[0001] 本发明属于液态光敏树脂激光固化技术领域，具体是一种3D激光打印机液态树脂固化成形装置及其成形方法。

[0002] 光固化3D打印机是一种使用紫外光固化树脂（UV光固化树脂）来逐层制造物体的3D打印设备，这种打印机通过照射紫外光（通常是紫外激光或UVLED光源）来使液态光固化树脂固化成固体物体；
现有光固化3D打印设备中，主要采用从树脂池的上表面或下表面投影激光的方式进行打印，上表面打印方式，需要消耗大量的树脂材料，成本较高，所以下表面打印方式被广泛应用，但是下表面投影工艺同样存在问题，因为树脂材料固化后，不仅会与打印基板粘连，同时还会跟透明的树脂池下表面形成粘连，导致准备提升进行下一层打印时，使成型树脂部分变形、开裂，或者失效，而且对于液态树脂状态是否均匀没有保障，这对固化成型的树脂质量有一定的影响。

[0017] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0018] 如图1至图8所示，本发明提供一种3D激光打印机液态树脂固化成形装置，包括建造平台100，建造平台100上固定连接有连接伸缩杆101，连接伸缩杆101螺纹连接有螺纹杆201，螺纹杆201下端转动连接有安装架202，螺纹杆201上端固定连接有驱动电机200，建造平台100滑动连接有树脂连接管303；
其中，树脂连接管303外侧固定连接有树脂存放腔300，树脂存放腔300下侧固定连接有限位连接环305，限位连接环305内固定连接有透光窗口501，限位连接环305下侧安装有激光发射器500，树脂存放腔300内滑动连接有平衡滑动环301，平衡滑动环301和树脂存放腔300之间设置有平衡挤压弹簧302，限位连接环305上转动连接有周向阵列分布的搅动扇400。

[0019] 树脂连接管303下侧开设有与供搅动扇400搅动的周向阵列的通道，搅动扇400与树脂连接管303的通道相贴合。

[0020] 建造平台100上侧设置有活塞环，建造平台100活塞环的高度比树脂连接管303下侧供搅动扇400搅动的通道高。

[0021] 搅动扇400上侧转动连接有限位挡板304，限位挡板304与树脂存放腔300固定连接。

[0022] 搅动扇400下侧固定连接有限位转动轴401，限位转动轴401与限位连接环305贯穿转动连接，限位连接环305的下侧与限位转动轴401同轴心的位置固定连接有限位转动滑环402，限位转动滑环402内滑动连接有周向阵列分布的楔形限位柱403，楔形限位柱403与限位转动滑环402之间设置有第一复位弹簧404。

[0023] 限位转动轴401外轮廓上开设有与楔形限位柱403直径相同的孔，限位转动轴401与楔形限位柱403楔形配合。

[0024] 采用上述方案：一般的光固化3D打印机多是采用下表面固化的方式，这样的固化方式可以减少支撑结构，节省材料，但是在每一层固化的过程中，液态树脂在建造平台的挤压下，是否处于均匀分布的状态，对打印结果有很大的影响，为此，通过由树脂连接管303和树脂存放腔300组成的连接腔存放液态树脂，通过启动驱动电机200带动螺纹杆201同步转动，进而通过螺纹杆201与连接伸缩杆101的螺纹连接带动建造平台100向下滑动，进而通过控制建造平台100的高度，挤压树脂连接管303内的液态树脂的容量，配合平衡挤压弹簧302对平衡滑动环301的弹力挤压，使建造平台100与透光窗口501之间受到挤压的液态树脂处于均匀分布的状态，便于激光发射器500对液态树脂进行激光固化的过程中，更好地固化成型，降低固化后的树脂开裂损坏发生的可能性，提高打印质量，当第一层打印完成后，驱动电机200反向转动，进而带动建造平台100向上滑动一定距离，再打印第二层，随着建造平台100逐渐向上滑动，建造平台100与透光窗口501之间的液态树脂对已经打印完成的固化树脂起到了支撑的作用，避免打印过程中固化后的树脂之间出现开裂的情况。

[0025] 在驱动电机200带动建造平台100向下滑动的过程中，树脂连接管303内的液态树脂受到挤压流向树脂存放腔300内，在此过程中，液态树脂会经过搅动扇400，通过搅动扇400与树脂连接管303的相互贴合，配合搅动扇400上侧的限位挡板304，使液态树脂仅能通过搅动扇400在树脂存放腔300和树脂连接管303之间流通，进而使液态树脂在先被建造平台100推向树脂存放腔300内，在随着建造平台100的向上滑动，逐渐流入树脂连接管303内，在此过程中，液态树脂不断地被搅动扇400搅动，使得液态树脂变得更加均匀，避免3D打印机长时间不用，再次使用时液态树脂凝固的情况。

[0026] 由于搅动扇400下侧的限位转动轴401与楔形限位柱403楔形配合，使得搅动扇400进行逆时针转动，进而保障了对液态树脂的搅动效果，避免搅动扇400往复转动，使得一部分液态树脂未经过搅动就在树脂存放腔300和树脂连接管303之间流通。

[0027] 如图7和图8所示，透光窗口501上贯穿转动连接有第一分离转动轴600，第一分离转动轴600在透光窗口501下侧固定连接有传动齿轮602，第一分离转动轴600下端固定连接有转动电机601，透光窗口501下侧转动连接有传动齿环603，传动齿环603与传动齿轮602啮合连接，传动齿环603啮合连接有从动齿轮604，从动齿轮604内固定连接有第二分离转动轴605，第二分离转动轴605与透光窗口501贯穿转动连接。

[0028] 第一分离转动轴600与传动齿轮602之间设置有扭簧。

[0029] 第一分离转动轴600与第二分离转动轴605的水平分离轴的高度比建造平台100与透光窗口501之间的最小间距矮。

[0030] 采用上述方案：当激光发射器500每打印完一层之后，为了避免固化后的树脂与透光窗口501相粘合，启动转动电机601，带动第一分离转动轴600和传动齿轮602同步转动，由于传动齿轮602和第一分离转动轴600之间只有扭簧，进而，转动电机601先带动第一分离转动轴600转动，随后再通过第一分离转动轴600带动传动齿轮602转动，进而带动传动齿环603和从动齿轮604转动，最后带动第二分离转动轴605转动，由于第一分离转动轴600和传动齿轮602之间的扭簧，使得第一分离转动轴600在转动电机601的带动下，比第二分离转动轴605先一步转动，避免第一分离转动轴600与第二分离转动轴605相互卡位，进而通过第一分离转动轴600和第二分离转动轴605的转动，对固化后的树脂的下表面进行刮除，避免粘连，随着下一层打印完，使转动电机601反向转动，由于扭簧的存在，使得第一分离转动轴
600先第二分离转动轴605进行转动，最终恢复至初始位置。

[0031] 本发明还提供了一种3D激光打印机液态树脂固化成形方法，包括以下步骤：S1、先由驱动电机200开启，通过螺纹杆201和连接伸缩杆101使建造平台100向下滑动，使树脂连接管303内的液态树脂通过搅动扇400流入树脂存放腔300，经过搅动扇400的搅动，使得液态树脂更加均匀，当建造平台100滑动至最低位置时，启动激光发射器500，通过透光窗口501对建造平台100与透光窗口501之间的液态树脂进行激光固化；
S2、当第一层固化完成后，由驱动电机200反向输出，进而带动建造平台100向上滑动，上滑一定距离后，再此由激光发射器500打印第二层，随着建造平台100向上滑动，树脂存放腔300内的液态树脂通过搅动扇400流入树脂连接管303，由于限位转动轴401和楔形限位柱403楔形配合，使得搅动扇400仅能逆时针转动，增强搅动效果，进一步使的液态树脂更加均匀；
S3、再每一层打印完成后，启动转动电机601，带动第一分离转动轴600和第二分离转动轴605同步转动，对刚打印完的固化树脂的下表面进行刮除，避免固化后的树脂与透光窗口501相粘合，由于第一分离转动轴600与传动齿轮602之间设置有扭簧，使得在转动电机
601的带动下，每次第一分离转动轴600都比第二分离转动轴605优先转动。

[0032] 本发明的工作原理及使用流程：一般的光固化3D打印机多是采用下表面固化的方式，这样的固化方式可以减少支撑结构，节省材料，但是在每一层固化的过程中，液态树脂在建造平台的挤压下，是否处于均匀分布的状态，对打印结果有很大的影响，为此，通过由树脂连接管303和树脂存放腔300组成的连接腔存放液态树脂，通过启动驱动电机200带动螺纹杆201同步转动，进而通过螺纹杆201与连接伸缩杆101的螺纹连接带动建造平台100向下滑动，进而通过控制建造平台
100的高度，挤压树脂连接管303内的液态树脂的容量，配合平衡挤压弹簧302对平衡滑动环
301的弹力挤压，使建造平台100与透光窗口501之间受到挤压的液态树脂处于均匀分布的状态，便于激光发射器500对液态树脂进行激光固化的过程中，更好地固化成型，降低固化后的树脂开裂损坏发生的可能性，提高打印质量，当第一层打印完成后，驱动电机200反向转动，进而带动建造平台100向上滑动一定距离，再打印第二层，随着建造平台100逐渐向上滑动，建造平台100与透光窗口501之间的液态树脂对已经打印完成的固化树脂起到了支撑的作用，避免打印过程中固化后的树脂之间出现开裂的情况。

[0033] 在驱动电机200带动建造平台100向下滑动的过程中，树脂连接管303内的液态树脂受到挤压流向树脂存放腔300内，在此过程中，液态树脂会经过搅动扇400，通过搅动扇400与树脂连接管303的相互贴合，配合搅动扇400上侧的限位挡板304，使液态树脂仅能通过搅动扇400在树脂存放腔300和树脂连接管303之间流通，进而使液态树脂在先被建造平台100推向树脂存放腔300内，在随着建造平台100的向上滑动，逐渐流入树脂连接管303内，在此过程中，液态树脂不断地被搅动扇400搅动，使得液态树脂变得更加均匀，避免3D打印机长时间不用，再次使用时液态树脂凝固的情况。

[0034] 由于搅动扇400下侧的限位转动轴401与楔形限位柱403楔形配合，使得搅动扇400进行逆时针转动，进而保障了对液态树脂的搅动效果，避免搅动扇400往复转动，使得一部分液态树脂未经过搅动就在树脂存放腔300和树脂连接管303之间流通。

[0035] 当激光发射器500每打印完一层之后，为了避免固化后的树脂与透光窗口501相粘合，启动转动电机601，带动第一分离转动轴600和传动齿轮602同步转动，由于传动齿轮602和第一分离转动轴600之间只有扭簧，进而，转动电机601先带动第一分离转动轴600转动，随后再通过第一分离转动轴600带动传动齿轮602转动，进而带动传动齿环603和从动齿轮604转动，最后带动第二分离转动轴605转动，由于第一分离转动轴600和传动齿轮602之间的扭簧，使得第一分离转动轴600在转动电机601的带动下，比第二分离转动轴605先一步转动，避免第一分离转动轴600与第二分离转动轴605相互卡位，进而通过第一分离转动轴600和第二分离转动轴605的转动，对固化后的树脂的下表面进行刮除，避免粘连，随着下一层打印完，使转动电机601反向转动，由于扭簧的存在，使得第一分离转动轴600先第二分离转动轴605进行转动，最终恢复至初始位置。

[0036] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

[0037] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。