技术摘要：
本发明提供一种三维打印机及其工作方法，三维打印机包括打印平台、铺粉机构、红外光源和图像形成控制机构，打印平台用于承载三维物体，铺粉机构用于将打印材料铺设在打印平台上，红外光源向外发出红外光束，图像形成控制机构包括透明膜和反红外材料铺设装置，透明膜上  全部
背景技术：
三维打印机是一种利用快速成型技术进行打印三维物体的设备，其以数字模型为 基础，利用塑料、液体光敏树脂或粉末金属等材料，逐层地打印出三维物体。现有的三维打 印的过程首先是通过计算机辅助设计(CAD)或计算机动画建模软件建模，再将建成的三维 模型“分区”成逐层的截面，再根据分析截面信息得到加工路径，从而指导打印机逐层打印。 按照工作原理的不同，其所利用的快速成型技术有熔融挤压成型(Fused  Deposition  Modeling，FDM)、激光选择性烧结成型(Selective  Laser  Sintering，SLS)、选择性激光熔 化成型(SLM)、光固化成型(Stereo  lithography  Apparatus，SLA)等。 现有的激光选择性烧结成型等是通过激光使打印材料固化成型，这种激光打印方 式通常是逐行打印一层，再打印第二层，打印速度低且打印精度低。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提供一种能够提高打印速度和打印精度的三维打印机。 本发明的另一目的是提供一种上述三维打印机的工作方法。 为实现上述主要目的，本发明提供一种三维打印机，该三维打印机包括打印平台、 铺粉机构、红外光源和图像形成控制机构，打印平台用于承载三维物体，铺粉机构用于将打 印材料铺设在打印平台上，红外光源向外发出红外光束，图像形成控制机构位于红外光源 与打印平台之间并用于控制三维物体截面的形状，图像形成控制机构包括透明膜和反红外 材料铺设装置，透明膜上具有透光区和非透光区，透光区的形状与三维物体截面的形状相 同，红外光源发出的光束穿过透光区并照射在打印平台的打印材料上，反红外材料铺设装 置包括铺粉器，铺粉器包括粉盒和磁辊，粉盒用于盛装反红外材料与电荷剂组成的粉末状 混合物，磁辊可转动地支撑在粉盒的两端，磁辊转动使混合物吸附在磁辊表面，磁辊在透明 膜上滚动并将混合物铺设到非透光区。 由上述方案可见，红外光源发出的光照射在透明膜上的透光区和非透光区，非透 光区由于铺设有反红外材料将照射在非透光区的红外光反射回去，而照射到透光区的红外 光束穿过透明膜并照射打印平台上的打印材料，被照射到的打印材料在打印平台上形成固 化层，通过透明膜可精确控制三维物体截面的形状，从而提高成型的三维物体的精度。另 外，红外光照射后，被照射到的打印材料在打印平台上形成固化层，因此，一次可直接成型 一层，相比与现有技术的三维打印机逐行打印一层，可大大提高三维物体的成型速度，提高 三维打印机的工作效率。采用磁辊铺设反红外材料，可以提高反红外材料铺设的均匀性。 一个优选的方案是，图像形成控制机构还包括透明膜输送装置，透明膜输送装置 用于输送透明膜。 3 CN 111590890 A 说　明　书 2/4 页 由此可见，透明膜输送装置在三维打印机打印一层后向前传送干净的透明膜，同 时将使用过的透明膜回收或传送到清洁装置位置。 一个优选的方案是，反红外材料铺设装置还包括激光发生器和电荷提供装置，电 荷提供装置用于向透明膜提供与电荷剂极性相反的电荷，激光发生器产生的激光束照射到 透明膜上的透光区并将透光区的电荷消除。 由此可见，首先，电荷提供装置向透明膜提供电荷，使透明膜带上正或负电荷，接 着，激光发生器发射激光束并照射到透明膜上的透光区，透光区的电荷消除，接着，铺粉器 与透明膜接触，由于铺粉器上的反红外材料与电荷剂组成的混合物中电荷剂的极性与透明 膜上所带的电荷的极性相反，因此反红外材料与电荷剂组成的混合物会转移到透明膜上带 电荷的区域，即混合物转移到透明膜上的非透光区，从而反射照射到透明膜的非透光区的 红外光束。 进一步的方案是，反红外材料包括丙烯酸、铁红粉、铁黄粉和群青粉。 一个优选的方案是，三维打印机还包括用于预热打印材料的加热装置，加热装置 安装在打印平台上。 由此可见，经过加热装置的预热后，可进一步提高三维打印机的打印速度，并且这 种加热方式简单快捷。 一个优选的方案是，三维打印机还包括用于预热打印材料的加热装置，加热装置 具有加热室，打印平台位于加热室中。 由此可见，这种加热方式可使打印平台上的打印材料受热更均匀。 为实现上述另一目的，本发明提供一种上述三维打印机的工作方法，工作方法包 括如下步骤：铺粉机构在打印平台上铺设一层打印材料。加热装置对打印平台上的打印材 料进行预热。磁辊在透明膜上的非透光区铺设一层反红外材料。红外光源朝向透明膜发出 红外光束，照射在透明膜非透光区的红外光束被反射，照射在透明膜透光区的红外光束穿 过透明膜并照射打印平台上的打印材料，被照射到的打印材料在打印平台上形成固化层。 由上述方案可见，红外光源发出的光照射在透明膜上的透光区和非透光区，非透 光区由于铺设有反红外材料将照射在非透光区的红外光反射回去，而照射到透光区的红外 光束穿过透明膜并照射打印平台上的打印材料，被照射到的打印材料在打印平台上形成固 化层，通过透明膜可精确控制三维物体截面的形状，从而提高成型的三维物体的精度。另 外，红外光照射后，被照射到的打印材料在打印平台上形成固化层，因此，一次可直接成型 一层，相比与现有技术的三维打印机逐行打印一层，可大大提高三维物体的成型速度，提高 三维打印机的工作效率。 附图说明 图1是本发明三维打印机第一实施例的原理图。 图2是本发明三维打印机第一实施例中喷头向透明膜上喷涂反红外材料的状态 图。 图3是本发明三维打印机第一实施例中打印材料固化过程的状态图。 图4是本发明三维打印机第二实施例中涂布向透明膜上涂覆反红外材料的状态 图。 4 CN 111590890 A 说　明　书 3/4 页 图5是本发明三维打印机第三实施例中反红外材料铺设装置向透明膜上铺设反红 外材料的状态图。 以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。