[发明专利]一种光敏树脂池及利用其的光固化3D打印机和打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印机领域，特别涉及一种光敏树脂池以及采用该光敏树脂池的3D打印机，还涉及一种3D打印方法。

背景技术

目前，现有的光固化3D打印机具有用于承载光敏树脂的树脂池，其整体由亚克力板拼接而成。在光固化过程中，为了使固化于载物台的固化实体与光敏树脂池不发生粘连，在光敏树脂池的内部底面涂覆一层硅胶。

工作时，载物台平面与硅胶层表面保持一定距离(即每次光敏树脂固化的层厚)，载物台与硅胶层之间的间隙充满光敏树脂，此间隙中的光敏树脂受到透过光敏树脂池底面的激光束照射而固化成型，形成一层固化实体。

光敏树脂吸收光束能量激发固化反应会放出大量的热，导致光束照射部位温度升高。涂覆在光敏树脂池内部底面的硅胶耐高温性能较差，经过较长时间照射后，硅胶层易因过热老化，其透明度降低，进而影响固化实体的成型质量。当硅胶层性能下降到无法保证固化实体与光敏树脂池分离时，即认为硅胶池已损坏，需要更换新的树脂池。

因此，提供一种新的、更为可靠的防止固化的光敏树脂与树脂池底部粘连系统的3D打印机成为亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种光敏树脂池，包括：池体；位于所述池体内的底壁上方的氧分子半透膜，所述氧分子半透膜与所述池体底壁的面积相符以在二者之间形成腔体；设置于所述池体的侧壁或所述底壁上的与所述腔体连通的进气口和出气口。

在本发明的一些实施方式中，所述池体内的底壁为LCD显示单元。本发明提供的光敏树脂池不仅适用于SLA和DLP型的光固化3D打印机，而且适用于LCD型光固化3D打印机，其具有良好的通用性能。

本发明还提供了一种包括上述光敏树脂池的光固化3D打印机。

在本发明的一些实施方式中，所述光固化3D打印机还包括用于光照固化所述光敏树脂池中的液态光敏树脂的光源；用于承载固化后的树脂物品的承载单元；与所述光敏树脂池的进气口连通的充气单元。

在光敏树脂池的进气口处设置能够向其内部充入含有氧分子的气体的充气单元，以使氧分子能够透过半透膜，并在半透膜的表面形成氧分子层，多余的气体可以经由光敏树脂池的出气口缓慢的排出。充气单元单位时间内的充气量不宜过大，气体能够在半透膜和池体底壁之间形成的腔体内停留一段时间，使得氧分子有充足的时间透过半透膜。

在本发明的一些实施方式中，所述的光固化3D打印机还包括与所述光敏树脂池的出气口连通的抽气单元。

向半透膜与光敏树脂池的底壁之间的腔体内充入气体，待氧分子透过半透膜之后，可以关闭充气单元，并且利用抽气单元抽出腔体内的剩余气体，腔体之内形成负压，半透膜紧密的贴合在池体底壁上。这样设置的原因是，当向腔体内充入气体时，半透膜有可能会微微的向上隆起，那么位于半透膜之上的液态光敏树脂就会不均匀，采用光源照射液态光敏树脂时，固化于承载单元的树脂的下表面会形成于半透膜隆起的弧度形状相应的凹陷，这将使的光固化物体扭曲、变形，极大的影响其固化精度。利用抽气单元抽出多余的气体，能够有效的克服这一缺陷。

在本发明的一些实施方式中，所述充气单元包括充气管道和充气本体，所述充气管道的一端用于与所述进气口连接，另一端用于与所述充气本体连接；

所述抽气单元包括抽气管道和抽气本体，所述抽气管道的一端用于所述出气口连接，另一端用于与所述抽气本体连接。

在本发明的一些实施方式中，为了使光固化3D打印机的结构更为简单、紧凑，所述充气本体和/或所述抽气本体布置成位于所述光敏树脂池下方。

另外，本发明提供了一种利用上述的光固化3D打印机的打印方法，包括步骤：

a.利用所述充气单元通过所述进气口向所述腔体内输送含有氧分子的气体；

b.待所述氧分子的气体中的氧分子充分透过所述半透膜，开启光源照射池体，使液态光敏树脂固化于承载单元；

其中，在执行步骤a和/或b时，通过所述排气口排出腔体内的气体。

在本发明的一些实施方式中，所述打印方法包括步骤：

a.利用所述充气单元通过所述进气口向所述腔体内输送含有氧分子的气体；

b.待所述含有氧分子的气体中的氧分子充分透过所述半透膜，利用所述抽气单元通过所述排出口排出所述腔体内的气体；

c.开启光源照射池体，使液态光敏树脂固化于承载单元。