用于生成三维体的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于构造部件的系统(1)，所述系统包括：槽(13)，所述槽(13)具有至少部分透明的基部(23)；至少部分可拉伸的半渗透层(7)，用于接收光敏物质(5)；以及相(9)，所述相(9)布置在所述半渗透层(7)下方并且能够在所述光敏物质(5)内形成中间层(11)；光源(25)，所述光源(25)布置在所述槽的基部(23)下方，用于在某些区域固化所述光敏物质(5)；以及构造平台(31)，所述构造平台(31)布置在所述半渗透层(7)上方并且可以相对于其升降，用于接收所述部件(3)，至少一个驱动器(15)，所述驱动器(15)至少从所述半渗透层(7)向所述构造平台(31)的方向延伸，并且可以相对于所述槽的基部(23)移动以获得传输效果，以便将所述光敏物质(5)传输到所述构造平台(31)和所述半渗透层(7)之间的间隙(20)中。

Systems and methods for generating three-dimensional objects

The invention relates to a system (1) for constructing components, which comprises a trough (13) having at least a partially transparent base (23); a partially stretchable semi-permeable layer (7) for receiving photosensitive substances (5); and a phase (9) arranged below the semi-permeable layer (7) and capable of forming an intermediate layer (11) within the photosensitive substance (5); The light source (25) is arranged below the base (23) of the groove for solidifying the photosensitive substance (5) in certain areas, and the construction platform (31), which is arranged above the semi-permeable layer (7) and can rise and fall relative to it, for receiving the component (3), at least one driver (15), and the driver (15) is at least flat from the semi-permeable layer (7) to the structure. The direction of the platform (31) extends and can be moved relative to the base (23) of the groove to obtain transmission effect so as to transmit the photosensitive material (5) to the gap (20) between the construction platform (31) and the semi-permeable layer (7).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成三维体的系统和方法本专利技术一般涉及一种用于以逐层方式连续和/或不连续地构造三维体的立体光刻系统。更确切地说，本专利技术涉及一种用于构造部件的系统，该系统包括：槽，所述槽具有至少部分透明的基部；至少部分可拉伸的半渗透层，用于接收光敏物质；以及相，所述相布置在所述半渗透层下方并且能够在所述光敏物质内形成中间层；光源，所述光源布置在槽的基部下方，用于在某些区域固化所述光敏物质；以及构造平台，所述构造平台布置在所述半渗透层上方并且可以相对于其升降，用于接收所述部件或单个部件层。提供至少一个光源，所述至少一个光源在槽下方在至少在一个方向上可移动，用于通过化学惰性相，或对光不敏感的相，和/或中间相控制相应光敏物质的固化。在这方面，目的是通过使用半渗透层，以连续或非连续的方式，独立于局部层的当前几何形状生成三维物体，以及将被集成在所述系统或槽中的三维体。通过光固化物质(例如光敏素)生成三维(3D)体，其是逐层固化的，其中通过掩模投影法或通过激光源产生截面信息，这以各种名称而广为人知，例如3D打印、增材制造或快速原型制作。在能够进行连续打印过程的生产机器中，主要使用像素控制的DLP激光器、MEMS激光器或可控激光器来对所述横截面或层进行曝光。就此而言，通过曝光，从液体光敏物质产生固体层。所述固体层粘附到支撑物上，并通过提升支撑物从参考表面上分离或移除。因此，从所述光敏物质连续形成三维体。从现有技术中已知的解决方案描述了立体光刻过程中在各种形成的参考表面的分离过程期间的拉脱力或去除力，并且公开了连续打印过程。在提供从下方曝光的系统中，参见例如DE102013215040A1，最大问题之一是移除或分离刚刚生成的部件层而不破坏部件，从而允许新的光敏液体流入部件层和参考表面之间的间隙。当部件从槽的基板分离使得可靠移除成为可能时，这对构造过程的速度具有负面影响。在文献中，例如在CA2054276A1中，描述了用于从槽基部移除部件层的各种方法；在这方面，例如使用硅树脂层、分离箔等。然而，所述方法不允许任何连续过程，因此它们增加了物体的构造时间。然而，在这方面，可以产生几乎任何尺寸的部件表面，如通过返回行程的高度和引入等待时间，提供了新的光敏物质可以继续流入其中的可能性。在最近的文献中，可以找到能够例如通过使用多相系统来促进连续构造过程的系统。在这方面，只有一个小的返回行程是连续的。因此，为光敏物质的流动形成的间隙的高度在所需层厚度的数量级内。特别是在大部件表面的情况下，这导致新的光敏液体不充分地传输到间隙中。当使用多相系统时，边界表面也是不稳定的，并且可能形成波纹或皱纹等。在US4996010A中描述了这种技术的一个例子。其中，提供了一种用于接收光敏液体的槽，其中对光不敏感的物质也作为层设置在光敏物质下面。从下方通过对光不敏感的层进行曝光，并且层的固化发生在两层的相界处。这种布置的优点在于其最小化分离刚刚固化的层所需的必要力。WO2015/164234A1示出了具有若干不混溶化学相的系统，其中光敏层位于非反应性载体相上方。所述布置还用于连续生成三维物体。在这方面，下相必须具有比作为其上的层设置的光敏物质更高的密度。在DE102013102377A1中，公开了另一种多相系统，其中部件沿着相界移动以便使相界平坦。所述部件与两相直接接触，并且能够校正相之间的相互作用，这取决于部件的横截面。然而，所述布置在操作期间的处理方面具有缺点。此外，部件可以沿着相界移动的速度受到流动效应的限制。EP2505341A1公开了一种用于分层构成由光聚合材料制成的物体的技术，其中细长元件，特别是杆或线，穿过光聚合材料移动。所述元件仅具有混合功能。已知技术的缺点在于，在不连续产生部件的情况下，根据几何层信息在载体相中产生压痕垫，这在部件中导致变形或累积缺陷。下载体相还必须具有比作为其上的层设置的光敏物质更高的密度。此外，在非连续操作中，处理速度受到可沿相界移动的部件的限制。沿着相界移动的部件的材料也受两相化学性质(腐蚀)的限制。而且，部件以及槽的清洁非常昂贵。在两相直接接触的情况下的工艺稳定性在整个工艺时间期间导致不期望的效果，例如固化的部件层中的载体相的包含物以及取决于横截面的部件质量。本专利技术的目的是创造一种在开始部分所提类型的系统，其中消除了上述缺点，并且通过该系统，即使在低层厚度和大曝光区域的情况下也可以促进更容易、更快速、更精确、连续和/或不连续以及经济地生成三维体。特别是应解决由于最后形成的层的提升而将新的光敏物质输送到间隙中的问题，并且在这方面，系统应能在连续过程和非连续过程之间任意改变，其中还应实现系统盈利能力的提高。因此，在开始部分所提类型的本专利技术系统的特征在于，至少一个驱动器，该驱动器至少从半渗透层向构造平台的方向延伸，并且可以相对于槽的基部移动以获得传输效果，以便通过诱导的流动将光敏物质传输到构造平台和半渗透层之间的间隙中。在所附权利要求中指出了有利的实施例或进一步的发展。在本专利技术的立体光刻系统中，提供了半渗透层(例如箔)，其有利于化学相可以通过所述半渗透层扩散，以便与布置在半渗透层上的光敏层相互作用，所述化学相位于半渗透层下方并且可以根据使用的相(气态或液态)以不同的聚集状态存在。这样做，例如通过氧抑制在光敏物质内形成薄层，所述薄层具有与剩余光敏物质不同的光敏性。借助于半渗透层，还产生了传输能力，使得新的光敏物质可以被输送到在半渗透层和最后形成的部件层之间形成的间隙中。这尤其通过半渗透层的几何驱动器成形来实现，其中所述成形可以通过箔本身，通过设置在半渗透层处的至少一个几何凸起(elevation)，通过布置在半渗透层下方或上方的可移动元件，或者通过所述箔的受控变形(例如通过振动或真空)来实现。所需的传输效果也可以通过本文所述的驱动器结构的组合来实现。光敏液体的输送可以例如通过相对运动或通过所述半渗透层的可移动凸起来促进。优选地，所述半渗透层处于拉伸状态，这保证了可以产生光滑和均匀的部件表面。所述半渗透层可以直接形成槽的基部，或者可以提供另外的至少部分透明的基部。该槽用于至少一种光敏物质和至少部分透明的非光敏相的接收和/或相互作用。特别地，所述半渗透层位于槽内，或者所述层的大部分与光敏液体接触。所述半渗透层的至少一侧可以至少部分地与化学物质接触；优选地，所述半渗透层的两侧与不同的化学相接触。槽可包括开口，所述半渗透层通过所述开口运行，其中开口形成为使得基本上不会出现光敏物质或其他液体或气体。所述布置允许半渗透层相对于槽和/或部件层移动，其中驱动器(或其部分)不与光敏物质等接触，并且还可以设置在槽装置的外部。槽可以具有多个腔室或区域，其有助于不同的相可以与半渗透层相互作用，并且半渗透层的运动-同时具有相互作用(扩散)-以简单，紧凑和模块化的方式得以促进。用于在光敏物质中形成光化学惰性中间层的半渗透层的富集或扩散也可以在半渗透层与光可固化物质接触的区域之外进行，特别优选在半渗透层与光敏物质接触的区域。借助于半渗透层或通过半渗透层，还可以形成几何形状，该几何形状产生几何驱动器凸起，其例如定位在部件的层厚度或下面的区域中，但是如上所述，其形成为允许光敏物质的传输可能性。优选地，几何凸起可以由控制单元自动调节到最佳高度，该最佳高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于构造部件的系统(1)，所述系统包括：槽(13)，所述槽(13)具有至少部分透明的基部(23)；至少部分可拉伸的半渗透层(7)，用于接收光敏物质(5)；以及相(9)，所述相(9)布置在所述半渗透层(7)下方并且能够在所述光敏物质(5)内形成中间层(11)；光源(25)，所述光源(25)布置在所述槽的基部(23)下方，用于在某些区域固化所述光敏物质(5)；以及构造平台(31)，所述构造平台(31)布置在所述半渗透层(7)上方并且可以相对于其升降，用于接收所述部件(3)或单个部件层(3i)，其特征在于，至少一个驱动器(15)，所述驱动器(15)至少从所述半渗透层(7)向所述构造平台(31)的方向延伸，并且可以相对于所述槽的基部(23)移动以获得传输效果，以便通过诱导的流动将所述光敏物质(5)传输到所述构造平台(31)和所述半渗透层(7)之间的间隙(20)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.25 AT A50247/20161.一种用于构造部件的系统(1)，所述系统包括：槽(13)，所述槽(13)具有至少部分透明的基部(23)；至少部分可拉伸的半渗透层(7)，用于接收光敏物质(5)；以及相(9)，所述相(9)布置在所述半渗透层(7)下方并且能够在所述光敏物质(5)内形成中间层(11)；光源(25)，所述光源(25)布置在所述槽的基部(23)下方，用于在某些区域固化所述光敏物质(5)；以及构造平台(31)，所述构造平台(31)布置在所述半渗透层(7)上方并且可以相对于其升降，用于接收所述部件(3)或单个部件层(3i)，其特征在于，至少一个驱动器(15)，所述驱动器(15)至少从所述半渗透层(7)向所述构造平台(31)的方向延伸，并且可以相对于所述槽的基部(23)移动以获得传输效果，以便通过诱导的流动将所述光敏物质(5)传输到所述构造平台(31)和所述半渗透层(7)之间的间隙(20)中。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述驱动器(15)以几何凸起(15)的形式存在。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述几何凸起(15)的高度和/或形状是能够调节的。4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述半渗透层(7)通过与布置在所述半渗透层(7)下方的相(9)的相互作用在所述光敏物质(5)内形成中间层或相(11)，其中多相体系形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·斯黛德曼，
申请(专利权)人：K·斯黛德曼，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT