三維打印是20世紀80年代出現的一種新的制造技術，它是計算機建模、計算機控制三維打印技術仍然是制造微復雜三維結構的重要手段。多材料三維打印技術還不成熟。目前流行的計算機輔助設計(CAD)模型幾何方法(CSG)和邊界表示方法(BREP)不能滿足多材料零件的快速設計。目前，主要材料3D打印技術，但PolyJet只能達到200微米的最小特征尺寸，材料類型極為有限2。這是光固化3D打印的宏觀微觀交叉尺度成形能力。通過對多材料紫外光固化3D打印技術的研究，我們可以制造出具有不同機械、光學、化學、熱學和導電性能的多材料零件3,為紫外光固化3D打印的成形能力增加了材料尺寸。多材料光固化三維打印技術在生物組織工程、柔性機器人、超材料結構等新領域具有重要的應用價值。多材料光固化3D打印技術的發展可以為這些技術的發展提供支持。另外，可利用可溶性光敏樹脂作為支撐結構，通過成型后浸泡在去除液中去除支撐結構，從而提高光固化3D打印的成形能力和成形效果。綜上所述，深入研究多材料光固化三維打印技術，對于提高光固化三維打印的成形能力和成形零件的功能性，為新的宏微觀交叉尺度、多材料復雜嵌套功能結構提供制造手段，具有重要意義4。第1章國內外研究現狀英國的Carbon3D;國內則有珠海西通電子有限公司、武漢濱湖機電技術產業有限公司、以上這些公司都發布了光固化的3D打印設備6。3DSystem印高精度模型的專業打印機，采用數字投影技術(DLP),具有打印速度快的特點，達到14mm/h(垂直距離),能夠在工作時間緊張的情況下高負荷工作。其儲料盒采用方便的一的尺寸為43mm×27mm×180mm,分辨率為585dpi,能夠打印僅30微米厚的薄層，并且最大構建平臺尺寸可達到380mm×380mm×250mm,成型精度為平均精度能達到1000dpi。美國的Stratasys公司發展3D打印技術已超過25年，具有較為成熟的3D打印技術。在2012年完成與0bjet公司的合并，之后于2013年收購MakerBot公司，不斷完善推出3D打印技術解決方案，逐漸成為3D打印行業的領導者。該公司的0bjet24是能夠打印帶有小型活動部件、薄壁及可著色光滑表面的逼真模型的桌面打印機，采用Polyjet3D打印技術，具有28μ個打印層，打印模型的最大尺寸為240mm×費品等領域1。Carbon3D公司在2015年推出了具有一種全新3D打印技術的打印機，其打印速度比目前市面上的其他打印機要快25-100倍12。該技術被稱為“持續液態界面生產” (CLIP),是利用光和氧氣來固化光敏樹脂，氧氣作為抑制劑。不同于傳統3D打印技術部分，整個過程在液體中完成。目前，該技術可以打印的模型尺寸為50微米至25厘米在國內，珠海西通電子有限公司于2004年成立，是一家從事3D打印技術產品開發的企業4。在2016年，推出首款采用高速激光振鏡掃描技術的工業級SLA3D打印機打印模型的最大體積為500mm×400mm×300mm,零件掃描速度達到6.0-12m/s,產品優勢支撐掃描分離設計，方便后處理。桌面型光固化打印機RiversideSLA打印模型的尺寸為125mm×125mm×165mm,打印精度能夠達到0.025-0.1mm。南京紫金立德電子有限公司專業從事3D打印機及耗材的生產開發服務，具有年產5千臺桌面式3D打印機的生產能力，是中國3D打印技術產業聯盟理事長單位5。該公司的光固化打印機有3D-ICAN-D200,采用DLP技術打印模型，最大成型尺寸為160mm×110mm×200mm,X、Y軸精度可達到0.1mm,Z軸精度可達到01.2本文的主要內容及安排第2章光固化3D加可以打印多材料三維結構，如圖2-1所示。基底基底切換材料樹脂池A投影光機Z向移動樹脂池B一次材料，就需要進行一次清洗干燥，單材料光固化成型一層成型一般需要5-將工件從樹脂池中轉移到清洗干燥的工位進行清洗干燥處理，再切換樹脂池成型其它材第3章光固化打印機的機械設計圖3-1.連接件尺寸圖cR根據項目要求，底部掃描光固化打印機的最大成型尺寸為125mm×125mm×100mm,則打印機的外部尺寸的設計要大于該尺寸，初步將尺寸定為290mm×290mm×300mm,這樣既能容納打印機所需零部件，又控制了整體打印機的體積大小。利用上述基本模塊選擇一定數量進行拼接，便可得到打印機的整體外部框架模型。如下圖3-5所示。圖中上層采用兩塊鋁板固定，用于支撐樹脂槽；下層的鋁板用于放置激光振鏡系統等部件；上下層的鋁板3.2運動機構的機械設計底部掃描光固化桌面型3D打印機的運動機構主要功能是完成Z軸的升降。在打印過帶動滑塊的直線運動(打印平臺最終固定在L型零件上)。導軌的三維模型外形尺寸圖如下圖3-6所示。滑塊采用的是方形滑塊，內置滾珠，與導軌配合使用。其外形尺寸為57mm×35mm×長的一端用于打印平臺的固定與拆卸。最終兩種方案的整體三維模型圖如下圖3-7、3-83.3打印平臺的機械設計5mm,螺紋孔最終和螺栓固定配合。由于螺紋孔是通孔，和螺栓配合后會造成其底面有孔90mm×90mm×5mm,其尺寸圖如下圖3-9所示。該圖中A處為螺紋孔，直徑為8mm,此螺紋為5mm,長度為48mm,螺栓頭部圓珠直徑為8mm。彈簧的直徑為7mm,其長度即為底板和第4章光固化3D4-1所示。電障電障X.Y隔能Z融步進電機動光發作貨置電源控制院AZD轉接器機驅動器圖4-1.控制系統設計框圖4.2控制系統的硬件電路設計(1)采用高速模式，USB2.0接口，傳輸速度達25Mbps;(3)激光能量逐點補償的動態聚焦功能；(5)支持XY2-100傳輸協議以及獲取掃描振鏡和激光器的狀態功能；(6)8路輸入信號，4路輸出信號。立體光固化打印機使用兩相四線42步進電機驅動Z軸運動，在使用過程中要使步進電機滿足預期打印精度0.1mm,則需要電機絲桿導程和步進電機旋轉一周所需步數之間的步。然后利用驅動器進行32倍細分，步進精度變成0.056°,電機旋轉一周的步數變成振鏡電機驅幼器振鏡電機驅幼器變日圖4-2.振鏡控制系統實物圖