供料机构、3D打印机和3D打印方法与流程

供料机构、3d打印机和3d打印方法
技术领域
1.本技术涉及3d打印技术领域，具体而言，涉及一种供料机构、3d打印机和3d打印方法。


背景技术：

2.3d打印过程中，料盘中的打印材料逐层固化在成型平台上。具体在一层的打印过程中，成型平台下压至料盘底部，料盘底部与成型平台之间的打印材料固化粘结在成型平台上。可以理解，该固化的打印材料与料盘底部之间也具有一定的黏连，因此需要与料盘底部剥离，以便进行下一层打印。料盘底部与打印件之间的粘结力越大，所需要的剥离力则越大。而剥离力的大小对打印效率影响较大，剥离力越大，打印效率越低，而且，剥离力过大可能导致打印件从成型平台上掉落，导致打印失败。而现有的3d打印工艺中，仍面临打印件与料盘底部的粘结力较大的问题。


技术实现要素：

3.本技术的目的包括提供一种供料机构、3d打印机和3d打印方法，其能够使得打印件容易与料盘底部之间的粘结力降低，从而降低剥离力，进而提高打印效率和成功率。
4.本技术的实施例可以这样实现：
5.第一方面，本技术提供一种供料机构，应用于3d打印机，包括：
6.料盘，包括框架和离型膜，框架的相对两端具有开口，离型膜封堵于框架的其中一个开口处，框架与离型膜共同围成用于容纳打印材料的容纳腔；
7.支撑结构，设置于离型膜背离容纳腔的一侧，并与离型膜之间形成具有进气口的供气腔，支撑结构具有与离型膜间隔相对的支撑面，支撑面可透光；以及
8.供气组件，与进气口连通，并用于向供气腔提供富氧气体。
9.在可选的实施方式中，供气组件包括气源，气源用于存储或制备富氧气体，气源与进气口连通。
10.在可选的实施方式中，供气腔内的富氧气体仅通过离型膜消耗。
11.在可选的实施方式中，供气腔内的富氧气体的消耗速率小于预设速率。
12.在可选的实施方式中，气源为一次性吸氧气瓶、易拉罐式氧气瓶、鼻吸式氧气瓶、面罩式氧气瓶中的至少一种。
13.在可选的实施方式中，气源为氧气发生器、制氧机中的至少一种。
14.在可选的实施方式中，供气组件还包括管路以及设置于管路的调速阀，气源通过管路与进气口连通，调速阀用于调节进入供气腔的富氧气体的流量。
15.在可选的实施方式中，供气组件还包括用于检测供气腔内气压的第一气压表。
16.在可选的实施方式中，供气组件还包括控制器和设置于管路中的电磁阀，电磁阀和第一气压表均与控制器电连接，控制器设置为根据第一气压表反馈的压力信息控制电磁阀的通断。
17.在可选的实施方式中，供气组件还包括用于检测气源内气压的第二气压表。
18.在可选的实施方式中，供气组件还包括设置于管路中的稳压阀，稳压阀用于以稳定的气压输出富氧气体。
19.在可选的实施方式中，供气组件还包括设置于管路中的干燥管。
20.在可选的实施方式中，离型膜为含氟聚合物膜、聚二甲基硅氧烷(pdms)膜、聚甲基戊烯(pmp)膜中任意一种。
21.在可选的实施方式中，含氟聚合物膜为fep膜、nfep膜、ptfe膜、etfe膜、pfa膜、pvdf膜、pvf膜中的至少一种。
22.在可选的实施方式中，支撑结构包括支撑件，支撑件密封连接于料盘，支撑面形成于支撑件，供气腔形成于支撑面与离型膜之间。
23.在可选的实施方式中，支撑件为透光玻璃。
24.在可选的实施方式中，支撑件为lcd屏，lcd屏为lcd、lcos中任一种。
25.在可选的实施方式中，支撑结构还包括透明盖板，透明盖板层叠地设置于支撑件背离离型膜的一侧。
26.在可选的实施方式中，支撑件为led屏，led屏为oled、micro-led、mini-led、micro-oled、mini-oled中任一种。
27.在可选的实施方式中，支撑结构包括支撑件和密封板，密封板与支撑件间隔设置，密封板与料盘密封连接，供气腔形成于密封板与离型膜之间，支撑件位于供气腔内，支撑面形成于支撑件。
28.在可选的实施方式中，离型膜的透氧率为0.1barrer以上。离型膜的透氧率可以为1barrer、5barrer、10barrer、30barrer、100barrer或1000barrer以上。
29.在可选的实施方式中，离型膜的透氧率为20barrer以下。离型膜的透氧率可以为15barrer、10barrer、5barrer或1barrer以下。
30.在可选的实施方式中，离型膜朝向容纳腔的一面的至少部分区域为粗糙区域。
31.在可选的实施方式中，离型膜与支撑面之间的距离不大于5mm。离型膜与支撑面之间的距离可以不大于3mm、2mm、1mm、0.5mm或0.2mm。
32.在可选的实施方式中，供气组件还包括氧浓度传感器，氧浓度传感器用于检测气源或供气腔内氧气的浓度。
33.在可选的实施方式中，供气腔还具有出气口；出气口与大气连通，或者，出气口通过管路与气源连通以形成循环气路。
34.第二方面，本技术提供一种3d打印机，包括成型平台以及前述实施方式中任一项的供料机构，成型平台用于附着打印件，成型平台可相对于供料机构移动，以伸入料盘的容纳腔内或从料盘的容纳腔内移出。
35.第三方面，本技术提供一种3d打印方法，应用于前述实施方式的3d打印机，3d打印方法包括：
36.控制供气组件向供气腔提供富氧气体；
37.对料盘中的打印材料进行曝光，以形成粘附在成型平台上的打印层；
38.控制成型平台远离供料机构，以使打印层与离型膜分离。
39.在可选的实施方式中，在对料盘中的打印材料进行曝光的过程中，保持离型膜接
触支撑面。
40.在可选的实施方式中，在对料盘中的打印材料进行曝光的过程中，供气腔内的气压不高于大气压1kpa。供气腔内的气压可以不高于大气压0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2或0.1kpa。
41.在可选的实施方式中，在控制成型平台远离供料机构，以使打印层与离型膜分离的过程中，控制供气组件向供气腔输送气体，以使离型膜向远离支撑结构的方向凸起。
42.在可选的实施方式中，控制成型平台远离供料机构，以使打印层与离型膜分离之前，3d打印方法还包括：
43.检测供气腔内的气压；
44.在供气腔内的气压小于第一预设气压的情况下，控制供气组件向供气腔输送富氧气体；
45.在供气腔内的气压大于第二预设气压的情况下，控制供气组件停止向供气腔输送富氧气体；
46.其中，第二预设气压大于第一预设气压。
47.在可选的实施方式中，供气组件包括气源，气源用于存储或制备富氧气体，气源与进气口连通。
48.在可选的实施方式中，3d打印方法还包括控制供气腔内的富氧气体仅通过离型膜消耗。
49.在可选的实施方式中，3d打印方法还包括控制供气腔内的富氧气体的消耗速率小于预设速率。
50.在可选的实施方式中，气源为一次性吸氧气瓶、易拉罐式氧气瓶、鼻吸式氧气瓶、面罩式氧气瓶中的至少一种。
51.在可选的实施方式中，气源为氧气发生器、制氧机的至少一种。
52.本技术实施例的有益效果包括，例如：
53.本技术实施例提供的供料机构包括料盘、支撑结构和供气组件。其中，料盘包括框架和设置于框架的离型膜，框架的相对两端具有开口，离型膜封堵框架的其中一个开口，框架与离型膜共同围成用于容纳打印材料的容纳腔。支撑结构设置于离型膜背离容纳腔的一侧，并与离型膜之间形成具有进气口的供气腔，支撑结构具有与离型膜间隔相对的支撑面，支撑面可透光。供气组件与进气口连通，并用于向供气腔提供富氧气体。本技术实施例提供的3d打印件包括成型平台以及上述的供料机构。本技术实施例提供的3d打印方法应用于上述的3d打印机，其包括控制供气组件向供气腔提供富氧气体；通过对料盘中的打印材料进行曝光，以在成型平台上逐层地形成打印件。本技术实施例的供料机构中，支撑结构与离型膜之间形成了供气腔，供气腔能够容纳由供气组件提供的富氧气体，而富氧气体中的氧气可以一定程度地通过离型膜进入到料盘的容纳腔中。基于光固化打印材料的氧阻聚效应，在离型膜的内表面与光固化打印层之间的粘结力会降低，以便于剥离。并且，在本实施例中，当离型膜在打印材料的重力或者成型平台的压力作用下，向支撑结构方向凸起时，支撑结构的支撑面可对离型膜起到一定的支撑作用，因此在打印过程中，作为料盘底部的离型膜可以贴着支撑面，不会过度地变形延展，保证离型膜成型面的平整度，从而提高打印质量。可见，本技术实施例提供的供料机构能够较低成本地降低打印层与料盘底部的粘结力，
从而提高3d打印的效率和成功率。
附图说明
54.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
55.图1为本技术一种实施例中料盘与支撑结构在第一视角下的配合示意图；
56.图2为本技术一种实施例中料盘与支撑结构在第二视角下的示意图；
57.图3为图2中a-a方向的剖视图；
58.图4为本技术另一种实施例中料盘与支撑结构的配合示意图；
59.图5为图4中b-b方向的剖视图；
60.图6为本技术再一种实施例中料盘与支撑结构的配合示意图；
61.图7为图6中c-c方向的剖视图；
62.图8为本技术一种实施例中供气组件与料盘的连接示意图；
63.图9为本技术一种实施例中3d打印机的结构示意图；
64.图10为本技术一种实施例中3d打印方法的流程图。
65.图标：10-3d打印机；100-料盘；101-容纳腔；110-框架；120-离型膜；200-支撑结构；201-供气腔；202-进气口；203-出气口；210-支撑件；220-密封板；230-透明盖板；240-支撑框；250-菲涅尔透镜；300-基板；40-供气组件；400-气源；410-管路；420-调速阀；430-电磁阀；440-第一气压表；450-第二气压表；460-稳压阀；470-干燥管；480-控制器；500-成型平台；600-升降机构；700-连接架；800-光源。
具体实施方式
66.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
67.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
68.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
69.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
70.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例中的特征可以相互结合。
71.光固化打印机在3d打印过程中，料盘中的打印材料逐层固化在成型平台上。首层打印层是在料盘底部与成型平台之间形成；而后续的打印层是在料盘底部与已固化的打印层之间形成的。每打印完一层后，需要将成型平台升起一段距离，以便打印下一层。可以理解，固化成型的打印层与料盘底部之间具有一定的黏连，因此在成型平台升起时，打印层会与料盘底部剥离。而相关技术中料盘底部与打印件之间的粘结力较大，所需要的剥离力较大。由于所需剥离力较大，因此导致打印效率越低。而且，如果所需的剥离力大于打印件与成型平台之间的粘结力，那么则会导致打印件从成型平台上掉落，进而导致打印失败。
72.为了改善相关技术中打印件与料盘底部粘结力过大的问题，本技术实施例提供一种供料机构，通过在料盘底部的离型膜下方形成供气腔，通过供气腔向离型膜上表面一侧供氧，从而降低离型膜与打印件之间粘结力，进而提高打印效率和打印成功率。本技术实施例还提供一种3d打印机和3d打印方法，通过供料机构在打印过程中对料盘底部离型膜下方的供气腔供氧，以使得氧气可以通过离型膜下表面扩散到上表面，与料盘中的光固化树脂形成氧阻聚反应，进而减小打印件与料盘离型膜之间的粘接力，以此减少固化成型后打印件与离型膜的剥离力，从而提高打印速度、提升打印效率和打印成功率。
73.图1为本技术一种实施例中料盘100与支撑结构200在第一视角下的配合示意图；图2为本技术一种实施例中料盘100与支撑结构200在第二视角下的示意图；图3为图2中a-a方向的剖视图，图9是一种实施例中3d打印机的结构示意图。请参考图1至图3，以及图9，本技术实施例提供的供料机构适用于光固化打印机，供料机构包括料盘100、支撑结构200以及供气组件40。料盘100用于容纳打印材料；支撑结构200位于料盘100的下方从而与料盘100的底部共同围成供气腔201；供气组件用于向供气腔201提供富氧气体。
74.在本技术实施例中，料盘100包括框架110和设置于框架110的离型膜120，框架110的相对两端具有开口，分别为上开口和下开口。离型膜120封堵于框架110的下开口处，从而构成料盘100的底部。框架110与离型膜120共同围成用于容纳打印材料的容纳腔101，而框架110的上开口则作为容纳腔101的开口，用于供3d打印机的成型平台伸入。在本技术实施例中，离型膜120可透光，光线可从下至上地从离型膜120穿过，照射到容纳腔101内的打印材料，从而固化打印材料，形成打印件。
75.如图中所示，料盘100的框架110为矩形框，因此与离型膜120共同围成了矩形的容纳腔101。在可选的其他实施例中，料盘100的框架110的形状可根据具体需要进行选取，包括但不限于圆形、椭圆形。
76.在本实施例中，离型膜120具有一定的透氧率，使得离型膜120外侧(背离容纳腔101的一侧)的供气腔201内的氧气能够一定程度地通过离型膜120进入到离型膜120内侧(朝向容纳腔101的一侧)。根据离型膜120可透氧的性质，使得在打印时，供气腔201中的氧能够穿过离型膜120，在离型膜120内侧附近聚集，以降低打印层与离型膜120之间的粘结力，从而降低打印层的剥离力。可选的，离型膜120包括但不限于含氟聚合物膜、聚二甲基硅氧烷(pdms)膜、聚甲基戊烯(pmp)膜。可选的，离型膜120的透氧率为0.1barrer以上。离型膜的透氧率还可以为1barrer、5barrer、10barrer、30barrer、100barrer或1000barrer以上。例如，离型膜120可以选用高透氧率的特氟龙透氧膜，如af2400，af1600等，当然，还可以是聚二甲基硅氧烷，聚(4-甲基-2-戊炔)和聚甲基戊烯中的至少一种。
77.可选的，为了降低成本，减少氧气消耗量，可以选择透氧率较低的离型膜120，例
如，离型膜的透氧率为20barrer以下。再如，离型膜120的透氧率为15barrer、10barrer、5barrer或1barrer以下。可选的，离型膜120包括但不限于fep膜、nfep膜、ptfe膜、pfa膜、pvdf膜、pvf膜。普通的离型膜120也至少具有轻微的透氧性，因此供气腔201的中的氧气可以一定程度地通过离型膜120进入到容纳腔101中。一般来说，只要离型膜120具有透氧性，能够让氧气通过进入料盘中，即可实现本技术的降低打印件与料盘离型膜粘接力的效果，从而减少剥离力，提升打印成功率。
78.在本实施例中，供气腔201中的氧气从离型膜120外侧渗透到内侧，因此离型膜120内侧附近的打印材料中会含有较多的氧。而基于光固化打印材料的氧阻聚效应，在离型膜120的内表面附近会形成薄薄的一层相对难以固化或者半固化状态的打印材料(微米级的厚度)，因此打印材料不容易因固化而过于牢固地粘附于离型膜120，因此，在成型平台500上升过程中便于将离型膜120与打印件分离。
79.在可选的实施例中，离型膜120朝向容纳腔101的一面的至少部分区域为粗糙区域。可选的，可将离型膜120朝向容纳腔101的一整面或部分区域经过粗糙化处理，以提高粗糙度。通过设置粗糙区域，可增大离型膜120内侧释放氧的面积，从而增大离型膜120内侧面的透氧率，进而更加有效地降低打印件与离型膜120之间的粘结力，降低剥离难度。而粗糙区域和打印材料贴合可以带来最小程度的散射影响。并且，通过设置粗糙区域，还可以将像素的锯齿模糊化，例如拓扑结构、图案化结构。在本实施例中，粗糙度低于像素尺度，这样即可在不影响精度的情况下提高打印件的表面质量。
80.支撑结构200设置于离型膜120背离容纳腔101的一侧，并与离型膜120之间形成具有进气口202的供气腔201。在本实施例中，支撑结构200包括支撑件210，支撑件210具有与离型膜120间隔相对的支撑面，支撑面可透光。应当理解，离型膜120是具有一定柔性的，因此，当离型膜120因打印材料的重力、成型平台的压力和/或供气腔201的负压而向支撑件210所在方向塌陷时，支撑件210能够为离型膜120提供有效的支撑。当离型膜120被支撑件210支撑时，离型膜120的内表面则因离型膜120贴附于支撑件210而保持平整，这样有利于打印层固化成型后的平整度，因此也有利于打印的精度。
81.在离型膜120未向下塌陷的情况下，支撑件210与离型膜120之间可形成气隙，该富氧气体可在该气隙存留，并通过离型膜120进入到容纳腔101。气隙的厚度如果过大，则在打印过程中离型膜120的内表面(也即离型膜120的成型面)位置发生移动过大会导致精度不能满足要求。因为如果气隙越厚，离型膜120的成型面可能往下位移的量越大，从而导致的打印精度降低。在可选的实施例中，在离型膜120平整(未下塌并且也未上凸)的情况下，离型膜120与支撑面之间的距离不大于5mm，离型膜与支撑面之间的距离可以不大于3mm、2mm、1mm、0.5mm或0.2mm。比如采用0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5等，或者不大于1mm，比如采用0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm等，或者不大于0.5mm，比如采用0.1mm、0.3mm、0.5mm等。离型膜120与支撑面之间的距离过大，会导致容纳腔过大，进而使得在成型平台下压，接触离型膜120固化的过程中，离型膜向容纳腔延展或者发生弹性变形，导致实际固化的单层厚度大于预设的单层层厚，进而影响打印质量。离型膜120与支撑面之间的距离过小，则会使得容纳腔的空间较小，通氧或储氧量达不到要求，进而不能很好地实现本技术的技术效果。
82.在图3的实施例中，支撑件210密封连接于料盘100，供气腔201形成于支撑面与离
型膜120之间。应当理解，支撑件210密封连接于料盘100，是指连接位置处不会透气，供气腔201只能够通过专门设置的开口(比如进气口202、出气口203)或者离型膜120进行气体交换。本实施例中，支撑件210为透光玻璃。玻璃具有较好的透光性、耐磨性以及较低的成本。在可选的其他实施例中，支撑件210也可以选择为透光的有机材料。3d打印机的光源可以设置在支撑件210下方，用于固化的光线可依次通过支撑件210、供气腔201、离型膜120进入到容纳腔101内对打印材料进行照射，从而令打印材料固化。
83.供气腔201具有进气口202和出气口203，进气口202用于供富氧气体进入，出气口203用于供供气腔201内的气体排出。比如，从进气口202输入氧含量达到需求的气体，这些富氧气体在供气腔201内向离型膜120的内侧供氧后，氧含量下降，而氧含量降至不满足供氧需求的气体则从出气口203排出。通过这种方式，容易使得供气腔201内的气体具有稳定的氧含量，因此能够使离型膜120内侧附近氧含量稳定在目标范围内，从而持续、稳定地发挥氧阻聚效应，降低打印件与离型膜120之间的剥离力。在本实施例中进气口202和出气口203分别设置于支撑结构200的两个对角。在可选的其他实施例中，可以仅设置进气口202而不设置出气口203，换言之，本实施例中的出气口203也可以作为进气口202与供气组件相连，即可以通过两个进气口202向供气腔201输送富氧气体。
84.本实施例中，支撑件210既用于构成供气腔201，同时也起到对离型膜120的支撑作用。在可选的其他实施例中，支撑件210可以仅起到支撑作用而不参与构成供气腔201。图4为本技术另一种实施例中料盘100与支撑结构200的配合示意图；图5为图4中b-b方向的剖视图。如图4、图5所示，在本实施例中支撑结构200还包括密封板220和支撑框240。密封板220与支撑件210平行间隔设置，密封板220通过支撑框240与料盘100密封连接，供气腔201形成于密封板220与离型膜120之间。支撑件210位于供气腔201内，并通过支撑框240来固定。并且，在离型膜120未下塌的情况下与离型膜120之间形成气隙。在本实施例中，密封板220参与形成供气腔201，而支撑件210仅起到支撑、透光作用。通过设置密封板220，使得供气腔201的整体空间得到增大，可容纳更多的富氧气体，也提高了气体扩散的均匀性。密封板220与支撑件210均可透光。支撑件210和密封板220的材质可以为玻璃或树脂。
85.图6为本技术再一种实施例中料盘100与支撑结构200的配合示意图；图7为图6中c-c方向的剖视图。图6和图7实施例中的结构适用于lcd光固化打印机。在本实施例中，支撑件210为lcd屏，lcd屏为lcd、lcos中任一种，lcd屏可选择性透光。应理解，本实施例的供料机构所应用的3d打印机还应当包含背光源，背光源向支撑件210投射光线，支撑件210则选择性地透过光线，以将打印所需的光线射入到容纳腔101内。本实施例中，支撑件210与料盘100密封连接，因此供气腔201形成于支撑件210的支撑面与离型膜120之间。图中还展示出了3d打印机的基板300，基板300具有窗口，而供料机构设置于基板300的窗口处，支撑结构200与基板300固定连接。
86.在本实施例中，支撑结构200还包括透明盖板230，透明盖板230层叠地设置于支撑件210背离离型膜120的一侧。进一步的，本实施例的供料机构还包括菲涅尔透镜250，菲涅尔透镜250设置于透明盖板230与背离离型膜120的一侧。菲涅尔透镜250、透明盖板230、支撑件210三者平行间隔。
87.可以看出，在本实施例中，支撑件210不仅起到支撑、透光、形成供气腔201的作用，还起到了选择性透光从而调节打印光线的作用。而在前述支撑件210为透明板体的实施例
中，则需要外部光源具有智能调光的功能，才能够打印出目标形状的打印件。
88.进一步的，在可选的其他实施例中，支撑件210还可以为led屏，led屏的发光面即为支撑面，朝向离型膜120。在这种实施例中，支撑件210不仅起到支撑离型膜120、形成供气腔201的作用，在可通过自发光，起到光源的作用。应理解，在本实施例中，led屏的支撑面也是透光的，led发出光线通过支撑面照向离型膜120。具体的，led屏可以包括oled(organic light-emitting diode，有机发光二极管)、micro-led、mini-led、micro-oled、mini-oled中的一种。
89.在本实施例中，供气组件40与进气口202连通，并用于向供气腔201提供富氧气体。供气组件40包括气源400(见图8)，气源400用于存储或制备富氧气体，气源400与进气口202连通。通过将富氧气体供入到供气腔内，能够保证离型膜120外侧处于富氧环境，进而能够保证离型膜120内侧能够形成氧阻聚效应，从而降低打印件与离型膜120之间的粘结力。当气源是用于存储富氧气体的容器时，气源400可以选择体积较小的便携式氧气瓶，这样有利于将气源集成到3d打印机内部，同时也降低成本，方便家用，适合于消费级打印机中。比如，气源400为一次性吸氧气瓶、易拉罐式氧气瓶、鼻吸式氧气瓶或者面罩式氧气瓶中的一种。通过选用便携式的一次性气源，配合低透氧率的离型膜，可以减小气源的消耗量，提升气源的使用时间，从而可能在很少氧气消耗下完成较大工件的打印，提高打印效率。气源400可以选择小型的氧气发生器、制氧机，比如可以是家用制氧机，通过压缩空气实现制氧，所制氧的氧浓度最高95％甚至90％左右，相较于工业级制氧方式，其更加方便、容易普及，还可以实医用制氧机，一般为变压吸附制氧机，采用变压吸附技术制氧，能够从空气中将氧气提取出来。气源还可以是集成制氧机，将制氧机的核心部件(比如压缩泵、分子筛等)集成到3d打印机上。
90.在可选的实施例中，供气腔201内的富氧气体仅通过离型膜120消耗，换言之，供气腔201仅通过进气口202与气源连通，供气腔201内的富氧气体仅依赖于通过离型膜120向外部缓慢扩散这一种方式消耗。由于离型膜120透过氧气的速度较慢，因此气源中富氧气体的消耗较慢，这样可以尽可能地减少氧气浪费，并且更容易控制供气腔201的气压。
91.图8为本技术一种实施例中供气组件与料盘100的连接示意图。如图8所示，本实施例中，供气组件40还包括管路410以及设置于管路410中的调速阀420、电磁阀430、稳压阀460、干燥管470，进一步的，供气组件40还包括控制器480、第一气压表440以及第二气压表450。气源400通过管路410与进气口202连通，调速阀420用于调节进入供气腔201的富氧气体的流量，从而也能够一定程度控制供气腔201内的气压。第一气压表440用于检测供气腔201内的气压，其具体可以设置在靠近进气口202一侧的管路410上。第二气压表450用于检测气源400内的气压，具体可以设置在靠近气源400的管路410上，第二气压表450所检测的压力信息能够用于获取气源400中的富氧气体的余量。稳压阀460用于以稳定的气压输出富氧气体。干燥管470用于除去富氧气体中的水分。
92.进一步的，电磁阀430和第一气压表440均与控制器480电连接，控制器480设置为根据第一气压表440反馈的压力信息控制电磁阀430的通断。这样可以自动化地实现对供气腔201内气压的调节，使其保持在一定的范围以内，满足打印的需求。
93.可见，控制器480、调速阀420、第一气压表440、电磁阀430、稳压阀460等一起构成了稳压系统，来精准地控制供气腔201内的气压。
94.在一个具体的实施例中，可通过调节供气腔201内气压、选择合适的离型膜120等方式，调节供气腔201内的富氧气体的消耗速率小于预设速率。通过控制富氧气体的消耗速率小于预设速率，可用于确保气源能够满足一定次数或者一定时长的打印，比如满足单次打印、十次打印、五小时打印等，可根据具体需求确定预设速率。而且，通过将控制富氧气体的消耗速率控制在较低水平，更有利于使用储气量较小的便携式气源的方案实现，也即，即便使用体积较小的便携式气源，依然能够一定次数或者一定时长的打印需求，这样满足了设备小型化的需求。
95.进一步的，供气组件40还包括氧浓度传感器，氧浓度传感器用于检测气源或供气腔201内氧气的浓度。当氧浓度低于目标值时，可及时向供气腔201中提供新鲜的富氧气体。
96.在其他实施例中，供气腔201具有进气口202和出气口203，富氧气体从进气口202进入，被离型膜120吸收了部分氧气后直接从出气口203排出到大气中。这种方式能够保持供气腔201中的氧含量始终与气源中的氧含量接近，但是富氧气体的消耗量较大。在可选的另一种实施例中，出气口203可通过管路与气源连通以形成循环气路，这种方式同样能够节省气源中的富氧气体，从而降低成本。在富氧气体消耗较少的情况下，更有利于实现利用体积较小的便携式气源来提供富氧气体。在既有进气口202又有出气口203的方案中，对于氧浓度监测，也可将氧浓度传感器安装在出气口203，如此可知晓排出气体的氧含量；或者，在进气口202、出气口203都安装氧浓度传感器。
97.在一个具体的实施例中，还可以在供气组件40的管路中设置气泵，通过气泵能够有效地调节供气腔201内的气压。
98.在可选的实施例中，气源中存储(或制造)的富氧气体的浓度可选为大于21％，小于99％，这种浓度的富氧气体足以实现离型膜120内侧的氧阻聚效应，从而降低打印件的剥离力。因打印材料(通常是树脂)中有溶解氧、氮等，其中氧的含量原本与空气中平衡，若采用纯氧气氛，则树脂中的氮气会透过离型膜120进入膜下，尤其是对于没有曝光的区域，会导致该区域内树脂中的氧气含量提升，并超出与空气中氧气含量平衡的量，进而导致该区域后续曝光所需时间增长，而由于正常的曝光时间是固定的，从而可能出现欠曝的情况。
99.本技术实施例还提供一种3d打印机10，如图9，为本技术一种实施例中3d打印机的结构示意图，包括上述实施例提供供料机构，该供料机构的具体结构及相关功能可参照上述实施例，此处不再赘述。此外，3d打印机还包括成型平台500，成型平台500用于附着打印件，成型平台500可相对于供料机构移动，以伸入料盘100的容纳腔101内或从料盘100的容纳腔101内移出。打印时，第一层打印层会在成型平台500与离型膜120之间形成，并附着于成型平台500，后续的打印层会附着在已固化的打印层之上。应当理解，3d打印机还应当包含用于实现光固化3d打印所必要的其他组件，比如控制模块、光源800(在供料机构不包含光源的情况下)、升降机构600，以及用于连接成型平台与升降机构的连接架700等。
100.图10为本技术一种实施例中3d打印方法的流程图。如图10所示，本技术实施例还提供一种3d打印方法，应用上述实施例的3d打印机，该3d打印机的具体结构及相关功能可参照上述实施例，此处不再赘述。3d打印方法包括：
101.步骤s100，控制供气组件向供气腔提供富氧气体；
102.步骤s200，对料盘中的打印材料进行曝光，以形成粘附在成型平台上的打印层；
103.步骤s300，控制成型平台远离供料机构，以使打印层与离型膜分离。
104.可选的，在对料盘100中的打印材料进行曝光的过程中，保持离型膜120接触支撑件210的支撑面，使得离型膜120保持平整，从而保证打印效果。可选的，供气腔201内的气压不高于大气压1kpa，比如不高于环境大气压高0.1kpa、0.2kpa、0.3kpa、0.4kpa、0.5kpa、0.6kpa、0.7kpa、0.8kpa、0.9kpa，或者任意两个点值之间的值。
105.在每一层打印层打印完之后，成型平台500会通过升降机与连接架，在控制机构的控制下远离供料机构，以使打印层与离型膜120分离。其中，在控制成型平台500远离供料机构，以使打印层与离型膜120分离的过程中，控制供气组件40向供气腔201输送气体，以使离型膜120向远离支撑结构200的方向凸起，这样便于打印层与离型膜120分离。
106.可选的，控制成型平台500远离供料机构，以使打印层与离型膜分离之前，3d打印方法还包括：
107.检测供气腔201内的气压；在供气腔201内的气压小于第一预设气压的情况下，控制供气组件向供气腔201输送富氧气体；在供气腔201内的气压大于第二预设气压的情况下，控制供气组件停止向供气腔201输送富氧气体；其中，第二预设气压大于第一预设气压。
108.在本实施例中，由于供气腔201内的气压能够反映出供气腔201内富氧气体的含量，在供气腔201内的气压小于第一预设气压的情况下，意味着供气腔201内富氧气体含量较少，难以满足降低剥离力的需求，因此需要控制供气组件向供气腔201输送富氧气体来补充。如果供气腔201内的气压大于第二预设气压，则意味着供气腔201内富氧气体是足量的，过高的气压可能会导致离型膜120上凸，成型面不平整，打印效果差。因此控制供气组件停止向供气腔201输送富氧气体。通过上述控制方式，能够使得在打印层剥离之前(包括曝光过程和曝光之前的等待过程)，供气腔201内的气压稳定在一个合理的范围内。进一步的，在供气腔201内的气压小于第一预设气压的情况下，控制供气组件向供气腔201输送富氧气体的行为可以在剥离之后，即成型平台上移，离型膜120已经不再紧贴支撑面的时候再向供气腔201输送富氧气体；在可选的其他实施例中，也可以在检测到气压小于第一预设气压或大于第二预设气压后，第一时间就控制供气组件进行相应的供气或停止供气。
109.可选的，3d打印方法还包括：控制供气腔内的富氧气体仅通过离型膜消耗。
110.可选的，3d打印方法还包括：控制供气腔内的富氧气体的消耗速率小于预设速率。
111.打印材料为光固化材料，由于降低了剥离力，从而能够提高打印速率。对于高性能材料，如双固化材料、高弹性材料、柔性材料、类硅胶材料、高粘度材料、双组分材料等，在未使用富氧气体的情况下，因在光固化阶段强度不足，在剥离力较大时容易拉断，从而难以通过光固化3d打印成型。而本技术实施例中通过富氧气体大大降低了剥离力，因此对于高性能材料也能够打印。如此，利用本技术实施例的3d打印方法可以打印弹性打印件，如鞋垫、枕头等。
112.综上所述，本技术实施例提供的供料机构包括料盘100、支撑结构200和供气组件。其中，料盘100包括框架110和设置于框架110的离型膜120，框架110的相对两端具有开口，离型膜120封堵于框架110的其中一个开口处，框架110与离型膜120共同围成用于容纳打印材料的容纳腔101，离型膜120可透光。支撑结构200设置于离型膜120背离容纳腔101的一侧，并与离型膜120之间形成具有进气口202的供气腔201，支撑结构200具有与离型膜120间隔相对的支撑面，支撑面可透光。供气组件与进气口202连通，并用于向供气腔201提供富氧气体。本技术实施例提供的3d打印机包括成型平台500以及上述的供料机构。本技术实施例
提供的3d打印方法应用于上述的3d打印机，其包括控制供气组件向供气腔201提供富氧气体；通过对料盘100中的打印材料进行曝光，以在成型平台上逐层地形成打印件。本技术实施例的供料机构中，支撑结构200与离型膜120之间形成了供气腔201，供气腔201能够容纳由供气组件提供的富氧气体，而富氧气体中的氧气可以一定程度地通过离型膜120进入到料盘100的容纳腔101中。基于光固化打印材料的氧阻聚效应，在离型膜120的内表面与光固化打印层之间的粘结力会降低，以便于剥离。并且，在本实施例中，当离型膜120在打印材料的重力或者成型平台的压力作用下，向支撑结构200方向凸起时，支撑结构200的支撑面可对离型膜120起到一定的支撑作用，因此在打印过程中，作为料盘100底部的离型膜120可以贴着支撑面，不会过度地变形延展，保证离型膜120成型面的平整度，从而提高打印质量。可见，本技术实施例提供的供料机构能够较低成本地降低打印层与料盘100底部的粘结力，从而提高3d打印的效率和成功率。
113.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。