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原文传递挤出式光固化增材制造设备及方法

专利名称：	挤出式光固化增材制造设备及方法
摘要：	本申请公开了一种挤出式光固化增材制造设备，包括安装在设备框架上的打印平台、胚料成型子系统和设置于胚料成型子系统上方的光固化投影子系统；光固化投影子系统能够将固化光按照成型要求的图形投射到胚料成型子系统的工作成型面；胚料成型子系统包括供料装置、打印挤出装置和机械运动装置；打印挤出装置包括打印挤出嘴，机械运动装置能够带动打印挤出嘴运动；打印挤出嘴的直径为光固化投影子系统的分辨率尺寸的至少两倍。本发明提供的增材制造设备及方法能够使用低精度的挤出喷头提高胚体的成型速度，通过高精度的光固化投影实现高精度的3D打印；所述增材制造方法通过对3D打印结构采取不同的光固化策略，使打印胚体更加稳固可靠，使支撑结构易于被清除。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	厦门达天电子科技有限公司
发明人：	耿得力
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910502197.1
公开号：	CN110238929A
代理机构：	北京中海智圣知识产权代理有限公司
代理人：	李奎书
分类号：	B28B1/00(2006.01);B;B28;B28B;B28B1
申请人地址：	361009 福建省厦门市思明区龙山中路70号6楼北
主权项：	1.一种挤出式光固化增材制造设备，其特征在于：包括安装在设备框架上的打印平台、胚料成型子系统和设置于所述胚料成型子系统上方的光固化投影子系统；所述光固化投影子系统能够将固化光按照成型要求的图形投射到所述胚料成型子系统的工作成型面；所述胚料成型子系统包括供料装置、打印挤出装置和机械运动装置；所述打印挤出装置包括打印挤出嘴，所述机械运动装置能够带动所述打印挤出嘴运动；所述打印挤出嘴的直径为所述光固化投影子系统的分辨率尺寸的至少两倍。 2.根据权利要求1所述的挤出式光固化增材制造设备，其特征在于：所述打印挤出装置为远程供料装置，所述打印挤出装置包括依次相连的打印挤出嘴、柔性打印材料导管、挤出泵，所述挤出泵与所述供料装置相连接。 3.根据权利要求1所述的挤出式光固化增材制造设备，其特征在于：还包括设置在所述供料装置或所述打印挤出装置上的加热装置。 4.根据权利要求1所述的挤出式光固化增材制造设备，其特征在于：所述胚料成型子系统包括多套供料装置和打印挤出装置，每个所述打印挤出装置装设的成型材料含有不同的基材。 5.根据权利要求1所述的挤出式光固化增材制造设备，其特征在于：所述打印挤出嘴带有震动装置。 6.根据权利要求1所述的挤出式光固化增材制造设备，其特征在于：所述打印挤出嘴通过轴承安装在所述机械运动装置上，所述打印挤出嘴的出口面中心法线与所述轴承的旋转轴线重合。 7.一种挤出式光固化增材制造方法，包含以下步骤：步骤1：为需要打印的实体模型本体设置必要的支撑结构，生成处理后的打印实体模型；对处理后的打印实体模型进行切片分层，得到若干个层叠结构图层；根据光固化投影子系统的分辨率，生成与每个层叠结构图层对应的投影图层，投影图层内包括光固化成型图形；根据每个层叠结构图层，生成对应的挤出路径；挤出路径采用的打印挤出嘴的直径为光固化投影子系统的分辨率尺寸的至少两倍；每一层光固化成型图形包含在其所对应的挤出路径的外轮廓内；步骤2：根据在步骤1中生成的所述挤出路径的第一层，使用所述胚料成型子系统在打印平台上挤出第一层膏泥胚体；步骤3：根据在步骤1中生成的所述投影图层的第一层，使用所述光固化投影子系统将固化光按照所述光固化成型图形投影在所述第一层膏泥胚体上，使所述第一层膏泥胚体按照所述光固化成型图形的形状固化，得到第一层膏泥光固化体；步骤4：根据在步骤1中生成的后续层的所述挤出路径，使用所述胚料成型子系统在前一层膏泥光固化体上挤出后续层的膏泥胚体；步骤5：根据在步骤1中生成的对应后续层的所述投影图层，使用所述光固化投影子系统将固化光按照后续层的所述光固化成型图形投影在后续层的所述膏泥胚体上，使后续层的所述膏泥胚体按照其所对应的投影图层的光固化成型图形的形状固化，得到后续层的膏泥光固化体；由于每一层光固化成型图形包含在其所对应的挤出路径的外轮廓内，膏泥光固化体的外侧包裹着未光固化的膏泥胚体；同时由于光固化投影子系统投射的固化光能量足够高，使上下相邻两层的膏泥光固化体牢固固化并结合在一起；步骤6：重复步骤4和步骤5若干次，逐层固化后得到被未光固化的膏泥胚体包覆着的全部层叠结构图层的膏泥光固化体；步骤7：去除未固化的膏泥胚体，得到最终高分辨率的膏泥光固化体。 8.根据权利要求7所述的挤出式光固化增材制造方法，其特征在于：对于所述支撑结构投射比所述实体模型本体多20％以上的光固化能量。 9.根据权利要求7所述的挤出式光固化增材制造方法，其特征在于：对于所述支撑结构与所述实体模型本体之间的接触部分投射比实体模型本体少20％以上的光固化能量。 10.根据权利要求7所述的挤出式光固化增材制造设备，其特征在于：在挤出过程中将膏泥成型材料加热到10C到100C。
所属类别：	发明专利