[发明专利]一种高速连续光固化3D打印装置及其工作方法

摘要

本发明公开了一种高速连续光固化3D打印装置及其工作方法，包括：机箱本体，机箱本体由中间隔板分为上腔室和下腔室；下腔室设有成像模块，上腔室设有窗口盒和供氧冷却模块，窗口盒和供氧冷却模块组合固定安装在中间隔板上，供氧冷却模块设置在所述窗口盒的正下方，所述成像模块设置在所述窗口盒的正下方；所述窗口盒正上方设有打印平台，所述打印平台安装在Z向工作台上；所述窗口盒与原料供给单元连接；本发明结合了窗口盒的复合富氧膜、供氧冷却、液面辅助施压三者的优势，实现了大尺寸、任意形状制件的低成本、高效连续打印，适用材料广泛，打印件的精度和质量高，一致性好，工艺稳定可靠。为高速连续光固化3D打印提供一种工业级解决方案。

主权项

1.一种高速连续光固化3D打印装置，其特征是，包括：机箱本体，所述机箱本体由中间隔板分为上腔室和下腔室；所述下腔室设有成像模块，所述上腔室设有窗口盒和供氧冷却模块，所述窗口盒和供氧冷却模块组合固定安装在中间隔板上，所述供氧冷却模块设置在所述窗口盒的正下方，所述成像模块设置在所述窗口盒的正下方；所述窗口盒正上方设有打印平台，所述打印平台安装在Z向工作台上；所述窗口盒与原料供给单元连接；所述供氧冷却模块，包括供氧冷却室，所述供氧冷却室的两端分别与冷却进气管路和冷却出气管路连接，所述冷却进气管路与供氧冷却单元连接；供氧冷却室安装在窗口盒打印窗口的正下方，并与打印窗口形成封闭腔室；打印时，通过供氧冷却模块通过控制窗口盒底部树脂死区的含氧量和将连续打印过程中释放的热量及时排出来提高打印速度；还包括：液面辅助施压模块，所述液面辅助施压模块包括设置在下腔室中的无油空压机，所述无油空压机与加压进气管路的入口连接，所述加压进气管路的出口设置在上腔室中，所述上腔室具有气密性；通过树脂液面辅助施压模块增加上腔室的气体压强，打印时，高压气体向光敏树脂液面施压，加快光敏树脂向窗口盒底部树脂死区和固化区域的流动，实现树脂快速回流和补给；所述窗口盒采用分离式结构，包括：储液槽、密封垫圈、复合富氧膜和压板；所述供氧冷却室、压板、复合富氧膜、密封垫圈和储液槽上均开有通孔，供氧冷却室、压板和储液槽的孔为螺纹孔，供氧冷却室的一侧设有凸台，压板的一侧有与供氧冷却室上凸台对应的凹槽；所述供氧冷却室的凸台与压板的凹槽卡紧，并通过螺栓紧固连接；所述压板与储液槽通过螺栓连接压紧，所述压板与储液槽两者之间夹有复合富氧膜和密封垫圈，并且密封垫圈位于复合富氧膜上方；窗口盒的打印窗口采用复合富氧膜，复合富氧膜包括：多孔支撑层和富氧层，多孔支撑层位于富氧层的下方；所述多孔支撑层是具有指状或者海绵状孔结构的膜，选用的材料包括聚四氟乙烯PTFE、聚偏氟乙烯PVDF、聚丙烯腈PAN、聚砜PSF、聚碳酸酯PC、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或聚醚酰亚胺PEI，多孔支撑层的孔径50nm‑2000nm，孔隙率60％‑90％，多孔支撑层的厚度范围为10‑1000微米；所述富氧层是具有高氧气透过系数的致密膜，选用的材料包括聚二甲基硅氧烷PDMS、聚全氟乙丙烯FEP或聚三甲基硅‑1‑丙炔PTMSP，富氧层的厚度范围为1‑100微米；复合富氧膜具有透氧和透紫外光的特性，氧气透过系数在10barrer以上，365‑405nm紫外光透过率不低于80％。