移動式3D打印機及其打印方法技術

本發明專利技術公開一種移動式3D打印機及其打印方法，所述3D打印機包括機座，以及設置在機座上的曝光機構、打印機構、盛液機構和控制機構；其中，所述盛液機構包括用于盛放打印溶液的物料槽，用于驅動物料槽滑動的驅動組件，所述物料槽底部設有若干個間距一致的等寬度透明條紋，相鄰2個透明條紋之間為非透明條紋，所述透明條紋的寬度大于非透明條紋寬度，透明條紋與非透明條紋之間設有高度差。本發明專利技術所述的移動式3D打印機及其打印方法，通過透明條紋和非透明條紋間隔設置，可以使固化時間大幅度縮短；透明條紋和非透明條紋之間設有高低差，可以使打印平臺快速脫離物料槽底，進而實現快速打印。

Mobile 3D printer and printing method thereof

The invention discloses a mobile 3D printer and printing method thereof, wherein the 3D printer includes a frame, and the exposure mechanism arranged on the machine base, a printing mechanism, liquid holding mechanism and a control mechanism; wherein, the liquid holding mechanism comprises a material slot for containing printing solution, drive assembly for driving the sliding material groove. The bottom of the material groove is provided with a plurality of equal width spacing between 2 adjacent transparent stripes, transparent stripes between non transparent stripes, the transparent stripe width is greater than the non transparent stripe width, transparent stripes and non transparent stripes with a height difference between. The mobile 3D printer and printing method, through transparent stripes and non transparent stripes are arranged at intervals, can greatly shorten the curing time; a height difference between transparent stripes and non transparent stripes, can make the platform quickly out of print material into the groove bottom, and realize the quick print.

【技術實現步驟摘要】
移動式3D打印機及其打印方法
本專利技術涉及一種移動式3D打印機及其打印方法，屬于3D打印領域。
技術介紹
3D打印機是一種采用累積制造技術（即快速成形技術）的機器，它的原理是把數據和原料放進3D打印機中，機器按照程序把產品一層層造出來。目前，3D打印機曝光固化時，都是采用整層一體固化，當固化面積較大時，固化時間較長，非常影響打印速度；此外，固化結束后，為實現固化層與盛放溶液的物料槽快速脫離，一般會選用斜拔式（如公開號為CN104309128A的專利“一種3D打印裝置及其打印方法”中所述的斜拔組件）或旋轉式的物料槽，前者結構較為復雜，脫離時間長，后者只適合一些粘度較高的打印溶液。有鑒于此，本專利技術人對此進行研究，專門開發出一種移動式3D打印機及其打印方法，本案由此產生。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種移動式3D打印機及其打印方法，具有固化時間短、打印速度快等特點。為了實現上述目的，本專利技術的解決方案是：一種移動式3D打印機，包括機座，以及設置在機座上的曝光機構、打印機構、盛液機構和控制機構；其中，所述打印機構包括模組、滑動安裝在模組上的打印平臺，所述盛液機構包括用于盛放打印溶液的物料槽，用于驅動物料槽滑動的驅動組件，所述物料槽底部設有若干個間距一致的等寬度透明條紋，相鄰2個透明條紋之間為非透明條紋，所述透明條紋的寬度大于非透明條紋寬度，透明條紋與非透明條紋之間設有高度差；曝光機構的曝光口與打印平臺相對應，曝光固化的光通過物料槽底部的透明條紋直射打印平臺。作為優選，所述透明條紋的寬度為3~20mm，所述非透明條紋與透明條紋的寬度差為1~5mm。作為優選，所述透明條紋和非透明條紋的水平高度差為0.1mm-10mm。作為優選，所述驅動組件包括物料槽固定座、導軌，以及帶動物料槽固定座移動的驅動部件，所述導軌固定安裝在機座面板上，所述物料槽固定座底部通過滑塊滑動安裝在導軌上，所述物料槽固定座側邊與驅動部件相連，物料槽固定座移動方向與透明條紋的長度延伸方向相垂直。作為優選，所述驅動部件包括驅動電機，與驅動電機相連的第一齒輪，與第一齒輪相嚙合的第二齒輪，所述第二齒輪通過彈性件與物料槽固定座相連，通過驅動電機帶動第一齒輪和第二齒輪運動，從而帶動物料槽固定座沿導軌滑動。作為優選，所述第二齒輪為條形齒輪，條形齒輪的兩端分別通過直線彈簧與物料槽固定座相連，通過直線彈簧，可以使驅動電機驅動時具有一定的緩沖空間，防止驅動電機轉動過度而受損。作為優選，所述機座面板上進一步設有定位器，所述定位器位于物料槽固定座的移動末端，用于精確調節物料槽的移動距離。作為優選，所述定位器采用千分尺。作為優選，所述機座面板上進一步設有位置傳感器，用于物料槽初始位置的精確定位。上述移動式3D打印機的打印方法，包括如下步驟：步驟1、手動調節定位器，設定好物料槽的移動距離，控制機構控制曝光機構、打印機構、盛液機構開始工作，驅動組件帶動物料槽移動到初始位置；步驟2、打印平臺下降至物料槽底部，此時，打印平臺下表面與物料槽底最小間距為單層打印的厚度，曝光機構通過透明條紋區域向打印平臺投射投影圖像，使投影范圍內的打印溶液固化并粘貼在打印平臺上；步驟3、固化結束后，物料槽向移動末端移動（X+Y）/2的距離，其中，X為透明條紋的寬度，Y為非透明條紋的寬度，物料槽移動后，透明條紋正對該固化層的未固化區域，非透明條紋正對該固化層的已固化區域；步驟4、曝光機構再次通過透明條紋區域向打印平臺投射投影圖像，使投影范圍內的打印溶液固化并粘貼在打印平臺上，此時固化層整層固化結束，物料槽開始移動，打印平臺固化層隨著物料槽移動而與物料槽底脫離，打印平臺向上提升一個固化層距離，物料槽恢復到初始位置；步驟5、重復上述打印步驟進行第二層固化，直至整個打印過程結束。與現有3D打印機相比，本專利技術所述的移動式3D打印機及其打印方法具有如下優點：1、固化時間短：通過透明條紋和非透明條紋間隔設置，使固化面積變小，被固化的打印溶液散熱快，進而使固化時間大幅度縮短；2、平滑速度快：物料槽底的透明條紋和非透明條紋之間設有高低差，使物料槽底與打印平臺間留有一定空隙，進而可以使打印平臺快速脫離物料槽底，物料槽左右移動過程中即可實現快速打印，又可實現快速脫離；3、打印速度快：因為打印平臺脫離物料槽底后可快速上升，再加上固化時間短，物料槽平滑速度快，從而可以使整個打印時間大幅度縮短，是一般3D打印機打印速度的2~10倍。以下結合附圖及具體實施例對本專利技術做進一步詳細描述。附圖說明圖1為本實施例的移動式3D打印機立體結構示意圖；圖2為本實施例的移動式3D打印機俯視圖；圖3為本實施例的物料槽俯視圖；圖4為本實施例的物料槽立體結構示意圖。具體實施方式如圖1-2所示，一種移動式3D打印機，包括機座1，以及設置在機座1上的曝光機構2、打印機構3、盛液機構4和控制機構5。在本實施例中，所述機座包括底板11、上面板12，以及位于底板11與上面板12之間的數個立柱13，其中，所述曝光機構2和控制機構5固定安裝在底板11上，所述打印機構3、盛液機構4安裝在上面板12上。曝光機構2為投影儀，具體可以采用DLP投影儀。所述打印機構3包括模組31、滑動安裝在模組31上的打印平臺32，所述打印平臺32通過垂直設置在模組31內的絲杠實現上下滑動，打印平臺32與絲杠相連，絲杠與絲杠電機相連，通過絲杠電機驅動絲杠轉動，進而帶動打印平臺32移動，在打印過程中，打印平臺32可勻速上升。所述控制機構5采用微處理器控制，控制機構5分別與曝光機構2、打印機構3和盛液機構4相連，用于控制各個機構的動作。所述盛液機構4包括用于盛放打印溶液的物料槽41，以及用于驅動物料槽41水平滑動的驅動組件，如圖3-4所示，所述物料槽41底部設有若干個間距一致的等寬度透明條紋411，相鄰2個透明條紋411之間形成非透明條紋412，所述透明條紋411的寬度大于非透明條紋寬度412。所述透明條紋411用于透過曝光機構的光，所述非透明條紋412用于阻擋曝光機構的光，非透明條紋412的實現可以采用多種方式，如在透明的物料槽底設置非透光的膜，或者在透明的物料槽底進行磨砂處理。在本實施例中，所述透明條紋411的寬度為7mm，所述非透明條紋412的寬度為5mm。為方便打印平臺32與物料槽41的快速脫離，所述透明條紋411和非透明條紋412設有高度差，一般為0.1mm-10mm，具體根據物料槽41的大小而定，一般物料槽41面積越大，其透明條紋411和非透明條紋412的寬度也越大，高度差也越大，在本實施例中，所述透明條紋411所在平面比非透明條紋412所在平面高出0.2mm。所述曝光機構2的曝光口與打印平臺32相對應，曝光固化的光通過物料槽41底部的透明條紋411直射打印平臺，實現對應區域的固化。所述驅動組件包括物料槽固定座42、導軌43，以及帶動物料槽固定座移動的驅動部件，所述導軌43固定安裝在機座上面板12上，所述物料槽固定座42底部通過滑塊44滑動安裝在導軌43上，所述物料槽固定座42側邊與驅動部件相連，物料槽固定座42移動方向與透明條紋411的長度延伸方向相垂直。在本實施例中，所述驅動部件包括驅動電機45，與驅動電機45相連的第一齒輪46，與第一齒輪46相嚙合的第二齒輪47，所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種移動式3D打印機，其特征在于：包括機座，以及設置在機座上的曝光機構、打印機構、盛液機構和控制機構；其中，所述打印機構包括模組、滑動安裝在模組上的打印平臺，所述盛液機構包括用于盛放打印溶液的物料槽，用于驅動物料槽滑動的驅動組件，所述物料槽底部設有若干個間距一致的等寬度透明條紋，相鄰2個透明條紋之間為非透明條紋，所述透明條紋的寬度大于非透明條紋寬度，透明條紋與非透明條紋之間設有高度差；曝光機構的曝光口與打印平臺相對應，曝光固化的光通過物料槽底部的透明條紋直射打印平臺。

【技術特征摘要】
1.一種移動式3D打印機，其特征在于：包括機座，以及設置在機座上的曝光機構、打印機構、盛液機構和控制機構；其中，所述打印機構包括模組、滑動安裝在模組上的打印平臺，所述盛液機構包括用于盛放打印溶液的物料槽，用于驅動物料槽滑動的驅動組件，所述物料槽底部設有若干個間距一致的等寬度透明條紋，相鄰2個透明條紋之間為非透明條紋，所述透明條紋的寬度大于非透明條紋寬度，透明條紋與非透明條紋之間設有高度差；曝光機構的曝光口與打印平臺相對應，曝光固化的光通過物料槽底部的透明條紋直射打印平臺。2.如權利要求1所述的一種移動式3D打印機，其特征在于：所述透明條紋的寬度為3~20mm，所述非透明條紋與透明條紋的寬度差為1~5mm。3.如權利要求1所述的一種移動式3D打印機，其特征在于：所述透明條紋和非透明條紋的水平高度差為0.1mm-10mm。4.如權利要求1所述的一種移動式3D打印機，其特征在于：所述驅動組件包括物料槽固定座、導軌，以及帶動物料槽固定座移動的驅動部件，所述導軌固定安裝在機座面板上，所述物料槽固定座底部通過滑塊滑動安裝在導軌上，所述物料槽固定座側邊與驅動部件相連，物料槽固定座移動方向與透明條紋的長度延伸方向相垂直。5.如權利要求4所述的一種移動式3D打印機，其特征在于：所述驅動部件包括驅動電機，與驅動電機相連的第一齒輪，與第一齒輪相嚙合的第二齒輪，所述第二齒輪與通過彈性件與物料槽固定座相連，通過驅動電機帶動第一齒輪和第二齒輪運動，從而帶動物料槽固定座沿導軌滑動。6.如權利要求5所述的一種移動式...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張靖，金良，陳勇，王迪龍，金偉剛，曾祥偉，
申請(專利權)人：浙江迅實科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33