CN212194218U - 一种双光路光固化3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双光路光固化3D打印设备，包括机架，还包括树脂槽，设置在机架上，所述树脂槽内设有光敏树脂；承载网板，水平设置在树脂槽内，所述承载网板的表面被光敏树脂覆盖；网板驱动组件，设置在机架上以供承载网板安装，所述网板驱动组件用于驱使承载网板以模型预设的切片层高度的步进量浸入到光敏树脂中；至少两个光路组件，并排设置在机架上且位于树脂槽上方，每个光路组件分别接收每个切片层被分割的分割区域，每个光路组件用于发出激光线束以沿着分割区域在承载网板表面的光敏树脂上扫描。其技术方案要点是具有提高可打印模型尺寸的特点。

Description

一种双光路光固化3D打印设备

技术领域

本实用新型涉及3D打印的技术领域，特别涉及一种双光路光固化3D打印设备。

背景技术

快速成型技术，又称3D打印，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，其根据零件或者物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式就可以制造出实物或者实物模型。

打印的基本原理是分层加工、叠加成型，即通过逐层增加材料来生成3D实体，在进行3D打印时，首先由计算机通过设计、扫描等方式得到待打印物体的三维模型，再通过电脑辅助设计技术（例如CAD）沿某个方向完成一系列数字切片（即按照预设的切片层高度对待打印的三维模型进行分层），获得N个切片层，进而将这些切片层传送到3D打印机上，由计算机根据切片层生成机器指令，3D打印机根据该机器指令打印出薄型层面，并将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维立体实物，完成3D打印。

在3D打印技术中，光固化3D打印机，通过采用单颗UV-LED光源或者用紫外激光光源照射到DMD芯片后，再通过镜头照射到树脂槽表面或底部以使得被照射到的光敏树脂固化，从而完成3D打印过程。

但目前市场上的光固化3D打印设备只有一套光路组件和一个树脂槽，因此限制了光固化3D打印设备可打印模型的尺寸，难以满足大尺寸的模型的打印，因此存在一定的改进之处。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种双光路光固化3D打印设备，具有提高可打印模型尺寸的特点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种双光路光固化3D打印设备，包括机架，还包括：

树脂槽，设置在机架上，所述树脂槽内设有光敏树脂；

承载网板，水平设置在树脂槽内，所述承载网板的表面被光敏树脂覆盖；

网板驱动组件，设置在机架上以供承载网板安装，所述网板驱动组件用于驱使承载网板以模型预设的切片层高度的步进量浸入到光敏树脂中；

至少两个光路组件，并排设置在机架上且位于树脂槽上方，每个光路组件分别接收每个切片层被分割的分割区域，每个光路组件用于发出激光线束以沿着分割区域在承载网板表面的光敏树脂上扫描。

通过上述技术方案，应用该3D打印设备进行打印时，特别是面对大尺寸模型打印，本申请首先将模型分成N个切片层，进而根据光路组件的数量将每层切片层分割成对应光路组件数量的分割区域，分割区域中携带有模型切片轮廓信息；

通过将承载网板置于树脂槽中，承载网板的表面与光敏树脂的表面齐平以使得光敏树脂能够覆盖承载网板的表面，覆盖的高度为一层切片层的高度，此时，每个光路组件发出激光线束以沿着分割区域在光敏树脂上扫描，经过激光线束扫描的光敏树脂固化在承载网板上，随后，网板驱动组件驱使承载网板下移，下移的步进量为模型预设切片层的高度；

进而重复上述动作，每个光路组件发出激光线束沿着下一层切片层的分割区域在光敏树脂上扫描，使得光敏树脂固化并堆叠，承载网板在网板驱动组件的作用下继续下移一个切片层高度的步进量，由此实现承载网板上完成整个零件模型的堆叠固化；

因此，应用本申请的3D打印设备，能够通过多个光路组件共同完成一个模型切片层的扫描打印，一方面提高了可打印模型的尺寸，另一方面提高了模型的打印效率。

优选的，所述网板驱动组件包括固定在机架上的支撑架、竖直滑动安装在支撑架上的网板安装架、以及设置在支撑架上且与网板安装架相连的第一驱动构件，所述网板安装架用于保持承载网板水平设置，所述第一驱动构件用于驱使网板安装架移动以使得承载网板以模型预设的切片层高度的步进量浸入到光敏树脂中。

通过上述技术方案，网板安装架能够保持承载网板水平设置，并在第一驱动构件的作用下承载网板稳定下移一个切片层高度的距离，从而使得光敏树脂能够稳定固化在承载网板上并完成堆叠。

优选的，所述支撑架上滑动安装有压块安装架，所述压块安装架上连接有液位压块，所述支撑架上设有用于驱使压块安装架移动以使液位压块浸入到树脂槽中并将树脂槽中的光敏树脂保持在预设标准液位处的第二驱动构件。

通过上述技术方案，被激光线束照射的光敏树脂会被固化，进而固化的光敏树脂相对于液态下体积会缩小，将造成树脂槽中的光敏树脂液位高度降低，本申请通过第二驱动构件驱使压块安装架移动，进而带动液位压块浸入到树脂槽中，从而能够将树脂槽中的光敏树脂保持在预设标准液位处，方便光路组件将激光线束经过聚焦后打在光敏树脂表面。

优选的，所述树脂槽上设置有用于检测树脂槽中光敏树脂的液位高度并反馈至第二驱动构件的液位传感器。

通过上述技术方案，液位传感器用于检测光敏树脂的液位高度进而反馈至第二驱动构件，以方便第二驱动构件带动压块安装架移动以将树脂槽中的光敏树脂保持在预设标准液位处。

优选的，所述树脂槽中水平设置有刮刀，所述刮刀的刀口与保持在树脂槽预设标准液位处的光敏树脂的表面齐平，所述刮刀的两端滑动安装在机架上，所述机架的两侧均设置有用于驱使刮刀移动的第三驱动构件。

通过上述技术方案，在承载网板每下移一个步进量后且在光路组件发出激光线束之前，刮刀能够在第三驱动构件的作用下移动，刮刀能够将预设标准液位的光敏树脂表面保持平整，从而方便后续光敏树脂的固化堆叠，提高打印出模型的品质。

优选的，所述光路组件包括光路安装板、激光器、偏转平面镜、聚焦振镜和扫描振镜；

光路安装板固定在机架上；

激光器设置在机架上以用于发出激光线束，偏转平面镜、聚焦振镜和扫描振镜设置在机架上，激光线束经偏转平面镜、聚焦振镜和扫描振镜后打在覆盖在承载网板表面的光敏树脂上。

通过上述技术方案，聚焦振镜用于将激光线束聚焦在预设标准液位处的光敏树脂表面，扫描振镜用于控制激光线束沿着分割区域中模型切片轮廓移动，以使得光敏树脂固化。

综上所述，本实用新型对比于现有技术的有益效果为：

应用本申请的3D打印设备，能够通过多个光路组件共同完成一个模型切片层的扫描打印，一方面提高了可打印模型的尺寸，另一方面提高了模型的打印效率。

附图说明

图1为本实用新型技术方案中双光路光固化3D打印设备的结构示意图；

图2为本实用新型技术方案中双光路光固化3D打印设备的安装示意图；

图3为本实用新型技术方案中承载网板的安装示意图；

图4为本实用新型技术方案中光路组件的结构示意图；

图5为本实用新型技术方案中网板驱动组件的结构示意图；

图6为本实用新型技术方案中液位压块的安装示意图；

图7为本实用新型技术方案中刮刀的安装示意图；

图8为本实用新型技术方案中光路组件扫描范围的状态示意图；

图9为本实用新型技术方案中分割线的建立示意图；

图10为本实用新型技术方案中交叉分割的状态示意图；

图11为本实用新型技术方案中打印方法的流程示意图。

附图标记：1、机架；21、树脂槽；22、承载网板；221、通孔；23、网板驱动组件；231、支撑架；232、网板安装架；233、第一驱动构件；2331、第一驱动电机；2332、第一驱动丝杆；2333、第一螺纹座；24、光路组件；241、光路安装板；242、激光器；243、偏转平面镜；244、聚焦振镜；245、扫描振镜；246、光路通过口；25、压块安装架；26、液位压块；27、第二驱动构件；271、第二驱动电机；272、第二驱动丝杆；273、第二螺纹座；28、液位传感器；29、刮刀；30、第三驱动构件；301、第三驱动电机；302、第一同步带轮；303、第二同步带轮；304、同步带体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

实施例一

现有技术中光固化3D打印设备只有一套光路组件和一个树脂槽，光路组件发出的激光线束具有固定的扫描范围，以致于可打印模型的最大尺寸受到限制，并且整体打印效率较慢。

本申请提出了一种双光路光固化3D打印设备，将模型进行分层后，对每层切片层进行分割以形成分割区域，每个光路组件24对应一个分割区域，因此能够通过多个光路组件24共同完成一个模型切片层的扫描打印，一方面提高了可打印模型的最大尺寸，另一方面提高了模型的打印效率。

本实用新型提出的一种双光路光固化3D打印设备与控制器电性连接，控制器上连接有计算机，在计算机中对三维模型进行分层形成切片层，进而下发机器指令至控制器，由控制器对3D打印设备中各个组件进行电气控制。可以理解的是，控制器的具体控制原理及结构，本领域技术人员应当知晓，故再此不再详述。

结合图1和图2所示，一种双光路光固化3D打印设备包括机架1、树脂槽21、承载网板22、网板驱动组件23以及至少两个光路组件24。

树脂槽21固定设置在机架1上且开口朝向设置，树脂槽21内设有光敏树脂，光敏树脂为光固化快速成型的材料，光敏树脂为液态光固化树脂。本实施例中3D打印设备应用于模具制作、医疗器械、文物保护及建筑设计等领域，根据实际需要打印的零件模型进行光敏树脂的配比即可，本实施例不作具体限定。其中，若将陶瓷颗粒混合进入到光敏树脂中，该光敏树脂相应能够制作骨科、牙科及微传感器等产品，但不以此为限。

如图3所示，承载网板22位于树脂槽21内且浸入到光敏树脂中，承载网板22上均匀布置有若干通孔221，光敏树脂能够通过通孔221在承载网板22上保持流动。本实施例中，树脂槽21中的光敏树脂保持在预设标准液位处，承载网板22的表面与光敏树脂的液面保持齐平，承载网板22的表面被光敏树脂覆盖，其中，覆盖的厚度仅仅为零件模型的一个切片层的高度，切片层的高度为0.1mm。

结合图3和图5所示，网板驱动组件23设置在机架1上以供承载网板22安装，网板驱动组件23用于驱使承载网板22以模型预设的切片层高度的步进量浸入到光敏树脂中。具体的，网板驱动组件23包括支撑架231、网板安装架232和第一驱动构件233，支撑架231呈竖直固定在机架1上，网板安装架232以竖直方向滑动安装在支撑架231上，网板安装架232用于供承载网板22固定，承载网板22以水平状态被固定在网板安装架232上。第一驱动构件233设置在支撑架231上以与网板安装架232相连，第一驱动构件233用于驱使网板安装架232沿着支撑架231竖直方向移动。

第一驱动构件233包括第一驱动电机2331、第一驱动丝杆2332和第一螺纹座2333，第一驱动电机2331固定在支撑架231上，第一驱动丝杆2332的两端通过轴承座安装在支撑架231上，第一驱动电机2331的输出轴通过联轴器同轴连接在第一驱动丝杆2332上，第一螺纹座2333固定在网板安装架232上，第一驱动丝杆2332螺纹连接在第一螺纹座2333上。本实施例中，第一驱动电机2331采用伺服电机，第一驱动电机2331带动第一驱动丝杆2332转动，进而能够带动网板安装架232沿着支撑架231竖直方向移动，网板安装架232将基于第一驱动电机2331的步进量进行移动。其中，第一驱动电机2331的步进量为模型预设的切片层高度，即每次网板安装架232的下移距离为一个切片层高度，高度为0.1mm。

结合图2和图4所示，光路组件24至少设置两个，本实施例中，光路组件24的数量以两个为例进行说明。光路组件24的具体数量根据需求进行设置，本实施例不作具体限定。

两个光路组件24并排设置在机架1上且位于树脂槽21上方，在对零件模型进行分层后，进而对每层切片层进行分割以形成分割区域，每个光路组件24对应一个分割区域，分割区域中携带有模型切片轮廓。因此，每个光路组件24分别接收每个切片层被分割的分割区域，每个光路组件24用于发出激光线束以沿着分割区域在承载网板22表面的光敏树脂上扫描，以使得光敏树脂固化。

本实施例以其中一个光路组件24为例进行结构阐述。光路组件24包括光路安装板241、激光器242、偏转平面、聚焦振镜244和扫描振镜245。光路安装板241固定在机架1上，光路安装板241呈水平设置且位于树脂槽21开口的上方，光路安装板241上开设有光路通过口246。

激光器242、偏转平面镜243、聚焦振镜244和扫描振镜245均设置在光路安装板241上，本实施例中，激光器242采用固体激光器242，激光波长为355nm。激光器242用于发出激光线束，激光线束经偏转平面镜243、聚焦振镜244和扫描振镜245后打在覆盖在承载网板22表面的光敏树脂上。

具体的，偏转平面镜243用于将激光线束反射至聚焦振镜244中，聚焦振镜244为动态聚焦振镜244，聚焦振镜244用于将激光线束进行聚焦。扫描振镜245包括振镜壳体、以及设置在振镜壳体内的X轴振镜和Y轴振镜，振镜壳体上设置有光路入口和光路出口，振镜壳体设置在光路安装板241的光路通过口246上方，振镜壳体的光路出口与光路通过口246相对，振镜壳体的光路入口与聚焦振镜244相对以接收激光线束，以将激光线束从光路出口射出，经过光路通过口246打在承载网板22的光敏树脂上。

通过调节X轴振镜和Y轴振镜的角度能够改变激光线束在承载网板22上的位置，通过聚焦振镜244将激光线束聚焦在光敏树脂表面，由此实现激光线束沿着分割区域在光敏树脂上扫描。

参照图8所示，应用本申请的3D打印设备，能够应用于大尺寸模型的打印，如模型的切片层所占用的幅面大于其中一个光路组件24的扫描范围，以致于光路组件24所发出的激光线束无法完成切片层的扫描。因此，在应用本申请的3D打印设备时，若一个光路组件24的扫描范围能够覆盖模型的切片层，则无需对切片层进行分割。若一个光路组件24的扫描范围无法覆盖模型的切片层时，将需要对切片层进行分割，以使得分割后的分割区域分别匹配每个光路组件24进行扫描。

由此，在进行3D打印时，首先由计算机通过设计、扫描等方式得到待打印的零件模型的三维模型，根据预设的切片层高度，对待打印的三维模型进行分层，获得N个切片层，其中，N为正整数，切片层中携带有模型的切片轮廓信息。

参照图9所示，基于该3D打印设备中光路组件24的数量，对每个切片层进行分割以形成与每个光路组件24匹配的分割区域，分割区域的数量与光路组件24的数量相同。如光路组件24的数量为两个，分割区域的数量也为两个，并且分割区域与光路组件24的分布顺序一一对应，如切片层被分割后，左侧的分割区域将与左侧的光路组件24对应，右侧的分割区域将与右侧的光路组件24对应。

当两个光路组件24并排设置在机架1上时，每个光路组件24具有对应的扫描范围，两个光路组件24扫描范围的拼接为该3D打印机的最大打印尺寸，其中，两个光路组件24之间的扫描范围将存在重叠区域。在切片层进行分割时，通过将切片层映射在光路组件24拼接的扫描范围中，进而将切片层的分割线设置在重叠区域中，参照重叠区域的位置将每层切片层分割成两个分割区域，进而将每个切片层的分割区域生成机器指令传送到3D打印设备的控制器中，以控制光路组件24沿着分割区域扫描。

以下进行3D打印过程的阐述：

首先，将承载网板22置于树脂槽21中，承载网板22的表面与光敏树脂的表面齐平以使得光敏树脂能够覆盖承载网板22的表面，光敏树脂覆盖承载网板22的表面厚度为一层切片层的高度，高度为0.1mm。

两个光路组件24分别根据当前切片层的分割区域，激光器242发出激光线束打在光敏树脂表面，通过控制聚焦振镜244和扫描振镜245以将激光线束沿着分割区域在光敏树脂上扫描，光敏树脂经过激光线束扫描的部分固化在承载网板22上。由此，两个光路组件24发出的激光线束共同完成当前切片层的扫描，以使得光敏树脂按照模型当前切片层的轮廓形状进行固化。在光敏树脂固化后，第一驱动构件233驱使承载网板22向下移动一个切片层高度。

在下一切片层成型中，两个光路组件24发出的激光线束共同完成下一切片层的扫描，使得光敏树脂固化并堆叠，承载网板22在第一驱动构件233的作用下继续向下移动一个切片层厚，重复上述动作，将连续的切片堆叠起来，直至一个固态物体成型，形成三维的零件模型，完成3D打印。

值得说明的是，为保证固化后的光敏树脂在两个光路组件24扫描接缝处的结构强度，将采用隔层交叉方式对切片层进行分割。

以光路组件24的数量为两个为例进行说明。具体的，将每个切片层映射在两个光路组件24拼接的扫描范围中，在相邻光路组件24扫描范围的重叠区域中设置一基准线，本实施例中，基准线设置在重叠区域的中心位置。

在当前切片层分割中，根据所述基准线将分割线设置在偏移基准线一侧预设距离处，并基于该分割线对当前切片层进行分割以形成分割区域；在下一切片层分割中，根据所述基准线将分割线设置在偏移基准线另一侧预设距离处，并基于该分割线对当前切片层进行分割以形成分割区域，重复上述步骤，以使得相邻切片层之间形成交叉分割的分割区域。

值得说明的是，偏移基准线一侧或另一侧的预设距离为10mm，其中，分割线偏移基准线一侧或另一侧将不超出相邻光路组件24扫描范围的重叠区域。

以下举例进行说明，参照图10所示，如在当前切片层分割中，将当前切片层映射在两个光路组件24拼接的扫描范围中，在扫描范围的重叠区域中建立一条基准线，在当前层分割时，在偏移基准线一侧10mm位置处建立分割线，基于该分割线将当前切片层分割成两个分割区域，进而将两个分割区域匹配两个光路组件24，以使得光路组件24沿着对应的分割区域进行扫描。

在下一切片层分割时，在偏移基准线另一侧10mm位置处建立分割线，基于该分割线将下一切片层分割成两个分割区域，进而将两个分割区域匹配两个光路组件24，以使得光路组件24沿着对应的分割区域进行扫描。

重复上述方式将每个切片层进行交叉分割，从而使得光路组件24沿着每个切片层的分割区域进行扫描时，能够保证堆叠打印出的三维模型在相邻切片层之间的结构强度。

参照图3所示和图6所示，光敏树脂经过固化后体积收缩，将导致光敏树脂在树脂槽21中的液位高度下降，为将光敏树脂的液位高度保持在树脂槽21的预设标准液位处，支撑架231上竖直滑动安装有压块安装架25，压块安装架25上固定连接有液位压块26，支撑架231上设有用于驱使压块安装架25移动以使液位压块26浸入到树脂槽21中的第二驱动构件27。

第二驱动构件27包括第二驱动电机271、第二驱动丝杆272和第二螺纹座273，第二驱动电机271固定在支撑架231上，第二驱动丝杆272的两端通过轴承座安装在支撑架231上，第二驱动电机271的输出轴通过联轴器同轴连接在第二驱动丝杆272上，第二螺纹座273固定在压块安装架25上，第二驱动丝杆272螺纹连接在第二螺纹座273上。本实施例中，第二驱动电机271采用伺服电机，第二驱动电机271带动第二驱动丝杆272转动，进而能够带动压块安装架25沿着支撑架231竖直方向移动。

值得说明的是，树脂槽21上设置有用于检测树脂槽21内光敏树脂液位高度并反馈至第二驱动构件27的液位传感器28。在本实施例中，液位传感器28设置在树脂槽21的槽边，液位传感器28可采用激光液位传感器28用以检测树脂槽21中光敏树脂的液位高度。激光位移传感器采用松下型号为HL-G103-A-C5的产品。

由此，两个光路组件24发出激光线束以沿着分割区域中切片轮廓在光敏树脂上扫描，光敏树脂经过激光线束扫描的部分固化在承载网板22上。在光敏树脂固化后，第一驱动构件233驱使承载网板22向下移动一个切片层高度。

由于，光敏树脂固化后体积收缩会导致液位高度下降，液位传感器28检测树脂槽21中光敏树脂的液位高度并反馈至第二驱动构件27，第二驱动构件27驱使液位压块26下移并进入到光敏树脂中，以将树脂槽21中的光敏树脂保持在预设标准液位处。

随后，在下一切片层成型中，激光线束沿着下一切片层在光敏树脂上扫描，使得光敏树脂固化并堆叠，承载网板22在第一驱动构件233的作用下继续向下移动一个切片层高度，液位传感器28持续检测树脂槽21中光敏树脂的液位高度，第二驱动构件27驱使液位压块26下移并进入到光敏树脂中，以将树脂槽21中的光敏树脂保持在预设标准液位处。

重复上述动作，将连续的切片层堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维的零件模型，完成3D打印。通过液位压块26的设置，液位压块26能够将树脂槽21中的光敏树脂保持在预设标准液位处，以方便激光线束精准聚焦在预设标准液位的光敏树脂表面。

参照图3和图7所示，在3D打印过程中，位于预设标准液位处的光敏树脂被固化，由此需要保持预设标准液位处的光敏树脂表面的平整度。树脂槽21中水平设置有刮刀29，刮刀29的两端滑动安装在机架1上，刮刀29的底端为刀口，刮刀29的刀口与树脂槽21的预设标准液位处齐平，由此，刮刀29将与保持在树脂槽21预设标准液位处的光敏树脂表面接触，其中，机架1的两侧均设置有用于驱使刮刀29移动的第三驱动构件30。

第三驱动构件30包括固定在机架1上的第三驱动电机301、以及同轴安装在第三驱动电机301输出轴上的第一同步带轮302，机架1上转动安装有第二同步带轮303，第一同步带轮302和第二同步带轮303之间安装有同步带体304，刮刀29的一端固定在同步带体304上。

由此，两个光路组件24发出激光线束以沿着分割区域中切片轮廓在光敏树脂上扫描，光敏树脂经过激光线束扫描的部分固化在承载网板22上。在光敏树脂固化后，第一驱动构件233驱使承载网板22向下移动一个切片层高度。

由于光敏树脂固化后体积收缩会导致液位高度下降，液位传感器28检测光敏树脂的液位高度，第二驱动构件27驱使液位压块26下移并浸入到光敏树脂中，以将树脂槽21中的光敏树脂保持在预设标准液位处。此时，第三驱动构件30驱使刮刀29移动，刮刀29将位于预设标准液位的光敏树脂表面刮平。

随后，在下一层切片成型中，激光线束沿着零件模型下一层切片截面轮廓在光敏树脂上扫描，使得光敏树脂固化并堆叠，承载网板22在第一驱动构件233的作用下继续向下移动一个切片层高度，液位传感器28持续检测光敏树脂的液位高度，第二驱动构件27驱使液位压块26下移并浸入到光敏树脂中，以将树脂槽21中的光敏树脂保持在预设标准液位处，此时，第三驱动构件30驱使刮刀29移动，刮刀29将位于预设标准液位的光敏树脂表面刮平。

重复上述动作，将连续的切片堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维的零件模型，完成3D打印。通过刮刀29的设置，能够将位于预设标准液位的光敏树脂表面保持平整，从而保证光敏树脂固化后的形状精确度高，避免由于光敏树脂表面不平整而出现变形。

应用本申请的3D打印设备，在面对大尺寸模型打印时，能够将模型的切片层进行分割以匹配每个光路组件24，通过多个光路组件24共同完成一个模型切片层的扫描，一方面提高了可打印模型的尺寸，另一方面提高了模型的打印效率。

实施例二

参照图11所示，本实用新型还提供了一种应用上述技术方案所述的双光路光固化3D打印设备的打印方法，包括如下步骤：

步骤S100，根据预设的切片层高度，对待打印的三维模型进行分层，获得N个切片层，其中，N为正整数；

步骤S200，根据光路组件24的数量，对每个切片层进行分割以形成与每个光路组件24匹配的分割区域，其中，相邻分割区域之间的分割线设置在相邻光路组件24扫描范围的重叠区域处；

步骤S300，每个光路组件24用于发出激光线束以沿着每个切片层的分割区域在承载网板22表面的光敏树脂上扫描。

根据上述步骤所限定的技术方案，具体的，由此，在进行3D打印时，首先由计算机通过设计、扫描等方式得到待打印的零件模型的三维模型，根据预设的切片层高度，对待打印的三维模型进行分层，获得N个切片层，其中，N为正整数，切片层中携带有模型的切片轮廓信息。

基于该3D打印设备中光路组件24的数量，对每个切片层进行分割以形成与每个光路组件24匹配的分割区域，分割区域的数量与光路组件24的数量相同。如光路组件24的数量为两个，分割区域的数量也为两个，并且分割区域与光路组件24的分布顺序一一对应，如切片层被分割后，左侧的分割区域将与左侧的光路组件24对应，右侧的分割区域将与右侧的光路组件24对应。

当两个光路组件24并排设置在机架1上时，每个光路组件24具有对应的扫描范围，两个光路组件24扫描范围的拼接为该3D打印机的最大打印尺寸，其中，两个光路组件24之间的扫描范围将存在重叠区域，参照图8和图9所示，分别为光路组件241#和光路组件242#，光路组件241#对应有扫描范围1#，光路组件242#对应有扫描范围2#。在切片层进行分割时，通过将切片层映射在光路组件24拼接的扫描范围中，进而将切片层的分割线设置在重叠区域中，参照重叠区域的位置将每层切片层分割成两个分割区域，进而将每个切片层的分割区域生成机器指令传送到3D打印设备的控制器中，以控制光路组件24沿着分割区域扫描。

以下进行3D打印过程的阐述：

首先，将承载网板22置于树脂槽21中，承载网板22的表面与光敏树脂的表面齐平以使得光敏树脂能够覆盖承载网板22的表面，光敏树脂覆盖承载网板22的表面厚度为一层切片层的高度，高度为0.1mm。

两个光路组件24分别根据当前切片层的分割区域，激光器242发出激光线束打在光敏树脂表面，通过控制聚焦振镜244和扫描振镜245以将激光线束沿着分割区域在光敏树脂上扫描，光敏树脂经过激光线束扫描的部分固化在承载网板22上。由此，两个光路组件24发出的激光线束共同完成当前切片层的扫描，以使得光敏树脂按照模型当前切片层的轮廓形状进行固化。在光敏树脂固化后，第一驱动构件233驱使承载网板22向下移动一个切片层高度。

在下一切片层成型中，两个光路组件24发出的激光线束共同完成下一切片层的扫描，使得光敏树脂固化并堆叠，承载网板22在第一驱动构件233的作用下继续向下移动一个切片层厚，重复上述动作，将连续的切片堆叠起来，直至一个固态物体成型，形成三维的零件模型，完成3D打印。

为保证固化后的光敏树脂在两个光路组件24扫描接缝处的结构强度，采用隔层交叉方式对切片层进行分割。在步骤S200中，还包括如下步骤：

步骤S210,将每个切片层映射在所有光路组件24拼接的扫描范围中，其中，在相邻光路组件24扫描范围的重叠区域中设置一基准线，基准线设置在相邻光路组件24扫描范围的重叠区域的中点位置。

步骤S220，在当前切片层分割中，根据基准线以将分割线设置在偏移基准线一侧预设距离处，基于该分割线对当前切片层进行分割以形成分割区域；

步骤S230，在下一切片层分割中，根据基准线以将分割线设置在偏移基准线另一侧预设距离处，基于该分割线对下一切片层进行分割以形成分割区域；

步骤S240，相邻切片层之间形成交叉分割的分割区域。

根据上述步骤所限定的技术方案，具体的，偏移基准线一侧或另一侧的预设距离为10mm，其中，分割线偏移基准线一侧或另一侧将不超出相邻光路组件24扫描范围的重叠区域。以下举例进行说明，参照图8和图10所示，如在当前切片层分割中，将当前切片层映射在两个光路组件24拼接的扫描范围中，在扫描范围的重叠区域中建立一条基准线，在当前层分割时，在偏移基准线一侧10mm位置处建立分割线，基于该分割线将当前切片层分割成两个分割区域，进而将两个分割区域分别匹配两个光路组件24，以使得光路组件24沿着对应的分割区域进行扫描。

在下一层分割时，在偏移基准线另一侧10mm位置处建立分割线，基于该分割线将下一切片层分割成两个分割区域，进而将两个分割区域分别匹配两个光路组件24，以使得光路组件24沿着对应的分割区域进行扫描。

重复上述方式将每个切片层进行交叉分割，从而使得光路组件24沿着每个切片层的分割区域进行扫描时，能够保证堆叠打印出的三维模型在相邻切片层之间的结构强度。

应用本申请的打印方法，在面对大尺寸模型打印时，能够将模型的切片层进行分割以匹配每个光路组件24，通过多个光路组件24共同完成一个模型切片层的扫描，一方面提高了可打印模型的尺寸，另一方面提高了模型的打印效率。

以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (6)

1.一种双光路光固化3D打印设备，包括机架(1)，其特征在于，还包括：

树脂槽(21)，设置在机架(1)上，所述树脂槽(21)内设有光敏树脂；

承载网板(22)，水平设置在树脂槽(21)内，所述承载网板(22)的表面被光敏树脂覆盖；

网板驱动组件(23)，设置在机架(1)上以供承载网板(22)安装，所述网板驱动组件(23)用于驱使承载网板(22)以模型预设的切片层高度的步进量浸入到光敏树脂中；

至少两个光路组件(24)，并排设置在机架(1)上且位于树脂槽(21)上方，每个光路组件(24)分别接收每个切片层被分割的分割区域，每个光路组件(24)用于发出激光线束以沿着分割区域在承载网板(22)表面的光敏树脂上扫描。

2.根据权利要求1所述的一种双光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述网板驱动组件(23)包括固定在机架(1)上的支撑架(231)、竖直滑动安装在支撑架(231)上的网板安装架(232)、以及设置在支撑架(231)上且与网板安装架(232)相连的第一驱动构件(233)，所述网板安装架(232)用于保持承载网板(22)水平设置，所述第一驱动构件(233)用于驱使网板安装架(232)移动以使得承载网板(22)以模型预设的切片层高度的步进量浸入到光敏树脂中。

3.根据权利要求2所述的一种双光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述支撑架(231)上滑动安装有压块安装架(25)，所述压块安装架(25)上连接有液位压块(26)，所述支撑架(231)上设有用于驱使压块安装架(25)移动以使液位压块(26)浸入到树脂槽(21)中并将树脂槽(21)中的光敏树脂保持在预设标准液位处的第二驱动构件(27)。

4.根据权利要求3所述的一种双光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述树脂槽(21)上设置有用于检测树脂槽(21)中光敏树脂的液位高度并反馈至第二驱动构件(27)的液位传感器(28)。

5.根据权利要求1所述的一种双光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述树脂槽(21)中水平设置有刮刀(29)，所述刮刀(29)的刀口与保持在树脂槽(21)预设标准液位处的光敏树脂的表面齐平，所述刮刀(29)的两端滑动安装在机架(1)上，所述机架(1)的两侧均设置有用于驱使刮刀(29)移动的第三驱动构件(30)。

6.根据权利要求1所述的一种双光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述光路组件(24)包括光路安装板(241)、激光器(242)、偏转平面镜(243)、聚焦振镜(244)和扫描振镜(245)；

光路安装板(241)固定在机架(1)上；

激光器(242)设置在机架(1)上以用于发出激光线束，偏转平面镜(243)、聚焦振镜(244)和扫描振镜(245)设置在机架(1)上，激光线束经偏转平面镜(243)、聚焦振镜(244)和扫描振镜(245)后打在覆盖在承载网板(22)表面的光敏树脂上。

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