[实用新型]一种基于透明液体以及非线性光学材料的高速3D打印设备

说明书

本实用新型涉及3D打印设备技术领域，具体涉及到一种基于透明液体以及非线性光学材料的高速3D打印设备。其包括支架、光源、移动镜头、聚焦镜头、料缸、传输装置和振镜；所述传输装置一端连接有所述光源，另一端连接所述移动镜头，所述移动镜头与所述传输装置活动连接；所述振镜设置在所述料缸上方，与所述支架固定连接；所述聚焦镜头设置在所述支架上。本实用新型中提供的高速3D打印设备通过移动镜头、聚焦镜头和振镜之间的协同作用之下，将激光器发射的激光聚焦在待打印透明材料的特定位置，使其固化成型，快速的打印得到结构复杂的三维打印材料。此外，本申请中的高速3D打印设备不需要使用刮刀，因此不会出现刮刀刮坏打印件等问题。

技术领域

本实用新型涉及3D打印设备技术领域，具体涉及到一种基于透明液体以及非线性光学材料的高速3D打印设备。

背景技术

快速成型技术(又称快速原型制造技术，Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)，又称3D打印，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，其根据零件或者物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式就可以制造出实物或者实物模型。由于具有大幅降低生产成本、提高原材料和能量的利用率、可根据需求进行定制、大大节省产品制作时间等优点，3D打印技术近年来逐渐进入公众视野并得到快速发展。然而目前的3D打印设备的扫描和打印填充过程比较复杂，打印头需要在xyz三维轴上移动。而且，针对一些复杂的三维结构往往需要有支撑材料。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种基于透明液体以及非线性光学材料的高速3D打印设备，其包括支架、光源、移动镜头、聚焦镜头、料缸、传输装置和振镜；所述传输装置一端连接有所述光源，另一端连接所述移动镜头，所述移动镜头与所述传输装置活动连接；所述振镜设置在所述料缸上方，与所述支架固定连接；所述聚焦镜头设置在所述支架上。

作为一种优选的技术方案，所述振镜由相互垂直设置的横向振镜和纵向振镜组成；所述横向振镜和纵向振镜之间固定连接。

作为一种优选的技术方案，所述横向振镜包括横向振动电机和第二反光镜；所述横向振动电机和第二反光镜之间固定连接。

作为一种优选的技术方案，所述纵向振镜包括纵向振动电机和第一反光镜；所述纵向振动电机和第一反光镜之间固定连接。

作为一种优选的技术方案，所述传输装置为光纤。

作为一种优选的技术方案，所述光源为激光器；所述激光器产生的单波长激光包括红外激光、紫外激光和可见光。

作为一种优选的技术方案，所述料缸内设置有待打印的透明材料；所述透明材料的透明度不低于85％。

作为一种优选的技术方案，所述透明材料包括光固化硅胶、光敏树脂、乙酸乙酯、聚氨酯、热固化硅胶和聚脲。

有益效果：本实用新型中提供的高速3D打印设备通过移动镜头、聚焦镜头和振镜之间的协同作用之下，将激光器发射的激光聚焦在待打印透明材料的特定位置，使其固化成型，快速的打印得到结构复杂的三维打印材料。具体的：通过移动镜头的左右滑动来调节聚焦镜头上光斑的大小，从而控制激光焦点的z轴方向的位置，不需要使打印设备在z轴方向上升降；通过振镜上反光镜随着振动电机转动，控制激光投射到打印材料的X-Y位置，从而使激光焦点在打印材料XYZ三维方向任意位置移动，再利用打印透明材料的非线性光学特性，在焦点处使打印材料固化成型，从而在不使用支撑材料的前提下依然能够打印得到结构复杂的三维打印材料。其次，待打印的透明材料对激光和激光产生的热量的响应速度远远高于常规热固性材料，其固化速度快，而且移动镜头和振镜发生很小的位移即可控制激光焦点位移的巨大变化，因此可以大大缩短多透明材料的扫描和成型过程，可以实现高速度扫描。此外，本申请中的高速3D打印设备不需要使用刮刀，因此不会出现刮刀刮坏打印件等问题。

附图说明