CN212555055U - 隔离组件及适用的3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种隔离组件及适用的3D打印设备，所述隔离组件包括：隔离台、离型膜、以及负压装置。其中，隔离台位于3D打印设备的构件平台与能量辐射装置之间，具有透明底面、以及形成于所述透明底面上的若干通孔；离型膜设置于隔离台的透明底面的下表面，离型膜与构件平台或图案固化层之间形成打印基准面以利于剥离作业；负压装置与若干通孔相连通，用以借由产生的负压将离型膜与透明底面的下表面之间的空气吸出以维持所述离型膜的位置稳定。由此一方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，另一方面通过负压作用避免离型膜下垂，提高了离型膜的使用寿命以及构件的打印精度。

Description

隔离组件及适用的3D打印设备

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种隔离组件及适用的3D打印设备。

背景技术

在3D打印过程中，树脂槽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。在一些实施方式中，可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；并且，在实际的液位调整中，不可避免地存在液位波动的情况，导致光固化材料液位调整不佳，而且刮刀也可能会与零件的固化层触碰就刮擦，导致在做完的成品零件上出现一道道的层纹，影响成品零件质量。

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隔离组件及适用的3D打印设备。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请公开一种隔离组件，应用于3D打印设备，所述 3D打印设备包括：用于盛放待固化材料的容器、位于所述容器上方的能量辐射装置、以及用以累积附着图案固化层以形成3D构件的构件平台，所述隔离组件包括：隔离台，位于所述构件平台与能量辐射装置之间，具有用以透过所述能量辐射装置所辐射的能量的透明底面、以及形成于所述透明底面上的若干通孔，用以隔离所述构件平台与能量辐射装置；离型膜，设置于所述隔离台的透明底面的下表面，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打印基准面以利于剥离作业；以及负压装置，与所述透明底面上的若干通孔相连通，用以借由产生的负压将所述离型膜与所述透明底面的下表面之间的空气吸出以维持所述离型膜的位置稳定。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述隔离台包括：安装结构和设于所述安装结构上的透光板，所述离型膜设于所述透光板的底面。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述安装结构为安装槽框架。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述安装结构上设有用于防止待固化材料污染所述透光板的顶面的排除结构。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述隔离台还包括用于将所述离型膜张紧设置于所述透明底面的下表面的离型膜固定件。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述透明底面为有机玻璃或石英玻璃材质。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述隔离台为上部开口的槽体，所述槽体的底面为透明材质以形成所述透明底面。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述隔离组件还包括固定边框，用以将所述离型膜张紧设置于所述透明底面的下表面、以及将所述隔离台固定在构件平台与能量辐射装置之间。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述负压装置包括：负压源，用以产生并控制负压压力；至少一导管，一端连通所述负压源，另一端探入所述透明底面上的若干通孔内，用以借由所述负压源产生的负压将所述离型膜与所述透明底面的下表面之间的空气吸出以维持所述离型膜的位置稳定。

本申请的第二方面提供一种3D打印设备，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，在打印状态中位于所述容器内，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打印构件；隔离台，位于所述构件平台与能量辐射装置之间，具有用以透过所述能量辐射装置所辐射的能量的透明底面、以及形成于所述透明底面上的若干通孔，用以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打印基准面以利于剥离作业；Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，被配置为依据打印指令调整所述构件平台与所述离型膜之间的间距以填充待固化材料；负压装置，与所述透明底面上的若干通孔相连通，用以借由产生的负压将所述离型膜与所述透明底面的下表面之间的空气吸出以维持所述离型膜的位置稳定；控制装置，电性连接所述能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及负压装置，用于基于三维模型中各切片数据，控制所述能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及负压装置，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。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述隔离台包括：安装结构和设于所述安装结构上的透光板，所述离型膜设于所述透光板的底面。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述安装结构为安装槽框架。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述安装结构上设有用于防止待固化材料污染所述透光板的顶面的排除结构。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述隔离台还包括用于将所述离型膜张紧设置于所述透明底面的下表面的离型膜固定件。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述透明底面为有机玻璃或石英玻璃材质。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述隔离台为上部开口的槽体，所述槽体的底面为透明材质以形成所述透明底面。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述3D打印设备还包括固定边框，用以将所述离型膜张紧设置于所述透明底面的下表面、以及将所述隔离台固定在构件平台与能量辐射装置之间。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述负压装置包括：负压源，用以产生并控制负压压力；至少一导管，一端连通所述负压源，另一端探入所述透明底面上的若干通孔内，用以借由所述负压源产生的负压将所述离型膜与所述透明底面的下表面之间的空气吸出以维持所述离型膜的位置稳定。

综上所述，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。另外，本申请还通过负压装置及透明底面上的通孔形成负压通道，从而对透明底面下表面以及离型膜之间的空气进行抽取，由此通过负压作用避免离型膜下垂，提高了离型膜的使用寿命以及构件的打印精度。

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显示为本申请中的隔离组件在一实施方式中的结构示意图。

图2显示为本申请中的负压装置与隔离台在一实施方式中的结构示意图。

图3a～图3b显示为本申请中的隔离台在一实施方式中的结构示意图。

图4显示为本申请中的固定边框在一实施方式中的结构示意图。

图5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6显示为本申请中的负压装置在使用过程中的一实施方式示意图。

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。

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，本申请提供一种用于3D打印设备的隔离组件。本申请涉及的隔离组件通过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之下，因此无需借助外部液面抹平装置即可避免受到待固化材料液面波动的影响。并且，本申请通过维持所述离型膜的位置稳定，提高了离型膜的使用寿命以及构件的打印精度。

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。所述3D打印设备包括用于盛放待固化材料的容器、位于所述容器上方的能量辐射装置、以及用以累积附着图案固化层以形成3D构件的构件平台。在某些实施例中，所述3D打印设备还包括用以带动所述构件平台上升或下降的Z轴驱动机构、以及用于安装所述能量辐射装置、构件平台的机架。所述3D打印设备的能量辐射装置位于容器顶面并面向所述容器的顶面照射，用于将3D构件模型中的分层图像照射到打印基准面，以使待固化材料固化成对应的图案固化层。

其中，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，以光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，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。

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。

在一个示例性的实施例中，请参阅图1，其显示为本申请中的隔离组件在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述隔离组件15包括：隔离台151、离型膜152、以及负压装置153。

所述隔离台151位于3D打印设备的构件平台13和能量辐射装置11之间。所述隔离台 151具有一透明底面1511，在3D打印设备的打印工作过程中，所述能量辐射装置11所辐射的能量透过所述透明底面1511从而使打印基准面上的光敏树脂固化以形成图案固化层。所述透明底面1511的下表面设有离型膜以利于图案固化层的剥离。同时，由于隔离台的隔离作用，使透明底面的上表面不会接触到光敏树脂，进而使打印基准面可位于光敏树脂的自由面(即与空气接触的表面)之下，避免受到光敏树脂液面波动的影响。所述负压装置153用以产生负压，并且在所述透明底面1511上开设有若干通孔1512，所述负压装置153连通若干通孔 1512以形成负压通道，从而借由产生的负压将所述离型膜与所述透明底面的下表面之间的空气吸出以维持所述离型膜152的位置稳定。

在打印过程中，所述离型膜152与构件平台13之间或所述构件平台13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152与构件平台13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152与所述构件平台13上的图案固化层之间。

具体地说，在利用所述3D打印设备打印物体时，能量辐射系统11将打印基准面上的光敏树脂进行照射以形成第一层图案固化层，所述第一层图案固化层附着在构件平台13上，构件平台13下降移动，使得所述图案固化层从隔离台底部分离，接着上升所述构件平台13使得所述隔离台底面与第一层图案固化层之间填充待固化的光敏树脂，再次照射以得到附着在第一层图案固化层上的第二层图案固化层，以此类推，经过多次填充、照射和分离操作，将各图案固化层累积在构件平台13上以得到3D构件。因此，在打印过程中必须实现每一打印层固化完成后与隔离台底面剥离。形成一图案固化层时该图案固化层上、下表面分别附着于构件平台13(或上一层图案固化层)、以及隔离台底面，一般情况下各图案固化层与隔离台底面粘合力较强，在构件平台13带动图案固化层下降以实现剥离的过程需要克服较大拉扯力，同时伴随图案固化层被损坏的风险。因此，通过在隔离台底面即所述透明底面的下表面覆离型膜以减少剥离需克服的粘合力。在某些实施方式中，为了使打印过程中容器内的光敏树脂具有较好的流动性以保证打印质量，所述构件平台13上还开设有利于光固化材料流通的若干通孔。

应当理解，一方面在成型面积大的情况下，离型膜也随之被配置为相应大小，离型膜在受到重力作用下会出现自然下垂；另一方面在反复的剥离过程中，离型膜受到剥离时的拉力影响产生形变，也会在多次使用后出现下垂现象。离型膜的下垂现象会导致打印过程中的做件面不平整，从而影响打印构件的打印质量。并且在反复的剥离动作中，离型膜还会与其周围与其接触的部件产生摩擦，影响离型膜的寿命。因此，通过将离型膜与隔离台透明底面下表面之间的空气抽出，可使离型膜与透明底面的下表面之间贴近，从而避免因离型膜下垂对打印质量以及离型膜寿命的影响。

在本实施例中，离型膜152的下表面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，由此使打印基准面位于树脂槽中光敏树脂的液位表面之下，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。

在一个示例性的实施例中，所述透明底面可以为有机玻璃或石英玻璃材质。例如，所述透明底面可以被配置为一透光板，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。

在可能的实施方式中，请参阅图3a～图3b，其显示为本申请中的隔离台在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述隔离台包括：安装结构1514和透光板1513。

其中，所述安装结构1514用于安装透光板1513，安装结构1514可安装于3D打印设备的机架上，从而固定透光板1513的位置，所述透光板1513即构成隔离台的透明底面，在所述透光板1513的下表面设置有离型膜152。如图3b所示，所述离型膜152贴合在透光板1513的底面，用于附着经照射固化的图案固化层，以及在构件平台下降时，可以易于附着在构件平台上的固化层从所述离型膜152上剥离。应当理解，由于离型膜为透明，因此在图3b中可见透光板1513上的通孔。在本申请中，使用离型膜可保证上投影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，安装结构1514为一安装槽框架，所述安装结构上设有用于防止待固化材料污染所述透光板的顶面的排除结构。其中，安装槽框架的底部可用于安装透光板1513，安装槽框架的顶部可设置安装耳部，利用所述安装耳部可将安装槽框架固定于3D打印设备的机架上。其中，安装槽框架的底部和顶部之间的四周边框即可作为安装结构1514的排除结构，避免因光敏树脂流入安装槽框架内并覆盖到透光板1513的上表面而影响能量辐射装置的能量辐射效果。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，安装槽框架可设于机架的中部安装平台或中部作业平台上，安装槽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。

请继续参阅图3a～图3b，如图所示，所述透光板1513设于安装结构1514的底部。如前所述，安装结构1514为安装槽框架，因此，在安装透光板1513时，透光板1513抵靠在安装槽框架的底部，利用透光板压紧框1515或类似的透光板压紧块压紧透光板1513，透光板压紧框1515或类似的透光板压紧块与安装槽框架固定连接，从而完成透光板1513的固定安装。在某些实施例中，在透光板1513中的安装面的四周边缘涂覆黏合剂，因此，当将透光板1513 的安装面抵靠于安装槽框架的底部时可粘结于安装槽框架。

在一个示例性的实施例中，所述隔离台还包括用于将离型膜贴覆于所述透光板的底面的离型膜固定件。在图1和图3a及图3b所示的实施例中，离型膜固定件即为前述的透光板压紧框1515或类似的透光板压紧块。在安装透光板1513和离型膜152时，先将离型膜152贴敷于透光板1513的底面，然后将透光板1513的安装面抵靠于安装槽框架的底部，利用透光板压紧框1515或类似的透光板压紧块压紧透光板1513和离型膜152，透光板压紧框1515或类似的透光板压紧块与安装槽框架固定连接，从而完成透光板1513和离型膜152的固定安装。需要说明的是，前述的离型膜固定件采用透光板压紧框1515或类似的透光板压紧块仅为一种示例性说明，在其他实施例中，离型膜固定件也可采用其他的固定结构，在此不再一一列举。

结合图1和图3a及图3b，在本申请的一种实施方式中，通过将透光板设置在安装结构 1514上，且利用该安装结构1514将透光板1513与离型膜152固定。同时安装结构1514还可与3D打印设备的机架连接从而将所述隔离台固定在所述构件平台与能量辐射装置之间。并且，安装结构1514的底部和顶部之间的四周边框可作为排除结构，在确保离型膜152的膜面位于光敏树脂液面之下的情形下防止容器12内光敏树脂污染透光板1513的上表面。

在一个示例性的实施例中，所述隔离台还可以为一槽体，所述槽体的上部开口，槽体的底面为透明材质以形成所述透明底面。

在一实施方式中，所述隔离台的槽体通过一连接部固定在3D打印设备的机架上，由此将所述隔离台固定在所述构件平台与能量辐射装置之间。所述离型膜可通过边缘粘合的方式与所述隔离台透明底面的下表面连接。

在另一实施方式中，所述隔离组件还包括固定边框。请参阅图4，其显示为本申请中的固定边框在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述固定边框154设置在所述隔离台的底部，所述固定边框与所述隔离台连接后可将离型膜张紧设置于所述隔离台透明底面的下表面。

如图4所示，所述固定边框154的本体为中空框体，其框体部分的上表面具有一凹陷部以容纳所述隔离台，其中空部分用以透光并将离型膜固定于所述隔离台的底面。

在可能的实施方式中，所述固定边框154与隔离台的槽体之间为可拆式连接，从而便于替换离型膜。为此，所述固定边框154与隔离台通过连接部件连接。例如，所述固定边框与隔离台上分别开设有对应的螺孔，所述固定边框与隔离台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边框框体部分的凹陷部上表面，从垂直方向上与隔离台固定，也可以配置在所述固定边框框体部分的凹陷部侧壁上，从水平方向上与隔离台固定。在某些实施方式中，为使所述固定边框与3D打印设备固定从而将所述隔离台固定在所述构件平台与能量辐射装置之间，所述固定边框一侧还设有用以与 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，将所述离型膜贴附在所述隔离台透明底面的下表面，再将贴附有离型膜的隔离台置入固定边框中，通过固定边框与隔离台之间的连接部件将离型膜固定在所述隔离台透明底面的下表面。例如，当所述连接部件为螺钉时，所述螺钉从固定边框的底部向上穿过，并刺破离型膜穿入隔离台下表面，从而将固定边框、离型膜、以及隔离台三者固定。同时，通过固定边框一侧的连接部，将隔离台固定在所述构件平台与能量辐射装置之间。所述能量辐射装置所辐射的能量可穿过隔离台的透明底面、固定边框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，隔离台的槽形结构可使其透明底面的上表面避免被光敏树脂沾染，并且，能量辐射装置也可允许在打印过程中位于光敏树脂的液位之下，从而借由隔离台的槽体结构避免在打印过程中被光敏树脂污染。

在某些实施方式中，为便于调整隔离台的位置，3D打印设备的机架上设有用于固定所述隔离台并可驱动所述隔离台在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台的承载结构。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台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。

在一些实施例中，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。

在一个示例性实施例中，所述负压装置153包括：负压源、以及至少一导管。

所述负压源用以产生负压并控制所述负压的压力大小。所述导管连通负压源，且导管的数量与所述隔离台透明底面上的通孔数量相对应。所述负压源可通过导管的管口直接对准所述透明底面上的通孔，从而形成负压通道将离型膜与透明底面下表面之间的空气吸出；或者所述导管还可探入所述透明底面上的若干通孔内，导管末端甚至可进一步探至通孔底部，从而借由所述负压源产生的负压将所述离型膜与所述透明底面的下表面之间的空气吸出以维持所述离型膜的位置稳定。其中，当导管通过探入通孔底部的方式吸出空气时，所述导管的直径被配置为小于所述通孔的内径，以便将导管伸入通孔中。请参阅图6，其显示为本申请中的负压装置在使用过程中的一实施方式示意图。如图所示，在没有负压作用力时，所述离型膜 152受到重力作用下垂，当负压装置153通过通孔1512将离型膜152与透明底面下表面之间的空气吸出后，所述离型膜按照箭头方向向上贴近透明底面下表面。

在一实施方式中，请参阅图2，其显示为本申请中的负压装置与隔离台在一实施方式中的结构示意图。如图所示，可在每一通孔1512处均配置一负压装置153，所述负压源可通过导管的管口直接对准所述透明底面上的通孔1512，从而形成负压通道将离型膜152与透明底面下表面之间的空气吸出，或者所述导管还可插入所述通孔1512内，导管末端探入通孔1512 底部，从而将离型膜152与透明底面下表面之间的空气吸出。

在另一实施方式中，所述负压源的一个供给口可通过多通转接件连接多根导管，或者通过多个供给口连接多根导管，其中多根导管与所述透明底面上的多个通孔一一对应。多根导管可以是通过导管管口直接对准通孔而不置入或不完全置入通孔内，也可以是将导管插入所述通孔内，且导管末端探入通孔底部，从而将离型膜与透明底面下表面之间的空气吸出。

应当理解，当负压过大时，离型膜在打印过程中虽不会下垂，但过大的负压导致离型膜在剥离时的形变程度不利于与图案固化层的分离；而当负压过小时，则无法将离型膜保持在理想位置。因此所述负压的大小可根据实际需要确定在合理范围内，例如可在打印前通过调整负压装置的压力大小并观察离型膜的位置而确定合适的压力大小。为此，在某些实施方式中，所述负压装置还可包括用于检测离型膜与透明底面下表面之间真空度的传感装置，从而借由传感装置所测量得到的真空度确定负压大小是否合适，以便根据传感装置的测量结果反馈控制所述负压源所输出的负压大小。

上述实施例中，所述负压装置的负压供给，诸如负压源，可以是处于负压下的空气储存器，或可以是可降低密封体积中的压力的手动或电力驱动的装置，例如像真空泵、抽吸泵等或者是任何适当的主动或被动抽吸源。负压供给还可以具有一个或多个供给口即负压输出口，所述供给口被配置成利于将负压供给联接至且耦合至一个或多个分配部件。

应当理解，本申请中所公开的“导管”指的是部件可以彼此流体联接，以便提供用于在这些部件之间传递流体(即液体和/或气体)的路径。例如，这些部件可以通过流体导器(诸如管)而流体联接。如在此使用的“导管”广泛地包括管、管道、软管、导管或具有被适配成在两个末端之间传送流体的一个或多个管腔的其他结构。典型地，管是具有一些柔性的细长圆柱形结构，但是几何形状和刚性可以改变。在一些实施例中，多个部件还可以凭借物理接近而联接、在整体上成为单一结构、或者由同一件材料形成。此外，一些流体导器可以被模制到其他部件中或以其他方式与其他部件整体组合。

综上所述，本申请中的隔离组件设置于所述构件平台上方，隔离组件中的隔离台具有透明底面，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，由于是通过浸没于待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。另外，本申请还通过负压装置及透明底面上的通孔形成负压通道，从而对透明底面下表面以及离型膜之间的空气进行抽取，由此通过负压作用避免离型膜下垂，提高了离型膜的使用寿命以及构件的打印精度。

本申请第二方面的实施方式中提供一种3D打印设备。

请参阅图5，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12、能量辐射装置11、构件平台13、隔离台151、Z轴驱动机构16、负压装置153、以及控制装置17。

所述容器12内盛放有待固化材料14，构件平台13通过Z轴驱动机构16控制其在Z轴方向的位置，在图5所示的实施例中，所述构件平台13在打印状态下位于容器12内，所述能量辐射装置11设置在容器12上方，在能量辐射装置11与构件平台13之间设置有隔离台151，所述隔离台151具有一透明底面1511，且所述透明底面1511的下表面设有离型膜152，从而可使能量辐射装置所辐射的能量通过所述透明底面1511以及离型膜152并照射至离型膜152与构件平台13之间的打印基准面上。在透明底面1511上开设有若干通孔，所述负压装置153与若干通孔形成负压通道，由此可在打印过程中将透明底面1511与离型膜152之间的空气吸出，从而维持离型膜152的位置稳定，避免下垂。

在一个示例性的实施例中，所述容器12为一个顶部开口的槽形结构，即一个开放的槽结构，所述槽型结构用于盛放例如液态树脂的待固化材料，所述带固化材料被盛放在所述容器内时，具有一个暴露在成型室内的空气之中的液面，所述液面的高度控制是通过向容器内补充树脂或从容器内抽取树脂的方式实现的。

在本申请的一些实施例中，所述容器12侧壁两侧或四侧设置有保温层，并内置有加热板或/和冷却板，利用打印中待固化材料始终与侧壁存在接触面的条件，对待固化材料进行直接的加热或冷却，以控制所述容器12中容纳的待固化材料的温度。

所述待固化材料包括任何易于光固化的液态材料或粉末材料，其液态材料举例包括：光固化树脂液，或掺杂了添加剂、颜料、染料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。所述容器12的材质包括但不限于：玻璃、塑料、树脂等。

所述容器12的横截面根据在打印设备中容纳的待固化材料体积需要与曝光面面积需要而设置。所述容器12的侧壁与容器12底具有一定强度，可由金属材料如：铝合金、不锈钢等制成，也可以采用如碳纤维、有机硅材料、玻璃、塑料等非金属材料制备而得。所述容器 12材料可设置为透明或非透明材料，并可在容器12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待固化材料的固化干扰。

在一个示例性的实施例中，所述能量辐射装置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照射分层图像，以固化所述打印基准面上的待固化材料。通常，所述能量辐射装置被配置为位于容器上方并向位于所述容器12内的打印面提供面辐射能量。在本申请中的某些实施方式中，所述能量辐射装置还可位于容器内并向打印面提供面辐射能量，但由于隔离台的隔离作用，容器内的待固化材料不会污染能量辐射装置，隔离台的具体结构将在稍后详述。

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。

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待固化材料上，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。

在一个示例性的实施例中，所述构件平台对应所述能量辐射装置的辐射方向设置，所述构件平台在打印状态中位于所述容器内，用于附着并承载所形成的图案固化层。构件平台上的图案固化层经逐层累积后形成打印构件。在某些实施例中，所述构件平台亦被称之为构件板。

在一个示例性的实施例中，所述Z轴驱动机构亦被称之为平台升降机构。在图5所示的实施例中，所述Z轴驱动机构16连接构件平台13，用于驱动所述构件平台13在Z轴方向移动。所述构件平台可举例为一构件网板(在以下描述中，以构件平台采用构件网板为例进行说明)，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Z轴驱动机构中的升降臂连接。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。以所述3D打印设备为顶面投影或顶面曝光3D打印设备为例，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，Z轴驱动机构带动构件网板下降一预设高度作为下一个固化图层的厚度，其中，构件平台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。

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。

在一个示例性的实施例中，所述隔离台包括：安装结构和透光板。

其中，所述安装结构用于安装透光板，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台的透明底面，在所述透光板的下表面设置有离型膜。所述离型膜贴合在透光板的底面，用于附着经照射固化的图案固化层，以及在构件平台下降时，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，使用离型膜可保证上投影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，安装结构为一安装槽框架，所述安装结构上设有用于防止待固化材料污染所述透光板的顶面的排除结构。其中，安装槽框架的底部可用于安装透光板，安装槽框架的顶部可设置安装耳部，利用所述安装耳部可将安装槽框架固定于3D打印设备的机架上。其中，安装槽框架的底部和顶部之间的四周边框即可作为安装结构的排除结构，避免因光敏树脂流入安装槽框架内并覆盖到透光板的上表面而影响能量辐射装置的能量辐射效果。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，安装槽框架可设于机架的中部安装平台或中部作业平台上，安装槽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。

所述透光板设于安装结构的底部。如前所述，安装结构为安装槽框架，因此，在安装透光板时，透光板抵靠在安装槽框架的底部，利用透光板压紧框或类似的透光板压紧块压紧透光板，透光板压紧框或类似的透光板压紧块与安装槽框架固定连接，从而完成透光板的固定安装。在某些实施例中，在透光板中的安装面的四周边缘涂覆黏合剂，因此，当将透光板的安装面抵靠于安装槽框架的底部时可粘结于安装槽框架。

在一个示例性的实施例中，所述隔离台还包括用于将离型膜贴覆于所述透光板的底面的离型膜固定件。离型膜固定件即为前述的透光板压紧框或类似的透光板压紧块。在安装透光板和离型膜时，先将离型膜贴敷于透光板的底面，然后将透光板的安装面抵靠于安装槽框架的底部，利用透光板压紧框或类似的透光板压紧块压紧透光板和离型膜，透光板压紧框或类似的透光板压紧块与安装槽框架固定连接，从而完成透光板和离型膜的固定安装。需要说明的是，前述的离型膜固定件采用透光板压紧框或类似的透光板压紧块仅为一种示例性说明，在其他实施例中，离型膜固定件也可采用其他的固定结构，在此不再一一列举。

在本申请的一种实施方式中，通过将透光板设置在安装结构上，且利用该安装结构将透光板与离型膜固定。同时安装结构还可与3D打印设备的机架连接从而将所述隔离台固定在所述构件平台与能量辐射装置之间。并且，安装结构的底部和顶部之间的四周边框可作为排除结构，在确保离型膜的膜面位于光敏树脂液面之下的情形下防止容器内光敏树脂污染透光板的上表面。

在一个示例性的实施例中，所述隔离台还可以为一槽体，所述槽体的上部开口，槽体的底面为透明材质以形成所述透明底面。

在一实施方式中，所述隔离台的槽体通过一连接部固定在3D打印设备的机架上，由此将所述隔离台固定在所述构件平台与能量辐射装置之间。所述离型膜可通过边缘粘合的方式与所述隔离台透明底面的下表面连接。

在另一实施方式中，所述隔离组件还包括固定边框。所述固定边框154设置在所述隔离台的底部，所述固定边框与所述隔离台连接后可将离型膜张紧设置于所述隔离台透明底面的下表面。

所述固定边框154的本体为中空框体，其框体部分的上表面具有一凹陷部以容纳所述隔离台，其中空部分用以透光并将离型膜固定于所述隔离台的底面。

在可能的实施方式中，所述固定边框154与隔离台的槽体之间为可拆式连接，从而便于替换离型膜。为此，所述固定边框154与隔离台通过连接部件连接。例如，所述固定边框与隔离台上分别开设有对应的螺孔，所述固定边框与隔离台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边框框体部分的凹陷部上表面，从垂直方向上与隔离台固定，也可以配置在所述固定边框框体部分的凹陷部侧壁上，从水平方向上与隔离台固定。在某些实施方式中，为使所述固定边框与3D打印设备固定从而将所述隔离台固定在所述构件平台与能量辐射装置之间，所述固定边框一侧还设有用以与 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，将所述离型膜贴附在所述隔离台透明底面的下表面，再将贴附有离型膜的隔离台置入固定边框中，通过固定边框与隔离台之间的连接部件将离型膜固定在所述隔离台透明底面的下表面。例如，当所述连接部件为螺钉时，所述螺钉从固定边框的底部向上穿过，并刺破离型膜穿入隔离台下表面，从而将固定边框、离型膜、以及隔离台三者固定。同时，通过固定边框一侧的连接部，将隔离台固定在所述构件平台与能量辐射装置之间。所述能量辐射装置所辐射的能量可穿过隔离台的透明底面、固定边框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，隔离台的槽形结构可使其透明底面的上表面避免被光敏树脂沾染，并且，能量辐射装置也可允许在打印过程中位于光敏树脂的液位之下，从而借由隔离台的槽体结构避免在打印过程中被光敏树脂污染。

在某些实施方式中，为便于调整隔离台的位置，3D打印设备的机架上设有用于固定所述隔离台并可驱动所述隔离台在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台的承载结构。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台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，所述透明底面可以为有机玻璃或石英玻璃材质。例如，所述透明底面可以被配置为一透光板，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。

在一个示例性实施例中，所述负压装置包括：负压源、以及至少一导管。

所述负压源用以产生负压并控制所述负压的压力大小。所述导管连通负压源，且导管的数量与所述隔离台透明底面上的通孔数量相对应。所述负压源可通过导管的管口直接对准所述透明底面上的通孔，从而形成负压通道将离型膜与透明底面下表面之间的空气吸出；或者所述导管还可探入所述透明底面上的若干通孔内，导管末端甚至可进一步探至通孔底部，从而借由所述负压源产生的负压将所述离型膜与所述透明底面的下表面之间的空气吸出以维持所述离型膜的位置稳定。其中，当导管通过探入通孔底部的方式吸出空气时，所述导管的直径被配置为小于所述通孔的内径，以便将导管伸入通孔中。

在一实施方式中，可在每一通孔处均配置一负压装置，所述负压源可通过导管的管口直接对准所述透明底面上的通孔，从而形成负压通道将离型膜与透明底面下表面之间的空气吸出，或者所述导管还可插入所述通孔内，导管末端探入通孔底部，从而将离型膜与透明底面下表面之间的空气吸出。

在另一实施方式中，所述负压源的一个供给口可通过多通转接件连接多根导管，或者通过多个供给口连接多根导管，其中多根导管与所述透明底面上的多个通孔一一对应。多根导管可以是通过导管管口直接对准通孔而不置入或不完全置入通孔内，也可以是将导管插入所述通孔内，且导管末端探入通孔底部，从而将离型膜与透明底面下表面之间的空气吸出。

应当理解，当负压过大时，离型膜在打印过程中虽不会下垂，但过大的负压导致离型膜在剥离时的形变程度不利于与图案固化层的分离；而当负压过小时，则无法将离型膜保持在理想位置。因此所述负压的大小可根据实际需要确定在合理范围内，例如可在打印前通过调整负压装置的压力大小并观察离型膜的位置而确定合适的压力大小。为此，在某些实施方式中，所述负压装置还可包括用于检测离型膜与透明底面下表面之间真空度的传感装置，从而借由传感装置所测量得到的真空度确定负压大小是否合适，以便根据传感装置的测量结果反馈控制所述负压源所输出的负压大小。

上述实施例中，所述负压装置的负压供给，诸如负压源，可以是处于负压下的空气储存器，或可以是可降低密封体积中的压力的手动或电力驱动的装置，例如像真空泵、抽吸泵等或者是任何适当的主动或被动抽吸源。负压供给还可以具有一个或多个供给口即负压输出口，所述供给口被配置成利于将负压供给联接至且耦合至一个或多个分配部件。

应当理解，本申请中所公开的“导管”指的是部件可以彼此流体联接，以便提供用于在这些部件之间传递流体(即液体和/或气体)的路径。例如，这些部件可以通过流体导器(诸如管)而流体联接。如在此使用的“导管”广泛地包括管、管道、软管、导管或具有被适配成在两个末端之间传送流体的一个或多个管腔的其他结构。典型地，管是具有一些柔性的细长圆柱形结构，但是几何形状和刚性可以改变。在一些实施例中，多个部件还可以凭借物理接近而联接、在整体上成为单一结构、或者由同一件材料形成。此外，一些流体导器可以被模制到其他部件中或以其他方式与其他部件整体组合。

综上所述，本申请中3D打印设备的隔离台设置于所述构件平台上方，且隔离台具有透明底面，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，由于是通过浸没于待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。另外，本申请中的3D打印设备还通过负压装置及透明底面上的通孔形成负压通道，从而对透明底面下表面以及离型膜之间的空气进行抽取，由此通过负压作用避免离型膜下垂，提高了离型膜的使用寿命以及构件的打印精度。

在一个示例性的实施例中，诚如图5所示，所述控制装置17电性连接所述能量辐射装置 11、Z轴驱动机构16、以及负压装置153。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11的照射时间、功率、或者频率中的至少一种、控制Z轴驱动机构16 沿竖直轴向移动、以及控制负压装置153的启闭和负压大小，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17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、Z轴驱动机构、以及负压装置。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、Z轴驱动机构、以及负压装置进行交互。

在打印期间，所述控制装置控制Z轴驱动机构和能量辐射系统进行逐层固化，并控制负压装置输出负压以对透明底面下表面以及离型膜之间的空气进行抽取。所述控制装置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Z轴驱动机构发出控制指令，例如，所述控制装置在控制能量辐射装置照射完成后，向Z轴驱动机构发送下降方向和转速的控制指令，所述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。并且，所述控制装置还在打印过程中控制负压装置输出负压，从而对透明底面下表面以及离型膜之间的空气进行抽取，避免离型膜下垂。

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 (18)

1.一种隔离组件，应用于3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备包括：用于盛放待固化材料的容器、位于所述容器上方的能量辐射装置、以及用以累积附着图案固化层以形成3D构件的构件平台，所述隔离组件包括：

隔离台，位于所述构件平台与能量辐射装置之间，具有用以透过所述能量辐射装置所辐射的能量的透明底面、以及形成于所述透明底面上的若干通孔，用以隔离所述构件平台与能量辐射装置；

离型膜，设置于所述隔离台的透明底面的下表面，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打印基准面以利于剥离作业；以及

负压装置，与所述透明底面上的若干通孔相连通，用以借由产生的负压将所述离型膜与所述透明底面的下表面之间的空气吸出以维持所述离型膜的位置稳定。

2.根据权利要求1所述的隔离组件，其特征在于，所述隔离台包括：安装结构和设于所述安装结构上的透光板，所述离型膜设于所述透光板的底面。

3.根据权利要求2所述的隔离组件，其特征在于，所述安装结构为安装槽框架。

4.根据权利要求2所述的隔离组件，其特征在于，所述安装结构上设有用于防止待固化材料污染所述透光板的顶面的排除结构。

5.根据权利要求1所述的隔离组件，其特征在于，所述隔离台还包括用于将所述离型膜张紧设置于所述透明底面的下表面的离型膜固定件。

6.根据权利要求1所述的隔离组件，其特征在于，所述透明底面为有机玻璃或石英玻璃材质。

7.根据权利要求1所述的隔离组件，其特征在于，所述隔离台为上部开口的槽体，所述槽体的底面为透明材质以形成所述透明底面。

8.根据权利要求7所述的隔离组件，其特征在于，所述隔离组件还包括固定边框，用以将所述离型膜张紧设置于所述透明底面的下表面、以及将所述隔离台固定在构件平台与能量辐射装置之间。

9.根据权利要求1所述的隔离组件，其特征在于，所述负压装置包括：

负压源，用以产生并控制负压压力；

至少一导管，一端连通所述负压源，另一端探入所述透明底面上的若干通孔内，用以借由所述负压源产生的负压将所述离型膜与所述透明底面的下表面之间的空气吸出以维持所述离型膜的位置稳定。

10.一种3D打印设备，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，在打印状态中位于所述容器内，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打印构件；

隔离台，位于所述构件平台与能量辐射装置之间，具有用以透过所述能量辐射装置所辐射的能量的透明底面、以及形成于所述透明底面上的若干通孔，用以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打印基准面以利于剥离作业；

Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，被配置为依据打印指令调整所述构件平台与所述离型膜之间的间距以填充待固化材料；

负压装置，与所述透明底面上的若干通孔相连通，用以借由产生的负压将所述离型膜与所述透明底面的下表面之间的空气吸出以维持所述离型膜的位置稳定；

控制装置，电性连接所述能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及负压装置，用于基于三维模型中各切片数据，控制所述能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及负压装置，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。

11.根据权利要求10所述的3D打印设备，其特征在于，所述隔离台包括：安装结构和设于所述安装结构上的透光板，所述离型膜设于所述透光板的底面。

12.根据权利要求11所述的3D打印设备，其特征在于，所述安装结构为安装槽框架。

13.根据权利要求11所述的3D打印设备，其特征在于，所述安装结构上设有用于防止待固化材料污染所述透光板的顶面的排除结构。

14.根据权利要求10所述的3D打印设备，其特征在于，所述隔离台还包括用于将所述离型膜张紧设置于所述透明底面的下表面的离型膜固定件。

15.根据权利要求10所述的3D打印设备，其特征在于，所述透明底面为有机玻璃或石英玻璃材质。

16.根据权利要求10所述的3D打印设备，其特征在于，所述隔离台为上部开口的槽体，所述槽体的底面为透明材质以形成所述透明底面。

17.根据权利要求16所述的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备还包括固定边框，用以将所述离型膜张紧设置于所述透明底面的下表面、以及将所述隔离台固定在构件平台与能量辐射装置之间。

18.根据权利要求10所述的3D打印设备，其特征在于，所述负压装置包括：

负压源，用以产生并控制负压压力；

至少一导管，一端连通所述负压源，另一端探入所述透明底面上的若干通孔内，用以借由所述负压源产生的负压将所述离型膜与所述透明底面的下表面之间的空气吸出以维持所述离型膜的位置稳定。

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