【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】201480045527
【技术保护点】
一种通过使用曝光掩膜(28)逐层固化能够在辐射(14)的作用下固化的材料(16)来制造三维物体(12)的方法，其中，为了在构造平面(22)中形成所述物体(12)的每个待固化的物体层(62)，生成至少一个、优选单个数字曝光掩膜(28)，所述辐射(14)借助于所述曝光掩膜(28)被选择性地投影到所述构造平面上，其特征在于，根据所述待固化的物体层(62)，为每个曝光掩膜(28)计算出单一2位位图(30)，所述2位位图(30)要么将位值(32)“透明”要么将位值(34)“不透射”分配给所述曝光掩膜(28)的每个像素，且所述位值(32)“透明”被分配给所述2位位图(30)的至少一个表面区域(66a)，所述至少一个表面区域(66a)具有小于限制结构尺寸的结构尺寸，并且曝光纹理(52)被分配给大于所述限制结构尺寸的每个表面区域(66b、66c)，所述曝光纹理被构造为具有所述位值(32)“透明”和位值(34)“不透明”的像素构成的图案的形式。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.16 DE 102013107568.11.一种通过使用曝光掩膜(28)逐层固化能够在辐射(14)的
作用下固化的材料(16)来制造三维物体(12)的方法，其中，为了
在构造平面(22)中形成所述物体(12)的每个待固化的物体层(62)，
生成至少一个、优选单个数字曝光掩膜(28)，所述辐射(14)借助
于所述曝光掩膜(28)被选择性地投影到所述构造平面上，其特征在
于，根据所述待固化的物体层(62)，为每个曝光掩膜(28)计算出
单一2位位图(30)，所述2位位图(30)要么将位值(32)“透明”
要么将位值(34)“不透射”分配给所述曝光掩膜(28)的每个像素，
且所述位值(32)“透明”被分配给所述2位位图(30)的至少一个
表面区域(66a)，所述至少一个表面区域(66a)具有小于限制结构尺
寸的结构尺寸，并且曝光纹理(52)被分配给大于所述限制结构尺寸
的每个表面区域(66b、66c)，所述曝光纹理被构造为具有所述位值
(32)“透明”和位值(34)“不透明”的像素构成的图案的形式。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述曝光纹理(52)
最多具有与具有所述位值(32)“透明”的像素一样多的具有所述位
值(34)“不透明”的像素。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个曝光纹理
(52)具有大于0且不大于0.5的曝光衰减值。
4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，曝光
纹理(52)取决于所述表面区域的所述结构尺寸来分配给具有大于所
述限制结构尺寸的结构尺寸的至少一个表面区域(66b、66c)，并且
所述曝光纹理(52)的所述曝光衰减值随着结构尺寸增大而增大。
5.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，用于
曝光连续的物体层(62)的曝光掩膜(28)的相同曝光纹理(52)被
\t布置在平行于所述构造平面(22)的平面中，在平行于所述构造平面
(22)的所述平面的x方向和/或y方向上相对于彼此偏移整数个像素，
优选地偏移1像素。
6.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，提供
用来形成所述曝光纹理(52)的不同的纹理图案，所述纹理图案具有
在0至1之间的范围内的具有所述位值(34)“不透明”的像素与具
有所述位值(32)“透明”的像素的比值。
7.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，每个
曝光纹理(52)被构造为阴影或规则图案的形式。
8.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，仅使
用曝光纹理(52)，针对所述曝光纹理，至多具有所述位值(34)“不
透明”的像素的角部彼此相遇，而具有所述位值(34)“不透明”的
的像素的纵向边缘不彼此毗邻。
9.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，每个
曝光纹理(52)通过在平行于所述构造平面(22)的平面上的平移而
能够转换为本身。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述平移由具有对
应于在x方向上的n个像素和在不平行于x方向的y方向上的m个像
素的长度的矢量限定，其中，n和m是整数。
11.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，每个
曝光纹理(52)被逐像素光栅化。
12.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，针对
所述曝光区域的每个内外轮廓，闭合的边缘线(56)被分配给每个曝
\t光区域，其限定每个曝光掩膜(28)中的所述物体的横截面区域，并
且所述位值(32)“透明”被分配给形成所述边缘线(56)的像素。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述边缘线(56)
的宽度是至少两个像素，优选地是，一个区域中的所述边缘线(56)
的所述宽度在从2个至8个像素的范围内，更优选地在从2个至4个
像素的范围内。
14.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，电磁
辐射或粒子辐射用作所述辐射(14)。
15.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，给每
个曝光掩膜(28)分配各自单独的曝光时间。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所有曝光掩膜
(28)的所述曝光时间相同。
17.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在每
个曝光掩膜(28)中，用于界定所述曝光区域的独立闭合的外轮廓线
(74)被分配给每个曝光区域，所述曝光区域限定所述物体的横截面
区域，且所述位值(32)“透明”被分配给形成所述轮廓线(74)的
像素，且内部与所述轮廓线(74)接界的分隔线(76)被分配给在每
个曝光掩膜(28)中的每个曝光区域，并且所述位值(34)“不透明”
被分配给形成所述分隔线(76)的像素。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述轮廓线(74)
的宽度和/或所述分隔线(76)的宽度是至少两个像素，特别地在从2
个至8个像素范围内，优选地在从2个至4个像素的范围内。
19.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，分隔线(76)
\t被分配给每个曝光掩膜(28)，用于以下表面区域(66b、66c)，所
述表面区域(66b，66c)的结构尺寸具有至少是所述轮廓线的宽度的
两倍的宽度和/或长度。
20.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述
构造平面(22)在曝光时间期间以振动的方式曝光。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，在平行于所述构造
平面(22)的x方向和/或y方向上，曝光的振动位移处在以下区域，
该区域对应于不大于像素的宽度，优选地不大于0.5像素，尤其是不大
于0.25像素。
22.如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，曝光在所述x
方向和所述y方向上的振动在所述曝光时间期间被叠加于圆形或大体
圆形的振动。
23.如权利要求20至22中的任一项所述的方法，其特征在于，
在所述曝光时间期间生成所述辐射(14)的辐射源(18)和/或所述曝
光掩膜(28)和/或用于将所述辐射(14)成像到所述构造平面(22)
上的成像光学系统(20)和/或待制造的所述物体(12)以振动的方式
移动。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，使用具有旋转平面
平行板(86)的成像光学系统(20)，其中，所述板(86)绕垂直于
或大体垂直于所述构造平面(22)的旋转轴线旋转并限定板平面(88)，
所述板平面(88)与所述旋转轴线(84)形成不等于90°的角(90)。
25.一种用于装置(10)的曝光掩膜生成设备(26)，所述装置
(10)通过使用曝光掩膜(28)逐层固化能够在辐射(14)的作用下
固化的材料(16)来制造三维物体(12)，所述装置(10)包括生成
\t所述辐射(14)的辐射源(18)以及所述曝光掩膜生成设备(26)，
为了在构造平面(22)中形成所述物体(12)的每个待固化的物体层
(62)，所述曝光掩膜生成设备(26)生成至少一个、优选单个数字
曝光掩膜(28)，所述辐射(14)借助于所述曝光掩膜(28)而被选
择性地投影到所述构造平面上，其特征在于，所述曝光掩膜生成设备
(26)包括计算机单元(38)，所述计算机单元(38)用来根据所述
待固化的物体层(62)，为每个曝光掩膜(28)计算出单一2位位图
(30)，所述2位位图(30)要么将位值(32)“透明”要么将位值
(34)“不透明”分配给所述曝光掩膜(28)的每个像素，用来将所
述位值(32)“透明”分配给所述2位位图(30)的具有小于限制结
构尺寸的结构尺寸的每一个表面区域(6...
【专利技术属性】
技术研发人员：亨德里克·约翰，安德烈亚斯·舒尔特海斯，
申请(专利权)人：舒尔特海斯有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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