本實用新型屬于光固化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光固化快速成型裝置。

背景技術(shù)：

光固化快速成型(SLA)技術(shù)，作為一項快速成型技術(shù)的重要分支，以其速度快精度高等特點越來越受到更多的關(guān)注。近期以Carbon3D的CLIP技術(shù)為代表的高速連續(xù)光固化快速成型更將成型速度推向了新的高度。

中國專利申請CN 201480008364“連續(xù)液體中間相打印”公開了一種形成三維物體的方法，其包含提供承載體和具有構(gòu)建表面的光學透明元件，承載體和構(gòu)建表面限定它們之間的構(gòu)建區(qū)域；用可聚合液體填充構(gòu)建區(qū)域；通過所述光學透明元件照射構(gòu)建區(qū)域以由可聚合液體形成固體聚合物，而同時將承載體提升遠離構(gòu)建表面。這種照射和提升同時進行的方式，雖然有助于提高打印速度，卻會因為聚合液體及其半固化體的流動而對精度產(chǎn)生不利影響。

中國專利申請CN 201480008529“通過承載體利用進料的三維制造的方法”和設(shè)備形成三維物體的方法，通過半滲透性構(gòu)建板與聚合抑制劑來形成或保持液膜脫離層，從而實現(xiàn)連續(xù)的光固化過程。其中的半滲透性構(gòu)建板對材料的要求比較特殊，同時還要通過該構(gòu)建板提供聚合抑制劑，進一步增加系統(tǒng)的復雜度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光固化快速成型裝置。包括底板，在所述底板上安裝有立柱，在所述立柱的另一端固定安裝間隔安裝板，在所述間隔安裝板的上表面設(shè)有裝有固化液的固化液容器，所述固化液容器的底部為透光板，在所述底板上還設(shè)有固化光投影裝置和垂直支架，通過所述垂直支架安裝直線電機和導軌，所述導軌上安裝有運動滑塊，所述直線電機能夠帶動所述運動滑塊在所述導軌上做直線運動，通過所述運動滑塊將成型底座滑動地設(shè)置于所述導軌上，使得所述成型底座在所述透光板上方能夠上下運動，其中，在所述透光板和所述固化液之間設(shè)有透明阻聚劑緩釋層，所述阻聚劑緩釋層含有長效阻聚釋放劑和緩釋層載體。

進一步的，所述阻聚劑緩釋層含有穩(wěn)定劑。

進一步的，所述穩(wěn)定劑為磷酸鹽。

進一步的，所述長效阻聚釋放劑為過氧化尿素。

進一步的，所述緩釋層載體采用膠體或者固態(tài)薄膜中的至少一種形式。

進一步的，所述透光板的與所述阻聚劑緩釋層接觸的一側(cè)的表面為磨砂表面。

進一步的，所述透光板設(shè)置透光加熱層。

本實用新型的有益效果為：本實用新型在透光板上設(shè)置化學阻聚劑緩釋層，所述阻聚劑緩釋層在其表面緩慢釋放阻聚劑，使得與之直接接觸的所述固化液即便在被固化光線照射時不會固化，從而有利于已固化部分和透光板脫離，以便進行下一層的固化過程；另外，在成型底座移動到下一層的高度位置時增加了過沖提升過程，使得所述固化液更容易填充已固化層和阻聚劑緩釋層之間的空間，有利于提高成型的精度。

附圖說明

圖1是本實用新型的光固化快速成型裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型的光固化快速成型裝置的固化液容器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-底板，2-立柱，3-固化光投影裝置，4-垂直支架，5-間隔安裝板，6-固化液容器，7-透光板，8-成型底座，9-滑塊，10-導軌，11-電機，12-阻聚劑緩釋層，13-固化模型，14-固化液。

具體實施方式

所述固化液14的主要成分通常是含有單體或者預聚物的樹脂或凝膠，同時所述固化液14還含有光引發(fā)劑(也稱作光敏劑)，光引發(fā)劑吸收固化光的輻射能量，產(chǎn)生活性自由基或離子基，從而引發(fā)所述固化液14的聚合、交聯(lián)和接枝反應，使其在數(shù)秒內(nèi)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)。固化光通常為紫外光，也可以是其他的光線，如可見光，或者更高能量的射線，如X光。

所述固化液14在含有阻聚劑(例如氧)時，即便受到固化光的照射，所述固化液也不會固化或者需要更大劑量的照射才會固化。氧的阻聚機理已經(jīng)有若干公開的論述，這里不再重復。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本實用新型作進一步的說明。

本實用新型的光固化快速成型裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括底板1，在所述底板1上安裝有立柱2，在所述立柱2的另一端固定安裝間隔安裝板5，在所述間隔安裝板5的上表面設(shè)有裝有固化液的固化液容器6，所屬固化液容器6的底部為透光板7，在所述底板1上還設(shè)有固化光投影裝置3和垂直支架4，通過所述垂直支架4安裝直線電機11和導軌10，所述導軌10上安裝有運動滑塊9，所述直線電機11能夠帶動所述運動滑塊9在所述導軌10上做直線運動，通過所述運動滑塊9將成型底座8滑動地設(shè)置于所述導軌10上，使得所述成型底座8在所述透光板7上方能夠上下運動，其中，在所述透光板7和所述固化液之間設(shè)有透明的阻聚劑緩釋層12，所述阻聚劑緩釋層12含有長效阻聚釋放劑和緩釋層載體。

長效阻聚釋放劑是指在整個成型過程中，從幾分鐘到幾個小時甚至幾十個小時，都能釋放有效濃度的阻聚劑。例如，雙氧水或者過氧化尿素，過氧化尿素在溶解于水中時可以緩慢釋放活性氧。有時，為了進一步控制長效阻聚釋放劑的氧釋放過程，可以加入穩(wěn)定劑或者控制阻聚劑緩釋層的溫度。在采用過氧化尿素做長效阻聚釋放劑時，磷酸鹽，優(yōu)選為磷酸二氫鈉、磷酸二氫銨或者焦磷酸鈉，能夠減緩其氧釋放過程。

固化光投影裝置3可以是由激光發(fā)生器和振鏡構(gòu)成的掃描投影系統(tǒng)，也可以是，例如，由DLP器件構(gòu)成的面投影裝置；其投影的固化光一般為紫外線，波長在365nm至405nm之間。

如圖2所示，從所述固化光投影裝置3發(fā)射的固化光線通過所述透光板7照射所述固化液14，使其產(chǎn)生光固化，形成固化模型13。

進一步的，所述緩釋層載體采用膠體或者固態(tài)薄膜中的至少一種形式。

在將所述固化液14填充至所述固化液容器6前，先在所述透光板7上涂敷一層所述阻聚劑緩釋層12。具體實現(xiàn)方式有若干種。例如，所述光固化液為水性凝膠時所述阻聚劑緩釋層12可以制成像油脂樣的膠體，將該膠體均勻涂敷在所述透光板7上，其厚度不超過幾百微米，不會影響固化光的透過；所述油脂阻聚劑緩釋層可以是以0號至3號的硅脂為載體，將作為阻聚劑的過氧化尿素和作為穩(wěn)定劑的磷酸鹽溶解于甘油中，然后與硅脂混合。雖然穩(wěn)定劑減緩阻聚劑的釋放過程，長期存放阻聚劑的效果會下降。另外一種方式是將過氧化尿素和穩(wěn)定劑混合，將硅脂和甘油混合，并將他們分別置于一個密封袋子內(nèi)的兩側(cè)，并且中間用夾子隔開；使用時去掉夾子，將兩部分在袋子內(nèi)充分混合，然后將袋子剪開，將所述阻聚劑緩釋層涂敷在透光板上。

還有一種所述阻聚劑緩釋層12的做法是將長效阻聚釋放劑，例如過氧化尿素，和穩(wěn)定劑，例如磷酸二氫鈉，與透明水溶性膠體混合，例如，羧甲基纖維素、淀粉糊、明膠等的水溶液，然后均勻涂在透光板上，并晾干，形成阻聚劑緩釋層活性干膜。所謂活性干膜是指含有有效成分，在一定條件下能夠發(fā)揮活性的干膜。干燥時的過氧化尿素可以穩(wěn)定存在，特別是存在穩(wěn)定劑的情況下，能夠保持幾個月沒有顯著分解變化。使用時，在將所述固化液填充至固化液容器前，在阻聚劑緩釋層干膜上涂敷少量水浸潤，過氧化尿素遇到水分逐漸釋放氧，即緩慢釋放阻聚劑，形成有效的阻聚劑緩釋層。

有時為了使干膜的有效期更長久，可以只用穩(wěn)定劑與透明水溶性膠體混合，甚至只使用透明水溶性膠體，并按上述操作制成惰性干膜。所謂惰性干膜是指不含有效成分，本身不能發(fā)揮活性的干膜，不過惰性干膜的主要成分是水溶性膠體，所以具有吸收水分保持水分的能力。使用時，在將所述固化液填充至固化液容器前，在干膜上涂敷少量長效阻聚釋放劑水溶液或者長效阻聚釋放劑與穩(wěn)定劑混合的水溶液，含有長效阻聚釋放劑水溶液被惰性干膜吸收，能夠在光固化成型過程中緩慢穩(wěn)定地釋放阻聚劑，從而形成有效的阻聚劑緩釋層。為便于操作，可以將長效阻聚釋放劑如過氧化尿素和穩(wěn)定劑混合，并將他們和水分別置于一個密封袋子內(nèi)的兩側(cè)，并且中間用夾子隔開；使用時去掉夾子，將兩部分在袋子內(nèi)充分混合，形成含有長效阻聚釋放劑水溶液。一種長效阻聚釋放劑水溶液的配方是，重量比，1％到40％的過氧化尿素，0.1％到4％的磷酸二氫鈉，其余為水；具體配比可以根據(jù)有效持續(xù)期長短的需要，以及光固化成型速度等因素調(diào)整，需要有效期長的可以適當增加過氧化尿素或者磷酸二氫鈉的含量，更高的成型速度需要更多的過氧化尿素含量。

所述涂敷過程可以將水或含有長效阻聚釋放劑水溶液倒入光固化液容器內(nèi)，搖勻，靜置幾秒或者幾十秒，然后將多余的液體倒掉，并涼置幾分鐘直至干膜表面濕潤但是沒有流動的液體。

為提高所述阻聚劑緩釋層12在所述透光板7上的附著性，可以將所述透光板7與所述阻聚劑緩釋層12的接觸面加工成磨砂結(jié)構(gòu)，其粗糙粒度以不顯著影響固化光的投影精度為限。

所述阻聚劑緩釋層12釋放阻聚劑的活化過程還可以通過溫度來控制，例如，所述透光板7設(shè)置透光加熱層，所述透光加熱層可以通過ITO或者ZnO工藝制作。

本實用新型并不限于上述實施方式，在不背離本實用新型實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進、替換均落入本實用新型的保護范圍。