3d打印裝置及其打印方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種打印裝置，特別是涉及3D打印裝置及其打印方法。
【背景技術】
[0002]3D打印(three dimens1ns printing)屬于快速成形技術的一種，它是一種數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層堆疊累積的方式來構造物體的技術(即“積層造形法”)。以往3D打印技術常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，現正逐漸用于一些產品的直接制造。
[0003]基于光固化技術3D打印技術日漸成熟，國內外開發出了適用于不同領域、具有不同功效的光固化3D打印機。光固化3D打印機制備模型具有種種優勢，例如材料利用率接近100%、無成型形狀限制及設計周期短、成本低等。但光固化3D打印技術成型速度慢，通常成型速度為5mm-15mm/小時。較低的成型速度在一定程度上限制了光固化3D打印機的規模化生產及廣泛應用。
【發明內容】
[0004]基于此，有必要提供一種能夠實現快速打印的3D打印裝置及其打印方法。
[0005]一種3D打印裝置，包括光源、用于收容光固化樹脂的儲液槽、提升懸臂、提升板及振動器，所述儲液槽設于所述光源的一側，所述提升懸臂設于所述儲液槽遠離所述光源的一側，所述提升板設于所述提升懸臂上，所述提升懸臂運動使所述提升板靠近或遠離所述儲液槽，所述提升板浸入液態的所述光固化樹脂內，所述提升板與所述儲液槽的底壁存在間隙，所述振動器設于所述儲液槽的底壁的外側；
[0006]所述光源曝光使位于所述間隙內的液態的所述光固化樹脂固化成型，固態的所述光固化樹脂的兩個相對側面分別與所述提升板及所述儲液槽的內側底壁粘接，所述振動器振動，使固態的所述光固化樹脂與所述儲液槽的底壁分離，所述提升懸臂提升以使所述提升板上升。
[0007]在其中一個實施例中，所述間隙的高度為30 μ m-100 μ m。
[0008]在其中一個實施例中，所述振動器的振蕩頻率保持在28KHz-40KHz之間。
[0009]在其中一個實施例中，所述儲液槽的底壁的內側設有疏油涂層。
[0010]在其中一個實施例中，所述提升懸臂的提升距離為30μπι-100μπι。
[0011]在其中一個實施例中，所述振動器為多個。
[0012]在其中一個實施例中，所述振動器為超聲波換能器。
[0013]在其中一個實施例中，還包括升降氣缸，所述升降氣缸設于所述儲液槽的一側，所述提升懸臂的一端與所述升降氣缸驅動連接，所述升降氣缸帶動所述提升懸臂運動，所述提升板設于所述提升懸臂的另一端。
[0014]一種3D打印方法，包括以下步驟:
[0015]提供權利要求1所述3D打印裝置；
[0016]所述提升懸臂帶動所述提升板移動到達預定位置后停止；
[0017]開啟所述光源，進行曝光，使所述間隙內的所述光固化樹脂固化成形；
[0018]關閉所述光源，停止曝光；
[0019]所述振動器振動，使所述光固化樹脂與所述儲液槽的底壁分離；
[0020]所述振動器停止振動，所述提升懸臂提升，固化成型的所述光固化樹脂隨所述提升板上升。
[0021]在其中一個實施例中，所述振動器振動時間為5秒鐘。
[0022]在上述3D打印裝置及其打印方法中，通過振動器振動，使光固化樹脂與儲液槽的底壁快速分離。并且，在分離過程中，可以防止固化形成的打印層損害，保證上述3D打印方法的打印質量。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實施方式的3D打印裝置的立體圖；
[0024]圖2為圖1所示的3D打印裝置的側視圖；
[0025]圖3為圖2所示的3D打印裝置的A部分的局部放大圖；
[0026]圖4為圖2所示的3D打印裝置的振動器振動時3D打印裝置的局部放大圖；
[0027]圖5為本實施方式的3D打印方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施方式。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發明的公開內容理解的更加透徹全面。
[0029]需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。
[0030]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0031]請參閱圖1和圖2，本實施方式的3D打印裝置100利用光固化樹脂20做為原料進行3D打印。3D打印裝置100包括光源110、儲液槽120、提升懸臂130、提升板140及振動器 150。
[0032]光源110用于發射光束112。光束112照射在光固化樹脂20上，使光固化樹脂20固化成型。儲液槽120設于光源110的一側。光源110發出的光束112透過儲液槽120的底壁121，照射在儲液槽120的底部的光固化樹脂20上，液態的光固化樹脂21經光束112曝光照射，固化成型為固態的光固化樹脂。
[0033]儲液槽120用于收容光固化樹脂20。具體在本實施方式中，儲液槽120的底壁121的內側設有疏油涂層123。疏油涂層123是一種耐油材質，可以降低儲液槽120的底壁121表面的附著力。當光固化樹脂20在儲液槽120的底壁121上固化成型的時候，疏油涂層123使固化成型的光固化樹脂20與儲液槽120的底壁121之間不存在粘附力。
[0034]儲液槽120可以為矩形收容槽或圓形凹槽。并且，3D打印模型的橫截面的尺寸小于儲液槽120的橫截面的尺寸。儲液槽120根據3D打印模型的形狀選擇合適的儲液槽120。儲液槽120為透明槽，可以為玻璃槽或樹脂槽。光源110光束112能夠較好的投射儲液槽120的底壁121，位于儲液槽120的底部的光固化樹脂20曝光、固化成型。
[0035]具體在本實施方式中，3D打印裝置100還包括升降氣缸(圖未不)。升降氣缸設于儲液槽120的一側。提升懸臂130設于儲液槽120遠離光源110的一側。具體地，提升懸臂130為L形。提升懸臂130的一端與升降氣缸驅動連接，升降氣缸帶動提升懸臂130運動。
[0036]可以理解，提升懸臂130可以為狹長的平板結構。提升懸臂130的一端與升降氣缸連接。提升板140設于提升懸臂130靠近儲液槽120的側面上。并且，升降氣缸還可以為電機及絲桿，提升懸臂130與絲桿連接，電機轉動帶動絲桿旋轉，則提升懸臂130沿絲桿方向上升或下降。
[0037]提升板140設于提升懸臂130上。具體在本實施方式中，提升板140設于提升懸臂130遠離升降氣缸的一端，提升懸臂130運動使提升板140靠近或遠離儲液槽120。提升板140浸入液態的光固化樹脂21內，提升板140與儲液槽120的底壁121存在間隙(圖未標)。間隙的高度為30 μ m-100 μ m。提升懸臂130的提升距離為30 μ m-100 μ m。提升懸臂130的提升距離由3D打印的成型精度決定。提升懸臂130以30 μ m-100 μ m的距離進行提升，既可以滿足成型精度，也可以提高成型效率。并且，提升懸臂130的提升距離與間隙的高度相等。
[0038]請參閱圖3，提升懸臂130帶動提升板140運動到位之后，光源110曝光使位于提升板140與儲液槽120的底壁121之間間隙內的液態的光固化樹脂21