[发明专利]光固化3D打印方法

说明书

本发明涉及一种光固化3D打印方法，该光固化3D打印方法包括以下步骤：具有打印面的储液槽内装有液态的光固化材料，所述光固化材料位于打印面上方。扫描光束以预设照度从液面一侧照射所述光固化材料，在所述扫描光束的预设时间的照射下，所述光固化材料液面下方的第一平面到打印面之间的光固化材料发生固化形成固化层，第一平面上方的光固化材料保持液态。由以上可知，在第一平面到打印面之间形成的固化层具有较高的打印精度，有效解决了现有技术打印出的固化层的打印精度不高的问题。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，特别是涉及一种光固化3D打印方法。

背景技术

3D打印为快速成型技术的一种，又称增材制造。3D打印是一种以数字模型文件为基础，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。随着3D打印技术的不断成熟，以及3D打印技术所用设备的稳定性不断提升，3D打印技术的应用范围不断扩大。

其中，光固化3D打印方法是通过利用紫外光或其他特定波长范围的光源照射光敏材料并引发光化学反应，使被光源照射区域的光敏材料由液态固化成固化层，逐层固化后即可得到待成型物体，直至得到最终的打印模型。

在打印过程中，液态的光固化材料的表层液面存在扰动，导致打印出的固化层表面精度不高。为了得到打印精度更高的固化层，通常会在液态的光固化材料的表层设置一层透光玻璃，透光玻璃能够稳定表层液面，从而提高固化层的打印精度。但是，如此设置，固化层容易附着在透光玻璃表面，导致固化层在与透光玻璃剥离的过程中发生损坏，进而使得固化层的打印精度进一步降低。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种光固化3D打印方法，解决现有技术中，固化层的打印精度较低的问题。

本发明提供一种光固化3D打印方法，该光固化3D打印方法包括以下步骤：储液槽内装有液态的光固化材料，所述光固化材料的液面位于打印面上方。扫描光束以预设照度从液面一侧照射所述光固化材料，在所述扫描光束的预设时间的照射下，第一平面到打印面之间的光固化材料发生固化形成固化层，第一平面位于光固化材料的液面的下方，且位于打印面的上方，第一平面上方的光固化材料保持液态。

于本发明的一实施例中，所述扫描光束在所述第一平面到打印面之间的任意位置的能量密度均大于或等于光固化材料固化时所需的能量密度。所述扫描光束在所述第一平面到打印面之间的任意位置的能量密度均小于光固化材料固化时所需的能量密度。如此设置，有利于精确地控制光固化材料发生固化的位置。

于本发明的一实施例中，所述扫描光束为聚焦光束。如此设置，便于设置扫描光束在不同位置处具有不同的能量密度。

于本发明的一实施例中，所述聚焦光束的焦点位于第一平面或第一平面远离液面的一侧。

于本发明的一实施例中，第一平面到液面之间的距离大于或等于光固化材料单次固化的厚度。如此设置，第一平面距离液面的深度足够大，可以保证第一平面至打印面之间的液体的波动足够小，进而保证固化层的打印精度足够高。

于本发明的一实施例中，在激光器的发射端设置扩束准直镜，以使所述激光器射出的初始激光束穿过所述扩束准直镜变为平行光束，且所述平行光束的直径大于所述初始激光束的直径，并在所述平行光束的光路上设置平场聚焦透镜，以使所述平行光束穿过所述平场聚焦透镜变为聚焦光束。

于本发明的一实施例中，在所述扩束准直镜的射出端设置旋转扫描镜，所述旋转扫描镜的圆周方向设有多个反射平面，所述旋转扫描镜射出的所述平行光束能够通过所述反射平面被反射至所述平场聚焦透镜；

所述旋转扫描镜电连接控制器，所述控制器通过控制所述旋转扫描镜的转速，以调节所述聚焦光束的扫描速率。如此设置，有利于提高扫描光束的扫描效率。