CN212386013U - 3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种3D打印设备，用于将经分层处理的三维模型打印成三维物体，其包括：容器、能量辐射装置、构件平台、第一Z轴驱动机构、隔离组件、控制装置。控制装置控制第一Z轴驱动机构将构件平台移动至打印位置，并控制能量辐射装置向位于容器内的打印基准面辐射能量，经能量辐射后得到的固化层在构件平台上附着累积形成打印构件。在构件平台与能量辐射装置之间设置有隔离组件，隔离组件透明底面的下表面通过固定件张紧设置有利于剥离的离型膜，所述固定件具有用以暴露所述离型膜的中空部分，所述安装框体的中空部分的宽度小于所述构件平台的轮廓宽度，对离型膜、隔离组件的透明底面以及能量辐射装置起到了保护作用。

Description

3D打印设备

技术领域

本申请涉及3D打印领域，尤其涉及一种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。3D打印设备由于成型精度高在模具、定制商品、医疗治具、假体等领域具有广泛应用。其中，由能量辐射装置与容器的摆放位置，可区分为基于底面曝光或底面投射的3D打印设备与基于顶面曝光或顶面扫描的3D打印设备。

所述基于顶面曝光或顶面扫描的3D打印设备包括盛放待固化材料的容器、位于容器上方的能量辐射装置、构件平台和Z轴驱动机构。在利用所述3D打印设备进行打印时，所述能量辐射装置将容器顶部的待固化材料辐射形成附着在构件平台上的固化层，构件平台在Z轴驱动机构带动下下降形成新的待打印层，重复上述步骤逐层累积以得到3D构建。

以顶面扫描的SLA类型的3D打印设备为例，例如树脂槽的容器内的部分光固化材料在光固化反应成固体后存在比较严重的翘曲变形，因此在打印时需要保证液位高度的稳定以及打印基准面的平整度。在相关技术中，一般采用刮刀来进行液面调整，通常在3D打印设备的光固化材料容器的上方设置刮刀装置，在完成每层的固化作业后，通过刮刀装置可在其上面覆盖上另一层未固化的光固化材料以供下次固化作业，刮刀的运动将会切削掉翘曲的部分。但这种方式由于需要刮刀和液位调整为电机带动相关机构的机械运动，耗费时间较长，导致打印效率低下。

因此，在打印大尺寸的3D构件时，采用顶面扫描的3D打印设备如SLA设备打印速度慢，打印效率低，顶面曝光的3D打印设备如DLP设备在打印中不易进行液位控制、投影图像的边缘存在能量衰减而不宜打印大尺寸物件。

实用新型内容

鉴于以上所述相关技术的缺点，本申请的目的在于提供一种3D打印设备，以解决上述相关技术中顶面曝光或顶面扫描3D打印设备存在的打印效率低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请公开一种3D打印设备，用于将经分层处理的三维模型打印成三维物体，包括：容器，用于盛放待固化材料；能量辐射装置，设置于所述容器上方，被配置为在接收到打印指令时通过控制程序向所述容器内的打印基准面辐射能量，以固化所述打印基准面上的待固化材料；构件平台，在打印过程中位于所述容器内，用于附着经能量辐射后得到的固化层，以便经由所述固化层累积形成三维物体；第一Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，用以调整所述构件平台在Z轴方向上的位置；隔离组件，位于所述构件平台与所述能量辐射装置之间，包括用以透过所述能量辐射装置所辐射的能量的透明底面，用于隔离所述构件平台与能量辐射装置；所述透明底面的下表面通过固定件张紧设置有离型膜，所述离型膜与所述构件平台或所述构件平台上的图案固化层之间形成所述打印基准面以利于剥离作业；其中，所述固定件具有用以暴露所述离型膜的中空部分，所述中空部分的宽度小于所述构件平台的轮廓宽度；控制装置，电性连接所述能量辐射装置和第一Z轴驱动机构，用于基于所述三维模型中各切片数据控制所述能量辐射装置和Z轴驱动机构，以在所述构件平台上附着并堆叠图案固化层以得到对应的三维物体。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述构件平台包括主体和位于所述主体一侧的至少一止挡部。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述构件平台的主体宽度小于所述固定件的中空部分的宽度。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述隔离组件包括安装结构和设于所述安装结构上的透光板，所述离型膜通过所述固定件张紧设置于所述透光板的下方。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述固定件通过连接件固定在所述安装结构的下方。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述隔离组件固定连接在所述能量辐射装置的下表面。

在本申请第一方面的某些实施方式中，还包括第二Z轴驱动机构，连接所述能量辐射装置及控制装置，用以调整所述能量辐射装置在Z轴方向上的位置。

在本申请第一方面的某些实施方式中，还包括至少一个用于检测所述构件平台和/或所述能量辐射装置在Z轴方向上的位置的传感装置，所述传感装置与所述控制装置电性连接。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述传感装置包括：设置在所述第一Z轴驱动机构行程范围内的第一传感装置和第二传感装置，用以限制所述构件平台在所述Z轴方向上的移动范围。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述传感装置包括：设置在所述第二Z轴驱动机构行程范围内的第三传感装置和第四传感装置，用以检测所述能量辐射装置在所述Z轴方向上的位置。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述能量辐射装置包括：壳体；辐射源，用于在工作状态下提供辐射能量；至少一散热装置，设置在所述辐射源的至少一侧，用于在工作状态下产生散热能以对所述辐射源散热；导向机构，设置于所述至少一散热装置与所述辐射源之间，用于将所述散热装置提供的散热能按照预设的路径在所述壳体内流通以利于散热。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述辐射源包括：背光模组及位于所述背光模组的发光面侧的液晶面板，所述导向机构位于所述至少一散热装置与所述背光模组之间。

在本申请第一方面的某些实施方式中，还包括刮刀机构，用以在打印状态下将待固化材料均匀涂覆在所述打印基准面上；或者，在非打印状态下清洁所述打印基准面或离型膜上经能量辐射装置辐射后的待固化材料产生的残渣。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述的3D打印设备为基于顶面曝光的LCD打印设备。

如上所述，本申请的3D打印设备具有以下有益效果：

本申请中的隔离组件设置于所述构件平台上方，具有透明底面，透明底面的下表面设有离型膜，离型膜的膜面位于待固化材料的液面之下后与所述构件平台或所述构件平台上的图案固化层之间形成打印基准面，由于是通过没于光固化材料内的离型膜与构件平台或构件平台上的图案固化层之间形成打印基准面，可使得打印基准面无需借助外部液面抹平装置即可避免受到光固化材料液位波动的影响，确保成品零件的打印质量。

本申请通过固定件将离型膜张紧设置在透明底面的下表面，离型膜与透明底面之间保持一定间隙，使得在做件过程中可起到缓冲作用，延长离型膜的使用寿命。本申请中通过第二Z轴驱动机构连接能量辐射装置，以便于在打印完成后的取件及清洁等步骤，降低掉件风险。其次，本申请中构件平台的轮廓宽度大于固定件的中空部分的宽度，对离型膜、隔离组件的透明底面以及能量辐射装置起到了保护作用。另外，本申请能量辐射装置中的散热装置及导向机构可有效帮助背光模组和液晶面板散热，延长设备的使用寿命。

附图说明

本申请所涉及的实用新型的具体特征如所附权利要求书所显示。通过参考下文中详细描述的示例性实施方式和附图能够更好地理解本申请所涉及实用新型的特点和优势。对附图简要说明书如下：

图1显示为本申请中的3D打印设备在一实施方式中的结构示意图。

图2显示为本申请中的固定件及离型膜在一实施方式中的分解结构示意图。

图3显示为本申请中的构件平台在一实施方式中的结构示意图。

图4显示为本申请中的能量辐射装置在一实施方式中的结构示意图。

图5显示为本申请中图4的A部放大图。

图6显示为本申请中的能量辐射装置、隔离组件和安装框体在一实施方式中的结构示意图。

图7a～图7b显示为本申请的第一Z轴驱动机构和第二Z轴驱动机构在一实施方式中的结构示意图。

图8显示为本申请中图1的打印设备在另一打印状态下的实施例示意图。

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、电气以及操作上的改变。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。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件或参数，但是这些元件或参数不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件或参数与另一个元件或参数进行区分。例如，第一Z轴驱动机构可以被称作第二Z轴驱动机构，并且类似地，第二Z轴驱动机构可以被称作第一Z轴驱动机构，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一Z轴驱动机构和第二Z轴驱动机构均是在描述一个Z轴驱动机构，但是除非上下文以其他方式明确指出，否则它们不是同一个Z轴驱动机构。相似的情况还包括第一传感装置、第二传感装置、第三传感装置和第四传感装置。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

在采用顶面曝光的3D打印中，通常打印面预设在待固化材料与空气的分界面，完成一层固化后由Z轴驱动机构带动构件平台和附着其上的固化层下降，以填充形成新的预打印层。以此类推，经过多次填充、照射，各固化层累积在构件平台上以得到3D物件。

在顶面扫描的SLA打印设备中，所述能量辐射装置位于容器上方并向待固化材料的表面激光扫描，在对大尺寸构件时激光扫描的路径延长，使得形成每一固化层需要消耗很长时间，不利于生产效率。而对于采用顶面曝光DLP打印设备，其能量辐射装置位于容器上方并向容器内的待固化材料表面进行投影以形成相应图案的固化层，虽然相较于SLA设备具有较快的打印速度，但其投影面的边缘部分不可避免地伴随有能量衰减，不适宜于打印大尺寸构件。

再者，现有的某些3D打印设备中，部分光固化材料在光固化反应成固体后存在比较严重的翘曲变形，为保证液位高度的稳定，需进行液位调整，例如采用刮刀来进行液面调整，提供刮刀的运动来切削掉翘曲的部分，不过，此种相关技术仍存在操作繁琐、效率低下、液面调整效果欠佳、影响成品零件打印质量等问题。

有鉴于此，本申请提供一种3D打印设备。本申请涉及的3D打印设备通过隔离组件将构件平台与能量辐射装置隔离，使打印基准面位于待固化材料液位自由面(即待固化材料与空气接触的表面)之下，可避免受到待固化材料液面波动的影响。并且，本申请中的构件平台在工作过程中不会破坏隔离组件及能量辐射装置，在提高打印效率和质量的同时保证设备的使用寿命。

应当理解，所述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，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在打印时，首先对所述数字模型文件进行处理以实现向3D打印设备导入待打印的3D构件模型。在此，所述3D构件模型包括但不限于基于CAD构件的3D构件模型，其举例为STL文件，控制装置对导入的STL文件进行布局及切层处理。所述3D构件模型可通过数据接口或网络接口导入到控制装置中。所导入的3D构件模型中的实体部分可以为任意形状，例如，所述实体部分包括牙齿状、球状、房屋状、齿状、或带有预设结构的任意形状等。其中，所述预设结构包括但不限于以下至少一种：腔体结构、包含形状突变的结构、和对于实体部分中轮廓精度有预设要求的结构等。3D打印设备通过对光固化材料进行逐层曝光固化并累积各固化层的方式打印3D构件。

在本申请中，所述3D打印设备可以为顶面投影或顶面曝光3D打印设备，例如顶面投影光机进行面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备，也可以为由顶面曝光的LCD(Liquid Crystal Display，液晶面光源固化，简称LCD)设备。

在DLP打印设备中，所述能量辐射装置举例包括DMD芯片、控制器和存储模块。其中，所述存储模块中存储将3D构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顶面。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顶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LCD打印设备中，所述能量辐射装置为LCD液晶屏光源系统。所述LCD液晶屏光源系统包括位于所述容器上方的LCD液晶屏、在LCD液晶屏上方对正设置的光源。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液晶屏投影到打印面，利用LCD液晶屏所提供的图案辐射面将容器中的待固化材料固化为相应的图案固化层。由于LCD的使用成本较低，采用LCD打印设备可降低3D打印设备的制造成本。

本申请的实施例中将以基于顶面曝光的LCD打印设备为例进行说明，应理解的，所述3D打印设备中采用的能量辐射设备的类型并不局限于此，在不背离本申请的发明思想的前提下，能量辐射设备的类型可做适用性的调整，例如DLP光机等设备也可适用于本申请。

在一个示例性的实施例中，请参阅图1，其显示为本申请中的3D打印设备在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述3D打印设备包括：容器11、能量辐射装置12、隔离组件13、构件平台14、第一Z轴驱动机构15、控制装置(未予以图示)。

所述容器11用于盛放待固化材料，所述能量辐射装置12设置于所述容器11上方，所述能量辐射装置12根据所获取的切片图形向位于所述容器11内的打印基准面辐射能量。所述第一Z轴驱动机构15与所述构件平台14连接，用以调整所述构件平台14在Z轴方向上的位置。所述构件平台14在打印过程中位于所述容器11内并附着经能量辐射后得到的固化层。所述隔离组件13位于所述构件平台14与所述能量辐射装置12之间，所述隔离组件允许能量辐射装置部分进入待固化材料中，以使打印基准面可位于待固化材料液位自由面之下，避免受到待固化材料液面波动的影响。并且，所述隔离组件13具有透明底面，从而可在隔离所述构件平台与能量辐射装置的同时透过所述能量辐射装置所辐射的能量。所述透明底面的下表面通过固定件张紧设置有离型膜，所述离型膜利于图案固化层的剥离。其中，所述固定件具有用以暴露所述离型膜的中空部分，所述中空部分的宽度小于所述构件平台的轮廓宽度，由此在所述构件平台14随第一Z轴驱动机构15的移动过程中，当构件平台14碰撞到隔离组件13时首先碰撞到该固定件的本体部分，而无法继续触碰到隔离组件13的透明底面或能量辐射装置12，从而保护所述隔离组件13的透明底面及能量辐射装置12。所述控制装置电性连接所述能量辐射装置和第一Z轴驱动机构，从而基于所述三维模型中各切片数据控制所述能量辐射装置和Z轴驱动机构，以令所述能量辐射装置依据每一切片数据向打印基准面辐射能量，从而将打印基准面上的待固化材料辐射成型，由此在构件平台上得到对应的图案固化层，各图案固化层逐层堆叠累积后形成三维物体16。

在打印过程中，所述离型膜与构件平台之间或所述构件平台上的图案固化层之间形成打印基准面。其中，在打印第一层图案固化层时，打印基准面位于所述离型膜与构件平台之间；在打印后续的图案固化层时，均依次在前一层的图案固化层上继续堆叠成型，因此打印基准面位于所述离型膜与所述构件平台上的图案固化层之间。

所述构件平台可举例为一构件网板，构件网板表面设有通孔，这些通孔可呈点阵方式排布于构件网板表面。构件网板的下方设有用于承托构件网板的网板托架，所述网板托架则与第一Z轴驱动机构连接。构件网板是3D打印工艺中的工作平台，在3D打印过程中，构件网板位于容器内并浸没于容器内的待固化材料中，即，构件网板浸没于待固化材料的液面以下。

所述构件平台对应所述能量辐射装置的能量辐射方向设置，用于承载所形成的图案固化层。构件平台受第一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打印基准面，使得能量辐射装置可通过能量辐射照射待固化材料，经照射的待固化材料固化后累积附着在所述构件平台上。

在此，所述待固化材料可包括任何易于经由能量辐射装置的辐射而固化的材料，其液态材料举例包括：光固化树脂液，或掺杂了陶瓷粉末、颜色添加剂等混合材料的树脂液等；粉末材料包括但不限于：陶瓷粉末、颜色添加粉末等。在以下实施例中，以待固化材料为光敏树脂为例进行说明，因此，所述容器例如为3D打印设备中用于盛放光敏树脂的树脂槽。容器的材质包括但不限于：玻璃、塑料、固态树脂、不锈钢等。其中，所述容器的长度和宽度应大于能量辐射装置及构件平台的长度和宽度，以便在某些实施例中的打印过程中使所述能量辐射装置及构件平台位于所述容器内。所述容器的容量视3D打印设备的类型而定。例如，基于顶面曝光的LCD打印设备中容器的容量相对于基于顶面曝光的DLP打印设备中容器的容量较大。在某些实施例中，所述容器材料可设置为透明或非透明材料，并可在容器内壁贴设吸光纸，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。

在一个示例性的实施例中，所述隔离组件的整体为透明材质或所述隔离组件的底面安装一透明材质的面板以构成所述透明底面，所述透明材质可以为有机玻璃或石英玻璃材质。

在一种实施方式中，所述隔离组件包括：安装结构和透光板。

其中，所述安装结构用于安装透光板，所述安装结构可安装于3D打印设备的机架上，从而固定透光板的位置，所述透光板即构成隔离组件的透明底面，在所述透光板的下表面设置有离型膜。所述离型膜通过固定件设置于所述透光板的下方，在构件平台下降时，可以易于附着在构件平台上的固化层从所述离型膜上剥离。在本申请中，使用隔离组件可保证上投影3D打印设备做件时光学成像面的稳定，免除刮刀和液位传感器，保证零件的表面质量以及提高做件效率。

在一实施例中，所述安装结构为一安装框架，安装框架的中空部分可用于安装透光板。在可能的实施方式中，安装框架的框体上设有用以容纳所述透光板的凹槽，从而将所述透光板通过其四周边沿卡设在安装框架的框体内并借由安装框架的中空部分使透光板的中间部分暴露。在可能的实施方式中，所述安装框架的两侧可设置安装耳部，利用所述安装耳部可将安装框架固定于3D打印设备的机架上。进一步地，在某些实现方式中，所述安装耳部上还可设有安装孔。例如，安装框架可设于机架的中部安装平台或中部作业平台上，安装框架的安装耳部可通过螺钉、铆钉等方式固定于中部安装平台或中部作业平台的机架横梁上。

在另一实施例中，还可在透光板的安装面的四周边缘涂覆黏合剂，当将透光板的安装面抵靠于安装框架的底部时可粘结于安装框架。

所述透光板包括但不限于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。在此，所述透光板使用材料不受限于上述实施例，也可为具有使能量辐射装置所辐射的能量在其中传播至光敏树脂的高透光率以实现固化的材料特性的其余材料。

在一个示例性的实施例中，所述固定件可以为一安装框体，所述离型膜可通过螺丝等连接机构张紧固定在所述安装框体上，所述安装框体的中空部分用以暴露离型膜。应当理解，若所述离型膜以松弛的状态固定在安装框体上，则不利于在打印过程中与图案固化层的分离，故所述离型膜应以一定的张紧度固定在所述安装框体上，以使其尽量保持膜面的水平且平整。

在一实施例中，所述固定件可为安装块，即将离型膜通过安装块张紧固定在所述隔离组件的下表面。在本实施例中，所述安装块至少为两个，从而将离型膜的两侧固定在所述隔离组件的下表面以使离型膜的膜面尽量保持水平且平整。当然，所述安装块的数量也可以为三个、四个或更多个，在此不一一赘述。在可能的实施方式中，所述隔离组件和各安装块上设有对应的安装孔，在实际的操作过程中，可将离型膜铺设于隔离组件下表面并通过连接部件分别穿过隔离组件和各安装块上对应的安装孔从而将离型膜在垂直方向上通过固定件张紧固定在所述隔离组件的下表面。

在另一实施例中，请参阅图2，其显示为本申请中的固定件及离型膜在一实施方式中的分解结构示意图。如图所示，所述固定件为安装框体17，所述安装框体17包括上框体171和下框体172。所述离型膜131被张紧固定在上框体171与下框体172之间，由于上框体171与下框体172均具有中空部分，从而可在安装后使离型膜位于中空部分的部位暴露。在可能的实施方式中，所述隔离组件、上框体171和下框体172上设有对应的安装孔，在实际的操作过程中，可将离型膜张紧固定在上框体171和下框体172之间后，通过连接部件分别穿过上框体171和下框体172上对应的安装孔从而将离型膜以实现张紧固定。

在某些实施方式中，所述离型膜与所述隔离组件的透明底面之间保持一定间隙以在做件过程中起到一定的缓冲作用，由此避免离型膜与坚硬物体的硬性接触破坏离型膜，从而在一方面延长了离型膜的使用寿命，另一方面也避免了在设备异常时构件平台与隔离组件透明底面及能量辐射装置的接触，对隔离组件的透明底面以及能量辐射装置同时起到了保护作用。

需要说明的是，前述的固定件采用安装框体或安装块仅为一种示例性说明，在其他实施例中，固定件也可采用其他的固定结构，在此不再一一列举。

在可能的实施方式中，所述固定件与隔离组件的槽体之间为可拆式连接，从而便于替换离型膜。为此，所述固定件与隔离组件通过连接部件连接。例如，所述固定件可通过连接件固定在所述隔离组件的安装结构的下方，所述固定件与安装结构上分别开设有对应的螺孔，所述固定件与安装结构通过螺栓或螺丝连接以形成可拆卸的结构。其中，所述螺孔可以与上述实施例中(即图2对应的实施例)的螺孔为同一个，或是独立于上述实施例中的螺孔而单独开设。其中，所述连接部件为至少一个，其可以配置在所述固定件主体部分的上表面，从垂直方向上与隔离组件固定，也可以配置在所述固定件主体部分的侧壁上，从水平方向上与隔离组件固定。在此，当从水平方向上与隔离组件固定时，所述固定件可为框体结构且该框体结构的大小大于隔离组件的整体结构大小从而可将隔离组件容纳在其中空部分，并且隔离组件在中空部分的位置应当高于离型膜的位置。

在某些实施方式中，为使所述固定件与3D打印设备固定以将所述隔离组件固定在所述构件平台与能量辐射装置之间，所述固定件一侧还设有用以与3D打印设备的机架配合连接的连接部，例如连杆等。

在本申请的一种实施方式中，将所述离型膜张紧设置在固定件上，再通过连接部件将固定件固定在所述隔离组件透明底面的下表面。例如，当所述连接部件为螺钉时，所述螺钉从固定件的底部向上穿过，并刺破离型膜穿入隔离组件下表面，从而将固定件、离型膜、以及隔离组件三者固定。由此，所述能量辐射装置所辐射的能量可穿过隔离组件的透明底面、固定件的中空框体以及离型膜，进而在打印基准面上使光敏树脂成型。在打印过程中，所述隔离组件可允许能量辐射装置与打印基准面保持较小距离从而保证打印质量，并使其透明底面以及能量辐射装置在打印过程中避免被光敏树脂沾染。

在某些实施方式中，为便于调整隔离组件的位置，3D打印设备的机架上设有用于固定所述隔离组件并可驱动所述隔离组件在Z轴方向上或水平方向上移动的固定机构，所述固定机构即作为隔离组件的承载结构。在可能的实施方式中，所述固定机构设置在3D打印设备的机架侧壁或顶部等位置，所述固定机构包括移动模块和限位模块。所述移动模块可产生在水平面内的平移运动或Z轴的升降运动，带动设置在固定机构上的隔离组件随之在树脂槽内上下移动或水平移动。所述限位结构用于锁紧移动模块，将移动模块固定在一具体空间位置，在固化过程中，所述移动模块处于锁紧状态。

在一个示例性的实施例中，所述离型膜亦称为薄膜、覆膜。

在某些实施方式中，所述离型膜具有微孔结构，所述微孔结构的孔径为0.5μm至100μm(微米)，以提升离型膜的粘结强度，便于所述离型膜与构建平台或者已制造的3D物体相互附着或黏合或粘接。在一个优选实施例中，在所述离型膜上的微孔结构可为孔径是2μm-20μm之间的微孔，比如为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm等。

在某些实施例中，所述离型膜具有的微孔结构可为通孔结构或闭孔结构。例如，一种结构在于所述微孔结构为通孔结构，所述通孔贯通离型膜本体。又如，所述微孔结构为闭孔结构，所述闭孔未贯通离型膜本体。所述离型膜上微孔结构的排布方式将依据本领域技术人员面临的实际工程需要进行针对性设计，例如微孔结构为通孔结构排布、闭孔结构排布、通孔结构和闭孔结构混合排布等等。离型膜上可遍布类似的上述的微孔结构以增强离型膜及所附着或黏合或粘接的已制造的3D物体部分的粘结度，减少3D构件与附着或黏合或粘接在构件平台上膜层脱离的情况。

在某些实施方式中，所述离型膜可采用高分子材料。高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物为基体，再配有其他添加剂(助剂)所构成的材料。在本实施例中，所述离型膜所采用的高分子材料多指具有黏合性能的高分子胶粘剂，是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料，应用广泛且黏合性能强。

在某些实施例中，所述离型膜包括：基层和胶层。离型膜的一面能更紧密的黏合于构建板，另一面也能令经照射固化的图案固化层附着或黏合或粘接于膜层上，减少打印时三维物体从膜层上脱落分离的情况。

在某些实施例中，所述基层为经由流延、拉伸、或吹涨法工艺成型的尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、或者聚甲基丙烯酸等材料制备而成，但并不以此为限制。在某些实施例中，所述胶层的材质为尿醛树脂、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等，但并不以此为限制，在此不予赘述。所述的胶层的材质粘结强度足够经受打印工作时的拉扯力。

在某些实施例中，所述基层还可以为织物纤维的材质。一般的，织物结构是经纱和纬纱在织物中相互之间的空间关系，交叉和绕结是纱线能构成的两种稳定结构关系，使织物保持稳定的形态和特定力学性能。凡是直径在数微米到数十微米或者略粗些，长度比直径大许多倍(上千倍甚至更多)的物体，一般都称作纤维。织物纤维的长度往往达到数十毫米以上，具有一定的强度、一定的可挠曲线和互相纠缠抱合性能，化学稳定性好和其他服用性能。因此用织物纤维的材质制成的基层可稳定的与胶层或者已制造的3D物体黏合，即使打印工作时具有高强度的拉扯力，也能保证基层不与胶层或者已制造的3D物体脱落分离。

在某些实施例中，所述织物纤维的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸(PMMA)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚苯醚(PPO)、或者聚氨酯(PU)材料等，但并不以此为限制，在此不予赘述。

但所述离型膜不限于任何能可作为离型膜黏合已制造的3D物体的材料。例如所述离型膜还可以为合金膜，即，用于制作成离型膜的材料是合金材料。合金，是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质，一般通过熔合成均匀液体和凝固而得，根据组成元素的数目，可分为二元合金、三元合金和多元合金。本实施例中，所述合金膜可例如铝合金膜、锌合金膜材料等制成，也可以采用如铜合金膜材料制备而得，但不以此为限，在此不予赘述。

所述胶层经由涂胶设备涂覆于所述基层上。例如胶层可通过涂胶机均匀的涂覆于基层上，但并不以此为限，例如，所述涂胶设备还可为涂覆机、刮胶机、自动喷涂机等。

在一实现方式中，所述基层为经由流延、拉伸、或吹涨法工艺成型的尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、或者聚甲基丙烯酸等材料制备而成。所述胶层的材质为尿醛树脂、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等，所述胶层的材质粘结强度足够经受打印工作时的拉扯力，在此不予赘述。所述胶层经由涂胶设备涂覆于所述基层上，例如所述胶层可通过涂胶机均匀的涂覆于基层上，但并不以此为限制，如所述涂胶设备还可为涂覆机、刮胶机、自动喷涂机等。

在另一实现方式中，所述基层为织物纤维的材质。进一步的，所述织物纤维的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸(PMMA)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚苯醚(PPO)、或者聚氨酯(PU)材料等，但并不以此为限制，在此不予赘述。所述胶层的材质为尿醛树脂、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等，所述胶层的材质粘结强度足够经受打印工作时的拉扯力，但并不以此为限制，在此不予赘述。所述胶层经由涂胶设备涂覆于所述基层上，例如所述胶层可通过涂胶机均匀的涂覆于基层上，但并不以此为限制，如所述涂胶设备还可为涂覆机、刮胶机、自动喷涂机等。

在一个示例性的实施例中，所述构件平台的轮廓宽度大于所述固定件的中空部分的宽度。其中，所述中空部分即指固定件相对的本体部分之间的间隙长度。例如，在图2所示的实施例中，所述固定件为安装框体，所述中空部分的宽度即指所述安装框体短边处的内壁之间距离W0，则所述构件平台的轮廓宽度应大于W0。而当所述固定件为安装块时，所述中空部分即指相邻的固定块之间的距离。

其中，所述轮廓宽度即指对一构件平台而言在宽度方向上结构轮廓线之间的最长距离。具体地说，对于整体形状为矩形的构件平台来说，所述轮廓宽度即为其宽度方向上的距离；对于其他形状(包括不规则状)的构件平台来说，所述轮廓宽度即为其轮廓的两极位置之间的距离，即根据摆放方向而确定的轮廓的最左侧到最右侧之间的距离或轮廓的最上侧到最下侧之间的距离。

请参阅图3，其显示为本申请中的构件平台在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述构件平台14包括主体1401以及位于所述主体1401一侧的至少一止挡部1402。在本实施例中，所述轮廓宽度为根据图3中构件平台的摆放方向而确定的轮廓最上侧到最下侧之间的距离，换言之，所述轮廓宽度(W3)为构件平台的主体1401宽度(W1)与止挡部1402宽度(W2)之和，即：W3＝W1+W2，且W3大于W0。

其中，所述主体部分与止挡部可以为通过螺丝等连接件连接，也可以为一体式结构。在本实施例中，所述止挡部1402为形成于所述主体1401一侧的延伸段，所述止挡部1402可以如图3所示设置于所述主体1401一边的两侧，也可以是分别设置在所述主体的两边，或是设置在所述主体一边的中间位置等，在此不一一列举。

在一实施方式中，所述构件平台的主体1401宽度可小于所述固定件的中空部分的宽度，而主体1401宽度与止挡部1402宽度之和大于所述固定件的中空部分的宽度。

在一个示例性的实施例中，所述能量辐射装置包括壳体、辐射源、至少一散热装置、以及导向机构。

所述辐射源及导向机构位于所述壳体内，所述辐射源用于在工作状态下提供辐射能量，所述至少一散热装置设置在所述辐射源的至少一侧，散热装置在工作状态下产生散热能从而帮助所述辐射源散热。所述导向机构设置于所述至少一散热装置与所述辐射源之间，用于将所述散热装置提供的散热能按照预设的路径在所述壳体内流通以利于散热。其中，所述预设的路径是根据导向机构的设置位置和结构而确定的。

所述散热装置包括但不限于为风扇、冷源等。所述散热能根据散热装置的类型而确定，例如当所述散热装置为风扇时，所述风扇在工作状态下产生风能，该风能即为所述散热能；当所述散热装置为冷源时，所述冷源在工作状态下产生低温热能，该低温热能即为所述散热能。所述散热装置可以设置在壳体内部，也可以设置在壳体上，但无论设置在壳体内部或是壳体上，所述散热装置用以输出散热能的输出口均通过导向机构连通到壳体内。在一实施方式中，所述散热装置包括第一散热装置和第二散热装置，所述第一散热装置用以将壳体外的气流导入壳体内，所述第二散热装置用以将壳体内的气流导出壳体外，以此进行换热。其中，第一散热装置和第二散热装置的数量可以为一个，也可以为多个，在实际应用中可根据辐射源的体积以及散热效果而确定，例如当辐射源体积较大、产热较多时，可设置多个第一散热装置和第二散热装置以加快散热；当辐射源体积较小、产热较少时，也可仅设置一个第一散热装置和第二散热装置。并且所述第一散热装置和第二散热装置的位置也可根据实际需求而配置，例如分别设置在壳体两侧，或分别位于壳体的侧部和顶部等。

所述导向机构包括由至少一导向板形成的导向通道，从而将散热装置提供的散热能引导至辐射源附近，帮助辐射源散热。

所述辐射源包括背光模组及位于所述背光模组的发光面侧的液晶面板，所述背光膜组的光源举例包括冷阴极荧光灯、发光二极管，所述液晶面板举例包括LCD面板等。由于辐射源在工作过程中产生的热量主要来自于背光模组，因此所述导向机构位于所述至少一散热装置与所述背光模组之间。在某些实施方式中，所述背光模组还配置有自身的散热机构，则进一步地，所述导向机构可位于所示至少一散热装置与所述背光模组的散热机构之间。以所述光源为发光二极管即LED且所述液晶面板为LCD面板为例，LED通常还配置有散热片对其工作过程中产生的热量进行散热，则所述导向机构可设置于所述至少一散热装置的输出口与散热片的一侧之间。

请参阅图4并结合图6,其中，图4显示为本申请中的能量辐射装置在一实施方式中的结构示意图，图6显示为本申请中的能量辐射装置、隔离组件和安装框体在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述能量辐射装置的壳体121内设置有辐射源122，所述辐射源122包括背光模组122a及液晶面板122b，所述液晶面板122b位于背光模组122a的发光面侧，即图中的向下方向。在此，所述背光模组122a的光源为LED，所述背光模组还包括散热片以对LED在工作过程中产生的热量进行散热。在所述壳体的侧边并排设有两个第一散热装置123a，在所述壳体的顶部设有两个第二散热装置123b。所述第一散热装置123a的输入口位于壳体外部，所述第一散热装置123a的输出口连通壳体内部；所述第二散热装置123b的输入口位于壳体内部，所述第二散热装置123b的输出口连通壳体外部。在第一散热装置123a与背光模组制件设有导向机构124，所述导向机构124为一斜向设置的导向板，该导向板的一端位于第一散热装置123a的输出口，导向板的另一端位于所述背光模组的散热片底部一侧。进一步地，为使第一散热装置123a所输入至壳体内的散热能更多地被分配到壳体下部以利于散热，所述导向板在第一散热装置123a的输出口的位置位于所述输出口偏上方处，即位于导向板上方的输出口面积小于位于导向板下方的输出口面积。

在第一散热装置123a和第二散热装置123b工作时，诚如图4中的各箭头反向所示，壳体外部的气流通过第一散热装置123a引入壳体内，一小部分的气流从所述导向板的上方通过，经散热片顶部流向第二散热装置123b的输入口以输出至壳体外，大部分的气流从所述导向板的下方通过，从背光模组122a的一侧经背光模组122a的下方流至122a背光模组的另一侧，并经由散热片上方流向第二散热装置123b的输入口以输出至壳体外。本实施例中的结构对第一散热装置的进气进行分流，将大部分气流引导至背光模组与液晶面板之间，降低背光模组对液晶面板的热辐射引起的升温，并且小部分流至背光模组散热片的气流也可辅助散热片的散热。

应当理解，由于两个第一散热装置为并排设置，且图4为能量辐射装置的主视图，因此由于视图角度关系在图4中仅显示一个第一散热装置，同理第二散热装置也亦如此。并且，虽然在本实施例中均以第一散热装置和第二散热装置为风扇举例进行说明，但实际应用中并不以此为限。进一步地，所述第一散热装置和第二散热装置的设置数量、设置位置也可根据实际需求予以调整。

在一个示例性的实施例中，请继续参阅图4，所述隔离组件13固定连接在所述能量辐射装置12的下表面。在可能的实施方式中，所述能量辐射装置与隔离组件之间为可拆式连接，从而便于设备的维护或检修。

在一实施方式中，所述能量辐射装置与隔离组件通过连接部件连接。例如，所述隔离组件的安装结构可通过连接件固定在所述能量辐射装置的下方，所述能量辐射装置与安装结构上分别开设有对应的螺孔，所述能量辐射装置与安装结构通过螺栓或螺丝连接以形成可拆卸的结构。其中，所述连接部件为至少一个，其可以配置在所述安装结构的上表面，从垂直方向上与能量辐射装置固定。

在另一实施方式中，所述能量辐射装置还可与固定件通过连接部件连接，例如，所述固定件可通过连接件固定在所述能量辐射装置的下方，所述能量辐射装置与固定件上分别开设有对应的螺孔，所述能量辐射装置与固定件通过螺栓或螺丝连接以形成可拆卸的结构。其中，所述连接部件为至少一个，其可以配置在所述固定件的上表面，从垂直方向上与能量辐射装置固定。同时，所述固定件与安装结构固定，从而将隔离组件间接固定连接在所述能量辐射装置的下表面。

在本申请的一种实施方式中，请参阅图5，其显示为本申请中图4的A部放大图。如图所示，所述安装框体(即固定件)17将离型膜131张紧设置于所述隔离组件的透明底面即透光板132下方，离型膜131与透光板132之间具有一定间隙。安装框体17与隔离组件13通过连接部件连接，隔离组件13与能量辐射装置之间通过连接部件连接，从而将隔离组件13固定连接在所述能量辐射装置12的下表面。

进一步地，从图5中可以看到，在本实施例中，能量辐射装置的液晶面板122b被隔离组件13所包围，因此在进入待固化材料中时，不会使液晶面板122b受到污染，从而允许能量辐射装置部分进入待固化材料中，以使打印基准面可位于待固化材料液位自由面之下，避免受到待固化材料液面波动的影响。

在一个示例性的实施例中，所述第一Z轴驱动机构亦被称之为平台升降机构。所述第一Z轴驱动机构连接构件平台，用于驱动所述构件平台在Z轴方向移动。当3D打印设备对容器内的待固化材料进行打印完成一固化图层时，第一Z轴驱动机构带动构件平台下降一预设高度作为下一个固化图层的厚度，其中，构件板下降的预设高度可以为0.05毫米至0.15毫米。

在可能的实施方式中，所述第一Z轴驱动机构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：用于表示构件平台上升、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件平台上的固定杆，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件平台上，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。

在一个示例性的实施例中，所述3D打印设备还包括第二Z轴驱动机构，所述第二Z轴驱动机构连接所述能量辐射装置及控制装置，以在控制装置的控制下调整所述能量辐射装置在Z轴方向上的位置，从而与构件平台的位置配合完成打印工作。

在可能的实施方式中，所述第二Z轴驱动机构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能量辐射装置升降移动。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：用于表示能量辐射装置上升、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能量辐射装置上的固定杆，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能量辐射装置上，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。

在一个示例性的实施方式中，请参阅图7a～图7b，图7a～图7b显示为本申请的第一Z轴驱动机构和第二Z轴驱动机构在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述第一Z轴驱动机构15与构件平台14连接，用以驱动构件平台14在Z轴方向上运动，所述第二Z轴驱动机构18与能量辐射装置12连接，用以驱动能量辐射装置12在Z轴方向上运动。

在一实施方式中，在打印时首先通过第一Z轴驱动机构15将构件平台14移动至容器内，再令所述第二Z轴驱动机构18驱动能量辐射装置12移动至构件平台14的上方。能量辐射装置12向打印基准面辐射能量以使待固化材料成型并附着在构件平台14上，在打印完一层的固化层后，第一Z轴驱动机构15控制构件平台14下降一层的厚度，继续下一固化层的打印，由此逐层打印累积成三维物体16。在打印完成后，通过第二Z轴驱动机构18上升，使能量辐射装置与构件平台14之间保持距离以利于取件及清洁。应当理解，虽然在本实施方式中在打印时以先驱动构件平台14后驱动能量辐射装置12为例，但在某些实施方式中，也可在打印时同时控制第一Z轴驱动机构和第二Z轴驱动机构分别将构件平台和能量辐射装置移动至相应位置以执行打印任务，在此不再赘述。

在一个示例性的实施例中，所述3D打印设备还包括至少一个传感装置，所述传感装置用以检测构件平台或能量辐射装置在Z轴方向上的位置。所述传感装置与控制装置电性连接，以便将感数据发送给控制装置，控制装置根据感应数据控制第一Z轴驱动机构或第二Z轴驱动机构的运动。所述传感装置举例包括但不限于位移传感器、接近传感器等。

在一实施方式中，请参阅图7a并结合图7b，所述传感装置包括第一传感装置191和第二传感装置192，所述第一传感装置191和第二传感装置192设置在所述第一Z轴驱动机构的行程范围内，用以检测所述构件平台14在Z轴方向上的位置。在所述构件平台的移动过程中，所述第一传感装置191和第二传感装置192可感应第一Z轴驱动机构在Z轴方向上的位置，进而能够检测构件平台在Z轴方向上的位置。在3D打印设备的工作过程中，所述控制装置可在控制第一Z轴驱动机构移动的过程中，通过第一传感装置191和第二传感装置192所反馈的感应数据进一步控制第一Z轴驱动机构停止移动或继续移动至相应位置。

在一实施方式中，所述传感装置还可包括第三传感装置193和第四传感装置194，所述第三传感装置193和第四传感装置194设置在所述第二Z轴驱动机构的行程范围内，用以检测所述能量辐射装置12在Z轴方向上的位置。在所述能量辐射装置12的移动过程中，所述第三传感装置193和第四传感装置194可感应第二Z轴驱动机构在Z轴方向上的位置，进而能够检测能量辐射装置在Z轴方向上的位置。在3D打印设备的工作过程中，所述控制装置可在控制第二Z轴驱动机构移动的过程中，通过第三传感装置193和第四传感装置194所反馈的感应数据进一步控制第二Z轴驱动机构停止移动或继续移动至相应位置。

在本申请的一种实施方式中，第一传感装置191和第二传感装置192可通过检测第一Z轴驱动机构的位置确定构件平台14在Z轴方向上的位置、以及通过第三传感装置193和第四传感装置194可检测第二Z轴驱动机构的位置以确定能量辐射装置12在Z轴方向上的位置，从而通过第一传感装置191、第二传感装置192、第三传感装置193和第四传感装置194与控制装置的电性连接对第一Z轴驱动机构和第二Z轴驱动机构进行反馈控制。例如，当3D打印设备需要进行打印工作时，控制装置通过驱动第一Z轴驱动机构和第二Z轴驱动机构分别将构件平台和能量辐射装置移动至做件位置，通过第二传感装置和第四传感装置可分别检测构件平台和能量辐射装置是否到达做件位置；在打印完成后，控制装置通过驱动第二Z轴驱动机构将能量辐射装置向上提升以便于与构件平台之间形成利于取件和清洁的空间，通过第三传感装置193可检测能量辐射装置是否到达取件位置。进一步地，所述第一Z轴驱动机构将构件平台向上提升至取件位置以便对容器内的待固化材料进行清洁或其他操作。

应当理解，所述做件位置即指在进行逐层打印时所在的位置。对于构件平台而言，所述做件位置即位于容器内的待固化材料液位自由面之下，对于能量辐射装置而言，其做件位置即位于构件平台做件位置的上方，以便使离型膜与构件平台之间构成打印基准面。所述取件位置即为3D打印设备中位于上方的位置，以使能量辐射装置与构件平台之间、或构件平台与容器之间保持空间以利于操作。

在一个示例性的实施例中，所述3D打印设备还包括刮刀机构，所述刮刀机构可在打印时将待固化材料均匀涂覆在所述打印基准面上，或者在非打印时通过清理打印基准面或离型膜上的残渣。

应当理解，在某些实施方式中，所述打印基准面也可位于待固化液面自由面上，而当打印基准面位于待固化液面自由面上时，打印过程中因构件平台的Z轴移动或其他相关因素会使打印基准面产生波动，因此通过刮刀机构可对打印基准面的待固化材料进行均匀涂覆。另一方面，受到过固化等影响，在打印过程中，一些待固化材料会受到辐射后产生残渣，这些残渣会沾覆在打印基准面及离型膜上，影响打印质量甚至会破坏离型膜，而在一些实施方式中，当能量辐射装置在打印时位于待固化材料自由面之下时(即浸入待固化材料中时)，这些残渣也会沾覆在能量辐射装置上。因此，所述刮刀机构还可用以清理这些经能量辐射装置辐射后的待固化材料产生的残渣。

在本实施例的一种实现方式中，所述刮刀机构可以是刮板。所述刮板中设置有真空泵与传感器，在刮板进行刮涂或涂覆运动时真空泵保持抽气工作，把真空泵调到一定的压力后，未被固化的材料在刮板吸附槽的负压作用下被吸附到吸附槽中，而后将吸附槽中的待固化材料涂覆到构件平台与打印面间，并消除待固化材料中产生的气泡。所述传感器可实时监测刮板中真空泵的真空度并将真空度信息反馈至所述控制装置以调节真空泵的工作，从而实现刮涂过程中真空腔内负压的稳定。

在本实施例的一种实现方式中，所述刮刀机构可设置为抚平杆。所述抚平杆包括支架、转动轴与可绕转轴转动的套筒，所述支架两端架设在支撑机构上并与移动机构连接。在移动机构的带动下，所述抚平杆可在其所处水平面内移动，所述套筒可绕转动轴旋转，藉以实现对待固化材料的刮涂或涂覆。所述支撑机构将所述刮刀机构固定在所述容器内，并与所述刮刀机构活动连接。在本申请的一实现方式中，所述支撑机构可采用具有一定的结构强度的材料如不锈钢、铝合金等金属复合材料制成，包含使得刮刀机构在一定路径上移动的导向结构如导轨。所述刮刀机构装配在支撑机构上沿导轨在容器内运动。所述移动机构用于将所述刮刀机构装配在支撑机构上并受所述控制装置控制，用于带动所述刮刀机构在所述构件平台与打印面的缝隙之内移动。构件平台所述构件平台与打印之间的缝隙即可满足所述刮刀机构在其中运动的一定间距。在本申请的一实现方式中，所述移动机构包括驱动装置与连接部，所述连接部、驱动装置以及刮刀机构的位置相对固定，所述连接部将刮刀机构装配在支撑机构上，所述驱动装置在控制装置的控制下带动刮刀机构运动。所述驱动装置可以为行进电机，所述连接部可设置为安装梁，所述安装梁两端可设置在支撑机构的导轨上，所述刮刀机构设置在安装梁主体上在行进电机的带动下随安装梁一起沿导轨移动。以实现将所述待固化材料涂覆在构件平台与打印面的缝隙中并消除气泡。

在可能的实施方式中，所述刮刀机构设置在所述隔离组件下方，用于在所述构件平台与所述隔离组件完成固化层剥离后执行刮涂操作，以将待固化材料填充到构件平台与打印面之间；或者在打印完成后，通过往复的运动以清理所述打印基准面或离型膜上的残渣。

在一个示例性的实施例中，所述控制装置电性连接所述能量辐射装置、第一Z轴驱动机构、以及第二Z轴驱动机构。所述控制装置用于基于三维模型中各切片数据，控制所述能量辐射装置的照射时间、功率、或者频率中的至少一种、并且控制第一Z轴驱动机构和第二Z轴驱动机构沿竖直轴向移动，以在所述构件平台上附着并堆叠图案固化层以得到对应的3D构件。

在可能的实施方式中，所述控制装置可包括：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、第一Z轴驱动机构、以及第二Z轴驱动机构。各接口根据实际数据传输协议而被配置在控制装置上，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能够与上述能量辐射系统、第一Z轴驱动机构、以及第二Z轴驱动机构进行交互。

在打印期间，所述控制装置控制第一Z轴驱动机构、第二Z轴驱动机构移动到打印位置，并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，由所述能量辐射系统将所述图像照射到打印面，所照射的能量将打印层的待固化材料固化成对应的图案固化层。所述控制装置还用于在照射间隙向所述第一Z轴驱动机构发送控制指令，例如，所述控制装置在控制能量辐射装置照射完成后，向第一Z轴驱动机构发送下降方向和转速的控制指令，所述第一Z轴驱动机构基于所述控制指令下降至相距能量辐射装置图像显示面的预设高度，再由所述控制装置向第一Z轴驱动机构发送包含上升方向和转速的控制指令，使得所述第一Z轴驱动机构带动构件平台向打印面移动。在整个上升和下降期间，所述控制装置通过监测所述第一Z轴驱动机构的运动来确定构件平台相对于打印面的间距，并在所述构件平台达到对应间距时，输出包含停止的控制指令。控制装置通过判断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。在打印完毕后，控制所述第二Z轴驱动机构带动能量辐射装置上升，以留出空间以便清洁离型膜和打印成型面上的残渣。

在本申请的一种实施方式中，请参阅图1并结合图8，其中，图8显示为本申请中图1的打印设备在另一打印状态下的实施例示意图。在3D打印设备工作时，首先通过第一Z轴驱动机构15和第二Z轴驱动机构18分别驱动构件平台14和能量辐射装置12移动至容器11内的做件位置，然后控制装置控制所述能量辐射装置12根据所获取的切片图形向位于所述容器11内的打印基准面辐射能量。在此过程中，所述隔离组件13的隔离作用允许能量辐射装置12部分进入待固化材料中，以使打印基准面可位于待固化材料液位自由面之下，避免受到待固化材料液面波动的影响。并且，所述隔离组件13具有透明底面，从而可在隔离所述构件平台14与能量辐射装置12的同时透过所述能量辐射装置12所辐射的能量。所述透明底面的下表面通过固定件张紧设置有离型膜以利于图案固化层的剥离。在所述构件平台14随第一Z轴驱动机构15的移动过程中，当构件平台14碰撞到隔离组件13时首先碰撞到该固定件的本体部分，而无法继续触碰到隔离组件13的透明底面或能量辐射装置12，从而保护所述隔离组件13的透明底面及能量辐射装置12。在打印完一固化层后，所述控制装置控制第一Z轴驱动机构15移动一固化层的厚度以打印下一固化层，并令所述能量辐射装置12依据下一切片数据向打印基准面辐射能量，从而将打印基准面上的待固化材料辐射成型，由此在构件平台14上得到对应的图案固化层，各图案固化层逐层堆叠累积后形成三维物体16。在三维物体16打印完成后，将能量辐射装置12升高至上方的取件位置，以使其与构件平台之间留出便于取件和清洁的空间。

综上所述，本申请的3D打印设备的隔离组件设置于所述构件平台上方，具有透明底面，透明底面的下表面设有离型膜，离型膜的膜面位于待固化材料的液面之下后与所述构件平台或所述构件平台上的图案固化层之间形成打印基准面，由于是通过没于光固化材料内的离型膜与构件平台或构件平台上的图案固化层之间形成打印基准面，可使得打印基准面无需借助外部液面抹平装置即可避免受到光固化材料液位波动的影响，确保成品零件的打印质量。

本申请通过固定件将离型膜张紧设置在透明底面的下表面，离型膜与透明底面之间保持一定间隙，使得在做件过程中可起到缓冲作用，延长离型膜的使用寿命。本申请中通过第二Z轴驱动机构连接能量辐射装置，以便于在打印完成后的取件及清洁等步骤，降低掉件风险。其次，本申请中构件平台的轮廓宽度大于固定件的中空部分的宽度，对离型膜、隔离组件的透明底面以及能量辐射装置起到了保护作用。另外，本申请能量辐射装置中的散热装置及导向机构可有效帮助背光模组和液晶面板散热，延长设备的使用寿命。

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 (14)

1.一种3D打印设备，用于将经分层处理的三维模型打印成三维物体，其特征在于，包括：

容器，用于盛放待固化材料；

能量辐射装置，设置于所述容器上方，被配置为在接收到打印指令时通过控制程序向所述容器内的打印基准面辐射能量，以固化所述打印基准面上的待固化材料；

构件平台，在打印过程中位于所述容器内，用于附着经能量辐射后得到的固化层，以便经由所述固化层累积形成三维物体；

第一Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，用以调整所述构件平台在Z轴方向上的位置；

隔离组件，位于所述构件平台与所述能量辐射装置之间，包括用以透过所述能量辐射装置所辐射的能量的透明底面，用于隔离所述构件平台与能量辐射装置；所述透明底面的下表面通过固定件张紧设置有离型膜，所述离型膜与所述构件平台或所述构件平台上的图案固化层之间形成所述打印基准面以利于剥离作业；其中，所述固定件具有用以暴露所述离型膜的中空部分，所述中空部分的宽度小于所述构件平台的轮廓宽度；

控制装置，电性连接所述能量辐射装置和第一Z轴驱动机构，用于基于所述三维模型中各切片数据控制所述能量辐射装置和Z轴驱动机构，以在所述构件平台上附着并堆叠图案固化层以得到对应的三维物体。

2.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述构件平台包括主体和位于所述主体一侧的至少一止挡部。

3.根据权利要求2所述的3D打印设备，其特征在于，所述构件平台的主体宽度小于所述固定件的中空部分的宽度。

4.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述隔离组件包括安装结构和设于所述安装结构上的透光板，所述离型膜通过所述固定件张紧设置于所述透光板的下方。

5.根据权利要求4所述的3D打印设备，其特征在于，所述固定件通过连接件固定在所述安装结构的下方。

6.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述隔离组件固定连接在所述能量辐射装置的下表面。

7.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，还包括第二Z轴驱动机构，连接所述能量辐射装置及控制装置，用以调整所述能量辐射装置在Z轴方向上的位置。

8.根据权利要求7所述的3D打印设备，其特征在于，还包括至少一个用于检测所述构件平台和/或所述能量辐射装置在Z轴方向上的位置的传感装置，所述传感装置与所述控制装置电性连接。

9.根据权利要求8所述的3D打印设备，其特征在于，所述传感装置包括：设置在所述第一Z轴驱动机构行程范围内的第一传感装置和第二传感装置，用以限制所述构件平台在所述Z轴方向上的移动范围。

10.根据权利要求8或9所述的3D打印设备，其特征在于，所述传感装置包括：设置在所述第二Z轴驱动机构行程范围内的第三传感装置和第四传感装置，用以检测所述能量辐射装置在所述Z轴方向上的位置。

11.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述能量辐射装置包括：

壳体；

辐射源，用于在工作状态下提供辐射能量；

至少一散热装置，设置在所述辐射源的至少一侧，用于在工作状态下产生散热能以对所述辐射源散热；

导向机构，设置于所述至少一散热装置与所述辐射源之间，用于将所述散热装置提供的散热能按照预设的路径在所述壳体内流通以利于散热。

12.根据权利要求11所述的3D打印设备，其特征在于，所述辐射源包括：背光模组及位于所述背光模组的发光面侧的液晶面板，所述导向机构位于所述至少一散热装置与所述背光模组之间。

13.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，还包括刮刀机构，用以在打印状态下将待固化材料均匀涂覆在所述打印基准面上；或者，在非打印状态下清洁所述打印基准面或离型膜上经能量辐射装置辐射后的待固化材料产生的残渣。

14.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述的3D打印设备为基于顶面曝光的LCD打印设备。

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