[发明专利]3D打印系统及3D打印方法

说明书

本发明涉及一种3D打印系统及3D打印方法，该3D打印系统包括：弹性透光膜、定型模具、光源和转动装置。定型模具的上表面设有第一透光区域，第一透光区域在水平面上的投影呈扇形。在液态的光固化材料的重力作用下，弹性透光膜能够贴合于定型模具上表面，且弹性透光膜与定型模具的贴合区域覆盖第一透光区域。光源用于发射紫外光，紫外光能够穿过第一透光区域并沿竖直方向射向弹性透光膜，以使弹性透光膜上被照射的光固化材料发生固化。转动装置连接定型模具，转动装置能够驱动定型模具围绕一旋转轴转动，旋转轴沿着竖直方向穿过第一透光区域的扇形圆心。3D打印系统及3D打印方法解决了现有的光学镜片的生产效率较低以及制造成本较高的问题。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，特别是涉及一种3D打印系统及3D打印方法。

背景技术

光学镜片的使用非常广泛，除了摄像头、摄像机和显微镜等设备需要用到光学镜片，用于校正视力的眼镜也会大量用到光学镜片。但是，不同人的近视、远视和散光的度数不同，需要用到的光学镜片的曲率也不相同，因此，眼镜上的光学镜片需要定制化加工。

而定制化加工的光学镜片主要采用玻璃材质和树脂材质，其中，树脂材质的质地较为轻便，利用树脂材质制造的光学镜片能够显著降低眼镜的重量，提高佩戴者的舒适性，因此，树脂材质在光学镜片制造领域的应用越来越广泛。光学镜片通常为凸透镜或者凹透镜，但是，不同度数的凸透镜和凹透镜的光学曲率是不相同的，且光学镜片的精度越高，光学镜片的曲面形状越复杂。为了制造高精度的光学镜片，通常采用模具浇筑的方式直接加工出一块完整的光学镜片，但是，由于光学镜片本身的曲面形状较为复杂，因此，模具的加工也较为复杂，如此，模具的制作周期大大延长以及模具的制造成本显著提高，进而降低了光学镜片的生产效率以及提高了光学镜片的制造成本。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种3D打印系统及3D打印方法，解决现有的光学镜片的生产效率较低以及制造成本较高的问题。

本发明提供一种3D打印系统，该3D打印系统包括：弹性透光膜、定型模具、光源和转动装置。定型模具设于弹性透光膜的下方，定型模具的上表面设有第一透光区域，第一透光区域在水平面上的投影呈扇形。弹性透光膜用于盛放液态的光固化材料，在液态的光固化材料的重力作用下，弹性透光膜能够贴合于定型模具上表面，且弹性透光膜与定型模具的贴合区域覆盖第一透光区域。光源设于第一透光区域远离弹性透光膜的一侧，光源用于发射紫外光，紫外光能够穿过第一透光区域并沿竖直方向射向弹性透光膜，以使弹性透光膜上被照射的光固化材料发生固化。转动装置连接定型模具，转动装置能够驱动定型模具围绕一旋转轴转动，旋转轴沿着竖直方向穿过第一透光区域的扇形圆心。

于本发明的一实施例中，定型模具的上表面为曲面。

于本发明的一实施例中，定型模具的下表面还设有第二透光区域，第二透光区域在水平面上的投影覆盖第一透光区域在水平面上的投影。定型模具为透光材质，定型模具的上表面围绕在第一透光区域外侧的部分以及定型模具的侧面涂设有隔光涂层以形成非透光区域，非透光区域用于阻断光源发出的紫外光的传播。光源设于第二透光区域远离第一透光区域的一侧，光源发出的紫外光能够依次穿过第二透光区域、定型模具内部和第一透光区域射向弹性透光膜。如此设置，有利于在3D打印系统中更方便地装配光源和定型模具。

于本发明的一实施例中，3D打印系统还包括压力仓和气泵。压力仓设有密闭气腔，压力仓的底部设有连通密闭气腔的第一通孔，弹性透光膜固定于压力仓的底部并封闭第一通孔。气泵通过管道连通密闭气腔，气泵用于朝向密闭气腔内泵入气体或者从密闭气腔内抽出气体，以控制弹性透光膜的形变。如此，有利于降低弹性透光膜的控制难度，提高弹性透光膜的控制精度。

于本发明的一实施例中，3D打印系统还包括压力传感器和控制模块，压力传感器至少部分伸入密闭气腔内，以检测密闭气腔内的气压。控制模块分别电连接压力传感器和气泵，控制模块能够根据压力传感器测得的压力数据控制气泵向密闭气腔内泵入气体或者从密闭气腔内抽出气体。如此，有利于进一步提高密闭气腔内气压的控制精度。