[发明专利]一种可见光固化3D打印的光源系统

说明书

本发明提供了一种可见光固化3D打印的光源系统，属于3D打印技术领域。它解决了现有光源系统的光源无法固化不同特性的材料等技术问题。3D打印机包括打印头，打印头的底部具有喷嘴，本光源系统包括光源调整机构和运动平台，运动平台上设有若干光源发射器，光源调整机构包括固定座、若干固定透镜和若干旋转透镜，固定座位于运行平台的下方，各固定透镜分别位于对应的光源发射器的下方，各旋转透镜与对应的固定透镜相对设置，各固定透镜均固定在固定座上且位于远离喷嘴的一侧，各旋转透镜均设置在固定座上且位于靠近喷嘴的一侧。本光源系统具有多个光源发射器，可以同时固化不同特性材料的树脂材料，实现同一层不同特性材料的混合打印。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，涉及一种可见光固化3D打印的光源系统。

背景技术

光固化3D打印技术，在成型过程中，使用喷嘴喷射树脂材料，随即利用可见光光照固化，逐层堆积成形，最终得到三维实体模型，该类型的3D打印技术将喷射成型和光固化成型技术结合，提高了成型效率。但是，在光固化3D打印过程中，光源的结构形式至关重要，是决定打印是否成功或打印质量的关键因素。

现有的光固化3D打印技术的光源都两种形式，其中一种是利用DLP技术，采用DLP投影技术将整个面的激光聚焦在光敏树脂液体表面固化，而另一种是利用紫外光跟随打印头进行材料的固化成型。

其中，DLP技术的光源成型效率高，但是不能在同一层打印不同颜色的材料，有一定的局限性；利用将打印头固定在一起，打印头根据轮廓的信息运动，进而完成打印，这样的打印形式可以控制材料在同一层使用不同颜色的材料，但是现有的光源系统是使用单一的光源发射器，固化效率低，需要增加光照时间来增强固化效果，并且不能同时固化不同特性的材料，因为不同特性的材料需要不同波长的光源进行固化。如果是面光源可以提高成型效率，但是无法实现彩色打印的需求。

上述现有技术具有如下缺点：光源照射系统只有一个光源发射器，光照强度低，成型效率不高；光源无法固化不同特性的材料；材料固化过程慢，不能适应高速或超高速打印速度(材料需要长时间才能实现固化)。

发明内容

本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种可见光固化3D打印的光源系统，该光源系统可以采用不同波长的光源，能够固化不同特性的材料。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种可见光固化3D打印的光源系统，3D打印机包括打印头，打印头的底部具有喷嘴，其特征在于，所述光源系统包括光源调整机构和固定在所述打印头中部的运动平台，所述运动平台上设有若干光源发射器，所述光源调整机构包括可上下移动的固定座、若干固定透镜和若干旋转透镜，所述固定座位于运行平台的下方，各固定透镜分别位于对应的光源发射器的下方，各旋转透镜与对应的固定透镜相对设置，各固定透镜均固定在所述固定座上且位于远离喷嘴的一侧，各旋转透镜均设置在固定座上且位于靠近喷嘴的一侧。

其工作原理是：本光源系统具有若干光源发射器，各光源发射器发射的光经过对应的固定透镜的反射后，反射到相对设置的旋转透镜上，之后所有的光汇聚到喷嘴的下方形成光斑，喷嘴喷出材料后，汇聚的光斑随即将材料固化。旋转透镜通过旋转，可以调整光的路径，并调节光斑的大小和位置。在打印过程中，运动平台与打印机连接，运动平台根据需要打印的轮廓，在驱动机构驱动下进行运动。光源调整机构的固定座可以上下移动来调整光斑的大小和光斑的位置。

在上述的一种可见光固化3D打印的光源系统中，所述光源调整机构还包括若干移动透镜，各移动透镜滑动连接在所述固定座上且分别位于相对设置的固定透镜和旋转透镜之间。该结构中，各光源发射器发射的光经过对应的固定透镜的反射后，经过移动透镜，再反射到相对设置的旋转透镜上，移动透镜通过移动，可以调整光的路径，并调节光斑的大小和位置。

在上述的一种可见光固化3D打印的光源系统中，所述运动平台水平设置，各光源发射器均呈圆柱状且均与运动平台垂直设置。