用于借助快速成型法制造三维物体的有效方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造三维物体(10)、特别是假牙供应品的至少一部分的装置和方法，对此剥除装置(20)将超出容器(8)上方一定高度的塑料(6)刮除至接收容器(16)中并且形成投影面。根据本发明专利技术，剥除装置(20)和光源(1)接合并且以限定的间距同时移动经过液态的可光固化塑料(6)，其中剥除装置(20)以限定的距离紧邻在光源(1)前方移动并且为光源(1)的照射场(5)形成投影面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于借助快速成型法制造三维物体的有效方法
本专利技术涉及用于制造三维物体、特别是假牙供应品的至少一部分的装置和方法，对此剥除装置将超出容器上方一定高度的塑料刮除至接收容器中并且构成投影面。根据本专利技术剥除装置和光源接合并且以限定的间距同时移动经过液态的可光固化塑料，其中剥除装置以限定的距离紧邻在光源前方移动并且为光源的照射场形成投影面。本专利技术也涉及一种通过平面光调制器至少均匀的光量分布的方法以及一种快速成型法(Rapid-Prototyping-Verfahren)，其中使用这样的方法。
技术介绍
立体光刻法属于快速成型法。快速成型法是三维的印刷过程。其中具有通过光可聚合(可固化)的单体或者包括优选通过紫外光聚合的单体混合物的组合物。基于STL规格的3D模型，该3D模型可能设有支撑结构、也称为支持部，由此提高在槽中的构建平台上的稳定性。这样获得的模型随后以数字形式分成各个层，该过程称为分层(Slicen)。将各个层读入机械控制装置中并且在机械控制装置中进行相应匹配。机械控制装置调控运动顺序和照射方法。由现有技术也已知一种方法，在该方法中激光(激光照射法)通过运动的反射镜投影到可聚合树脂的投影面上。通常首先照射三维物体的轮廓并且随后照射分割成各个层的物体平面。该方法是静态的方法，其中以点状进行照射。因此该方法非常耗费时间。在DLP方法中经DLP芯片(数字光处理，微镜反应器)通过LED技术和0.5至100瓦特的光学功率照射表面。DLP方法同样只是作为静态的方法已知。光源在照射期间不移动(静态)并且以静止图像中分别照射待重新聚合的树脂层。在这些已知的方法中通过刮板剥除表面。随后经等待时间之后才进行照射过程。在照射之后再次进行表面的刮除。这通过目前已知的RP打印机构造而必须如此。在已知的快速成型法中除了紫外(UV)激光器以外也越来越多地使用紫外LED投影仪。对此的方法例如由EP1880830A1和EP1894705A2已知。激光器的缺陷在于其点状的照射场。光源的紫外光在可光固化的塑料上作为照射场。在成像过程中使用光学器件和平面光调制器。由于光学器件而导致不均匀的光分布或强度分布。照射场的边缘区域在此通常比照射场的中间区域具有更低的强度。这种也称为桶图像(Tonnenbild)的效应造成可光固化的塑料并非在每个位置上都获得相同的强度并且因此进行不同地、即不均匀地固化。EP1982824A2提出，通过将紫外投影仪的较亮像素降低至在灰度分布的边缘处的像素强度水平，使强度分布均匀化。对此的缺陷在于，灰度分布仅能够通过强度的精确控制而达到。因此本专利技术的目的也就在于提供一种不太复杂的方法，通过该方法能够达到类似的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，通过较少的结构设置来显著缩短构建时间，从而使该过程设置更经济。由此目的在于发展一种装置和方法，通过该装置和方法能够相比于已知的静态方法以更短的构建时间印刷三维模制品。目的还在于能够以简单的设置相对于可聚合材料、例如包括单体的组合物上的z轴提供恒定的液位，而不需要其他的定位装置或测量装置。此外目的在于，实现持续的填充高度调整。特别是应当提供一种不太复杂的方法，该方法特别实现了令人满意的照射场的光强度的均匀化。该方法应当能够尽可能成本地实现。本专利技术的目的通过根据权利要求1所述的装置以及根据权利要求9所述的方法实现，在该方法中可光固化的塑料借助光源聚合，其中剥除装置在光源前方以固定的间距移动并且在一个方法步骤中或者在一次通行中同时允许同时地生成平面的投影面以及引导光源的照射场。这样一个路段适合作为一次通行，该路段中光源从装置容器一侧的反转点返回至容器相对侧上的反转点。包括可通过电磁辐射聚合的单体、优选牙科的、可紫外聚合的单体的组合物优选适合作为可光固化的塑料。根据本专利技术如接下来进行说明地，近乎在一个方法步骤中同时间进行通过刮板的平整化与照射。根据本专利技术，剥除装置和照射场仅间隔几毫米。通过该措施能够显著减少构建时间。本专利技术的主体是一种装置，特别是包括一个构建单元，构建单元具有：光源，优选用于制造均匀化的光量分布、用于通过照射液态的可光固化塑料来制造三维物体；用于容纳可光固化的液态塑料的容器；用于相对于液体浴的表面(z轴)定位物体的构建平台，其中光源和剥除装置能够接合，特别是能够以机械和/或磁性方式接合，并且剥除装置布置在光源照射场的前方或者光源的前方，特别是借助接合装置和接合部件使剥除装置在照射场前方与光源的照射场一起同时沿着容器的一个轴线移动。优选光源或包括光源的构建单元配置于一个发动机，该发动机驱动构建单元或光源。通过该驱动装置，剥除装置优选间接地一起驱动并且沿着容器的一个轴线移动。光源或照射场以及剥除装置相对于x、y平面彼此间隔约20至150mm，优选20至80mm。根据一个特别优选的实施方式，构建单元0包括光源并且能够与剥除装置接合以及构成整体构建装置0#或者说整个构建装置。在此进一步优选，剥除装置具有接合装置并且光源或构建单元配置有接合部件、特别是一种插板。替换性地该剥除装置能够配置有接合部件并且光源或构建单元配置有接合装置。在此也能够优选，接合部件设有用于驱动的发动机。根据本专利技术，通过一个发动机驱动可移动的光源、构建单元或整体构建装置。根据本专利技术的一个特别优选的实施方式，剥除装置能够在光源的照射场前方与可移动的光源一起同时沿着容器的一个轴线(x、y平面)移动，其中光源、构建单元或整体构建装置配置有一个驱动装置。根据本专利技术优选的是，接合部件可脱离地夹在接合装置上。在此进一步优选，接合部件构造为与接合装置形状配合。优选该接合部件能够通过形状配合与接合装置共同作用。在此接合部件的横截面能够具有多边形、例如六边形的形状，或者构成具有两个侧向尖的侧面区域的平面部件，该平面部件能够在接合装置的部件之间穿行或滑穿。根据本专利技术能够构造本领域技术人员熟知的其他连接，例如滑动式接合，优选阻塞体接合、连接配件、螺母-弹簧。接合部件一般能够与接合装置接合，这能够以机械的方式，例如形状配合地、力配合地，或者以电气或磁性的方式进行。接合部件也能够借助一个轴线这样转动，即，该接合部件能够在反转点旋转，从而使得剥除装置始终在照射场的前方移动。本专利技术的主体还有一种装置，其包括接合装置，该接合装置具有至少一个配置给剥除装置的部件，并且其中剥除装置的上端构造为一个部件的形式，对此这些部件通过至少一个弹性部件和至少一个固定件彼此固定，并且接合部件形状配合地侧向夹在这些部件上并且形状配合地在两个通过弹性部件和固定件固定的部件之间能够以限定的力在这两个部件之间穿行。该接合机构像滑动式接合一样作用。优选接合部件构造为与接合装置的部件形状配合。由此接合部件能够具有插板的形状，其几何结构优选匹配接合装置或构造A。本专利技术的主体还有一种具有缓冲器的装置，该缓冲器触发接合部件在接合装置的两个部件之间的穿行或滑穿。该缓冲器优选设置在光源路径的两侧的反转点的区域中。在此进一步优选，可移动的剥除装置和光源、特别是构建单元0的光源构成一个具有滑动式接合、特别是阻塞体接合的可移动的构建装置0#。根据其他优选的替换方案，装置的容器配置有用于输送液态的可光固化塑料的输送装置，特别是容器配置有位于液体浴表面下方的输送装置，其中该输送装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，所述装置包括一个构件单元(0)，所述构建单元具有：光源(1)，用于通过照射液态的可光固化的塑料(6)来制造三维的物体(10)；用于容纳所述液态的可光固化的塑料(6)的液体浴(7)的容器(8)；用于相对于所述液体浴(7)的表面(21a、21b)定位所述物体(10)的构件平台(12)，其特征在于，所述光源(1)能够与剥除装置(20)接合并且所述剥除装置(20)布置在所述光源(1)的前方和/或在所述照射场(5)的前方。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.18 DE 102014108634.11.一种装置，所述装置包括一个构件单元(0)，所述构建单元具有：光源(1)，用于通过照射液态的可光固化的塑料(6)来制造三维的物体(10)；用于容纳所述液态的可光固化的塑料(6)的液体浴(7)的容器(8)；用于相对于所述液体浴(7)的表面(21a、21b)定位所述物体(10)的构件平台(12)，其特征在于，所述光源(1)能够与剥除装置(20)接合并且所述剥除装置(20)布置在所述光源(1)的前方和/或在所述照射场(5)的前方。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括所述光源(1)的所述构建单元(0)能够与所述剥除装置(20)接合并且构成整体构建装置(0#)，其中所述剥除装置(20)具有接合装置(22)并且所述光源(1)或所述构建单元(0)配置有接合部件(11)，或者所述剥除装置配置有接合部件(11)并且所述光源(1)或所述构建单元(0)配置有接合装置(22)。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述接合部件(11)可脱离地夹在所述接合装置(22)上。4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述接合部件(11)可脱离地夹在所述接合装置(22)上并且所述接合部件(11)构造为与所述接合装置(22)形状配合，所述接合部件(11)能够力配合地、电气地或磁性地与所述接合装置以可脱离的方式接合。5.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述接合装置(22)具有至少一个部件(20b)并且所述剥除装置(20)的上端以一个部件(20a)的形式构造，对此这些部件(20a)通过至少一个弹性部件(20c)和至少一个固定件(20b)相互固定，并且所述接合部件(11)特别是形状配合地侧向夹在所述部件(20a)上并且在两个通过所述弹性部件(20c)和所述固定件(20b)固定的部件(20a)之间能够形状配合地以限定的力在这两个部件(20a)之间穿行。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置具有缓冲器(23)，所述缓冲器触发所述接合部件(11)在所述接合装置(22)的两个所述部件(20a)之间的穿行或滑穿。7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述构建单元(0)用于形成均匀化的光量分布并且具有包括平面发射的光源(1)、平面光调制器(4)和光学器件(2)的构造(3)，特别是透镜系统构成所述光学器件(2)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述液态的可光固化的塑料(6)、特别是拱形表面(21a)的超出的塑料能够借助沿着容器的一个轴线可移动的剥除装置(20)而转移到至少一个接收容器(16)中，其中特别是形成一个作为投影面的表面(21b)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，可移动的所述剥除装置(20)间接地通过所述光源、构建单元或整体构建装置沿着容器的一个轴线的驱动或推动而移动。10.用于制造三维的物体(10)的方法，所述三维的物体逐层地生成，其方式为分别有一个层(x1、y1)制造成为液态的可光固化的塑料(6)的投影面，并且在照射场(5)中借助光源(1)的光至少部分地聚合，其特征在于，a)在构建平台(12)或已聚合的层上生成所述液态的可光固化...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·鲍尔，约恩内斯·沃尔德戈尔吉斯，乌韦·布里克，
申请(专利权)人：贺利氏古萨有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE