[实用新型]三维打印系统

说明书

本实用新型涉及三维打印系统，该三维打印系统包括暗箱；设置在暗箱内的打印平台；铺设机构，铺设机构用于将树脂粉末材料均匀铺设在打印平台上；预热机构，预热机构用于将树脂粉末材料预热至接近并低于树脂粉末材料熔点的温度；第一照射机构，第一照射机构用于向在暗箱内呈现较深颜色的树脂粉末材料的至少一部分实施第一照射条件，使树脂粉末材料的至少一部分变得透明、发亮或呈较浅颜色；第二照射机构，第二照射机构用于向树脂粉末材料实施第二照射条件，使呈较深颜色的树脂粉末材料固化。本实用新型的三维打印系统能够提高打印精确度和打印效率。

技术领域

本实用新型涉及三维打印技术领域，具体涉及利用暗箱中树脂粉末材料在光照下的不同颜色状态实现快速和高精度打印的三维打印系统。

背景技术

三维（3D）快速成型，也被称为增材制造，其基本原理是通过打印或铺设连续的材料层来形成三维物体。三维快速成型设备或三维打印机通常是通过转换物体的三维计算机模型并产生一系列的截面切片来工作，然后打印每个切片，通过每个切片的重叠从而实现三维物体打印成型。

其中，现有的申请号为201580079600.4的中国专利申请披露了利用热辅助烧结的三维打印技术及打印方法，包括：施加构造材料组合物，构造材料组合物具有聚合物颗粒以及与聚合物颗粒混合的吸收辐射的增材，吸收辐射的增材选自由无机近红外吸收剂、有机近红外吸收剂和它们的组合组成的组中。通过将构造材料组合物暴露于辐射来预热构造材料组合物至低于聚合物颗粒的熔化温度的温度，吸收辐射的增材将增加辐射吸收并加速构造材料组合物的预热。然后选择性地将熔剂施加在构造材料组合物的至少一部分上，并进一步将构造材料组合物暴露于辐射，从而至少使与熔剂接触的构造材料组合物的至少一部分中的聚合物颗粒至少部分熔合。

该技术中由于聚合物颗粒与吸收辐射的增材混合，即在成型固化前需要将聚合物颗粒与增材结合，由于相容性等问题，在成型过程中不同材料之间的结合会影响成型材料的成型效果；另外还需要通过在构造成型材料上施加熔剂来才能实现三维成型，熔剂的选择性施加也会影响打印效率和打印效果。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于实现具有更高打印精度和打印效率的三维打印方法的三维打印系统。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了三维打印系统，该三维打印系统包括：暗箱；打印平台，打印平台设置在暗箱内，打印平台用于放置树脂粉末材料；铺设机构，铺设机构用于将树脂粉末材料均匀铺设在打印平台上；预热机构，预热机构用于将树脂粉末材料预热至接近并低于树脂粉末材料熔点的温度；第一照射机构，第一照射机构用于向在暗箱内呈现较深颜色的树脂粉末材料的至少一部分实施第一照射条件；树脂粉末材料的至少一部分在第一照射条件下变得透明、发亮或呈较浅颜色；第二照射机构，第二照射机构用于向树脂粉末材料实施第二照射条件；呈较深颜色的树脂粉末材料在第二照射条件下固化。

本实用新型的三维打印系统不需要另外添加吸收辐射的增材和熔剂，避免了增材的施加以及增材与树脂结合所带来的问题，改善了打印效果，提高了打印效率。本实用新型利用暗箱提供了屏蔽外部光线的打印环境，当不实施第一照射条件时，暗箱内的打印平台上的树脂粉末材料由于没有受到光线照射会呈现较深颜色。通过预热机构将树脂粉末材料预热至接近但低于熔点的温度，在该温度下树脂粉末材料进一步吸收辐射提高温度即可熔合粘连从而固化。第一照射机构选择性地向至少一部分树脂粉末材料施加第一照射条件，使受到第一照射条件的树脂粉末材料变得透明、发亮或颜色变浅，而没有受到第一照射条件的树脂粉末材料在暗箱中继续保持较深颜色。第二照射机构向树脂粉末材料施加第二照射条件，呈较深颜色的树脂粉末材料吸收辐射、温度升高而熔合固化，而透明、发亮或颜色变浅的树脂粉末材料由于吸收的能量较少而不会粘连固化。本实用新型利用材料熔点以及暗箱中材料在光照下颜色状态改变的特点，通过预热和两次照射实现了树脂粉末材料的快速和高精度打印。打印面积和打印成型速度可以通过控制照射情况而进行调整，提高了打印效率，降低了打印成本。