[发明专利]气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种3D打印技术，特别是涉及一种气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法。

背景技术

3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料和树脂等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印设备通过执行该种打印技术制造3D物体。3D打印设备由于成型精度高在模具、定制商品、医疗治具、假体等领域具有广泛应用。其中，基于底面曝光的3D打印设备由于只需要在容器底部设置一层高的光固化材料，与上曝光相比，更节省材料，因此受到很多个性产品制造者的追宠。

对于应用在特殊应用环境下的3D产品，如假体等，其产品应具备适应环境的能力，如具备耐腐蚀性、符合人体安全性等要求，这使得3D打印设备所使用的树脂液中需调配相应材料以适应具体产品需求，所调配的材料在光固化期间可能受到打印环境的干扰而产生对产品不利的影响。

发明内容

本申请提供一种气路结构及所适用的3D打印设备、打印方法，用于解决光固化液态材料在打印期间被打印环境干扰的问题。

为实现上述目的及其他目的，本申请的第一方面提供一种气路结构，用于3D打印设备，所述气路结构包括：成型室，内置有：光固化液态材料及用于附着经固化后得到的图案固化层的构件平台；设置于所述成型室上的气体入口和气体出口；至少受控连通所述气体出口的气路调节装置，用于调整所述成型室中的环境成分，其中，所述环境成分与光固化液态材料的光化学反应相关。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述气路调节装置包括：气体置换单元，通过所述气体入口和气体出口将外部的气体提供装置与成型室受控连通，用于利用气体流动将所述气体提供装置所提供的气体输入所述成型室；和/或气体抽离单元，受控连通所述气体出口，用于利用气体流动将所述成型室中影响所述光固化液态材料进行光化学反应的环境成分从所述成型室中抽离。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述气路调节装置还包括：与所述气体入口和气体出口受控连通的气体缓冲部件。

在所述第一方面的某些实施方式中，气路结构还包括：设置在所述气体出口的第一控制阀，包含第一气体排出口和第二气体排出口；所述第一气体排出口在与所述气体出口连通时将成型室中的环境成分随气流排出气路调节装置之外，所述第二气体排出口在与所述气体出口连通时将成型室中的环境成分随气流排入所述气体缓冲部件中。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述气体置换单元通过气体缓冲部件与气体提供装置受控连通。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述气体抽离单元将所抽出的气体自所述气体缓冲部件受控排出。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述气路调节装置还包括：成分滤除单元，用于滤除自所述成型室中排出的环境成分。

在所述第一方面的某些实施方式中，气路结构还包括：检测装置，用于检测所述成型室中的环境信息。

在所述第一方面的某些实施方式中，所述检测装置包括：气压传感器用于检测所述成型室中的气压信息。

在所述第一方面的某些实施方式中，在打印期间，基于所述检测装置的检测结果，所述气路调节装置受控调整所述成型室中影响光固化液态材料进行光化学反应的环境成分。

在所述第一方面的某些实施方式中，在打印期间，所述成型室、或所述气路调节装置和成型室呈密闭状态。

本申请第二方面提供一种3D打印设备，包括：光学系统，用于将3D构件模型中的分层图像照射到位于打印基准面的光固化液态材料上以使之固化成对应的图案固化层；构件平台，用于附着所述图案固化层以便经由各图案固化层积累形成3D构件；Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，用于受控的调整所述构件平台与所述打印基准面之间的间距以将光固化液态材料填充到所述打印基准面处；如上任一所述的气路结构，其中在成型室中内置有所述光固化液态材料及所述构件平台；控制装置，与所述光学系统、Z轴驱动机构和气路结构相连，用于：控制所述气路调节装置调整所述成型室中影响所述光固化液态材料光化学反应的环境成分。

在所述第二方面的某些实施方式中，所述光学系统位于所述成型室之外，且所述成型室面向光学系统侧呈透明状；或者，所述成型室还容纳所述光学系统的至少出射部分。

在所述第二方面的某些实施方式中，3D打印设备还包括：温度调节装置，与所述控制装置连接，用于调节所述成型室中光固化液态材料的温度。