[发明专利]一种立体模型的成型设备及其成型方法

权利要求书

1.一种立体模型的成型设备，包括成型粉末分散装置、液体喷射装置、成型腔、控制装置和驱动装置，其特征在于，所述成型粉末分散装置包括成型粉末仓、成型粉末输送装置和成型粉末推刮装置，所述成型粉末推刮装置包括与所述驱动装置连接的滚筒，所述喷射装置设置在成型腔的开口的上部，所述成型粉末仓和成型腔内分别设有升降装置，所述液体喷射装置至少包括一个液体喷头，成型腔上方设有按照设定的形状将特定固化能量以优于0.5毫米的分辨率尺寸投射到成型腔内成型粉末层上的能量投射装置，所述能量投射装置为投影装置或扫描装置；

其中，所述液体喷头的喷射分辨率尺寸大于成型分辨率尺寸的1.5倍，所述能量投射装置的投射分辨率尺寸与成型分辨率尺寸相等，能量投射装置投射的所述设定的形状为经计算机对立体模型切片获得的对应成型粉末层的层叠结构图层。

2.根据权利要求1所述的立体模型的成型设备，其特征在于，所述成型粉末仓和成型腔为开口向上的筒状结构，所述筒状结构的开口并排设置在同一水平面，所述滚筒设置在成型粉末仓和成型腔的开口的上部，所述成型粉末仓的升降装置为固装在第二推杆上沿成型粉末仓内侧壁做往返运动的料板，所述成型腔的升降装置为固装在第一推杆上沿所述成型腔内侧壁做往返运动的成型平台。

3.一种立体模型的成型方法，其特征在于，所述方法至少包括：

步骤1：将立体模型按照预先设定厚度做切片分层，得到立体模型的若干个具有二维形状的层叠结构图层；

步骤2：在成型平台上按照步骤1所述预先设定厚度铺设成型粉末层；

步骤3：根据步骤1中最底层的具有二维形状的层叠结构图层，液体喷头将固化液喷在步骤2所述成型粉末层上以形成固液混合物，所述固液混合物的分辨率尺寸至少大于1.5倍的成型分辨率尺寸,并且所述固液混合物覆盖所述最底层的层叠结构图层的形状；

步骤4：根据步骤1中最底层的具有二维形状的层叠结构图层，能量投射装置将特定固化能量投射在所述固液混合物上，所述能量投射装置的投射分辨率尺寸与所述成型分辨率尺寸相等；所述特定固化能量使所述固液混合物中的液态成分固化并将成型粉末结合在一起，得到第一模型层；

步骤5：在所述第一模型层上铺设成型粉末层，得到后续成型粉末层；

步骤6：根据步骤1中得到的对应后续成型粉末层的层叠结构图层，所述液体喷头将固化液喷在所述后续成型粉末层上以形成固液混合物，同样，所述固液混合物的分辨率尺寸至少大于1.5倍的成型分辨率尺寸,并且所述固液混合物覆盖所述后续成型粉末层的层叠结构图层的形状；

步骤7：根据步骤1中得到的对应所述后续成型粉末层的层叠结构图层，所述能量投射装置将特定固化能量投射在所述固液混合物上，且所述能量投射装置的投射分辨率尺寸与所述成型分辨率尺寸相等；所述特定固化能量使所述固液混合物中的液态成分固化并将成型粉末结合在一起，得到后续模型层，所述固化液的喷量足够多且所述特定固化能量的强度足够大为条件，使得后续模型层与相邻的图层重叠部分固化并结合在一起；

步骤8：重复步骤5-7若干次，得到全部成型粉末层叠结构图层的模型层，即整体的立体模型坯体；

步骤9：去除所述立体模型坯体上未结合的成型粉末，得到包裹着所述固液混合物的立体模型实体；

步骤10：去除立体模型实体上未固化的所述固液混合物，得到最终的立体模型实体。

4.根据权利要求3所述的立体模型的成型方法，其特征在于，所述特定固化能量为紫外光、可见光、红外线、微波、超声波、激光中的一种或几种。

5.根据权利要求3所述的立体模型的成型方法，其特征在于，所述能量投射装置投射的特定固化能量能够使所述固液混合物在几秒到几十秒的时间内固化。

6.根据权利要求3所述的立体模型的成型方法，其特征在于，所述固化液含有蛋白质。

7.根据权利要求3所述的立体模型的成型方法，其特征在于，所述固化液为不含有光引发剂的光敏胶，且所述成型粉末层含有光引发剂。

8.根据权利要求3所述的立体模型的成型方法，其特征在于，所述固化液为含有光引发剂的光敏胶。

9.根据权利要求8所述的立体模型的成型方法，其特征在于，所述光引发剂为TPO。