本發(fā)明屬于3d打印領(lǐng)域，具體涉及一種3d打印設(shè)備。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的3d打印設(shè)備，例如激光快速成型機包括機柜本體、液體槽、工作臺、激光系統(tǒng)、激光掃描系統(tǒng)、電動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述的激光系統(tǒng)一般設(shè)置在機柜本體的頂部，液體槽設(shè)置在機柜本體的側(cè)下方?，F(xiàn)有光固化快速成型是基于液態(tài)光敏樹脂的光聚合原理工作的。這種液態(tài)材料在一定波長和強度的光照射下能迅速發(fā)生光聚合反應(yīng)，分子量急劇增大，樹脂材料也就從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)。該方法首先將光敏樹脂注入到液體槽中，然后光束從液體槽的上方自上而下在光敏樹脂上進行照射，照射的路徑、圖案及光束的開關(guān)均由計算機進行控制，光束照射到的位置，光敏樹脂由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，然后工作臺下降一層高度，再進行下一個層面的照射，如此重復(fù)直到整個三維物體制造完畢。該方法的缺點在于：由于每打印完一層，工作臺下降一層高度，傳送桿多浸入樹脂液體一層高度的體積，使工作臺上的樹脂大于所需打印的量，其解決辦法通常是通過蠕動泵或其他泵來吸收多余的樹脂，吸收的過程可能導(dǎo)致樹脂吸收過量或吸收不足，需要一次或多次調(diào)整，這樣不僅增加打印的時間，也對樹脂造成了浪費，既費時費力，又降低了成型效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種3d打印設(shè)備，不需要吸收或調(diào)節(jié)因工作臺下沉而產(chǎn)生的多余可聚合液體，能提高打印效率。

本發(fā)明提出的一種3d打印設(shè)備，該3d打印設(shè)備包括液體槽、傳送部件和工作臺，所述液體槽底部有通孔；

所述工作臺與所述傳送部件連接，并能固定在該傳送部件上；所述傳送部件能夠上下運動，從而在工作臺固定在傳送部件上時帶動工作臺一起上下運動；

所述傳送部件中位于工作臺固定處下方的部分為傳送部件的下部，傳送部件的下部能夠 插入該通孔中，并且在打印過程中所述傳送部件的下部與通孔密封配合，從而所述傳送部件能夠貫穿液體槽上下活動，并且液體槽中的可聚合液體不會泄漏；

其中，所述傳送部件在打印過程中浸入可聚合液體的體積保持不變。

進一步地，所述通孔內(nèi)壁上形成或設(shè)置密封結(jié)構(gòu)，以防止打印過程中液體槽中的可聚合液體通過通孔泄漏。

進一步地，所述密封結(jié)構(gòu)包括環(huán)形凹槽和密封部件，該環(huán)形凹槽設(shè)置在該通孔內(nèi)壁上，該密封部件能夠放入該環(huán)形凹槽中。

進一步地，在液體槽盛裝可聚合液體前，傳送部件的下部的一部分已經(jīng)插入通孔中。

進一步地，所述傳送部件為一個或多個，并且所述通孔的數(shù)量與傳送部件的數(shù)量匹配。

本發(fā)明還提出了一種3d打印設(shè)備，該3d打印設(shè)備包括液體槽、傳送部件和工作臺，所述液體槽底部有通孔；所述液體槽底部環(huán)繞該通孔向內(nèi)或向外凸出形成中空結(jié)構(gòu)體；

所述工作臺與所述傳送部件連接，并能固定在該傳送部件上；所述傳送部件能夠上下運動，從而在工作臺固定在傳送部件上時帶動工作臺一起上下運動；

所述傳送部件位于工作臺固定處傳送部件的下部能夠插入該中空結(jié)構(gòu)體中，并且所述傳送部件的下部與中空結(jié)構(gòu)體密封配合，防止打印過程中液體槽中的可聚合液體通過中空結(jié)構(gòu)體泄漏；

其中，所述傳送部件在打印過程中浸入可聚合液體的體積保持不變。

本發(fā)明還提出了一種3d打印設(shè)備，該3d打印設(shè)備包括液體槽、傳送部件和工作臺，所述液體槽底部向內(nèi)和/或向外凸出形成中空結(jié)構(gòu)體，中空結(jié)構(gòu)體的底部設(shè)置有通氣孔；

所述工作臺與所述傳送部件連接，并能固定在該傳送部件上；所述傳送部件能夠上下運動，從而在工作臺固定在傳送部件上時帶動工作臺一起上下運動；

所述傳送部件中位于工作臺固定處下方的部分為傳送部件的下部，該傳送部件的下部能夠插入該中空結(jié)構(gòu)體中，并且所述傳送部件的下部與中空結(jié)構(gòu)體密封配合，防止打印過程中液體槽中的可聚合液體通過中空結(jié)構(gòu)體泄漏；

其中，所述傳送部件在打印過程中浸入可聚合液體的體積保持不變，中空結(jié)構(gòu)體的中空結(jié)構(gòu)能夠容納傳送部件下移到最低處時進入中空結(jié)構(gòu)體的傳送部件的下部。

進一步地，所述中空結(jié)構(gòu)體內(nèi)壁上形成或設(shè)置密封結(jié)構(gòu)以使所述傳送部件的下部與中空結(jié)構(gòu)體密封配合。

進一步地，所述密封結(jié)構(gòu)包括環(huán)形凹槽和密封部件，該環(huán)形凹槽設(shè)置在該中空結(jié)構(gòu)體內(nèi)壁上，該密封部件能夠放入該環(huán)形凹槽中。

進一步地，所述中空結(jié)構(gòu)體與所述液體槽一體成型或單獨成型。

進一步地，在液體槽盛裝可聚合液體前，傳送部件的下部的一部分已經(jīng)插入液體槽的中空結(jié)構(gòu)體中。

進一步地，所述傳送部件的下部為圓形桿或方形桿，其形狀與中空結(jié)構(gòu)體匹配。

進一步地，所述傳送部件為一個或多個，并且所述中空結(jié)構(gòu)體的數(shù)量與傳送部件的數(shù)量匹配。

進一步地，該3d打印設(shè)備還包括電動系統(tǒng)，電動系統(tǒng)中的電機控制所述傳送部件上下運動。

進一步地，所述可聚合液體選自光可聚合、或自由基可聚合單體、酸催化可聚合液體、水凝膠、可光固化的硅酮樹脂、可生物降解的樹脂、可光固化的聚氨酯、高性能樹脂。

根據(jù)本發(fā)明，任何適合的可聚合液體都可以適用。液體(有時也稱為“液體樹脂”、“油墨”)可包括單體，特別是光可聚合和/或自由基可聚合單體，和適合的引發(fā)劑例如自由基引發(fā)劑，和它們的組合。具體的可聚合液體包括：(甲基)丙烯酸類、丙烯酰胺、苯乙烯類、烯烴、鹵代烯烴、環(huán)狀烯烴、馬來酸酐、官能化低聚物、多官能固化位點單體、官能化peg等，包括它們的組合。液體樹脂、單體和引發(fā)劑的實例包括但不限于：us8,232,043；us8,119,214；us7,935,476；us7,767,728；us7,649,029；wo2012129968a1；cn102715751a；jp2012210408a中公開的內(nèi)容，其全文引入本文作為參考。

進一步地，可聚合液體選自酸催化可聚合液體。在一些實施方案中，可聚合液體包含自由基可聚合液體(在這樣情況下，如下所述抑制劑可為氧)，在其它實施方案中，可聚合液體包含酸催化或陽離子聚合的可聚合液體。在這些實施方案中，可聚合液體包含的單體含有適合于酸催化的基團，例如環(huán)氧基團、乙烯醚基團等。因此，適合的單體包括烯烴，例如甲氧基乙烯、4-甲氧基苯乙烯、苯乙烯、2-甲氧基丙-1-烯、1,3-丁二烯等；雜環(huán)單體(包括內(nèi)酯、內(nèi)酰胺和環(huán)胺)例如氧雜環(huán)己烷、硫雜環(huán)丁烷、四氫呋喃、等，和它們的組合。適合的(通常為離子或非離子)光致產(chǎn)酸劑(pag)包括在酸催化可聚合液體中，其實例包括鎓鹽、锍和碘鎓鹽等，例如，二苯基碘化六氟磷酸鹽、二苯基碘化六氟砷酸鹽、二苯基碘化六氟銻酸鹽、二苯基對甲氧基苯基三氟甲磺酸鹽、三苯基锍六氟磷酸鹽、三苯基锍六氟砷酸鹽、三苯基锍六氟銻酸鹽、三苯基锍三氟甲磺酸鹽、二丁基萘锍三氟甲磺酸鹽等，包括它們的混合物。例如參見，us7,824,839；us7,550,246；us7,534,844；us6,692,891；us5,374,500；和us5,017,461；其全文引入本文作為參考。

進一步地，可聚合液體選自水凝膠。在一些實施方案中，適合的樹脂包括可光固化的水 凝膠，如聚(乙二醇)(peg)和明膠。明膠通過膠原質(zhì)的熱變性或化學(xué)和物理降解獲得。有三種類型的明膠，包括在動物、魚和人中發(fā)現(xiàn)的那些。認為由冷水魚皮獲得的明膠在藥品應(yīng)用中是安全的。uv或可見光可用于交聯(lián)適當(dāng)改性的明膠。

進一步地，可聚合液體選自可光固化的硅酮樹脂。適合的樹脂包括可光固化的硅酮。uv固化硅酮橡膠，例如silioprentmuv固化硅酮橡膠可用作loctitetm固化硅酮粘合密封劑。應(yīng)用包括光學(xué)儀器、醫(yī)學(xué)和手術(shù)器械、外部照明設(shè)備和外殼、電連接器/傳感器、纖維光學(xué)裝置和墊片。

進一步地，可聚合液體選自可生物降解的樹脂。如可生物降解的螺絲和支架(us7,919,162；6,932,930)。乳酸和羥基乙酸的可生物降解的共聚物(plga)可溶于peg二甲基丙烯酸酯以產(chǎn)生適用的透明樹脂。聚己酸內(nèi)酯和plga低聚物可用丙烯酸或甲基丙烯酸基團官能化，以使它們成為有效使用的樹脂。

進一步地，可聚合液體選自可光固化的聚氨酯。特別有用的樹脂為可光固化的聚氨酯。光可聚合聚氨酯組合物包含(1)基于脂族二異氰酸酯、聚(六亞甲基間苯二甲酸酯二醇)和任選1,4-丁二醇的聚氨酯；(2)多官能丙烯酸酯；(3)光引發(fā)劑；和(4)抗氧化劑，可配制使得其提供硬的、耐磨損的和耐污染材料(us4,337,130)?？晒夤袒臒崴苄跃郯滨椥泽w結(jié)合光反應(yīng)性丁二炔二醇作為增鏈劑。

進一步地，可聚合液體選自高性能樹脂。這些高性能樹脂有時可需要使用加熱以熔融和/或減少它們的粘度，這些樹脂的實例包括酯、酯-酰亞胺和酯-酰胺低聚物的液晶聚合物的那些材料的樹脂，如us7,507,784；us6,939,940所述。因為這些樹脂有時作為高溫?zé)峁绦詷渲褂谩?/p>

在本發(fā)明中，它們還包含適合的光引發(fā)劑，例如苯甲酮、蒽醌和芴酮引發(fā)劑(包括它們的衍生物)，以在照射下引發(fā)交聯(lián)。

進一步地，可聚合液體選自其它的實例樹脂。用于牙齒應(yīng)用的特別有用的樹脂包括envisiontec的clearguide，envisiontec的e-denstone材料。用于助聽器工業(yè)的特別有用的樹脂包括envisiontec的e-shell300系列樹脂。特別有用的樹脂包括envisiontec的htm140iv高溫模具材料，在模塑/流延應(yīng)用中直接與硫化橡膠一起使用。制造韌性和硬性部件的特別有用的材料包括envisiontec的rc31樹脂。熔模鑄造應(yīng)用中特別有用的樹脂包括envisiontec的easycastec500。

進一步地，可聚合液體還可以為其它的樹脂成分。液體樹脂或可聚合材料可具有懸浮或分散在其中的固體顆粒。

可使用任何適合的固體顆粒，取決于制造的最終產(chǎn)品。顆粒可為金屬的、有機/聚合的、無機的或它們的復(fù)合物或混合物。顆?？蔀榉菍?dǎo)電的、半導(dǎo)電的或?qū)щ姷?包括金屬和非金屬或聚合物導(dǎo)體)；和顆?？蔀榇判缘摹㈣F磁性的、順磁性的或非磁性的。顆?？蔀槿魏芜m合的形狀，包括球狀、橢圓、圓柱等。顆?？砂缦滤龅幕钚詣┗蚩蓹z測的化合物，但是這些還可溶解在液體樹脂中提供。例如，可使用磁性的或順磁性顆?；蚣{米顆粒。

液體樹脂可具有溶解在其中的其它成分，包括顏料、染料、活性化合物或藥用化合物、可檢測的化合物(例如熒光的、磷光的、放射性的)等，同樣取決于制造的產(chǎn)品的具體目的。這些其它成分的實例包括但不限于蛋白質(zhì)、肽、核酸(dna、rna)例如sirna、糖、小的有機化合物(藥物和類似藥物的化合物)等，包括它們的組合。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明提出的3d打印設(shè)備在打印過程中傳送部件浸入可聚合液體的體積保持不變，因此打印過程中不需要對液體量進行調(diào)節(jié)，也就無需通過蠕動泵或其他泵來吸收多余的可聚合液體，使得打印步驟得以精簡，提高了打印效率，同時節(jié)約了可聚合液體材料，降低打印成本。另外，本發(fā)明通過設(shè)置半封閉的中空結(jié)構(gòu)體，不僅能夠提高設(shè)備整體的美觀度和傳送部件的運動穩(wěn)定性，并且還特別適合用于對打印的環(huán)境要求較高的領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2和圖3是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖2示出了向外凸出形成中空結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是向內(nèi)凸出形成中空結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。

部分附圖標(biāo)記說明：1—液體槽，2—工作臺，3—中空結(jié)構(gòu)體，4—傳送部件，5—通孔

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。但本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉，本發(fā)明并不局限于附圖和以下實施例。

實施例1：

本發(fā)明提出的3d打印設(shè)備如圖1所示，該3d打印設(shè)備包括能量源、機柜本體、液體槽1、工作臺2、電動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。對于激光打印設(shè)備來說，能量源為激光；對于其他類型的打印設(shè)備來說，能量源還可以是數(shù)字光處理系統(tǒng)(dlp)、數(shù)字微鏡元件(dmd)或激光 器和掃描振鏡的組合等。

液體槽1底部設(shè)置有通孔5。

所述工作臺2與傳送部件4連接，并能固定在該傳送部件4上。所述傳送部件受電動系統(tǒng)中的步進電機控制，能夠上下運動，從而在工作臺2固定在傳送部件4上時帶動工作臺2一起上下運動，圖1中給出了電動系統(tǒng)位于液體槽上方的示例，電動系統(tǒng)也可以位于液體槽下方；并且傳送部件也可以采用手動控制的方式。傳送部件優(yōu)選為傳送桿。

所述傳送部件4中位于工作臺下方的部分為傳送部件的下部，傳送部件的下部能夠插入該通孔中，從而能夠貫穿液體槽1上下活動；并且所述傳送部件的下部與通孔密封配合，從而保證在傳送部件上下移動時，液體槽中的可聚合液體不會泄漏。

為了防止可聚合液體泄漏，可以采用傳送部件的下部的形狀與通孔的中空結(jié)構(gòu)形狀相匹配的方式，例如，在所述中空結(jié)構(gòu)為中空圓柱體時，所述傳送部件的下部相應(yīng)地為圓形桿；在所述中空結(jié)構(gòu)為中空方形體，所述傳送部件的下部為方形桿。

還可以借助密封結(jié)構(gòu)來防止可聚合液體泄漏，例如，所述通孔內(nèi)壁可以設(shè)置一圈環(huán)形凹槽，將密封圈或其他密封部件放入該凹槽中，使得可聚合液體不會通過通孔往下泄漏；或者，在所述通孔處固設(shè)密封圈，例如：液體槽在內(nèi)表面和/或外表面環(huán)繞通孔設(shè)置密封圈、在通孔內(nèi)套設(shè)空心結(jié)構(gòu)的“工”型密封圈，或者在通孔內(nèi)壁一體形成密封圈等密封結(jié)構(gòu)。所述防泄漏還可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的其他方式。

所述傳送部件中位于工作臺固定處上方的部分為傳送部件的上部，在打印過程中，傳送部件的上部進入可聚合液體的部位的體積與傳送部件的下部離開可聚合液體的部位的體積相同，從而保證在打印過程中傳送部件浸入可聚合液體的體積不會發(fā)生改變。

在向液體槽1中倒入可聚合液體前，傳送部件4的下部已經(jīng)插入液體槽1的通孔中。

所述3d打印設(shè)備在打印完一層，工作臺下降一層后，由于傳送部件的上部新進入可聚合液體的體積與傳送部件的下部離開可聚合液體的體積相同，因此傳送部件浸入可聚合液體的體積不會發(fā)生改變，無需通過蠕動泵或其他泵或其他調(diào)節(jié)手段對可聚合液體量進行調(diào)節(jié)。本實施例更進一步的技術(shù)效果在于可以對現(xiàn)有的液體槽進行改造，避免浪費。

所述可聚合液體選自光可聚合單體、或自由基可聚合單體、酸催化可聚合液體、水凝膠、可光固化的硅酮樹脂、可生物降解的樹脂、可光固化的聚氨酯或高性能樹脂。

傳送部件可以為一個或多個，通孔的數(shù)量與傳送部件的數(shù)量一致。當(dāng)傳送部件為多個時，可以有效提高打印過程中工作臺的穩(wěn)定性。

另外，為了提高通孔的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可以適當(dāng)增加液體槽底部的厚度，并且也便于在通 孔內(nèi)設(shè)置密封部件。

實施例2：

本實施例如圖2和圖3所示，其與實施例1不同之處在于，本實施例中，所述液體槽環(huán)繞該通孔向外或向內(nèi)凸出形成中空結(jié)構(gòu)體3，所述傳送部件4的下部插入該中空結(jié)構(gòu)體中，傳送部件的下部與該中空結(jié)構(gòu)體密封配置，以防止可聚合液體泄漏。這種結(jié)構(gòu)的好處在于可以把密封部件設(shè)置在中空結(jié)構(gòu)體內(nèi)，通過加厚中空結(jié)構(gòu)體來增加密封部件的有效面積達到更好的密封效果，而不需要通過加厚樹脂槽底部在通孔內(nèi)設(shè)置密封部件，同時，中空結(jié)構(gòu)體可以引導(dǎo)傳送部件的運動方向，提高傳送部件的運動穩(wěn)定性。另外，中空結(jié)構(gòu)體3采用向外凸出的結(jié)構(gòu)相對采用向內(nèi)凸出的結(jié)構(gòu)而言，能夠較大限度地利用可聚合液體，有利于節(jié)約可聚合液體的量。

在本實施例中，傳送部件的下部與該中空結(jié)構(gòu)體密封配置以防止可聚合液體泄漏的方式可采用實施例1中的防泄漏方式。

該中空結(jié)構(gòu)體3可以與液體槽一體成型，也可以與液體槽單獨設(shè)置。當(dāng)中空結(jié)構(gòu)體3與液體槽單獨設(shè)置時，方便更換中空結(jié)構(gòu)體，例如，根據(jù)不同的傳送部件選擇不同的中空結(jié)構(gòu)體，或者在中空結(jié)構(gòu)體使用效果欠佳時，更換中空結(jié)構(gòu)體。當(dāng)該中空結(jié)構(gòu)體3與液體槽一體成型時，不僅減少了成型步驟，并且提高了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和密封性。

在向液體槽1中倒入可聚合液體前，傳送部件4的下部已經(jīng)插入液體槽1的中空結(jié)構(gòu)體3中。

所述3d打印設(shè)備在打印完一層，工作臺下降一層后，由于傳送部件的上部新進入可聚合液體的體積與傳送部件的下部離開可聚合液體的體積相同，因此傳送部件浸入可聚合液體的體積不會發(fā)生改變，無需通過蠕動泵或其他泵或其他調(diào)節(jié)手段對可聚合液體量進行調(diào)節(jié)。

其他內(nèi)容與實施例1類似，不再贅述。

實施例3：

本實施例與實施例2中圖3所示結(jié)構(gòu)不同之處在于，本實施例中，液體槽底部不開設(shè)通孔，僅開設(shè)通氣孔，用于在傳送部件上下移時維持中空結(jié)構(gòu)體3內(nèi)的氣壓平衡。中空結(jié)構(gòu)體3的中空結(jié)構(gòu)能夠容納傳送部件下移到最低處時進入中空結(jié)構(gòu)體的所述傳送部件的下部，這樣傳送部件在下移時不會凸出于液體槽，不僅提高了設(shè)備整體的美觀度和傳送部件的運動穩(wěn)定性，并且還特別適合用在對打印的環(huán)境要求較高的領(lǐng)域，例如打印醫(yī)用材料或部件。

所述3d打印設(shè)備在打印完一層，工作臺下降一層后，由于傳送部件的上部新進入可聚合液體的體積與傳送部件的下部離開可聚合液體進入中空結(jié)構(gòu)體的體積相同，因此傳送部件浸入可聚合液體的體積不會發(fā)生改變，無需通過蠕動泵或其他泵或其他調(diào)節(jié)手段對可聚合液體量進行調(diào)節(jié)。

實施例4：

本實施例如圖4所示，其與實施例2所示結(jié)構(gòu)不同之處在于，所述液體槽環(huán)繞該通孔向外和向內(nèi)凸出形成所述中空結(jié)構(gòu)體3。所述中空結(jié)構(gòu)體3的底部可以采用開口設(shè)計，也可以采用類似實施例3所示的開設(shè)通氣孔的半封閉設(shè)計。當(dāng)所述中空結(jié)構(gòu)體3的底部采用開口設(shè)計時，可以引導(dǎo)傳送部件的運動方向，提高傳送部件的運動穩(wěn)定性。當(dāng)中空結(jié)構(gòu)體3的底部為半封閉設(shè)計時，傳送部件在下移時不會凸出于液體槽，不僅提高了設(shè)備整體的美觀度和傳送部件的運動穩(wěn)定性，并且還特別適合用在對打印的環(huán)境要求較高的領(lǐng)域，例如打印醫(yī)用材料或部件。

以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明。但是，本發(fā)明不限定于上述實施方式。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。