利用共用部件进行增材制造的方法和装置制造方法及图纸

一种增材制造机器(10，100，200、300、400、500、600)包括：树脂支撑件(22，122，222，322，422，522，622)，具有透明的至少一部分，其中树脂支撑件(22，122，222，322，422，522，622)限定构建表面(26)；材料存放器(30)，材料存放器(30)能够操作以将辐射能量可固化的树脂沉积到构建表面(26)上；至少两个构建站(35)，每个构建站(35)包括平台(14)和一个或多个致动器，平台(14)邻近构建区域定位，并被配置为保持树脂的一个或多个固化层的堆叠布置，一个或多个致动器能够操作以操控平台(14)和构建表面(26)的相对位置；以及至少一个辐射能量装置(16，116)，其与平台(14)相对，并且能够操作以以预定的图案生成并投射辐射能量。

【技术实现步骤摘要】
利用共用部件进行增材制造的方法和装置
本专利技术大体上涉及增材制造，特别是涉及使用具有共用部件的多个构建站进行增材制造的方法和装置。
技术介绍
增材制造是逐层构建材料以形成部件的过程。立体光刻是一种增材制造过程，其采用一罐液体辐射能量可固化光聚合物“树脂”和诸如激光的固化能量源。同样，DLP3D打印采用二维图像投影仪一次一层地构建部件。对于每一层，投影仪都会闪现液体表面上的部件的横截面的辐射图像，或通过限定树脂约束表面的透明物体。暴露于辐射会固化并凝固树脂中的图案，并结合到前一固化层。其他类型的增材制造过程利用其他类型的辐射能量源来凝固树脂中的图案。另一现有技术方法是所谓的“流延成型(tapecasting)”过程。在此过程中，树脂沉积在从供应卷轴中馈出的柔性透辐射(radiotransparent)带上。上板下降到树脂上，将树脂压缩在带和上板之间，并限定层厚度。辐射能量用于通过透辐射带而固化树脂。一旦完成第一层固化，上板就向上缩回，将固化材料带走。然后，带被推进，以露出新的干净的部分，准备另外的树脂。现有增材制造过程的一个问题是，每台机器的物理容量有限，并且需要多个部件，从而限制了经济上扩大生产的能力。
技术实现思路
通过一个或多个部件由多个构建站共用的增材制造装置和方法来解决该问题。根据本文所述技术的一个方面，一种增材制造机器包括：树脂支撑件，树脂支撑件具有透明的至少一部分，其中树脂支撑件限定构建表面；材料存放器，材料存放器能够操作以将辐射能量可固化的树脂沉积到构建表面上；至少两个构建站，每个构建站包括平台和一个或多个致动器，平台位于构建表面附近，并被配置为保持树脂的一个或多个固化层的堆叠布置，一个或多个致动器能够操作以操控平台和构建表面的相对位置；以及至少一个辐射能量装置，至少一个辐射能量装置与平台相对，并且能够操作以以预定的图案生成并投射辐射能量。根据本文所述技术的另一个方面，一种用于逐层制造部件的方法，方法包括：提供机器，机器包括：树脂支撑件，树脂支撑件具有透明的至少一部分，其中树脂支撑件限定构建表面；以及至少两个构建站，每个构建站包括：平台，平台邻近构建表面定位，并被配置为保持辐射能量可固化树脂的一个或多个固化层的堆叠布置；以及一个或多个致动器，一个或多个致动器能够操作以操控平台和构建表面的相对位置；执行构建循环，构建循环包括以下步骤：在构建表面上沉积树脂；相对于构建表面定位平台，从而限定构建表面上的树脂的层增量；通过以特定图案施加辐射能量来选择性地固化构建表面上的树脂，从而对于每个平台限定部件的横截面层的几何形状；使构建表面和平台相对地移动分开，以使部件与构建表面分开；以及对于多个层，重复循环，直到部件完成。根据本文所述技术的另一个方面，一种增材制造机器，包括：两个或更多个树脂支撑件，每个树脂支撑件具有透明的至少一部分，其中每个树脂支撑件限定构建表面；材料存放器，材料存放器能够操作以将辐射能量可固化的树脂沉积到构建表面上；用于每个树脂支撑件的构建站，每个构建站包括平台和一个或多个致动器，平台位于构建表面附近，并被配置为保持树脂的一个或多个固化层的堆叠布置，一个或多个致动器能够操作以操控平台和构建表面的相对位置；以及辐射能量装置，辐射能量装置与平台相对，并且能够操作以以预定的图案生成并投射辐射能量；以及用于将来自辐射能量装置的辐射能量输送到每个构建站的装置。根据本文所述技术的另一个方面，一种用于逐层制造部件的方法，方法包括：提供机器，机器包括：两个或更多个树脂支撑件，每个树脂支撑件具有透明的至少一部分，其中每个树脂支撑件限定构建表面；用于每个树脂支撑件的构建站，每个构建站包括：平台和一个或多个致动器，平台位于构建表面附近，并被配置为保持辐射能量可固化的树脂的一个或多个固化层的堆叠布置，一个或多个致动器能够操作以操控平台和构建表面的相对位置；辐射能量装置，辐射能量装置与平台相对，并且能够操作以以预定的图案生成并投射辐射能量；以及用于将来自辐射能量装置的辐射能量输送到每个构建站的装置；执行构建循环，构建循环包括以下步骤：在构建表面上沉积树脂；相对于对应的构建表面定位每个平台，从而限定构建表面上的树脂的层增量；通过以特定图案施加辐射能量来选择性地固化构建表面上的树脂，从而对于每个平台限定部件的横截面层的几何形状；使构建表面和平台相对地移动分开，以使部件与构建表面分开；以及对于多个层，重复循环，直到部件完成。附图说明通过结合所附的附图进行的以下说明，将最佳地理解本专利技术，其中：图1是示范性现有技术增材制造装置的示意侧视图；图2是用于图1的增材制造装置的替代辐射能量装置的示意图；图3是正在构建的部件的层的示意俯视图；图4是具有多个构建站的示例性增材制造装置的示意侧视图；图5是显示多个构建站以串联配置布置在树脂支撑件上的示意俯视图；图6是显示多个构建站以并行配置横跨树脂支撑件的宽度布置的示意俯视图；图7是显示多个构建站以二维阵列布置在树脂支撑件上的示意俯视图；图8是具有多个构建站的增材制造装置的替代实施例的示意侧视图；图9是具有多个构建站的增材制造装置的替代实施例的示意侧视图；图10A-10E是显示增材构建顺序的连续的俯视示意图；图11A-11E是显示增材构建顺序的连续的俯视示意图；图12是示范性增材制造装置的示意俯视图，该增材制造装置包括具有共用辐射能量源的多个构建站和多个树脂支撑件；图13是替代增材制造装置的示意俯视图，该替代增材制造装置包括具有共用辐射能量源的多个构建站和多个树脂支撑件；以及图14是另一替代增材制造装置的示意俯视图，该另一替代增材制造装置包括具有共用辐射能量源的多个构建站和多个树脂支撑件。具体实施方式通常，增材制造机器包括树脂处理组件、平台和辐射能量装置。此处披露了几个实施例，这些部件中的一个或多个部件对于多个构建站来说是共用的。参考附图，其中贯穿各种视图，相同参考数字表示相同元素，图1示意地图示了一种已知类型的增材制造机器10的示例。示范的机器10的基本部件包括树脂处理组件12、平台14和辐射能量装置16。在图示示例中，树脂处理组件12是“流延成型”式设备。树脂处理组件12包括间隔开的辊20，柔性聚合带或箔22在辊20之间延伸。箔22的一部分由支撑板24从下方支撑。将为辊20和支撑板24提供合适的机械支撑(框架、支架等—未显示)。箔22是“树脂支撑件”的示例。支撑板24和箔22都是透明的，或者包括透明的一个或多个部分。如本文所用，术语“透明”是指允许所选波长的辐射能量通过的材料。例如，如下所述，用于固化的辐射能量可以是可见光谱中的紫外线或激光。透明材料的非限制示例包括聚合物、玻璃和结晶矿物(例如蓝宝石或石英)。将提供适当的装置，诸如马达，制动器，反馈传感器和/或已知类型的控制件(未显示)，用于驱动辊20，从而保持箔22在辊20之间被拉紧，并将箔22从一个辊20缠绕到另一个辊20。...

【技术保护点】
1.一种增材制造机器(10、100、200、300、400、500、600)，其特征在于，包括：/n树脂支撑件(22、122、222、322、422、522、622)，所述树脂支撑件具有透明的至少一部分，其中所述树脂支撑件(22、122、222、322、422、522、622)限定构建表面(26)；/n材料存放器(30)，所述材料存放器(30)能够操作以将辐射能量可固化的树脂沉积到所述构建表面(26)上；/n至少两个构建站(35)，每个构建站(35)包括：/n平台(14)，所述平台(14)邻近所述构建表面(26)定位，并被配置为保持所述树脂的一个或多个固化层的堆叠布置；/n一个或多个致动器，所述一个或多个致动器能够操作以操控所述平台(14)和所述构建表面(26)的相对位置；以及/n至少一个辐射能量装置(16、116)，所述至少一个辐射能量装置(16、116)定位成与所述平台(14)相对，并且能够操作以以预定的图案生成并投射辐射能量。/n

【技术特征摘要】
20190315 US 16/355,1441.一种增材制造机器(10、100、200、300、400、500、600)，其特征在于，包括：
树脂支撑件(22、122、222、322、422、522、622)，所述树脂支撑件具有透明的至少一部分，其中所述树脂支撑件(22、122、222、322、422、522、622)限定构建表面(26)；
材料存放器(30)，所述材料存放器(30)能够操作以将辐射能量可固化的树脂沉积到所述构建表面(26)上；
至少两个构建站(35)，每个构建站(35)包括：
平台(14)，所述平台(14)邻近所述构建表面(26)定位，并被配置为保持所述树脂的一个或多个固化层的堆叠布置；
一个或多个致动器，所述一个或多个致动器能够操作以操控所述平台(14)和所述构建表面(26)的相对位置；以及
至少一个辐射能量装置(16、116)，所述至少一个辐射能量装置(16、116)定位成与所述平台(14)相对，并且能够操作以以预定的图案生成并投射辐射能量。


2.根据权利要求1所述的机器(10、100、200、300、400、500、600)，其特征在于，单独的辐射能量装置(16、116)邻近于所述至少两个构建站(35)中的每个构建站设置。


3.根据权利要求1所述的机器(10、100、200、300、400、500、600)，其特征在于，设置单个辐射能量装置(16、116)，所述机器(10、100、200、300、400、500、600)进一步包括图像移位装置，所述图像移位装置用于选择性地将来自所述辐射能量装置(16、116)的辐射能量引导到所述至少两个构建站(35)中的一个构建站。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的机器(10、100、200、300、400、500、600)，其特征在于，所述至少两个构建站(35)相对于所述树脂支撑件(22、122、222、322、422、522、622)以串联配置布置。


5.根据权利要求1-3中任一项所述的机器(10、100、200、300、400、500、600)，其特征在于，所述至少两个构建站(35)相对于所述树脂支撑件(22、122、222、322、422、522、622)以并行配置布置。


6.根据权利要求1-3中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅雷迪思·埃莉萨·杜伯曼，玛丽·凯瑟琳·汤普森，克里斯多佛·巴恩希尔，杨熙，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US