[发明专利]一种三维成型方法

说明书

本发明涉及一种三维成型方法，在树脂槽内的光敏树脂由面曝光成像装置照射，在下沉式成型平台上光固化成型；光敏树脂在进行光固化成型前进行预处理，减少光敏树脂中的溶解氧含量。该方法省去了成型固体‑空气界面到液态光敏树脂‑空气界面的转化过程，大幅提升三维成型的效率，同时避免了复杂的装置结构。

技术领域

本发明涉及快速成型技术，具体涉及一种三维成型方法。

背景技术

光固化3D打印使用液态光敏树脂作为打印材料，以特定波长的光进行固化，整个过程无机械力和加热过程，具有最高的成型精度。光固化3D打印主要包括两类技术：立体光刻快速成型技术(Stereolithography,SLA)和数字光处理技术(Digital LightProcessing,DLP)。其中，DLP光固化3D打印通过面曝光成型，具有更高的打印速度。但是，每一层曝光后还需要等待树脂回填补充的时间(树脂补充时间通常比曝光时间还要长)，所以即使是DLP式的光固化打印技术，其绝对速度还是不够高，通常是2-4cm/h。

美国Carbon公司开发了连续液面成型技术(CLIP)，利用光敏树脂氧阻聚的特性，在树脂槽和固化层之间形成未固化的死区，从而大大降低甚至消除了树脂补充时间，使打印速度提升至300cm/h。CLIP技术采用的是下部曝光-平台上拉的机构设置，可成型零件不能太重，因为零件仅靠树脂固化后的粘结力倒挂在托盘下方。同时，CLIP技术需对氧气进行精确的调控，需要增加复杂的机构。

也有部分面成型的光固化3D打印机，比如上海普利生公司的设备，采用上部曝光-平台下沉的机构。此种方式有利于大尺寸零件的成型。下沉式的三维成型技术采用的是上部曝光的方式，投影机等成像机构投影特定的图像在液态光敏树脂-空气界面，液态光敏树脂在紫外/可见光照射下发生自由基聚合反应而固化成型，形成一个成型固体-空气界面。当成型平台下降时，周围的液态光敏树脂流动到已成型固体表面，重新形成一个新的液态光敏树脂-空气界面，已待下一切片层的曝光。液态树脂的补充，使成型固体-空气界面转化成液态光敏树脂-空气界面。这一个过程涉及到液体在固-气界面的流平、润湿、铺展，通常需要使用刮刀等部件进行强制流平。这个强制流平的时间通常比成像机构曝光的时间还要长。这种阶段式的曝光-下降-流平-曝光的三维成型方式的速度慢、效率低。

此外，CN 105437547 A也有公开上部曝光-平台下沉的机构，利用在树脂液面上施加氧气，氧分子可在树脂中形成氧分子浓度平衡点的原理，通过将光源投射或聚焦于该平衡点及以下区域，引发光敏树脂固化，粘有已固化制件的打印台在电机的带动下连续向下运动，同时光敏树脂向该平衡点所在固化区域补充，而光源在程序的控制下将变化的光投射到该平衡点上进行连续固化，从而完成3D打印。该装置存在的缺陷主要是在3D打印过程中需要不断地施加氧气，树脂槽需要形成封闭的空间，维持氧分子浓度平衡点，导致装置结构变得复杂，不易控制和实现。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种三维成型方法，省去了成型固体-空气界面到液态光敏树脂-空气界面的转化过程，大幅提升三维成型的效率，同时避免了复杂的装置结构。

本发明所提供的技术方案为：

一种三维成型方法，在树脂槽内的光敏树脂由面曝光成像装置照射，在下沉式成型平台上光固化成型；所述光敏树脂在进行光固化成型前进行预处理，减少所述光敏树脂中的溶解氧含量。