[发明专利]消除氧气对光固化影响的方法、系统、装置及光固化设备

说明书

一种消除氧气对光固化影响的方法、系统、装置及光固化设备，其中方法包括：向腔体充入第一气体；当检测到腔体中的氧气低于预设值时，停止向腔体充入第一气体，同时向腔体中的工作平面上方充入第二气体；第一气体和第二气体均为能够消除氧气对光固化反应过程影响的气体，且第二气体小于第一气体的充入流量值，本发明消除氧气对光固化影响的方法、系统、装置及光固化设备先通过流量值较大的第一气体的充入尽量将氧气排除干净，而在后续工作过程，通过向腔体中的工作平面上方直接充入流量值较小的第二气体，避免了氧气对光敏树脂表面造成影响，因此，本发明不仅保证了光固化效果，而且充分利用了氮气，同时节约了氮气使用量。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种消除氧气对光固化影响的方法、系统、装置及光固化设备。

背景技术

光固化快速成型，即通常所说的SLA技术，其是以光敏树脂为原料，通过计算机控制激光按零件的各分层截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描，被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层。一层固化完成后，工作台下移一个层厚的距离，然后在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，直至得到三维实体模型。由于SLA技术使材料内部发生高分子化学反应，所以其成型尺寸精度高，可成形任意复杂形状，成型结果比SLS更加理想，主要应用于复杂、高精度的精细工件快速成型。

现有技术的光固化成型技术，在光固化反应过程中由于接触到空气，而空气中的氧气极易与自由基结合形成氧阻聚，从而导致固化层底层固化，表面未固化而发黏的现象。为了解决这一技术问题，即尽可能的减少氧阻聚造成的影响，目前，出现了向腔体持续充入较大流量氮气的方式，该方式虽然可以解决上述技术问题，但由于需持续向腔体持续充入较大流量氮气，因此，随着设备工作时间的增加，需要的氮气也会越来越多，从而大大增加了光固化设备的成本。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种保证光固化效果，且充分利用氮气，同时节约了氮气使用量的消除氧气对光固化影响的方法、系统、装置及光固化设备。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种消除氧气对光固化影响的方法，包括：

向腔体充入第一气体；

当检测到腔体中的氧气低于预设值时，停止向腔体充入第一气体，同时向腔体中的工作平面上方充入第二气体；

其中，第一气体和第二气体均为能够消除氧气对光固化反应过程影响的气体，且第二气体的充入流量值小于第一气体的充入流量值。

作为本发明的进一步优选方案，所述第一气体与第二气体的充入流量比值为5:1。

本发明还提供了一种消除氧气对光固化影响的系统，包括：

第一气体充入单元，用于向腔体充入第一气体；以及

第二气体充入单元，用于当检测到腔体中的氧气低于预设值时，停止向腔体充入第一气体，同时向腔体中的工作平面上方充入第二气体；

其中，第一气体和第二气体均为能够消除氧气对光固化反应过程影响的气体，且第二气体的充入流量值小于第一气体的充入流量值。

本发明还提供了一种实现上述消除氧气对光固化影响的方法的装置，包括氧传感器、电磁阀、调节阀、第一气体管道、第二气体管道、第三气体管道以及分别与氧传感器、电磁阀、调节阀相连的控制系统，能够消除氧气对光固化反应过程影响的气体通过第一气体管道进口充入，第一气体管道出口通过电磁阀分别与第二气体管道进口、第三气体管道进口相连，第二气体管道出口与贯穿腔体壁的第一通孔相连，以用于向腔体充入第一气体；第三气体管道贯穿腔体壁并使得第三气体管道出口与气体输出机构的进口相连，且调节阀设置在第三气体管道内，以使经过调节阀调节后的第二气体通过气体输出机构的出口向腔体中的工作平面上方输出，其中，第二气体的充入流量值小于第一气体的充入流量值。