[发明专利]一种高精度3D打印机

说明书

本申请公开一种高精度3D打印机，包括：储存光敏树脂溶液的料槽、设置在料槽的上侧的打印平台、设置在料槽的下侧的光机和控制系统，料槽和光机之间设置有LCD显示屏，LCD显示屏和光机均与控制系统信号连接，控制系统用于向光机和LCD显示屏同步发送包含相同切片图像的投影信号，在投影信号的驱动下，LCD显示屏形成有与切片图像对应的透光区域以及与透光区域互补的遮光区域，光机出射的投影光束在LCD显示屏的下表面形成投影区域，透光区域的面积小于等于投影区域，光机出射的投影光束仅在投影区域与透光区域的重迭区域穿过LCD显示屏并到达料槽，使光敏树脂感光。

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，尤其是涉及一种高精度3D打印机。

背景技术

现有的光固化3D打印机主要有DLP型和LCD型。

DLP 3D打印技术的基本原理是数字光源以面光的形式在液态光敏树脂表面进行层层投影，层层固化成型。DLP型3D打印机通常采用光机进行投影，使光敏树脂固化成型，光机内部具有紫外LED灯和DMD芯片，通过DMD芯片生成投影图案。

LCD型3D打印机是使用LCD液晶屏成像和LCD光源，由计算机程序提供图像信号，在LCD上出现选择性的透明区域，LCD光源透过透明区域照射树脂槽内的光敏树脂，从而使其逐层固化。

DLP型3D打印机单独采用光机作为投影光线来源，而LCD型单独LCD显示屏作为投影图案和光源来源。无论是LCD显示屏还是光机，除了投影区域的光照强度很强外，在整个幅面的非投影区域都会有微弱的背景光，这使得一些高感光的光敏树脂溶液在感应到背景光后也会固化，所以成型的工件周围会有黏连的废料，造成工件打印失败，浪费打印材料。

发明内容

本申请的目的是解决现有技术中光敏树脂溶液感应到光源的杂散光固化，造成工件打印失败的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：一种高精度3D打印机，包括：用于储存光敏树脂溶液的料槽、可升降地设置在所述的料槽上侧的打印平台、设置在所述的料槽下侧的光机和控制系统，所述的料槽和所述的光机之间还设置有LCD显示屏，所述的LCD显示屏和所述的光机均与所述的控制系统信号连接，所述的控制系统用于向所述的光机和所述的LCD显示屏同步发送包含相同切片图像的投影信号，在所述的投影信号的驱动下，所述的LCD显示屏形成有与所述的切片图像对应的透光区域以及与所述的透光区域互补的遮光区域，所述的光机出射的投影光束在所述的LCD显示屏的下表面形成投影区域，所述的透光区域的面积小于等于所述的投影区域，所述的光机出射的投影光束仅在所述的投影区域与所述的透光区域的重迭区域穿过所述的LCD显示屏并到达所述的料槽，使光敏树脂感光。

本申请中，LCD显示屏的透光区域位于光机的投影光束的投射路径上，而LCD显示屏的遮光区域可以将光机投影区域以外的杂散光过滤，从而避免切片图像以外的光敏树脂感光，提高打印精度。LCD显示屏与光机的投影信号同步，使LCD显示屏的透光区域与光机的投影区域始终能够保持同步，并跟随三维模型切片图片的变化而变化。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的料槽的底部具有透明的透光部，所述的LCD显示屏完全覆盖所述的透光部的下方。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的LCD显示屏为黑白或者彩色显示屏。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的LCD显示屏包括自下而上依次堆叠的第一偏光板、第一玻璃基板、液晶层、第二玻璃基板和第二偏光板。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的光机包括光源模块。

本申请与现有技术相比获得如下有益效果：

本申请在料槽和光机之间设置有LCD显示屏，控制系统同时向光机和LCD显示屏发送相同的切片图像的投影信号，通过LCD显示屏中液晶转向的特性对背景光进行过滤，避免料槽内的光敏树脂溶液感应到投影区域之外的杂光，提高成型工件的精度和打印成功率。