[发明专利]高精度数字光处理三维打印及其打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维打印机，具体涉及一种数字光处理三维打印机及其打印方法。

背景技术

三维打印，也称增材制造或者积层造型，是利用数字模型加工出物理对象的过程，在加工过程中，通过逐层填加材料而建造打印对象。

三维快速成型的方法主要包括的类型为：立体平板印刷或光固化（Stereolithography，SLA)、分层实体制造（Laminated object manufacturing， LOM)、选择性激光熔化（Selective laser Melting， SLM)、熔融沉积成型（Fused deposition modeling， FDM)。

数字光处理技术(Digital Light Processing，简称DLP) 是一种基于数字微镜晶片(Digital Micromirror Device，简称DMD，也称数字微器件) 的新式投影技术，数字微镜晶片为一个半导体开关，其在CMOS 硅基片上集成了50-130 万个微镜片，每一微镜片代表一个像素，当一个微镜片处于" 开" 状态时，入射光将被反射并通过投影镜将影像投射至屏幕上，当一个微镜片处于" 关" 状态时，入射光将被反射至光吸收器而被吸收。光固化三维打印机是一种基于数字光处理技术，以液态光固化树脂为成型材料的快速成型设备，其具有成型速度快及成型精度高的优点。

DLP光固化3D打印机主要有软件和硬件两部分组成。硬件包括打印机框架、投影仪光源、打印平台以及光敏树脂槽。打印平台在光敏树脂槽内能够上下运动，而在光敏树脂槽内装有光敏树脂。软件部分产生的影像信号经过数字处理后，通过投影仪光源投影到光敏树脂槽的底部，这样光敏树脂槽内的光敏树脂能够瞬间聚合成固体，而未与光接触的光敏树脂则保持液态，这样就在打印平台与光敏树脂槽相对的平面上逐层生成三维物体。

可见，这种三维打印机的基本原理就是移动机构带动打印平台在光敏树脂槽内逐层向上移动，同时，数字光处理单元对每一层光敏树脂固化照射，逐层形成三维物体。然而，受限于液体光敏树脂的密度变化或者其它物理参数的影响，液体光敏树脂在固化过程中，其体积一般会发生变化。现有的液体光敏树脂在发生固化之后，体积通常会缩小。并且，这种缩小的程度根据具体的外界因素会不断变化，外界因素例如为光照强度、光敏树脂的特性、环境温度等。如图1所示，在打印平台的下表面具有待固化的第一层液体光敏树脂1，第一层液体光敏树脂1的厚度为d1,通过光源对该第一层液体光敏树1脂照射固化之后形成固化的第一层三维物体2（图中虚线部分），厚度变为d2，d1与d2的差值为d0。虽然d1与d2之间的差值d0可能非常微小，但是，当打印多个层之后；或者，对于精度较高的三维物体，这种精度的损失依然是显著的。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种解决液体光敏树脂在固化之后体积收缩造成精度下降的问题。

本发明提供的高精度数字光处理三维打印包括框架；光敏树脂槽设置在框架内，光敏树脂槽内盛装有液体光敏树脂；和用于承载打印物体的打印平台，可在光敏树脂槽内运动；第一光源设置在光敏树脂槽的下方；控制器与打印平台电性连接，控制器还包括处理器和校准模块，校准模块内设置有微调距离的数据。

由上述方案可见，通过校准模块内设置有微调距离，进而计算出需要补偿的移动高度，最后，提高打印平台的高度移动间隔距离的精准度。

高精度数字光处理三维打印的打印方法，数字光处理三维打印机包括框架；光敏树脂槽设置在框架内，光敏树脂槽内盛装有液体光敏树脂；和用于承载打印物体的打印平台，可在光敏树脂槽内运动；第一光源设置在光敏树脂槽的下方；控制器与打印平台电性连接，控制器还包括处理器和校准模块，校准模块内设置有微调距离的数据。