[发明专利]一种下沉式3D打印装置

说明书

本发明提供了一种下沉式3D打印装置，涉及3D打印技术领域，解决了现有技术中3D打印机构采用上拉式结构，打印成功率低的技术问题。该下沉式3D打印装置包括料槽、机头组件、离型机构和成型平台，机头组件设置在料槽上方且能竖向升降移动，离型机构设在料槽和机头组件之间，离型机构包括离型膜和设置于离型膜周向的弹性支撑机构，成型平台设在离型机构下方，本发明采用下沉式打印结构，离型膜由机头组件下压后进行张紧打印操作，打印完成后在弹性支撑机构的作用下，离型膜随机头组件自动回移并由周向至中心位置逐步与已成型的打印材料进行回缩离型脱模，极大地减小了脱模力量，可实现低离型力打印，具有更高的精度和打印成功率。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其是涉及一种下沉式3D打印装置。

背景技术

目前，3D打印机构广泛使用液晶面板(LCD)或类似装置作为掩膜，并以UV光源作为背景光源，实现图像显示，以完成光敏材料曝光。通过液晶面板或类似装置显示图文区域可以透射背景光源的紫外光，照射到光敏材料上发生光化学反应，光敏材料由液体变成固体，以完成曝光，非图文区域能有效阻隔紫外光，避免该区域光敏材料获得有效曝光能量产生光化学反应。

并且市场上，3D打印机构通常为上拉式结构，即从下到上的部件设置依次为：背景光源、液晶屏幕、底部带有离型材料的料槽、液体光敏树脂材料和成型平台，具体过程为：背景光源和液晶屏幕固定在料槽的下方，背景光源点亮后从下至上进行照射，透过液晶屏幕，有图文的部分可用透射光线，没有图文的部分阻隔光线穿透，光线穿过液晶屏幕后再穿过离型材料，其中，离型材料可以是带有硅胶的玻璃、涂有离型剂的薄膜或者是本身带有离型效果的聚合物材料(如含氟的聚合物，聚四氟乙烯(PTFE),可熔性聚四氟乙烯(PFA),氟化乙烯丙烯共聚物(FEP))，光线照射在离型材料和成型平台之间的液体光敏树脂材料上，液体光敏树脂材料受到光线照射产生光化学反应，由液体变成固体，当前层的固化即完成，光敏树脂材料固化成型的部分黏附在成型平台和离型材料上，然后成型平台抬起，朝向远离液晶屏幕的方向移动，由于离型材料不具有粘附力且具有弹性，已经成型的光敏树脂材料从离型材料上方逐步脱离，跟随成型平台朝上方移动，直至完全脱离离型材料，即完成当前层打印，然后成型平台下移，距离离型材料设置一个层厚的距离停止，重复前一步的动作，继续下一层的打印，直至所有层打印完毕。

但是，该打印方式中会存在诸多因素对离型力形成影响，易造成打印成功率降低，如离型高度不足，在选用薄膜类离型材料时，由于薄膜具有一定的弹性，会随着成型平台上升依然部分黏附在已经成型的光敏树脂材料上，在随着成型平台到达最高处回到打印位置时不能完成有效剥离，导致该位置打印缺失。其次，该打印方式会受大气压影响，离型材料本身的厚度硬度导致成型后，成型部分的光敏树脂材料和离型材料之间形成了真空，如果采用机械力硬拔膜，会导致离型力较大，损坏打印件。另外，该打印方式极易受离型材料的材质影响，如涂布硅油的薄膜不如含氟材料的离型力低，大的离型力会影响模型成型，失败率变大，而且，上拉式打印方式的打印机，其料槽的空间有限，打印过程中如果不补加树脂，可能造成材料缺失导致打印失败。

因此，如何解决现有技术中3D打印机构采用上拉式结构，打印成功率低的技术问题，已成为本领域人员需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种下沉式3D打印装置，解决了现有技术中3D打印机构采用上拉式结构，打印成功率低的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的下沉式3D打印装置，包括：储存有打印材料的料槽；机头组件，其设置在所述料槽上方且能进行竖向升降移动；离型机构，其设置在所述料槽和所述机头组件之间，所述离型机构包括离型膜和设置于所述离型膜周向的弹性支撑机构，当所述机头组件下压所述离型膜以及其与所述离型膜脱离时，所述弹性支撑机构能带动所述离型膜进行伸展以及回缩；成型平台，其设置在所述离型机构的下方且所述成型平台浸没在所述料槽内，所述成型平台能进行竖向升降移动。