[发明专利]一种3D打印系统及利用其的3D打印方法

说明书

本发明公开了一种3D打印系统及其打印方法，所述系统包括微流控装置、微流控装置固定机构、原料储存容器、原料流量控制器、3D打印系统控制器、3D打印工作台以及3D打印工作台驱动机构；其中，所述微流控装置电连接于所述微流控装置固定机构；所述原料储存容器电连接于所述原料流量控制器，通过所述原料流量控制器，用于将原料输入至所述微流控装置；所述原料流量控制器电连接于所述3D打印系统控制器，用于控制原料流量；所述3D打印工作台电连接于所述3D打印工作台驱动机构，所述3D打印工作台驱动机构电连接于所述3D打印系统控制器，用于控制所述3D打印工作台的运动。本发明可提高打印精度。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，特别涉及一种3D打印系统及利用其的3D打印方法。

背景技术

3D打印发展到今天，已经深入人心，不断取得新的进展。从物质过程来说，3D打印，是将物质的其它形态、比如液态、胶体态、固态转化为有序的固态序列的过程，那么，转化的动力或者能量，当前得到普遍认可和应用的有：激光、电阻加热、电子束加热、光化学、以及能源其它形式的加热、连接等。化学反应是最广泛、重要的物质转化方式，但是当前的3D打印技术中，尚未发现有单纯利用化学反应实现3D打印的技术。

工业3D打印的原料形态，固态的主要为金属、塑料材质的丝材、粉体，液态当前主导的是光敏树脂。高分子化学中，单纯利用引发剂、固化剂、助剂，可使得液态的有机聚合物原料聚合形成固态的高分子聚合物，此类液态有机物原料，尚未发现在3D打印中得到应用。

微流控技术，已经在有机合成、微反应器、化学分析、临床诊断仪器、体外仿生模型等领域，取得诸多重要应用。所谓微流控，指的是利用微管道(毛细管)传递液态物质时，液态物质的流体行为会出现与宏观过程显著不同的层流、液滴现象，基于该现象，实现对流体物质的操纵、处理。

3D打印中，当前亟需直面的一个问题，是与当前常规机械加工的精度已经普遍优于5微米相比，3D打印制品的结构精细度，存在巨大的距离，光敏树脂3D打印，是当前已知3D打印技术中具有最高分辨率的方法，但是其结构精细度，横向最高也只是微米级，而纵向精度，因为是通过光敏树脂流平的方式覆盖，最小厚度也在50微米以上，可以说，光敏树脂的3D打印精度，也远远不如当前机械加工的精度。另一方面，单纯利用引发剂、固化剂、助剂，可使得液态的有机聚合物原料聚合形成固态的高分子聚合物，此类液态有机物原料，尚未发现在3D打印中得到应用。

而基于微流控技术、可利用引发剂及其它助剂即可实现聚合固化的有机物作为原料，实现3D打印的方法，则有望将当前3D打印技术的打印精度提高到一个新水平。

发明内容

本发明的目的是提供一种3D打印系统及利用其的3D打印方法，解决现有技术中的3D打印精度不高的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种3D打印系统，所述系统包括微流控装置、微流控装置固定机构、原料储存容器、原料流量控制器、3D打印系统控制器、3D打印工作台以及3D打印工作台驱动机构；其中，所述微流控装置电连接于所述微流控装置固定机构；所述原料储存容器电连接于所述原料流量控制器，通过所述原料流量控制器，用于将原料输入至所述微流控装置；所述原料流量控制器电连接于所述3D打印系统控制器，用于控制原料流量；所述3D打印工作台电连接于所述3D打印工作台驱动机构，所述3D打印工作台驱动机构电连接于所述3D打印系统控制器，用于控制所述3D打印工作台的运动。

优选地，所述微流控装置被设置于所述微流控装置固定机构的下方。

优选地，所述微流控装置由至少一个微流控管道组成，所述微流控管道具有输入端和输出端，所述微流控管道的输入端通过所述原料流量控制器与所述原料储存容器连通；所述微流控管道的输出端即是3D打印的打印头。

优选地，所述微流控管道被设置成输入端的数量大于输出端的数量的分叉型结构，输入端的数量对应原料的数量，多个输入端在所述微流控管道的中间与输出端贯通形成通路结构。