本發(fā)明屬于3d打印技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種液體界面的成型裝置。

背景技術(shù)：

快速成型是九十年代發(fā)展起來的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過逐層打印，層層累積的方法來構(gòu)造三維物體的技術(shù)。對(duì)企業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)新、縮短產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)周期有積極的作用。

目前光固化3d打印的主要實(shí)現(xiàn)形式主要是：激光掃描快速成型，光學(xué)面陣投影光固化，噴墨紫外線光固化。最后一種比較少人用。前兩種是主流的技術(shù)。sla激光掃描快速成型：這個(gè)目前是工業(yè)3d打印的主要方法。工作過程：cad模型通過計(jì)算機(jī)處理產(chǎn)生激光的掃描路徑，控制激光振鏡使激光束在液體光敏樹脂上掃描，掃描過的光敏樹脂固化成一層固體，成型臺(tái)面下沉樹脂填充，之后激光束又在光敏樹脂上掃描產(chǎn)生新的層，層層累積產(chǎn)生一個(gè)三維成型物體。這種方式是用激光光束掃描光敏樹脂來實(shí)現(xiàn)的，模型越復(fù)雜用的時(shí)間就越長，所以成型速度非常慢。

光學(xué)面陣投影方式：cad模型文件經(jīng)計(jì)算機(jī)程序切片后產(chǎn)生一幅幅的圖像文件，計(jì)算機(jī)控制投影裝置在液體光敏樹脂上進(jìn)行整面的光固化。一般是使用上拉方式來進(jìn)行，即投影裝置在液體光敏樹脂槽下面照射，成型臺(tái)面向上拉，通過逐層固化產(chǎn)生一個(gè)三維物體。這種方式用向上拉的方式，固化后的三維物體受力比較大，成型面積通常是比較小的、三維物體上的支撐多。好處是成型速度比sla激光掃描的快好多。

連續(xù)打印方式：美國carbon3d公司的專利，工作過程與光學(xué)面陣投影方式相似，但光敏樹脂槽的底部是透氧膜，利用氧阻聚原理在樹脂槽的底部形成一個(gè)不固化層，這樣成型臺(tái)面就可以不斷地一邊固化一邊填充光敏樹脂連續(xù)向上拉產(chǎn)生三維物體，打印速度是傳統(tǒng)激光掃描成型技術(shù)(sla)的25倍到100倍。是一種不錯(cuò)的技術(shù)，但透氧膜不易獲得，控制技術(shù)復(fù)雜，成型幅面也相對(duì)較小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種液體界面的成型裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)不足，它具有成型速度快，成型物體受力小，打印面積可以相對(duì)較大，成型精度高等的特點(diǎn)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種液體界面的成型裝置，包括機(jī)架、樹脂槽、圖形發(fā)生裝置、成型臺(tái)面，設(shè)置一個(gè)充氣腔體，所述腔體在對(duì)應(yīng)所述成型臺(tái)面那一端是開放的，所述腔體沉在盛有液體光敏樹脂的樹脂槽里，所述腔體與所述圖形發(fā)生裝置通過由電機(jī)驅(qū)動(dòng)且可上下移動(dòng)的第一移動(dòng)臂與所述機(jī)架連接，所述成型臺(tái)面置于樹脂槽內(nèi)表面上，或成型臺(tái)面置于樹脂槽里且通過由電機(jī)驅(qū)動(dòng)且可上下移動(dòng)的第二移動(dòng)臂與所述機(jī)架連接。

作為本發(fā)明的方案：所述腔體接有控制其內(nèi)氣體壓力和溫度的第一控制裝置。

作為本發(fā)明的方案：所述樹脂槽接有用來控制其內(nèi)液體光敏樹脂的溫度和壓力的第二控制裝置。

作為本發(fā)明的方案：所述圖形發(fā)生裝置和所述的腔體安裝在第一移動(dòng)臂上。

作為本發(fā)明的方案：所述圖形發(fā)生裝置安裝在所述腔體的內(nèi)部，或所述圖形發(fā)生裝置安裝在所述腔體的外部且所述腔體有與圖形發(fā)生裝置相配合的透明窗口。

作為本發(fā)明的方案：所述腔體內(nèi)充的氣體為氧氣、二氧化碳?xì)?、氮?dú)狻鍤夂涂諝庵械囊环N或至少兩種的混合氣體。

作為本發(fā)明的方案：所述圖形發(fā)生裝置為面投影裝置dlp投影、液晶投影或激光掃描裝置、led掃描裝置。

作為本發(fā)明的方案：所述液體光敏樹脂為紫外液體光敏樹脂、可見光液體光敏樹脂或紅外光熱敏固化樹脂。

本發(fā)明的有益效果是：具有成型速度快，成型物體受力小，打印面積可以相對(duì)較大，成型精度高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1和圖2為本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明的第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖5為本發(fā)明的第三種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本發(fā)明的工作流程圖。

附圖中：1-圖形發(fā)生裝置；2-透明窗口；3-腔體；4-液體光敏樹脂；5-樹脂槽；6-成型臺(tái)面；7-成型物體；8-氣體液體界面；9-機(jī)架；10-第一移動(dòng)臂；11-第一控制裝置；12-第二控制裝置；13-密封圈；14-第二移動(dòng)臂。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，本發(fā)明提供的一種液體界面的成型裝置，包括機(jī)架9、樹脂槽5、圖形發(fā)生裝置1、成型臺(tái)面6，設(shè)置一個(gè)充氣腔體3，所述腔體3在對(duì)應(yīng)所述成型臺(tái)面6那一端是開放的，即該端是敞口的，所述腔體3沉在盛有液體光敏樹脂4的樹脂槽5里，所述腔體3與所述圖形發(fā)生裝置1通過由電機(jī)驅(qū)動(dòng)且可上下移動(dòng)的第一移動(dòng)臂10與所述機(jī)架9連接，所述成型臺(tái)面6置于樹脂槽5內(nèi)表面上。所述圖形發(fā)生裝置1安裝在所述腔體3的外部，為外置式，安裝在第一移動(dòng)臂10上，所述腔體3有與圖形發(fā)生裝置1相配合的透明窗口2。所述腔體3內(nèi)充的氣體為氧氣、二氧化碳?xì)狻⒌獨(dú)?、氬氣和空氣中的一種或至少兩種的混合氣體。所述圖形發(fā)生裝置1為面投影裝置dlp投影、液晶投影或激光掃描裝置、led掃描裝置。所述液體光敏樹脂4為紫外液體光敏樹脂、可見光液體光敏樹脂或紅外光熱敏固化樹脂。通過控制第一移動(dòng)臂10上下移動(dòng)帶動(dòng)腔體3與圖形發(fā)生裝置1上下移動(dòng)、控制腔體3內(nèi)的氣壓，圖形發(fā)生裝置1產(chǎn)生的光經(jīng)過透明窗口2向氣體液體界面8照射使液體光敏樹脂4固化，然后腔體3與圖形發(fā)生裝置1向上移動(dòng)一個(gè)設(shè)定的距離，氣體液體界面8快遞填滿液體光敏樹脂4，這樣一層層的固化，累積產(chǎn)生一個(gè)成型物體7。

圖2與圖1不同之處是：圖2的圖形發(fā)生裝置1安裝在充氣腔體3內(nèi)部，這樣的好處是可以減少光線的衰減，圖像變形等的不良現(xiàn)象。

實(shí)施例1：

參照?qǐng)D3，是在圖1的基礎(chǔ)上，在腔體3上接有控制其內(nèi)氣體壓力和溫度的第一控制裝置11，在樹脂槽5接有用來控制其內(nèi)液體光敏樹脂的溫度和壓力的第二控制裝置12。樹脂槽5里盛有液體光敏樹脂4，腔體3與圖形發(fā)生裝置1在計(jì)算機(jī)的控制下隨第一移動(dòng)臂10向下移動(dòng)到達(dá)成型臺(tái)面6時(shí)停止；這時(shí)密封充氣腔體3內(nèi)只有空氣，根據(jù)需要向密封充氣腔體3腔內(nèi)充氣或換氣，當(dāng)氣體液體界面8達(dá)到要求時(shí)，圖形發(fā)生裝置1產(chǎn)生的光經(jīng)過透明窗口2向氣體液體界面8照射使液體光敏樹脂4固化，然后腔體3與圖形發(fā)生裝置1向上移動(dòng)一個(gè)設(shè)定的距離，氣體液體界面8快速填滿液體光敏樹脂4，這樣一層層的固化，累積產(chǎn)生一個(gè)三維物體7。當(dāng)光在氣體液體界面8上固化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，腔體內(nèi)的氣體也會(huì)受熱發(fā)生氣壓和溫度的變化，樹脂的溫度也會(huì)升高，通過第一控制裝置11控制氣體的壓力和溫度，同時(shí)液體光敏樹脂的溫度和壓力通過第二控制裝置12進(jìn)行控制。

實(shí)施例2：

如圖4所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，在充氣腔體3與樹脂槽5之間加入密封圈13，這樣可以增大密封充氣腔體3內(nèi)氣體的壓力，同時(shí)也增大液體光敏樹脂4的壓力，使氣體液體界面8的壓力更大，讓液體光敏樹脂4的填充速度更快。大大提高本裝置的成型速度，成型精度。

實(shí)施例3：

如圖5所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，充氣腔體3縮小，將成型臺(tái)面6做成可移動(dòng)的，成型臺(tái)面6置于樹脂槽4里通過由電機(jī)驅(qū)動(dòng)且可上下移動(dòng)的第二移動(dòng)臂14與所述機(jī)架9連接。工作時(shí)成型臺(tái)面6向下移動(dòng)到設(shè)定位置，腔體3與圖形發(fā)生裝置1向下移動(dòng)到設(shè)定位置，圖形發(fā)生裝置1向氣體液體界面8照射，成型臺(tái)面6隨第二移動(dòng)臂14不斷地向下移動(dòng)設(shè)定的距離，層層累積產(chǎn)生三維成型物體7。這樣做的好處是可以將成型幅面做得相對(duì)大點(diǎn)。

應(yīng)用例：

給合圖3和圖6，首先由設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)用cad軟件設(shè)計(jì)好cad模型的數(shù)字文件，經(jīng)過計(jì)算機(jī)切片程序切片產(chǎn)生一幅幅的圖像文件，計(jì)算機(jī)控制程序?qū)D像送到圖形發(fā)生裝置1上產(chǎn)生切片的光輪廓圖形，腔體3與圖形發(fā)生裝置1在計(jì)算機(jī)的控制下向裝有液體光敏樹脂4的樹脂槽5移動(dòng)，腔體3到達(dá)成型臺(tái)面7時(shí)停止，向腔體3充入氧氣或空氣，這時(shí)腔體3內(nèi)的氣體與液體光敏樹脂4在壓力的作用下形成一個(gè)氣體液體的界面8，圖形發(fā)生裝置1產(chǎn)生的光經(jīng)過透明窗口2照射在氣體液體界面8上使液體光敏樹脂固化，充氣腔體3和圖形發(fā)生裝置1一起向上移動(dòng)一個(gè)設(shè)定的距離，液體光敏樹脂4在壓力的作用下快速地填充滿氣體液體界面8，利用液體光敏樹脂的氧阻聚原理，一邊填充一邊固化，層層累積后生成三維成型物體7。

上述結(jié)合附圖進(jìn)行的說明只是示意性的，不是本發(fā)明的保護(hù)范圍界定。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形或修改，都應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。