在一些实施方案中，一种光反应性3D打印系统和方法包括提供具有树脂槽的系统，所述树脂槽包括膜片，其中所述膜片搁置在物理张紧元件上，使得所述树脂槽所受的增大的向下力引发所述膜片上的增大的张力。所述系统还包括：多个传感器，所述多个传感器包括树脂总体温度传感器；以及打印配方，所述打印配方包括将在打印平台上构建的3D打印零件中的每一层的信息。在一些实施方案中，测量树脂总体温度，并且在打印运行期间基于所述树脂总体温度测量值来更新所述打印配方中的信息，包括与所述树脂槽所受的向下力有关的信息。在一些实施方案中，能够在打印运行期间基于来自所述多个传感器中的至少两个传感器的输入来更新所述打印配方。的至少两个传感器的输入来更新所述打印配方。的至少两个传感器的输入来更新所述打印配方。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于实时反馈的闭环打印过程调整
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2018年6月29日提交并且标题为“Closed Loop Print Process Adjustment Based On Real Time Feedback”的美国临时专利申请No.62/692,196的权益；该案出于所有目的通过引用特此并入。
技术介绍
[0003]有许多类型的增材制造(即，3D打印)系统和方法。一种方法利用光敏聚合物(即，感光聚合物)，所述光敏聚合物在曝光后交联并且从液态树脂硬化成固态聚合材料。这些光反应性3D打印系统通常包括树脂池、照明系统和打印平台，其中照明系统将图像投射到树脂池中，致使在打印平台上形成聚合物体的层。随后，打印平台将打印出的层移出照明系统的焦平面，随后使下一层曝光(即，打印)。
[0004]常规的光反应性3D打印系统依赖于迎合通用用例的固定过程设置以开环方式操作。该解决方案导致差的产品性能，并且以不可重复的方式生产低质量的零件。在一些情况下，进行过程调整以启用具有挑战性的用例，所述用例在应用于其他用例时会使系统性能大大低于对于挑战性较低的一般用例而言的最佳性能。另一种常规方法是为每项单独的打印作业优化一组特定的打印过程参数。由于可用于优化打印过程的参数数量非常多，因此为每项作业产生经调整的过程所需要做的工作可能会很繁重。经常采用试错法。由于在最终零件生产期间很少存在在过程开发工作期间存在的条件，因此用于打印过程优化的这种方法的结果仅在转换为成功的最终产品时才勉强有效。另外，由于在打印过程本身期间未检测到由此产生的零件质量问题，因此可能会完成后续的打印作业，甚至整个生产运行，而不会检测到错误，从而使所有输出变为废品并且使机器时间变为无用功。在许多情况下，在打印速度与打印物体质量之间也要进行权衡，这很难针对不同的用例进行优化。
技术实现思路
[0005]在一些实施方案中，一种方法包括提供光反应性3D打印系统，所述系统包括：底座；升降器系统，所述升降器系统可移动地联接到所述底座，其中所述升降器系统包括升降臂；打印平台，所述打印平台安装到所述升降臂；树脂槽，其中所述树脂槽包括膜片，并且所述膜片搁置在物理张紧元件上，使得所述树脂槽所受的增大的向下力引发所述膜片上的增大的张力；膜片张紧设备，所述膜片张紧设备对所述树脂槽施加向下力；树脂池，所述树脂池由所述树脂槽和所述膜片限围起；照明系统；多个传感器，所述多个传感器包括树脂总体温度传感器；以及打印配方，所述打印配方包括将在所述打印平台上构建的3D打印零件中的每一层的信息。所述打印配方包括以下各项中的一者或多者：构建几何形状、照明能量、每层曝光时间、层之间的等待时间、打印平台位置、打印平台速度、打印平台加速度、树脂槽位置、树脂槽力、树脂化学反应性和树脂粘度。所述方法还包括：使用所述照明系统将图像投射透过所述膜片并且聚焦于位于所述树脂池内的聚合物界面处；使用所述升降器系统使所述打印平台以所述打印平台速度和所述打印平台加速度在z方向上移动；对所述树脂槽
施加向下力以引发所述膜片上的膜片张力；使用所述树脂总体温度传感器来测量树脂总体温度；以及在打印运行期间基于所述树脂池的树脂总体温度来更新打印配方中的打印平台速度和打印平台加速度。
[0006]在一些实施方案中，一种光反应性3D打印系统包括：底座；升降器系统，所述升降器系统可移动地联接到所述底座，其中所述升降器系统包括升降臂；打印平台，所述打印平台安装到所述升降臂；树脂槽，其中所述树脂槽包括膜片，并且所述膜片搁置在物理张紧元件上，使得所述树脂槽所受的增大的向下力引发所述膜片上的增大的张力；膜片张紧设备，所述膜片张紧设备对所述树脂槽施加向下力；树脂池，所述树脂池由所述树脂槽和所述膜片围起；照明系统；多个传感器；以及打印配方，所述打印配方包括将构建的3D打印零件中的每一层的信息。所述多个传感器包括以下各项中的至少两者：z轴载台位置传感器；z轴载台速度传感器；树脂槽垂直位移传感器；升降臂载荷传感器；加速度计；树脂总体温度传感器；以及热成像系统。所述打印配方包括以下各项中的一者或多者：构建几何形状、照明能量、每层曝光时间、层之间的等待时间、打印平台位置、打印平台速度、打印平台加速度、树脂槽位置、树脂槽力、树脂化学反应性和树脂粘度。在打印运行期间基于来自所述多个传感器中的至少两个传感器的输入来更新所述打印配方。
附图说明
[0007]图1A至图1D是根据一些实施方案的示例性光反应性3D打印系统(PRPS)的简化透视示意图。
[0008]图1E是根据一些实施方案的具有四个图像投射器的PRPS和具有四个子图像的复合图像的简化透视示意图。
[0009]图1F示出根据一些实施方案的具有两个图像投射系统的PRPS的三个简化透视示意图。
[0010]图1G是根据一些实施方案的具有四个图像投射系统的PRPS的一部分的简化透视示意图。
[0011]图1H至图1K是根据一些实施方案的用于形成组成移动子图像的复合图像的移动光源或移动光学系统的简化示意图。
[0012]图1L是根据一些实施方案的在单个壳体中的多个PRPS的简化示意图。
[0013]图1M是根据一些实施方案的用于一个或多个PRPS的自动树脂分配系统的简化示意图。
[0014]图2A至图2B分别是根据一些实施方案的用于PRPS的树脂槽、膜片和膜片张紧设备的示例的简化的纵截面和透视分解示意图。
[0015]图3是根据一些实施方案的用于PRPS的热成像系统的示例的简化纵截面示意图。
[0016]图4是示出根据一些实施方案的用于多个像素的照明能量的示例的简化图。
[0017]图5和图6是根据一些实施方案的用于PRPS中的闭环反馈的方法的流程图。
[0018]定义
[0019]在本公开中，将使用以下术语。
[0020]树脂：通常是指未固化状态的单体溶液。
[0021]树脂池：树脂槽内容纳的一定量的树脂，可立即用于打印作业。
[0022]树脂槽：带有膜片的机械组件，用于容留树脂池。
[0023]打印平台(即，打印托盘)：附接到升降器的系统，在所述系统上固化树脂并构建物理零件(即，打印物体)。
[0024]升降器系统：将Z轴载台连接到打印平台的零件的系统。
[0025]Z轴载台：为升降器系统提供运动的机电系统。
[0026]聚合物界面：树脂池与图像显示系统的焦平面的物理边界。
[0027]膜片：产生聚合物界面的透明介质，通常定向为平行于XY平面。
[0028]构建区域：图像显示系统可物理寻址的XY平面区域。
[0029]打印内：在单项打印作业的开始和结束之间可能发生的事件的上下文。
[0030]打印间：在打印内与在打印内上下文之外可能发生的事件的上下文。
[0031]打印作业(即，打印运行)：由3D打印的第一个命令开始直到最后一个命令(包括最后一个命令)启动的事件序列。
[0032]打印过本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，所述方法包括：提供光反应性3D打印系统，所述系统包括：底座；升降器系统，所述升降器系统可移动地联接到所述底座，其中所述升降器系统包括升降臂；打印平台，所述打印平台安装到所述升降臂；树脂槽，其中所述树脂槽包括膜片，并且所述膜片搁置在物理张紧元件上，使得所述树脂槽所受的增大的向下力引发所述膜片上的增大的张力；膜片张紧设备，所述膜片张紧设备对所述树脂槽施加向下力；树脂池，所述树脂池由所述树脂槽和所述膜片围起；照明系统；多个传感器，所述多个传感器包括树脂总体温度传感器；以及打印配方，所述打印配方包括将在所述打印平台上构建的3D打印零件中的层的信息，其中所述打印配方包括以下各项中的一者或多者：构建几何形状、照明能量、每层曝光时间、层之间的等待时间、打印平台位置、打印平台速度、打印平台加速度、树脂槽位置、树脂槽力、树脂化学反应性和树脂粘度；使用所述照明系统将图像投射透过所述膜片并且聚焦于位于所述树脂池内的聚合物界面处；使用所述升降器系统使所述打印平台以所述打印平台速度和所述打印平台加速度在z方向上移动；对所述树脂槽施加向下力以引发所述膜片上的膜片张力；使用所述树脂总体温度传感器来测量所述树脂池中的树脂总体温度；以及在打印运行期间基于所述树脂池的所述树脂总体温度来更新所述打印配方中的所述打印平台速度和所述打印平台加速度。2.如权利要求1所述的方法，其中：所述多个传感器还包括：树脂槽垂直位移传感器；以及升降臂载荷传感器；以及所述方法还包括：使用所述升降臂载荷传感器来测量所述升降臂所受的载荷；使用所述树脂槽垂直位移传感器来测量树脂槽垂直位移；以及在所述打印运行期间基于所述升降臂所受的所述载荷、所述树脂槽垂直位移和所述树脂总体温度来更新所述打印配方中的所述树脂槽位置和所述树脂槽力。3.如权利要求2所述的方法，其中在所述光反应性3D打印系统不处于激活打印模式时，调整所述树脂槽位置和所述树脂槽力以减小所述膜片上的所述张力。4.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括：在所述打印运行期间基于所述升降臂所受的所述载荷、所述树脂槽垂直位移和所述树脂总体温度来更新所述打印配方中的所述树脂粘度。5.如权利要求1所述的方法，其中所述膜片张紧设备包括气压缸。
6.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在所述打印运行期间基于所述树脂总体温度来更新所述打印配方中的所述树脂化学反应性。7.如权利要求1所述的方法，其中：所述多个传感器还包括：热成像系统；并且所述方法还包括：使用所述热成像系统来测量所述聚合物界面的温度分布；以及在所述打印运行期间基于所述树脂总体温度和所述聚合物界面的所述温度分布来更新所述打印配方中的所述照明能量。8.如权利要求7所述的方法，其中所述在所述打印运行期间更新所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：B怀恩，RL米勒，JL艾奇逊，CS坦纳，ID丘萨尔，
申请(专利权)人：无畏自动化，
类型：发明
国别省市：
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