[发明专利]一种用于高速连续光固化3D打印的成型窗口

摘要

本发明公开了一种用于高速连续光固化3D打印的成型窗口，应用于光固化3D打印机，包括：窗口盒和供氧冷却模块，所述光固化3D打印机通过中间隔板分为上腔室和下腔室，所述窗口盒和供氧冷却模块设置于光固化3D打印机机箱的上腔室，所述窗口盒和供氧冷却模块组合固定安装在中间隔板上；所述供氧冷却室两端分别连接冷却进气管路和冷却出气管路，三者组成供氧冷却模块。本发明的有益效果实现大尺寸、任意形状制件的低成本、高效连续打印，具有适用材料广泛，打印件的精度和质量高，一致性好，工艺稳定可靠的优势。它具有广泛的工业应用价值，即可用于桌面级3D打印机，又能用于工业级3D打印。

主权项

1.一种用于高速连续光固化3D打印的成型窗口，其特征是，应用于光固化3D打印机，包括：窗口盒和供氧冷却模块，所述光固化3D打印机通过中间隔板分为上腔室和下腔室，所述窗口盒和供氧冷却模块设置于光固化3D打印机机箱的上腔室，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，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；冷却空气或者设定浓度的低温氧气经冷却进气管路进入封闭腔室，再经冷却出气管路排出；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；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，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；所述储液槽用于盛放液态光敏树脂，所述密封垫圈用于防止液态光敏树脂泄漏，所述压板用于将储液槽与复合富氧膜固定；所述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，所述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％；所述供氧冷却室的底板采用透明石英玻璃，365‑405nm紫外光透过率不低于90％，底板面积大于成像面积；所述上腔室设有加压进气管路，加压进气管路的出口设置在上腔室内，加压进气管路的入口与无油空压机连接；所述上腔室具有气密性，通过无油空压机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。