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一种温控涂覆装置、3D打印设备及方法

阅读：176发布：2022-10-02

专利汇可以提供一种温控涂覆装置、3D打印设备及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请提供一种控温涂覆装置、3D打印设备及方法；本申请通过在刮刀主体内设置控温腔，并在控温腔内流通经热源加热处理或经冷源制冷处理的控温液体，使得涂覆装置中刮刀主体与刀刃温度改变，以对打印基准面的待固化材料温度进行调节；本申请通过对打印基准面温度实时监控，使得打印基准面的温度始终处于适宜的温度区间内，即可消减温度对打印质量的影响。，下面是一种温控涂覆装置、3D打印设备及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种应用于3D打印设备的涂覆装置，所述3D打印设备具有用于盛放光固化材料的容器以及位于所述容器相对两侧且前后延伸的导轨，其特征在于，所述涂覆装置包括：
安装梁，跨设于所述容器相对两侧导轨上；
刮刀组件，设于所述安装梁上，所述刮刀组件包括：
刮刀主体，顶端固定于所述安装梁上；
刀刃，设置于所述刮刀主体的底端，用于在涂覆工作状态下将所述容器中的光固化材料抚平于打印基准面上；
负压腔，成型于所述刮刀主体中，连通一负压源，用于在涂覆工作状态下吸附所述打印基准面上积累的光固化材料或将吸附的光固化材料涂覆于所述打印基准面上；
控温腔，成型于所述刮刀主体中并与所述负压腔空间隔离，并用于流通控温液体以调节所述负压腔内吸附的光固化材料及所述刀刃的温度，所述控温液体经热源加热处理或经冷源制冷处理，所述控温腔设置有液体入口及液体出口。
2.根据权利要求1所述的应用于3D打印设备的涂覆装置，其特征在于，所述控温腔呈部分环绕所述负压腔的构造。
3.根据权利要求1所述的应用于3D打印设备的涂覆装置，其特征在于，所述刮刀主体和所述刀刃为一体成型结构。
4.根据权利要求1所述的应用于3D打印设备的涂覆装置，其特征在于，所述刮刀主体为第一热传导材料，所述刀刃为固定所述刮刀主体上的第二热传导材料。
5.根据权利要求4所述的应用于3D打印设备的涂覆装置，其特征在于，所述刮刀主体为纤维增强复合材料，所述刀刃为固定于所述刮刀主腔体上的金属材料。
6.根据权利要求1所述的应用于3D打印设备的涂覆装置，其特征在于，所述刀刃上设置有用于加热或制冷的加热片或TEC。
7.根据权利要求1所述的应用于3D打印设备的涂覆装置，其特征在于，所述3D打印设备为顶面曝光的DLP设备或顶面激光扫描的SLA设备。
8.根据权利要求1所述的应用于3D打印设备的涂覆装置，其特征在于，所述控温液体包括水。
9.根据权利要求1所述的应用于3D打印设备的涂覆装置，其特征在于，所述液体入口或液体出口连通有一流速控制设备，所述流速控制设备电性连接所述3D打印设备的控制装置。
10.根据权利要求1所述的应用于3D打印设备的涂覆装置，其特征在于，所述负压腔、或控温腔、或刀刃上设置有温度传感器，所述温度传感器电性连接所述流速控制设备。
11.一种3D打印设备，其特征在于，包括：
容器，用于盛放光固化材料；
位于所述容器相对两侧且前后延伸的导轨；
能量辐射装置，设置在所述容器顶部一侧的预设位置，被配置为接收到打印指令时通过控制程序向打印基准面以投影方式或激光扫描方式辐射能量，以固化所述打印基准面上的光固化材料；
如权利要求1-10任一项所述的涂覆装置，跨设于所述容器相对两侧导轨上，用于在涂覆工作状态下将所述容器中的光固化材料抚平或涂覆于打印基准面上；
构件平台，在打印状态中位于所述容器内，用于附着经能量辐射后得到的图案固化层，以便经由所述图案固化层积累形成3D构件；
Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，被配置为依据打印指令调整所述构件平台与所述打印基准面的间距以涂覆待固化的光固化材料；
控制装置，用于依据获得的所述打印基准面的温度信息调节所述控温腔内流通的控温液体的温度或/及流速以调节所述打印基准面的温度。
12.根据权利要求11所述的3D打印设备，其特征在于，所述控制装置通过获取上一时刻、当前时刻、或下一时刻的能量辐射强度获得所述打印基准面的温度信息。
13.根据权利要求11所述的3D打印设备，其特征在于，所述控制装置通过获取能量辐射装置在上一时刻、当前时刻、或下一时刻投射的3D构件的模型分层图像的扫描光斑能量或/及掩模图形在整个打印幅面中的占比获得所述打印基准面的温度信息。
14.根据权利要求11所述的3D打印设备，其特征在于，所述控制装置通过在所述能量辐射装置所投射的基于面投射的光辐射的光路路径上捕捉并检测能量辐射强度，以及检测所述能量辐射装置在投射所检测能量辐射强度时的照射参数获得所述打印基准面的温度信息。
15.根据权利要求11所述的3D打印设备，其特征在于，所述控制装置通过设置于所述负压腔、或控温腔、或刀刃上的温度传感器获得所述打印基准面的温度信息。
16.根据权利要求11所述的3D打印设备，其特征在于，还包括一热成像装置，设置在所述容器上侧的预设位置，用于在所述能量辐射装置向所述打印基准面扫描光斑或投射图像期间，拍摄所述打印基准面的热度分布图像以获得所述打印基准面的温度信息。
17.根据权利要求11所述的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备为顶面曝光的DLP设备或顶面激光扫描的SLA设备。
18.一种3D打印设备的打印方法，所述3D打印设备包括盛放光固化材料的容器、构件平台以及能量辐射装置，其特征在于，所述3D打印设备还包括如权利要求1-10任一项所述的涂覆装置，所述打印方法包括以下步骤：
调整所述构件平台与预设打印基准面之间的间距以填充待固化的光固化材料；
按照3D构件的模型分层图像将所述间距内的光固化材料固化成对应的图案固化层；
令所述涂覆装置将所述容器中的光固化材料抚平或涂覆于打印基准面上；
重复上述各步骤以在所述构件平台上形成经图案固化层累积的3D构件结构；
其中，还包括以下步骤：
获取所述打印基准面的温度信息；
依据所述温度信息调节所述控温腔内流通的控温液体的温度或流速，以调节所述打印基准面的温度。
19.根据权利要求18所述的3D打印设备的打印方法，其特征在于，所述获取所述打印基准面的温度信息的步骤包括通过获取上一时刻、当前时刻、或下一时刻的能量辐射强度获得所述打印基准面的温度信息。
20.根据权利要求18所述的3D打印设备的打印方法，其特征在于，所述获取所述打印基准面的温度信息的步骤包括通过获取所述能量辐射装置在上一时刻、当前时刻、或下一时刻投射的3D构件的模型分层图像的扫描光斑能量或/及掩模图形在整个打印幅面中的占比获得所述打印基准面的温度信息。
21.根据权利要求18所述的3D打印设备的打印方法，其特征在于，所述获取所述打印基准面的温度信息的步骤包括通过在所述能量辐射装置所投射的基于面投射的光辐射的光路路径上捕捉并检测能量辐射强度，以及检测所述能量辐射装置在投射所检测能量辐射强度时的照射参数获得所述打印基准面的温度信息。
22.根据权利要求18所述的3D打印设备的打印方法，其特征在于，所述获取所述打印基准面的温度信息的步骤包括通过设置于所述负压腔、或控温腔、或刀刃上的温度传感器获得所述打印基准面的温度信息。
23.根据权利要求18所述的3D打印设备的打印方法，其特征在于，所述获取所述打印基准面的温度信息的步骤包括通过在所述能量辐射装置向所述打印基准面扫描光斑或投射图像期间，拍摄所述打印基准面的热度分布图像以获得所述打印基准面的温度信息。
24.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有至少一程序，所述至少一程序在被调用时执行并实现如权利要求18至23中任一所述的打印方法。

说明书全文

一种温控涂覆装置、3D打印设备及方法

技术领域

[0001] 本申请涉及3D打印领域，特别是涉及一种3D打印设备、方法及其涂覆装置。

背景技术

[0002] 3D打印是快速成型技术的一种，具体是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料和树脂等可粘合或固化的材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印设备通过执行该种打印技术制造3D物体。3D打印设备由于成型精度高在模具、定制商品、医疗治具、假体等领域具有广泛应用。

[0003] 其中，固化过程通过给予待固化材料一定量的辐射而实现，如激光扫描或投影装置投影使能量到达打印面，常见光固化材料如树脂在固化中通常在一定的温度区间内更易被固化，通常树脂温度较高时固化加快即可缩减成型时间，但在固化中树脂升温或保持在固化温度，在高温下固化所得的打印物件的力学性能下降，又或者在打印后打印层仍保持高温状态而导致变形，则需要将树脂温度控制在适宜范围内。

[0004] 对采用顶面曝光方式的打印设备，打印基准面设置在容器中待固化材料的上表面，现有的树脂控温方式通常在容器四壁设置保温层或加热层，基于热传导改变打印基准面的材料温度，对打印基准面待固化材料的温度改变需要时间较长、效率低下。
发明内容

[0005] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种3D打印的涂覆装置、3D打印设备与3D打印方法，用于解决现有技术中存在的问题。

[0006] 为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种应用于3D打印设备的涂覆装置，所述3D打印设备具有用于盛放光固化材料的容器以及位于所述容器相对两侧且前后延伸的导轨，所述涂覆装置包括：安装梁，跨设于所述容器相对两侧导轨上；刮刀组件，设于所述安装梁上，所述刮刀组件包括：刮刀主体，顶端固定于所述安装梁上；刀刃，设置于所述刮刀主体的底端，用于在涂覆工作状态下将所述容器中的光固化材料抚平于打印基准面上；负压腔，成型于所述刮刀主体中，连通一负压源，用于在涂覆工作状态下吸附所述打印基准面上积累的光固化材料或将吸附的光固化材料涂覆于所述打印基准面上；控温腔，成型于所述刮刀主体中并与所述负压腔空间隔离，并用于流通控温液体以调节所述负压腔内吸附的光固化材料及所述刀刃的温度，所述控温液体经热源加热处理或经冷源制冷处理，所述控温腔设置有液体入口及液体出口。

[0007] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述控温腔呈部分环绕所述负压腔的构造。

[0008] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述刮刀主体和所述刀刃为一体成型结构。

[0009] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述刮刀主体为第一热传导材料，所述刀刃为固定于所述刮刀主体上的第二热传导材料。

[0010] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述刮刀主体为纤维增强复合材料，所述刀刃固定于所述刮刀主腔体上的金属材料。

[0011] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述刀刃上设置有用于加热或制冷的加热片或TEC。

[0012] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述3D打印设备为顶面曝光的DLP设备或顶面激光扫描的SLA设备。

[0013] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述控温液体包括水。

[0014] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述液体入口或液体出口连通有一流速控制设备，所述流速控制设备电性连接所述3D打印设备的控制装置。

[0015] 在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述负压腔、或控温腔、或刀刃上设置有温度传感器，所述温度传感器电性连接所述流速控制设备。

[0016] 本申请的第二方面还提供一种3D打印设备，包括：容器，用于盛放光固化材料；位于所述容器相对两侧且前后延伸的导轨；能量辐射装置，设置在所述容器顶部一侧的预设位置，被配置为接收到打印指令时通过控制程序向打印基准面以投影方式或激光扫描方式辐射能量，以固化所述打印基准面上的光固化材料；如本申请第一方面提供的任一实施方式中的涂覆装置，跨设于所述容器相对两侧导轨上，用于在涂覆工作状态下将所述容器中的光固化材料抚平或涂覆于打印基准面上；构件平台，在打印状态中位于所述容器内，用于附着经能量辐射后得到的图案固化层，以便经由所述图案固化层积累形成3D构件；Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，被配置为依据打印指令调整所述构件平台与所述打印基准面的间距以涂覆待固化的光固化材料；控制装置，用于依据获得的所述打印基准面的温度信息调节所述控温腔内流通的控温液体的温度或/及流速以调节所述打印基准面的温度。

[0017] 在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述控制装置通过获取上一时刻、当前时刻、或下一时刻的能量辐射强度获得所述打印基准面的温度信息。

[0018] 在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述控制装置通过获取能量辐射装置在上一时刻、当前时刻、或下一时刻投射的3D构件的模型分层图像的扫描光斑能量或/及掩模图形在整个打印幅面中的占比获得所述打印基准面的温度信息。

[0019] 在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述控制装置通过在所述能量辐射装置所投射的基于面投射的光辐射的光路路径上捕捉并检测能量辐射强度，以及检测所述能量辐射装置在投射所检测能量辐射强度时的照射参数获得所述打印基准面的温度信息。

[0020] 在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述控制装置通过设置于所述负压腔、或控温腔、或刀刃上的温度传感器获得所述打印基准面的温度信息。

[0021] 在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述3D打印设备还包括一热成像装置，设置在所述容器上侧的预设位置，用于在所述能量辐射装置向所述打印基准面扫描光斑或投射图像期间，拍摄所述打印基准面的热度分布图像以获得所述打印基准面的温度信息。

[0022] 在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述3D打印设备为顶面曝光的DLP设备或顶面激光扫描的SLA设备。

[0023] 本申请的第三方面还提供一种3D打印设备的打印方法，所述3D打印设备包括盛放光固化材料的容器、构件平台以及能量辐射装置，所述3D打印设备还包括本申请在第一方面提供的任一实施方式中的涂覆装置，所述打印方法包括以下步骤：调整所述构件平台与预设打印基准面之间的间距以填充待固化的光固化材料；按照3D构件的模型分层图像将所述间距内的光固化材料固化成对应的图案固化层；令所述涂覆装置将所述容器中的光固化材料抚平或涂覆于打印基准面上；重复上述各步骤以在所述构件平台上形成经图案固化层累积的3D构件结构；其中，还包括以下步骤：获取所述打印基准面的温度信息；依据所述温度信息调节所述控温腔内流通的控温液体的温度或流速，以调节所述打印基准面的温度。

[0024] 在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述获取所述打印基准面的温度信息的步骤包括通过获取上一时刻、当前时刻、或下一时刻的能量辐射强度获得所述打印基准面的温度信息。

[0025] 在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述获取所述打印基准面的温度信息的步骤包括通过获取所述能量辐射装置在上一时刻、当前时刻、或下一时刻投射的3D构件的模型分层图像的扫描光斑能量或/及掩模图形在整个打印幅面中的占比获得所述打印基准面的温度信息。

[0026] 在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述获取所述打印基准面的温度信息的步骤包括通过在所述能量辐射装置所投射的基于面投射的光辐射的光路路径上捕捉并检测能量辐射强度，以及检测所述能量辐射装置在投射所检测能量辐射强度时的照射参数获得所述打印基准面的温度信息。

[0027] 在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述获取所述打印基准面的温度信息的步骤包括通过设置于所述负压腔、或控温腔、或刀刃上的温度传感器获得所述打印基准面的温度信息。

[0028] 在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述获取所述打印基准面的温度信息的步骤包括通过在所述能量辐射装置向所述打印基准面扫描光斑或投射图像期间，拍摄所述打印基准面的热度分布图像以获得所述打印基准面的温度信息。

[0029] 本申请的第四方面还提供一种计算机可读存储介质，存储有至少一程序，所述至少一程序在被调用时执行并实现如本申请第三方面提供的任一实现方式中所述的打印方法。

[0030] 如上所述，本申请的涂覆装置、3D打印设备及方法，具有以下有益效果：在可应用于3D打印设备的涂覆装置中刮刀主体内设置控温腔，并在控温腔中填充可调节温度与流速的控温液体，在进行涂覆的工艺时间内，使得打印基准面直接接触高导热性材料，实现对打印基准面的待固化层灵敏的控温；在另一方面，提供了适用于3D打印设备的打印方法，通过控制装置获取打印基准面的温度信息对控温腔中控温介质的温度与流速进行调节，对打印基准面温度实时监控，以实现打印过程中打印基准面的待固化层的温度始终处于预设的适宜的温度区间内，即可消减温度对打印质量的影响，由此，通过实现高效控温的降低了打印物件在打印中因温度影响使得打印后质量不合格的风险，并有效控制了固化速率。附图说明

[0031] 图1显示为本申请的涂覆装置在一实施例中的简化横截结构示意图。

[0032] 图2显示为本申请的涂覆装置在一实施例中于3D打印设备中的结构示意图。

[0033] 图3显示为本申请的涂覆装置在一实施例中的部分结构示意图。

[0034] 图4显示为本申请的涂覆装置在一实施例中的简化结构示意图。

[0035] 图5显示为本申请的3D打印设备在一实施例中的简化结构示意图。

[0036] 图6显示为本申请的3D打印设备在一实施例中的简化结构示意图。

[0037] 图7显示为本申请的3D打印方法在一实施例中的流程示意图。

[0038] 图8显示为本申请的3D打印方法在一实施例中的流程示意图。

具体实施方式

[0039] 以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

[0040] 在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

[0041] 再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

[0042] 在现有的3D打印技术中，常见的打印方式为基于底面曝光或顶部曝光的能量辐射装置对3D打印设备中盛放光固化材料的容器底部或容器顶部投射能量，以将容器底部或顶部的打印基准面的待固化材料按照预设的图案固化。

[0043] 其中，对于采用向容器顶部的打印原料投射能量的顶部曝光的打印方式，打印基准面通常为待固化材料与空气的分界面。在逐层固化中，在3D 打印机的原材料容纳槽的上方设置刮刀装置，以便每次原材料容纳槽内固化一层原材料时，通过刮刀装置可在其上面覆盖上另一层未固化的原材料以供下次固化作业，如此往复操作刮刀装置，层层叠加原材料并固化，从而堆叠制成三维实物。

[0044] 以常见的采用树脂为打印原料的顶部激光扫描SLA设备为例，在完成每一层固化后，刮刀装置对构件平台带动上一固化层下降后形成的下一待固化层进行涂覆，在此过程中，待固化材料本身的流动性与固化层的硬度均受到树脂温度影响，当树脂温度较低时流动性不佳，则影响刮刀的涂覆效果；反之，打印中打印基准面的树脂在被激光扫描时通常伴随有升温，且由于空气的导热系数约为0.026，集聚的热量使得待固化材料温度过高难以挥发，在此状态下进行打印则可能影响固化后的工件质量，通常其力学性能会有一定的下降。

[0045] 当前采用的生产方式中通常由树脂槽对所盛放的树脂提供适宜的温度，树脂槽通常采用不锈钢焊接而成并在两侧设置有保温层，其中再内置铸铝加热板。对顶面曝光的打印设备，作为预设的打印层的树脂在树脂的自由表面如SLA设备，发生固化反应的打印层处的树脂温度通过热传导由树脂槽侧壁处的温度改变以实现。通常环氧树脂的导热系数约为0.2，水的导热系数为0.5～0.7，基于热传导的需要，打印面处的树脂由侧壁的树脂温度改变实现，需要时间较长，不容易为打印面树脂的温度即时控制与改变。

[0046] 本申请公开了一种涂覆装置，所述涂覆装置可应用于3D打印设备中。在某些实施方式中，所述3D打印设备可以是基于顶面激光扫描的SLA设备，或者为基于顶面曝光的DLP设备。应理解的，所述的顶面是指能量辐射装置设置在容器(例如为树脂槽)上侧的预设位置。

[0047] 一般来说，3D打印设备包括容器、能量辐射装置、Z轴驱动机构、构件平台与控制装置，通过对光固化材料进行能量辐射以固化得到3D打印物件如模具、医疗治具、定制商品等。在确定需打印的三维物体模型的结构参数后，将三维物体模型通过前处理生成可实现逐层固化的打印过程的至少包括层高与切片图形或扫描路径切片数据，后基于每一切片数据进行打印，固化层逐层累积得到结构完整的3D打印物件。

[0048] 在采用顶面曝光的3D打印中，通常打印基准面预设在待固化材料与空气的分界面，完成一层固化后由Z轴驱动机构带动构件平台和附着其上的固化层下降，以填充形成新的预打印层。以此类推，经过多次填充、照射，各固化层累积在构件板上以得到3D物件。所述
3D打印设备可以是基于顶面曝光的SLA(Stereo lithography Apparatus，立体光固化成
型)设备，其能量辐射装置其能量辐射装置包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组、以及控制振镜的电机等，其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在所述容器顶面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层，所述振镜组振镜的摆幅决定SLA设备的扫描尺寸。在顶面扫描的SLA中所述能量辐射装置位于容器上方并向待固化材料的表面激光扫描，在对大尺寸构件时激光扫描的路径延长，使得形成每一固化层需要消耗很长时间，不利于生产效率。

[0049] 又或如常见的采用顶面曝光DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备，其能量辐射装置位于容器上方并向容器内的待固化材料表面进行投影以形成相应图案的固化层。所述能量辐射装置包括DMD芯片、控制器和存储模块等。其中，所述存储模块中存储将3D物件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到待固化材料表面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像照射到光固化材料表面，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

[0050] 所述容器的主要作用是盛放待固化材料，并提供适宜的温度，在一些实施场景中，也被称为树脂槽。

[0051] 在某些实施方式中，所述容器为一槽形结构，由主槽和液位检测区组成，它们之间相互连通。液位检测区上方装有一液位传感器，用以检测液位高度变化并反馈给PLC，再由PLC控制平衡块来保持液位稳定。

[0052] 在本申请的一些实施例中，所述容器包括主槽。所述主槽用于盛放待固化材料，在容器侧壁上可设置保温层并内置加热板或/和冷却板，利用打印中待固化材料始终与侧壁存在接触面的条件，对待固化材料进行直接的加热或冷却，以控制所述容器中容纳的待固化材料的温度。所述待固化材料包括任何易于光固化的液态材料或粉末材料，其液态材料举例包括：光固化树脂液，或掺杂了添加剂、颜料、染料等混合材料的树脂液等。粉末材料包括但不限于：陶瓷粉末、颜色添加粉末等。所述容器的材质包括但不限于：玻璃、塑料、树脂等。

[0053] 所述容器的横截面根据在打印设备中容纳的待固化材料体积需要与曝光面面积需要而设置。所述容器的侧壁与容器底具有一定强度，可由金属材料如：铝合金、不锈钢等制成，也可以采用如碳纤维、有机硅材料、玻璃、塑料等非金属材料制备而得。所述容器材料可设置为透明或非透明材料，并可在容器内壁贴设吸光纸，如黑色薄膜或黑色纸等，以减少在投影期间由于光散射对待固化材料的固化干扰。

[0054] 所述Z轴驱动机构一般包括驱动单元和竖直移动单元，所述驱动单元用于驱动所述竖直移动单元，以便所述竖直移动单元带动构件平台升降移动。例如，所述驱动单元为驱动电机。所述驱动单元受控制指令控制。其中，所述控制指令包括：用于表示构件平台上升、下降或停止的方向性指令，甚至还可以包含转速/转速加速度、或扭矩/扭力等参数。如此有利于精确控制竖直移动单元的上升的距离，以实现Z轴的精准调节。在此，所述竖直移动单元举例包括一端固定在所述构件平台上的固定杆，与固定杆的另一端固定的咬合式移动组件，其中，所述咬合式移动组件受驱动单元驱动以带动固定杆竖直移动，所述咬合式移动组件举例为由齿状结构咬合的限位移动组件，如齿条等。又如，所述竖直移动单元包括：丝杆和旋接所述丝杆的定位移动结构，其中所述丝杆的两端旋接于驱动单元，所述定位移动结构的外延端固定连接到构件平台上，该定位移动结构可为滚珠丝杠。应当理解，所述Z轴通常为竖直方向，即与水平方向相垂直的方向。

[0055] 所述构件平台对应所述能量辐射装置的能量辐射方向设置，用于承载所形成的图案固化层。构件平台受3D打印设备中Z轴驱动机构的带动，沿Z轴方向移动以便于待固化材料填充到构件平台与打印面之间，使得3D打印设备中的能量辐射装置可通过能量辐射照射待固化材料，使得经照射的材料固化并累积的附着在所述构件平台上。为了精准的对每层固化层的照射能量进行控制，构件平台及所附着的已制造的3D物体部分需移动至与所述打印基准面之间间距最小值为待固化的固化层的层厚的位置。

[0056] 所述控制装置用于控制所述Z轴驱动机构沿竖直轴向移动以及控制所述能量辐射装置22的照射时间、功率、或者频率中的至少一种。所述控制装置可包括：存储单元、处理单元、和接口单元等。

[0057] 所述存储单元包括高速随机存取存储器，并且还可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。在某些实施例中，存储单元还可以包括远离一个或多个处理器的存储器，例如经由RF电路或外部端口以及通信网络(未示出)访问的网络附加存储器，其中所述通信网络可以是因特网、一个或多个内部网、局域网(LAN)、广域网(WLAN)、存储局域网(SAN)等，或其适当组合。存储器控制器可控制设备的诸如CPU和外设接口之类的其他组件对存储器的访问。

[0058] 所述处理单元包含一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器(ASIC)、一个或多个现场可编程逻辑阵列(FPGA)、或它们的任何组合。所述处理单元可操作地与存储器和/或非易失性存储设备耦接。更具体地，处理器可执行在存储器和/或非易失性存储设备中存储的指令以在计算设备中执行操作，诸如生成图像数据和/或将图像数据传输到电子显示器。

[0059] 所述接口单元包含多个接口，各接口分别连接能量辐射装置、构件平台和Z轴驱动机构。各接口根据实际数据传输协议而被配置在控制装置上，所述处理单元与各接口可操作地耦接，以便于所述控制装置能够与上述能量辐射装置、构件平台和Z轴驱动机构进行交互。

[0060] 在打印期间，所述控制装置控制Z轴驱动机构和能量辐射装置进行逐层固化。所述控制装置依据预设的打印顺序逐个的将分层图像发送给能量辐射装置，由所述能量辐射装置将所述图像照射到打印面，所照射的能量将打印层的待固化材料固化成对应的图案固化层。所述控制装置还用于在照射间隙向所述Z轴驱动机构发出控制指令，例如，所述控制装置在控制能量辐射装置照射完成后，向Z轴驱动机构发送下降方向和转速的控制指令，所述Z轴驱动机构基于所述控制指令下降至相距能量辐射装置图像显示面的预设高度，再由所述控制装置向Z轴驱动机构发送包含上升方向和转速的控制指令，使得所述Z轴驱动机构带动构件平台向打印面移动。在整个上升和下降期间，所述控制装置通过监测所述Z轴驱动机构的运动来确定构件平台相对于打印面的间距，并在所述构件平台达到对应间距时，输出包含停止的控制指令。控制装置通过判断3D物件模型是否完成了所有分层图像的照射，若是，则打印完毕，若否，则重复执行上述打印过程直至打印完毕。

[0061] 其中，所述3D打印设备还具有在用于盛放光固化材料所述的容器相对两侧且前后延伸的导轨。在某些实施例中，所述容器也可称为树脂槽。

[0062] 所述涂覆装置用于在逐层固化的过程中，完成一层固化后所述构件平台基于Z轴驱动机构带动下降一定高度，至构件平台与打印基准面之间形成为待打印的切片层高的间隙，并使其中填充满待固化材料。所述打印基准面即液态或膏状待固化材料的自由面，通过所述涂覆装置，使得形成新的打印层并保持打印基准面的平整，以确保层厚的均匀性，控制打印精度。

[0063] 在现有的方案中，所述涂覆装置可以为刮刀，包括真空泵与传感器，在刮刀进行刮涂或涂覆运动的填充操作时真空泵保持抽气工作，把真空泵调到一定的压力后，未被固化的材料在刮刀吸附槽的负压作用下被吸附到吸附槽中，而后将吸附槽中的待固化材料涂覆到构件平台与打印面间，并消除待固化材料中产生的气泡。所述传感器可实时监测刮刀中真空泵的真空度并将真空度信息反馈至所述控制装置，以调节真空泵的工作，以实现刮涂过程中真空腔内负压的稳定。

[0064] 请参阅图1，显示为本申请的涂覆装置10在一实施例中的截面结构示意图。如图1所示，所述涂覆装置10包括安装梁11、刮刀组件12、负压腔13以及控温腔14。所述安装梁11跨设于所述容器相对两侧的导轨上；所述刮刀组件12设置在所述安装梁11上，包括刮刀主体121和刀刃122；所述负压腔13成型于所述刮刀主体121中；所述控温腔14成型于所述刮刀主体121中并与所述负压腔13空间隔离。

[0065] 所述刀刃122设置于所述刮刀主体121的底端，用于在涂覆工作状态下将所述容器中的光固化材料抚平于打印基准面上。所述负压腔13成型于刮刀主体121中，连通一负压源，用于在涂覆工作状态下吸附所述打印基准面上累积的光固化材料或将吸附的光固化材料涂覆与所述打印基准面上；所述控温腔14成型于所述刮刀主体121中并与所述负压腔13空间隔离，并在控温腔14内流通控温液体以调节所述负压腔13内吸收的光固化材料以及所述刀刃122的温度。所述涂覆装置10在对进行对一个分层图像打印形成对应的图案固化层后，在构件平台下降形成新的待固化层中对待固化材料在图案固化层上进行涂覆，使帮助形成层厚均匀的待打印层，同时，所述涂覆装置10中控温腔14可对涂覆中形成的待打印层进行温度调整。

[0066] 请参阅图2至图3，图2显示为本申请的涂覆装置在一实施例中的结构示意图，图3显示为本申请的涂覆装置在另一实施例中的部分结构示意图。如图2所示，在具体实现方式上，所述安装梁可沿着所述导轨15前后延伸的方向在容器21的液面上平移运动。所述前后延伸的方向可设置为沿容器21侧壁的水平方向，使得所述安装梁被限制于沿导轨15的运动在一水平面上。在本实施例的一实现方式中，如图3所示，所述安装梁11的两端设置有滑移部111，通过两端设置的滑移部111设置在所述导轨15上。

[0067] 在某些实施方式中，所述安装梁11的截面可设置为呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状；在某些实施方式中，所述安装梁11也可以为实心结构。

[0068] 在实际生产中，所述涂覆装置10在打印中依据打印程序来回往复动作过程中，受限于本体重量及运动作用力的影响，整体变形量变大。在某些实施方式中，所述安装梁11的两个端部设有加强结构。

[0069] 在某些实施方式中，所述加强结构可例如为加强梁，当安装梁的横截面呈口字型、回字型、U型或晶格状时，安装梁的内部中空，横向支撑能力较弱，在其两端各设置有加强梁可有效增强安装梁水平方向的抗压能力，使得安装梁不易在树脂槽上方沿水平方向变形。

[0070] 在一实施例中，加强结构可例如为加强柱，当安装梁的横截面呈口字型、回字型或晶格状时，安装梁的内部中空，竖直方向无支持物，在其两端各设置有加强柱可有效增强安装梁竖直方向的抗压能力，使得安装梁不易在容器上方沿竖直方向变形，减少安装梁中段塌陷变形的概率。

[0071] 在一实施例中，加强结构可例如为加强块，当安装梁为横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状其中任意一种呈中空结构的梁时，安装梁的内部中空，在其两端各设置加强块予以填充，可增加安装梁整体的强度，尤其在安装梁与导轨连接时，可提高安装梁整体结构的稳定性，降低安装梁两端连接处的壁面局部受力被撕裂的可能性。

[0072] 在一实施例中，加强结构可例如为加强板，当安装梁为横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状其中任意一种呈中空结构的梁时，加强板可支撑起安装梁的两端，增加安装梁整体结构的强度，且在安装加强板时，可根据实际需求将安装加强板设置于安装梁与导轨的连接处，从而提高安装梁的整体稳定性。

[0073] 所述安装梁可选用包括但不限于：纤维增强复合材料、合金材料、陶瓷材料以及矿物材料中的任一种制作而成。

[0074] 在一实施例中，安装梁可选用纤维增强复合材料制成，例如采用高分子碳纤维材料，高分子碳纤维材料具有高强度(例如约4900MPa)、高模量(例如约130GPa)以及具有质感更轻盈的特性(碳纤维密度例如为约1600kg/m3)。安装梁更可采用横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状中任意一种中空结构的梁，可有效减轻安装梁自身的重量的同时，节约制造安装梁的材料。当安装梁跨设于树脂槽相对两侧的导轨上且安装梁的跨度较大时，由高分子碳纤维材料制成并配合中空结构的安装梁不仅可大大降低安装梁自身的重量，且其还保持有高分子碳纤维材料所具有的高强度性能，提高了安装梁整体的强度，使得安装梁通过减重和提高材质自身强度的方式可有效降低变形量，降低的中段塌陷变形的概率，如此也可避免与安装梁连接的刮刀主体受安装梁变形的影响而随之变形，从而影响涂覆装置的打印精度。

[0075] 在一实施例中，安装梁可选用合金材料制成，例如采用铝合金，铝合金具有密度低及强度较高等特性，材质强度接近优质钢材。安装梁更可采用横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状中任意一种中空结构的梁，可有效减轻安装梁自身的重量的同时，节约制造安装梁的材料，且相对高分子碳纤维材料，铝合金材质制作成本更低且更易于制作(制作工艺相对简单)。当安装梁跨设于树脂槽相对两侧的导轨上且安装梁的跨度较大时，由铝合金制成且呈中空结构的安装梁相对传统的模具钢材料，不仅大大降低了安装梁整体的重量且其结构及材料特性也确保了安装梁整体的强度，从而达到降低了安装梁整体变形量，使得安装梁的中段更不易塌陷变形，实现延迟安装梁的使用寿命。

[0076] 在一实施例中，安装梁可选用陶瓷材料制成，如采用纳米级氧化锆加工而成的陶瓷材料制成安装梁，陶瓷材料硬度高、化学性稳定，抗氧化，具有较好的绝缘性，陶瓷材料可确保安装梁整体的抗压、抗剪强度的同时，其抗腐性及抗氧化能力可有效延迟安装梁的使用寿命。安装梁更可采用横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状中任意一种中空结构的梁，可有效减轻安装梁自身的重量的同时，节约制造安装梁的材料。

[0077] 在一实施例中，安装梁可选用矿物材料制成，如采用大理石材质制成的安装梁，大理石材质质地坚硬，成本低廉，大理石材质可确保安装梁整体的抗压、抗剪强度。

[0078] 请继续参阅图1，如图1所示，所述刮刀主体121的顶端固定于所述安装梁11上，在一实施例中，所述刮刀主体121与安装梁11之间的固定连接方式可以采用螺丝连接，即安装梁11和刮刀主体121上各设有螺纹孔，刮刀主体121通过螺丝固定连接安装梁11。刮刀主体121与安装梁11之间采用螺丝连接，不仅具有拆装便利的优势，更可利用该优势实现刮刀主体121的可替换性，即，可在不更换安装梁11的情形下，根据3D打印的要求、3D打印机的构造或者容脂槽中树脂的特性而选配相应的刮刀主体121及刀刃122。另外，刮刀主体121可采用与安装梁11不相同的材质制成，或者刮刀主体121也可采用与安装梁11相同的材质制成，制作材质可例如采用纤维增强复合材料、合金材料、陶瓷材料或矿物材料其中任意一种高强度材质制成，此处不以此为限。

[0079] 在一些实施例中，安装梁11与刮刀主体121采用相同材质制成，相同材质的安装梁11与刮刀主体121的强度、模量及线膨胀系统均相同，从而可避免安装梁11与刮刀主体121在3D打印机工作过程中，受温度或受外力的作用而产生不同程度的变形，从而造成安装梁
11与刮刀主体121的损伤。

[0080] 所述刮刀主体121与安装梁11的连接方式可还可以为卡扣连接、铆接或其他连接方式。

[0081] 在一实施例中，刮刀主体121与安装梁11可为一体成型结构，即采用同一块材料通过高精度机械加工设备生产出的整体式结构，比如由CNC(Computer Numerical Control，计算机数字控制机床，也可简称为数控机床)技术生产出的整体式结构，由于一提加工成型无需装配，所以通过对其上下表面的加工，可以保证两个平面的平面度和平行度，提高结构的整体精度，且易于加工，不易变形，其重量也较轻。

[0082] 所述刀刃122设置在刮刀主体121的底端，所述刮刀组件12的刮刀主体121与刀刃122可设置为一体成型结构，或者为相独立的组装结构。

[0083] 在一实施例中，刀刃122与刮刀主体121为一体成型结构，其中，刮刀主体121为板状结构，刮刀主体121与刀刃122可采用不同材质制成，例如，刮刀主体121采用纤维增强复合材料(如采用高分子碳纤维)制成，刀刃122采用合金材料(如采用316L不锈钢材质，316L不锈钢具有良好的耐腐蚀性，耐高温、抗蠕变性能；再如，采用7075航空铝合金材质，7075航空铝合金做了硬质氧化，具有耐心性，表面比较硬，材质本身比较轻)制成。刀刃122可采用镶嵌工艺设于刮刀主体121上，具体地，刮刀主体121和刀刃122制成一体成型结构时，在刮刀主体121浇筑入模型但未成型之前，将刀刃122固定于制造刮刀主体121的模具中，待刮刀主体121成型后，在对刀刃122进行刃口平整度的加工工艺，其中，采用纤维增强复合材料(如采用高分子碳纤维)制成的刮刀主体121可有效减轻刮刀主腔体的自身重量，降低刮刀主体121对刀刃122的负荷，从而降低刀刃122中段的坍塌变形概率。

[0084] 在一实施例中，刀刃122与刮刀主体121为一体成型结构，其中，刮刀主体121与刀刃122可采用相同材质制作而成，如刮刀主体121与刀刃122采用不锈钢材质制成，例如316L不锈钢材质，但并不以此为限，再如刮刀主体121与刀刃122可采用7075航空铝合金材质，7075航空铝合金材质具有质量较轻(密度约2.8)、表面比较硬、强度高、耐磨性好、抗腐蚀性能强、抗氧化性佳等优点。刮刀主体121与刀刃122采用同材质一体制作，制作工艺更为简单且可确保刀刃122与刮刀主体121的稳定性。

[0085] 在一实施例中，刀刃122与刮刀主体121为分立的部件，刀刃122可通过一定的固定连接方式与刮刀主体121连接。例如，刀刃122与刮刀主体121可通过一套接件套设在一起，该套接件设置于刮刀主体121内，安装刀刃122时，刀刃122受外部冲击力使得刀刃122的安装部契合于套接件内以使刀刃122套设于刮刀主体121上。

[0086] 在某些实施方式中，所述刮刀主体121为第一热传导材料，所述刀刃122为固定于所述刮刀主体121上的第二热传导材料。

[0087] 在采用顶面曝光的3D打印中，通常打印基准面预设在待固化材料与空气的分界面，完成一层固化后由Z轴驱动机构带动构件平台和附着其上的固化层下降，以填充形成新的预打印层。以此类推，经过多次填充、照射，各固化层累积在构件板上以得到3D物件。

[0088] 在现有的生产应用中，所述涂覆装置10用于在每一层打印中在完成对上一分层图像以预设图案固化后，以下一分层图像对应的层厚将构件平台下降后形成的间隙通过负压腔13吸附的待固化材料进行填充，同时以刀刃122修整打印基准面上高出的多余打印原料，使得打印面平整。通常，在打印中，由涂覆装置10对下一打印面进行调整的时间在整个打印过冲占据较长的时间，通常为整个加工工艺中一半以上的时长。所述刮刀主体121内部的控温腔14中通有控温液体，可用于在进行涂覆的时间区间内，对涂覆形成的待固化层的打印原料的温度进行调节。所述控温腔14内的液体可基于所述刮刀主体121的热传导改变所述负压腔13内吸附的光固化材料的温度，也可基于所述刀刃122的热传导改变所述刀刃122进行修整的自由液面或膏状打印原料的上表面的温度。所述涂覆是用于将例如为树脂的光固化材料通过刮片、吸附、涂抹等一种或多种方式覆盖在打印基准面上，使得打印面平整；在一些实施状态下，所述涂覆装置亦可被称之为刮刀系统或刮刀设备，或者抚平系统或抚平设备等。

[0089] 一般来说，所述刀刃122与所述负压腔13所接触的待固化材料接触时长不同，即所述控温腔14内的液体基于刮刀主体121与刀刃122分别调整负压腔13内光固化材料与刀刃122接触的待固化材料时，分别通过刮刀主体121和刀刃122进行热传导的待固化材料的受热或制冷时长不同。

[0090] 通常在涂覆过程中，所述刮刀组件顺应所述安装梁滑移部沿着容器两侧的导轨移动，所述刮刀主体121与刀刃122由此涂覆经由容器的一端至另一端，则涂覆面积可覆盖打印的辐射区域。在此涂覆工作状态下，顺应涂覆装置10整体的运动，所述刀刃122与其所接触的待固化材料处于相对运动的状态；而由负压腔13吸附的光固化材料在打印基准面上存在凹陷时从负压腔13中落下以填平打印基准面，通常打印基准面上的凹陷部分体积在待打印层体积中占比很小，刮刀组件在工作中大部分时长通过刀刃122对打印基准面进行修整，负压腔13中用于实现填平的待固化材料容量较小，则所述负压腔13中光固化材料的流动更换较慢。即负压腔13内的光固化材料通常对应较长的加热或制冷时间，而由刀刃122进行加热或制冷的待固化材料需要在短时间内实该温度改变。

[0091] 一般来说，不同材料的导热系数不同即热阻不同，对于由多层不同热阻组成的介质，其总热阻为各层热阻之和。热阻即为导热系数的倒数，即对于多层材料组成的介质，各层的导热系数越大(或各层的热阻越小)，该介质的总导热系数越大，则越有利于温度的即时改变。对负压腔13与刀刃122分别接触的待固化材料，在刮刀主体121与刀刃122采用不同热传导材料时则传热效率不同。

[0092] 在一实现方式中，所述刮刀主体121采用纤维增强复合材料(如采用高分子碳纤维)制成以保证整体强度的同时降低自身重量，刀刃122采用金属材料制成，此时，套接件可采用钢套；所述金属材料可以是铜、铝或铁等。通常来说，金属材料具有较高的导热系数，基于此设置，所述刀刃122可对其接触的待固化材料实现更敏捷的控温。当然，上述刮刀主体
121和刀刃122的材质仅为示例性说明，此处刮刀主体121和刀刃122的材质不以此为限。

[0093] 在某些实施方式中，所述刀刃上设置有用于加热或制冷的加热片或TEC(Thermo Electric Cooler，半导体制冷器，简称TEC)。在具体实现方式上，所述加热片或TEC可以为设置在所述刀刃内部，紧贴于所述刀刃的下表面金属层，用于实现所述加热片或TEC与所述刀刃的热量交换，在涂覆状态下通过控温源与刀刃的直接接触使得热传导效率进一步提
高，则可在涂覆状态下对打印基准面的树脂实现更有效的控温。

[0094] 所述加热或制冷的状态基于对打印基准面的待固化材料的预设温度区间而定，而不以控温的加热片或TEC的通用用途为限制。例如，当对所述待固化材料的温度预设值处于所述加热片工作的温度范围，当所述待固化材料在涂覆前的温度高于温度预设值，所述加热片在涂覆过程中通过刀刃实现对待固化材料的制冷，反之，当待固化材料温度低于预设值，所述加热片在涂覆过程中实现对待固化材料的加热。又如，所述TEC可用于实现加热或制冷，在一种实现方式中，改变通过TEC器件电流的方向，可使TEC的加热面改变为制冷面、制冷面改变为加热面，即实现对刀刃的加热或制冷。

[0095] 所述加热片或TEC电性连接所述3D打印设备的控制装置，所述控制装置基于对打印基准面的待固化材料温度的设置对所述加热片或TEC所通过的电流大小、方向等进行调整。

[0096] 又或者，在另一些实施例中，所述涂覆装置的刮刀刀刃上固定连接有加热片或TEC，基于所述加热片或TEC的加热或制冷，使得所述刀刃温度相应上升或下降，由于刀刃本身通常为具有良好热传导性的金属材料，即所述打印基准面与加热片或TEC之间的热传导材料导热系数较高，对应具有良好的热传导效率，即可实现对打印基准面的敏捷控温。应当认为，在所述刮刀中不设置有控温腔的情形下，所述涂覆装置也能实现良好的控温效果。在具体实现方式上，所述刮刀包括涂覆装置中包括安装梁与刮刀组件，所述刮刀组件包括刮刀主体、刀刃与负压腔。所述刀刃上固定由用于加热或制冷的加热片或TEC，在一种实现方式中，所述加热片或TEC电性连接所述3D打印设备的控制装置，所述控制装置基于对打印基准面的待固化材料温度的设置对所述加热片或TEC所通过的电流大小、方向等进行调整。

[0097] 请继续参阅图1，所述负压腔13连通一负压源(图中未显示)，在某些实施方式中，所述负压源可以设置为一真空泵。在具体实现方式上，如图1所示，所述负压源通过一管路16连接负压腔空间，在刮刀组件12进行刮涂或涂覆运动时真空泵保持抽气工作，把真空泵调到一定的压力后，未被固化的材料在所述负压源的负压作用下被吸附到负压腔空间中，而后将负压腔13中的光固化材料涂覆到构件平台与打印基准面间，并消除待固化材料中产生的气泡。

[0098] 在某些实施方式中，所述负压源可以通过一列设置的多根管路连接至负压腔，所述管路结构与负压腔连通的空间与所述控温腔相对隔离。

[0099] 在某些实施方式中，所述负压腔中还配置有传感器，所述传感器可实时监测负压腔中真空泵的真空度并将真空度信息反馈至所述控制装置，藉以调节真空泵的工作，以实现刮涂过程中负压腔内负压的稳定。

[0100] 所述控温腔设置有液体入口及液体出口，用于流通控温液体。所述控温液体经热源加热处理或经冷源制冷处理，通过对所述控温液体的控制即可改变所述刮刀主体与刀刃的温度，继而对负压腔和刀刃分别接触的待固化材料的温度进行调节。

[0101] 在一实施例中，所述控温腔设置为部分环绕所述负压腔的构造，如图1所示，所述控温腔14在横截面上呈现为U型结构，所述U型结构环绕所述负压腔13，即可扩大对所述负压腔13内光固化材料进行热传导的横截面，以增加传热效率。

[0102] 在常见的基于顶面曝光的打印设备中，容器中打印基准面的光固化材料直接接触的介质主要为导热系数约为0.026的空气，光固化材料与外界进行热量交换的效率低下。同时，对于通过在容器侧壁中设置控温层如可加热铝板对容器内的光固化材料进行控温的方式，通常来说树脂是最为常见的打印材料，其导热系数约为0.2，对于容器中自由液面的树脂即打印基准面的树脂，以容器侧壁为控温源时其热量交换需要由容器侧壁的树脂实现，由于树脂本身较低的导热性，容器内待固化材料上表面的打印层树脂温度改变速率较慢。

[0103] 在本申请提供的实施例中，所述控温液体选择为具有较大的导热系数的液态材料，以在更短的时间内将控温液体的热量传递至所述刮刀主体与刀刃，或者在更短时间内冷却所述刮刀主体与刀刃。在某些实施方式中，所述控温液体可以是具有良好导热性的水。
水的导热系数约为0.5～0.7，通过经加热或冷制的水对刮刀主体与刀刃控温，即可有效实现对待固化层温度的改变。在某些实施方式中，所述控温液体可以是导热油等。

[0104] 请参阅图4，显示为本申请的涂覆装置在一实施例中的简化结构示意图。如图所示，所述液体入口141与液体出口142分别设置在所述刮刀主体121两端，在控温腔外经加热或制冷处理的控温液体从刮刀主体121一侧的液体入口141进入控温腔。

[0105] 所述控温液体经热源加热或经冷源制冷处理，在控温腔中流通的控温液体即作为对打印面树脂的温度进行调节的控温源。在某些实施方式中，所述控温液体在控温腔外部储存在控温液体储存箱中经由控温装置对进行温度调整。

[0106] 在某些实施方式中，所述控温机构的控温液体构成循环控温系统，从所述控温腔的液体出口142流出的液体经过管道循环至所述控温液体储存箱中。

[0107] 在本申请的一实现方式中，所述冷源与热源即控温液体的控温装置可设置为半导体制冷片，在半导体制冷片的制热端还可设置散热片。在控温液体储存箱中，通过半导体制冷片对液体制冷后或加热将冷却或加热至预设的温度区间的液体从液体入口141导入所述控温腔中。

[0108] 在一种实现方式中，直接对控温液体进行加热或制冷的控温源可以为导温板，改变通过半导体热电致冷器件电流的方向，可使半导体热电致冷器件的加热面改变为制冷面、制冷面改变为加热面，实现对控温板的加热或制冷，进而将对于控温板接触的液体进行加热或制冷，形成可流通至控温腔内的控温液体。

[0109] 在另一实现方式中，所述对控温液体进行冷却的装置可以是压缩机制冷装置，对液体的加热装置可以是电磁加热装置。

[0110] 在某些实施方式中，所述控温液体的控温装置与所述3D打印设备的控制装置联动，所述控温装置由所述3D打印设备的控制装置控制其温度设置，所述控制装置可根据预设的打印信息，如切片图像的面积，其所控制的能量辐射装置的辐射光的光照强度、频率和时长来预先确定容器底部升温的温度区间。

[0111] 在某些实施方式中，所述控温腔的液体入口141连通有一流速控制设备17，所述流速设备电性连接所述3D打印设备的控制装置。所述流速控制设备17可以是泵，用于将经过加热或制冷的控温液体顺应液体入口141抽吸进入控温腔中，所述泵串联在液体入口141的管道上以实现对流速的控制。所述泵可设置为离心泵、管道泵等，由所述3D打印设备的控制装置控制泵的转速，进而控制所述控温腔中的液体流动的速度，即可改变所述控温腔对打印基准面的待固化层的传热效率。基于热传导的傅里叶定律可知，与传输方向相垂直的单位面积上的热流速率与该方向上的温度梯度成正比，当控温液体的流速很小时，所述控温腔内的控温液体的温度逐渐趋近于刮刀主体121和刀刃122的温度，则热传导的速率降低；反之，具有较大传输速度即流速的液体可更快的实现对刮刀主体121和刀刃122的温度改
变，即可更好的实现对待固化材料的温度调整。

[0112] 在某些实施方式中，所述液体出口也设置有一流速控制设备，所述流速控制设备可用于控制液体出口处液体从所述腔体中流出的速度。所述流速控制设备可以是一液体流速调节阀，在控温腔工作状态下，所述液体流速调节阀控制从控温腔流出的液体流速与从液体入口进入控温腔的液体流速相等。

[0113] 在某些实施方式中，所述液体出口处设置有一水阀，在控温腔中为未填充控温液体的空腔下从所述液体入口向控温腔内注入液体时，所述水阀处于关闭状态，至所述控温腔内的液面高度到达副腔中预设的液位时开启所述水阀，使控温腔中的控温液体的补充与流溢处于平衡状态。

[0114] 在某些实施方式中，所述控温腔的液体出口设置有温度传感器。所述温度传感器感测在液体出口的温度，所述对控温液体加热的控温装置控制在液体入口的液体温度，即可得知由所述控温装置带走的或吸收的热量。所述温度传感器电性连接所述流速控制设备，所述流速控制设备例如为泵。

[0115] 所述流速控制设备电性连接所述3D打印设备的控制装置，所述温度传感器电性连接所述流速控制设备，在某些实施方式中，所述温度传感器的感测温度反馈至所述控制装置处，控制装置根据被带走或吸收的热量信息对所述液体入口的流速控制设备的流速进行控制。

[0116] 所述控温液体的控温装置由所述控制装置控制，在某些实施方式中，所述温度传感器与控温装置及液体入口的流速控制设备通过主控线路板联动，通过所述控制装置可实现对控温机构的液体流速与控温液体温度的控制，并实时接收温度传感器的感测温度以实现控温的反馈。

[0117] 在某些实施方式中，所述负压腔上设置有温度传感器，所述温度传感器可实时感测所述负压腔内光固化材料的温度。所述负压腔内的温度传感器与所述流速控制设备电性连接，基于对所述负压腔温度及温度变化速率的测量，可根据对负压腔内待固化材料的预设温度，所述流速控制设备对通入控温腔的液体流速进行调整。

[0118] 在某些实施方式中，所述负压腔内的温度传感器与控温装置及液体入口的流速控制设备通过主控线路板联动，由3D打印设备的控制装置对控温装置与流速控制设备进行控制，控制装置获取负压腔内的温度与温度变化速率，对控温液体的温度和在控温腔中流速进行调节。

[0119] 在某些实施方式中，所述刀刃上设置有温度传感器，可用于实时感测刀刃上的温度及温度变化速率。所述刀刃上的温度传感器与所述流速控制设备电性连接，由此流速控制设备可接收在不同流速下对刀刃的温度改变的反馈，基于对刀刃温度的预设值与实际值进行流速调整。

[0120] 在某些实施方式中，所述刀刃上的温度传感器与控温装置及液体入口的流速控制设备通过主控线路板联动，由3D打印设备的控制装置对控温装置与流速控制设备进行控制，控制装置获取刀刃的温度与温度变化速率，对控温液体的温度和在控温腔中流速进行调节。

[0121] 通过本申请提供的涂覆装置，在3D打印设备的应用中，有效利用涂覆过程占据的工艺时间，同时实现对待固化层的温度控制，使打印基准面待固化材料处于适宜的温度；通过在涂覆装置中设置控温腔并配置了可调节流速与温度的控温介质以及温度传感器，在3D打印设备中形成控温敏捷并即时反馈的控温系统，有利于固化过程在适宜温度条件下进行，保证固化效率与打印精度。

[0122] 本申请还提供一种3D打印设备，请参阅图5，显示为本申请的3D打印设备在一实施例中的简化结构示意图。如图所示，所述3D打印设备包括容器21，在容器两侧的导轨(图中未予以显示)，能量辐射装置22，控制装置23，构件平台24，Z轴驱动机构25，以及涂覆装置10。

[0123] 在某些实施方式中，所述3D打印设备可以是基于顶面曝光的DLP设备或基于顶面激光扫描的SLA设备。

[0124] 在某些实施方式中，所述容器21用于盛放光固化材料，所述光固化材料包括任何易于光固化的液态材料，其液态材料举例包括：光固化树脂液，或掺杂了粉末、颜色添加剂等混合材料的树脂液等。所掺杂的粉末材料包括但不限于：陶瓷粉末、颜色添加粉末等。

[0125] 所述容器21中的相对的两侧面设置有前后延伸的水平导轨，所述水平导轨可用于架设所述涂覆装置并限制涂覆装置的运动。在某些实施方式中，所述水平导轨的在容器21的侧壁上从棱边的一个端点延伸至另一端点。

[0126] 在某些实施方式中，结合参考图2，所述水平导轨架设在所述容器21上方的相对两侧，导轨延伸的长度方向覆盖所述容器21的相对两侧，使得限制与导轨上运动的涂覆装置10可在所述容器21内从所述容器21的另一对边的一边运动至另一边。

[0127] 所述能量辐射装置22设置在所述容器21顶部一侧的预设位置，被配置为接收到打印指令时通过控制程序向所述容器内待固化材料上表面以面投影方式或激光扫描方式辐射能量，以固化所述容器21内预设固化面的液态光固化材料。

[0128] 所述能量辐射装置22为基于面投影的能量辐射装置22或基于扫描辐射的能量辐射装置22。如基于顶面曝光的DLP设备中，其能量辐射装置22为基于面投影的投影装置，包括DMD芯片、控制器和存储模块等。其中，所述存储模块中存储将3D物件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接收到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器21内。

[0129] 再如常见的基于激光扫描的SLA设备，对于顶面曝光的SLA设备来说，其能量辐射装置22为基于扫描辐射的能量辐射装置22，包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组、以及控制振镜的电机等。

[0130] 所述构件平台24在打印状态中位于所述容器21内，用于附着经能量辐射后得到的图案固化层，以便经由所述图案固化层积累形成3D构件。

[0131] 常见的，在基于顶面曝光的设备如顶面投影的DLP设备或顶面激光扫描的SLA设备中，所述构件平台24悬设于打印基准面的下方。通常，所述构件平台24的材料与光固化材料不同。构件平台24受3D打印设备中Z轴驱动机构的带动，沿Z轴(竖直)方向移动以便于待固化材料填充到构件平台24与打印基准面之间，使得3D打印设备中的能量辐射装置22可通过能量辐射照射待固化材料，使得经照射的材料固化并累积的附着在所述构件平台24上。为了精准的对每层固化层的照射能量进行控制，所述构件平台24及所附着的已制造的3D物体部分在完成待固化材料的表面修整后，需移动至与所述打印基准面之间间距最小值为待固化的固化层的层厚的位置。

[0132] 所述Z轴驱动机构25与所述构件平台24连接，被配置为依据打印指令调整所述构件平台24与所述打印基准面的间距以涂覆待固化的光固化材料。

[0133] 所述Z轴驱动机构25一般包括驱动单元和竖直移动单元，所述驱动单元用于驱动所述竖直移动单元，以便所述竖直移动单元带动构件平台24升降移动。例如，所述驱动单元为驱动电机。所述驱动单元受控制指令控制。其中，所述控制指令包括：用于表示构件平台
24上升、下降或停止的方向性指令，甚至还可以包含转速/转速加速度、或扭矩/扭力等参数。如此有利于精确控制竖直移动单元的上升的距离，以实现Z轴的精准调节。在此，所述竖直移动单元举例包括一端固定在所述构件平台24上的固定杆，与固定杆的另一端固定的咬合式移动组件，其中，所述咬合式移动组件受驱动单元驱动以带动固定杆竖直移动，所述咬合式移动组件举例为由齿状结构咬合的限位移动组件，如齿条等。又如，所述竖直移动单元包括：丝杆和旋接所述丝杆的定位移动结构，其中所述丝杆的两端旋接于驱动单元，所述定位移动结构的外延端固定连接到构件平台24上，该定位移动结构可为滚珠丝杠。应当理解，所述Z轴通常为竖直方向，即与水平方向相垂直的方向。

[0134] 在采用不同的涂覆方式的打印中，所述构件平台24可以被配置为在完成对已分层图案固化后，通过接收的指令，带动所述构件平台24与附着在其上的3D打印物件部分下降为对应的下一分层图案的切片层厚。基于下降操作带来的容器21内待固化材料的流动，所述涂覆装置10通过吸附或填充将打印基准面进行抚平或涂覆，使得形成层厚均匀的待固化层；又或者，在完成上一分层图案的固化后，所述Z轴驱动机构25根据指令带动构件平台24下降一段距离使得容器21内待固化材料流动，而后上升至构件平台24上3D打印物件与打印基准面之间的间距为下一分层图案的切片层厚，所述涂覆装置10通过吸附或填充将打印基准面进行抚平或涂覆，使得形成层厚均匀的待固化层。

[0135] 以顶面激光扫描的SLA设备为例，当所述Z轴驱动机构25带动构件平台24下降时，通常是为了将所述构件平台24或附着在构件平台24上的图案化固化层带动下降以使得待固化材料流动或经涂覆形成新的待固化层。在采用顶面曝光的3D打印中，通常打印基准面预设在待固化材料与空气的分界面，完成一层固化后由Z轴驱动机构25带动构件平台24和附着其上的固化层下降，以填充形成新的预打印层。以此类推，经过多次填充、照射，各固化层累积在构件板上以得到3D物件。

[0136] 所述控制装置23与所述Z轴驱动机构25和能量辐射装置22相连，用于控制所述Z轴驱动机构25和能量辐射装置22打印所述三维物体。所述控制装置23可包括：存储单元、处理单元、和接口单元等。

[0137] 所述存储单元包括高速随机存取存储器，并且还可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。

[0138] 所述处理单元包含一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器(ASIC)、一个或多个现场可编程逻辑阵列(FPGA)、或它们的任何组合。所述处理单元可操作地与存储器和/或非易失性存储设备耦接。更具体地，处理器可执行在存储器和/或非易失性存储设备中存储的指令以在计算设备中执行操作，诸如生成图像数据和/或将图像数据传输到电子显示器。所述处理单元一方面成为控制各装置依时序执行的工控单元，例如，所述处理单元在控制Z轴驱动机构25将构件平台24下降至相距打印基准面为对应分层的切片厚度的位置后，向能量辐射装置22传递分层图像，待能量辐射装置22完成图像照射并将容器21表面的光固化材料图案化固化后，再控制Z轴驱动机构25带动构件平台24下降以将对应的图案固化层自打印基准面下降，形成新的待固化层。另一方面，所述处理单元在分离时，还计算分离操作中对Z轴驱动机构25所施加的操作参数。以Z轴驱动机构25包含驱动电机为例，驱动电机的转速越快，所述构件平台24上升或下降速度越快，反之，转速越慢，所述构件平台24上升或下降速度越慢。

[0139] 所述接口单元包含多个接口，各接口分别连接能量辐射装置22、构件平台24和Z轴驱动机构25。各接口根据实际数据传输协议而被配置在控制装置23上，所述处理单元与各接口可操作地耦接，以便于所述控制装置23能够与上述连接能量辐射装置22、构件平台24和Z轴驱动机构25进行交互。

[0140] 在打印期间，所述控制装置23控制Z轴驱动机构25和能量辐射装置22对光固化层进行逐层固化。所述控制装置23依据预设的打印顺序逐个的将分层图像发送给能量辐射装置22，由所述能量辐射装置22将所述图像照射到容器21顶部，所照射的能量将容器21顶部的光固化材料固化成对应的图案固化层。所述控制装置23还用于在照射间隙向所述Z轴驱动机构25发出控制指令，例如，所述控制装置23在控制曝光装置照射完成后，向Z轴驱动机构25发送上升方向和转速的控制指令，所述Z轴驱动机构25基于所述控制指令上升至相距容器21打印基准面的预设高度，再由所述控制装置23向Z轴驱动机构25发送包含下降方向和转速的控制指令，使得所述Z轴驱动机构25带动构件平台24向容器21底部移动。在整个上升和下降期间，所述控制装置23通过监测所述Z轴驱动机构25的运动来确定构件平台24相对于容器21中待固化材料上表面的间距，并在所述构件平台24达到对应间距时，输出包含停止的控制指令。控制装置23通过判断3D物件模型是否完成了所有分层图像的照射，若是，则打印完毕，若否，则重复执行上述打印过程直至打印完毕。

[0141] 所述涂覆装置10用于在逐层固化的过程中，完成一层固化后所述构件平台24基于Z轴驱动机构25带动下降一定高度，至构件平台24与打印基准面之间形成为待打印的切片层高的间隙，并使其中填充满待固化材料。所述打印基准面即液态或膏状待固化材料的自由面，通过所述涂覆装置10，使得形成新的打印层并保持打印基准面的平整，以确保层厚的均匀性，控制打印精度。

[0142] 请参阅图1，显示为本申请的涂覆装置10在一实施例中的截面结构示意图。如图1所示，所述涂覆装置10包括安装梁11、刮刀组件12、负压腔13以及控温腔14。所述安装梁11跨设于所述容器相对两侧的导轨上；所述刮刀组件12设置在所述安装梁11上，包括刮刀主体121和刀刃122；所述负压腔13成型于所述刮刀主体121中；所述控温腔14成型于所述刮刀主体121中并与所述负压腔13空间隔离。

[0143] 所述刀刃122设置于所述刮刀主体121的底端，用于在涂覆工作状态下将所述容器中的光固化材料抚平于打印基准面上。所述负压腔13成型于刮刀主体121中，连通一负压源，用于在涂覆工作状态下吸附所述打印基准面上累积的光固化材料或将吸附的光固化材料涂覆与所述打印基准面上；所述控温腔14成型于所述刮刀主体121中并与所述负压腔13空间隔离，并在控温腔14内流通控温液体以调节所述负压腔13内吸收的光固化材料以及所述刀刃122的温度。所述涂覆装置10在对进行对一个分层图像打印形成对应的图案固化层后，在构件平台下降形成新的待固化层中对待固化材料在图案固化层上进行涂覆，使帮助形成层厚均匀的待打印层，同时，所述涂覆装置10中控温腔14可对涂覆中形成的待打印层进行温度调整。

[0144] 请参阅图2至图3，图2显示为本申请的涂覆装置在一实施例中的结构示意图，图3显示为本申请的涂覆装置在另一实施例中的部分结构示意图。如图2所示，在具体实现方式上，所述安装梁可沿着所述导轨15前后延伸的方向在容器21中平移运动。所述前后延伸的方向可设置为沿容器21侧壁的水平方向，使得所述安装梁被限制于沿导轨15的运动在一水平面上。在本实施例的一实现方式中，如图3所示，所述安装梁11的两端设置有滑移部111，通过两端设置的滑移部111设置在所述导轨15上。

[0145] 在某些实施方式中，所述安装梁11的截面可设置为呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状；在某些实施方式中，所述安装梁11也可以为实心结构。

[0146] 在实际生产中，所述涂覆装置10在打印中依据打印程序来回往复动作过程中，受限于本体重量及运动作用力的影响，整体变形量变大。在某些实施方式中，所述安装梁11的两个端部设有加强结构。

[0147] 在某些实施方式中，所述加强结构可例如为加强梁，当安装梁的横截面呈口字型、回字型、U型或晶格状时，安装梁的内部中空，横向支撑能力较弱，在其两端各设置有加强梁可有效增强安装梁水平方向的抗压能力，使得安装梁不易在树脂槽上方沿水平方向变形。

[0148] 在一实施例中，加强结构可例如为加强柱，当安装梁的横截面呈口字型、回字型或晶格状时，安装梁的内部中空，竖直方向无支持物，在其两端各设置有加强柱可有效增强安装梁竖直方向的抗压能力，使得安装梁不易在容器上方沿竖直方向变形，减少安装梁中段塌陷变形的概率。

[0149] 在一实施例中，加强结构可例如为加强块，当安装梁为横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状其中任意一种呈中空结构的梁时，安装梁的内部中空，在其两端各设置加强块予以填充，可增加安装梁整体的强度，尤其在安装梁与导轨连接时，可提高安装梁整体结构的稳定性，降低安装梁两端连接处的壁面局部受力被撕裂的可能性。

[0150] 在一实施例中，加强结构可例如为加强板，当安装梁为横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状其中任意一种呈中空结构的梁时，加强板可支撑起安装梁的两端，增加安装梁整体结构的强度，且在安装加强板时，可根据实际需求将安装加强板设置于安装梁与导轨的连接处，从而提高安装梁的整体稳定性。

[0151] 所述安装梁可选用包括但不限于：纤维增强复合材料、合金材料、陶瓷材料以及矿物材料中的任一种制作而成。

[0152] 在一实施例中，安装梁可选用纤维增强复合材料制成，例如采用高分子碳纤维材料，高分子碳纤维材料具有高强度(4900MPa)、高模量(130GPa)以及具有质感更轻盈的特性(碳纤维密度为1600kg/m3)。安装梁更可采用横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状中任意一种中空结构的梁，可有效减轻安装梁自身的重量的同时，节约制造安装梁的材料。当安装梁跨设于容器相对两侧的导轨上且安装梁的跨度较大时，由高分子碳纤维材料制成并配合中空结构的安装梁不仅可大大降低安装梁自身的重量，且其还保持有高分子碳纤维材料所具有的高强度性能，提高了安装梁整体的强度，使得安装梁通过减重和提高材质自身强度的方式可有效降低变形量，降低的中段塌陷变形的概率，如此也可避免与安装梁连接的刮刀主体受安装梁变形的影响而随之变形，从而影响涂覆装置的打印精度。

[0153] 在一实施例中，安装梁可选用合金材料制成，例如采用铝合金，铝合金具有密度低及强度较高等特性，材质强度接近优质钢材。安装梁更可采用横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状中任意一种中空结构的梁，可有效减轻安装梁自身的重量的同时，节约制造安装梁的材料，且相对高分子碳纤维材料，铝合金材质制作成本更低且更易于制作(制作工艺相对简单)。当安装梁跨设于树脂槽相对两侧的导轨上且安装梁的跨度较大时，由铝合金制成且呈中空结构的安装梁相对传统的模具钢材料，不仅大大降低了安装梁整体的重量且其结构及材料特性也确保了安装梁整体的强度，从而达到降低了安装梁整体变形量，使得安装梁的中段更不易塌陷变形，实现延迟安装梁的使用寿命。

[0154] 在一实施例中，安装梁可选用陶瓷材料制成，如采用纳米级氧化锆加工而成的陶瓷材料制成安装梁，陶瓷材料硬度高、化学性稳定，抗氧化，具有较好的绝缘性，陶瓷材料可确保安装梁整体的抗压、抗剪强度的同时，其抗腐性及抗氧化能力可有效延迟安装梁的使用寿命。安装梁更可采用横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状中任意一种中空结构的梁，可有效减轻安装梁自身的重量的同时，节约制造安装梁的材料。

[0155] 在一实施例中，安装梁可选用矿物材料制成，如采用大理石材质制成的安装梁，大理石材质质地坚硬，成本低廉，大理石材质可确保安装梁整体的抗压、抗剪强度。

[0156] 请继续参阅图1，如图1所示，所述刮刀主体121的顶端固定于所述安装梁11上，在一实施例中，所述刮刀主体121与安装梁11之间的固定连接方式可以采用螺丝连接，即安装梁11和刮刀主体121上各设有螺纹孔，刮刀主体121通过螺丝固定连接安装梁11。刮刀主体121与安装梁11之间采用螺丝连接，不仅具有拆装便利的优势，更可利用该优势实现刮刀主体121的可替换性，即，可在不更换安装梁11的情形下，根据3D打印的要求、3D打印机的构造或者容脂槽中树脂的特性而选配相应的刮刀主体121及刀刃122。另外，刮刀主体121可采用与安装梁11不相同的材质制成，或者刮刀主体121也可采用与安装梁11相同的材质制成，制作材质可例如采用纤维增强复合材料、合金材料、陶瓷材料或矿物材料其中任意一种高强度材质制成，此处不以此为限。

[0157] 在一些实施例中，安装梁11与刮刀主体121采用相同材质制成，相同材质的安装梁11与刮刀主体121的强度、模量及线膨胀系统均相同，从而可避免安装梁11与刮刀主体121在3D打印机工作过程中，受温度或受外力的作用而产生不同程度的变形，从而造成安装梁
11与刮刀主体121的损伤。

[0158] 所述刮刀主体121与安装梁11的连接方式可还可以为卡扣连接、铆接或其他连接方式。

[0159] 在一实施例中，刮刀主体121与安装梁11可为一体成型结构，即采用同一块材料通过高精度机械加工设备生产出的整体式结构，比如由CNC(Computer Numerical Control，计算机数字控制机床，也可简称为数控机床)技术生产出的整体式结构，由于一提加工成型无需装配，所以通过对其上下表面的加工，可以保证两个平面的平面度和平行度，提高结构的整体精度，且易于加工，不易变形，其重量也较轻。

[0160] 所述刀刃122设置在刮刀主体121的底端，所述刮刀组件12的刮刀主体121与刀刃122可设置为一体成型结构，或者为相独立的组装结构。

[0161] 在一实施例中，刀刃122与刮刀主体121为一体成型结构，其中，刮刀主体121为板状结构，刮刀主体121与刀刃122可采用不同材质制成，例如，刮刀主体121采用纤维增强复合材料(如采用高分子碳纤维)制成，刀刃122采用合金材料(如采用316L不锈钢材质，316L不锈钢具有良好的耐腐蚀性，耐高温、抗蠕变性能；再如，采用7075航空铝合金材质，7075航空铝合金做了硬质氧化，具有耐心性，表面比较硬，材质本身比较轻)制成。刀刃122可采用镶嵌工艺设于刮刀主体121上，具体地，刮刀主体121和刀刃122制成一体成型结构时，在刮刀主体121浇筑入模型但未成型之前，将刀刃122镶嵌于制造刮刀主体121的模具中，待刮刀主体121成型后，在对刀刃122进行刃口平整度的加工工艺，其中，采用纤维增强复合材料(如采用高分子碳纤维)制成的刮刀主体121可有效减轻刮刀主腔体的自身重量，降低刮刀主体121对刀刃122的负荷，从而降低刀刃122中段的坍塌变形概率。

[0162] 在一实施例中，刀刃122与刮刀主体121为一体成型结构，其中，刮刀主体121与刀刃122可采用相同材质制作而成，如刮刀主体121与刀刃122采用不锈钢材质制成，例如316L不锈钢材质，但并不以此为限，再如刮刀主体121与刀刃122可采用7075航空铝合金材质，7075航空铝合金材质具有质量较轻(密度约2.8)、表面比较硬、强度高、耐磨性好、抗腐蚀性能强、抗氧化性佳等优点。刮刀主体121与刀刃122采用同材质一体制作，制作工艺更为简单且可确保刀刃122与刮刀主体121的稳定性。

[0163] 在一实施例中，刀刃122与刮刀主体121为分立的部件，刀刃122可通过一定的固定连接方式与刮刀主体121连接。例如，刀刃122与刮刀主体121可通过一套接件套设在一起，该套接件设置于刮刀主体121内，安装刀刃122时，刀刃122受外部冲击力使得刀刃122的安装部契合于套接件内以使刀刃122套设于刮刀主体121上。

[0164] 在某些实施方式中，所述刮刀主体121为第一热传导材料，所述刀刃122为固定于所述刮刀主体121上的第二热传导材料。

[0165] 在采用顶面曝光的3D打印中，通常打印基准面预设在待固化材料与空气的分界面，完成一层固化后由Z轴驱动机构带动构件平台和附着其上的固化层下降，以填充形成新的预打印层。以此类推，经过多次填充、照射，各固化层累积在构件板上以得到3D物件。

[0166] 在现有的生产应用中，所述涂覆装置10用于在每一层打印中在完成对上一分层图像以预设图案固化后，以下一分层图像对应的层厚将构件平台下降后形成的间隙通过负压腔13吸附的待固化材料进行填充，同时以刀刃122修整打印基准面上高出的多余打印原料，使得打印面平整。通常，在打印中，由涂覆装置10对下一打印面进行调整的时间在整个打印过冲占据较长的时间，通常为整个加工工艺中一半以上的时长。所述刮刀主体121内部的控温腔14中通有控温液体，可用于在进行涂覆的时间区间内，对涂覆形成的待固化层的打印原料的温度进行调节。所述控温腔14内的液体可基于所述刮刀主体121的热传导改变所述负压腔13内吸附的光固化材料的温度，也可基于所述刀刃122的热传导改变所述刀刃122进行修整的自由液面或膏状打印原料的上表面的温度。

[0167] 一般来说，所述刀刃122与所述负压腔13所接触的待固化材料接触时长不同，即所述控温腔14内的液体基于刮刀主体121与刀刃122分别调整负压腔13内光固化材料与刀刃122接触的待固化材料时，分别通过刮刀主体121和刀刃122进行热传导的待固化材料的受热或制冷时长不同。

[0168] 通常在涂覆过程中，所述刮刀组件顺应所述安装梁滑移部沿着容器两侧的导轨移动，所述刮刀主体121与刀刃122由此涂覆经由容器的一端至另一端，则涂覆面积可覆盖打印的辐射区域。在此涂覆工作状态下，顺应涂覆装置10整体的运动，所述刀刃122与其所接触的待固化材料处于相对运动的状态；而由负压腔13吸附的光固化材料在打印基准面上存在凹陷时从负压腔13中落下以填平打印基准面，通常打印基准面上的凹陷部分体积在待打印层体积中占比很小，刮刀组件在工作中大部分时长通过刀刃122对打印基准面进行修整，负压腔13中用于实现填平的待固化材料容量较小，则所述负压腔13中光固化材料的流动更换较慢。即负压腔13内的光固化材料通常对应较长的加热或制冷时间，而由刀刃122进行加热或制冷的待固化材料需要在短时间内实该温度改变。

[0169] 一般来说，不同材料的导热系数不同即热阻不同，对于由多层不同热阻组成的介质，其总热阻为各层热阻之和。热阻即为导热系数的倒数，即对于多层材料组成的介质，各层的导热系数越大(或各层的热阻越小)，该介质的总导热系数越大，则越有利于温度的即时改变。对负压腔13与刀刃122分别接触的待固化材料，在刮刀主体121与刀刃122采用不同热传导材料时则传热效率不同。

[0170] 在一实现方式中，所述刮刀主体121采用纤维增强复合材料(如采用高分子碳纤维)制成以保证整体强度的同时降低自身重量，刀刃122采用金属材料制成，此时，套接件可采用钢套；所述金属材料可以是铜、铝或铁等。通常来说，金属材料具有较高的导热系数，基于此设置，所述刀刃122可对其接触的待固化材料实现更敏捷的控温。当然，上述刮刀主体
121和刀刃122的材质仅为示例性说明，此处刮刀主体121和刀刃122的材质不以此为限。

[0171] 在某些实施方式中，所述刀刃上设置有用于加热或制冷的加热片或TEC(Thermo Electric Cooler，半导体制冷器，简称TEC)。在具体实现方式上，所述加热片或TEC可以为设置在所述刀刃内部，紧贴于所述刀刃的下表面金属层，用于实现所述加热片或TEC与所述刀刃的热量交换，在涂覆状态下通过控温源与刀刃的直接接触使得热传导效率进一步提
高，则可在涂覆状态下对打印基准面的树脂实现更有效的控温。

[0172] 所述加热或制冷的状态基于对打印基准面的待固化材料的预设温度区间而定，而不以控温的加热片或TEC的通用用途为限制。例如，当对所述待固化材料的温度预设值处于所述加热片工作的温度范围，当所述待固化材料在涂覆前的温度高于温度预设值，所述加热片在涂覆过程中通过刀刃实现对待固化材料的制冷，反之，当待固化材料温度低于预设值，所述加热片在涂覆过程中实现对待固化材料的加热。又如，所述TEC可用于实现加热或制冷，在一种实现方式中，改变通过TEC器件电流的方向，可使TEC的加热面改变为制冷面、制冷面改变为加热面，即实现对刀刃的加热或制冷。

[0173] 所述加热片或TEC电性连接所述3D打印设备的控制装置，所述控制装置基于对打印基准面的待固化材料温度的设置对所述加热片或TEC所通过的电流大小、方向等进行调整。

[0174] 又或者，在另一些实施例中，所述涂覆装置的刮刀刀刃上固定连接有加热片或TEC，基于所述加热片或TEC的加热或制冷，使得所述刀刃温度相应上升或下降，由于刀刃本身通常为具有良好热传导性的金属材料，即所述打印基准面与加热片或TEC之间的热传导材料导热系数较高，对应具有良好的热传导效率，即可实现对打印基准面的敏捷控温。应当认为，在所述刮刀中不设置有控温腔的情形下，所述涂覆装置也能实现良好的控温效果。在具体实现方式上，所述刮刀包括涂覆装置中包括安装梁与刮刀组件，所述刮刀组件包括刮刀主体、刀刃与负压腔。所述刀刃上固定由用于加热或制冷的加热片或TEC，在一种实现方式中，所述加热片或TEC电性连接所述3D打印设备的控制装置，所述控制装置基于对打印基准面的待固化材料温度的设置对所述加热片或TEC所通过的电流大小、方向等进行调整。

[0175] 请继续参阅图1，所述负压腔13连通一负压源，在某些实施方式中，所述负压源可以设置为一真空泵。在具体实现方式上，如图1所示，所述负压源通过一管路16连接负压腔空间，在刮刀组件12进行刮涂或涂覆运动时真空泵保持抽气工作，把真空泵调到一定的压力后，未被固化的材料在所述负压源的负压作用下被吸附到负压腔空间中，而后将负压腔13中的光固化材料涂覆到构件平台与打印基准面间，并消除待固化材料中产生的气泡。

[0176] 在某些实施方式中，所述负压源可以通过一列设置的多根管路连接至负压腔，所述管路结构与负压腔连通的空间与所述控温腔相对隔离。

[0177] 在某些实施方式中，所述负压腔中还配置有传感器，所述传感器可实时监测负压腔中真空泵的真空度并将真空度信息反馈至所述控制装置，藉以调节真空泵的工作，以实现刮涂过程中负压腔内负压的稳定。

[0178] 所述控温腔设置有液体入口及液体出口，用于流通控温液体。所述控温液体经热源加热处理或经冷源制冷处理，通过对所述控温液体的控制即可改变所述刮刀主体与刀刃的温度，继而对负压腔和刀刃分别接触的待固化材料的温度进行调节。

[0179] 在一实施例中，所述控温腔设置为部分环绕所述负压腔的构造，如图1所示，所述控温腔14在横截面上呈现为U型结构，所述U型结构环绕所述负压腔13，即可扩大对所述负压腔13内光固化材料进行热传导的横截面，以增加传热效率。

[0180] 在常见的基于顶面曝光的打印设备中，容器中打印基准面的光固化材料直接接触的介质主要为导热系数约为0.026的空气，光固化材料与外界进行热量交换的效率低下。同时，对于通过在容器侧壁中设置控温层如可加热铝板对容器内的光固化材料进行控温的方式，通常来说树脂是最为常见的打印材料，其导热系数约为0.2，对于容器中自由液面的树脂即打印基准面的树脂，以容器侧壁为控温源时其热量交换需要由容器侧壁的树脂实现，由于树脂本身较低的导热性，打印基准面处的待固化树脂温度改变速率较慢。

[0181] 在本申请提供的实施例中，所述控温液体选择为具有较大的导热系数的液态材料，以在更短的时间内将控温液体的热量传递至所述刮刀主体与刀刃，或者在更短时间内冷却所述刮刀主体与刀刃。在某些实施方式中，所述控温液体可以是具有良好导热性的水。
水的导热系数约为0.5～0.7，通过经加热或冷制的水对刮刀主体与刀刃控温，即可有效实现对待固化层温度的改变。

[0182] 如图4所示，所述液体入口141与液体出口142分别设置在所述刮刀主体121两端，在控温腔外经加热或制冷处理的控温液体从刮刀主体121一侧的液体入口141进入控温腔。

[0183] 所述控温液体经热源加热或经冷源制冷处理，在控温腔中流通的控温液体即作为对打印面树脂的温度进行调节的控温源。在某些实施方式中，所述控温液体在控温腔外部储存在控温液体储存箱中经由控温装置对进行温度调整。

[0184] 在某些实施方式中，所述控温机构的控温液体构成循环控温系统，从所述控温腔的液体出口142流出的液体经过管道循环至所述控温液体储存箱中。

[0185] 在本申请的一实现方式中，所述冷源与热源即控温液体的控温装置可设置为半导体制冷片，在半导体制冷片的制热端还可设置散热片。在控温液体储存箱中，通过半导体制冷片对液体制冷后或加热将冷却或加热至预设的温度区间的液体从液体入口导141入所述控温腔中。

[0186] 在一种实现方式中，直接对控温液体进行加热或制冷的控温源可以为导温板，改变通过半导体热电致冷器件电流的方向，可使半导体热电致冷器件的加热面改变为制冷面、制冷面改变为加热面，实现对控温板的加热或制冷，进而将对于控温板接触的液体进行加热或制冷，形成可流通至控温腔内的控温液体。

[0187] 在另一实现方式中，所述对控温液体进行冷却的装置可以是压缩机制冷装置，对液体的加热装置可以是电磁加热装置。

[0188] 在某些实施方式中，所述控温液体的控温装置与所述3D打印设备的控制装置联动，所述控温装置由所述3D打印设备的控制装置控制其温度设置，所述控制装置可根据预设的打印信息，如切片图像的面积，其所控制的能量辐射装置的辐射光的光照强度、频率和时长来预先确定容器底部升温的温度区间。

[0189] 在某些实施方式中，如图4所示，所述控温腔的液体入口141连通有一流速控制设备17，所述流速设备电性连接所述3D打印设备的控制装置。所述流速控制设备17可以是泵，用于将经过加热或制冷的控温液体顺应液体入口141抽吸进入控温腔中，所述泵串联在液体入口141的管道上以实现对流速的控制。所述泵可设置为离心泵、管道泵等，由所述3D打印设备的控制装置控制泵的转速，进而控制所述控温腔中的液体流动的速度，即可改变所述控温腔对打印基准面的待固化层的传热效率。基于热传导的傅里叶定律可知，与传输方向相垂直的单位面积上的热流速率与该方向上的温度梯度成正比，当控温液体的流速很小时，所述控温腔内的控温液体的温度逐渐趋近于刮刀主体121和刀刃122的温度，则热传导的速率降低；反之，具有较大传输速度即流速的液体可更快的实现对刮刀主体121和刀刃122的温度改变，即可更好的实现对待固化材料的温度调整。

[0190] 在某些实施方式中，所述液体出口也设置有一流速控制设备，所述流速控制设备可用于控制液体出口处液体从所述腔体中流出的速度。所述流速控制设备可以是一液体流速调节阀，在控温腔工作状态下，所述液体流速调节阀控制从控温腔流出的液体流速与从液体入口进入控温腔的液体流速相等。

[0191] 在某些实施方式中，所述液体出口处设置有一水阀，在控温腔中为未填充控温液体的空腔下从所述液体入口向控温腔内注入液体时，所述水阀处于关闭状态，至所述控温腔内的液面高度到达副腔中预设的液位时开启所述水阀，使控温腔中的控温液体的补充与流溢处于平衡状态。

[0192] 在某些实施方式中，所述控温腔的液体出口设置有温度传感器。所述温度传感器感测在液体出口的温度，所述对控温液体加热的控温装置控制在液体入口的液体温度，即可得知由所述控温装置带走的或吸收的热量。所述温度传感器电性连接所述流速控制设备，所述流速控制设备例如为泵。

[0193] 所述流速控制设备电性连接所述3D打印设备的控制装置，所述温度传感器电性连接所述流速控制设备，在某些实施方式中，所述温度传感器的感测温度反馈至所述控制装置处，控制装置根据被带走或吸收的热量信息对所述液体入口的流速控制设备的流速进行控制。

[0194] 所述控温液体的控温装置由所述控制装置控制，在某些实施方式中，所述温度传感器与控温装置及液体入口的流速控制设备通过主控线路板联动，通过所述控制装置可实现对控温机构的液体流速与控温液体温度的控制，并实时接收温度传感器的感测温度以实现控温的反馈。

[0195] 在某些实施方式中，所述负压腔上设置有温度传感器，所述温度传感器可实时感测所述负压腔内光固化材料的温度。所述负压腔内的温度传感器与所述流速控制设备电性连接，基于对所述负压腔温度及温度变化速率的测量，可根据对负压腔内待固化材料的预设温度，所述流速控制设备对通入控温腔的液体流速进行调整。

[0196] 在某些实施方式中，所述负压腔内的温度传感器与控温装置及液体入口的流速控制设备通过主控线路板联动，由3D打印设备的控制装置对控温装置与流速控制设备进行控制，控制装置获取负压腔内的温度与温度变化速率，对控温液体的温度和在控温腔中流速进行调节。

[0197] 在某些实施方式中，所述刀刃上设置有温度传感器，可用于实时感测刀刃上的温度及温度变化速率。所述刀刃上的温度传感器与所述流速控制设备电性连接，由此流速控制设备可接收在不同流速下对刀刃的温度改变的反馈，基于对刀刃温度的预设值与实际值进行流速调整。

[0198] 在某些实施方式中，所述刀刃上的温度传感器与控温装置及液体入口的流速控制设备通过主控线路板联动，由3D打印设备的控制装置对控温装置与流速控制设备进行控制，控制装置获取刀刃的温度与温度变化速率，对控温液体的温度和在控温腔中流速进行调节。

[0199] 所述控制装置依据获得的所述打印基准面的温度信息调节所述控温腔内流通的控温液体的温度或/及流速以调节所述打印基准面的温度。

[0200] 在某些实施方式中，所述控制装置通过获取上一时刻、当前时刻、或下一时刻中的任一时刻的能量辐射强度获得所述打印基准面的温度信息。

[0201] 在一种实施方式中，所述时刻可以是所述3D打印设备对一个分层的切片图形完全固化为一个时刻；从形成该固化层开始，该图案固化层在构件平台的带动下下降并由所述涂覆装置进行涂覆，在进行一下分层切片进行固化至该切片固化成型为下一时刻；又或者，对一个分层切片图形从开始固化至固化完成并由构件平台带动下降，涂覆装置完成对打印基准面的填充和抚平为一个时刻，下一时刻则对下一分层切片图形开始固化至固化层下沉后涂覆装置完成对打印基准面的涂覆。所述控制装置可获取每一时刻的能量辐射强度信息，例如由能量辐射装置辐射的辐射强度、辐射时长、辐射频率的可由控制装置获取，基于对所述容器底辐射的能量信息的处理，可预知容器内待固化材料上表面即打印基准面的辐射区域所接收的热量信息，从而获知所述容器中打印基准面的平均温度所处的温度区间。

[0202] 所述控制装置基于所获得的连续的打印时刻的能量辐射强度信息，进而对所述控温腔内的控温液体的温度或流速进行调节以控制所述打印基准面的温度，当然，也可同时对控温液体的流速与温度进行调节。针对于所述打印基准面的待固化材料制冷或制热的需求，所述控温液体的温度可由所述控制装置进行调节，并且还可通过调节流速以改变传热效率。

[0203] 以对所述打印基准面的待固化材料需要加热为例进行说明，例如，当所述容器在上一时刻能量辐射装置所辐射的能量总量较小且容器内待固化材料温度较低时，固化速率较低且待固化材料黏度较高，需要对下一待固化层升温以增加待固化材料的流动性以帮助形成新的待固化层，并使得固化反应在适宜的温度下进行以确保固化效率。所述控制装置可通过增加控温液体流速、增加控温液体温度、或在增加控温液体温度的同时增加液体流速，以提高传热效率。在涂覆过程中通过刀刃对抚平的待固化材料进行加热，同时对打印基准面凹陷的部分由负压腔内已被加热的待固化材料进行填充，从而形成在预设的温度区间内的待固化层，以开启对下一预设的分层图像的固化；

[0204] 所述控温腔的或液体出口处设置有温度传感器，由所述温度传感器感测的温度联动传输至所述控制装置，所述控制装置获取由所述控温液体带走的热量值，如当获知液体出口处的控温液体的温度与流速，即可获得控温液体从容器底传递或吸收的热量。又或者，所述控温腔的刀刃或负压腔内设置有温度传感器，所述温度传感器可即时反馈在涂覆中形成的待固化层的温度与温度的变化速率，所述控制装置根据上一时刻、当前时刻或下一时刻中的能量辐射强度信息，可获知能量辐射装置对容器内待固化材料表面辐射的热量值，进而确定需由所述控温腔进行的热量补充，并根据所述温度传感器的反馈对加热效果进行监控，以对当前时刻的控温液体的温度和流速及时调整，当然可选择为保持上一时刻的温度与流速。

[0205] 在某些实施方式中，所述一个时刻可代表进行多次分层固化的时长区间。例如，所述控制装置获取每打印3层切片图形所辐射的能量；对每3层切片图形，从第一打印层开始固化完成至下沉后涂覆装置抚平打印基准面，继而第二打印层固化完成下沉并涂覆形成新的待固化层，第三打印层固化完成至涂覆装置抚平打印基准面，基于对每一个时刻获取的能量辐射强度信息，所述控制装置可获得容器底的在每一时刻内接收的热辐射与每一时刻对应的上一时刻的容器内打印基准面接收的能量辐射装置所辐射的能量信息，及上一时刻中由所述控温机构的控温液体所传输的热量，以对当前时刻中的控温液体的流速、温度中至少一者进行调整，当然获取辐射强度信息与控温机构的热量传输信息后不需对控温液体的流速与温度进行改变时可继续保持上一时刻的控温参数。当然，所述每一时刻包含的打印层数也可以是2层、4层等，也可在打印中对不同打印阶段由所述控制装置进行调整。一般来说，3D打印中每一层的层高约在25～300μm，则对于尺度较大且各部分打印精度要求不同的构件，在不同的高度范围内所述控制装置可选择将每一时刻定义为包含了不同层数的时长区间。应当认为，上述每一时刻中包含的打印层数仅作为对一些实施例的说明，而不以此为限制。

[0206] 在某些实施方式中，所述控制装置通过获取能量辐射装置在上一时刻、当前时刻、或下一时刻投射的3D构件的模型分层图像的扫描光斑能量或/及掩模图形在整个打印幅面中的占比获得所述打印基准面的温度信息。

[0207] 所述3D打印构件的分层图像也即切片图形，所述切片图形是预先基于3D构件模型沿Z轴方向(即沿高度方向)进行横截划分而得到的，其中，在每相邻横截划分所形成的横截面层上形成由3D构件模型的轮廓所勾勒的分层图像，在所述横截面层足够薄的情况下，我们认定所述横截面层上横截表面和下横截表面的轮廓线是一致的。3D打印设备将按照切片图形逐层固化光固化材料，并累积成对应模型的3D构件。对基于面投影的3D打印设备，各切片图形需描述成分层图像。对基于扫描照射的3D打印设备，各切片图形用扫描路径上的坐标数据描述。

[0208] 所述扫描光斑能量即在SLA设备中形成打印的扫描路径中路径光斑对应的辐射能量。为了提高3D打印构件，特别是外表面的清晰度，在前处理的计算机设备预设有专为扫描横截面图形的轮廓而定义的组合光斑。其中，所述组合光斑可以是预设的固定光斑组合。例如，所述组合光斑由多个同一尺寸等级的光斑组成的，或由多个尺寸等级的光斑组成的。其中，所述光斑是指光固化打印设备中的光源经透镜组扩束和经振镜组改变光路投射到目标固化平面所形成的光斑。不同尺寸等级的光斑直径应有明显差别。不同的光固化打印设备可自行定义或按照行业/产品标准在各尺寸等级中设定对应的光斑尺寸(如光斑直径)，也可以针对各尺寸等级设置统一的光斑尺寸。其中，所述光斑尺寸可以按照光束垂直投射到目标固化平面时的光斑直径而定，光束垂直照射到目标固化平面和光束倾斜照射到目标固化平面的尺寸略有不同，但在本申请中并不因此而表示光斑尺寸等级有所改变。

[0209] 在固化进行的不同时刻，所述SLA设备的能量辐射装置的激光束在打印基准面上的辐射位置随着扫描路径移动。在对一个分层图像的固化中，所述激光发射器受控的提高激光束的功率或降低激光束的功率，则扫描路径上不同光斑对应的辐射能量可能不同。通过获取在不同时刻的光斑能量，即可获知所述打印基准面上获取的总辐射量信息，并基于扫描路径上不同光斑位置与时间的对应关系，可获知分层图像上不同区域的辐射量。通过由模型分层图像的扫描光斑能量获得的打印基准面温度信息，在某些实施状态下，如当某一区域的光斑能量密度较大，在打印中可能局部过热，在固化完成后，所述控制装置控制所述控温腔在涂覆过程中对待固化层进行冷却，以使得固化过程在适宜的温度下进行；又或当扫描光斑能量较低且容器中待固化材料温度也较低时，可控制对所述控温液体进行升温以在涂覆中对新形成的待固化层加热。

[0210] 所述控制装置通过获取上一时刻、当前时刻、或下一时刻对应的分层图像的扫描光斑能量，即可获知所述能量辐射装置在对该分层进行固化时所辐射的能量与分层图像上的辐射能量分布。通过获取所述扫描光斑能量，所述控制装置可获取整个打印区域内的平均辐射量与局部光斑点的辐射量，并推知在固化中的打印层的平均升温与局部升温的数值范围。

[0211] 在具体的实现方式中，所述控制装置还根据打印层层厚控制控制能量辐射装置照射图像的能量、灰度和时长中的至少一种。控制装置预设层厚与照射图像的能量或灰度之间的对应关系，例如，在基于顶面激光扫描的SLA设备中，所述能量辐射装置包括激光发射器，则所述控制装置根据层厚与能量的对应关系控制激光发射器的输出功率。又如，在基于顶面投影的DLP设备中，所述能量辐射装置包含光源阵列和DMD芯片，则所述控制装置根据层厚与灰度的对应关系控制光源阵列中照射图像的各光源灰度。所述控制装置中还可以预设有层厚与照射时长的对应关系、或者层厚与能量和照射时长的对应关系、层厚与灰度和照射时长的对应关系，并根据当前层的层厚对曝光装置照射图像进行控制。在此，所述对应关系包括但不限于：对照表式对应，或预先构建调整函数等。

[0212] 在某些实现方式中，所述控制装置通过获取能量辐射装置在上一时刻、当前时刻、或下一时刻投射的3D构件的模型分层图像的掩模图形在整个打印幅面中的占比获得所述打印基准面的温度信息。

[0213] 所述掩模图形即分层图像的打印图像，在对该切片完成固化后所述掩模图形即该分层对应的打印构件的实体，所述掩模图像可用于指示该切片对应的能量辐射装置的辐射能量。对于不同类型的能量装置，如对基于顶部激光扫描的SLA设备，其能量辐射装置中包括激光发射器，所述控制装置根据所述切片的层厚与掩模图像控制激光的发射功率，所述掩模图像即为激光发射器的扫描激光的路径形成的图像；对于顶面投影的DLP设备，其能量辐射装置包括光源阵列和DMD芯片，所述掩模图像为由投影装置一次性或分块地投射到打印基准面上的图像，由所述掩模图像与切片层厚和能量的对应关系，或者掩模图像与切片层厚和照射时长的关系，所述控制装置以当前的层厚对能量辐射装置的照射图像进行控制，控制能量辐射装置对应辐射的能量。

[0214] 在具体实现方式上，在对控温腔内控温液体的控温参数即流速和温度进行调整时，所述控制装置根据获取的上一时刻、当前时刻、或下一时刻的分层图像对应的掩模图形，确定能量辐射装置辐射的能量继而对控温液体的控温参数进行调整。通常来说，对于掩模图形较大的切片，所述掩模图形在打印基准面的辐射区域内的面积占比也比较大，即所述容器底被激光扫描或投影光照的区域的面积占比较大，对应打印中的发热区域在容器底占比较大，在实际打印中，例如，以顶面激光扫描的SLA设备为例，所述控制装置获取的上一时刻、当前时刻与下一时刻的构件模型分层图像的掩模图形对应的面积均较大时，所述能量辐射装置的扫描路径较为密集，对应的打印基准面接收的辐射能量值较高，所述控制装置基于该温度信息增加控温液体与容器底的温差，如在需要降温的状态下降低控温液体的温度，在需要对容器底升温时增加控温液体的温度，或增加控温液体的流速，又或同时增加控温液体与待固化材料的温差并增加流速。所述每一时刻可对应为一个分层图像进行固化并涂覆形成新的待固化层的时长区间，当然也可以为数个分层图像的固化，所述控制装置可根据温度调整速度的需要，在不同的高度范围内对一个时刻选择为不同数量的分层图像固化的时长区间。即所述每一时刻对应的切片图像的掩模图形基于控制装置的设置可以为单个掩模图形，也可包括多个掩模图形。

[0215] 应当理解，所述控温腔内始终连通有控温液体，在涂覆装置对每一层固化后进行涂覆的过程中，所述控温腔也在对待固化层进行温度调整。当所述一个时刻为包括多个分层图像的固化时，在从上一时刻所述控制装置对控温液体控温参数调整至当前时刻控温参数被调整，其中被固化的多个分层图像对应的待固化层，是设置以相同的控温液体参数在涂覆中实现控温。

[0216] 在某些实施方式中，所述控制装置通过获取能量辐射装置在上一时刻、当前时刻、或下一时刻的模型分层图像的扫描光斑能量与掩模图形在整个打印幅面中的占比获得所述打印基准面的温度信息。对于每一分层切片，通过其掩模图形与扫描光斑能量与分层厚度对应的能量辐射强度的对应关系，或者掩模图形与扫描光斑能量与分层厚度对应的辐射时长的对应关系，或掩模图形与扫描光斑能量与分层厚度对应的能量辐射强度、时长的对应关系，在该打印基准面处由控制装置控制能量辐射装置按照对应的层厚、分层图像及图像上不同路径点的扫描光斑能量信息辐射相应的能量将其固化。

[0217] 基于对每一时刻中模型分层图像的扫描光斑能量与掩模图形确定的能量辐射装置的热量信息获得容器底的温度信息，所述温度信息中包括了在当前时刻中打印基准面的辐射区域接收的辐射总量，打印基准面的辐射区域中被实际被照射的区域即掩模图形对应的区域与实际照射区域中各光斑点的能量强度，所述控制装置可获得该时刻中打印基准面的辐射总量与可能出现局部升温的区域，并通过获取上一时刻以及下一时刻的温度信息，确定当前时刻对所述控温机构中控温液体的温度与流速的调整。

[0218] 在某些实施方式中，所述控制装置还可基于当前时刻获得的温度信息对所述时刻的时长区间进行调整。例如，对于将多个分层图像的固化与对打印基准面的抚平与填充的过程作为一个时刻计量的控制装置，在获取所述容器底的温度信息与控温机构中由温度传感器所获得的对容器底的温度改变信息之后，在发现某一时刻如下一时刻的分层图像对应较大的掩模图像或较高的光斑能量，则打印中温度改变较快，所述控制装置可将一个时刻调整为缩短的时长区间如每一时刻为对一个分层图像以其对应层厚的固化与一次涂覆，以增加对所述打印基准面温度改变的监控，对容器底的控温及时调整使其保持在预期的温度区间。

[0219] 在某些实施方式中，所述控制装置通过在所述能量辐射装置所投射的基于面投射的光辐射的光路路径上捕捉并检测能量辐射强度，以及检测所述能量辐射装置在投射所检测能量辐射强度时的照射参数获得所述打印基准面的温度信息。

[0220] 具体地，所述光辐射强度是通过抽检而得到的。例如，技术人员在3D打印机未打印3D构件期间利用手持式光强度检测器捕捉投影装置在打印基准面上以面投射方式照射的
光辐射中的一部分光辐射强度，同时记录的还有对应的照射参数。其中，所述光辐射强度主要指光辐射的能量密度。所述照射参数是指影响投影装置输出光辐射强度的参数，例如，光源驱动单元的供电电流、供电电压，图像投射单元中开关阵列中各控制点的PWM或液晶阵列中各控制点的电场电压、或用以提供所述电场电压的电流等。

[0221] 或者，由装配在光学系统中的光检测装置和照射参数检测装置来获取的光辐射强度及其照射参数。例如，在未打印期间，控制投影装置以面投射方式投射光辐射，自所投射的区域内抽检一个或多个光辐射强度。当检测出多个光辐射强度时，所得到的各光辐射强度可由控制装置进行均衡筛选以防止所抽检的光辐射强度包含异常数据。例如，控制装置接收到多个检测的光辐射强度，对其进行均值处理并以所得到的光辐射强度均值作为所依据的光辐射强度。

[0222] 在某些实施方式中，先改变所述基于面投射的光辐射的出射路径内光辐射的路径，而后在改变路径后的光路上捕捉光辐射强度。在具体的实现方式上，所述光检测装置中还包含位于所述光感应器之前的光路上的光路改变单元，其用于自所述投影装置的以面投射方式投射出的光辐射中捕捉部分光辐射并改变所捕捉并光辐射的光路。所述光路改变单元包括漫射镜、反射镜、棱镜等，以及支撑镜体的支撑结构。所述光路改变单元可固定在投影装置的投影区域内，以将所抽检的一部分光辐射转射至光感应器所在位置。在此光感应器可位于投影区域之外，有效减少其对投影装置在投射分层图像时的干扰。

[0223] 在改变路径后的光路上捕捉光辐射强度时，将光感应器装配在光路改变单元的出射光路侧，以捕捉所接收的光辐射强度。

[0224] 进一步地，为了防止光检测装置在任何情况下对光辐射的阻碍或不必要减弱(如分光)，所述光检测装置还包括：移动机构(未予以图示)。所述移动机构可单独装配光感应器或光路改变单元。在一种具体示例中，所述光检测装置包括移动机构及装配在该移动机构上的光感应器。在此，该移动机构可包括伸缩结构及固设在所述伸缩结构活动端的基座，其中，所述伸缩结构固定在所述投影装置投射区域之外且在伸展状态时其活动端可位于所述投射区域内，对应的安装在所述基座上的光感应器将捕捉投射区域内的光辐射，其中所述伸缩结构举例包含限位槽和嵌在所述限位槽中的活动杆，所述基座固设在活动杆的活动端。该移动机构还可以包括轨道、设置在轨道上的制动结构以及位于所述制动结构上的基座，其中，所述轨道位于投影装置的投射区域之外，且所述基座具有延伸臂，所述光感应器位于延伸臂上，当制动结构带动基座移动至投射区域附近时，所述光感应器可伸入该投射区域内采集光感应信号。当所述光学系统未处于打印状态时，可由技术人操控/定时自动启动投影装置和光检测装置使得投影装置以面投影方式发出光辐射并由光检测装置抽检至
少一处光辐射强度。

[0225] 在另一种具体示例中，所述光检测装置包含移动机构及装配在该移动机构上的光路改变单元，对应的光感应器固设于光路改变单元的出射光路上。在此，该移动机构可包括伸缩结构及固设在所述伸缩结构活动端的基座，所述伸缩结构固定在所述投影装置投射区域之外且在伸展状态时其活动端可位于所述投射区域内，其中安装在所述基座上的光路改变单元将捕捉投射区域内的光辐射并改变其光路使其投射到光感应器上，其中所述伸缩结构举例包含限位槽和嵌在所述限位槽中的活动杆，所述基座固设在活动杆的活动端。该移动机构还可以包括轨道、设置在轨道上的制动结构以及位于所述制动结构上的基座，其中，所述轨道位于投影装置的投射区域之外，且所述基座具有延伸臂，所述光路改变单元位于延伸臂上，当制动结构带动基座移动至投射区域附近时，所述光路改变单元可伸入该投射区域内并改变一部分光辐射的光路使其投射到光感应器上。当所述光学系统未处于打印状态时，可由技术人操控/定时自动启动投影装置和光检测装置使得投影装置以面投影方式发出光辐射并由光检测装置抽检至少一处光辐射强度。

[0226] 在又一具体示例中，所述光检测装置包含移动机构及装配在该移动机构上的光路改变单元和光感应器。在此，所述光感应器和光路改变单元之间的间距在检测期间是确定变的。其中，所述移动机构可包括伸缩结构、和固设在所述伸缩结构上的两个基座，其中安装光路改变单元的基座固定在伸缩结构的活动侧，而安装有光感应器的基座固定在伸缩结构的固定侧，具体地，所述伸缩结构固定在所述投影装置投射区域之外且在伸展状态时其活动端可位于所述投射区域内，其中安装在所述基座上的光路改变单元将捕捉投射区域内的光辐射并改变其光路使其投射到光感应器上，其中所述伸缩结构举例包含限位槽和嵌在所述限位槽中的活动杆，两个基座分别位于限位槽和活动杆上，在检测期间，光感应器和光路改变单元之间的距离是预先确定的。需要说明的是，光路改变单元和光感应器可均通过基座固定在活动杆上以固定二者之间的距离。该移动机构还可以包括轨道、设置在轨道上的制动结构以及位于所述制动结构上的基座，其中，所述轨道位于投影装置的投射区域之外，且所述基座具有延伸臂，所述光路改变单元位于延伸臂上，当制动结构带动基座移动至投射区域附近时，所述光路改变单元可伸入该投射区域内并改变一部分光辐射的光路使其投射到光感应器上，其中，所述光感应器可位于基座本体上或也位于所述延伸臂上。当所述光学系统未处于打印状态时，可由技术人操控/定时自动启动投影装置和光检测装置使得投影装置以面投影方式发出光辐射并由光检测装置抽检至少一处光辐射强度。

[0227] 由所捕捉的光辐射强度与在捕捉光辐射强度时所述能量辐射装置的照射参数，所述控制装置可获取能量辐射装置的辐射量，用以获得所述打印基准面接收的辐射量信息。所述光辐射强度与检测中的光辐射强度中能量辐射装置的照射参数可在每一时刻中进行
一次抽检，即可得知每一时刻中打印基准面的辐射量。由所述控温腔的液体出口设置的温度传感器探知打印基准面在固有的辐射基础上与控温机构之间进行的热量传输值，即可获得所述打印基准面的温度信息；或者，通过在所述负压腔内或刀刃上设置的温度传感器，即可获得待固化层的温度信息，由所述温度信息，控制装置对控温液体的温度与流速进行调整或选择保持上一时刻的温度与流速。所述对温度与流速的调整可以是调整温度、调整流速、或同时调整温度与流速，以改变控温腔与打印基准面的传热效率以将所述打印基准面的温度控制在预设的温度区间内。

[0228] 在某些实施方式中，所述3D打印设备还包括一热成像装置，设置在所述容器上侧的预设位置，用于在所述能量辐射装置向所述打印基准面扫描光斑或投射图像期间，拍摄所述打印基准面的热度分布图像以获得所述打印基准面的温度信息。

[0229] 所述热成像装置的拍摄区域包含所述容器打印基准面的辐射区域，在某些实现方式上，所述热成像装置放置的水平面高度在所述能量辐射装置与容器内的打印基准面之间，由此热成像装置在对所述打印基准面取景时不会被能量辐射装置遮挡。所述热成像装置可与用户设备、所述控制装置、所述控温机构的流速控制设备通过一主控线路板连接，所述用户设备包括但不限于：台式电脑。

[0230] 请参阅图6，显示为本申请的3D打印设备在一实施例中的结构简化示意图。如图6所示，所述热成像装置26设置在所述容器21上方一侧的预设位置，用于在所述能量辐射装置22向所述容器21顶面投射图像期间，拍摄所打印基准面的热度分布图像以获得所述打印基准面的温度信息。所述热成像装置26的拍摄区域包含所述打印基准面，在某些实现方式上，所述热成像装置26放置的水平面高度在所述能量辐射装置22与打印基准面之间，由此热成像装置26在对所述打印基准面取景时不会被能量辐射装置22遮挡。所述热成像装置26可与用户设备、所述控制装置23、所述流速控制设备17通过一主控线路板连接，所述用户设备包括但不限于：台式电脑。

[0231] 所述热成像装置26的拍摄装置包括但不限于：照相机、摄像机、集成有镜头和CCD的摄像模块、或集成有镜头和CMOS的摄像模块等。所述拍摄装置安装在容器21上方且不影响能量辐射装置22执行固化操作的位置，例如，所述容器21的侧壁为透明结构，所述拍摄装置也可被支撑在侧面上部。

[0232] 在具体实现方式上，所述热成像装置26可以是红外热成像传感器，所述红外热成像传感器包括MEMS传感阵列、智能处理器平台、集成电源。所述MEMS传感阵列用于采集红外信号并将红外信号转换为模拟信号，在具体实现上，所述MEMS传感阵列由4×4～l920×l080个像素阵列组成，每个像素尺寸处于7um～35um之间；所述智能处理器平台用于控制MEMS传感阵列采集红外信号并且将采集到的红外信号进行数据运算、分析、控制、输出，具体的，所述智能处理器平台包括ROIC采集电路、DSP+GHJ+MCU处理器单元和系统接口，所述ROIC采集电路，连接至MEMS传感阵列，用于完成模拟信号处理、模拟数字信号转换、数字逻辑控制和数字信号输出；所述DSP+GPU+M处理器单元，连接至ROIC采集电路，用于完成图像的算法处理、智能分析、整体控制和人机操作；所述系统接口，连接至DSP+GPU+M处理器单元，用于与外部对接；所述集成电源为所述MEMS传感阵列和智能处理器平台提供电源和参考电压。

[0233] 在某些实施方式中，所述红外成像传感器的智能处理器平台可以是所述用户设备或服务器，所述服务器包括但不限于：单台服务器、服务器集群等。

[0234] 所述热成像装置26的拍摄时机可由所述控制装置23进行操控。其中，所述控制装置23可与Z轴驱动机构和能量辐射装置22相连，用以协调控制Z轴驱动机构和能量辐射装置22执行逐层固化操作。例如，所述控制装置23根据设定的时刻区间，在每一时刻中在所述控制装置23控制能量辐射装置22进行固化的激光扫描或投射图像期间，对所述打印基准面进行一次或数次拍摄，又或在完成对一个分层图像的固化，所述Z轴驱动机构带动固化层下降后在涂覆装置完成涂覆时另所述热成像装置26进行拍摄，即可获得涂覆装置控温后的打印基准面的热度分布图像，继而控制能量辐射装置22对下一分层图像进行辐射。

[0235] 通过所述热成像装置26拍摄的打印基准面的热度分布图像，即可由图像直接获知容器21底所处的温度状态，通过在不同时间对打印基准面拍摄获得的热度分布图像，还可获知打印基准面在控温腔作用下在打印中的温度改变速率，并将其及时反馈至所述控制装置23。所述控制装置23对获得的打印基准面的温度，以及获得的上一时刻、当前时刻、或下一时刻能量辐射装置22的辐射能量，对所述控温机构的控温液体温度与流速及时进行调整。

[0236] 在某些实施方式中，所述控制装置对所述控温腔的控温腔液体的温度或流速的调整，或对所述刀刃上设置的加热片或TEC的温度设置还包括获取在控制装置中预存的打印材料信息，当然，也可通过人为输入所述打印材料的材料信息。在不同的加工场景中，所述容器内盛装的打印材料可能为不同类型，如一些应用场景中为光固化树脂，在一些场景中为PLA，通常来说不同的打印材料对应不同的导热系数。在不同的打印场景中打印环境对应的适宜温度区间可能不同，同时在控温过程中容器底的打印材料接收热量传导的速率可能不同。

[0237] 所述材料信息包括但不限于：导热系数、固化温度、黏度、固化后的熔点、不同温度对应的韧性、硬度等。

[0238] 在对打印基准面的待固化材料或打印完成的固化层进行温度调节时，所述控制装置基于对不同的打印材料特性的考虑，对当前的打印材料基于获取的材料信息如导热系数、打印的适宜额温度、打印完成的固化物的适宜温度范围等，确定打印中对打印基准面设置的温度范围，并由设定的温度范围与打印基准面的温度信息如通过温度传感器反馈的温度信息，结合打印材料的传热特性对所述控温腔内流通的控温液体的流速或温度进行调
节，以确保所述打印基准面的温度处于设定的温度范围内。

[0239] 本申请还提供了一种3D打印设备的打印方法。所述3D打印设备包括盛放光固化材料的容器，构件平台，能量辐射装置，Z轴驱动机构，控制装置，以及涂覆装置。

[0240] 在某些实施方式中，所述3D打印设备可以是基于顶面曝光的DLP设备，或者为顶部激光扫描的SLA设备。

[0241] 在某些实施方式中，所述容器用于盛放光固化材料，所述光固化材料包括任何易于光固化的液态材料，其液态材料举例包括：光固化树脂液，或掺杂了粉末、颜色添加剂等混合材料的树脂液等。所掺杂的粉末材料包括但不限于：陶瓷粉末、颜色添加粉末等。

[0242] 所述容器中的相对的两侧面设置有前后延伸的水平导轨，所述水平导轨可用于架设所述涂覆装置并限制涂覆装置的运动。在某些实施方式中，所述水平导轨的在容器的侧壁上从棱边的一个端点延伸至另一端点。

[0243] 在某些实施方式中，所述水平导轨架设在所述容器上方的相对两侧，导轨延伸的长度方向覆盖所述容器的相对两侧，使得限制与导轨上运动的涂覆装置可在所述容器内从所述容器的另一对边的一边运动至另一边。

[0244] 所述能量辐射装置设置在所述容器顶部一侧的预设位置，被配置为接收到打印指令时通过控制程序向所述容器内待固化材料上表面以面投影方式或激光扫描方式辐射能量，以固化所述容器内预设固化面的液态光固化材料。

[0245] 所述能量辐射装置为基于面投影的能量辐射装置或基于扫描辐射的能量辐射装置。如基于顶面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备中，其能量辐射装置为基于面投影的投影装置，包括DMD芯片、控制器和存储模块等。

[0246] 再如常见的基于激光扫描的SLA(Stereo lithography Apparatus，立体光固化成型)设备，对于顶面曝光的SLA设备来说，其能量辐射装置为基于扫描辐射的能量辐射装置，包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组、以及控制振镜的电机等。

[0247] 所述构件平台在打印状态中位于所述容器内，用于附着经能量辐射后得到的图案固化层，以便经由所述图案固化层积累形成3D构件。

[0248] 常见的，在基于顶面曝光的设备如顶面投影的DLP设备或顶面激光扫描的SLA设备中，所述构件平台悬设于打印基准面的下方。通常，所述构件平台的材料与光固化材料不同。构件平台受3D打印设备中Z轴驱动机构的带动，沿Z轴(竖直)方向移动以便于待固化材料填充到构件平台与打印基准面之间，使得3D打印设备中的能量辐射装置可通过能量辐射照射待固化材料，使得经照射的材料固化并累积的附着在所述构件平台上。为了精准的对每层固化层的照射能量进行控制，所述构件平台及所附着的已制造的3D物体部分在完成待固化材料的表面修整后，需移动至与所述打印基准面之间间距最小值为待固化的固化层的层厚的位置。

[0249] 所述Z轴驱动机构与所述构件平台连接，被配置为依据打印指令调整所述构件平台与所述打印基准面的间距以涂覆待固化的光固化材料。

[0250] 所述Z轴驱动机构一般包括驱动单元和竖直移动单元，所述驱动单元用于驱动所述竖直移动单元，以便所述竖直移动单元带动构件平台升降移动。例如，所述驱动单元为驱动电机。所述驱动单元受控制指令控制。其中，所述控制指令包括：用于表示构件平台上升、下降或停止的方向性指令，甚至还可以包含转速/转速加速度、或扭矩/扭力等参数。如此有利于精确控制竖直移动单元的上升的距离，以实现Z轴的精准调节。在此，所述竖直移动单元举例包括一端固定在所述构件平台上的固定杆，与固定杆的另一端固定的咬合式移动组件，其中，所述咬合式移动组件受驱动单元驱动以带动固定杆竖直移动，所述咬合式移动组件举例为由齿状结构咬合的限位移动组件，如齿条等。又如，所述竖直移动单元包括：丝杆和旋接所述丝杆的定位移动结构，其中所述丝杆的两端旋接于驱动单元，所述定位移动结构的外延端固定连接到构件平台上，该定位移动结构可为滚珠丝杠。应当理解，所述Z轴通常为竖直方向，即与水平方向相垂直的方向。

[0251] 在采用不同的涂覆方式的打印中，所述构件平台可以被配置为在完成对已分层图案固化后，通过接收的指令，带动所述构件平台与附着在其上的3D打印物件部分下降为对应的下一分层图案的切片层厚。基于下降操作带来的容器内待固化材料的流动，所述涂覆装置通过吸附或填充将打印基准面进行抚平或涂覆，使得形成层厚均匀的待固化层；又或者，在完成上一分层图案的固化后，所述Z轴驱动机构根据指令带动构件平台下降一段距离使得容器内待固化材料流动，而后上升至构件平台上3D打印物件与打印基准面之间的间距为下一分层图案的切片层厚，所述涂覆装置通过吸附或填充将打印基准面进行抚平或涂覆，使得形成层厚均匀的待固化层。

[0252] 以顶面激光扫描的SLA设备为例，当所述Z轴驱动机构带动构件平台下降时，通常是为了将所述构件平台或附着在构件平台上的图案化固化层带动下降以使得待固化材料流动或经涂覆形成新的待固化层。在采用顶面曝光的3D打印中，通常打印基准面预设在待固化材料与空气的分界面，完成一层固化后由Z轴驱动机构带动构件平台和附着其上的固化层下降，以填充形成新的预打印层。以此类推，经过多次填充、照射，各固化层累积在构件板上以得到3D物件。

[0253] 所述控制装置与所述Z轴驱动机构和能量辐射装置相连，用于控制所述Z轴驱动机构和能量辐射装置打印所述三维物体。所述控制装置可包括：存储单元、处理单元、和接口单元等。

[0254] 所述存储单元包括高速随机存取存储器，并且还可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。

[0255] 所述处理单元包含一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器(ASIC)、一个或多个现场可编程逻辑阵列(FPGA)、或它们的任何组合。所述处理单元可操作地与存储器和/或非易失性存储设备耦接。更具体地，处理器可执行在存储器和/或非易失性存储设备中存储的指令以在计算设备中执行操作，诸如生成图像数据和/或将图像数据传输到电子显示器。所述处理单元一方面成为控制各装置依时序执行的工控单元，例如，所述处理单元在控制Z轴驱动机构将构件平台下降至相距打印基准面为对应分层的切片厚度的位置后，向能量辐射装置传递分层图像，待能量辐射装置完成图像照射并将容器表面的光固化材料图案化固化后，再控制Z轴驱动机构带动构件平台下降以将对应的图案固化层自打印基准面下降，形成新的待固化层。另一方面，所述处理单元在分离时，还计算分离操作中对Z轴驱动机构所施加的操作参数。以Z轴驱动机构包含驱动电机为例，驱动电机的转速越快，所述构件平台上升或下降速度越快，反之，转速越慢，所述构件平台上升或下降速度越慢。

[0256] 所述接口单元包含多个接口，各接口分别连接能量辐射装置、构件平台和Z轴驱动机构。各接口根据实际数据传输协议而被配置在控制装置上，所述处理单元与各接口可操作地耦接，以便于所述控制装置能够与上述连接能量辐射装置、构件平台和Z轴驱动机构进行交互。

[0257] 所述涂覆装置用于在逐层固化的过程中，完成一层固化后所述构件平台基于Z轴驱动机构带动下降一定高度，至构件平台与打印基准面之间形成为待打印的切片层高的间隙，并使其中填充满待固化材料。所述打印基准面即液态或膏状待固化材料的自由面，通过所述涂覆装置，使得形成新的打印层并保持打印基准面的平整，以确保层厚的均匀性，控制打印精度。

[0258] 所述涂覆装置包括安装梁、刮刀组件、负压腔以及控温腔。所述安装梁跨设于所述容器相对两侧的导轨上；所述刮刀组件设置在所述安装梁上，包括刮刀主体和刀刃；所述负压腔成型于所述刮刀主体中；所述控温腔成型于所述刮刀主体中并与所述负压腔空间隔离。

[0259] 所述刀刃设置于所述刮刀主体的底端，用于在涂覆工作状态下将所述容器中的光固化材料抚平于打印基准面上。所述负压腔成型于刮刀主体中，连通一负压源，用于在涂覆工作状态下吸附所述打印基准面上累积的光固化材料或将吸附的光固化材料涂覆与所述打印基准面上；所述控温腔成型于所述刮刀主体中并与所述负压腔空间隔离，并在控温腔内流通控温液体以调节所述负压腔内吸收的光固化材料以及所述刀刃的温度。所述涂覆装置在对进行对一个分层图像打印形成对应的图案固化层后，在构件平台下降形成新的待固化层中对待固化材料在图案固化层上进行涂覆，使帮助形成层厚均匀的待打印层，同时，所述涂覆装置中控温腔可对涂覆中形成的待打印层进行温度调整。

[0260] 在具体实现方式上，所述安装梁可沿着所述导轨前后延伸的方向在容器中平移运动。所述前后延伸的方向可设置为沿容器侧壁的水平方向，使得所述安装梁被限制于沿导轨的运动在一水平面上。在本实施例的一实现方式中，所述安装梁的两端设置有滑移部，通过两端设置的滑移部设置在所述导轨上。

[0261] 所述安装梁的截面可设置为呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状。

[0262] 在实际生产中，所述涂覆装置在打印中高频率的来回往复动作过程中，受限于本体重量及运动作用力的影响，整体变形量变大。在某些实施方式中，所述安装梁的两个端部设有加强结构。

[0263] 在某些实施方式中，所述加强结构可例如为加强梁，当安装梁的横截面呈口字型、回字型、U型或晶格状时，安装梁的内部中空，横向支撑能力较弱，在其两端各设置有加强梁可有效增强安装梁水平方向的抗压能力，使得安装梁不易在树脂槽上方沿水平方向变形。

[0264] 在一实施例中，加强结构可例如为加强柱，当安装梁的横截面呈口字型、回字型或晶格状时，安装梁的内部中空，竖直方向无支持物，在其两端各设置有加强柱可有效增强安装梁竖直方向的抗压能力，使得安装梁不易在树脂槽上方沿竖直方向变形，减少安装梁中段塌陷变形的概率。

[0265] 在一实施例中，加强结构可例如为加强块，当安装梁为横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状其中任意一种呈中空结构的梁时，安装梁的内部中空，在其两端各设置加强块予以填充，可增加安装梁整体的强度，尤其在安装梁与导轨连接时，可提高安装梁整体结构的稳定性，降低安装梁两端连接处的壁面局部受力被撕裂的可能性。

[0266] 在一实施例中，加强结构可例如为加强板，当安装梁为横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状其中任意一种呈中空结构的梁时，加强板可支撑起安装梁的两端，增加安装梁整体结构的强度，且在安装加强板时，可根据实际需求将安装加强板设置于安装梁与导轨的连接处，从而提高安装梁的整体稳定性。

[0267] 所述安装梁可选用包括但不限于：纤维增强复合材料、合金材料、陶瓷材料以及矿物材料中的任一种制作而成。

[0268] 在一实施例中，安装梁可选用纤维增强复合材料制成，例如采用高分子碳纤维材料，高分子碳纤维材料具有高强度(4900MPa)、高模量(130GPa)以及具有质感更轻盈的特性(碳纤维密度为1600kg/m3)。安装梁更可采用横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状中任意一种中空结构的梁，可有效减轻安装梁自身的重量的同时，节约制造安装梁的材料。当安装梁跨设于树脂槽相对两侧的导轨上且安装梁的跨度较大时，由高分子碳纤维材料制成并配合中空结构的安装梁不仅可大大降低安装梁自身的重量，且其还保持有高分子碳纤维材料所具有的高强度性能，提高了安装梁整体的强度，使得安装梁通过减重和提高材质自身强度的方式可有效降低变形量，降低的中段塌陷变形的概率，如此也可避免与安装梁连接的刮刀主体受安装梁变形的影响而随之变形，从而影响涂覆装置的打印精度。

[0269] 在一实施例中，安装梁可选用合金材料制成，例如采用铝合金，铝合金具有密度低及强度较高等特性，材质强度接近优质钢材。安装梁更可采用横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状中任意一种中空结构的梁，可有效减轻安装梁自身的重量的同时，节约制造安装梁的材料，且相对高分子碳纤维材料，铝合金材质制作成本更低且更易于制作(制作工艺相对简单)。当安装梁跨设于树脂槽相对两侧的导轨上且安装梁的跨度较大时，由铝合金制成且呈中空结构的安装梁相对传统的模具钢材料，不仅大大降低了安装梁整体的重量且其结构及材料特性也确保了安装梁整体的强度，从而达到降低了安装梁整体变形量，使得安装梁的中段更不易塌陷变形，实现延迟安装梁的使用寿命。

[0270] 在一实施例中，安装梁可选用陶瓷材料制成，如采用纳米级氧化锆加工而成的陶瓷材料制成安装梁，陶瓷材料硬度高、化学性稳定，抗氧化，具有较好的绝缘性，陶瓷材料可确保安装梁整体的抗压、抗剪强度的同时，其抗腐性及抗氧化能力可有效延迟安装梁的使用寿命。安装梁更可采用横截面呈口字型、回字型、H型、U型或晶格状中任意一种中空结构的梁，可有效减轻安装梁自身的重量的同时，节约制造安装梁的材料。

[0271] 在一实施例中，安装梁可选用矿物材料制成，如采用大理石材质制成的安装梁，大理石材质质地坚硬，成本低廉，大理石材质可确保安装梁整体的抗压、抗剪强度。

[0272] 所述刮刀主体的顶端固定于所述安装梁上，在一实施例中，所述刮刀主体与安装梁之间的固定连接方式可以采用螺丝连接，即安装梁和刮刀主体上各设有螺纹孔，刮刀主体通过螺丝固定连接安装梁。刮刀主体与安装梁之间采用螺丝连接，不仅具有拆装便利的优势，更可利用该优势实现刮刀主体的可替换性，即，可在不更换安装梁的情形下，根据3D打印的要求、3D打印机的构造或者容脂槽中树脂的特性而选配相应的刮刀主体及刀刃。另外，刮刀主体可采用与安装梁不相同的材质制成，或者刮刀主体也可采用与安装梁相同的材质制成，制作材质可例如采用纤维增强复合材料、合金材料、陶瓷材料或矿物材料其中任意一种高强度材质制成，此处不以此为限。

[0273] 在一些实施例中，安装梁与刮刀主体采用相同材质制成，相同材质的安装梁与刮刀主体的强度、模量及线膨胀系统均相同，从而可避免安装梁与刮刀主体在3D打印机工作过程中，受温度或受外力的作用而产生不同程度的变形，从而造成安装梁与刮刀主体的损伤。

[0274] 所述刮刀主体与安装梁的连接方式可还可以为卡扣连接、铆接或其他连接方式。

[0275] 在一实施例中，刮刀主体与安装梁可为一体成型结构，即采用同一块材料通过高精度机械加工设备生产出的整体式结构，比如由CNC(Computer Numerical Control，计算机数字控制机床，也可简称为数控机床)技术生产出的整体式结构，由于一提加工成型无需装配，所以通过对其上下表面的加工，可以保证两个平面的平面度和平行度，提高结构的整体精度，且易于加工，不易变形，其重量也较轻。

[0276] 所述刀刃设置在刮刀主体的底端，所述刮刀组件的刮刀主体与刀刃可设置为一体成型结构，或者为相独立的组装结构。

[0277] 在一实施例中，刀刃与刮刀主体为一体成型结构，其中，刮刀主体为板状结构，刮刀主体与刀刃可采用不同材质制成，例如，刮刀主体采用纤维增强复合材料(如采用高分子碳纤维)制成，刀刃采用合金材料(如采用316L不锈钢材质，316L不锈钢具有良好的耐腐蚀性，耐高温、抗蠕变性能；再如，采用7075航空铝合金材质，7075航空铝合金做了硬质氧化，具有耐心性，表面比较硬，材质本身比较轻)制成。刀刃可采用镶嵌工艺设于刮刀主体上，具体地，刮刀主体和刀刃制成一体成型结构时，在刮刀主体浇筑入模型但未成型之前，将刀刃固定于制造刮刀主体的模具中，待刮刀主体成型后，在对刀刃进行刃口平整度的加工工艺，其中，采用纤维增强复合材料(如采用高分子碳纤维)制成的刮刀主体可有效减轻刮刀主腔体的自身重量，降低刮刀主体对刀刃的负荷，从而降低刀刃中段的坍塌变形概率。

[0278] 在一实施例中，刀刃与刮刀主体为一体成型结构，其中，刮刀主体与刀刃可采用相同材质制作而成，如刮刀主体与刀刃采用不锈钢材质制成，例如316L不锈钢材质，但并不以此为限，再如刮刀主体与刀刃可采用7075航空铝合金材质，7075航空铝合金材质具有质量较轻(密度约2.8)、表面比较硬、强度高、耐磨性好、抗腐蚀性能强、抗氧化性佳等优点。刮刀主体与刀刃采用同材质一体制作，制作工艺更为简单且可确保刀刃与刮刀主体的稳定性。

[0279] 在一实施例中，刀刃与刮刀主体为分立的部件，刀刃可通过一定的固定连接方式与刮刀主体连接。例如，刀刃与刮刀主体可通过一套接件套设在一起，该套接件设置于刮刀主体内，安装刀刃时，刀刃受外部冲击力使得刀刃的安装部契合于套接件内以使刀刃套设于刮刀主体上。

[0280] 在某些实施方式中，所述刮刀主体为第一热传导材料，所述刀刃为固定于所述刮刀主体上的第二热传导材料。

[0281] 在采用顶面曝光的3D打印中，通常打印基准面预设在待固化材料与空气的分界面，完成一层固化后由Z轴驱动机构带动构件平台和附着其上的固化层下降，以填充形成新的预打印层。以此类推，经过多次填充、照射，各固化层累积在构件板上以得到3D物件。

[0282] 在现有的生产应用中，所述刮刀组件用于在每一层打印中在完成对上一分层图像以预设图案固化后，以下一分层图像对应的层厚将构件平台下降后形成的间隙通过负压腔吸附的待固化材料进行填充，同时以刀刃修整打印基准面上高出的多余打印原料，使得打印面平整。通常，在打印中，由涂覆装置对下一打印面进行调整的时间在整个打印过冲占据较长的时间，通常为整个加工工艺中一半以上的时长。所述刮刀主体内部的控温腔中通有控温液体，可用于在进行涂覆的时间区间内，对涂覆形成的待固化层的打印原料的温度进行调节。所述控温腔内的液体可基于所述刮刀主体的热传导改变所述负压腔内吸附的光固化材料的温度，也可基于所述刀刃的热传导改变所述刀刃进行修整的自由液面或膏状打印原料的上表面的温度。

[0283] 一般来说，所述刀刃与所述负压腔所接触的待固化材料接触时长不同，即所述控温腔内的液体基于刮刀主体与刀刃分别调整负压腔内光固化材料与刀刃接触的待固化材料时，分别通过刮刀主体和刀刃进行热传导的待固化材料的受热或制冷时长不同。

[0284] 通常在涂覆过程中，所述刮刀组件顺应所述安装梁滑移部沿着容器两侧的导轨移动，所述刮刀主体与刀刃由此涂覆经由容器的一端至另一端，则涂覆面积可覆盖打印的辐射区域。在此涂覆工作状态下，顺应涂覆装置整体的运动，所述刀刃与其所接触的待固化材料处于相对运动的状态；而由负压腔吸附的光固化材料在打印基准面上存在凹陷时从负压腔中落下以填平打印基准面，通常打印基准面上的凹陷部分体积在待打印层体积中占比很小，刮刀组件在工作中大部分时长通过刀刃对打印基准面进行修整，负压腔中用于实现填平的待固化材料容量较小，则所述负压腔中光固化材料的流动更换较慢。即负压腔内的光固化材料通常对应较长的加热或制冷时间，而由刀刃进行加热或制冷的待固化材料需要在短时间内实该温度改变。

[0285] 一般来说，不同材料的导热系数不同即热阻不同，对于由多层不同热阻组成的介质，其总热阻为各层热阻之和。热阻即为导热系数的倒数，即对于多层材料组成的介质，各层的导热系数越大(或各层的热阻越小)，该介质的总导热系数越大，则越有利于温度的即时改变。对负压腔与刀刃分别接触的待固化材料，在刮刀主体与刀刃采用不同热传导材料时则传热效率不同。

[0286] 在一实现方式中，所述刮刀主体采用纤维增强复合材料(如采用高分子碳纤维)制成以保证整体强度的同时降低自身重量，刀刃采用金属材料制成，此时，套接件可采用钢套；所述金属材料可以是铜、铝或铁等。通常来说，金属材料具有较高的导热系数，基于此设置，所述刀刃可对其接触的待固化材料实现更敏捷的控温。当然，上述刮刀主体和刀刃的材质仅为示例性说明，此处刮刀主体和刀刃的材质不以此为限。

[0287] 在某些实施方式中，所述刀刃上设置有用于加热或制冷的加热片或TEC(Thermo Electric Cooler，半导体制冷器，简称TEC)。在具体实现方式上，所述加热片或TEC可以为设置在所述刀刃内部，紧贴于所述刀刃的下表面金属层，用于实现所述加热片或TEC与所述刀刃的热量交换，在涂覆状态下通过控温源与刀刃的直接接触使得热传导效率进一步提
高，则可在涂覆状态下对打印基准面的树脂实现更有效的控温。

[0288] 所述加热或制冷的状态基于对打印基准面的待固化材料的预设温度区间而定，而不以控温的加热片或TEC的通用用途为限制。例如，当对所述待固化材料的温度预设值处于所述加热片工作的温度范围，当所述待固化材料在涂覆前的温度高于温度预设值，所述加热片在涂覆过程中通过刀刃实现对待固化材料的制冷，反之，当待固化材料温度低于预设值，所述加热片在涂覆过程中实现对待固化材料的加热。又如，所述TEC可用于实现加热或制冷，在一种实现方式中，改变通过TEC器件电流的方向，可使TEC的加热面改变为制冷面、制冷面改变为加热面，即实现对刀刃的加热或制冷。

[0289] 所述加热片或TEC电性连接所述3D打印设备的控制装置，所述控制装置基于对打印基准面的待固化材料温度的设置对所述加热片或TEC所通过的电流大小、方向等进行调整。

[0290] 又或者，在另一些实施例中，所述涂覆装置的刮刀刀刃上固定连接有加热片或TEC，基于所述加热片或TEC的加热或制冷，使得所述刀刃温度相应上升或下降，由于刀刃本身通常为具有良好热传导性的金属材料，即所述打印基准面与加热片或TEC之间的热传导材料导热系数较高，对应具有良好的热传导效率，即可实现对打印基准面的敏捷控温。应当认为，在所述刮刀中不设置有控温腔的情形下，所述涂覆装置也能实现良好的控温效果。在具体实现方式上，所述刮刀包括涂覆装置中包括安装梁与刮刀组件，所述刮刀组件包括刮刀主体、刀刃与负压腔。所述刀刃上固定由用于加热或制冷的加热片或TEC，在一种实现方式中，所述加热片或TEC电性连接所述3D打印设备的控制装置，所述控制装置基于对打印基准面的待固化材料温度的设置对所述加热片或TEC所通过的电流大小、方向等进行调整。

[0291] 所述负压腔连通一负压源，在某些实施方式中，所述负压源可以设置为一真空泵。在一种实现方式中，所述负压源通过一管路连接负压腔空间，在刮刀组件进行刮涂或涂覆运动时真空泵保持抽气工作，把真空泵调到一定的压力后，未被固化的材料在所述负压源的负压作用下被吸附到负压腔空间中，而后将负压腔中的光固化材料涂覆到构件平台与打印基准面间，并消除待固化材料中产生的气泡。

[0292] 在某些实施方式中，所述负压源可以通过一列设置的多根管路连接至负压腔，所述管路结构与负压腔连通的空间与所述控温腔相对隔离。

[0293] 在某些实施方式中，所述负压腔中还配置有传感器，所述传感器可实时监测负压腔中真空泵的真空度并将真空度信息反馈至所述控制装置，藉以调节真空泵的工作，以实现刮涂过程中负压腔内负压的稳定。

[0294] 所述控温腔设置有液体入口及液体出口，用于流通控温液体。所述控温液体经热源加热处理或经冷源制冷处理，通过对所述控温液体的控制即可改变所述刮刀主体与刀刃的温度，继而对负压腔和刀刃分别接触的待固化材料的温度进行调节。

[0295] 在一实施例中，所述控温腔设置为部分环绕所述负压腔的构造，所述控温腔在横截面上呈现为U型结构，所述U型结构环绕所述负压腔，即可扩大对所述负压腔内光固化材料进行热传导的横截面，以增加传热效率。

[0296] 在常见的基于顶面曝光的打印设备中，容器中打印基准面的光固化材料直接接触的介质主要为导热系数约为0.026的空气，光固化材料与外界进行热量交换的效率低下。同时，对于通过在容器侧壁中设置控温层如可加热铝板对容器内的光固化材料进行控温的方式，通常来说树脂是最为常见的打印材料，其导热系数约为0.2，对于容器中自由液面的树脂即打印基准面的树脂，以容器侧壁为控温源时其热量交换需要由容器侧壁的树脂实现，由于树脂本身较低的导热性，打印基准面处的待固化树脂温度改变速率较慢。

[0297] 在本申请提供的实施例中，所述控温液体选择为具有较大的导热系数的液态材料，以在更短的时间内将控温液体的热量传递至所述刮刀主体与刀刃，或者在更短时间内冷却所述刮刀主体与刀刃。在某些实施方式中，所述控温液体可以是具有良好导热性的水。
水的导热系数约为0.5～0.7，通过经加热或冷制的水对刮刀主体与刀刃控温，即可有效实现对待固化层温度的改变。

[0298] 所述液体入口与液体出口分别设置在所述刮刀主体两端，在控温腔外经加热或制冷处理的控温液体从刮刀主体一侧的液体入口进入控温腔，

[0299] 所述控温液体经热源加热或经冷源制冷处理，在控温腔中流通的控温液体即作为对打印面树脂的温度进行调节的控温源。在某些实施方式中，所述控温液体在控温腔外部储存在控温液体储存箱中经由控温装置对进行温度调整。

[0300] 在某些实施方式中，所述控温机构的控温液体构成循环控温系统，从所述控温腔的液体出口流出的液体经过管道循环至所述控温液体储存箱中。

[0301] 在本申请的一实现方式中，所述冷源与热源即控温液体的控温装置可设置为半导体制冷片，在半导体制冷片的制热端还可设置散热片。在控温液体储存箱中，通过半导体制冷片对液体制冷后或加热将冷却或加热至预设的温度区间的液体从液体入口导入所述控温腔中。

[0302] 在一种实现方式中，直接对控温液体进行加热或制冷的控温源可以为导温板，改变通过半导体热电致冷器件电流的方向，可使半导体热电致冷器件的加热面改变为制冷面、制冷面改变为加热面，实现对控温板的加热或制冷，进而将对于控温板接触的液体进行加热或制冷，形成可流通至控温腔内的控温液体。

[0303] 在另一实现方式中，所述对控温液体进行冷却的装置可以是压缩机制冷装置，对液体的加热装置可以是电磁加热装置。

[0304] 在某些实施方式中，所述控温液体的控温装置与所述3D打印设备的控制装置联动，所述控温装置由所述3D打印设备的控制装置控制其温度设置，所述控制装置可根据预设的打印信息，如切片图像的面积，其所控制的能量辐射装置的辐射光的光照强度、频率和时长来预先确定容器底部升温的温度区间。

[0305] 在某些实施方式中，所述控温腔的液体入口连通有一流速控制设备，所述流速设备电性连接所述3D打印设备的控制装置。所述流速控制设备可以是泵，用于将经过加热或制冷的控温液体顺应液体入口抽吸进入控温腔中，所述泵串联在液体入口的管道上以实现对流速的控制。所述泵可设置为离心泵、管道泵等，由所述3D打印设备的控制装置控制泵的转速，进而控制所述控温腔中的液体流动的速度，即可改变所述控温腔对打印基准面的待固化层的传热效率。基于热传导的傅里叶定律可知，与传输方向相垂直的单位面积上的热流速率与该方向上的温度梯度成正比，当控温液体的流速很小时，所述控温腔内的控温液体的温度逐渐趋近于刮刀主体和刀刃的温度，则热传导的速率降低；反之，具有较大传输速度即流速的液体可更快的实现对刮刀主体和刀刃的温度改变，即可更好的实现对待固化材料的温度调整。

[0306] 在某些实施方式中，所述液体出口也设置有一流速控制设备，所述流速控制设备可用于控制液体出口处液体从所述腔体中流出的速度。所述流速控制设备可以是一液体流速调节阀，在控温腔工作状态下，所述液体流速调节阀控制从控温腔流出的液体流速与从液体入口进入控温腔的液体流速相等。

[0307] 在某些实施方式中，所述液体出口处设置有一水阀，在控温腔中为未填充控温液体的空腔下从所述液体入口向控温腔内注入液体时，所述水阀处于关闭状态，至所述控温腔内的液面高度到达副腔中预设的液位时开启所述水阀，使控温腔中的控温液体的补充与流溢处于平衡状态。

[0308] 在某些实施方式中，所述控温腔的液体出口设置有温度传感器。所述温度传感器感测在液体出口的温度，所述对控温液体加热的控温装置控制在液体入口的液体温度，即可得知由所述控温装置带走的或吸收的热量。所述温度传感器电性连接所述流速控制设备，所述流速控制设备例如为泵。

[0309] 所述流速控制设备电性连接所述3D打印设备的控制装置，所述温度传感器电性连接所述流速控制设备，在某些实施方式中，所述温度传感器的感测温度反馈至所述控制装置处，控制装置根据被带走或吸收的热量信息对所述液体入口的流速控制设备的流速进行控制。

[0310] 所述控温液体的控温装置由所述控制装置控制，在某些实施方式中，所述温度传感器与控温装置及液体入口的流速控制设备通过主控线路板联动，通过所述控制装置可实现对控温机构的液体流速与控温液体温度的控制，并实时接收温度传感器的感测温度以实现控温的反馈。

[0311] 在某些实施方式中，所述负压腔上设置有温度传感器，所述温度传感器可实时感测所述负压腔内光固化材料的温度。所述负压腔内的温度传感器与所述流速控制设备电性连接，基于对所述负压腔温度及温度变化速率的测量，可根据对负压腔内待固化材料的预设温度，所述流速控制设备对通入控温腔的液体流速进行调整。

[0312] 在某些实施方式中，所述负压腔内的温度传感器与控温装置及液体入口的流速控制设备通过主控线路板联动，由3D打印设备的控制装置对控温装置与流速控制设备进行控制，控制装置获取负压腔内的温度与温度变化速率，对控温液体的温度和在控温腔中流速进行调节。

[0313] 在某些实施方式中，所述刀刃上设置有温度传感器，可用于实时感测刀刃上的温度及温度变化速率。所述刀刃上的温度传感器与所述流速控制设备电性连接，由此流速控制设备可接收在不同流速下对刀刃的温度改变的反馈，基于对刀刃温度的预设值与实际值进行流速调整。

[0314] 在某些实施方式中，所述刀刃上的温度传感器与控温装置及液体入口的流速控制设备通过主控线路板联动，由3D打印设备的控制装置对控温装置与流速控制设备进行控制，控制装置获取刀刃的温度与温度变化速率，对控温液体的温度和在控温腔中流速进行调节。

[0315] 请参阅图7，显示为本申请的3D打印设备的打印方法在一实施例中的实施步骤，如图所示：

[0316] 在步骤S100中，调整所述构件平台与预设打印基准面之间的间距以填充待固化的光固化材料。基于3D打印构件模型切片层高，调整所述构件平台与打印面之间的间距，使得容器内的待固化材料流动的填充到所述间距内的空隙中，或者由所述涂覆装置将光固化材料添加到所述间距中，以在打印面填充待固化材料，所述间距即形成待打印层的层厚，与切片中的切片层厚相对应设置。所述打印面即对应能量辐射装置顺应投射方向使得所辐射的能量与待固化材料的接触面，例如在顶面激光扫描的SLA设备中为盛放光固化材料的容器中光固化材料与空气的分界面。

[0317] 在步骤S110中，按照3D构件的模型分层图像将所述间距内的光固化材料固化成对应的图案固化层；根据所述分层图像的掩模图形，在打印期间，所述控制装置控制Z轴驱动机构和能量辐射装置对光固化层进行逐层固化。所述控制装置依据预设的打印顺序逐个的将分层图像发送给能量辐射装置，由所述能量辐射装置将所述图像照射到容器顶部，所照射的能量将容器顶部的待固化层的光固化材料固化形成对应的图案固化层。

[0318] 如在基于顶面曝光的DLP打印设备中，所述能量辐射装置为投影装置。所述控制装置基于投影装置初始时的光辐射强度与受控参数之间的初始对应关系以及衰减后所检测的光辐射强度与受控参数之间的对应关系，确定补偿后的受控参数，并根据所确定受控参数控制所述投影装置。其中，所述受控参数是指能够改变所述投影装置所输出的光辐射和/或照射时长的参数，其包括但不限于：供电电流、供电电压、供电时长、用于调整灰度的控制信号的占空比或电场电流等，基于确定分层图像与受控参数的关系，将切片数据转化为受控参数并进行固化，以获得相应的图案固化层图样。

[0319] 在基于激光扫描的3D打印设备中，其能量辐射装置包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组。所述控制装置控制激光束能量，所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在所述容器顶面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层，所述振镜组振镜的摆幅决定SLA设备的扫描尺寸。

[0320] 具体的，控制所述能量辐射装置进行固化的步骤包括：控制所述能量辐射装置的辐射时长、光强、照射次数中的至少一种，根据能量装置的类型预设层厚与照射图像的能量或灰度之间的对应关系。例如，在SLA设备中所述能量辐射装置包含激光发射器，则根据层厚与能量的对应关系控制激光发射器的输出功率。又如，在DLP设备中所述能量辐射装置包含光源阵列和DMD芯片，则根据层厚与灰度的对应关系控制光源阵列中照射图像的各光源灰度。在具体实现方式上，还可以预设有层厚与照射时长的对应关系、或者层厚与能量和照射时长的对应关系、层厚与灰度和照射时长的对应关系，并根据当前层的层厚对能量辐射装置照射图像进行控制。在此，所述对应关系包括但不限于：对照表式对应，或预先构建调整函数等。

[0321] 在步骤S120中，令所述涂覆装置将所述容器中的光固化材料抚平或涂覆于打印基准面上；在S110中按照分层图像将打印基准面处的打印原料固化为相应的图案固化层后，所述Z轴驱动机构依据打印指令调整所述构件平台与所述打印基准面的间距以涂覆待固化的光固化材料。通过接收的指令，所述Z轴控制机构带动所述构件平台与附着在其上的3D打印物件部分下降为对应的下一分层图案的切片层厚，基于下降操作带来的容器内待固化材料的流动，所述涂覆装置通过吸附或填充将打印基准面进行抚平或涂覆，使得形成层厚均匀的待固化层；又或者，在完成上一分层图案的固化后，所述Z轴驱动机构根据指令带动构件平台下降一段距离使得容器内待固化材料流动，而后上升至构件平台上3D打印物件与打印基准面之间的间距为下一分层图案的切片层厚，所述涂覆装置通过吸附或填充将打印基准面进行抚平或涂覆，使得形成层厚均匀的待固化层。

[0322] 在步骤S130中，所述3D构件模型是否打印完毕，若否，则相继执行S100、S110、S120，若是，则结束。通过执行上述步骤，即在构件平台上形成经图案固化层累积的所述3D构件的三维结构。

[0323] 在打印期间，所述控制装置控制Z轴驱动机构和能量辐射装置对光固化层进行逐层固化。所述控制装置依据预设的打印顺序逐个的将分层图像发送给能量辐射装置，由所述能量辐射装置将所述图像照射到容器顶部，所照射的能量将容器顶部的光固化材料固化成对应的图案固化层。所述控制装置还用于在照射间隙向所述Z轴驱动机构发出控制指令，例如，所述控制装置在控制曝光装置照射完成后，向Z轴驱动机构发送上升方向和转速的控制指令，所述Z轴驱动机构基于所述控制指令上升至相距容器打印基准面的预设高度，再由所述控制装置向Z轴驱动机构发送包含下降方向和转速的控制指令，使得所述Z轴驱动机构带动构件平台向容器底部移动。在整个上升和下降期间，所述控制装置通过监测所述Z轴驱动机构的运动来确定构件平台相对于容器中待固化材料上表面的间距，并在所述构件平台达到对应间距时，输出包含停止的控制指令。控制装置通过判断3D物件模型是否完成了所有分层图像的照射，若是，则打印完毕，若否，则重复执行上述打印过程直至打印完毕。

[0324] 请参阅图8，显示为本申请的3D打印设备的打印方法在一实施例中的实施步骤，如图所示：

[0325] 在步骤S200中，获取所述打印基准面的温度信息。在实施例中，所述3D打印设备的控制装置获取所述打印基准面的温度信息。

[0326] 在步骤S210中，依据所述温度信息调节所述控温腔内流通的控温液体的温度或流速，以调节所述打印基准面的温度。在实施例中，所述3D打印设备的控制装置依据所述温度信息调节所述控温腔内流通的控温液体的温度或流速。所述步骤S200、S210在整个打印过程中进行，在一个实施例中，所述步骤S200及步骤S210在步骤S110之后开始执行，即按照3D构件的模型分层图像将所述间距内的光固化材料固化成对应的图案固化层；根据所述分层图像的掩模图形，在打印期间，所述控制装置控制Z轴驱动机构和能量辐射装置对光固化层进行逐层固化。所述控制装置依据预设的打印顺序逐个的将分层图像发送给能量辐射装置，由所述能量辐射装置将所述图像照射到容器顶部，所照射的能量将容器底部的光固化材料固化成对应的图案固化层；之后，在某一时刻或多个时刻获取所述打印基准面的温度信息。

[0327] 在某些实施方式中，将所述打印过程划分为多个时刻，在某一时刻中执行所述步骤S210对所述控温腔内流通的控温液体的温度或流速调节后，在下一连续的时刻中继续实施步骤S200、S210，直至打印结束。所述对容器底面温度信息的获取可设置在图案固化层在打印基准面形成时，也可设置在图案固化层在构件平台带动下下降由涂覆装置吸附或抚平再次形成平整打印基准面后，亦或设置在所述能量辐射装置按照分层图像将打印基准面处的待固化材料固化成对应的图案固化层的过程中，在获取所述温度信息后，对所述控温液体的温度或流速进行及时的调节。

[0328] 具体的，在某些实施方式中，所述控制装置通过获取上一时刻、当前时刻、或下一时刻中任一时刻的能量辐射强度获得所述打印基准面的温度信息。

[0329] 在一种实施方式中，所述时刻可以是所述3D打印设备对一个分层的切片图形完全固化为一个时刻；从形成该固化层开始，该图案固化层在构件平台的带动下下降并由所述涂覆装置进行涂覆，在进行一下分层切片进行固化至该切片固化成型为下一时刻；又或者，对一个分层切片图形从开始固化至固化完成并由构件平台带动下降，涂覆装置完成对打印基准面的填充和抚平为一个时刻，下一时刻则对下一分层切片图形开始固化至固化层下沉后涂覆装置完成对打印基准面的涂覆。所述控制装置可获取每一时刻的能量辐射强度信息，例如由能量辐射装置辐射的辐射强度、辐射时长、辐射频率的可由控制装置获取，基于对所述容器底辐射的能量信息的处理，可预知容器内待固化材料上表面即打印基准面的辐射区域所接收的热量信息，从而获知所述容器中打印基准面的平均温度所处的温度区间。

[0330] 所述控制装置基于所获得的连续的打印时刻的能量辐射强度信息，进而对所述控温腔内的控温液体的温度或流速进行调节以控制所述打印基准面的温度，当然，也可同时对控温液体的流速与温度进行调节。针对于所述打印基准面的待固化材料制冷或制热的需求，所述控温液体的温度可由所述控制装置进行调节，并且还可通过调节流速以改变传热效率。

[0331] 以对所述打印基准面的待固化材料需要加热为例进行说明，例如，当所述容器在上一时刻能量辐射装置所辐射的能量总量较小且容器内待固化材料温度较低时，固化速率较低且待固化材料黏度较高，需要对下一待固化层升温以增加待固化材料的流动性以帮助形成新的待固化层，并使得固化反应在适宜的温度下进行以确保固化效率。所述控制装置可通过增加控温液体流速、增加控温液体温度、或在增加控温液体温度的同时增加液体流速，以提高传热效率。在涂覆过程中通过刀刃对抚平的待固化材料进行加热，同时对打印基准面凹陷的部分由负压腔内已被加热的待固化材料进行填充，从而形成在预设的温度区间内的待固化层，以开启对下一预设的分层图像的固化；

[0332] 所述控温腔的或液体出口处设置有温度传感器，由所述温度传感器感测的温度联动传输至所述控制装置，所述控制装置获取由所述控温液体带走的热量值，如当获知液体出口处的控温液体的温度与流速，即可获得控温液体从容器底传递或吸收的热量。又或者，所述控温腔的刀刃或负压腔内设置有温度传感器，所述温度传感器可即时反馈在涂覆中形成的待固化层的温度与温度的变化速率，所述控制装置根据上一时刻、当前时刻或下一时刻中的能量辐射强度信息，可获知能量辐射装置对容器内待固化材料表面辐射的热量值，进而确定需由所述控温腔进行的热量补充，并根据所述温度传感器的反馈对加热效果进行监控，以对当前时刻的控温液体的温度和流速及时调整，当然可选择为保持上一时刻的温度与流速。

[0333] 在某些实施方式中，所述一个时刻可代表进行多次分层固化的时长区间。例如，所述控制装置获取每打印3层切片图形所辐射的能量；对每3层切片图形，从第一打印层开始固化完成至下沉后涂覆装置抚平打印基准面，继而第二打印层固化完成下沉并涂覆形成新的待固化层，第三打印层固化完成至涂覆装置抚平打印基准面，基于对每一个时刻获取的能量辐射强度信息，所述控制装置可获得容器底的在每一时刻内接收的热辐射与每一时刻对应的上一时刻的容器内打印基准面接收的能量辐射装置所辐射的能量信息，及上一时刻中由所述控温机构的控温液体所传输的热量，以对当前时刻中的控温液体的流速、温度中至少一者进行调整，当然获取辐射强度信息与控温机构的热量传输信息后不需对控温液体的流速与温度进行改变时可继续保持上一时刻的控温参数。当然，所述每一时刻包含的打印层数也可以是2层、4层等，也可在打印中对不同打印阶段由所述控制装置进行调整。一般来说，3D打印中每一层的层高约在25～300μm，则对于尺度较大且各部分打印精度要求不同的构件，在不同的高度范围内所述控制装置可选择将每一时刻定义为包含了不同层数的时长区间。应当认为，上述每一时刻中包含的打印层数仅作为对一些实施例的说明，而不以此为限制。

[0334] 在某些实施方式中，所述获取所述打印基准面的温度信息的步骤S200包括：所述控制装置通过获取能量辐射装置在上一时刻、当前时刻、或下一时刻投射的3D构件的模型分层图像的扫描光斑能量或/及掩模图形在整个打印幅面中的占比获得所述打印基准面的温度信息。

[0335] 所述3D打印构件的分层图像也即切片图形，所述切片图形是预先基于3D构件模型沿Z轴方向(即沿高度方向)进行横截划分而得到的，其中，在每相邻横截划分所形成的横截面层上形成由3D构件模型的轮廓所勾勒的分层图像，在所述横截面层足够薄的情况下，我们认定所述横截面层上横截表面和下横截表面的轮廓线是一致的。3D打印设备将按照切片图形逐层固化光固化材料，并累积成对应模型的3D构件。对基于面投影的3D打印设备，各切片图形需描述成分层图像。对基于扫描照射的3D打印设备，各切片图形用扫描路径上的坐标数据描述。

[0336] 所述扫描光斑能量即在SLA设备中形成打印的扫描路径中路径光斑对应的辐射能量。为了提高3D打印构件，特别是外表面的清晰度，在前处理的计算机设备预设有专为扫描横截面图形的轮廓而定义的组合光斑。其中，所述组合光斑可以是预设的固定光斑组合。例如，所述组合光斑由多个同一尺寸等级的光斑组成的，或由多个尺寸等级的光斑组成的。其中，所述光斑是指光固化打印设备中的光源经透镜组扩束和经振镜组改变光路投射到目标固化平面所形成的光斑。不同尺寸等级的光斑直径应有明显差别。不同的光固化打印设备可自行定义或按照行业/产品标准在各尺寸等级中设定对应的光斑尺寸(如光斑直径)，也可以针对各尺寸等级设置统一的光斑尺寸。其中，所述光斑尺寸可以按照光束垂直投射到目标固化平面时的光斑直径而定，光束垂直照射到目标固化平面和光束倾斜照射到目标固化平面的尺寸略有不同，但在本申请中并不因此而表示光斑尺寸等级有所改变。

[0337] 在固化进行的不同时刻，所述SLA设备的能量辐射装置的激光束在打印基准面上的辐射位置随着扫描路径移动。在对一个分层图像的固化中，所述激光发射器受控的提高激光束的功率或降低激光束的功率，则扫描路径上不同光斑对应的辐射能量可能不同。通过获取在不同时刻的光斑能量，即可获知所述打印基准面上获取的总辐射量信息，并基于扫描路径上不同光斑位置与时间的对应关系，可获知分层图像上不同区域的辐射量。通过由模型分层图像的扫描光斑能量获得的打印基准面温度信息，在某些实施状态下，如当某一区域的光斑能量密度较大，在打印中可能局部过热，在固化完成后，所述控制装置控制所述控温腔在涂覆过程中对待固化层进行冷却，以使得固化过程在适宜的温度下进行；又或当扫描光斑能量较低且容器中待固化材料温度也较低时，可控制对所述控温液体进行升温以在涂覆中对新形成的待固化层加热。

[0338] 所述控制装置通过获取上一时刻、当前时刻、或下一时刻对应的分层图像的扫描光斑能量，即可获知所述能量辐射装置在对该分层进行固化时所辐射的能量与分层图像上的辐射能量分布。通过获取所述扫描光斑能量，所述控制装置可获取整个打印区域内的平均辐射量与局部光斑点的辐射量，并推知在固化中的打印层的平均升温与局部升温的数值范围。

[0339] 在具体的实现方式中，所述控制装置还根据打印层层厚控制控制能量辐射装置照射图像的能量、灰度和时长中的至少一种。控制装置预设层厚与照射图像的能量或灰度之间的对应关系，例如，在基于顶面激光扫描的SLA设备中，所述能量辐射装置包括激光发射器，则所述控制装置根据层厚与能量的对应关系控制激光发射器的输出功率。又如，在基于顶面投影的DLP设备中，所述能量辐射装置包含光源阵列和DMD芯片，则所述控制装置根据层厚与灰度的对应关系控制光源阵列中照射图像的各光源灰度。所述控制装置中还可以预设有层厚与照射时长的对应关系、或者层厚与能量和照射时长的对应关系、层厚与灰度和照射时长的对应关系，并根据当前层的层厚对曝光装置照射图像进行控制。在此，所述对应关系包括但不限于：对照表式对应，或预先构建调整函数等。

[0340] 在某些实现方式中，在步骤S200中，所述控制装置通过获取能量辐射装置在上一时刻、当前时刻、或下一时刻投射的3D构件的模型分层图像的掩模图形在整个打印幅面中的占比获得所述打印基准面的温度信息。

[0341] 所述掩模图形即分层图像的打印图像，在对该切片完成固化后所述掩模图形即该分层对应的打印构件的实体，所述掩模图像可用于指示该切片对应的能量辐射装置的辐射能量。对于不同类型的能量装置，如对基于顶部激光扫描的SLA设备，其能量辐射装置中包括激光发射器，所述控制装置根据所述切片的层厚与掩模图像控制激光的发射功率，所述掩模图像即为激光发射器的扫描激光的路径形成的图像；对于顶面投影的DLP设备，其能量辐射装置包括光源阵列和DMD芯片，所述掩模图像为由投影装置一次性或分块地投射到打印基准面上的图像，由所述掩模图像与切片层厚和能量的对应关系，或者掩模图像与切片层厚和照射时长的关系，所述控制装置以当前的层厚对能量辐射装置的照射图像进行控制，控制能量辐射装置对应辐射的能量。

[0342] 在具体实现方式上，在对控温腔内控温液体的控温参数即流速和温度进行调整时，所述控制装置根据获取的上一时刻、当前时刻、或下一时刻的分层图像对应的掩模图形，确定能量辐射装置辐射的能量继而对控温液体的控温参数进行调整。通常来说，对于掩模图形较大的切片，所述掩模图形在打印基准面的辐射区域内的面积占比也比较大，即所述容器底被激光扫描或投影光照的区域的面积占比较大，对应打印中的发热区域在容器底占比较大，在实际打印中，例如，以顶面激光扫描的SLA设备为例，所述控制装置获取的上一时刻、当前时刻与下一时刻的构件模型分层图像的掩模图形对应的面积均较大时，所述能量辐射装置的扫描路径较为密集，对应的打印基准面接收的辐射能量值较高，所述控制装置基于该温度信息增加控温液体与容器底的温差，如在需要降温的状态下降低控温液体的温度，在需要对容器底升温时增加控温液体的温度，或增加控温液体的流速，又或同时增加控温液体与待固化材料的温差并增加流速。所述每一时刻可对应为一个分层图像进行固化并涂覆形成新的待固化层的时长区间，当然也可以为数个分层图像的固化，所述控制装置可根据温度调整速度的需要，在不同的高度范围内对一个时刻选择为不同数量的分层图像固化的时长区间。即所述每一时刻对应的切片图像的掩模图形基于控制装置的设置可以为单个掩模图形，也可包括多个掩模图形。

[0343] 应当理解，所述控温腔内始终连通有控温液体，在涂覆装置对每一层固化后进行涂覆的过程中，所述控温腔也在对待固化层进行温度调整。当所述一个时刻为包括多个分层图像的固化时，在从上一时刻所述控制装置对控温液体控温参数调整至当前时刻控温参数被调整，其中被固化的多个分层图像对应的待固化层，是设置以相同的控温液体参数在涂覆中实现控温。

[0344] 在某些实施方式中，所述控制装置通过获取能量辐射装置在上一时刻、当前时刻、或下一时刻的模型分层图像的扫描光斑能量与掩模图形在整个打印幅面中的占比获得所述打印基准面的温度信息。对于每一分层切片，通过其掩模图形与扫描光斑能量与分层厚度对应的能量辐射强度的对应关系，或者掩模图形与扫描光斑能量与分层厚度对应的辐射时长的对应关系，或掩模图形与扫描光斑能量与分层厚度对应的能量辐射强度、时长的对应关系，在该打印基准面处由控制装置控制能量辐射装置按照对应的层厚、分层图像及图像上不同路径点的扫描光斑能量信息辐射相应的能量将其固化。

[0345] 基于对每一时刻中模型分层图像的扫描光斑能量与掩模图形确定的能量辐射装置的热量信息获得容器底的温度信息，所述温度信息中包括了在当前时刻中打印基准面的辐射区域接收的辐射总量，打印基准面的辐射区域中被实际被照射的区域即掩模图形对应的区域与实际照射区域中各光斑点的能量强度，所述控制装置可获得该时刻中打印基准面的辐射总量与可能出现局部升温的区域，并通过获取上一时刻以及下一时刻的温度信息，确定当前时刻对所述控温机构中控温液体的温度与流速的调整。

[0346] 在某些实施方式中，所述控制装置还可基于当前时刻获得的温度信息对所述时刻的时长区间进行调整。例如，对于将多个分层图像的固化与对打印基准面的抚平与填充的过程作为一个时刻计量的控制装置，在获取所述容器底的温度信息与控温机构中由温度传感器所获得的对容器底的温度改变信息之后，在发现某一时刻如下一时刻的分层图像对应较大的掩模图像或较高的光斑能量，则打印中温度改变较快，所述控制装置可将一个时刻调整为缩短的时长区间如每一时刻为对一个分层图像以其对应层厚的固化与一次涂覆，以增加对所述打印基准面温度改变的监控，对容器底的控温及时调整使其保持在预期的温度区间。

[0347] 在某些实施方式中，所述获取所述打印基准面的温度信息的步骤S200包括通过在所述能量辐射装置所投射的基于面投射的光辐射的光路路径上捕捉并检测能量辐射强度，以及检测所述能量辐射装置在投射所检测能量辐射强度时的照射参数获得所述打印基准面的温度信息。

[0348] 具体地，所述光辐射强度是通过抽检而得到的。例如，技术人员在3D打印机未打印3D构件期间利用手持式光强度检测器捕捉投影装置在打印基准面上以面投射方式照射的
光辐射中的一部分光辐射强度，同时记录的还有对应的照射参数。其中，所述光辐射强度主要指光辐射的能量密度。所述照射参数是指影响投影装置输出光辐射强度的参数，例如，光源驱动单元的供电电流、供电电压，图像投射单元中开关阵列中各控制点的PWM或液晶阵列中各控制点的电场电压、或用以提供所述电场电压的电流等。

[0349] 或者，由装配在光学系统中的光检测装置和照射参数检测装置来获取的光辐射强度及其照射参数。例如，在未打印期间，控制投影装置以面投射方式投射光辐射，自所投射的区域内抽检一个或多个光辐射强度。当检测出多个光辐射强度时，所得到的各光辐射强度可由控制装置进行均衡筛选以防止所抽检的光辐射强度包含异常数据。例如，控制装置接收到多个检测的光辐射强度，对其进行均值处理并以所得到的光辐射强度均值作为所依据的光辐射强度。

[0350] 在某些实施方式中，先改变所述基于面投射的光辐射的出射路径内光辐射的路径，而后在改变路径后的光路上捕捉光辐射强度。在具体的实现方式上，所述光检测装置中还包含位于所述光感应器之前的光路上的光路改变单元，其用于自所述投影装置的以面投射方式投射出的光辐射中捕捉部分光辐射并改变所捕捉并光辐射的光路。所述光路改变单元包括漫射镜、反射镜、棱镜等，以及支撑镜体的支撑结构。所述光路改变单元可固定在投影装置的投影区域内，以将所抽检的一部分光辐射转射至光感应器所在位置。在此光感应器可位于投影区域之外，有效减少其对投影装置在投射分层图像时的干扰。

[0351] 在改变路径后的光路上捕捉光辐射强度时，将光感应器装配在光路改变单元的出射光路侧，以捕捉所接收的光辐射强度。

[0352] 进一步地，为了防止光检测装置在任何情况下对光辐射的阻碍或不必要减弱(如分光)，所述光检测装置还包括：移动机构(未予以图示)。所述移动机构可单独装配光感应器或光路改变单元。在一种具体示例中，所述光检测装置包括移动机构及装配在该移动机构上的光感应器。在此，该移动机构可包括伸缩结构及固设在所述伸缩结构活动端的基座，其中，所述伸缩结构固定在所述投影装置投射区域之外且在伸展状态时其活动端可位于所述投射区域内，对应的安装在所述基座上的光感应器将捕捉投射区域内的光辐射，其中所述伸缩结构举例包含限位槽和嵌在所述限位槽中的活动杆，所述基座固设在活动杆的活动端。该移动机构还可以包括轨道、设置在轨道上的制动结构以及位于所述制动结构上的基座，其中，所述轨道位于投影装置的投射区域之外，且所述基座具有延伸臂，所述光感应器位于延伸臂上，当制动结构带动基座移动至投射区域附近时，所述光感应器可伸入该投射区域内采集光感应信号。当所述光学系统未处于打印状态时，可由技术人操控/定时自动启动投影装置和光检测装置使得投影装置以面投影方式发出光辐射并由光检测装置抽检至
少一处光辐射强度。

[0353] 在另一种具体示例中，所述光检测装置包含移动机构及装配在该移动机构上的光路改变单元，对应的光感应器固设于光路改变单元的出射光路上。在此，该移动机构可包括伸缩结构及固设在所述伸缩结构活动端的基座，所述伸缩结构固定在所述投影装置投射区域之外且在伸展状态时其活动端可位于所述投射区域内，其中安装在所述基座上的光路改变单元将捕捉投射区域内的光辐射并改变其光路使其投射到光感应器上，其中所述伸缩结构举例包含限位槽和嵌在所述限位槽中的活动杆，所述基座固设在活动杆的活动端。该移动机构还可以包括轨道、设置在轨道上的制动结构以及位于所述制动结构上的基座，其中，所述轨道位于投影装置的投射区域之外，且所述基座具有延伸臂，所述光路改变单元位于延伸臂上，当制动结构带动基座移动至投射区域附近时，所述光路改变单元可伸入该投射区域内并改变一部分光辐射的光路使其投射到光感应器上。当所述光学系统未处于打印状态时，可由技术人操控/定时自动启动投影装置和光检测装置使得投影装置以面投影方式发出光辐射并由光检测装置抽检至少一处光辐射强度。

[0354] 在又一具体示例中，所述光检测装置包含移动机构及装配在该移动机构上的光路改变单元和光感应器。在此，所述光感应器和光路改变单元之间的间距在检测期间是确定变的。其中，所述移动机构可包括伸缩结构、和固设在所述伸缩结构上的两个基座，其中安装光路改变单元的基座固定在伸缩结构的活动侧，而安装有光感应器的基座固定在伸缩结构的固定侧，具体地，所述伸缩结构固定在所述投影装置投射区域之外且在伸展状态时其活动端可位于所述投射区域内，其中安装在所述基座上的光路改变单元将捕捉投射区域内的光辐射并改变其光路使其投射到光感应器上，其中所述伸缩结构举例包含限位槽和嵌在所述限位槽中的活动杆，两个基座分别位于限位槽和活动杆上，在检测期间，光感应器和光路改变单元之间的距离是预先确定的。需要说明的是，光路改变单元和光感应器可均通过基座固定在活动杆上以固定二者之间的距离。该移动机构还可以包括轨道、设置在轨道上的制动结构以及位于所述制动结构上的基座，其中，所述轨道位于投影装置的投射区域之外，且所述基座具有延伸臂，所述光路改变单元位于延伸臂上，当制动结构带动基座移动至投射区域附近时，所述光路改变单元可伸入该投射区域内并改变一部分光辐射的光路使其投射到光感应器上，其中，所述光感应器可位于基座本体上或也位于所述延伸臂上。当所述光学系统未处于打印状态时，可由技术人操控/定时自动启动投影装置和光检测装置使得投影装置以面投影方式发出光辐射并由光检测装置抽检至少一处光辐射强度。

[0355] 由所捕捉的光辐射强度与在捕捉光辐射强度时所述能量辐射装置的照射参数，所述控制装置可获取能量辐射装置的辐射量，用以获得所述打印基准面接收的辐射量信息。所述光辐射强度与检测中的光辐射强度中能量辐射装置的照射参数可在每一时刻中进行
一次抽检，即可得知每一时刻中打印基准面的辐射量。由所述控温腔的液体出口设置的温度传感器探知打印基准面在固有的辐射基础上与控温机构之间进行的热量传输值，即可获得所述打印基准面的温度信息；或者，通过在所述负压腔内或刀刃上设置的温度传感器，即可获得待固化层的温度信息，由所述温度信息，控制装置对控温液体的温度与流速进行调整或选择保持上一时刻的温度与流速。所述对温度与流速的调整可以是调整温度、调整流速、或同时调整温度与流速，以改变控温腔与打印基准面的传热效率以将所述打印基准面的温度控制在预设的温度区间内。

[0356] 在某些实施方式中，所述获取所述打印基准面的温度信息的步骤S200包括通过在所述能量辐射装置向所述打印基准面扫描光斑或投射图像期间，拍摄所述打印基准面的热度分布图像以获得所述打印基准面的温度信息。

[0357] 所述热成像装置的拍摄区域包含所述容器打印基准面的辐射区域，在某些实现方式上，所述热成像装置放置的水平面高度在所述能量辐射装置与容器内的打印基准面之间，由此热成像装置在对所述打印基准面取景时不会被能量辐射装置遮挡。所述热成像装置可与用户设备、所述控制装置、所述控温机构的流速控制设备通过一主控线路板连接，所述用户设备包括但不限于：台式电脑。

[0358] 所述热成像装置设置在所述容器上方一侧的预设位置，用于在所述能量辐射装置向所述容器顶面投射图像期间，拍摄所打印基准面的热度分布图像以获得所述打印基准面的温度信息。所述热成像装置的拍摄区域包含所述打印基准面，在某些实现方式上，所述热成像装置放置的水平面高度在所述能量辐射装置与打印基准面之间，由此热成像装置在对所述打印基准面取景时不会被能量辐射装置遮挡。所述热成像装置可与用户设备、所述控制装置、所述流速控制设备通过一主控线路板连接，所述用户设备包括但不限于：台式电脑。

[0359] 所述热成像装置的拍摄装置包括但不限于：照相机、摄像机、集成有镜头和CCD的摄像模块、或集成有镜头和CMOS的摄像模块等。所述拍摄装置安装在容器上方且不影响能量辐射装置执行固化操作的位置，例如，所述容器的侧壁为透明结构，所述拍摄装置也可被支撑在侧面上部。

[0360] 在具体实现方式上，所述热成像装置可以是红外热成像传感器，所述红外热成像传感器包括MEMS传感阵列、智能处理器平台、集成电源。所述MEMS传感阵列用于采集红外信号并将红外信号转换为模拟信号，在具体实现上，所述MEMS传感阵列由4×4～l920×l080个像素阵列组成，每个像素尺寸处于7um～35um之间；所述智能处理器平台用于控制MEMS传感阵列采集红外信号并且将采集到的红外信号进行数据运算、分析、控制、输出，具体的，所述智能处理器平台包括ROIC采集电路、DSP+GHJ+MCU处理器单元和系统接口，所述ROIC采集电路，连接至MEMS传感阵列，用于完成模拟信号处理、模拟数字信号转换、数字逻辑控制和数字信号输出；所述DSP+GPU+M处理器单元，连接至ROIC采集电路，用于完成图像的算法处理、智能分析、整体控制和人机操作；所述系统接口，连接至DSP+GPU+M处理器单元，用于与外部对接；所述集成电源为所述MEMS传感阵列和智能处理器平台提供电源和参考电压。

[0361] 在某些实施方式中，所述红外成像传感器的智能处理器平台可以是所述用户设备或服务器，所述服务器包括但不限于：单台服务器、服务器集群等。

[0362] 所述热成像装置的拍摄时机可由所述控制装置进行操控。其中，所述控制装置可与Z轴驱动机构和能量辐射装置相连，用以协调控制Z轴驱动机构和能量辐射装置执行逐层固化操作。例如，所述控制装置根据设定的时刻区间，在每一时刻中在所述控制装置控制能量辐射装置进行固化的激光扫描或投射图像期间，对所述打印基准面进行一次或数次拍摄，又或在完成对一个分层图像的固化，所述Z轴驱动机构带动固化层下降后在涂覆装置完成涂覆时另所述热成像装置进行拍摄，即可获得涂覆装置控温后的打印基准面的热度分布图像，继而控制能量辐射装置对下一分层图像进行辐射。

[0363] 通过所述热成像装置拍摄的打印基准面的热度分布图像，即可由图像直接获知容器底所处的温度状态，通过在不同时间对打印基准面拍摄获得的热度分布图像，还可获知打印基准面在控温腔作用下在打印中的温度改变速率，并将其及时反馈至所述控制装置。所述控制装置对获得的打印基准面的温度，以及获得的上一时刻、当前时刻、或下一时刻能量辐射装置的辐射能量，对所述控温机构的控温液体温度与流速及时进行调整。

[0364] 在某些实施方式中，所述控制装置对所述控温腔的控温腔液体的温度或流速的调整，或对所述刀刃上设置的加热片或TEC的温度设置还包括获取在控制装置中预存的打印材料信息，当然，也可通过人为输入所述打印材料的材料信息。在不同的加工场景中，所述容器内盛装的打印材料可能为不同类型，如一些应用场景中为光固化树脂，在一些场景中为PLA，通常来说不同的打印材料对应不同的导热系数。在不同的打印场景中打印环境对应的适宜温度区间可能不同，同时在控温过程中容器底的打印材料接收热量传导的速率可能不同。

[0365] 所述材料信息包括但不限于：导热系数、固化温度、黏度、固化后的熔点、不同温度对应的韧性、硬度等。

[0366] 在对打印基准面的待固化材料或打印完成的固化层进行温度调节时，所述控制装置基于对不同的打印材料特性的考虑，对当前的打印材料基于获取的材料信息如导热系数、打印的适宜温度、打印完成的固化物的适宜温度范围等，确定打印中对打印基准面设置的温度范围，并由设定的温度范围与打印基准面的温度信息如通过温度传感器反馈的温度信息，结合打印材料的传热特性对所述控温腔内流通的控温液体的流速或温度进行调节，以确保所述打印基准面的温度处于设定的温度范围内。

[0367] 本申请还提供一种计算机可读存储介质，用于存储至少一程序，所述至少一程序在被调用时执行并实现如本申请上述图7或/及图8实施例中的任一3D打印设备的打印方法。

[0368] 该功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

[0369] 于本申请提供的实施例中，所述计算机可读写存储介质可以包括只读存储器、随机存取存储器、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁存储设备、闪存、U盘、移动硬盘、或者能够用于存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机进行存取的任何其它介质。另外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果指令是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术，从网站、服务器或其它远程源发送的，则所述同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。然而，应当理解的是，计算机可读写存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或者其它暂时性介质，而是旨在针对于非暂时性、有形的存储介质。如申请中所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。

[0370] 在一个或多个示例性方面，本申请所述3D打印设备的打印方法的计算机程序所描述的功能可以用硬件、软件、固件或者其任意组合的方式来实现。当用软件实现时，可以将这些功能作为一个或多个指令或代码存储或传送到计算机可读介质上。本申请所公开的方法或算法的步骤可以用处理器可执行软件模块来体现，其中处理器可执行软件模块可以位于有形、非临时性计算机可读写存储介质上。有形、非临时性计算机可读写存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。

[0371] 本申请上述的附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。

[0372] 上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

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