[发明专利]一种投影式3D打印机

说明书

本发明公开一种投影式3D打印机，包括工作台、光路组件、打印平台以及控制器，光路组件设于工作台，光路组件包括多个DMD芯片，光路组件通过多个DMD芯片发出具有预设投影图形的激光光束，打印平台设于工作台，位于多个DMD芯片的下方，打印平台用以铺设打印材料，控制器用以控制多个DMD芯片的投影图形和位置，以使多个DMD芯片按时间顺序相互交替地朝同一打印区发出激光光束。本发明通过使多个DMD芯片按时间顺序相互交替地朝同一打印区发出激光光束，实现了各DMD芯片的间歇工作，减小了打印过程中DMD芯片的连续工作时间，降低了DMD芯片工作时其表面上辐照的入射光功率，进而降低了DMD芯片的热量累积。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种投影式3D打印机。

背景技术

自1986美国科学家Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机之后，3D打印技术的发展给制造业带来了一个新的方向，随着近些年的发展，可采用3D打印技术的产品越来越多，3D打印涉足的制造领域也越来越广泛。其中，DLP(Digital Light Processing)数字光处理技术应用到3D打印之后，可以对液态光敏树脂进行3D成型的加工，DLP平面投影辐射可以使光敏树脂快速固化成型，打印速度快，但目前3D打印中使用的DLP投影技术只能针对光敏树脂进行冷加工处理，不能对材料进行加热，适用范围过窄，材料成本高昂。还有SLS(Selected Laser Sintering)激光选区烧结技术，3D打印的原料为粉末材料，对粉末材料进行点加热烧结，需要将粉末材料加热至熔融状态，待其凝固冷却后取出，SLS技术在3D打印中可以适用多种材料。

将DLP投影技术应用到SLS技术中，可以在3D打印中实现投影式激光加热，提高3D打印的效率和适用范围。其中，对于DLP投影技术而言，其核心是DMD芯片，DMD芯片具有很多个采用金属铝制成的微镜反射面，通过控制器控制每个微镜反射面的方向，从而精确投影出需要的图形，在连续投影的过程中，DMD芯片会吸收一部分的激光而发热，导致工作温度过高，影响3D打印的稳定性，在温度太高时甚至会失效。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种投影式3D打印机，旨在解决DMD芯片工作时发热量过高的问题。

为实现上述目的，本发明提一种投影式3D打印机，包括：

工作台；

光路组件，设于所述工作台，所述光路组件包括多个DMD芯片，所述光路组件通过所述多个DMD芯片发出具有预设投影图形的激光光束；

打印平台，设于所述工作台，且位于所述多个DMD芯片的下方，所述打印平台用以铺设打印材料；以及，

控制器，用以控制所述多个DMD芯片的投影图形和位置，以使所述多个DMD芯片按时间顺序相互交替地朝同一打印区发出激光光束。

可选地，所述光路组件还包括：

激光器，用以提供激光光束；

光束调整装置，设于所述激光器的激光出射方向，用以将所述激光器提供的激光光束调整为平行传播的平顶光束；

投影装置，设有多个，且与所述多个DMD芯片呈一一对应设置，所述投影装置设于所述光束调整装置的激光出射方向，用以对经过所述光束调整装置调整后的激光光束进行投影而形成预设投影图形。

可选地，所述激光器设为一个，所述光束调整装置和所述投影装置相互对应地设有多个，每个所述投影装置均对应设有一个所述DMD芯片。

可选地，所述激光器、所述光束调整装置和所述投影装置相互对应地设有多个，每个所述投影装置均对应设有一个所述DMD芯片。

可选地，所述光束调整装置包括沿所述激光光束传播路径依次设置的准直器和光阑。

可选地，所述光束调整装置为一光束整形器。