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申请/专利权人：上海梓域材料科技有限公司

摘要：本申请公开了一种光敏材料填充系统及采用该系统的3D打印机，包括平台组件和填料盒，平台组件包括水平设置的第一平台、原料槽和可在原料槽内部上下移动的第二平台，原料槽上端开口与第一平台的上表面平齐，第二平台边缘与原料槽的内侧壁密封接触，填料盒设置在第一平台上方，其开口端与第一平台的上表面密封接触，填料盒与第一平台之间可沿水平方向相对移动。当第一平台和填料盒相对移动至第一位置时，光敏材料从填料盒内部流出至第二平台上，无飞溅现象；当第一平台和填料盒相对移动至第二位置时，光敏材料密封于填料盒内部。如此，通过增加第一平台和填料盒的相对移动速度可以提高光敏材料的填充速度，且该系统运行稳定。

主权项：1.一种光敏材料填充系统，其特征在于，包括：平台组件，所述平台组件包括水平设置的第一平台1、上端嵌置于所述第一平台1内部的原料槽2和设置在所述原料槽2内部的第二平台3；所述原料槽2为上端设有开口的筒状结构且其开口端与所述第一平台1的上表面平齐，所述第二平台3的边缘与所述原料槽2的内侧壁密封接触、并可沿竖直方向上下移动；填料盒4，设置在所述第一平台1上方、并可沿水平方向与所述第一平台1相对移动，所述填料盒4的一端设有开口、且开口端与所述第一平台1的上表面密封接触；所述第一平台1和所述填料盒4的相对移动位置包括可使光敏材料5从所述填料盒4内部流出至所述第二平台3上的第一位置和可将所述光敏材料5密封于所述填料盒4内部的第二位置；所述填料盒4沿其与所述第一平台1相对移动方向的前后两侧均设置有刮刀，所述刮刀远离刀刃的一端与所述填料盒4固定，所述刮刀设置有刀刃的一端延伸至所述填料盒4内部并与所述第一平台1接触；所述填料盒4的开口端还设置有用于密封所述刮刀之间间隙的第一密封条，所述第一密封条与所述刮刀之间首尾连接，并沿所述填料盒4开口端的周向设置；所述刮刀具有弹性。

全文数据：光敏材料填充系统及采用该系统的3D打印机技术领域本发明涉及三维打印技术领域，尤其涉及一种光敏材料填充系统及采用该系统的3D打印机。背景技术常规的光敏3D打印机由投影仪或激光振镜结构、放置液态光敏树脂的原料槽以及垂直移动的构件台等传动机构组成；其工作原理是通过投影仪或激光振镜结构向光敏树脂投射紫外光图像，使液态光敏树脂因紫外光作用产生聚合反应而固化，通过电机带动丝杠转动而使构件台不断上移或下移而形成物件。目前常用的光敏3D打印机有打印平台上升式和打印平台下降式。其中：打印平台上升式中，光敏树脂材料的填充主要是依靠光敏材料自身表面张力的驱动，填充速度较慢，严重影响打印效率。而打印平台下降式中，通过刮刀系统在液体表面运动使得液体光敏树脂平整均一，如刮刀系统运动过快，则容易导致液体飞溅晃动，严重影响打印的效率。因此，如何解决现有的光敏3D打印机因原料填充速度慢导致的打印效率低的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。发明内容为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种光敏材料填充系统及采用该系统的3D打印机。本申请的第一方面提供了一种光敏材料填充系统，包括平台组件，所述平台组件包括水平设置的第一平台、上端嵌置于所述第一平台内部的原料槽和设置在所述原料槽内部的第二平台；所述原料槽为上端设有开口的筒状结构且其开口端与所述第一平台的上表面平齐，所述第二平台的边缘与所述原料槽的内侧壁密封接触、并可沿竖直方向上下移动；填料盒，设置在所述第一平台上方、并可沿水平方向与所述第一平台相对移动，所述填料盒的一端设有开口、且开口端与所述第一平台的上表面密封接触；所述第一平台和所述填料盒的相对移动位置包括可使光敏材料从所述填料盒内部流出至所述第二平台上的第一位置和可将光敏材料密封于所述填料盒内部的第二位置。优选地，所述填料盒沿其与所述第一平台相对移动方向的前后两侧均设置有刮刀，所述刮刀远离刀刃的一端与所述填料盒固定，所述刮刀设置有刀刃的一端延伸至所述填料盒内部并与所述第一平台接触；所述填料盒的开口端还设置有用于密封所述刮刀之间间隙的第一密封条，所述第一密封条与所述刮刀之间首尾连接，并沿所述填料盒开口端的周向设置。优选地，所述刮刀与所述第一平台上表面的接触线与所述填料盒和所述第一平台的相对移动方向垂直。优选地，所述第一平台固定，所述填料盒沿其与所述原料槽的所述开口端所在直线往复移动。优选地，所述填料盒固定，所述第一平台沿所述填料盒与所述原料槽的所述开口端所在直线往复移动。优选地，所述第一平台固定，所述填料盒沿所述原料槽的所述开口端所在圆周方向转动，所述填料盒的转动轴线与所述第一平台所在平面垂直。优选地，还包括用于对所述第一平台和或所述填料盒进行加热的加热装置。优选地，所述填料盒的所述开口端的相对端设置有用于对所述填料盒补充光敏材料的填料口。优选地，所述第二平台的上方设置有光源装置。本申请的第二方面提供了一种3D打印机，包括光敏材料填充系统，所述光敏材料填充系统为如以上任一项所述的光敏材料填充系统。本申请提供的技术方案包括以下有益效果：本申请提供的光敏材料填充系统，包括平台组件和设置在平台组件上方的填料盒，其中，平台组件包括水平设置的第一平台、上端嵌置于第一平台内部的原料槽和设置在原料槽内部的第二平台，第二平台可沿竖直方向上下移动，第二平台的上表面与原料槽内侧壁之间构成一定的容纳空间，用于盛放供打印的光敏材料，第二平台的边缘与原料槽的内侧壁密封接触，有效避免光敏材料从上述容纳空间溢出。填料盒设置在第一平台上方，与第一平台之间可沿水平方向相对移动，相对移动位置包括可使光敏材料从填料盒内部流出至第二平台上的第一位置和可将光敏材料密封于填料盒内部的第二位置。原料槽为上端设有开口的筒状结构且其开口端与第一平台的上表面平齐，如此原料槽内部与第一平台上方空间连通，且可保证填料盒与第一平台相对移动的平稳性。填料盒靠近第一平台的一端设有开口，且填料盒的开口端与第一平台的上表面密封接触，以避免填料盒中的光敏材料溢出。如此设置，在填料盒中充满液体光敏材料并在第一平台的上表面与第一平台相对移动，第二平台上表面与原料槽的上端有一个层厚的高度差，填料盒与第一平台相对移动至第一位置时，填料盒内的光敏材料快速流出进入第二平台上表面与原料槽上端之间的容纳空间内并将其填满；填料盒与第一平台相对移动至第二位置时，第二平台上表面与原料槽之间的光敏材料经过曝光，完成一个层厚的打印；然后第二平台向下移动一个层厚的距离，填料盒与第一平台相对移动至第一位置，向第二平台上表面与原料槽上端之间的容纳空间内填充光敏材料，继续下一层厚的打印，直至打印完成。逐次添加光敏材料，可有效避免因一次性过量填加导致的材料浪费；原料槽内光敏材料的填充速度取决于填料盒与第一平台之间的相对移动速度，在保证对光敏材料的曝光时间充足的情况下，增加填料盒与第一平台之间的相对移动速度，可有效提高打印速度。填料盒与第一平台相对移动平稳，速度的提高并不影响第二平台上表面与原料槽上端之间的容纳空间内的光敏材料的填充，可避免液体光敏材料飞溅现象。本申请还提供了一种采用上述光敏材料填充系统的3D打印机，上述光敏材料填充系统运行平稳，在保证对光敏材料曝光时间充足的前提下，可具有较高的填料速度，且无液体光敏材料飞溅现象；从而采用该光敏材料填充系统的3D打印机在保证打印质量的前提下具有较高的打印速度。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例示出的一种光敏材料填充系统的结构示意图。附图标记：第一平台-1；原料槽-2；第二平台-3；填料盒-4；光敏材料-5；填料口-6；光源装置-7。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。本具体实施方式的目的在于提供一种光敏材料填充系统，填料盒与第一平台之间的相对移动，逐次向第二平台上表面与原料槽之间填充光敏材料，有效避免因一次性过量填加导致的材料浪费问题；增加填料盒与第一平台之间的相对移动速度，不影响对光敏材料的填充，提高填充速度的同时，无液体光敏材料飞溅现象。本具体实施方式的目的还在于提供一种采用该系统的3D打印机。以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。参照图1，示出了一些示例性实施例中光敏材料填充系统的示意图。本实施例提供的光敏材料填充系统包括平台组件和设置在平台组件上方的填料盒4，其中，平台组件包括水平设置的第一平台1、上端嵌置于第一平台1内部的原料槽2和设置在原料槽2内部的第二平台3，第二平台3可沿竖直方向上下移动，第二平台3的上表面与原料槽2内侧壁之间构成一定的容纳空间，用于盛放供打印的光敏材料5，第二平台3的边缘与原料槽2的内侧壁密封接触，可有效避免光敏材料5从上述容纳空间溢出，避免材料的浪费。填料盒4设置在第一平台1上方，与第一平台1之间可沿水平方向相对移动，相对移动位置包括可使光敏材料5从填料盒4内部流出至第二平台3上的第一位置和可将光敏材料5密封于填料盒4内部的第二位置。原料槽2为上端设有开口的筒状结构且其开口端与第一平台1的上表面平齐，如此，原料槽2内部空间与第一平台1上方的空间连通，并保证填料盒4与第一平台1相对移动的平稳性。填料盒4靠近第一平台1的一端设有开口，且填料盒4的开口端与第一平台1的上表面密封接触，以避免光敏材料5在填料盒4与第一平台1接触时从填料盒4中溢出至第一平台1上。如此设置，在填料盒4中充满液体的光敏材料5并在第一平台1的上表面与第一平台1相对移动，第二平台3上表面与原料槽2的上端有一个层厚的高度差，填料盒4与第一平台1相对移动至第一位置时，填料盒4内的光敏材料5快速流出进入第二平台3上表面与原料槽2上端之间的容纳空间内并将其填满，填料盒4与第一平台1相对移动至第二位置时，第二平台3上表面与原料槽2上端之间的光敏材料5经过曝光，完成一个层厚的打印；然后第二平台3向下移动一个层厚的距离，填料盒4与第一平台1相对移动至第一位置，向第二平台3上表面与原料槽2上端之间的容纳空间内填充光敏材料5，继续下一层厚的打印，直至打印完成。逐次添加光敏材料5，可有效避免因一次性加入量过大导致的材料浪费问题；在此填充系统中，原料槽2内光敏材料5的填充速度取决于填料盒4与第一平台1之间的相对移动速度，在保证对光敏材料5的曝光时间充足的情况下，增加填料盒4与第一平台1之间的相对移动速度，可有效提高打印速度。填料盒4与第一平台1相对移动平稳，速度的提高并不影响第二平台3上表面与原料槽2上端之间的容纳空间内光敏材料5的填充，可避免液体光敏材料5飞溅现象。需要说明的是，该系统在完成一次填充打印之后，在后续填加光敏材料5时只需使第二平台3向下移动，避免了与成型面之间的脱离步骤，杜绝了离型层的剥离速度对3D打印机打印速度的影响。优选实施例中，在填料盒4沿其与第一平台1相对移动方向的前后两侧均设置有刮刀，用于将在往复移动过程中残留在第一平台1上表面的光敏材料5及时刮除。上述刮刀具有一定的弹性，可以通过刮刀自身的弹性实现与第一平台1之间的密封。为保证填料盒4的开口端与第一平台1之间的密封性，在填料盒4未设置刮刀的边缘上设置第一密封条，第一密封条与刮刀之间首尾连接成与填料盒4的开口形状相同的形状，并沿填料盒4的开口端周向设置，用于密封刮刀之间间隙。刮刀远离刀刃的一端与填料盒4固定，刮刀设置有刀刃的一端延伸至填料盒4内部并与第一平台1线接触，即刮刀与第一平台1之间具有一定的角度，该角度的具体设置根据具体情况确定，如此可保证光敏材料5在被刮刀刮除后能顺利进入填料盒4内部并继续被利用，避免浪费。在具体实施过程中，可将刮刀与第一平台1的上表面之间的夹角设置为30度，以保证刮刀能顺利地将粘附在第一平台1上的光敏材料5刮除下来。进一步地，为更好地将第一平台1上表面的光敏材料5刮除，保证刮刀的刮除效果，可使刮刀与第一平台1上表面的接触线与填料盒4和第一平台1之间的相对移动方向垂直。填料盒4与第一平台1之间的相对移动方式有多种，其中包括两者沿直线相对移动，相对移动过程中，只需保证在相对移动至某一位置处，填料盒4的内部空间与原料槽2和第二平台3上表面之间的容纳空间连通即可。在具体实施中，可以将第一平台1固定，填料盒4与原料槽2所在直线即为填料盒4的移动轨迹，使填料盒4沿上述直线往复移动即可实现对光敏材料5的填充和停止填充。同理，也可将填料盒4进行固定，填料盒4与原料槽2所在直线为第一平台1的移动轨迹，使第一平台1沿上述直线往复移动也可以实现对光敏材料5的填充和停止填充。作为可选的实施方式，填料盒4与第一平台1之间的相对移动也可沿曲线进行，实施中，将第一平台1固定，使填料盒4沿原料槽2所在圆周方向转动，填料盒4的转动轴线与第一平台1所在平面垂直。实施中，填料盒4的开口端的相对端，即填料盒4的上端，设置有用于对填料盒4补充光敏材料5的填料口6，填料口6处连接有向填料盒4输送光敏材料5的管道，在对原料槽2进行填充光敏材料5的过程中，可随时对填料盒4内进行填加光敏材料5。该光敏材料填充系统所用的光敏材料5具有良好的流变性或温变性。光敏材料5的流变性是指光敏材料5的粘性与施加于光敏材料5上的剪切应力与剪切变形率剪切速率之间的具有一定的关系；在高剪切应力的情况下，光敏材料5具有流动态，在低剪切应力的情况下，光敏材料5处于凝胶态。通过采用具有上述流变性的光敏材料5，位于填料盒4内部的光敏材料5在跟随填料盒4往复运动时，由于不断运动，产生的剪切应力可以维持光敏材料5具有流动特征，而当光敏材料5进入原料槽2及第二平台3之间的空间内以后，不再产生剪切应力，此时，位于光源装置7光照区域之内的光敏材料5会变成固态，为位于光源装置7光照区域之外的光敏材料5会逐渐由流动态转变为凝胶态，凝胶态的光敏材料5可以作为打印模型的支撑，打印完毕后，只需对凝胶态的光敏材料5施加一定的剪切应力即可使凝胶态的光敏材料5恢复至流动态，恢复至流动态的光敏材料5还可以实现再利用。如此可免去支撑层的设置，更避免了打印完毕后对支撑进行拆除的步骤，也减少了对打印件美观性的影响。光敏材料5的温变性是指光敏材料5的粘性与其自身的温度具有一定的关系；在低温时，光敏材料5的粘性较高，呈凝胶态，而在高温时，光敏材料5的粘性变低，呈流动性较高的流动态。采用具有上述温变性的光敏材料5时，为保证光敏材料5能顺利的流入至原料槽2与第二平台3之间的空间内，可对填料盒4内部的光敏材料5进行加热，故该光敏材料填充系统中还可设置加热装置，用于对填料盒4或第一平台1进行加热，也可同时对填料盒4和第一平台1进行加热。当填料盒4在第一平台1表面相对移动过程中，填料盒4中的光敏材料5由第一平台1和或填料盒4的加热变成粘度较低的流动态，自由流入至原料槽2与第二平台3之间的空间内，而光敏材料5流入至原料槽2与第二平台3之间的空间内后不再进行加热，光敏材料5的温度会降低，变成凝胶态，凝胶态的光敏材料5可以作为打印模型的支撑，打印完毕后，只需对凝胶态的光敏材料5施加一定的温度即可使凝胶态的光敏材料5恢复至流动态，恢复至流动态的光敏材料5还可以实现再利用。如此也可免去支撑层的设置，更避免了打印完毕后对支撑进行拆除的步骤，也减少了对打印件美观性的影响。实施中，为便于对第二平台3上表面与原料槽2之间的光敏材料5进行曝光处理，在第二平台3上方设置有光源装置7。上述光源装置7可以为数字光处理投影系统，也可以为线性激光振镜系统。本具体实施方式还提供一种3D打印机，包括上述光敏材料填充系统。上述光敏材料填充系统运行平稳，不涉及离型层的剥离过程，在保证对光敏材料5曝光时间充足的前提下，可具有较高的填料速度，且无液体光敏材料飞溅现象；从而采用该光敏材料填充系统的3D打印机在保证打印质量的前提下具有较高的打印速度。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

权利要求：1.一种光敏材料填充系统，其特征在于，包括：平台组件，所述平台组件包括水平设置的第一平台1、上端嵌置于所述第一平台1内部的原料槽2和设置在所述原料槽2内部的第二平台3；所述原料槽2为上端设有开口的筒状结构且其开口端与所述第一平台1的上表面平齐，所述第二平台3的边缘与所述原料槽2的内侧壁密封接触、并可沿竖直方向上下移动；填料盒4，设置在所述第一平台1上方、并可沿水平方向与所述第一平台1相对移动，所述填料盒4的一端设有开口、且开口端与所述第一平台1的上表面密封接触；所述第一平台1和所述填料盒4的相对移动位置包括可使光敏材料5从所述填料盒4内部流出至所述第二平台3上的第一位置和可将所述光敏材料5密封于所述填料盒4内部的第二位置。2.根据权利要求1所述的光敏材料填充系统，其特征在于，所述填料盒4沿其与所述第一平台1相对移动方向的前后两侧均设置有刮刀，所述刮刀远离刀刃的一端与所述填料盒4固定，所述刮刀设置有刀刃的一端延伸至所述填料盒4内部并与所述第一平台1接触；所述填料盒4的开口端还设置有用于密封所述刮刀之间间隙的第一密封条，所述第一密封条与所述刮刀之间首尾连接，并沿所述填料盒4开口端的周向设置。3.根据权利要求2所述的光敏材料填充系统，其特征在于，所述刮刀与所述第一平台1上表面的接触线与所述填料盒4和所述第一平台1的相对移动方向垂直。4.根据权利要求1所述的光敏材料填充系统，其特征在于，所述第一平台1固定，所述填料盒4沿其与所述原料槽2的所述开口端所在直线往复移动。5.根据权利要求1所述的光敏材料填充系统，其特征在于，所述填料盒4固定，所述第一平台1沿所述填料盒4与所述原料槽2的所述开口端所在直线往复移动。6.根据权利要求1所述的光敏材料填充系统，其特征在于，所述第一平台1固定，所述填料盒4沿所述原料槽2的所述开口端所在圆周方向转动，所述填料盒4的转动轴线与所述第一平台1所在平面垂直。7.根据权利要求1所述的光敏材料填充系统，其特征在于，还包括用于对所述第一平台1和或所述填料盒4进行加热的加热装置。8.根据权利要求1所述的光敏材料填充系统，其特征在于，所述填料盒4的所述开口端的相对端设置有用于对所述填料盒4补充所述光敏材料5的填料口6。9.根据权利要求1所述的光敏材料填充系统，其特征在于，所述第二平台3的上方设置有光源装置7。10.一种3D打印机，包括光敏材料填充系统，其特征在于，所述光敏材料填充系统为如权利要求1～9任一项所述的光敏材料填充系统。

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