CN220681628U - 一种立体成型设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立体成型设备，通过设置涂色机构在固化层上喷涂涂料，通过固化层和涂层的叠加呈现彩色打印效果，实现彩色模型的一次打印成型，无需对模型另行涂色。本实用新型的主要技术方案为：一种立体成型设备，包括：料槽组件，料槽组件包括打印空间，用于容纳树脂；打印平台组件包括成型平台，成型平台的至少部分结构位于打印空间中；固化机构成型平台相对，用于向树脂投射固化光，以使树脂形成固化层；涂色机构包括喷头组件，喷头组件与成型平台相对，用于向固化层喷涂涂料，固化机构还用于向涂料投射固化光，以使固化层上的涂料固化形成涂层。本实用新型主要用于打印模型。

Description

一种立体成型设备

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种立体成型设备。

背景技术

在光固化3D打印机中，料槽盛放有树脂，利用流体状态的光敏树脂在光照下发生聚合反应的特点，将光源按照待成形物体的截面形状进行照射，使流体状态的树脂固化成形，打印平台逐层向上移动，继而逐层叠加，实现立体打印。

在需要进行彩色打印时，可更换树脂或者在树脂中增加感温变色颜料，通过改变树脂颜色改变模型的颜色，但只能在模型的打印方向上分段换色，过程麻烦且上色不具有灵活性。为使得打印模型的颜色灵活多样，现有技术中，在模型整体打印结束后对打印模型进行另行着色，如专利号为CN218876311U的专利中公开了一种模型涂色装置，通过旋转驱动组件使待涂色模型的不同侧与喷涂机构对应，通过喷涂机构向待涂色模型喷涂涂料，实现对待涂色模型的上色。模型打印过程和涂色过程为两个设备实现的两个独立的阶段，导致模型打印为成品周期长，需要用户将模型取下后再移至涂色机构进行涂色，无法实现彩色模型的一次性打印成型。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种立体成型设备，解决现有的彩色模型打印无法一次打印成型的问题。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种立体成型设备，包括：

料槽组件，料槽组件包括打印空间，打印空间用于容纳树脂；

打印平台组件，打印平台组件包括成型平台，成型平台的至少部分结构位于打印空间中；

固化机构，固化机构成型平台相对，用于向树脂投射固化光，以使树脂形成固化层；

涂色机构，涂色机构包括喷头组件，喷头组件与成型平台相对，用于向固化层喷涂涂料，固化机构还用于向涂料投射固化光，以使固化层上的涂料固化形成涂层。

本实用新型提出的一种立体成型设备，主要通过设置涂色机构在已形成的固化层上喷涂涂料，通过固化层和涂层的叠加呈现彩色打印效果，实现彩色模型的一次打印成型，无需对模型另行涂色。现有技术中，为使得打印模型的颜色灵活多样，现有技术中，在打印结束后对打印模型进行另行着色，模型打印过程和涂色过程为两个设备实现的两个独立的阶段，导致模型打印为成品周期长，需要用户将模型取下后再移至涂色机构进行涂色，无法实现彩色模型的一次性打印成型。与现有技术相比，本申请文件中，成型平台浸入打印空间的树脂内，固化机构通过投射固化光固化成型平台上方的树脂，使得树脂固化形成一层固化层，涂色机构向已成型的固化层喷涂涂料，光机重复投射固化光，使得涂料固化在固化层上，重复这一过程，将使得各固化层和涂层交替层叠形成模型，涂层将使得模型呈现颜色，实现彩色模型的一次性成型，且喷涂涂料具有灵活性，可实现模型色彩的灵活变换。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种立体成型设备的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种立体成型设备在第一视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种立体成型设备在第二视角的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种立体成型设备在第三视角的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种立体成型设备在第三视角的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种立体成型方法的流程图；

图7为本实用新型实施例提供的另一种立体成型方法的流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的立体成型设备其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1-4所示，本实用新型实施例提供了一种立体成型设备，包括：

料槽组件100，料槽组件100包括打印空间，打印空间用于容纳树脂；

打印平台组件200，打印平台组件200包括成型平台210，成型平台210的至少部分结构位于打印空间中；

固化机构300，固化机构300成型平台210相对，用于向树脂投射固化光，以使树脂形成固化层；

涂色机构400，涂色机构400包括喷头组件410，喷头组件410与成型平台210相对，用于向固化层喷涂涂料，光机还用于向涂料投射固化光，以使固化层上的涂料固化形成涂层。

为了便于实施方式的说明，在本申请中，固化层指的是通过固化料槽组件100的树脂所形成的固化层，特别的相邻的固化层可以是通过固化上述树脂所形成的相邻的两个固化层，在两个固化层之间还有可能存在上述的涂层。为了便于叙述，第一固化层与第二固化层为前后相邻的两个固化层，第一固化层是先固化的前一固化层，第二固化层是后固化的后一固化层。

料槽组件100包括开口向上的打印空间，成型平台210包括平台本体和连接杆，平台本体包括水平的上表面，用于连接模型，平台本体由料槽组件100的上方开口进入打印空间内，并浸入打印空间内的树脂之中，连接杆一端与平台本体连接，另一端位于打印空间外，用于连接外部固定件或者连接动力机构。以下实施例中为方便说明，成型平台210指的是平台本体。成型平台210用于连接模型的上表面与树脂液面平行，或者成型平台210的上表面可以相对树脂液面倾斜。

打印开始时，成型平台210的上表面完全或者部分的浸入树脂内，成型平台210的上表面将覆盖有树脂。固化机构300用于产生固化光以固化树脂。固化机构300具体可以为光机，光机的镜头与成型平台210相对，用于投射固化光，固化光为具有特定轮廓的光线，固化光竖直向下以束状传播，在树脂液面上投射出特定轮廓的投影，使得成型平台210的上表面覆盖的树脂按照特定轮廓固化并粘附在成型平台210的上表面，形成模型的一层即固化层。固化机构300具体可以采用DLP(Digital Light Procession)光机，保证固化精度。固化层上表面是与树脂液面基本在同一平面内的固态表面(由于张力的影响，固化层上表面或者成型平台210的上表面与树脂液面会呈现基本平行的状态)，喷头组件410将涂料喷涂到固化层的上表面，喷涂可采用淋喷的方式，使涂料滴落在固化层的上表面。喷头组件410在任一层固化层上可喷涂同一种颜色，也可喷涂多种颜色，可以为连续整个上表面的喷涂，也可以仅喷涂部分区域。喷头组件410喷涂完成后，光机再次产生固化光，光束轮廓与该层固化层的轮廓相同，光束的投影将与固化层的边缘契合，即完全覆盖固化层的上表面且不会超出上表面边沿。固化光将固化喷涂在固化层上表面的涂料，使得涂料附着在固化层上，形成涂层。而后可通过成型平台210向下移动使得固化层与树脂液面之间形成一层模型厚度的树脂，可继续下一层模型的打印，而涂层将被夹在两层模型之间。树脂采用具有一定透明度，或者说透明度大于预设值的树脂，两层模型之间的彩色涂层将透过树脂层得以在模型的外观上体现，且由于任一层模型的厚度很薄，如0.1毫米，涂层叠密实的分布于各层模型之间，将使得模型整体呈现彩色。

涂料可以为UV光固化漆，光机用于产生紫外光。光机可以在喷头组件410喷涂结束后对涂料进行固化，或者，可以在喷头组件410喷涂过程中持续进行成涂料的固化。在一些其他的实施方式中，光机还可以为点光源、线光源，可通过移动光机扫描全部的固化区域，以实现固化层的成型以及涂料的固化。

本实用新型实施例提出的一种立体成型设备，主要通过设置涂色机构在已形成的固化层上喷涂涂料，通过固化层和涂层的叠加呈现彩色打印效果，实现彩色模型的一次打印成型，无需对模型另行涂色。现有技术中，为使得打印模型的颜色灵活多样，现有技术中，在打印结束后对打印模型进行另行着色，模型打印过程和涂色过程为两个设备实现的两个独立的阶段，导致模型打印为成品周期长，需要用户将模型取下后再移至涂色机构进行涂色，无法实现彩色模型的一次性打印成型。与现有技术相比，本申请文件中，成型平台浸入打印空间的树脂内，固化机构通过投射固化光固化成型平台上方的树脂，使得树脂固化形成一层固化层，涂色机构向已成型的固化层喷涂涂料，光机重复投射固化光，使得涂料固化在固化层上，重复这一过程，将使得各固化层和涂层交替层叠形成模型，涂层将使得模型呈现颜色，实现彩色模型的一次性成型，且喷涂涂料具有灵活性，可实现模型色彩的灵活变换。

一种实施方式中，涂色机构400还包括移动组件420，喷头组件410与移动组件420连接。移动组件420用于驱动喷头组件410至少在平行于树脂液面的平面内移动。喷头组件410用于与移动组件420配合向固化层的预设区域喷涂涂料，预设区域在成型平台210上的垂直投影与固化层在成型平台210上的垂直投影至少部分重叠，或者，预设区域为固化层相背成型平台210的顶面上，固化层延伸至所述固化层边沿的周边区域。

喷头组件410用于与移动组件420配合可相对固化层移动，以实现在固化层上灵活喷涂打印涂料，可控制喷涂区域。如喷头组件410喷涂固化层的整个顶面，使得颜色覆盖更多，模型整体呈现的颜色饱和度更好。或者，可以仅喷涂固化层顶面靠近边沿的周边区域，如由边沿向中心延伸1毫米至2毫米的区域，可实现缩短喷涂时间以及节省涂料。

更为具体的，立体成型设备还包括支撑座500，支撑座500包括相连接的顶板510和底框520，顶板510上设置有打印开口，料槽组件100与打印开口边沿连接，且料槽组件100至少部分的位于顶板510和底框520之间。移动组件420包括X轴移动单元421和Y轴移动单元422，喷头组件410与X轴移动单元421连接，X轴移动单元421与Y轴移动单元422连接，Y轴移动单元422与顶板510连接，X轴移动单元421用于驱动喷头组件410在X轴方向上移动，Y轴移动单元422用于驱动X轴移动单元421带动喷头组件410在Y轴方向上移动，X轴方向垂直与Y轴方向，且X轴方向和Y轴方向均为水平方向。Y轴移动单元422可以为两个，分别位于打印开口的两侧，X轴移动单元421的两端分别与两个Y轴移动单元422连接，两个Y轴移动单元422同步驱动X轴移动单元421移动，使得X轴移动单元421更加稳定，不易晃动。X轴移动单元421将喷头组件410架设在料槽组件100的上方，通过X轴移动单元421和Y轴移动单元422的配合可实现喷头组件410在料槽组件100上方的水平面内自由移动，继而灵活喷涂。在其他一些实施例中，X轴移动单元421和Y轴移动单元422可以是相对独立的模块，通过与喷头组件410的连接，实现喷头组件410在X轴方向和Y轴方向移动。X轴移动单元421和Y轴移动单元422的驱动方式可以为多种，以下举例一种X轴移动单元421的具体结构：X轴移动单元421包括X轴动力件、X轴轨道、X轴传送带和X轴同步轮，喷头组件410包括滚轮，X轴轨道与Y轴移动单元422连接，且在X轴方向上延伸，滚轮滚动连接于X轴轨道，X轴动力件和X轴同步轮分别连接于X轴轨道的两端，X轴传送带绕接在X轴动力件和X轴同步轮上，喷头组件410与X轴传送带连接，X轴动力件驱动X轴传送带出传动继而驱动喷头组件410延X轴轨道移动。以下举例一种Y轴移动单元422的具体结构：Y轴移动单元422包括Y轴动力件、Y轴轨道、Y轴移动块和Y轴丝杆，Y轴动力件与顶板510连接，Y轴轨道与顶板510连接，且在Y轴方向上延伸，Y轴移动块与Y轴轨道滑动连接，Y轴丝杆的一端连接于Y轴动力件，Y轴丝杆螺纹穿接于Y轴移动块，X轴移动单元421与Y轴移动块连接。Y轴丝杆用于在Y轴动力件的驱动下旋转，以螺纹推动Y轴移动块带动X轴移动单元421移动。

一种实施方式中，涂料包括多种不同颜色，如包括蓝色、红色、黄色、白色、黑色。喷头组件410包括喷头主体411、料筒412和送料件，料筒412用于存储涂料。喷头主体411与移动组件420连接，喷头主体411包括至少一个可开闭的喷嘴，送料件与料筒412和喷头主体411连接，更具体的，料筒412、喷嘴和送料件可为多个且一一对应，送料件用于向喷头主体411输送一种颜色的涂料，以使喷嘴向固化层喷涂对应的涂料。

喷嘴可并排设置，喷嘴的开闭可以采用压电控制，使得每个喷嘴可单独被控喷涂，喷嘴连接单独的内腔，涂料流入内腔，采用外力进行内腔的挤压，以使涂料由喷嘴的下方开口处喷出。在填色过程中，通过控制不同颜色的喷嘴喷涂与否以及喷涂位置，在固化层上喷入符合切片轮廓信息和颜色信息的涂料区域，然后再通过光机固化，形成涂层。送料组件323具体可以包括气泵和导管，气泵分别通过导管与料筒412和喷头主体411连接。

一种实施方式中，打印平台组件200还包括升降组件220，成型平台210与升降组件220连接，升降组件220用于驱动成型平台210至少在垂直于树脂液面的方向上移动。

在一层固化层的涂层固化完成后，升降组件220驱动成型平台210向下移动一层模型的厚度，固化层将浸入树脂中，固化层上方将流入一层模型厚度的树脂，可继续下一层固化，重复进行固化层和涂层的交替打印，实现完整模型的固化成型。升降组件220可采用丝杆和电机的配合，此处不再赘述。升降组件220可固定于顶板510上，光机固定于升降组件220靠近顶端的位置。

成型平台210下沉带动固化层浸入树脂，需保证树脂液面平整且与固化层上表面为均匀的一层模型厚度，然而由于树脂具有一定张力，导致一层固化层下移后，树脂无法均匀流动到固化层上表面。此外，在固化层成型后，固化层周围的树脂可能会由于震动等原因流入到固化层的顶面，导致涂料喷涂到固化层上会发生流动，导致颜色位置不准确。为解决以上问题，一种实施方式中，料槽组件100包括料槽110和刮刀组件120，料槽110包括打印空间，刮刀组件120位于成型平台210上方，用于在平行于树脂液面的预设刮刀方向上移动，以刮去多余树脂。刮刀组件120包括动力单元121和刮刀122，刮刀122与动力单元121连接，刮刀122由打印空间的第一侧延伸至打印空间的相对于第一侧的第二侧，刮刀122的底端位于预设刮刀高度，且位于成型平台210上方，刮刀122用于在动力单元121的驱动下在预设刮刀方向上移动，以刮去多余树脂。在一些实施方式中，预设刮刀高度与预设的液面高度齐平。

设置刮刀122在预设高度上移动，可以实现使得成型平台210上表面或者固化层上表面上形成均匀的一层树脂，或者，在喷涂涂料前刮去多余树脂。预设刮刀高度可以为自然状态下树脂的液面高度。

更具体的，动力单元121包括刮刀动力件、两个刮刀导轨、刮刀传送带和刮刀同步轮，两个刮刀导轨分别位于料槽组件100外周的相对两侧，且均与顶板510连接，刮刀同步轮和刮刀动力件均与顶板510连接，且刮刀同步轮和刮刀动力件位于一个刮刀导轨的两端外侧，刮刀传送带绕接于刮刀同步轮和刮刀动力件，刮刀122的两端与刮刀导轨滑动连接，且与刮刀传送带连接。刮刀动力件用于驱动刮刀传送带传动，继而驱动刮刀122沿着预设刮刀方向移动。刮刀122延伸方向可以为X轴方向，也可以为Y轴方向，或者也可以倾斜设置，即与X轴方向和Y轴方向均呈一定夹角。预设刮刀方向可以为X轴方向，也可以为Y轴方向，但预设刮刀方向应与刮刀122的延伸方向呈一定夹角，如预设刮刀方向与刮刀122的延伸方向可以垂直，也可以呈接近90度的角度，如89度、80度、70度等夹角，甚至是更加倾斜的角度，如45度、135度等角度，在此不做限制，只要是能够顺利刮平树脂表面的夹角角度即可。在一些实施例中，刮刀122可以具体设计为具有树脂吸附功能的结构，通过刮刀122在树脂上的移动，可以有效去除多余树脂。

一种实施方式中，料槽组件100还包括液面调节件，液面调节件用于使打印空间内树脂的液面位于预设液面高度。

液面调节件130的具体实现方式可以为多种，以下举例三种具体结构：

其一，如图4所示，液面调节件包括位于料槽110的侧壁上的排液孔130，排液孔130最底端的垂直方向高度位于预设液面高度，排液孔130用于排出高于预设液面高度的树脂，在一些实施方式中，排液孔130的半径可以为1毫米到10毫米的范围，以确保树脂能够正常排出。液面调节件130还包括入料件140和集液件150，入料件140与打印空间连通，入料件140用于向打印空间内充入树脂，集液件150通过排液孔130与打印空间连通，集液件150用于收集由排液孔130流出的树脂。

在打印开始前以及打印过程中，可定时向打印空间中缓慢充入树脂，多余的树脂将通过排液孔130流入到集液件150中，保证树脂液面始终保持在预设液面高度。集液件150可以包括位于排液孔130下方的集液槽以及带有过滤装置的集液桶，排液孔130流出的树脂将落入集液槽并流入集液桶，经过过滤后流回入料件140继续用于树脂供给。排液孔130可以为多个，围绕料槽110侧壁周向设置。

其二，如图5所示，液面调节件包括液面传感器、入料件140和排料件160，液面传感器与打印空间相对，用于检测树脂液面的高度，入料件140与打印空间连通，用于向打印空间充入树脂，排料件160与打印空间连通，用于排出打印空间内的树脂。液面传感器可以为固定于光机一侧的红外线传感器或者固定于料槽110的探针式液位传感器，实时监测树脂液面高度，在树脂液面高度降低到预设液面高度以下时，进行充料，当树脂液面高度升高到预设液面高度以上时，进行排料，动态调整树脂液面。

其三，料槽组件100包括料槽110和刮刀组件120，料槽110包括槽体以及隔板，隔板与槽体连接，料槽110包括打印空间以及辅助空间，打印空间和辅助空间分别位于隔板的两侧，液面调节件包括位于隔板上的排液孔130，排液孔130最底端的高度位于预设液面高度，打印空间和辅助空间通过排液孔130连通，刮刀组件120用于移动刮去多余树脂，并通过排液孔130将多余树脂推送至辅助空间。

槽体为具有顶端开口的空腔结构，隔板安装在槽体的空腔内，将空腔分割为打印空间和辅助空间，打印空间和辅助空间通过导通孔连通。刮刀122的预设高度，或者说底端的高度与导通孔底端的高度一致。在刮刀122的快速移动过程中，多余树脂将被刮刀122推动向导通孔快速移动，并通过导通孔移动到辅助空间中，由于整个过程，刮刀122处于一个快速移动的过程，多余的树脂在短时间内不会流回成型平台210之上，在这基础上，通过固化机构透射光即可固化为相对较平的固化层。同时，也应保证打印空间中树脂液面高度为刮刀122底端所在的预设刮刀高度，预设刮刀高度与预设液面高度一致，保证对模型高度的准确控制。可以理解，为保证刮刀122能将多余设置推送到辅助空间，隔板以及辅助空间应在刮刀122移动方向上的一侧。

另一方面，如图6所示，本实用新型实施例还提供一种立体成型方法，包括：

S1-1、控制固化机构300按照第一固化层的轮廓照射位于成型平台210上方的树脂，以使树脂按照第一固化层的轮廓形成第一固化层。

在控制固化机构300按照第一固化层的轮廓照射位于成型平台210上方的树脂之前，将成型平台210调整到其上表面与树脂液面之间间隔一层模型厚度的初始位置。固化机构300可以为光机，光机产生与第一固化层轮廓一致的光束投射到树脂上，使得树脂一次性固化，或者，光机可以产生线光或者点光通过扫描的方式进行固化。第一固化层可以为模型的第一层或底层，固化后的固化层粘附在成型平台210的上表面，第一固化层也可以是模型中间任一层，固化机构300按照第一固化层的轮廓照射位于成型平台210上方的树脂指的是固化机构300按照第一固化层的轮廓照射位于成型平台210上方已成型模型上方的树脂上，使得树脂固化形成固化层粘附在上一层模型上。

S1-2、控制喷头组件410按照第一固化层的涂色信息向第一固化层喷涂涂料。

固化层的涂色信息指的该固化层对应的涂料的颜色以及各个颜色的涂料对应的喷涂区域，喷头组件410的喷涂方式可以为点状淋喷，通过喷头组件410与成型平台210的相对移动进行喷涂。具体可以为成型平台210不动，控制喷头组件410相对于成型平台210移动，使得喷头组件410按照第一固化层的涂色信息向第一固化层喷涂涂料；或者喷头组件410不动，控制成型平台210相对于喷头组件410移动，使得喷头组件410按照第一固化层的涂色信息向第一固化层喷涂涂料；或者控制喷头组件410和成型平台210同时移动，如喷头组件410在X轴方向上移动，而成型平台210在Y轴方向上移动，使得喷头组件410按照第一固化层的涂色信息向第一固化层喷涂涂料。

在一些实施方式中，涂色信息包括预设区域及涂料颜色，所述方法还包括：控制喷头组件按照所述预设区域及所述涂料颜色喷涂涂料。举例而言，预设区域可以指，在对应固化层中，划定需要喷涂的预设区域，预设区域可以是占对应固化层总面积预设比例的需要进行喷涂的周边区域，预设比例可以对应固化层总面积的某一比例，如1％-20％中的1％、2％、5％、10％等一些具体的比例值，具体数值可以根据实际情况进行设定，如预设比例为10％时，即喷涂的具体区域占对应固化层总面积的10％，且该具体区域通常为靠近对应固化层边沿的区域，特别的形成一些环形区域等，同时，结合预设区域中每一点所需的涂料颜色(在需要复合颜色时，也可以对应喷涂多种涂料颜色，以产生丰富多彩的颜色)，对预设区域进行喷涂，以使得打印模型后，在对应固化层边沿上看，能体现出特定的颜色。

在一些实施方式中，预设区域也可以是预设像素数量的周边区域，如在对应固定层中，按照预设像素数量进行喷涂，如预设像素数量可以1到10个像素(整数)，且该具体区域通常为靠近对应固化层边沿的区域，如预设像素数量是10个像素时，即从对应固化层的边沿看，其边沿往该对应固化层中心方向，靠近边沿的10个像素的预设区域都会被喷涂涂料。

在一些实施方式中，预设区域也可以是预设距离的周边区域，如在对应固定层中，按照预设距离进行喷涂，预设距离可以1毫米到10毫米，如1毫米、2毫米、10毫米等具体数值的距离，且该具体区域通常为靠近对应固化层边沿的区域，如预设距离是10毫米时，即从对应固化层的边沿看，其边沿往该对应固化层中心方向，靠近边沿的10毫米的预设区域都会被喷涂涂料。

在一些实施方式中，周边区域可以是靠近对应固化层边沿的环形区域。

在一些实施方式中，涂色信息包括涂料颜色，所述方法还包括：控制喷头组件按照所述第一固化层的轮廓及所述涂料颜色喷涂涂料。在此实施方式中，可以先对对应固化层的轮廓内区域进行喷涂，再在后续投射固化光时，参考上述预设区域的范围进行涂料的光固化作业，以在对应预设区域形成涂层。

对于第一固化层，各个颜色的涂料对应的喷涂区域共同构成第一固化层的预设区域，控制喷头组件410向第一固化层喷涂涂料具体为向第一固化层的预设区域喷涂涂料，预设区域为在成型平台上的垂直投影与第一固化层在成型平台上的垂直投影至少部分重叠，使得颜色覆盖更多，模型整体呈现的颜色饱和度更好。或者，预设区域为第一固化层相背成型平台210的顶面上，延伸至第一固化层边沿的周边区域，即仅喷涂第一固化层顶面靠近边沿的部分区域。如由第一固化层边沿向中心位置延伸的小于等于1毫米或小于等于2毫米的区域，可实现缩短喷涂时间以及节省涂料。

此外，在一些实施方式中，可能出现第一固化层的后一层，即第二固化层较小，单纯的按照上述预设区域进行喷涂的话，无法覆盖第一固化层顶面未涂色的区域，则方法还可以包括，按照第一固化层的涂色信息确定第一固化层的预设区域，判断第二固化层在第一固化层上的垂直投影是否与第一固化层的预设区域之间有额外的区域，如本实施方式中通过透明树脂形成的额外透明区域，或者说，判断第二固化层在第一固化层上的垂直投影是否没有覆盖第一固化层顶面除预设区域之外的全部区域，如有额外区域，则控制喷头组件向预设区域和上述额外区域喷涂涂料。保证第二固化层较小时，第二固化层外侧漏出的第一固化层的顶面全部被涂层覆盖，不会出现未涂色的现象。在一些实施方式中，也可以通过第一固化层面积与第二固化层面积的比较，以判断上述区域的差异。如根据所述第一固化层面积与第二固化层面积计算面积差值，并通过所述面积差值与所述预设区域面积的比较，以判断第二固化层在所述第一固化层上的垂直投影与所述第一固化层的预设区域之间是否有额外区域。举例而已，某第一固化层面积为10平方厘米，第二固化层面积为1平方厘米，而第一固化层的预设区域为3平方厘米，则可以先得到面积差值为9平方厘米，而面积差值大于预设区域，说明除了预设区域3平方厘米，还存在6平方厘米的额外区域需要进行喷涂形成涂层，才能使得该第一固化层的表面都能被涂层覆盖。在一些实施方式中，还可以通过对应固化层所占用像素点数量来对比面积的差异，以进行面积的比较。在其他一些实施方式中，也可以通过其他的参数进行面积的比较，如对对应固化层轮廓内的区域进行积分而得到面积，再进行比较，或者计算对应固化层所占用的单位方格数数量以得到对应面积。

S1-3、控制固化机构300向涂料投射固化光，以使第一固化层上的涂料固化形成第一固化层的涂层。

向涂料投射固化光可以为按照第一固化层的轮廓向第一固化层上的涂料投射固化光，或者仅仅按照涂料的轮廓向涂料投射固化光，减少能耗。在涂料喷涂完成后，由于第一固化层的上表面已经喷涂有涂料，固化光将照射在涂料上，使得涂料固化粘附在第一固化层上，形成第一固化层的涂层。即光机在涂料喷涂前后进行两次光线的照射，第一次进行树脂的固化，第二次进行涂料的固化。

一种实施方式中，如图7所示，本实用新型还提供了另一种立体成型方法，方法包括：

S2-1、获取待打印模型的多个固化层以及多个固化层对应的涂色信息。

多个固化层和涂色信息可通过本地文件读取、外置存储器读取或者通过云平台获取等。打印模型的多个固化层包括各个固化层的轮廓信息，涂色信息包括各个固化层的涂料的颜色以及各个颜色对应的喷涂区域。

S2-2、以多个固化层中一层作为第一固化层，第一固化层可以为模型的第一层或者中间的一层，如可在模型打印的后半段进行彩色模型的打印，可选取中间一层作为第一固化层。

S2-3、控制成型平台210移动至初始位置，控制刮刀组件120在预设刮刀方向上移动，以刮去多余树脂。

成型平台210的初始位置指的是成型平台210上表面与树脂液面，或者说成型平台210上表面与预设液面高度间隔第一层模型高度的位置。使得成型平台210上表面与树脂液面间隔均匀的一层模型的厚度，保证固化层均匀。

S2-4、控制固化机构300按照第一固化层的轮廓照射位于成型平台210上方的树脂，以使树脂按照第一固化层的轮廓形成第一固化层。

S2-5、控制刮刀组件120在预设刮刀方向上移动，以刮去多余树脂。

在固化层成型后，第一固化层周围的树脂可能会由于震动等原因流入到第一固化层的顶面，控制刮刀122移动除去第一固化层上的树脂，可使得涂料喷涂到第一固化层上位置稳定，不会随多余树脂流动，避免色彩位置不准。

S2-6、控制喷头组件410按照第一固化层的涂色信息向第一固化层喷涂涂料；控制固化机构300向涂料投射固化光，以使第一固化层上的涂料固化形成第一固化层的涂层。

S2-7、控制成型平台210远离树脂液面移动预设层高，以使第一固化层上形成预设层高的树脂。

成型平台210带动第一固化层及其上的涂层浸入到树脂中，树脂流到第一固化层上方，形成新的待固化的树脂。

S2-8、控制刮刀组件120在预设刮刀方向上移动，以刮去多余树脂。

成型平台210下沉使得第一固化层将浸入树脂，树脂将流动到第一固化层上表面，控制刮刀122移动，保证树脂液面平整且与第一固化层上表面为均匀的一层模型厚度，避免树脂的张力导致树脂流动不均匀的问题。

S2-9、控制固化机构300按照第二固化层的轮廓照射位于第一固化层上方的树脂，以使树脂按照第二固化层的轮廓形成第二固化层，在一些实施方式中，第二固化层的至少一部分可以粘附于第一固化层的涂层上，在另外一些实施例中，两个相邻的固化层，其面积可能差异很大，前一层的固化层以及后一层的固化层的面积之差可以刚好为对应涂层的面积，在这种情况下，后一层的固化层并没有直接粘附在对应涂层之上，而是处于与对应涂层的一侧而已。

可以理解，第二固化层为模型切片数据中与第一固化层相邻的模型的一层，并非涂层。

S2-10、控制刮刀组件120在预设刮刀方向上移动，以刮去多余树脂。

S2-11、控制喷头组件410按照第二固化层的涂色信息向第二固化层喷涂涂料；控制固化机构300向涂料投射固化光，以使第二固化层上的涂料固化形成第二固化层的涂层。

第二固化层的固化过程和涂色过程与第一固化层相同，重复执行步骤2-7至步骤2-11，逐层进行第三固化层、第四固化层、第五固化层……的固化和涂色，直到模型打印完成或者模型的指定彩色区域打印完成。

在包括液面调节件，且液面调节件包括液面传感器、入料件140和排料件160的实施方式中，方法还包括实时接收液面传感器发送的树脂液面高度，当树脂液面高度低于预设液面高度，则控制入料件向打印空间充入树脂，当树脂液面高度低于预设液面高度，则控制排料件排出打印空间内的树脂。从而保证树脂液面始终位于预设液面高度，配合刮刀122刮平，可有效保证模型固化后顶面高度可控。

一种实施方式中，积层制造设备还包括存储器，用于存储计算机程序；

积层制造设备还包括处理器，用于执行计算机程序时实现前述任一项的立体成型方法的步骤。

又一方面，本实用新型还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行前述任一项的立体成型方法的步骤。

基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该待识别软件产品可以存储在一个非易失性存储介质可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等中，包括若干指令用以使得一台计算机设备可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等执行本申请所述的立体成型方法。

本申请还提供其他实施方式：

实施例1、一种立体成型设备，包括：

料槽组件100，料槽组件100包括打印空间，打印空间用于容纳树脂；

打印平台组件200，打印平台组件200包括成型平台210，成型平台210的至少部分结构位于打印空间中；

固化机构300，固化机构300成型平台210相对，用于向树脂投射固化光，以使树脂形成固化层；

涂色机构400，涂色机构400包括喷头组件410，喷头组件410与成型平台210相对，用于向固化层喷涂涂料，固化机构300还用于向涂料投射固化光，以使固化层上的涂料固化形成涂层。

实施例2、根据实施例1的立体成型设备，涂色机构400还包括移动组件420，喷头组件410与移动组件420连接；

移动组件420用于驱动喷头组件410至少在平行于树脂液面的平面内移动；

喷头组件410用于与移动组件420配合向固化层的预设区域喷涂涂料，预设区域在成型平台210的垂直投影与固化层在成型平台210的垂直投影至少部分重叠，或者，预设区域为固化层相背成型平台210的顶面上，延伸至固化层边沿的周边区域。

实施例3、根据实施例2的立体成型设备，涂料包括至少一种颜色，喷头组件410包括喷头主体411、料筒412和送料件，料筒412用于存储涂料；

喷头主体411与移动组件420连接，喷头主体411包括至少一个可开闭的喷嘴，送料件与料筒412和喷头主体411连接，送料件用于向喷头主体411输送涂料。

实施例4、根据实施例2的立体成型设备，移动组件420包括X轴移动单元421和Y轴移动单元422，喷头组件410与X轴移动单元421连接，X轴移动单元421与Y轴移动单元422连接，X轴移动单元421用于驱动喷头组件410在X轴方向上移动，Y轴移动单元422用于驱动X轴移动单元421带动喷头组件410在Y轴方向上移动；

Y轴移动单元422的数量为两个，分别位于料槽组件100外周的不同两侧，X轴移动单元421的两端分别与两个Y轴移动单元422连接。

实施例5、根据实施例1的立体成型设备，料槽组件100包括料槽110和刮刀组件120，料槽110包括打印空间，刮刀组件120位于成型平台210上方，用于在平行于树脂液面的预设刮刀方向上移动，以刮去多余树脂；

刮刀组件120包括动力单元121和刮刀122，刮刀122与动力单元121连接，刮刀122由打印空间的第一侧延伸至打印空间的相对于第一侧的第二侧，刮刀122的底端位于预设刮刀高度，且位于成型平台210上方，刮刀122用于在动力单元121的驱动下在预设刮刀方向上移动，以刮去多余树脂。

实施例6、根据实施例5的立体成型设备，刮刀122的延伸方向与预设刮刀方向呈预设夹角。

实施例7、根据实施例1的立体成型设备，料槽组件100还包括液面调节件，液面调节件用于使打印空间内树脂的液面位于预设液面高度；

液面调节件包括位于料槽110的侧壁上的排液孔130，排液孔130最底端的垂直方向高度位于预设液面高度，排液孔130用于排出高于预设液面高度的树脂，液面调节件130还包括入料件140和集液件150，入料件140与打印空间连通，入料件140用于向打印空间内充入树脂，集液件150通过排液孔130与打印空间连通，集液件150用于收集由排液孔130流出的树脂；

或者，液面调节件130包括液面传感器、入料件140和排料件160，液面传感器用于检测树脂液面的高度，入料件140与打印空间连通，用于向打印空间充入树脂，排料件160与打印空间连通，用于排出打印空间内的树脂；

或者，料槽组件100包括料槽110和刮刀组件120，料槽110包括槽体以及隔板，隔板与槽体连接，料槽110包括打印空间以及辅助空间，打印空间和辅助空间分别位于隔板的两侧，刮刀组件120用于移动刮去多余树脂，以将多余树脂推送至辅助空间。

实施例8、根据实施例1的立体成型设备，打印平台组件200还包括升降组件220，成型平台210与升降组件220连接，升降组件220用于驱动成型平台210至少在垂直于树脂液面的方向上移动。

实施例9、根据实施例1的立体成型设备，立体成型设备还包括支撑座500，支撑座500包括相连接的顶板510和底框520，顶板510上设置有打印开口，料槽组件100与打印开口边沿连接，且料槽组件100至少部分的位于顶板510和底框520之间，打印平台组件200、固化机构300和涂色机构400直接或间接的连接于顶板510。

实施例10、根据实施例1的立体成型设备，固化机构300包括DLP光机。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种立体成型设备，其特征在于，包括：

料槽组件，所述料槽组件包括打印空间，所述打印空间用于容纳树脂；

打印平台组件，所述打印平台组件包括成型平台，所述成型平台的至少部分结构位于所述打印空间中；

固化机构，所述固化机构所述成型平台相对，用于向所述树脂投射固化光，以使树脂形成固化层；

涂色机构，所述涂色机构包括喷头组件，所述喷头组件与所述成型平台相对，用于向所述固化层喷涂涂料，所述固化机构还用于向所述涂料投射固化光，以使所述固化层上的涂料固化形成涂层。

2.根据权利要求1所述的立体成型设备，其特征在于，

所述涂色机构还包括移动组件，所述喷头组件与所述移动组件连接；

所述移动组件用于驱动所述喷头组件至少在平行于树脂液面的平面内移动；

所述喷头组件用于与所述移动组件配合向所述固化层的预设区域喷涂所述涂料，所述预设区域在所述成型平台的垂直投影与所述固化层在所述成型平台的垂直投影至少部分重叠，或者，所述预设区域为所述固化层相背所述成型平台的顶面上，延伸至所述固化层边沿的周边区域。

3.根据权利要求2所述的立体成型设备，其特征在于，

所述涂料包括至少一种颜色，所述喷头组件包括喷头主体、料筒和送料件，所述料筒用于存储所述涂料；

所述喷头主体与所述移动组件连接，所述喷头主体包括至少一个可开闭的喷嘴，所述送料件与所述料筒和所述喷头主体连接，所述送料件用于向所述喷头主体输送涂料。

4.根据权利要求2所述的立体成型设备，其特征在于，

所述移动组件包括X轴移动单元和Y轴移动单元，所述喷头组件与所述X轴移动单元连接，所述X轴移动单元与所述Y轴移动单元连接，所述X轴移动单元用于驱动所述喷头组件在X轴方向上移动，所述Y轴移动单元用于驱动所述X轴移动单元带动所述喷头组件在Y轴方向上移动；

所述Y轴移动单元的数量为两个，分别位于所述料槽组件外周的不同两侧，所述X轴移动单元的两端分别与两个所述Y轴移动单元连接。

5.根据权利要求1所述的立体成型设备，其特征在于，

所述料槽组件包括料槽和刮刀组件，所述料槽包括所述打印空间，所述刮刀组件位于所述成型平台上方，用于在平行于树脂液面的预设刮刀方向上移动，以刮去多余树脂；

所述刮刀组件包括动力单元和刮刀，所述刮刀与所述动力单元连接，所述刮刀由所述打印空间的第一侧延伸至所述打印空间的相对于所述第一侧的第二侧，所述刮刀的底端位于预设刮刀高度，且位于所述成型平台上方，所述刮刀用于在所述动力单元的驱动下在所述预设刮刀方向上移动，以刮去多余树脂。

6.根据权利要求5所述的立体成型设备，其特征在于，

所述刮刀的延伸方向与所述预设刮刀方向呈预设夹角。

7.根据权利要求1所述的立体成型设备，其特征在于，

所述料槽组件还包括液面调节件，所述液面调节件用于使所述打印空间内所述树脂的液面位于预设液面高度；

所述液面调节件包括位于所述料槽的侧壁上的排液孔，所述排液孔最底端的垂直方向高度位于预设液面高度，所述排液孔用于排出高于所述预设液面高度的树脂，所述液面调节件还包括入料件和集液件，所述入料件与所述打印空间连通，所述入料件用于向所述打印空间内充入树脂，所述集液件通过所述排液孔与所述打印空间连通，所述集液件用于收集由所述排液孔流出的树脂；

或者，所述液面调节件包括液面传感器、入料件和排料件，所述液面传感器用于检测树脂液面的高度，所述入料件与所述打印空间连通，用于向所述打印空间充入树脂，所述排料件与所述打印空间连通，用于排出所述打印空间内的树脂；

或者，所述料槽组件包括料槽和刮刀组件，所述料槽包括槽体以及隔板，所述隔板与所述槽体连接，所述料槽包括所述打印空间以及辅助空间，所述打印空间和所述辅助空间分别位于所述隔板的两侧，所述刮刀组件用于移动刮去多余树脂，以将所述多余树脂推送至所述辅助空间。

8.根据权利要求1所述的立体成型设备，其特征在于，

所述打印平台组件还包括升降组件，所述成型平台与所述升降组件连接，所述升降组件用于驱动所述成型平台至少在垂直于树脂液面的方向上移动。

9.根据权利要求1所述的立体成型设备，其特征在于，

所述立体成型设备还包括支撑座，所述支撑座包括相连接的顶板和底框，所述顶板上设置有打印开口，所述料槽组件与所述打印开口边沿连接，且所述料槽组件至少部分的位于所述顶板和所述底框之间，所述打印平台组件、所述固化机构和所述涂色机构直接或间接的连接于所述顶板。

10.根据权利要求1所述的立体成型设备，其特征在于，

所述固化机构包括DLP光机。