[发明专利]三维打印机及打印系统

说明书

提供一种三维打印机及打印系统，包括：收纳部，其形成为上部被开放的盒体状而在内部收纳光固化性树脂；透光部件，其构成上述收纳部的底面并且使从上述收纳部的下部照射的光透射至上述收纳部；自发光部件，其设于上述透光部件的下部而朝向上述收纳部照射光，以二维的面形态照射光；支承部件，其设于上述自发光部件的下部而提供支承力，防止上述自发光部件下垂；板，其可升降地设于上述收纳部的上部而浸入于上述光固化性树脂中，将通过上述自发光部件的光而固化的上述光固化性树脂层叠到底面而形成三维造型物；及升降部件，其使上述板进行升降。

技术领域

本说明书中公开的实施例涉及3D打印机，更具体地，涉及如下的利用平面自发光光源的光固化性3D打印机：放大平面光源的方法，使用包括微型LED、LED、O LED或FED等的自发光元件而将光固化性树脂固化，从而执行3D打印。

背景技术

在一般情况下，3D打印机(三维造型机)是利用由数字文件构成的物体的三维信息，将物体结构化(切割)为非常薄的层，然后根据该信息一层一层地堆积材料物质，由此实现实际造型物的技术。

这样的3D打印机大分为如下的技术。

FDM(FFF)方式：叫做熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling)(或FusedFilament Fabrication：熔丝制造)。具体地，FDM方式中，将ABS、PLA等合成树脂高温加热为200度左右的高温而构成熔化的凝胶(gel)状态，然后通过排出机而推出时，凝胶状态的树脂层叠到常温的基板而快速凝固，并将此一层一层地堆起而获得所希望的造型物。

光固化层叠方式：作为材料而使用受到特定波长的光例如紫外线等光时被凝固的光固化性树脂(树脂，resin)。利用紫外线激光(SLA，Stereo lithographic annealing：立体光刻)或紫外线灯(DLP，Digital light processing：数字光处理器)，通过装有树脂的装置而向要造型的区域照射紫外线时，受光部分被凝固，将凝固的部分垂直地提起，当一层一层地反复进行“光照射-固型”时，可获得精密地层叠的造型物。

此外，还有向粉末形态的材料选择性洒下粘接树脂(光固化性)而获得所希望的造型物的聚合物喷射(polyjet)方式和向金属、陶瓷等粉末选择性地照射高功率激光，通过瞬间的熔化-烧结而实现造型物的SLS(Selective laser solidification，选择性激光烧结方式)等。

其中，在向光固化性树脂照射紫外线等光而一层一层地进行造型的DLP方式作为在物体造型时利用具备光学系统的Projector(投影仪)而将要投影的图像放大为“面”来进行投影的技术，还称为掩模投影图像固化方式。

这样的DLP方式由叫做水槽的材料供给装置和将此一层一层地固化成所希望的样子的投影仪(Projector)构成，并由将固化的物体(Object)移动到下一次的致动器及与此连接的板(Plate)等构成。在DLP方式的情况下，利用光学系统而将小的图像放大而投影，因此为了输出大面积造型物，导致DLP方式的3D打印机的大小变大，输出物的大小受限，并且随着光学系统的结构变得复杂，由此存在价格大幅上升的缺点。并且，因为是放大造型图像的方式，因此在体现放大而投影的图像时，产生光均匀性的问题，因此存在难以实现水槽的周边部的造型的缺点。

为了改善上述方式的缺点，作为使光一对一地对应要层叠的位置而确保光的均匀度，可大面积地形成大的造型物，从而可一次同时层叠多个的方法，研发出了利用L CD和作为平面光源的LED的方法。

但是，如上述的现有技术为平面光源，具有局限于LCD和LED的缺点。并且，在LED光源通过LCD而图像化时，LED光量经过LCD结构而被吸收，因LED光源的透过率的减少，导致增加造型时间或曝光时间(exposure time)，由此想要快速制造出造型物(三维输出物)是有限的。

作为相关的现有技术，具有在韩国授权专利公报第10-1787880号中公开的彩色3D打印机。