[实用新型]光固化3D打印机及其光源系统

说明书

本申请是关于一种光固化3D打印机及其光源系统。该光源系统包括：光源和反射机构；其中，所述反射机构设置在所述光源发出光线的光路上，用于对从光源发出的光线进行反射，并经过最后一次反射后形成的光束中心线向上地与LCD投影面相垂直。该光源系统通过设置反射机构，利用反射原理将原有的垂直光路改变为多条反射光路，由此在机体尺寸不变的前提下实现了光路的延长，减少了光源的分散角，进而提高了光线的准直度，改善小孔特征的成形质量，进而提高了打印产品的尺寸精度，以满足高精度模型的装配需求。

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及光固化3D打印机及其光源系统。

背景技术

近年来，3D打印(three dimensional)技术以其生产周期短，可制造传统生产技术无法制造出的外形等诸多技术优势，已得到广泛使用。在3D打印领域中，快速成型技术根据使用材料、成型方式等的不同可划分为多种类别，其中较为常见的是光固化快速成型。光固化成型的原理是：利用流体状态的光敏树脂(UV)在光照下发生聚合反应的特点，将光源按照待成型物体的截面形状进行照射，使流体状态的树脂固化成型。以LCD光固化3D打印机为例，打印机通过数据传输设备将3D打印对象的横截面图案逐层地传输到LCD屏上，然后用特定波长的光照射LCD屏，使得LCD屏上方的流体树脂按照图案一层一层地固化，最终形成指定的3D打印对象。在基于LCD技术的光固化3D打印机中，光照区域的形状是由LCD来控制的，通过内部电路系统控制LCD显示的图案，控制3D打印过程中每层成型体的形状。

在基于LCD技术的光固化3D打印机中，光照区域的形状是由LCD来控制的，通过内部电路系统控制LCD显示的图案，控制3D打印过程中每层成形体的形状。

现有的LCD光固化3D打印机是在LCD下面布置光固化所需的光源系统，在LCD上方布置树脂池，并增加Z轴传动组件和成型平台，这样就能够实现基于LCD技术的光固化3D打印。LCD光固化打印光固化3D打印机的工作过程如下：首先，成型平台降到树脂池最底端，其底面与树脂池底的高分子膜近乎接触，然后由LCD控制透过一部分光，这部分光照射到成型平台底面和树脂池膜之间的树脂，其固化后与成型平台底面和树脂池膜均存在粘接力，如果其与平台底面的粘接力大于其与膜之间的粘接力，在成型平台向上抬升时，固化的树脂会与膜分离开，这样形成第一层的打印体。接下来成型平台上升至比刚才高一个层厚的位置，再由LCD透过第二层打印需要的光，第一层打印体和膜之间的树脂发生固化形成第二层打印体。此过程重复多次直到打印过程结束。

在光固化成型过程中，由于光敏树脂不可能完全遮挡光线的照射，也就是说，一定强度的光照射到光敏树脂上，会有相对应的投射深度，一般来说，维持正常打印的光照强度所造成的投射深度会大于当前层的层厚。因此，Z向投射深度是有助于强化层与层之间的连接强度的，但是XY方向的投射深度会造成外尺寸加大、内尺寸减小的问题，而导致打印尺寸偏离理论尺寸，对模型的装配造成不良影响。在基于LCD光固化3D打印体系中，光源的准直度是个非常重要的影响因素。一般来说，光源发出光线的准直度越高，成形微小结构的质量越好，具体来说就是小尺寸孔洞成形质量越好，反之则越差。

相关技术中，光源系统通常是在LCD上的投影面正下方布置等面积的阵列光源，但由于阵列光源具有“偏心现象”，光路分散角大，光源发出光线的准直度较低。作为优化，请参见图1，相关技术中还有在LCD投影面下方布置点阵光源1’的方案。相对于阵列光源，采用点阵光源虽然可以减少体积，并在一定程度上减少光路的分散角，但效果有限，光线的准直度仍有待提高，以满足高精度模型的装配需求。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种光固化3D打印机及其光源系统。

本申请提供一种用于光固化3D打印机的光源系统，其包括：光源和反射机构；其中，

所述反射机构设置在所述光源发出光线的光路上，用于对从光源发出的光线进行反射，并经过最后一次反射后形成的光束中心线向上地与LCD投影面相垂直。