[发明专利]一种光固化3D打印装置及其打印工艺

权利要求书

1.一种光固化3D打印装置，包括运动平台机身(1)、X/Y/Z直线运动组件(2)、可选择的θ旋转运动组件(3)、光源引出光导纤维(4)、套筒(5)、转接板(6)、光学夹持器安装支架(7)、光学面包板(8)、气管转换器(9)、针筒(10)、针头(14)、光功率标定组件(15)，其特征在于：所述运动平台机身(1)的上方设置有所述X/Y/Z直线运动组件(2)，其中X和Z运动组件安装在运动平台机身(1)两侧的U型架体上，、X和Z运动组件的一侧设置有光学面包板(8)，所述光学面包板(8)的一侧设置有针筒(10)，所述针筒(10)的顶端设置有气管转换器(9)，所述针筒(10)中间通过第一针筒夹持器(11)固定在X和Z运动组件(2)上，所述针筒(10)的底端通过第二针筒夹持器(13)固定在X和Z运动组件(2)上，所述针筒(10)和第二针筒夹持器(13)通过后固定板(12)固定连接，所述针筒(10)的底端孔位置连接有针头(14)，所述针筒(10)的一侧设置有光学夹持器安装支架(7)，所述光学夹持器安装支架(7)的一端设置有转接板(6)，所述转接板(6)的底端设置有套筒(5)，所述套筒(5)的一端设置有光源引出光导纤维(4)、所述光功率标定组件(15)置于X/Y/Z运动组件(2)的Y方向运动平台上、所述可选择θ旋转运动组件(3)置于针头正下方。

2.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印装置，其特征在于：所述针筒(10)、后固定板(12)、第二针筒夹持器(13)均通过螺钉螺栓套件(16)固定在光学面包板(8)上。

3.根据权利要求1所述的光固化3D打印装置，其特征在于：所述Y运动组件(2)包括Y向驱动电机以及Y向滑动导轨，Y向驱动电机和Y向滑动导轨通过联轴器连接。

4.根据权利要求1所述的光固化3D打印装置，其特征在于：所述X和Z运动组件(3)包括X向驱动电机、Z向驱动电机、X向滑动导轨以及Z向滑动导轨，X向驱动电机和X向滑动导轨、Z向驱动电机和Z向滑动导轨均通过联轴器连接。

5.根据权利要求1所述的光固化3D打印装置，其特征在于：所述X和Z运动组件(3)和光学面包板(8)通过螺钉(16)固定连接。

6.根据权利要求1所述的光固化3D打印装置，其特征在于：所述的可选择的θ旋转运动组件，其转速在0rpm-150rpm范围内。基于该旋转组件，可以更快制备螺旋线结构。

7.一种权利要求1-6任一所述的光固化3D打印装置的打印工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过控制系统生成打印路径，设定好3D打印设备的水平直线运动速度为0.1mm/s-40mm/s，设定好挤出气压为50Kpa—600Kpa；

(2)将针头(14)调整到距离平面一定高度；

(3)调整好固定光源光纤头与针头下端距离在3-10mm，入射角度为15-65度，光功率密度为5mW–5W/cm²，光源引出光导纤维(4)将光源传递并集中成为小光斑在针头(14)下方射出，并随针筒(10)移动；

(4)Y运动组件(2)通过Y向驱动电机在Y向滑动导轨上进行滑动，同时针头(14)进行打印；

(5)X和Z运动组件(3)中，X向驱动电机驱动组件在X向滑动导轨上滑动，Z向驱动电机驱动组件在Z向滑动导轨上滑动，通过针头(14)进行打印。

8.根据权利要求7所述的光固化3D打印装置的打印工艺，其特征在于：所述针筒(10)、后固定板(12)、第二针筒夹持器(13)均通过螺钉螺栓套件(16)固定在光学面包板(8)上；所述Y运动组件(2)包括Y向驱动电机以及Y向滑动导轨，Y向驱动电机和Y向滑动导轨通过联轴器连接；所述X和Z运动组件(3)包括X向驱动电机、Z向驱动电机、X向滑动导轨以及Z向滑动导轨，X向驱动电机和X向滑动导轨、Z向驱动电机和Z向滑动导轨均通过联轴器连接；所述X和Z运动组件(3)和光学面包板(8)通过螺钉(16)固定连接。