[发明专利]一种基于点阵式显示屏的光固化3D打印机

权利要求书

1.一种基于点阵式显示屏的光固化3D打印机，其特征在于包括：计算机控制组件、点阵式显示屏组件、液槽成型组件、Z轴移动平台组件、机架组件，其中：

所述点阵式显示屏组件、液槽成型组件、Z轴移动平台组件均固定安装在所述机架组件上；

所述计算机控制组件包括控制设备，所述控制设备包括图像切片部件及打印控制部件，所述图像切片部件用于将待打印或待制作的3D模型分割成一系列具有一定厚度的分层切片图像；所述打印控制部件用于控制所述Z轴移动平台组件的升降，并将所述分层切片图像数据传输给所述点阵式显示屏组件，驱动所述点阵式显示屏组件按照该分层切片图像数据进行发光，产生相应的曝光图案，从而使得所述液槽成型组件所盛放的光固化材料按照所述曝光图案固化成型。

2.如权利要求1所述的基于点阵式显示屏的光固化3D打印机，其特征在于：所述液槽成型组件包括液槽和成型平台，其中所述液槽用于盛放液态光固化材料，所述成型平台固定在Z轴移动平台组件的下端，由所述Z轴移动平台组件控制所述成型平台在所述液态光固化材料中的浸没深度，所述成型平台用于粘附并承载由所述液态光固化材料固化成形的制品，由所述成型平台移动所述制品在所述液槽内实现多层叠加成型。

3.如权利要求1或2所述的基于点阵式显示屏的光固化3D打印机，其特征在于：所述机架组件包括底板、支架、点阵式显示屏固定板和外壳；其中，所述底板是所述机架组件的基座，所述支架和所述点阵式显示屏固定板固定安装在所述底板上，所述点阵式显示屏固定板用于固定安装所述点阵式显示屏组件和所述液槽成型组件，所述支架用于支撑固定Z轴移动平台组件。

4.如权利要求1-3中任一项所述的基于点阵式显示屏的光固化3D打印机，其特征在于：所述点阵式显示屏组件为LED显示屏组件或者激光阵列或者主动发光单元阵列；所述点阵式显示屏组件的外形相应设置为矩形、正方形、平行四边形、六角形、环形、球台形或者条带形；所述点阵式显示屏组件发出的光源波长为紫外、蓝光、可见光和红外中的一种或者多种的叠加组合。

5.如权利要求4所述的基于点阵式显示屏的光固化3D打印机，其特征在于：所述LED显示屏组件包括LED显示屏和LED驱动器；其中，所述LED显示屏组件与所述计算机控制组件相连，接收来自所述计算机控制组件的与3D模型截面图形相关的分层切片图像数据，经过所述LED驱动器处理，产生控制所述LED显示屏按3D模型截面图形发光的驱动信号，所述LED显示屏发出的光照射所述液态光固化材料使其进行固化。

6.如权利要求5所述的基于点阵式显示屏的光固化3D打印机，其特征在于：所述LED显示屏选用波长为200nm～400nm的紫外线光源或波长为400～450nm的蓝光源，所述光固化材料为液态光固化树脂或光敏树脂。

7.如权利要求1-4中任一项所述的基于点阵式显示屏的光固化3D打印机，其特征在于：所述点阵式显示屏组件上进一步设置有成像聚焦光学薄膜，所述成像聚焦光学薄膜为光学微透镜、微棱镜、菲涅尔镜、光纤面板或像素级衍射光栅中的一种或多种的组合。

8.一种基于点阵式显示屏的光固化3D打印方法，其特征在于包括步骤：

通过分层软件对3D模型进行分层切片；

每一层切片图像数据通过LED显示屏的点阵进行显示；

将所述LED显示屏发出的光投射到盛有液态光固化材料的液槽中；

控制所述LED显示屏对所述液态光固化材料的图形曝光能量，使被曝光的所述液态光固化材料固化形成一个薄层；

将固化完毕的薄层移动一个层厚的距离，进行下一个薄层的曝光固化，新曝光固化的薄层牢固地粘结在前一薄层上，如此反复成型出完整产品。

9.如权利要求8所述的基于点阵式显示屏的光固化3D打印方法，其特征在于：对所述LED显示屏进行控制的参数包括亮度、曝光时间、灰度、曝光补偿、坏灯率中的一个或多个。

10.如权利要求8所述的基于点阵式显示屏的光固化3D打印方法，其特征在于：所述LED显示屏选用波长为200nm～400nm的紫外线光源或波长为400～450nm的蓝光源，所述光固化材料为液态光固化树脂或光敏树脂。