[发明专利]3D打印方法、打印装置及应用该3D打印方法的微反应器

摘要

一种3D打印方法，包括：利用铺粉装置在成型工作台铺设粉末；控制第一激光器输出连续激光对所述铺设在所述成型工作台上的粉末扫描成型形成所述微反应器的打印层，并且控制所述第一激光器输出的脉冲激光对所述打印层进行精密加工；控制第二激光器对所述微反应器的打印层进行微结构减材加工，以形成一个或多个微通道及与所述一个或多个微通道相连的反应腔。本发明还提供了一种3D打印装置及应用该3D打印方法的微反应器。本发明通过在微反应器中设置若干用于装载反应物的反应腔，通过与所述反应腔相连的微通道来控制反应物的反应时间，从而有利于较精准控制反应物的反应时间。

主权项

1.一种3D打印方法，其特征在于，所述3D打印方法包括：

利用铺粉装置在成型工作台铺设粉末；

控制第一激光器输出连续激光对所述铺设在所述成型工作台上的粉末扫描成型形成微反应器的打印层，并且控制所述第一激光器输出的脉冲激光对所述打印层进行精密加工；

控制第二激光器对所述微反应器的打印层进行微结构减材加工，以形成一个或多个微通道及与所述一个或多个微通道相连的反应腔。

2.如权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于，所述控制所述第一激光器输出的脉冲激光对所述打印层进行精密加工包括：

在通过所述连续激光扫描成型出平面后，通过摄像头获取所述平面的表面轮廓；

通过所述脉冲激光对所述平面的表面轮廓进行加工。

3.如权利要求2所述的3D打印方法，其特征在于，

所述第二激光器为皮秒或者飞秒激光器，并且所述第二激光器的焦距范围为5～100mm。

4.如权利要求3所述的3D打印方法，其特征在于，在所述控制第一激光器输出连续激光对所述铺设在所述成型工作台上的粉末扫描成型形成所述微反应器的打印层之前，还包括：对成型工作室进行热处理工序，所述热处理工序包括：

通过加热元件对所述粉末进行加热，和/或，

通过设置在所述成型工作室内的辐射源对所述第一激光器发出的连续激光光斑的运行轨迹上的粉末进行加热。

5.如权利要求1‑4中任一项所述的3D打印方法，其特征在于，所述3D打印方法还包括：

将一种或多种反应物装载至对应的反应腔内，其中与所述反应腔相连的微通道用于控制对应反应物的反应时间。

6.一种微反应器，其特征在于，所述微反应器根据如权利要求1‑5中任一项所述的3D打印方法制成。

7.如权利要求6所述的微反应器，其特征在于，所述微通道包括长度值及横截面积，所述长度值及/或横截面积用于控制装载于反应腔内反应物的反应时间。

8.一种3D打印装置，其特征在于，所述3D打印装置包括：

成型工作台，设置在成型工作室内；

铺粉装置，用于在所述成型工作台铺设粉末；

第一激光模块，包括第一激光器和第一扫描振镜，所述第一激光器包括依次设置的连续激光种子源和脉冲激光种子源、光纤耦合器及光纤放大器，所述连续激光种子源和脉冲激光种子源输出的光束经过光纤耦合器及光纤放大器后输出连续激光或脉冲激光；所述第一扫描振镜用于将所述第一激光器输出的连续激光或脉冲激光通过第一扫描振镜聚焦于铺设在所述成型工作台上的粉末；

第二激光模块，包括第二激光器和移动机构，所述移动机构设置于所述成型工作台的上方，所述第二激光器连接于所述移动机构，所述移动机构带动所述第二激光器在一水平面内沿横向或者纵向移动；

激光控制模块，分别与所述第一激光模块和第二激光模块连接，用于控制所述第一激光器输出连续激光对所述铺设在所述成型工作台上的粉末扫描成型形成微反应器的打印层，并且控制所述第一激光器输出所述脉冲激光对所述打印层进行精密加工后，所述第二激光器对所述微反应器的打印层进行微结构减材加工，以形成一个或多个微通道及与所述一个或多个微通道相连的反应腔。

9.如权利要求8所述的3D打印装置，其特征在于，还包括摄像头，

在通过所述连续激光扫描成型出平面时，通过所述摄像头获取所述平面的表面轮廓，通过所述脉冲激光对所述平面的表面轮廓进行精密加工。

10.如权利要求9所述的3D打印装置，其特征在于，所述第二激光器通过沿相互垂直的两个方向移动地设置于所述成型工作台的上方。