通过增材制造来生产三维物体的设备制造技术

一种通过增材制造来生产三维物体的设备包括驱动组件，该驱动组件操作性地与载体和窗安装件相关联，并构造成推进载体和窗安装件远离彼此。第一流体开关在存在窗时连接到第一流体孔口，或在不存在窗时连接到窗安装件并构造成用于连接到窗。第二流体开关在存在窗时连接到第二流体孔口，或在不存在窗时连接到窗安装件并构造成用于连接到窗。流体供应装置连接到第一流体开关和第二流体开关两者，并且流体是聚合抑制剂。聚合抑制剂。聚合抑制剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过增材制造来生产三维物体的设备
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2017年10月27日提交的序列号为62/578008的美国临时申请的优先权，该美国临时申请的公开内容通过引用而以其整体并入本文。


[0003]本专利技术涉及增材制造，特别是立体光刻，包括连续液体界面生产(CLIP)。

技术介绍

[0004]有时被称为“立体光刻”的成组的增材制造技术通过可光聚合树脂的顺序聚合来产生三维物体。这样的技术可为“自下而上”技术，其中光通过透光窗而投射到生长的物体的底部上的树脂中，或这样的技术可为“自上而下”技术，其中光投射到生长的物体的顶部上的树脂上，生长的物体然后向下浸入到树脂池中。
[0005]被称为连续液体界面生产(CLIP)的更快速的立体光刻技术的最近引入与用于增材制造的“双重固化”树脂的引入结合而将立体光刻的有用性从原型制作扩展到了制造(参见例如授予DeSimone等人的美国专利No. 9211678、No. 9205601和No. 9216546；以及还有J. Tumbleston、D. Shirvanyants、N. Ermoshkin等人的Continuous liquid interface production of 3D Objects(Science 347，1349
‑
1352)(2015年3月16日在线公布)；还参见Rolland等人的美国专利No. 9676963、No. 9453142和No. 9598606)。
[0006]诸如CLIP的技术利用诸如氧气的聚合抑制剂，以有益于立体光刻过程。然而，抑制剂可被消耗，并且当被消耗时必须重新供应(特别是当该过程快速操作时)。并且该过程的快速操作可导致看似无关的额外问题，诸如在生长的三维物体底下的可聚合液体中形成气穴和气泡，从而导致在物体本身内形成缺陷。因此，在自下而上的立体光刻中仍然需要新技术。

技术实现思路

[0007]在一些实施例中，一种用于通过增材制造来生产三维物体的设备包括：(a)光源；(b)定位在光源上方的载体或载体安装件，可在该载体上生产三维物体；(c)窗安装件；(d)任选地，连接到窗安装件的固定的或可移除的窗盒；窗包括：(i)光学透明的半透性部件，可在该部件上生产三维物体；(ii)流体供应床，其在半透性部件中或邻近半透性部件，并构造成通过半透性部件而供给聚合抑制剂，供应床具有至少两个相反的侧部；(iii)至少第一流体孔口和第二流体孔口，其在供应床的相反的侧部上连接到供应床并通过供应床而彼此流体连通；(e)驱动组件，其操作性地与载体和窗安装件(和窗盒(当存在时))相关联，并且构造成推进载体和窗安装件(和窗盒(当存在时))彼此远离；(f)第一流体开关，其在存在窗时连接到第一流体孔口，或在不存在窗时连接到窗安装件并构造成用于连接到窗；(g)第二流体开关，其在存在窗时连接到第二流体孔口，或在不存在窗时连接到窗安装件并构造成用于连接到窗；(f)流体供应装置，其连接到第一流体开关和第二流体开关两者，流体是聚合
抑制剂(例如，氧气)；以及(g)任选地，真空源，其连接到第一流体开关和第二流体开关两者。
[0008]在一些实施例中，第一流体开关和第二流体开关一起构造成能够在以下构造之间切换：(i)第一构造，其中：流体抑制剂供应装置与第一流体孔口流体连通；并且如果存在真空源，则真空源与第二流体孔口流体连通；以及(ii)第二构造，其中：流体抑制剂供应装置与第二流体孔口流体连通；并且如果存在真空源，则真空源与第一流体孔口流体连通。
[0009]在一些实施例中，流体供应床包括侧向流动床(例如，定位在半透性部件与非透性部件之间)(例如，流体通道床)。
[0010]在一些实施例中，存在真空源。
[0011]在一些实施例中，流体包括气体。
[0012]在一些实施例中，聚合抑制剂是氧气。
[0013]在一些实施例中，流体是处于小于大气压力的压力的氧气。
[0014]在一些实施例中，存在窗盒。
[0015]在一些实施例中，不存在窗盒。
[0016]在一些实施例中，半透性部件是非晶含氟聚合物。
[0017]在一些实施例中，一种在自下而上的增材制造设备上生产三维物体期间减小横跨自下而上的增材制造设备的窗的氧气梯度的不规则性的方法包括：(a)在窗上由可聚合液体生产物体，窗包括：(i)光学透明的半透性部件，在该部件上生产三维物体；(ii)流体供应床，其在半透性部件中或邻近半透性部件，从该供应床通过半透性部件而供给聚合抑制剂；(iii)至少第一流体孔口和第二流体孔口，其在供应床的相反的侧部上连接到供应床并通过供应床而彼此流体连通；同时(b)通过孔口中的一个而供给为聚合抑制剂(例如，氧气)的流体，任选地同时通过孔口中的另一个而抽真空；以及(c)周期性地使流体通过供应床的流动反向。
[0018]在一些实施例中，流体供应床包括侧向流动床(例如，定位在半透性部件与非透性部件之间)(例如，流体通道床)。
[0019]在一些实施例中，存在抽真空的步骤。
[0020]在一些实施例中，通过周期性地切换(i)通过其而供给聚合抑制剂的孔口和(ii)从其抽真空(如果存在)的孔口来执行周期性反向步骤。
[0021]在一些实施例中，流体包括气体。
[0022]在一些实施例中，流体是处于小于大气压力的压力的氧气。
[0023]在一些实施例中，氧气的压力基本上等于处于大气压力的空气中的氧气的分压力。
[0024]在一些实施例中，间歇地施加抽真空的步骤。
[0025]在一些实施例中，可聚合液体包括在光学透明部件上的下部区域和与光学透明部件相反的在下部区域上的上部区域，其中通过光学透明部件而将降低的压力和/或富含聚合物抑制剂的气体施加到可聚合液体的步骤包括降低上部区域中的气体(例如，氮气)浓度。
[0026]在一些实施例中，下部区域的厚度为大约1至1000微米。
[0027]在一些实施例中，通过光学透明部件而将降低的压力间歇地施加到可聚合液体的
步骤足以降低上部区域中的气体(例如，氮气)浓度并维持下部区域中的气体(例如，氧气)浓度。
[0028]在一些实施例中，以从0.01、0.02或0.1赫兹直到0.2、0.5、1或2赫兹的频率执行周期性切换的步骤。
[0029]在本文中的附图和下文阐述的说明书中更详细地阐释了本专利技术的前述和其它目的和方面。本文中所引用的所有美国专利参考文献的公开内容均将通过引用而并入本文中。
附图说明
[0030]图1出于比较的目的而示意性地图示了自下而上的立体光刻设备，其中为聚合抑制剂的流体在半透性窗底下侧向流动。
[0031]图2是图1的设备的窗的自上而下的视图，其中较暗的区域示出可聚合液体的区域，其中氧气损耗，并因此易受支撑液体界面释放层(或“死区”)的塌陷。
[0032]图3是用于自下而上的立体光刻设备的窗的截面侧视图，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过增材制造来生产三维物体的设备，其特征在于，包括：(a)光源；(b)定位在所述光源上方的载体或载体安装件，可在所述载体上生产三维物体；(c)窗安装件；(d)驱动组件，其操作性地与所述载体和所述窗安装件相关联，并且构造成推进所述载体和所述窗安装件彼此远离；(e)第一流体开关，其在不存在窗时连接到所述窗安装件并构造成用于连接到所述窗；(f)第二流体开关，其在不存在所述窗时连接到所述窗安装件并构造成用于连接到所述窗；以及(g)流体供应装置，其连接到所述第一流体开关和所述第二流体开关两者，所述流体是聚合抑制剂。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括连接到所述窗安装件的固定的或可移除的窗盒；所述窗包括：(i)光学透明的半透性部件，可在所述半透性部件上生产三维物体；(ii)流体供应床，其在所述半透性部件中或邻近所述半透性部件，并构造成通过所述半透性部件而供给聚合抑制剂，所述供应床具有至少两个相反的侧部；(iii)至少第一流体孔口和第二流体孔口，其在所述供应床的相反的侧部上连接到所述供应床并通过所述供应床而彼此流体连通。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述驱动组件操作性地与所述载体以及所述窗安装件和所述窗盒相关联，并且构造成推进所述载体以及所述窗安装件和所述窗盒彼此远离。4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述第一流体开关连接到所述第一流体孔口，并且所述第二流体开关连接到所述第二流体孔口。5.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述设备还包括真空源，其连接到所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：BE菲勒，RG普赖斯，
申请(专利权)人：卡本有限公司，
类型：新型
国别省市：