[发明专利]一种半渗透性元件及其应用和制备方法及3D打印设备

权利要求书

1.一种用于3D打印的固化抑制剂渗透的半渗透性元件在3D打印中的应用，其特征在于，所述半渗透性元件的孔密度为10⁷-10¹¹/cm²，孔径为0.01μm-5μm；所述半渗透性元件具有近圆柱型直孔结构；所述半渗透性元件外侧或内部设置刚性的支撑元件，用于提高半渗透性元件的刚性；

所述应用采用“自下而上”的方式构建三维物体；

所述3D打印设备包括以下结构：主体框架(1)，构成所述3D打印设备的框架结构；工作台(2)，在工作台上构建三维物体，工作台(2)连接一个一维电动平台，所述一维电动平台在控制器(7)的控制下驱动工作台(2)上下移动；半渗透性元件(3)，为光学透明、透氧气元件，采用核径迹蚀刻技术制备而成；所述半渗透性元件(3)具有10⁷/cm²的孔密度，和1μm大小的孔径，气体渗透率不小于100巴；液体槽(4)，所述半渗透性元件(3)与所述液体槽(4)组成可聚合液体容器，所述半渗透性元件(3)靠近工作台的表面为三维物体的制造表面，作为可聚合液体容器的底部；工作台(2)的下表面与制造表面之间形成三维物体(10)的构建区域；固化抑制剂源(5)，用于提供固化抑制剂；所述半渗透性元件(3)下表面与所述固化抑制剂源(5)接触，固化抑制剂可通过所述半渗透性元件(3)渗透进入构建区域，在制造表面与固化区域(8)之间会形成一层液态抑制固化层(9)，使用氧气或空气作为固化抑制剂；光源(6)，位于所述半渗透性元件(3)下方，光源透过所述半渗透性元件(3)照射构建区域可以引发可聚合液体固化；控制器(7)，连接并控制所述光源(6)和所述工作台(2)；

所述用于3D打印的固化抑制剂渗透的半渗透性元件在3D打印中的应用包括：

(1)在所述液体槽(4)中加入足以形成最终三维物体的足量可聚合液体，所述工作台(2)下降并靠近覆盖表面；

(2)所述光源(6)照射构建区域同时通入固化抑制剂，在此步骤中，所述光源(6)照射构建区域形成所述固化区域(8)，所述固化抑制剂源(5)中的固化抑制剂透过所述半渗透性元件(3)富集在制造表面上，由于固化抑制剂的作用，在制造表面与所述固化区域(8)之间会形成一层所述液态抑制固化层(9)；

(3)所述控制器(7)控制所述工作台(2)移动，远离制造表面，由于所述液态抑制固化层(9)的存在，所述固化区域(8)与制造表面轻松地和无损伤地分离，形成后续构建区域，同时可聚合液体填充进入后续构建区域；

(4)重复上述步骤(2)和(3)，层层沉积直至形成最终三维物体(10)。