测机构可设置为张力传感器，在剥离作业中可不断感测离型膜113的张力值。通过预设一张力初始值，张力传感器可比较实时的离型膜113张力与预设值大小，在离型膜113张力下降至预设值以下时由张力传感器发出信号由驱动机构驱动张紧辊旋转张紧离型膜。或者，在本实施例另一实现方式中，也可藉由操作人员的观察，手动调节张紧辊以调整离型膜113的张紧度。

在本申请一实施例中，所述框体底部设置有一容纳槽，与所述张紧辊对应，在框体111与张紧装置114连接状态下框体111底部的容纳槽可用于放置张紧辊。

在本申请的一实施例中，所述张紧装置包括一回型框体与压膜块，所述回型框体与压膜块上设置有相配合的螺孔，两者之间有一可设定的间隙如3～5mm，离型膜张紧在所述张紧装置回型框体与压膜块之间，藉由螺钉固定压膜块与回型框体时被刺穿紧绷在两者的间隙中。在打印过程中无需对树脂槽11进行拆卸，直接调整连接张紧装置回型框与压膜块的螺丝被拧紧的力矩，即可改变离型膜的张紧度。

在本申请的一实施例中，所述张紧装置顺应常见的树脂槽框体外轮廓呈一四边形，为一具有上、下夹层的双层结构，所述上、下夹层的下表面分别设置有硅胶垫片，离型膜被张紧在上下夹板之间并可调整张紧度以适应打印需要。在本实施例一实现方式中，所述树脂槽框体与张紧装置上夹板边沿均设置有四个插口，框体与张紧装置的插口内均设置有弹簧卡扣。张紧装置四个顶点分别设置有贯穿上、下夹板的通孔，下夹板的四个通孔处分别设置有扭转弹簧与锯齿条。所述扭转弹簧同于固定离型膜，在离型膜张紧状态下位于上夹板硅胶垫片与下夹板扭转弹簧之间。所述锯齿条可穿过上夹板与框体的插口，用于将框体、上夹层、下夹层可拆卸式连接，锯齿条与框体、上夹层四个顶点的弹簧卡扣的锁舌形成自锁，则实现固定作用。通过改变锯齿条与框体的弹簧卡扣的卡合位置，即可改变离型膜的张紧度实现张紧调整。

在本申请的一种实施方式中，首先通过张紧装置114将离型膜113张紧设置在所述框体111上。例如，当所述张紧装置114与所述框体111之间通过螺丝可拆卸式连接时，所述张紧装置114与所述框体111上均设有对应的螺孔，在安装离型膜113时，利用张紧装置114将离型膜113限位在框体111底部，并将离型膜113拉紧后，通过螺丝贯穿张紧装置114与框体111上的螺孔，所述螺丝同时刺穿离型膜113以将张紧装置114、离型膜113以及框体111固定。另一方面，将所述透光膜117通过粘贴或静电吸附在所述透光板112的上表面，所述透光板的上表面边沿设有阻隔件116以使透光板112与离型膜113之间形成预设间隙以利于剥离作业。所述框体111与所述离型膜113形成光固化材料的容纳空间，所述透光板与所述框体构成树脂槽的槽结构。当需要更换离型膜113时，将连接所述框体111与所述张紧装置114的螺丝卸下以使两者分离，将原离型膜取下并按照前述的安装方式安装新离型膜即可。当需要更换透光膜117时，将透光板112上表面的原透光膜掀除，覆上新的透光膜即可。

在本申请一实施例中，请继续参阅图1，所述树脂槽11还包括一承载框115，所述承载框115可拆卸地设置于所述框体111底部，用于将所述透光板112可拆卸地设置于所述框体111底部以构成槽结构。所述承载框115与所述框体111连接后作为树脂槽11结构底部的支承，在本实施例的一实现方式中，诚如图1所示，所述承载框115的本体为中空框体，其中空部分用以透光，其框体部分的上表面具有一凹陷部以容纳所述透光板112。

在本申请的一实施例中，所述承载框115用于放置所述透光板112的凹陷部深度大于透光板112，所述离型膜113由张紧装置张紧在承载框115上表面，透光板112与承载框115上表面的高度差即形成预设间隙。

在本申请一实施例中，所述承载框115与框体111之间可拆卸式连接，从而便于更换离型膜与透光膜。为此，所述承载框115与框体111通过连接部件连接，为配合连接部件的固定连接，承载框115和框体111分别设有与连接部件配合的紧固件。例如，所述承载框115与框体111采用螺纹连接，在承载框115上设置有螺纹孔，所述承载框115与框体111通过螺栓连接形成可拆卸的结构。在不同的实施例中，框体111上设有卡固槽，对应的连接部件上设有卡扣。在其他的实施方式中，所述框体111和连接部件亦可为一体成型的结构。请参阅图2，其显示为本申请树脂槽在一实施例中的结构示意图，如图所示，所述承载框115与所述张紧装置114上设置有可通过螺栓连接的螺孔，所述框体111上设置的第一固定部与张紧装置114上的第二固定部对应可拆卸式地连接，使得框体111、透光板112、承载框115与张紧装置114形成完整的槽型结构。

在本申请的一种实施方式中，首先通过张紧装置114将离型膜113张紧设置在所述框体111上。例如，当所述张紧装置114与所述框体111之间通过螺丝可拆卸式连接时，所述张紧装置114与所述框体111上均设有对应的螺孔，在安装离型膜113时，利用张紧装置114将离型膜113限位在框体111底部，并将离型膜113拉紧后，通过螺丝贯穿张紧装置114与框体111上的螺孔，所述螺丝同时刺穿离型膜113以将张紧装置114、离型膜113以及框体111固定。另一方面，将所述透光板112安装在所述承载框115上，并将所述透光膜117通过粘贴或静电吸附在所述透光板112的上表面，所述透光板的上表面边沿设有阻隔件116以使透光板112与离型膜113之间形成预设间隙以利于剥离作业。所述框体111与所述离型膜113形成光固化材料的容纳空间，所述透光板与所述框体构成树脂槽的槽结构。所述承载框115与所述框体111之间通过可拆卸式结构连接，例如所述承载框115与所述框体111上均设有对应的螺孔，所述承载框115与所述框体111之间通过螺栓固定。当需要更换离型膜113时，首先拧下螺栓以使所述承载框115与所述框体111分离，并将连接所述框体111与所述张紧装置114的螺丝卸下以使两者分离，再将原离型膜取下并按照前述的安装方式安装新离型膜即可。当需要更换透光膜117时，将透光板112上表面的原透光膜掀除，覆上新的透光膜即可。

综上所述，本申请第一方面藉由提供一种可拆卸的树脂槽并在其中设置离型膜，使得3D打印中执行固化完成后的打印层的分离操作在固化层与离型膜间进行。在离型膜使用中发生破损后只需将树脂槽拆分并更换覆盖上新的离型膜，再对树脂槽进行安装即可，以实现延长树脂槽的使用寿命，避免离型膜损坏即需更换整个树脂槽的问题；第二方面在离型膜与透光板之间设置了一预设间隙，使得分离操作中需克服的粘合力进一步减小，并减小离型膜损坏的风险，实现剥离效率提高，益于提高产品生产效率与经济效率。

需要说明的是，本领域技术人员可在上述各局部示例的启发下，按照工程需要进行组合装配，甚至在组合装配的基础上进行器件替换都视为本申请的具体示例，在此不予穷举。

本申请还提供一种3D打印设备，在不同的实施例中，所述3D打印设备为底投影3D打印设备，例如底面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备，也可以是底面扫描的SLA(Stereo lithography Apparatus，立体光固化成型)设备，换言之，即3D打印设备的能量辐射系统位于容器(在某些应用场景下亦被称之为树脂槽)底面并面向所述容器的透明底面照射或激光扫描，用于将3D物件模型中的分层图像照射到打印基准面以使光固化材料固化成对应的图案固化层。

请参阅图3，显示为本申请3D打印设备在一实施例中简化结构示意图。所述3D打印设备1包括：成型室10、能量辐射系统12、构建平台13、Z轴驱动机构14和控制装置15。

所述成型室10设置有用于盛放光固化材料的容器，在一些应用场景中所述容器被称为树脂槽。所述光固化材料包括任何易于光固化的液态材料，其液态材料举例包括：光固化树脂液，或掺杂了粉末、颜色添加剂等混合材料的树脂液等。所掺杂的粉末材料包括但不限于：陶瓷粉末、颜色添加粉末等。

请参阅图1，显示为本申请树脂槽11在一实施例中的分解结构示意图。所述树脂槽11包括框体111，透光板112，离型膜113以及张紧装置114。

所述框体111包括侧壁，所述侧壁用于构成容纳空间以承载树脂，所述框体111的横截面根据树脂槽11在打印设备中容纳光固化材料的预设体积需要或曝光面需要而设置。例如在本实施例中，诚如图1所示，所述框体的横截面为矩形，所述框体111的侧壁近似为直立结构。在另一些实施方式中，所述框体111也可设置为在深度方向上即Z轴驱动机构上下位移的方向上截面存在变化的结构。

所述框体111具有一定强度，可采用具有金属材料，如铝合金、钢制材料等制成；也可以采用如碳纤维、有机硅材料等非金属材料制备而得。在本申请一实现方式中，所述框体111采用具有电绝缘性、延伸性、耐腐蚀性、耐热性、耐寒性及较高强度的PC材料(Polycarbonate，聚碳酸酯)制成，以实现所述树脂槽11可盛放具有不同性质的光固化材料并长期使用。所述框体111材料可设置为透明材料或非透明材料，在本申请另一实现方式中，所述框体111采用透明PC材料制成，使所盛放的液态光固化材料余量可即时被观察。

在本申请一些实施例中，所述框体111内壁可贴设吸光纸，如黑色薄膜或黑色纸等，以减少在投影期间由于光散射对光固化材料的固化干扰。

在本申请的一些实施例中，所述框体111两侧或四侧设置有保温层，并内置有加热板或/和冷却板，利用打印中光固化材料始终与侧壁存在接触面的条件，对光固化材料进行直接的加热或冷却，以控制所述树脂槽11中容纳的光固化材料的温度。例如，基于所述光固化材料成型的温度要求，在所述框体111的侧壁壁面上均设置有加热板，从而可对树脂槽11内的光固化材料进行加热。又如，基于所述光固化材料成型的温度要求，在所述框体111的侧壁壁面上均设置有冷却板，从而可对树脂槽11内的光固化材料进行冷却。再如，为适用不同的光固化材料，在所述框体111的左右两侧侧壁壁面上设置有加热板，在所述框体111的前后两侧侧壁壁面上设置有冷却板，以根据不同的光固化材料对温度的要求，藉由加热板加热或冷却板冷却从而将所述树脂槽11中容纳的光固化材料的温度控制在理想范围内。

请继续参阅图1，所述透光板112设置于所述框体111底部，呈一与所述框体111底部相配合的形状。在本实施例中，诚如图1所示，由于框体111为矩形，因此透光板亦采用矩形结构，从而与所述框体111构成槽结构以盛放光固化材料。

本申请的进一步改进在于，所述透光板112与所述框体111为可拆卸式连接，以构成可根据需要进行拆分的槽结构。在本申请的一实施例中，所述框体111底部具有一底座，在底座上方的侧壁设置有卡槽，可用于容设透光板112以形成所述槽结构。在本申请一些实现方式中，所述透光板112设置为一甲基烯酸甲酯单体(MMA)制成的有机玻璃板(透光率可达到92％以上)，所述有机玻璃板可设置为亚克力板、亚克力夹纤维透光板等；所述透光板112亦或可设置为石英玻璃板如透明聚碳酸酯玻璃板、氧化铝玻璃板，也可设置为钢化玻璃透光板或由聚氟乙烯(PVC)制成。所述透光板112使用材料不受限于上述实施例，也可为具有在作为光固化材料承载结构的强度，同时具有使投影装置或激光发射器所投射的光在其中传播至光固化材料的高透光率以实现固化的材料特性的其余材料。

在本申请的一实施例中，所述树脂槽还包括一透光膜117，所述透光膜117贴合在透光板112上表面，用于保持透光板的清洁。由于在实际打印过程中，树脂槽中离型膜作为直接接触光固化材料的隔离层，若发生离型膜在打印中的破裂，具有高粘度的液态或半固态的光固化材料流溢至透光板表面，从而与透光板直接接触附着，但光固化材料通常不溶于水，残留在透光板表面后难以清洁。因此，藉由在所述透光板112上设置透光膜117后，当发生光固化材料从流溢至透光板上部时，光固化材料仅与透光膜117接触，故只需更换透光膜117即可避免对透光板的清洁。

所述透光膜117具有一定的抗沾黏性、柔性、化学兼容性、机械韧性与高透光率。在本申请某些实现方式中，所述透光膜117为由含有聚四氟乙烯(PTEF)、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯和四氟乙烯的共聚物(ETFE)或含有上述组合中的任一材料所制成，但并不以此为限。该透光膜117的透光率可达90％至99％。所述透光膜117的厚度小于或等于250μm，进一步的，所述透光膜117厚度继续减少至200μm、150μm、100μm乃至50μm使透光膜117在打印中的性能更佳。

在本申请的一实施例中，所述透光膜117采用静电吸附形式紧密附着在所述透光板112上。在透光膜117的更换过程中只需将整个透光膜117直接揭离。

在本申请的一实施例中，所述透光膜117通过胶水粘贴在所述透光板112上。所述透光膜117与透光板112采用黏着剂相互粘合，并在分离中易于剥离，所述黏着剂材料可设置为含有聚乙烯醋酸酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丁苯橡胶、聚乙烯醇、聚丙烯酸、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、及其混合物中的任一种的成分组成，但并不以此为限。

请继续参阅图1，所述离型膜113张紧设置于所述透光板112的上部，在所述离型膜113与所述框体111所形成的槽结构中，所述离型膜113与树脂槽11中容纳的光固化材料直接接触，在进行逐层光固化打印的过程中，每一打印层固化成型后上、下表面分别附着于构建平台、所述离型膜113表面，将固化层与基底的分离从固体粘粘分离转化为固体与膜的分离。

在本申请的一实施例中，所述离型膜113具有弹性形变能力，即在打印层与离型膜113分离过程中所述离型膜113在克服粘合力的过程中产生形变后具有恢复力；同时所述离型膜113采用具有透光性的材质以确保按照构建平台与离型膜113上表面之间预设打印层厚度完成光固化可实现。

在本申请的一实施例中，所述离型膜113设置为防粘材质，使剥离过程需克服的拉扯力或粘合力减小。在本实施例的一实现方式中，所述离型膜113的材质包括聚烯烃和/或含氟聚合物，通过利用聚烯烃或含氟聚合物材质本身具有的难粘结特性以使剥离易于进行。

在本实施例的一实现方式中，所述离型膜113由至少含有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、ABS树脂、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、及其组合中的任一材料所制成，但并不以此为限。

在本实施例的一实现方式中，所述离型膜113为有透氧能力的氟类聚合物薄膜，如AF2400或AF1600的透氧薄膜，在逐层的固化过程中离型膜113与固化层之间能形成25～35μm层厚的死区，所述死区的树脂不能固化，在剥离中打印层与离型膜113可轻松脱落。

在本实施例的一实现方式中，所述离型膜113为具有一定厚度的多孔结构层。离型膜113本体由疏液材料制成，其内开有通孔，所述通孔贯穿该离型膜113本体的上下表面，并在离型膜113本体的表面形成孔隙，该孔隙使得光固化材料与离型膜113本体的接触面上具有空隙，由于光固化材料不浸润离型膜113本体，当光或其他辐射能量照射在离型膜113本体表面上的可光固化材料后，光固化材料在离型膜113本体表面固化形成固态的打印中间物，由于离型膜113本体的表面上具有孔隙，使得打印中间物与离型膜113本体的接触面上具有空隙，即打印中间物与离型膜113本体表面的接触面积小，离型膜113本体表面与打印中间物的附着力小，打印中间物能够与离型膜113本体直接脱离。

在本申请的一实施例中，所述离型膜113的上表面即与光固化材料的接触面具有防粘涂层，使剥离过程需克服的拉扯力或粘合力减小。离型膜113本体通常为具有柔性的塑料薄膜，通过对塑料薄膜做等离子处理，或涂氟处理，或涂硅(silicone)离型剂于薄膜材质的表层上，可使塑料薄膜对于各种不同的有机压感胶(如热融胶、亚克力胶和橡胶系的压感胶)表现出极轻且稳定的离型力。

在本申请的某些实现方式中，所述离型膜113上表面的防粘涂层为本身具有不粘结特性与良好化学稳定性的材料如硅油或有机硅或透明硅橡胶涂层。

在本实施例的一实现方式中，所述离型膜113为有机膜，上表面附着一层阻聚剂，所述阻聚剂在离型膜113表面形成一层液态离型层，所述离型层为不与光固化材料如液态树脂发生聚合反应的可聚合材料，具有疏水疏油性，通过采用透光的阻聚剂通过固化-阻聚效应将固化层与基底的分离由固-固分离转为固-液分离，明显减少分离时的粘合力。

在本实施例的一实现方式中，所述离型膜113可设置为由不同材料层组成的多层结构，在多层结构中设置有高分子PE透气膜与离型涂料层，所述高分子PE层能抑制紫外光在氧气作用下固化反应的进行，通过高分子PE透气膜可将氧气引入树脂底部形成一层薄的液态抑制固化层，避免固化区域与底部黏结，使固化过程保持连续性，从而达到比传统3D打印速度快很多倍的效果。所述离型涂料层涂覆在高分子PE透气膜上并直接接触光固化材料，剥离力≤6g/mm。

本申请的进一步改进在于，基于不同离型膜的材料特性共有的特征即离型膜均为具有弹性形变能力的柔性膜，且组成结构中包含高分子聚合物，考虑由此材料组成的薄膜结构在分离中需克服的粘合力大小的影响因素，并应用于剥离操作的改进中。离型膜本体使用的聚合物材料加工过程中通常是从固体变为液体(熔融和流动)，再从液体变固体(冷却和硬化)，即于不同条件下会分别表现出固体和液体的性质，即表现出弹性和粘性；由于聚合物大分子的长链结构和大分子运动的逐步性质，聚合物的形变和流动不可能是纯弹性和纯粘性的，塑料即通用的离型膜本体材料对应力的响应兼有弹性固体和粘性流体的双重特性，即粘弹性。基于弹粘性理论，弹粘性体所受的体积力、表面力与位移边界条件有关，本申请通过改变离型膜在剥离中的对粘性应力大小的影响条件如位移边界条件以使得剥离需克服的粘合力进一步减小。

在本申请的一些实施例中，所述离型膜与所述透光板的上表面之间保持有预设的间隙以利于剥离作业，增设的预设间隙增加了分离过冲离型膜可产生弹性形变的空间。本申请的离型膜设置在硬质的透光板上并与透光板上表面保持一定预设间隙，即改变了剥离中离型膜的位移边界条件，有益于剥离的进行。与常见的将离型膜直接设置于透光板上的方式相比，本申请的离型膜的形变发生在离型膜固定面的上下方向，而不是现有技术中离型膜在剥离中的形变仅发生在离型膜上方，即所述预设间隙使得剥离更易于进行的同时，减小了离型膜超出弹性形变范围而被破坏如松弛或破裂的风险。

在本实施例的一实现方式中，如图1所示，所述透光板112顶部即上表面设置有阻隔件116，用以形成所述离型膜113与透光板112之间的预设间隙。所述阻隔件116设置在透光板112上表面所在的平面上，所述离型膜113设置在阻隔件116的上方即与所述透光板112之间形成了一定间隙。

在本申请的一实现方式中，所述阻隔件116可设置为硅胶条，所述硅胶条粘接在透光板112的上表面。所述分离膜在框体111重力作用与连接装置的作用下压紧硅胶条，硅胶条在形变后具有的厚度如0.5mm使离型膜113与透光板112之间形成预设的0.5mm间隙。再者，所述硅胶条本身具有一定的缓冲能力使得框体111与承载框115上表面之间接触形式为柔性接触，可减小框体111与承载框115连接的装配应力。

在本申请的一实现方式中，所述阻隔件116可设置为橡胶条，或有包含尿醛树脂、酚醛树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯、环氧树脂、或者氯丁橡胶胶黏剂中的任一种及以上材料制成的胶条，亦或为具有一定冲击弹性的别的材料，以满足实现在上述连接方式中形成离型膜113与透光板112之间的间隙。

在本申请的一实施例中，所述透光板上表面局部凸起，所述凸起沿边沿一周或相对的两边，板截面呈一槽型结构，所述离型膜由张紧装置张紧在框体底部，框体与透光板凸起结构压紧完成离型膜的固定。透光板内凹的深度即形成将树脂槽装配完成后的离型膜与透光板之间的间隙。根据预设的间隙大小，可设置透光板内凹的深度。

请继续参阅图1，所述张紧装置114可拆卸式的设置在所述框体111与透光板112之间，用于将所述离型膜113张紧在所述透光板112的上部。所述张紧装置114为离型膜113提供拉力，可通过固定所述离型膜113的两边或四边调整所述离型膜113的张紧程度，以形成平整的打印层接触面。

在本申请的某些实施例中，所述张紧装置114为一中空的框体，中部的开口用于暴露投影装置或激光发射器投射的光以照射至打印基准面。

在本申请的一实施例中，所述张紧装置114设置为一回字型结构，其中空部分的内框配合框体111底部形状，以扣压在框体111底部的方式将所述离型膜113张紧。

在本申请的一实施例中，所述框体111上具有第一固定部，所述张紧装置114设有与所述第一固定部对应的第二固定部，第一固定部与第二固定部的配合以实现框体111与张紧装置114可拆卸式连接，并在张紧装置114与框体111连接状态下将离型膜113张紧设置在透光板112上部。

在本实施例的一实现方式中，所述第一固定部与第二固定部均为螺孔，通过螺栓或螺丝连接第一固定部与第二固定部，从而实现所述框体111与张紧装置114的可拆式连接。

在本申请的一实施例中，所述第一固定部与第二固定部均为通孔，通过卡扣合件连接所述框体111与张紧装置114。所述子扣包括一导柱及限位结构，所述限位结构设于导柱插入端，在安装时只需轻推子扣，使得子扣导柱穿过第一固定部与第二固定部的通孔与母扣结合，母扣前端即涨开卡入子扣的限位结构中，即完成安装。

在本申请的一实施例中，所述第一固定部与/或第二固定部之间设置有磁力件，通过磁力吸附固定的方式将所述框体111与张紧装置114固定连接。在本实施例一实现方式中，所述框体111的第一固定部与/或张紧装置114的第二固定部设置有具有较高磁导率的材料，以实现磁力吸附。在本实施例一实现方式中，第一固定部上设置有磁力可控的磁性吸附模块，包括直流减速电机、主动同步带轮、双面齿同步带、从动同步带轮、磁力座、主支架和模块连接座等零部件。三个呈正三角形分布的磁力座安装固定于主支架上，其磁性元件分别与三个从动同步带轮连接。直流减速电机驱动主动同步带轮、带动三个从动同步带轮使磁力座中的磁性元件旋转一定角度，从而改变磁力座的磁力大小，实现吸附模块对第二固定部的导磁材料的吸附和脱附。在本实施例另一实现方式中，所述磁性吸附模块可设置在第二固定部上，对设置有导磁材料的第一固定部进行吸附。

本申请的进一步改进在于，所述张紧装置114两侧还分别具有一张紧辊，用于调节所述离型膜113的张紧度。所述树脂槽111在3D打印设备的应用中，逐层打印过程中每形成一层固化层，即需要对离型膜113与固化层进行一次剥离作业。离型膜113在长期使用中被重复被拉扯，不可避免的具有疲劳寿命，或在其形变超出弹性形变范围之后不能完全恢复原始状态则不再保持为预设的张紧状态。

所述张紧辊可对张紧在其上的离型膜113的预紧度进行调整，在本实施例一实现方式中，所述张紧辊上设置有张力检测机构与张力调节的驱动机构。所述张力检测机构可设置为张力传感器，在剥离作业中可不断感测离型膜113的张力值。通过预设一张力初始值，张力传感器可比较实时的离型膜113张力与预设值大小，在离型膜113张力下降至预设值以下时由张力传感器发出信号由驱动机构驱动张紧辊旋转张紧离型膜。或者，在本实施例另一实现方式中，也可藉由操作人员的观察，手动调节张紧辊以调整离型膜113的张紧度。

在本申请一实施例中，所述框体底部设置有一容纳槽，与所述张紧辊对应，在框体111与张紧装置114连接状态下框体111底部的容纳槽可用于放置张紧辊。

在本申请的一实施例中，所述张紧装置包括一回型框体与压膜块，所述回型框体与压膜块上设置有相配合的螺孔，两者之间有一可设定的间隙如3～5mm，离型膜张紧在所述张紧装置回型框体与压膜块之间，藉由螺钉固定压膜块与回型框体时被刺穿紧绷在两者的间隙中。在打印过程中无需对树脂槽11进行拆卸，直接调整连接张紧装置回型框与压膜块的螺丝被拧紧的力矩，即可改变离型膜的张紧度。

在本申请的一实施例中，所述张紧装置顺应常见的树脂槽框体外轮廓呈一四边形，为一具有上、下夹层的双层结构，所述上、下夹层的下表面分别设置有硅胶垫片，离型膜被张紧在上下夹板之间并可调整张紧度以适应打印需要。在本实施例一实现方式中，所述树脂槽框体与张紧装置上夹板边沿均设置有四个插口，框体与张紧装置的插口内均设置有弹簧卡扣。张紧装置四个顶点分别设置有贯穿上、下夹板的通孔，下夹板的四个通孔处分别设置有扭转弹簧与锯齿条。所述扭转弹簧同于固定离型膜，在离型膜张紧状态下位于上夹板硅胶垫片与下夹板扭转弹簧之间。所述锯齿条可穿过上夹板与框体的插口，用于将框体、上夹层、下夹层可拆卸式连接，锯齿条与框体、上夹层四个顶点的弹簧卡扣的锁舌形成自锁，则实现固定作用。通过改变锯齿条与框体的弹簧卡扣的卡合位置，即可改变离型膜的张紧度实现张紧调整。

在本申请的一种实施方式中，首先通过张紧装置114将离型膜113张紧设置在所述框体111上。例如，当所述张紧装置114与所述框体111之间通过螺丝可拆卸式连接时，所述张紧装置114与所述框体111上均设有对应的螺孔，在安装离型膜113时，利用张紧装置114将离型膜113限位在框体111底部，并将离型膜113拉紧后，通过螺丝贯穿张紧装置114与框体111上的螺孔，所述螺丝同时刺穿离型膜113以将张紧装置114、离型膜113以及框体111固定。另一方面，将所述透光膜117通过粘贴或静电吸附在所述透光板112的上表面，所述透光板的上表面边沿设有阻隔件116以使透光板112与离型膜113之间形成预设间隙以利于剥离作业。所述框体111与所述离型膜113形成光固化材料的容纳空间，所述透光板与所述框体构成树脂槽的槽结构。当需要更换离型膜113时，将连接所述框体111与所述张紧装置114的螺丝卸下以使两者分离，将原离型膜取下并按照前述的安装方式安装新离型膜即可。当需要更换透光膜117时，将透光板112上表面的原透光膜掀除，覆上新的透光膜即可。

在本申请一实施例中，请继续参阅图1，所述树脂槽11还包括一承载框115，所述承载框115可拆卸地设置于所述框体111底部，用于将所述透光板112可拆卸地设置于所述框体111底部以构成槽结构。所述承载框115与所述框体111连接后作为树脂槽11结构底部的支承，在本实施例的一实现方式中，诚如图1所示，所述承载框115的本体为中空框体，其中空部分用以透光，其框体部分的上表面具有一凹陷部以容纳所述透光板112。

在本申请的一实施例中，所述承载框115用于放置所述透光板112的凹陷部深度大于透光板112，所述离型膜113由张紧装置张紧在承载框115上表面，透光板112与承载框115上表面的高度差即形成预设间隙。

在本申请一实施例中，所述承载框115与框体111之间可拆卸式连接，从而便于更换离型膜与透光膜。为此，所述承载框115与框体111通过连接部件连接，为配合连接部件的固定连接，承载框115和框体111分别设有与连接部件配合的紧固件。例如，所述承载框115与框体111采用螺纹连接，在承载框115上设置有螺纹孔，所述承载框115与框体111通过螺栓连接形成可拆卸的结构。在不同的实施例中，框体111上设有卡固槽，对应的连接部件上设有卡扣。在其他的实施方式中，所述框体111和连接部件亦可为一体成型的结构。请参阅图2，其显示为本申请树脂槽在一实施例中的结构示意图，如图所示，所述承载框115与所述张紧装置114上设置有可通过螺栓连接的螺孔，所述框体111上设置的第一固定部与张紧装置114上的第二固定部对应可拆卸式地连接，使得框体111、透光板112、承载框115与张紧装置114形成完整的槽型结构。

在本申请的一种实施方式中，首先通过张紧装置114将离型膜113张紧设置在所述框体111上。例如，当所述张紧装置114与所述框体111之间通过螺丝可拆卸式连接时，所述张紧装置114与所述框体111上均设有对应的螺孔，在安装离型膜113时，利用张紧装置114将离型膜113限位在框体111底部，并将离型膜113拉紧后，通过螺丝贯穿张紧装置114与框体111上的螺孔，所述螺丝同时刺穿离型膜113以将张紧装置114、离型膜113以及框体111固定。另一方面，将所述透光板112安装在所述承载框115上，并将所述透光膜117通过粘贴或静电吸附在所述透光板112的上表面，所述透光板的上表面边沿设有阻隔件116以使透光板112与离型膜113之间形成预设间隙以利于剥离作业。所述框体111与所述离型膜113形成光固化材料的容纳空间，所述透光板与所述框体构成树脂槽的槽结构。所述承载框115与所述框体111之间通过可拆卸式结构连接，例如所述承载框115与所述框体111上均设有对应的螺孔，所述承载框115与所述框体111之间通过螺栓固定。当需要更换离型膜113时，首先拧下螺栓以使所述承载框115与所述框体111分离，并将连接所述框体111与所述张紧装置114的螺丝卸下以使两者分离，再将原离型膜取下并按照前述的安装方式安装新离型膜即可。当需要更换透光膜117时，将透光板112上表面的原透光膜掀除，覆上新的透光膜即可。

所述能量辐射系统12设置于成型室10底面，用于将3D物件模型中的分层图像照射到所述树脂槽的打印基准面以使光固化材料固化成对应的图案固化层。

其中，在基于底面曝光的DLP设备中，所述能量辐射系统12为投影装置。例如，所述投影装置包括DMD芯片、控制器和存储模块。其中，所述存储模块中存储将3D物件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器底面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像经过容器的透明底部照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

在基于底面曝光的LCD设备中，所述能量辐射系统12为LCD液晶屏系统。所述LCD液晶屏系统包括位于所述容器底部的LCD液晶屏、在LCD液晶屏下方对正设置的光源。所述LCD液晶屏贴设于容器底面，能量辐射装置中的控制芯片将待打印切片的分层图像通过LCD液晶屏投影到所述容器底面，利用LCD液晶屏所提供的图案辐射面将容器底面的待固化材料固化为相应的图案固化层。

对于底面曝光的SLA设备来说，所述能量辐射系统12包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组，其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在所述容器底面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层。

所述构建平台13悬设于所述离型膜的上部，用于附着并积累经照射固化的图案固化层。构建平台13受3D打印设备1中Z轴驱动机构14的带动，沿Z轴(竖直)方向移动以便于待固化材料填充到构建平台13与打印基准面之间，使得3D打印设备1中的能量辐射系统12可通过能量辐射照射待固化材料，使得经照射的材料固化并累积的附着在所述构建平台13上。为了精准的对每层固化层的照射能量进行控制，构建平台13及所附着的已制造的3D物体部分需移动至与所述打印基准面之间间距最小值为待固化的固化层的层厚的位置。

所述Z轴驱动机构14连接所述构建平台13，用于受控地沿竖直轴向移动以调整所述构建平台13与打印基准面的间隙及将附着于所述构建平台13上的固化层自所述树脂槽中的离型膜剥离；一般包括：驱动单元和竖直移动单元，所述驱动单元用于驱动所述竖直移动单元，以便所述竖直移动单元带动构建平台13升降移动。例如，所述驱动单元为驱动电机。所述驱动单元受控制指令控制。其中，所述控制指令包括：用于表示构建平台13上升、下降或停止的方向性指令，甚至还可以包含转速/转速加速度、或扭矩/扭力等参数。如此有利于精确控制竖直移动单元的上升的距离，以实现Z轴的精准调节。在此，所述竖直移动单元举例包括一端固定在所述构建平台13上的固定杆，与固定杆的另一端固定的咬合式移动组件，其中，所述咬合式移动组件受驱动单元驱动以带动固定杆竖直移动，所述咬合式移动组件举例为由齿状结构咬合的限位移动组件，如齿条等。又如，所述竖直移动单元包括：丝杆和旋接所述丝杆的定位移动结构，其中所述丝杆的两端旋接于驱动单元，所述定位移动结构的外延端固定连接到构建平台13上，该定位移动结构可为滚珠丝杠。

所述控制装置15用于控制所述Z轴驱动机构14沿竖直轴向移动以及控制所述能量辐射系统12的照射时间、功率、或者频率中的至少一种。所述控制装置15可包括：存储单元、处理单元、和接口单元等。

所述存储单元包括高速随机存取存储器，并且还可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。在某些实施例中，存储单元还可以包括远离一个或多个处理器的存储器，例如经由RF电路或外部端口以及通信网络(未示出)访问的网络附加存储器，其中所述通信网络可以是因特网、一个或多个内部网、局域网(LAN)、广域网(WLAN)、存储局域网(SAN)等，或其适当组合。存储器控制器可控制设备的诸如CPU和外设接口之类的其他组件对存储器的访问。

所述处理单元包含一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器(ASIC)、一个或多个现场可编程逻辑阵列(FPGA)、或它们的任何组合。所述处理单元可操作地与存储器和/或非易失性存储设备耦接。更具体地，处理器可执行在存储器和/或非易失性存储设备中存储的指令以在计算设备中执行操作，诸如生成图像数据和/或将图像数据传输到电子显示器。

所述接口单元包含多个接口，各接口分别连接能量辐射系统12、构建平台13和Z轴驱动机构14。各接口根据实际数据传输协议而被配置在控制装置15上，所述处理单元与各接口可操作地耦接，以便于所述控制装置15能够与上述连接能量辐射系统12、构建平台13和Z轴驱动机构14进行交互。

在打印期间，所述控制装置15控制Z轴驱动机构14和能量辐射系统12对光固化层进行逐层固化。所述控制装置15依据预设的打印顺序逐个的将分层图像发送给能量辐射系统12，由所述能量辐射系统12将所述图像照射到容器的透明底部，所照射的能量将容器底部的光固化材料固化成对应的图案固化层。所述控制装置15还用于在照射间隙向所述Z轴驱动机构14发出控制指令，例如，所述控制装置15在控制曝光装置照射完成后，向Z轴驱动机构14发送上升方向和转速的控制指令，所述Z轴驱动机构14基于所述控制指令上升至相距容器底的预设高度，再由所述控制装置15向Z轴驱动机构14发送包含下降方向和转速的控制指令，使得所述Z轴驱动机构14带动构建平台13向容器底部移动。在整个上升和下降期间，所述控制装置15通过监测所述Z轴驱动机构14的运动来确定构建平台13相对于容器底部的间距，并在所述构建平台13达到对应间距时，输出包含停止的控制指令。控制装置15通过判断3D物件模型是否完成了所有分层图像的照射，若是，则打印完毕，若否，则重复执行上述打印过程直至打印完毕。

综上所述，本申请提供了一种可拆卸的树脂槽与一种可应用该树脂槽的3D打印设备，树脂槽中设置可替换的离型膜，在3D打印的逐层固化中将固化层从离型膜剥离，在离型膜损坏后可直接替换离型膜，降低生产成本；再者，对离型膜材质或表面进行处理减小了剥离力，并通过改变离型膜剥离中的位移边界条件进一步减小剥离力，提高了剥离效率，进而确保打印工作高效且经济地进行。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (16)

1.一种树脂槽，其特征在于，包括：

框体，包括构成树脂容纳空间的侧壁；

透光板，设于所述框体底部，与所述框体构成槽结构以盛放光固化材料；

离型膜，张紧设置于所述透光板的上部，并与所述透光板的上表面之间保持有预设间隙以利于剥离作业；以及

张紧装置，可拆卸地设置于所述框体与所述透光板之间，用于将所述离型膜张紧在所述透光板的上部。

2.根据权利要求1所述的树脂槽，其特征在于，所述透光板为玻璃板或PC板。

3.根据权利要求1所述的树脂槽，其特征在于，还包括承载框，所述承载框可拆卸地设置于所述框体底部，用于将所述透光板可拆卸地设置于所述框体底部以构成槽结构。

4.根据权利要求1所述的树脂槽，其特征在于，所述离型膜为防粘材质或所述离型膜的上表面具有防粘涂层。

5.根据权利要求4所述的树脂槽，其特征在于，所述离型膜的材质包括聚烯烃和/或含氟聚合物；或者所述离型膜的上表面具有硅油或有机硅或透明硅橡胶涂层；或所述离型膜由至少含有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、ABS树脂、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、及其组合中的任一材料所制成。

6.根据权利要求3所述的树脂槽，其特征在于，所述透光板顶部设有阻隔件，用以藉由所述预设间隙隔离所述离型膜与所述透光板。

7.根据权利要求6所述的树脂槽，其特征在于，所述阻隔件为绕所述承载框上表面边沿一周设置的柔性材料或硬质材料，所述柔性材料包括硅胶条或橡胶条。

8.根据权利要求1所述的树脂槽，其特征在于，所述张紧装置具有一中空的框体。

9.根据权利要求1所述的树脂槽，其特征在于，所述框体上具有第一固定部，所述张紧装置设有与所述第一固定部相对应的第二固定部；用于与所述框体可拆卸式地连接，并在与所述框体连接的状态下将所述离型膜张紧设置于所述透光板的上部。

10.根据权利要求9所述的树脂槽，其特征在于，所述第一固定部和所述第二固定部均为螺孔，所述第一固定部和所述第二固定部之间通过螺丝固定；所述第一固定部和所述第二固定部均为通孔，所述第一固定部和所述第二固定部之间通过卡合件固定；所述第一固定部或/及所述第二固定部设有磁力件，所述第一固定部和所述第二固定部之间通过磁力吸附固定。

11.根据权利要求1所述的树脂槽，其特征在于，所述张紧装置两侧还分别具有一张紧辊，用于调节所述离型膜的张紧度。

12.根据权利要求11所述的树脂槽，其特征在于，所述张紧辊设置于所述张紧装置的两侧上表面，所述框体底部设有与所述张紧辊相对应的容纳槽，用于在所述框体与张紧装置连接状态下容纳所述张紧辊。

13.根据权利要求1所述的树脂槽，其特征在于，所述树脂槽还包括一透光膜，贴合于所述透光板的上表面，用于保持透光板的清洁。

14.根据权利要求13所述的树脂槽，其特征在于，所述透光膜通过静电吸附或胶水粘贴在所述透光板上。

15.一种3D打印设备，其特征在于，包括：

成型室，设置有用于盛放光固化材料的如权利要求1～14任一项所述的树脂槽；

能量辐射系统，设置于所述成型室底面，用于将3D物件模型中的分层图像照射到所述树脂槽的打印基准面以使光固化材料固化成对应的图案固化层；

构建平台，悬设于所述离型膜的上部用于累积附着所述固化层，所述构建平台与所述离型膜之间的间隙形成所述打印基准面；

Z轴驱动机构，连接所述构建平台，用于受控地沿竖直轴向移动以调整所述构建平台与打印基准面的间隙及将附着于所述构建平台上的固化层自所述树脂槽中的离型膜剥离；

控制装置，用于控制所述Z轴驱动机构沿竖直轴向移动以及控制所述能量辐射系统的照射时间、功率、或者频率中的至少一种。

16.根据权利要求15所述的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备为面曝光的DLP设备或LCD设备、或底部激光扫描的SLA设备。

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