[发明专利]三维成型材料、DLP三维打印机及其成型方法

说明书

本发明涉及一种三维成型材料、DLP三维打印机及其成型方法，三维成型材料用于DLP三维打印机，三维成型材料包括光敏树脂，三维成型材料还包括抑制剂，抑制剂的密度大于光敏树脂的密度;抑制剂与光敏树脂不发生化学反应,抑制剂与光敏树脂不发生融合,抑制剂为己烷、石油醚、环己烷、二硫化碳中的至少一种。其克服了光敏树脂固化层与槽底板粘连的问题。

技术领域

本发明涉及一种用于DLP三维打印机的三维成型材料、DLP三维打印机及其成型方法。

背景技术

三维（3D）打印是以三维设计模型为基础，通过软件分层和数控成型，再利用激光束、热熔喷嘴、光敏固化等方式将金属粉末、陶瓷粉末、液体光敏树脂等材料通过逐层固化叠加成型的技术，最终制造出实体产品。

数字光处理（DLP）是一种成型精度较高的打印方法，其工作原理是利用DLP技术，光源采用投影仪成像，光源逐层固化液态光敏树脂，打印出分辨率较高的三维物体，其分辨率超出典型的熔融沉积制造（FDM）类型的3D打印机。

DLP 光固化3D打印机主要有软件和硬件两部分组成。硬件包括打印机框架、投影仪光源、打印平台以及光敏树脂槽。打印平台在光敏树脂槽内能够上下运动，而在光敏树脂槽内装有光敏树脂。软件部分产生的影像信号经过数字处理后，通过投影仪投影到树脂槽的底部，这样投影到树脂槽底部的光与光敏树脂瞬间聚合成固体，而未与光接触的光敏树脂则保持液态，这样就在打印平台与树脂槽底板相对应的那一面上逐层生产出需要打印的物体。

但是这样的结构容易存在一个问题，每当打印一层后，当打印平台向上移动时，需要克服固化的光敏树脂打印层与透明树脂槽的槽底板之间的粘连作用。而在这个过程中，容易导致最终打印的物体不成功。可以参考申请号为CN201520610064.3的中国实用新型专利申请，其对这种粘连作用具有较为详细的描述。

发明内容

为了解决现有的DLP三维打印机在打印过程中打印层受到液面的吸力的作用，本发明的主要目的是提供一种用于DLP三维打印机的成型材料以及提供一种DLP三维打印机的打印方法，本发明还提供了一种DLP三维打印机。

为了实现上述目的，本发明提供的三维成型材料用于DLP三维打印机，三维成型材料包括光敏树脂，三维成型材料还包括抑制剂，抑制剂的密度大于光敏树脂的密度;抑制剂与光敏树脂不发生化学反应,抑制剂与光敏树脂不发生融合,抑制剂为己烷、石油醚、环己烷、二硫化碳中的至少一种。

由上述方案可见，由于抑制剂与光敏树脂为两种不同类型的液体材料，因此在它们两者之间的界面之间，光敏树脂与抑制剂的附着力较小，固化后的光敏树脂与抑制剂的分离过程比较容易，避免了在现有的打印过程中，固化后的光敏树脂与透明成型槽的槽底板之间发生的粘连作用而造成打印失败的问题。根据极性相近和内聚能密度相近原则，以及高极性与低极性溶剂不相溶的原理，具体选择了上述几种类型的抑制剂，它们的价格低廉，固化光敏树脂与这几种液体的附着力非常小。需要指出的是，在实验过程中如果抑制剂采用水或者盐水时，有部分类型的光敏树脂容易在水中形成白色絮状物质，随着打印时间的持续进行，这种白色絮状物会相应增加，进而对后续的打印过程造成一定影响。

一个优选的方案是，光敏树脂与抑制剂的体积配比为20:1。

由上述方案可见，经过反复的测试实验，发现这个比例的体积配比非常有利于打印过程的进行，最大程度实现本发明的发明目的。

一个优选的方案是，光敏树脂与抑制剂分别放置在不同的容器中存储，或者光敏树脂与抑制剂放置在一个容器中保存，这两种方式均属于本发明所指的三维成型材料。

本发明提供的DLP三维打印机的成型方法，依次执行下面的步骤：

步骤1: 选取光敏树脂和抑制剂，抑制剂的密度大于光敏树脂的密度，抑制剂与光敏树脂不发生化学反应, 抑制剂与光敏树脂不发生融合,抑制剂为己烷、石油醚、环己烷、二硫化碳中的至少一种；