[发明专利]一种基于液态凝胶环境提升3D打印速度的设备及方法

说明书

本发明公开了一种基于液态凝胶环境提升3D打印速度的设备及方法，包括箱体、三维运动机构、控制器、光固化装置以及打印装置，控制器用于控制三维运动机构运动轨迹，三维运动装置包括X轴移动组件、Y轴移动组件、Z轴移动组件，打印装置包括第一存储单元以及第一打印喷头，第一打印喷头固定安装在第一存储单元上并与第一存储单元连通，Z轴移动组件用于驱动第一存储单元以及第一打印喷头沿Z轴方向移动；箱体的容腔中存储有凝胶，第一存储单元存储有光敏树脂，光固化装置设置于箱体的内腔；通过本装置通过本装置提升3D打印速度，进而提高打印效率。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体而言，涉及一种基于液态凝胶环境提升3D打印速度的设备及方法。

背景技术

目前市面上主流3D打印技术主要有FDM(Fused Deposition Modeling，熔融沉积)、SLA(Stereo Lithography Apparatus，光敏树脂选择性固化)及DLP(DigitalLightProcession，数字光处理)。

但是，现有的3D打印技术均在空气中打印，打印时材料有一个冷却的时间，打印速度十分缓慢。

发明内容

基于此，为了克服现有3D打印速度缓慢的问题，本发明提供了一种基于液态凝胶环境提升3D打印速度的设备，本发明的具体技术方案如下：

一种基于液态凝胶环境提升3D打印速度的设备以及方法，包括箱体，三维运动机构，控制器，光固化装置以及打印装置，所述控制器用于控制三维运动机构的运动轨迹，所述三维运动机构包括X轴移动组件、Y轴移动组件、Z轴移动组件，所述Z轴移动组件固定安装在所述X轴移动组件上，所述X轴移动组件固定安装在所述Y轴移动组件上，所述Y轴移动组件固定安装在所述箱体上，所述X轴移动组件用于驱动所述Z轴移动组件沿X轴方向移动，所述Y轴移动组件用于驱动所述X轴移动组件沿Y轴方向移动，所述Z轴移动组件设置有打印装置，所述打印装置包括第一存储单元以及第一打印喷头，所述第一打印喷头固定安装在所述第一存储单元上并与所述第一存储单元连通，所述Z轴移动组件用于驱动所述第一存储单元以及所述第一打印喷头沿Z轴方向移动；所述箱体的容腔中存储有凝胶，所述第一存储单元存储有光敏树脂，所述光固化装置设置于所述箱体的内腔。

上述的一种基于液态凝胶环境提升3D打印速度的设备，通过箱体内注入凝胶，使得箱体内部处于液态凝胶的环境，通过第一存储单元以及第一打印喷头将光敏树脂注入到凝胶当中，然后通过算法控制第一打印喷头的移动路径，可以勾勒出模型形状，此时，在凝胶之中的光敏树脂仍处于液态，再通过光固化装置照射凝胶中的光敏树脂，光敏树脂由液态转换成固态，而凝胶仍处在液态中，即可以将模型从凝胶中取出；由于凝胶材料具备吸热的特性，实验过程中，以10倍于传统打印速度(1500mm/s)的速度进行打印，在快速移动的情况下，材料也可以迅速冷却，不影响其打印精度；所述控制器通过闭环控制算法控制三维运动机构，可以实现第一喷头的精准悬停，结合本申请的打印结构，移动误差小于等于10um，通过本装置提升3D打印速度，进而提高打印效率。

进一步的，所述光固化装置包括紫外线灯以及光量调节装置，所述紫外线灯以及光量调节装置均设置于所述箱体内，所述光量调节装置用于控制紫外线的强度。

进一步的，所述紫外线灯的紫外线波长为范围在395nm-405nm之间。

进一步的，所述打印装置还包括第二存储单元以及第二打印喷头，所述第二打印喷头固定安装在所述第二存储单元上并与所述第二存储单元连通，所述第二存储单元存储有光敏树脂，所述第二存储单元固定安装在所述Z轴移动组件上。

进一步的，所述第一存储单元存储的光敏树脂为柔性光敏树脂，所述第二存储单元存储的光敏树脂为刚性光敏树脂。

进一步的，所述第一打印喷头以及第二打印喷头均为微型打印喷头。

进一步的，所述控制器为单片机，所述控制器设置于侧壁的外侧。