使用增材制造技术由可固化材料制造光学体积元素的方法和系统技术方案

一种用于使用增材制造技术由可固化材料(50)制造光学元件(100)的方法，所述方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用增材制造技术由可固化材料制造光学体积元素的方法和系统


[0001]本专利技术涉及光学部件(例如，眼镜片)的制造。
[0002]更精确地，本专利技术涉及一种使用增材制造技术由可固化材料制造光学元件的方法。
[0003]本专利技术还描述了一种用于使用增材制造技术由可固化材料制造光学元件的制造系统。

技术介绍

[0004]增材制造技术适用于制造许多装置，特别是适用于在新技术开发的框架内制造原型装置，因为最终获得的装置直接形成为具有所需的形状。然而，在目前的发展阶段，增材制造技术很少适于被用作用于眼科装置的大规模生产的工业工具。
[0005]适用于眼科装置的增材制造技术通常基于逐层或逐滴的构建过程。因此，通过层或液滴的重叠来形成预期装置。
[0006]关于尤其用于眼镜的眼镜片的制造，增材制造技术用于生产眼镜片模型。然而，这些模型很少适于在镜架中使用以便由配戴者配戴。实际上，在所制造的光学装置内，层之间的界面(或液滴和/或存在于照射工具内的像素痕迹)的积累通常形成轻微的光学缺陷，特别是衍射缺陷。
[0007]这些缺陷出现在层之间的界面，因为位于此界面两侧的材料在不同时间硬化，从而在层之间产生衍射(已经注意到，具有一堆多个层的光学装置的形成引起图案重复，而这种光学特性的重复性交替会引起衍射缺陷的形成)。而且，单层中的材料的硬化也不是均匀地而是逐点发生的，这也会在这些点之间产生衍射。
[0008]当最终使用眼镜片时，这些缺陷是至关重要的。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供了一种制造方法。
[0010]更精确地，本专利技术涉及一种使用增材制造技术由可固化材料制造光学元件的方法，所述方法包括以下步骤：
[0011]‑
提供未固化的可固化材料的第一部分，
[0012]‑
通过用第一固化表面能照射所述第一部分的可固化材料的表面来形成所述光学元件的第一部分，所述第一固化表面能严格低于第一预定能量阈值并且高于第二预定阈值，以及
[0013]‑
在用所述第一固化表面能照射所述第一部分之后，通过用至少第二固化表面能照射所述可固化材料的表面来形成所述光学元件的至少第二部分，所述第二部分与所述光学元件的第一部分不同，所述第二固化表面能照射所述光学元件的第二部分和所述光学元件的第一部分的至少一部分两者，所述第一固化表面能和所述光学元件的所述第一部分接
收的至少所述第二固化表面能的部分的总和高于或等于所述第一预定能量阈值。
[0014]更具体地，本专利技术涉及一种使用增材制造技术由可固化材料制造光学元件的方法，所述方法包括以下步骤：
[0015]‑
提供未固化的可固化材料的第一部分，
[0016]‑
通过用第一固化表面能照射所述第一部分的可固化材料的表面来形成所述光学元件的第一部分，所述第一固化表面能严格低于第一预定能量阈值且高于第二预定阈值，所述第一预定能量阈值低于或等于固体预定能量阈值，所述固体预定能量阈值与足以使所述光学元件的第一部分在所述光学元件的所述第一部分的整个厚度上成为固体的能量对应，所述第二预定能量阈值等于诱导表面能，以及
[0017]‑
在用所述第一固化表面能照射所述第一部分之后，通过用至少第二固化表面能照射所述可固化材料的表面来形成所述光学元件的至少第二部分，所述第二部分与所述光学元件的第一部分不同，所述第二固化表面能高于所述第二预定能量阈值，所述第二固化表面能照射所述光学元件的第二部分和所述光学元件的第一部分的至少一部分两者，所述第一固化表面能和所述光学元件的所述第一部分接收的至少所述第二固化表面能的部分的总和足以使所述光学元件的第一部分成为固体，所述第一固化表面能和所述光学元件的所述第一部分接收的至少所述第二固化表面能的部分的总和优选地高于或等于所述固体预定能量阈值。
[0018]由于本专利技术，光学元件的不同部分中的至少一些部分未一次完全固化。其中一些部分在光学元件完全制造之前甚至完全没有固化。实际上，第一部分的可固化材料单次接收的固化能量不足以使其完全硬化。形成部分因此至少最初形成为液体和固体之间的中间状态。然后，在光学元件的一些其他部分的形成期间，至少一个先前形成的部分接收一定量的固化能量，这增加了向固态的转化率。在一些情况下，根据本专利技术，一些部分接收足够的固化能量以仅在接近光学元件的制造结束时才变为固体。
[0019]当第二部分接收第二固化能量时，第一部分处于中间状态，而不是处于固态，使两个部分能够更高效地合并，从而减少或甚至避免所述部分之间的界面痕迹。认为那些相邻部分与其他部分更好地相互渗透。根据本专利技术形成的所有相邻部分因此与具有更连续材料特性的其他部分关联，从而限制了与界面相关的缺陷。
[0020]应当注意，根据本专利技术，至少一对第一部分和第二部分使得第一部分和第二部分是光学元件的不同部分，并且在通过增材制造制造光学元件结束时，包括可能的后固化，第一部分和第二部分都完全处于固态。
[0021]可以精确地说，在所述提供未固化的可固化材料的第一部分的步骤之前，所述方法包括提供至少部分地固化的可固化材料的初始部分的步骤，所述未固化的可固化材料的所述第一部分被放置在所述初始部分与适合于用所述第一固化表面能和所述第二固化表面能照射所述可固化材料的表面的能量源之间。这阐明了根据本领域技术人员的一般理解，可固化材料的第一部分对应于能够形成层的可固化材料。
[0022]所述方法的其他有利特征是以下特征：
[0023]‑
通过使用被定义为{E
J
＝E
C
*exp}的Jacobs方程确定所述光学元件的第一部分的第一预定能量阈值，其中，E
J
是第一预定能量阈值源自的Jacobs能量，th是所述光学元件的第一部分的厚度，D
P
是所述可固化材料内的第一固化表面能的光深度穿透值，以及E
C
是为所
述可固化材料定义的临界Jacobs能量；
[0024]‑
通过使用被定义为{E
J
＝E
C
*exp}的Jacobs方程确定所述光学元件的第一部分的第一预定能量阈值，其中E
J
是Jacobs能量，所述固体预定能量固体(T
S
)等于所述Jacobs能量，th是所述光学元件的第一部分的厚度，D
P
是所述可固化材料内的第一固化表面能的光深度穿透值，E
C
是为所述可固化材料定义的临界Jacobs能量，并且所述第一预定能量阈值是所述临界Jacobs能量的函数；
[0025]‑
所述第一预定能量阈值是为所述可固化材料定义的临界Jacobs能量，所述第一固化表面能和至少所述第二固化表面能的总和高于或等于所述Jacobs能量；
[0026]‑
所述第一固化表面能和至少所述第二固化表面能的总和高于或等于所述Jacobs能量，优选地高于或等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于使用增材制造技术由可固化材料(50)制造光学元件(100)的方法，所述方法包括以下步骤：
‑
提供未固化的可固化材料(50)的第一部分，
‑
通过用第一固化表面能(E1)照射所述第一部分的可固化材料(50)的表面(55)来形成所述光学元件(100)的第一部分，所述第一固化表面能(E1)严格低于第一预定能量阈值(T1)且高于第二预定阈值(T2)，所述第一预定能量阈值(T1)低于或等于固体预定能量阈值(T
S
)，所述固体预定能量阈值与足以使所述光学元件(100)的第一部分在所述光学元件(100)的所述第一部分的整个厚度上成为固体的能量对应，所述第二预定能量阈值(T2)等于诱导表面能(E
I
)，以及
‑
在用所述第一固化表面能(E1)照射所述第一部分之后，通过用至少第二固化表面能照射所述可固化材料(50)的表面(55)来形成所述光学元件(100)的至少第二部分，所述第二部分与所述光学元件(100)的第一部分不同，所述第二固化表面能高于所述第二预定能量阈值(T2)，所述第二固化表面能照射所述光学元件(100)的第二部分和所述光学元件(100)的第一部分的至少一部分两者，所述第一固化表面能(E1)和所述光学元件(100)的所述第一部分接收的至少所述第二固化表面能的部分的总和足以使所述光学元件(100)的第一部分成为固体，所述第一固化表面能(E1)和所述光学元件(100)的所述第一部分接收的至少所述第二固化表面能的部分的总和优选地高于或等于所述固体预定能量阈值(T
S
)。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括在所述提供未固化的可固化材料(50)的第一部分的步骤之前，提供至少部分地固化的可固化材料(50)的初始部分的步骤，所述未固化的可固化材料(50)的所述第一部分被放置在所述初始部分与适合于用所述第一固化表面能和所述第二固化表面能照射所述可固化材料(50)的表面(55)的能量源(2)之间。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过使用被定义为{E
J
＝E
C
*exp(th/D
P
)}的Jacobs方程确定所述光学元件的第一部分的第一预定能量阈值(T1)，其中
‑
E
J
是Jacobs能量，所述固体预定能量固体(T
S
)等于所述Jacobs能量(E
J
)，
‑
th是所述光学元件(100)的第一部分的厚度，
‑
D
P
是所述可固化材料(50)内的第一固化表面能的光深度穿透值，
‑
E
C
是为所述可固化材料(50)定义的临界Jacobs能量，并且
‑
所述第一预定能量阈值(T1)是所述临界Jacobs能量(E
C
)的函数。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一预定能量阈值(T1)是为所述可固化材料(50)定义的临界Jacobs能量(E
C
)，所述第一固化表面能(E1)和至少所述第二固化表面能的总和高于或等于所述Jacobs能量(E
J
)，优选地高于或等于所述Jacobs能量(E
J
)的1.2倍、优选地高于所述Jacobs能量(E
J
)的1.5倍。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，包括照射所述可固化材料(50)的表面(55)的步骤的数量(H)，使得在每个照射步骤，一部分固化表面能被所述光学元件(100)的第一部分的至少一部分接收，每个固化表面能高于所述第二预定阈值(T2)，所述第一部分接收到的每个固化表面能的总和高于或等于所述第一预定能量阈值(T1)，所述数量(H)是大于或等于3的整数。6.根据权利要求5所述的方法，其中，照射所述可固化材料(50)的表面(55)的步骤包括用中间固化表面能至少部分地照射所述光学元件(100)的所述第一部分的子步骤，所述第
一固化表面能和所述中间固化表面能的总和严格低于所述第一预定能量阈值(T1)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，包括以下步骤：
‑
在能量源(2)与所述光学元件(100)的第一部分之间提供可固化材料(50)的第二部分，
‑
用所述可固化材料(50)的第二部分形成所述光学元件(100)的第二部分，以及
‑
用至少所述第二固化表面能照射所述可固化材料(50)的表面(55)，使得一部分所述第二固化表面能被所述光学元件(100)的第一部分的至少一部分接收。8.根据权利要求1至7中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：依视路国际公司，
类型：发明
国别省市：