[发明专利]浆料立体光固化成型设备

说明书

一种浆料立体光固化成型设备，在一机体设有一刮料平台，所述刮料平台周围的一侧具有外侧为开放端的凹口，在凹口并靠设置一受线性驱动器驱动升降的打印平台，于所述机体设有一马达及一投影装置，所述马达驱动一刮刀以其刀刃旋转扫过刮料平台与打印平台的表面，设有一朝向所述刮料平台出料的浆料给料装置；借由旋转的刮刀能将浆料循环地涂布在逐次下降的打印平台形成多层的浆料层，并以投影装置照射各浆料层使其部分固化为结构层，重复前述操作使结构层堆叠为成品，例如用于烧制为陶瓷的生胚，制造成品快速、精细且无需打印支撑结构。

技术领域

本发明涉及一种3D打印设备；尤其涉及一种浆料立体光固化成型设备。

背景技术

现有打印陶瓷、金属或复合材料的光固化3D打印设备，是在材料槽中倒入调配好的浆料，再以光源选择性的照射在浆料表面的方式，于材料槽中可升降的打印平台上层层固化多个结构层，最终以多个结构层的堆叠形成成品。

上述现有光固化3D打印设备虽能用于打印陶瓷等材料，但打印过程中除了打印主体以外还需要打印支撑结构，而这些支撑结构的设计多需要有经验者进行，及成品需要非常小心的移除；且用于摊平浆料表面的刮刀是以直线运动的方式刮平材料槽中相对高黏度的陶瓷浆料，而只能以较慢的速度铺出层厚最佳只到0.1毫米的等级，使得打印较为费时以外，打印出的成品也不够精致。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种浆料立体光固化成型设备，借由刮刀360度连续旋转的方式，在平面的打印平台上循环地形成光固化的浆料层，打印时无需打印支撑结构且借由厚度更薄的浆料层光固化为结构层的方式打印出精细的成品。

缘以达成上述目的，本发明提供一种浆料立体光固化成型设备，包括一机体、一浆料铺平装置、一打印平台位移装置、一投影装置，以及一浆料给料装置。所述机体具有一刮料平台，所述刮料平台的顶面具有一刮料面并且周围的一侧具有一凹口，所述凹口的外侧是开放端并具有一开口。所述浆料铺平装置于所述机体设置一马达，所述马达连接一旋转轴，所述旋转轴结合一刀架，所述刀架设置一刮刀，所述刮刀的边缘具有一刀刃，所述刀刃邻近或抵触所述刮料面，所述刮刀旋转时所述刀刃作用的范围定义为一刮料范围，所述凹口至少部分位于所述刮料范围内。所述打印平台位移装置于所述凹口设置一打印平台，所述打印平台位于所述刮料范围内的边缘并靠于所述凹口的边缘，所述打印平台受一线性驱动器的驱动而线性地升降，所述线性驱动器设置于所述机体。所述投影装置设置于所述机体并具有一镜头，所述镜头朝向所述打印平台的方向。所述浆料给料装置具有一出料口，所述出料口朝向所述刮料范围。

本发明运作时，所述马达会驱动所述刮刀由所述刮刀的初始位置开始沿同一方向旋转，所述浆料给料装置在每次所述刮刀旋转一圈后，将浆料由所述出料口输出至所述刮刀通过所述打印平台后继续前进方向的刮料面上，使所述刮刀将出料口输出的浆料及刮料面上的残料，逐次地铺层在刮料范围的刮料面及打印平台的顶面。

当每次浆料被铺层在所述打印平台的表面时会形成一层浆料层，接着所述打印平台下降相当于一层浆料层厚度的距离，以所述投影装置照射所述浆料层使其部分固化为结构层，重复上述的铺层浆料、打印平台下降以及投影装置照射的过程，使逐次下降后的打印平台上分别形成多个结构层，借由多个结构层堆叠为打印成品，例如用于烧制为陶瓷的生胚，在清洗得到生胚后可将生胚送入高温烧结炉中烧制为陶瓷。

上述浆料在铺层时有低的黏度，但在铺完后其黏度可以而提高，这种浆料可以借由添加入浆料中的可挥发性溶剂或对浆料加热来达到。因为铺层时的低黏度使可以同时达到较高的铺层速度及铺出更薄的层厚。铺完的层可借由溶剂的挥发或浆料冷却而成为高的黏度，而这高黏度的浆料将可对成型中的工件进行支撑保护。也就是说，较高的铺层速度可使打印时间缩短，更薄的层厚及浆料进行支撑保护可以打印出更精致的成品。