【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于3d打印，具體涉及一種基于液體表面張力的3d打印機及打印方法。
技術介紹
1、光固化成型是一種傳統且較為成熟的3d打印技術，該技術利用紫外線光或其他形式的光源來固化光敏樹脂，通過逐層固化的方式構建三維對象。這種技術因其高分辨率和精細的打印質量，廣泛應用于醫學、工程及藝術等多個領域。然而，傳統的光固化3d打印技術打印過程依賴于光源透過打印材料池底部的透氧薄膜或是透光薄膜，這種設計導致光的強度在傳輸過程中遭到衰減，進而需要更高功率的投影光機進行3d打印。此外，由于薄膜對光線的阻擋，導致光線的均勻性受到影響，造成了一定的虛焦現象，進而對打印精度造成不利影響。
技術實現思路
1、針對上述3d打印機穿過頭透氧薄膜或透光薄膜時造成的光強度衰減和虛焦問題，本專利技術的目的是提供一種3d打印設備和打印方法，該3d打印設備通過滴加打印材料的方式，依靠液體表面張力形成的薄膜進行固化打印，能夠實現高效的光固化打印，同時解決虛焦問題。
2、為了達到上述的專利技術目的，本專利技術提供的第一技術方案公開了一種3d打印設備，包括用于提供固化光線的光源、用于提供打印材料的滴定裝置、打印材料的薄膜形成結構以及可升降打印平臺；其中，所述滴定裝置設置于薄膜形成結構上方，將所述打印材料滴定于薄膜形成結構表面，所述薄膜形成結構上設有一通孔，使打印材料在通孔處形成液態薄膜，所述打印平臺對應于通孔活動設置，使在通孔處形成的液態薄膜位于固化光線的焦平面，且與打印平臺表面平行。
3、進一步的，
4、進一步的，所述薄膜形成結構為環體。
5、進一步的，所述薄膜形成結構為圓環。
6、進一步的，所述打印平臺設置于薄膜形成結構上方，所述光源布置于薄膜形成結構下方。
7、進一步的，所述光源還包括反光鏡，所述反光鏡反射的固化光線通過通孔焦平面。
8、進一步的，所述滴定裝置≥1個，且可拆卸。
9、本申請的第二技術方案公開了上述3d打印設備的3d打印方法，包括：
10、所述滴定裝置將打印材料擠出至薄膜形成結構表面，使其在通孔處形成均勻的液態薄膜；
11、通過所述光源提供固化光線對液態薄膜進行固化打印，同時打印平臺垂直于薄膜形成結構逐層移動實現材料的逐層堆疊。
12、進一步的，所述滴定裝置在固化打印過程中通過控制滴加頻率和滴加量保證薄膜不破裂。
13、進一步的，當需要更換打印材料時，通過震蕩或敲擊薄膜形成結構使液態薄膜破碎，并清洗，之后替換滴定裝置實現對打印材料的更換。
14、本專利技術具有以下有益效果：
15、1.本專利技術通過固化光線直接照射在打印材料形成的薄膜上進行固化，大大縮短了打印時間，提高了打印效率；同時避免了現有技術光源通過透氧薄膜或透光薄膜出現的光線強度衰減問題，使得可以以更低的光強完成固化過程，降低了整體能耗；此外由于光線沒有通過透光或透氧薄膜，從而避免了薄膜微觀結構對光線的影響，消除了虛焦問題，保證了更高的打印精度。
16、2.如圖3所示，現有技術由于將打印材料盛放于打印材料池中，因此打印平臺只能置于打印材料池上方，同時為避免打印平臺與打印材料池的物理干涉，往往只能上下移動，限制了自由度；而本申請中，由于不存在打印材料池，打印材料通過薄膜形成結構中的通孔形成薄膜后經光源直接固化，因此打印平臺的位置將不受限制，可位于薄膜形成結構上方或下方，還可以將打印平臺的支撐結構替換為機械臂，自由調控打印平臺的水平、垂直甚至旋轉移動。在打印一些特殊結構時，傳統的光固化打印方式必須添加支撐，而本申請中，由于打印自由度不受限制，在打印這些特殊結構時可以不用添加支撐而是通過機械臂調整打印材料與打印平臺的相對位置即可。
17、3.當需要替換打印材料時，現有技術需要將原打印材料池中的打印材料做作廢處理，再對打印材料池進行清洗、晾干后才能填入新的打印材料，同時操作過程中還容易損傷打印材料池和透氧或透光薄膜，替換過程操作復雜且耗時較長；而本申請由于滴定裝置可以同時存在多個，可同時盛放不同的打印材料，且滴定裝置可拆卸，因而僅需要通過振蕩或敲擊使薄膜形成結構上的液態薄膜破裂，滴入新材料形成薄膜后即可實現打印材料的替換，大大節省了切換打印材料池所會消耗的時間。
18、4.現有技術光固化3d打印設備的打印材料一般通過打印池盛放，因此，其只能利用打印材料的一小部分，剩余的將被浪費。本申請因不存在打印池，打印結束后可能浪費的材料只有薄膜形成結構上形成的材料薄膜，而不存在粘附在打印池周邊的材料，因此可以提高打印材料的利用率。
19、5.傳統光固化3d打印過程中隨著打印的進行，材料液面會不斷下降，降低打印精度。而本申請中不會存在液面下降問題。
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1.一種3D打印設備，其特征在于，包括用于提供固化光線的光源、用于提供打印材料的滴定裝置、打印材料的薄膜形成結構以及打印平臺；其中，所述滴定裝置設置于薄膜形成結構上方，將所述打印材料滴定于薄膜形成結構表面，所述薄膜形成結構上設有一通孔，使打印材料在通孔處形成液態薄膜，所述打印平臺對應于通孔活動設置，使在通孔處形成的液態薄膜位于固化光線的焦平面，且與打印平臺表面平行。
2.根據權利要求1所述3D打印設備，其特征在于，所述通孔徑向橫截面積為5～25mm2。
3.根據權利要求1或2所述3D打印設備，其特征在于，所述薄膜形成結構為環體。
4.根據權利要求3所示打印設備，其特征在于，所述薄膜形成結構為圓環。
5.根據權利要求1所述3D打印設備，其特征在于，所述打印平臺通過機械臂支撐，該機械臂可自由調控打印平臺的移動。
6.根據權利要求1所述3D打印設備，其特征在于，所述光源還包括反光鏡，所述反光鏡反射的固化光線通過通孔焦平面。
7.根據權利要求1所述3D打印設備，其特征在于，所述滴定裝置≥1個，且可拆卸。
9.根據權利要求8所述3D打印方法，其特征在于，所述滴定裝置在固化打印過程中通過控制滴加頻率和滴加量保證薄膜不破裂。
10.根據權利要求8所述3D打印方法，其特征在于，當需要更換打印材料時，通過震蕩或敲擊薄膜形成結構使液態薄膜破碎，并清洗，之后替換滴定裝置實現對打印材料的更換。
...【技術特征摘要】
1.一種3d打印設備，其特征在于，包括用于提供固化光線的光源、用于提供打印材料的滴定裝置、打印材料的薄膜形成結構以及打印平臺；其中，所述滴定裝置設置于薄膜形成結構上方，將所述打印材料滴定于薄膜形成結構表面，所述薄膜形成結構上設有一通孔，使打印材料在通孔處形成液態薄膜，所述打印平臺對應于通孔活動設置，使在通孔處形成的液態薄膜位于固化光線的焦平面，且與打印平臺表面平行。
2.根據權利要求1所述3d打印設備，其特征在于，所述通孔徑向橫截面積為5～25mm2。
3.根據權利要求1或2所述3d打印設備，其特征在于，所述薄膜形成結構為環體。
4.根據權利要求3所示打印設備，其特征在于，所述薄膜形成結構為圓環。
5.根據權利要求1所述3d打印設...
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