[发明专利]实现快速打印的3D分块打印方法和3D分块打印系统

权利要求书

1.一种实现快速打印的3D分块打印系统，其特征在于，包括正方体状且用于盛装待打印的复合树脂的树脂盒，树脂盒的前壁、上壁以及一个侧壁上均设置有一个固化装置，固化装置外侧设置有能够产生单色准直光束，为待打印复合树脂的固化提供能量的固化光源，固化装置用于将固化光源同步发射的光束同步扩宽后调控为所需的准直光束，并在待打印区域发生光束汇聚；通过控制准直光束在树脂盒内所有点的控温，从而使光束汇聚部分的树脂发生固化，实现3D分块打印。

2.根据权利要求1所述的一种实现快速打印的3D分块打印系统，其特征在于，固化装置包括激光扩束器和液晶屏，固化光源和树脂盒之间依次设置激光扩束器和液晶屏；

固化光源采用单色二极管激光器。

3.根据权利要求1所述的一种实现快速打印的3D分块打印系统，其特征在于，树脂盒的边长L与复合树脂对固化光源发射的光的衰减深度具有如下关系：

4.一种基于权利要求2所述系统的实现快速打印的3D分块打印方法，其特征在于，将含有磁性纳米颗粒的复合树脂加入到树脂盒内，开启树脂盒周围的三个同步固化光源，三个同步固化光源发射的激光经激光扩束器扩大后，再经液晶屏调整所为需要的形状，照射到树脂盒内，通过控制固化光源产生的单色准直光束控制树脂盒内待打印区域的固化成型，实现固化光源发送的光束在树脂盒内所有点的精确控温，从而使只有光束汇聚部分的树脂发生固化，实现3D分块打印。

5.根据权利要求4所述的实现快速打印的3D分块打印方法，其特征在于，含有磁性纳米颗粒的复合树脂通过以下过程制得：将磁性纳米颗粒加入到热固性树脂中，混合均匀，得到复合树脂。

6.根据权利要求5所述的实现快速打印的3D分块打印方法，其特征在于，磁性纳米颗粒为四氧化三铁纳米棒、纳米球、金纳米棒或纳米球。

7.根据权利要求5或6所述的实现快速打印的3D分块打印方法，其特征在于，磁性纳米颗粒的粒径为1-100nm。

8.根据权利要求5所述的实现快速打印的3D分块打印方法，其特征在于，热固性树脂中纳米颗粒的浓度为10⁰-10²³个/mL。

9.根据权利要求4所述的实现快速打印的3D分块打印方法，其特征在于，含有磁性纳米颗粒的复合树脂固化过程如下：复合树脂的热固化温度为T_g，所需固化时间为t_g，复合树脂初始温度为T₀，当复合树脂的任何一个点被一个光束照射到时，由于光热效应会使得该点处温度升高T₁，此处温度升高至T₀+T₁；当复合树脂的任何一个点被两个光束照射到时，由于光热效应会使得该点温度升高2×T₁，此处温度升高至T₀+2×T₁；当复合树脂的任何一个点被三个光束同时照射到时，由于光热效应会使得该点温度升高3×T₁，此处温度升高至T₀+3×T₁；当在规定时间t_g内满，足T₀+3×T₁>T_g>T₀+2×T₁时，则被三束光同时照射到的复合树脂发生固化。

10.根据权利要求4所述的实现快速打印的3D分块打印方法，其特征在于，单双二极管激光器的激光发射方式为脉冲发射。