具有加热单元的立体光刻装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种立体光刻装置，其具有用于容纳自由流动的可光聚合材料的槽(2)，所述槽具有至少位于用于曝光的曝光区域中的透明槽底部(3)；曝光单元(8)，所述曝光单元(8)布置在槽下方，用于曝光具有用于在各种情况下在曝光区域内待形成的层的预定轮廓的表面；在槽底部上方悬置在提升单元(6)上的构建平台(4)，在构建平台(4)上通过曝光固化的第一层将悬置于其上形成；控制单元，所述控制单元被配置成通过所述曝光单元引起各具有预定轮廓的连续曝光，并且在每种情况下在另外的层曝光之后连续调整构建平台在槽底部上方的位置；并且具有用于加热所述槽中的可光聚合材料的加热单元，其特征在于，所述加热单元具有透明导电层(33)，其覆盖所述槽底部上方的至少曝光区域的整个区域，并且其在所述曝光区域的外部在所述层的相对侧上设置有在相对侧上延伸的电触点(20)，所述电触点连接到受控电源，以能够通过流过该层的电流加热在所述曝光区域中的所述槽底部上的整个区域的可光聚合材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有加热单元的立体光刻装置本专利技术涉及一种立体光刻装置，其具有用于容纳自由流动的可光聚合材料的槽，所述槽至少在用于曝光的曝光区域中具有透明槽底部；布置在槽下方用于曝光在曝光区域中的具有轮廓的表面的曝光单元，所述轮廓专用于待形成的各层；在槽底部上方悬置在升降单元上的构建平台，在所述构建平台上通过曝光固化的第一层将悬置于其上形成；控制单元，其被配置为通过曝光单元引起各自具有预定轮廓的连续曝光，并且在每种情况下在另外的层曝光之后连续地调整构建平台在槽底部上方的位置；并且具有加热单元，用于加热槽中的可光聚合材料。立体光刻装置例如由WO2010/045950A1获知，其特别涉及从液体可光聚合材料构建牙科修复体。在已知的立体光刻装置中，安装构建平台，使得构建平台在槽底部上方可竖直移动，该槽底部实施为透光的。曝光单元位于槽底部下方。构建平台首先下降到槽中，在其中填充足够的自由流动的可光聚合材料，使得在构建平台和槽底部之间仅剩下具有由可光聚合材料制成的期望层厚度的层。随后，具有预定轮廓的该层通过曝光单元在曝光区域中曝光并因此固化。在构建平台升起之后，再引入可光聚合材料到构建平台下方的曝光区域中，这可以通过任何类型的分配装置进行，例如通过刮刀刀片，在槽底部上方与其相关的限定距离处移动该刮刀刀片，以将可光聚合材料推入曝光区域并在其中将其弄平。层厚度的后续限定如所述通过将构建平台降低到再引入的可光聚合材料中来进行，其中过量的可光聚合材料从槽底部中最后形成的层的下侧之间的中间空间移出。在成型体的产生式(generative)逐层制造期间，各自具有存储在控制单元中的预定轮廓的层被连续地曝光并固化，直到通过连续固化各自具有预定轮廓的层产生具有期望形状的成型体。曝光单元具有例如光源，其将光定向到成像单元上，该成像单元例如由可由控制单元选择性地激活的微镜矩阵形成，使得曝光区域中的每个图像元素可以通过相关微镜的相应控制而选择性地曝光。如果激活所有微镜，则曝光整个曝光区域。供选择地，光源的光可以被引导到所谓的“数字光阀”，例如LCD矩阵，其中LCD矩阵的各个图像元素被单独激活，以对于每个图像元素单独地使光能够通过或者单独地阻止光通过。还可以通过间隔地打开和关闭各个图像元素，例如通过脉宽调制控制每个图像元素的曝光强度。用于接收自由流动的可光聚合材料的槽的底部至少在曝光区域中例如通过玻璃板实施为透明的。在本申请的含义中，透明是指槽底部使得与曝光操作相关的波长区域内的大部分电磁辐射通过；然而，如果在选择曝光强度和曝光持续时间时考虑这种衰减，则在这种情况下，确实会发生电磁辐射的强度的一定衰减，从而使得衰减被补偿，并且引起由可光聚合材料制成的各个限定层的可能最均匀的固化。通过降低构建平台，从而最后形成的层的下侧浸入再引入的可光聚合材料中，并且设定最后形成的层的下侧到槽底部的距离来限定层的厚度，使得能够非常精确地设定待固化的下一层的层厚度。取决于应用，层厚度通常在10μm至100μm的范围内。精确设定层厚度的能力的优点比伴随其的不得不将曝光单元布置在构建平台下的槽底部下方的必要性的缺点突出。在许多应用中，可光聚合材料具有高粘度，特别是如果使用填充有陶瓷粉末的可光聚合材料，即所谓的浆料，作为构建材料，情况正是如此，这在牙科修复体的生产中是特别感兴趣的。可光聚合材料增加的粘度可使得更难以将材料补充再引入到曝光区域中，因为随着材料的粘度增加流动性降低。此外，将其上具有最后形成的层的构建平台降低可能需要大量的力，用于限定下一层的层厚度，因为过量的可光聚合材料必须从中间空间移出。关于这点，已知可以通过加热来提高粘性的可光聚合材料的流动性。US5,545,367B1描述了根据权利要求1的前序部分的立体光刻装置，其中提出了该槽设有加热单元以改善位于槽中的可光聚合材料的流动性。为此目的，提出该槽套有加热单元，加热线圈浸入可光聚合材料中，红外灯或微波辐射器被引导到槽中的材料上，或者槽作为整体被放置在炉中。在立体光刻装置例如本专利技术的立体光刻装置的情况下，其中从下面通过透明的槽底部进行曝光，一个困难是加热单元不能干扰曝光区域中的曝光，即加热单元可以实际上仅作用于曝光区域外的可光聚合材料，因为否则将干扰构建平台下方的曝光区域中的曝光。然而，通过热传导和将加热的材料输送到曝光区域中进行的间接加热不是非常有效，并且不能在曝光区域中实现可光聚合材料的限定的可设定温度。本专利技术的目的是实现一种立体光刻装置，其具有通过槽底部的曝光，并具有加热单元，从而可以在曝光区域中有效和均匀地加热可光聚合材料。具有权利要求1的特征的立体光刻装置用于实现该目的。本专利技术的有利实施方案在从属权利要求中说明。根据本专利技术提供的是，加热单元具有导电透明层，导电透明层布置在槽底部上方并且至少覆盖曝光区域的整个区域，并且在曝光区域外部在该层的相对侧提供电触点，电触点在相对侧上延伸。电触点连接到受控电源，从而可以通过流过整个层的电流加热曝光区域中的可光聚合材料的整个区域。导电透明层优选具有均匀的层厚度，以确保加热功率的均匀分布。由于在曝光区域中可光聚合材料的整个区域上加热，其中加热单元作用于随后待实现的层的材料，所以在发生材料处理的区域中，精确地实现可光聚合材料的非常有效的加热，在这种情况下曝光不会受到干扰。在此，导电层的透明度意味着，如槽底部的情况那样，也不是必须在层中根本不发生用于曝光的电磁辐射的衰减。如果在设定曝光强度和曝光持续时间时考虑到一定的衰减，则可以明确地提供一定衰减。基本上，透明度甚至可以作为曝光区域中的位置的函数而变化，其中，对于通过曝光强度的与位置有关的设定进行补偿而言，必须考虑这一点。在两个相对的边缘侧上，通过与这些边缘侧重叠的相对接触部进行电接触。例如，当从上方观察时为正方形或矩形的层的两个相对的边缘条可以各自被由铜制成的薄导电带覆盖，在每种情况下电源电路的电线通向所述薄导电带，其中还提供电源。因此，薄的相对的铜带可以在相对的边缘区域处直接且平坦地搁置在导电层上，以在其整个宽度上均匀地给其提供电能。特别地，通过在曝光区域中加热可光聚合材料以及伴随其的材料粘度的降低，可以将构建平台与形成在其上的最后一层的下侧一起降低到材料中，以能够限定可光聚合材料的期望层厚度，而在此情况下不会发生从最后选择的层的下侧和槽底部之间的中间空间移出材料需要过大的力。因此，也可以在粘性材料的情况下，通过将构建平台向可光聚合材料降低进行有利的层厚度限定，而不必在构建平台和已形成于构建平台上的层上施加难以处理的过大的力，以便在层限定期间通过降低从中间空间移出材料。在优选实施方案中，导电透明层被施加到作为载体膜的透明塑料膜，该透明塑料膜又布置在槽底部上方。在这种情况下，塑料载体膜可以与导电层一起布置，从而塑料载体膜面向槽底部，并且电层背向槽底部，或者反之亦然，透明塑料载体膜位于导电层上方，然后导电层面向槽底部。在替代实施方案中，塑料载体膜承担槽底部的功能，即，槽在曝光区域中的底部上开口，并且该开口被形成槽底部的塑料载体膜封闭，该塑料载体膜又承载导电层和可能的其它层，例如上面的硅树脂层和塑料保护膜。导电透明层可以布置在槽底部上方的多个层的复合材料中。例如，首先可以在槽底部上方施加透明的硅树脂层，在其上方放置导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体光刻装置，其具有用于容纳自由流动的可光聚合材料的槽(2)，所述槽具有至少位于用于曝光的曝光区域中的透明槽底部(3)；曝光单元(8)，所述曝光单元(8)布置在槽下方，用于曝光具有用于在各种情况下在曝光区域内待形成的层的预定轮廓的表面；在槽底部上方悬置在提升单元(6)上的构建平台(4)，在构建平台(4)上通过曝光固化的第一层将悬置于其上形成；控制单元，所述控制单元被配置成通过所述曝光单元引起各具有预定轮廓的连续曝光，并且在每种情况下在另外的层曝光之后连续调整构建平台在槽底部上方的位置；并且具有用于加热所述槽中的可光聚合材料的加热单元，其特征在于，所述加热单元具有透明导电层(33)，其覆盖所述槽底部上方的至少曝光区域的整个区域，并且其在所述曝光区域的外部在所述层的相对侧上设置有在相对侧上延伸的电触点(20)，所述电触点连接到受控电源，以能够通过流过该层的电流加热在所述曝光区域中的所述槽底部上的整个区域的可光聚合材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.19 EP 14193953.81.一种立体光刻装置，其具有用于容纳自由流动的可光聚合材料的槽(2)，所述槽具有至少位于用于曝光的曝光区域中的透明槽底部(3)；曝光单元(8)，所述曝光单元(8)布置在槽下方，用于曝光具有用于在各种情况下在曝光区域内待形成的层的预定轮廓的表面；在槽底部上方悬置在提升单元(6)上的构建平台(4)，在构建平台(4)上通过曝光固化的第一层将悬置于其上形成；控制单元，所述控制单元被配置成通过所述曝光单元引起各具有预定轮廓的连续曝光，并且在每种情况下在另外的层曝光之后连续调整构建平台在槽底部上方的位置；并且具有用于加热所述槽中的可光聚合材料的加热单元，其特征在于，所述加热单元具有透明导电层(33)，其覆盖所述槽底部上方的至少曝光区域的整个区域，并且其在所述曝光区域的外部在所述层的相对侧上设置有在相对侧上延伸的电触点(20)，所述电触点连接到受控电源，以能够通过流过该层的电流加热在所述曝光区域中的所述槽底部上的整个区域的可光聚合材料。2.根据权利要求1所述的立体光刻装置，其特征在于，所述导电涂层(33)被施加到作为载体膜(35)的透明塑料膜，所述载体膜(35)又布置在槽底部上方。3.根据权利要求1所述的立体光刻装置，其特征在于，所述槽底部通过透明塑料载体膜形成在曝光区域中，导电层位于透明塑料载体膜上。4.根据权利要求1或2所述的立体光刻装置，其特征在于，首先在槽底部(3)上施加透明硅树脂层(32)，在透明硅树脂层(32)上施加导电层(33)，并且在导电层(33)上施加透明塑料保护膜(37)，以覆盖导...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·艾伯特，R·格迈纳，
申请(专利权)人：义获嘉伟瓦登特公司，维也纳科技大学，
类型：发明
国别省市：列支敦士登,LI