CN216610070U

CN216610070U - 一种离型膜、料槽及lcd光固化3d打印机

Info

Publication number: CN216610070U
Application number: CN202122862746.1U
Authority: CN
Inventors: 黄瑞生; 林世旺; 杨双强
Original assignee: Shenzhen Nova Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Nova Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2021-11-19
Filing date: 2021-11-19
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2031-11-19

Abstract

本实用新型公开一种离型膜、料槽和LCD光固化3D打印机，其中，离型膜用于LCD光固化3D打印机，所述离型膜包括第一离型层、第二离型层和间隔层，所述间隔层夹设于所述第一离型层与所述第二离型层之间，所述间隔层呈凹凸结构设置。本实用新型离型膜具体实用性强，结构简单，可以有效的通过结构上的优化减少模型的离型时产生的剥离力，从而提高LCD光固化3D打印机的打印速率以及打印质量。

Description

一种离型膜、料槽及LCD光固化3D打印机

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别涉及一种离型膜、料槽及LCD光固化3D打印机。

背景技术

3D打印技术自上世纪80年代中期发明以来，仅用30年就进入了工业和社会的各个领域。目前，国内外3D打印技术领域主要分为三大工艺。第一，FDM熔融沉积快速成型工艺；第二，激光烧结式金属成型工艺；第三光固化快速成型工艺。应用于光固化技术的光敏树脂是一种常见的3D打印材料，又名UV树脂，由聚合物单体和预聚体组成，光敏树脂其中加有光(紫外光)引发剂，而光引发剂的作用包括调色、抗氧化、改变光引发剂吸收波长、在一定波长的紫外光的照射下立刻引起聚合反应，完成固化。现阶段主流光固化技术有：1、DLP技术，DLP技术全称叫“数字光投影”技术。2、SLA技术，SLA全称叫“立体光固化成型”。3、LCD技术，LCD技术是基于DLP技术改进得来的，基本原理是使用紫外光照射在LCD显示屏上，利用显示屏的液晶控制实现在显示区域透过的紫外光使在LCD屏幕上的光敏树脂固化，通过Z轴向反复在离型膜上脱模拉伸成型。

当光敏树脂由液体转化为固体时，会与离型膜粘合在一起，从而导致模型与离型膜分离时两者之间会产生剥离力。而剥离力的大小会直接影响到打印的速度以及质量，剥离力越大则需增加Z轴行程，进而增加了剥离过程的时间，降低了3D打印速度。如果强行提升打印速度，离型膜将会因承受过大的离型力而被破坏或者从模型从打印平台上被拉掉落，从而导致打印失败。

上述内容仅用于辅助理解实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种离型膜，旨在解决现有的LCD光固化3D打印在固化过程中离型慢，进而减慢打印速率的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的离型膜，用于LCD光固化3D打印机，所述离型膜包括：

第一离型层；

第二离型层；以及

间隔层，夹设于所述第一离型层与所述第二离型层之间，所述间隔层呈凹凸结构设置。

在一实施例中，所述间隔层呈正弦余弦波形的凹凸结构设置。

在一实施例中，所述间隔层呈方波脉冲形的凹凸结构设置。

在一实施例中，所述间隔层呈梯形波形的凹凸结构设置。

在一实施例中，所述间隔层为点阵凸起的凹凸结构设置。

在一实施例中，所述第一离型层的厚度和所述第二离型层的厚度一致。

在一实施例中，所述间隔层与所述第一离型层和所述第二离型层粘接。

在一实施例中，所述离型膜的材料包括聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚三氯乙烯、全氟烷基聚醚、六氟丙稀、氟化聚氯乙烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚二甲基硅氧烷中的任意一种。

本实用新型还提供一种料槽，所述料槽包括所述离型膜，所述离型膜包括包括第一离型层、第二离型层和间隔层，所述间隔层夹设于所述第一离型层与所述第二离型层之间，所述间隔层呈凹凸结构设置。

本实用新型还提供一种LCD光固化3D打印机，所述LCD光固化3D打印机包括料槽，所述料槽包括所述离型膜，所述离型膜包括第一离型层、第二离型层和间隔层，所述间隔层夹设于所述第一离型层与所述第二离型层之间，所述间隔层呈凹凸结构设置。

本实用新型离型膜通过采用将第一离型层、第二离型层及间隔层进行复合形成离型膜。利用膜材本身具有延展性，将夹设于所述第一离型层和第二离型层间的间隔层设置成凹凸结构，从而使得凸面与第一离型层的下端面连接，凹面与所述第二离型层的上端面连接，形成了凹凸面间隔且不断延伸的设置。如此可以使得光固化材料在固化时，由于光固化材料膨胀产生一个朝向离型膜的膨胀压力以及自身存在重力使得离型膜发生形变产生，而第一离型膜在凸面的连接位置有间隔层的支撑从而产生的变形量相对小于没有支撑的凹面所对应的位置，而第一离型层所在的凹面对应的位置处会产出一个较大弹性恢复力。在打印平台向上移动剥离打印中间产物时，打印平台承担了打印中间产物的自身重力，同时由于打印平台与所述离型膜之间的间距增大使得膨胀压力减小，使得形变得以恢复，且由于第一离型层的在凸面以及凹面对应的形变量不同，则处于凸面所对应的第一离型层的位置会在弹性恢复力的作用下先恢复被剥离，然后再是处于凹面位置对应的第一离型层恢复然后剥离。如此，通过利用第一离型层在凹面对应处产生的弹性恢复力以及凹凸面所对应的位置剥离的先后顺序以及弹性恢复力的不同，以减小在对打印中间产物剥离时的剥离力，从而减小打印平台剥离时所需要移动的距离，进而缩短打印每一层打印中间产物所需要的打印时间，从而提高了LCD光固化3D打印机的打印速率，同时，由于剥离力的减小，可以减少剥离时对打印产物破坏以及打印产物掉落打印平台的情况，从而也提高了LCD光固化3D打印机的打印质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型离型膜一实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中第一离型层未视的结构示意图；

图4为本实用新型离型膜又一实施例横截面的结构示意图；

图5为本实用新型离型膜再一实施例横截面的结构示意图；

图6为本实用新型离型膜一实施例横截面的受力分析图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	离型膜	120	第二离型层
110	第一离型层	130	间隔层

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

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。

LCD光固化3D打印设备的结构包括载体、料槽、光源、光固化材料。所述料槽用于盛放所述光固化材料；在所述料槽的下方设有所述光源，其中，所述光源可以是紫外线光源，所述光源可以通过设置料槽下方的显示屏的显示区域发出光线穿透所述料槽，传递至料槽内的光固化材料，光固化材料收到辐射能量后发生聚合反应，由液态变化为固态的打印中间产物，将光固化材料收到能量发生聚合反应的面成为固化发生面，然后通过载体的打印平台将打印中间物(可光固化材料固化后)从固化发生面上拉离一定距离，同时液态的光固化材料回流将此距离空间填充，然后对光固化材料继续进行辐射，这样逐层形成完整的3D打印物。

其中，所述料槽具有透明底部，用于盛放光固化材料。所述光固化材料包括任何易于光固化的液态材料，比如光固化树脂液，或掺杂了添加剂、颜料、染料等混合材料的树脂液等。所述料槽也可以是整体透明或仅料槽底透明，在所属料槽底表面铺设有便于剥离的透明柔性膜，即离型膜100。本申请中，主要提供一种离型膜100，实现快速剥离打印中间产物，从而提高打印效率和打印质量。

以下将主要描述离型膜100的具体结构。

参照图1至图5，在本实用新型实施例中，该离型膜100主要用于LCD光固化3D打印机，所述离型膜100包括第一离型层110、第二离型层120和间隔层130，所述间隔层130夹设于所述第一离型层110与所述第二离型层120之间，所述间隔层130呈凹凸结构设置。

具体而言，所述离型膜100包括第一离型层110、第二离型层120和间隔层130，所述第一离型层110和第二离型层120呈层状结构设置，所述第一离型层110相对设置于所述第二离型层120的上侧，所述第一离型层110与所述第二离型层120间隔设置，所述间隔层130设于所述第一离型层110和所述第二离型层120之间。所述第一离型层110为与光固化材料接触层，对光固化材料发生聚合反应后的打印中间产物起支撑作用。

现有的LCD光固化3D打印机在对所述料槽内的光固化材料进行进行聚合反应时，由于所述料槽底面与LCD光固化3D打印机的打印平台之间的是固定的，既所述离型膜100在打印的过程中与打印平台之间的距离是固定的，因此在光固化材料固化后会对离型膜100产生一定的膨胀压力，从而使得打印中间产物会与离型膜100之间贴合更加紧密，进而加大了再对打印中间产物剥离时的剥离力。使得需要离型的高度越高，增加每层打印时间。

本实用新型通过将第一离型层110、第二离型层120及间隔层130进行复合形成离型膜100。利用膜材本身具有延展性，将夹设于所述第一离型层110和第二离型层120间的间隔层130设置成凹凸结构，从而使得凸面与第一离型层110的下端面连接，凹面与所述第二离型层120的上端面连接，形成了凹凸面间隔且不断延伸的设置。如此可以使得光固化材料在固化时，由于光固化材料膨胀产生一个朝向离型膜100的膨胀压力以及自身存在重力使得离型膜100发生形变产生，而第一离型膜100在凸面的连接位置有间隔层130的支撑从而产生的变形量相对小于没有支撑的凹面所对应的位置，而第一离型层110所在的凹面对应的位置处会产出一个较大弹性恢复力。在打印平台向上移动剥离打印中间产物时，打印平台承担了打印中间产物的自身重力，同时由于打印平台与所述离型膜100之间的间距增大使得膨胀压力减小，使得形变得以恢复，且由于第一离型层110的在凸面以及凹面对应的形变量不同，则处于凸面所对应的第一离型层110的位置会在弹性恢复力的作用下先恢复被剥离，然后再是处于凹面位置对应的第一离型层110恢复然后剥离。如此，通过利用第一离型层110在凹面对应处产生的弹性恢复力以及凹凸面所对应的位置剥离的先后顺序以及弹性恢复力的不同，以减小在对打印中间产物剥离时的剥离力，从而减小打印平台剥离时所需要移动的距离，进而缩短打印每一层打印中间产物所需要的打印时间，从而提高了LCD光固化3D打印机的打印速率，同时，由于剥离力的减小，可以减少剥离时对打印产物破坏以及打印产物掉落打印平台的情况，从而也提高了LCD光固化3D打印机的打印质量。

如图6所示，在一实施例中，所述间隔层130呈正玄余玄形的凹凸结构设置。由图可知，所述间隔层130呈正玄余玄波形的波浪设置，正弦余弦形的波峰与所述第一离型层110的下端面连接，正弦余弦形的波谷与所述第一离型层110的下端面连接，从而对第一离型层110起到一定的支撑作用，同时将第一离型层110与第二离型层120分开，使得第一离型层110在光固化材料固化时可以发生形变，而第二离型层120可以通过间隔层130给所述第一离型层110起支撑作用。

如图2和图3所示，在一实施例中，所述间隔层130呈方波脉冲形的凹凸结构设置。由图可知，所述间隔层130呈方波形的波浪设置，法波形的波峰平面与所述第一离型层110的下端面连接，方波形的波谷与所述第一离型层110的下端面连接，从而对第一离型层110起到一定的支撑作用，同时将第一离型层110与第二离型层120分开，使得第一离型层110在光固化材料固化时可以发生形变，而第二离型层120可以通过间隔层130给所述第一离型层110起支撑作用。

如图4所示，在一实施例中，所述间隔层130呈梯形波形的凹凸结构设置。由图可知，所述间隔层130呈梯形波的波浪设置，梯形波形的波峰平面与所述第一离型层110的下端面连接，梯形波的波谷与所述第一离型层110的下端面连接，从而对第一离型层110起到一定的支撑作用，同时将第一离型层110与第二离型层120分开，使得第一离型层110在光固化材料固化时可以发生形变，而第二离型层120可以通过间隔层130给所述第一离型层110起支撑作用。

在一实施例中，所述间隔层130为点阵凸起的凹凸结构设置，每个凸起呈半球形设置。可以理解的是，所述间隔层130上凸形成点阵凸起，与所述第一离型层110的下端面连接。点阵凸起可以规则排布于所述第一离型层110的下端面，也可以不规则的排布于所述第一离型层110的下表面，从而对第一离型层110起到一定的支撑作用，同时将第一离型层110与第二离型层120分开，使得第一离型层110在光固化材料固化时可以发生形变，而第二离型层120可以通过间隔层130给所述第一离型层110起支撑作用。

如图2至图5所示，在一实施例中，所述第一离型层110的厚度和所述第二离型层120的厚度一致。可以理解的是，为了节省生产所述离型膜100的工序，从而减小生产成本，在本实新型新实施例中所述第一离型层110与所述第二离型层120的厚度以及规格和材料可以进行一致的设置，从而减小对不同规格生产进行重新设置。同时，由于所述第一离型层110与所述第二离型为一致设置，则所述离型膜100在使用时可以不用区分所述第一离型层110或者所述第二离型层120，从而可以避免安装错误，增加了所述离型膜100的操作简易性。

当然，于其他实施例中，所述第一离型层110和所述第二离型层120的厚度也可以设置成不一致的，比如所述第一离型层110的厚度大于所述第二离型层120的厚度，或者所述第二离型层120的厚度小于第一离型层110的厚度，用户可以根据不同需求或者使用的不同光固化材料的不同进行选择和设置。

在一实施例中，所述间隔层130与所述第一离型层110和所述第二离型层120为粘接。当然，于其他实施例中，所述第一离型层110和所述第二离型层120以及所述间隔层130可以为一体成型设置。从而使得所述间隔层130与所述第一离型层110和所述第二离型层120之间的连接更加牢固可靠，提高所述离型膜100的可靠性。

可选地，所述离型膜100的材料包括聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚三氯乙烯、全氟烷基聚醚、六氟丙稀、氟化聚氯乙烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚二甲基硅氧烷中的任意一种或多种。即所述离型膜100可以由聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚三氯乙烯、全氟烷基聚醚、六氟丙稀、氟化聚氯乙烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚二甲基硅氧烷中的任意一种材料制成，也可以由聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚三氯乙烯、全氟烷基聚醚、六氟丙稀、氟化聚氯乙烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚二甲基硅氧烷中的两种或者两种以上的材料混合制成所述离型膜100。在此做特殊限制。

本实用新型还提出一种料槽，该料槽包括离型膜100，该离型膜100的具体结构参照上述实施例，由于本料槽采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实用新型还提出一种LCD光固化3D打印机，该LCD光固化3D打印机包括料槽，该料槽的具体结构参照上述实施例，由于本LCD光固化3D打印机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种离型膜，用于LCD光固化3D打印机，其特征在于，包括：

第一离型层；

第二离型层；以及

2.如权利要求1所述的离型膜，其特征在于，所述间隔层呈正弦余弦波形的凹凸结构设置。

3.如权利要求1所述的离型膜，其特征在于，所述间隔层呈方波脉冲形的凹凸结构设置。

4.如权利要求1所述的离型膜，其特征在于，所述间隔层呈梯形波形的凹凸结构设置。

5.如权利要求1所述的离型膜，其特征在于，所述间隔层为点阵凸起的凹凸结构设置。

6.如权利要求1所述的离型膜，其特征在于，所述第一离型层的厚度和所述第二离型层的厚度一致。

7.如权利要求6所述的离型膜，其特征在于，所述间隔层与所述第一离型层和所述第二离型层粘接。

8.如权利要求7所述的离型膜，其特征在于，所述离型膜的材料包括聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚三氯乙烯、全氟烷基聚醚、六氟丙稀、氟化聚氯乙烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚二甲基硅氧烷中的任意一种。

9.一种料槽，其特征在于，所述料槽包括权利要求1-8中任意一项所述的离型膜。

10.一种LCD光固化3D打印机，其特征在于，所述LCD光固化3D打印机包括权利要求9所述的料槽。