[发明专利]一种陶瓷光固化3D打印系统及方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷光固化3D打印系统及方法，液槽位于透明底板上，弹性分离膜位于透明底板与液槽之间，工作台位于液槽的正上方；所述DLP投影系统包括DLP投影机构、固定架、投影镜头、旋转台及镜头转换器，其中，投影镜头位于透明底板的正下方，DLP投影机构固定于固定架上，DLP投影机构发出的光经投影镜头、透明底板及弹性分离膜照射到液槽内的光固化浆液上，镜头转换器固定于旋转台上，且镜头转换器上设置有固定板，固定板上设置有安装孔，投影镜头位于所述安装孔内，该系统及方法能够较为方便的更换不同分辨率的投影设备及投影镜头，并且零件成形的精度高，零件表面的质量较好。

技术领域

本发明属于机械制造中增材制造领域，涉及一种陶瓷光固化3D打印系统及方法。

背景技术

光固化3D打印技术由于其成形精度高，表面质量好，所以在快速成型制造工艺中应用较为广泛，也是3D打印技术中最早商业化的技术。其主要是通光源依据当前层的图案选择性照射光聚合浆料使其固化一层，然后工作台移动到第二层的位置进行选择性固化，如此循环层层累计，直到整个切层打印完，得到完整的光固化成形件。光固化3D打印技术目前主要有激光扫描光固化和面曝光光固化，其中面曝光光固化由于其一次成形一个截面，极大地减小了打印时间，提高了打印效率，因此在光固化技术中应用更为广泛。

但是面曝光光固化技术成形精度极大地取决于所使用的投影芯片及投影镜头，当打印结构较大，形状较为简单的零件时，分辨率较大的投影镜头可以满足制造要求，当打印结构较小，形状复杂，且含有内部较小孔洞以及薄壁的零件时，对投影分辨率的要求就比较高，甚至可能达到几微米，即微光固化。而且一台设备被设计完成后，投影设备及投影镜头的分辨率就已经确定，因此所打印陶瓷零件的能力也就确定，要想实现任意结构的成形，就必须更换不同分辨率的投影设备和投影镜头，不仅增加成本也使工序变得更加复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种陶瓷光固化3D打印系统及方法，该系统及方法能够根据打印零件的结构要求选择不同的投影分辨率，从而成形的零件精度高，表面质量好。

为达到上述目的，本发明所述的陶瓷光固化3D打印系统包括DLP投影系统、计算机、液槽、透明底板、弹性分离膜、工作台、位于液槽内的涂层刮板、用于带动涂层刮板在液槽内移动的驱动装置、用于为液槽内提供光固化浆液的供液系统以及用于控制工作台在竖直方向上移动的Z轴控制系统；

液槽位于透明底板上，弹性分离膜位于透明底板与液槽之间，工作台位于液槽的正上方；

所述DLP投影系统包括DLP投影机构、固定架、投影镜头、旋转台及镜头转换器，其中，投影镜头位于透明底板的正下方，DLP投影机构固定于固定架上，DLP投影机构发出的光经投影镜头、透明底板及弹性分离膜照射到液槽内的光固化浆液上，镜头转换器固定于旋转台上，且镜头转换器上设置有固定板，固定板上设置有安装孔，投影镜头位于所述安装孔内；

计算机的输出端与DLP投影机构的控制端、供液系统的控制端、Z轴控制系统的控制端及驱动装置的控制端相连接。

所述驱动装置包括带轮电机、第一带轮轴、第二带轮轴及皮带；

带轮电机的输出轴与第一带轮轴相连接，第一带轮轴的端部及第二带轮轴的端部均设置有带轮，皮带套接于第一带轮轴的带轮上及第二带轮轴的带轮上，涂层刮板的端部固定于皮带上，涂层刮板位于液槽内。

还包括线性导轨，其中，涂层刮板位于所述线性导轨上，且通过皮带带动涂层刮板在所述线性导轨上移动。

顶丝插入于固定板的侧面与投影镜头的侧面相接触将投影镜头固定于安装孔内。

Z轴控制系统包括Z轴电机、Z轴平移台及Z轴悬臂梁，其中，通过Z轴电机带动Z轴悬臂梁在Z轴平移台上上下移动，工作台固定于Z轴悬臂梁的底部，Z轴电机的控制端与计算机的输出端相连接。