[发明专利]一种光固化3D打印系统

说明书

本发明公开了一种光固化3D打印系统，包括光源系统、机架、机架Z_a轴运动模块、光传播介质、成型台、料槽、成型台Z_b轴运动模块；光源系统、光传播系统和料槽自上而下依次安装；光源系统安装在机架Z_a轴运动模块上；光源系统包括光源、凹透镜、石英玻璃、PBS棱镜、CMOS基板，光源为高压汞灯光源；成型台安装在成型台Z_b轴运动模块上；成型台和成型台Z_b轴运动模块安装在料槽内；光源系统的底面与光传播介质的上表面贴合；解决了现有光固化打印系统成型尺寸小、打印精度不高、打印系统成本高、打印速度低和使用寿命低等问题。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，具体一光固化3D打印系统。

背景技术

快速成型技术 (Rapid Prototyping Manufacturing)又被称作3D打印技术，该技术根据物体的三维模型数据，通过成型设备以逐层叠加的方式制造实体，它能克服目前传统机械加工无法实现的特殊结构障碍，实现任意复杂结构部件的简单化生产。

在3D打印技术中，较为常见的是光固化快速成型技术，其利用液体状态的光敏树脂(UV) 在光照下发生聚合反应，以光源按照待固化实体的截面形状进行照射，使液态光敏树脂逐层固化成型后累积叠加，最终形成固化实体。

现有光固化打印技术分为激光立体印刷技术SLA (激光点光源固化)、DLP (投影仪面光源固化)和LCD (液晶面光固化)三种。其中，SLA技术的优点是成型精度高，但由于其成型方式是激光点成型，相对于面成型，其成型速度慢、效率低。而DLP技术的优点是光源利用率高、固化成型速度快。但其缺点也同样明显，即光机寿命短、固化成型面积小，不利于大尺寸物体的成型。若使用凹面镜起到放大投影的作用，则会导致像素分布不均匀，最终引起成型精度差的问题。另外，DLP技术中的光源会使用到DMD芯片，价格昂贵，打印机的制造成本高。LCD技术的优点是固化成型速度快，成型精度高。但其缺点很明显，使用LED灯珠光源，光照面积小，成型尺寸小，另外，光源发射出光照的同时也会产生热辐射，降低LCD屏幕的使用寿命。此外，LCD屏幕的使用寿命降低，需要频繁更换LCD屏幕，因此也会增加LCD技术的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光固化3D打印系统，用以解决SLA、DLP以及LCD光固化技术中存在的诸多缺点，例如成型尺寸小、打印精度不高、打印系统成本高、打印速度低和使用寿命低等问题。

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种光固化3D打印系统，其特征在于：包括机架（1）、机架Z_a轴运动模块（2）、光源系统（3）、光传播介质（9）、料槽（10）、成型台Z_b轴运动模块（11）、成型台（12）；

所述光源系统（3）、光传播介质（9）和料槽（10）自上而下依次安装；

所述光源系统（3）安装在机架Z_a轴运动模块（2）；

所述成型台（12）安装在成型台Z_b轴运动模块（11）上；

所述成型台（12）和成型台Z_b轴运动模块（11）安装在料槽（10）内。

优选的，所述光源系统为LCOS光源系统，包括高压汞灯光源、曲面透镜、石英玻璃、PBS棱镜和CMOS基板。

所述光源系统从左至右依次为高压汞灯光源、曲面透镜、石英玻璃和PBS棱镜，所述CMOS基板设置于PBS棱镜的上方。

优选的，所述光源系统（3）的底面与光传播介质（9）的上表面贴合。

优选的，所述光传播介质（9）为光学石英玻璃。

本发明具有如下优点：