[发明专利]一种基于面曝光双向3d打印成型装置及方法

权利要求书

1.一种基于面曝光双向3d打印成型装置，其特征在于：包括第一DLP投影系统(1)、第一移动树脂槽侧板(2)、石英玻璃(3)、第一水平步进电机(4)、第一水平导杆(5)、第一水平丝杆(6)、打印托板(7)、实体中间打印层(8)、Z向步进电机(9)、Z向丝杆(10)、Z向导杆(11)、树脂槽(12)、第二DLP投影系统(13)、第二移动树脂槽侧板(14)、第二水平步进电机(15)、第二水平丝杆(16)、第二水平导杆(17)，两个DLP投影系统(1、13)分别位于树脂槽12两侧的移动树脂槽侧板(2、14)外，通过移动树脂槽侧板(2、14)中空处的石英玻璃3向树脂槽12内照射固化液态光敏树脂，两个移动树脂槽侧板(2、14)分别由水平平移系统驱动其由中间向两侧移动，打印托板(7)位于树脂槽(12)最中心，在打印完成后由Z向升降系统驱动其作升降运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于面曝光双向3d打印成型装置，其特征在于：所述的DLP投影系统(1、13)有两个，DLP投影系统(1、13)中的紫外光源采用波长为355nm的紫外光激光器，分别位于树脂槽12的两个移动树脂槽侧板(2、14)两侧，同时向树脂槽12内投影。

3.根据权利要求1所述的一种基于面曝光双向3d打印成型装置，其特征在于：所述的移动树脂槽侧板(2、14)位于树脂槽12两侧，呈对称分布，由水平平移系统驱动作水平运动，移动树脂槽侧板中部有正方形镂空，镶嵌有石英玻璃3，可透射DLP投影系统(1、13)发出的紫外光。

4.根据权利要求3所述的一种基于面曝光双向3d打印成型装置，其特征在于：所述的水平平移系统有两组，每个水平平移系统包括水平步进电机(4、15)、水平丝杆(6、16)、水平导杆(5、17)，水平步进电机(4、15)驱动水平丝杆(6、16)转动，水平导杆(5、17)作水平定位，分别控制两个移动树脂槽侧板(2、14)作水平运动。

5.根据权利要求1所述的一种基于面曝光双向3d打印成型装置，其特征在于：所述的打印托板(7)上有一个打印层厚的薄片延伸至树脂槽(12)内部，固定最初固化树脂，在打印完毕后由Z向升降系统驱动作升降运动。

6.根据权利要求5所述的一种基于面曝光双向3d打印成型装置，其特征在于：所述的Z向升降系统包括Z向步进电机(9)、Z向丝杆(10)、Z向导杆(11)，Z向步进电机(9)驱动Z向丝杆(10)转动，Z向导杆(11)作Z向定位，控制打印托板(7)作升降运动。

7.根据权利要求1所述的一种基于面曝光双向3d打印成型装置，其特征在于：所述的树脂槽(12)为长方体，左右两侧为开口且安装有移动树脂槽侧板(2、14)，用来承载液态光敏树脂。

8.一种利用权利要求1-7任意之一所述的基于面曝光双向3d打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：开启面曝光双向3d打印成型装置、计算机控制系统、分层软件，并将树脂槽充满液态光敏树脂；

步骤2：分层软件将三维模型转换为j层二维截面轮廓(j为奇数)，计算机控制系统将1～(j+1)/2层厚度、轮廓信息传给第一DLP投影系统，同时将(j+3)/2～j层厚度、轮廓信息传给第二DLP投影系统；

步骤3：计算机控制系统分别控制两个水平平移系统驱动第一移动树脂槽侧板以及第二移动树脂槽侧板向树脂槽中间处移动直至两个移动树脂槽侧板之间形成一个层厚的距离为止，同时计算机控制系统控制Z向升降系统驱动打印托板升降至适当位置；

步骤4：DLP投影系统经第一移动树脂槽侧板上的石英玻璃板的透射对树脂槽中的液态光敏树脂进行第(j+1)/2实体中间打印层紫外光照射固化，此时第(j+1)/2实体中间打印层固化树脂粘覆于打印托板上；

步骤5：计算机控制系统分别控制两个水平平移系统对第一移动树脂槽侧板与第二移动树脂槽侧板各向外平移一个层厚的距离，DLP投影系统经第一移动树脂槽侧板上的石英玻璃板的透射对树脂槽中的液态光敏树脂进行第(j-1)/2层紫外光照射固化，同时DLP投影系统经第二移动树脂槽侧板上的石英玻璃板的透射对树脂槽中的液态光敏树脂进行第(j+3)/2层紫外光照射固化；

步骤6：重复步骤5，直到进行完第1层与第j层树脂固化为止，模型制作完毕，如图3所示；

步骤7：Z向升降系统驱动打印托板作上升运动直至最顶端，如图4所示，并取下实体模型，打印完毕。