具有光滑弯曲表面的人工晶状体的3D打印制造技术

本发明专利技术涉及具有光滑弯曲表面的人工晶状体的3D打印，更具体而言涉及一种连续增材制造系统(100)，包括光固化树脂槽、以及具有光源(112)和机动可变孔径(114)的光源组件(104)。所述光源组件能操作以在所述光固化树脂槽中产生焦点(108)，在所述光固化树脂槽内所述焦点在固化平面处的形状对应于所述机动可变孔径的形状。所述连续增材制造系统进一步包括被配置用于支撑构建的物体的平台(106)以及被配置用于使所述固化平面移动穿过所述光固化树脂槽的驱动机构(110)(联接至所述平台和所述光源组件中的至少一个)。所述机动可变孔径的大小和/或形状在所述固化平面连续地移动穿过所述光固化树脂槽时改变。所述光固化树脂槽时改变。所述光固化树脂槽时改变。

【技术实现步骤摘要】
具有光滑弯曲表面的人工晶状体的3D打印
[0001]本申请是申请日为2018年3月14日、国际申请号为PCT/IB2018/051719、国家申请号为201880019615.5、专利技术名称为“具有光滑弯曲表面的人工晶状体的3D打印”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本披露涉及普通3D打印，更具体涉及一种具有光滑弯曲表面的人工晶状体的3D打印。

技术介绍

[0003]3D打印，又称增材制造，是指用于创造三维物体的工艺，其中，在计算机控制下形成相继的材料层以创造物体。存在若干种3D打印工艺，所述打印工艺在沉积层以创造零件的方式和所使用的材料方面有所不同。立体光固化成型(SLA)是一种通过使用光聚合作用使液体材料固化从而生产固体零件层的3D打印工艺。这是一种如下工艺：即，一大桶液体聚合物暴露于光下，从而使分子链连接在一起并形成包括三维固体物体的一个层的聚合物。然后将放置有固体物体的打印床(build plate)以小增量向下移动，液体聚合物再次被暴露于光下。所述过程重复进行直至所述物体的模型完成。
[0004]目前的SLA 3D打印机使用成像投影系统(例如，数字微镜装置(DMD)、光刻法、LCD、光栅扫描等)来将图像投射到光聚合物槽的特定平面上。这些系统用于创造复杂的形状并因此需要适合的图像来固化材料。然而，大多数成像投影系统使用像素来投射图像，因此所投射的图像在横向平面上具有与像素大小相关的分辨率限制。此外，用于平移打印床的步进马达使固定增量层台阶固化，从而在零件上产生“阶梯状”表面光洁度，而不是零件具有光滑表面。由于这些局限性，由于“阶梯状”会降低光学品质和外观，所以当前的SLA 3D打印机不能适用于生产人工晶状体(IOL)。
[0005]因此需要一种适合生产具有光滑连续弯曲表面的微型光学器件(包括IOL)的改进型3D打印系统。

技术实现思路

[0006]在某些实施例中，连续增材制造系统包括光固化树脂(photopolymer resin)槽、以及具有光源和机动可变孔径的光源组件。所述光源组件能操作以在所述光固化树脂槽中产生焦点，在所述光固化树脂槽内所述焦点在固化平面处的形状对应于所述机动可变孔径的形状。所述连续增材制造系统进一步包括被配置用于支撑构建的物体的平台以及被配置用于使所述固化平面移动穿过所述光固化树脂槽的驱动机构(联接所述平台和所述光源组件中的至少一个)。所述机动可变孔径的大小和/或形状在所述固化平面连续地移动穿过所述光固化树脂槽时改变。
[0007]在某些实施例中，连续增材制造方法包括：通过光源组件在光固化树脂槽中产生焦点，在所述光固化树脂槽内所述焦点在固化平面处的形状对应于所述光源组件的机动可
变孔径的形状。所述方法进一步包括在连续地移动所述固化平面穿过所述光固化树脂槽时改变所述机动可变孔径的大小和/或形状。
[0008]与常规增材制造技术相比，上述系统和方法可以具有某些优势。例如，上述系统和方法可以允许产生适合IOL的光滑、高分辨率和高光学品质服务。
附图说明
[0009]为了更彻底地理解本披露及其优点，现在参考结合附图进行的以下说明，附图中类似的附图标记指示类似的特征，其中：
[0010]图1是展示了示例常规SLA增材制造系统的一部分的图；
[0011]图2是展示了根据本披露的示例性实施例的连续增材制造系统的图；并且
[0012]图3是示出了光源和机动可变孔径的光源组件的截面图。
具体实施方式
[0013]本披露的示例性实施例涉及一种连续增材制造系统。呈现了以下说明来使本领域的普通技术人员能够制作和使用本专利技术，并且在专利申请及其要求的背景下提供了以下说明。对本文所描述的示例性实施例以及一般原理和特征的各种修改将是显而易见的。主要在具体实施方式中提供的具体方法和系统方面描述了这些示例性实施例。然而，这些方法和系统将在其他实施方式中有效地操作。“示例性实施例”、“一个实施例”和“另一个实施例”等短语可以指相同或不同的实施例。将关于具有某些部件的系统和/或装置来描述这些实施例。然而，这些系统和/或装置可以包括比所示的部件更多或更少的部件，并且可以在不脱离本专利技术的范围的情况下，对这些部件的布置和类型做出变化。也将在具有某些步骤的具体方法的背景下描述所述示例性实施例。然而，对于具有不同和/或附加步骤以及以与示例性实施例不一致的不同顺序的步骤的其他方法，所述方法和系统仍有效操作。因此，本专利技术不旨在受限于所示出的实施例，而是被赋予与本文所描述的原理和特征一致的最广泛范围。
[0014]图1是展示了示例常规SLA增材制造系统的一部分的图。所述示例SLA增材制造系统10，例如，常规SLA 3D打印机，包括数字微镜装置(DMD)12或者其他用于将图像14投射到光固化树脂18槽的横向平面16上的成像投影系统。典型地，图像14由DMD 12通过使紫外(UV)光/激光(未示出)聚焦而被投射到光固化树脂18的横向平面16上。DMD芯片在其表面包括几十万个对应于要显示的图像14中的像素布置成阵列的微镜。由DMD投射的紫外光引起光敏光聚合物固化以形成定义所得零件的固化聚合物的层。然而，由于DMD 12是由像素组成的，所以所投射的图像14在所述横向平面16上具有与DMD 12的像素大小有关的分辨率限制，从而导致图像14的“阶梯状”边缘，如图所示。
[0015]此外，步进马达(未示出)将升降设备或平台在光固化树脂18槽中向上或向下平移与所得零件20的单个层的厚度相等的距离，并且所述光聚合物再次被暴露于紫外光下。所述设计的每一层都需重复这一过程直至3D物体完成。
[0016]使用步进马达以平移组件使得固定增量层阶梯固化，也使所得零件20的每一层在马达运动方向(这里示出为马达运动平面22)上具有“阶梯状”表面光洁度。因此，常规SLA增材制造系统创造的所得零件20具有可能被视为在横向(或水平)方向以及马达(或竖直)方
向上有混叠的内容，而不是零件具有光滑表面。对于物体，比如被植入人眼中的人工晶状体(IOL)，由于光学品质和外观的降低，这种混叠表面是不能被接受的。
[0017]示例性实施例提供了适合于人工晶状体(IOL)构造的改进型连续增材制造方法及系统，所述系统使用用于线性定位的连续驱动的伺服马达与光源中的机动可变孔径的组合使固化平面连续向上移动穿过光固化树脂的体积，从而创造光滑、连续的弯曲表面。
[0018]图2是根据本披露的示例性实施例的展示了连续增材制造系统的图。连续增材制造系统100可以被实现为3D打印机，所述打印机包括光固化树脂102槽、光源组件104、位于所述光固化树脂102槽内、支撑固化的聚合物108(正在构建/打印的物体)的平台106、与所述光源组件104和/或所述平台106联接的驱动机构110、以及与所述光源组件104和所述驱动机构110联接的处理器112。
[0019]光固化树脂102可以指代任何类型的合适的可聚合液体、单体、引发剂及其组合。连续增材制造系统100还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续增材制造系统，包括：光固化树脂槽；设置有光源和机动可变孔径的光源组件；平台，所述平台位于所述光固化树脂槽内并且被配置用于支撑固化的聚合物；驱动机构，所述驱动机构联接至所述光源组件和/或所述平台；以及与所述光源组件和所述驱动机构联接的处理器，所述处理器配置成执行固化控制模块的软件指令，所述固化控制模块对所述处理器进行配置以控制所述驱动机构和所述光源组件，所述固化控制模块还将所述处理器配置成在固化过程中根据构建的物体的形状改变所述机动可变孔径的直径，同时使平台连续地竖直移动远离光固化树脂的表面，由此连续地降低构建的物体，其中，所述机动可变孔径的变化与所述驱动机构的速度同步，同时固化平面的位置保持固定。2.如权利要求1所述的连续增材制造系统，其中，所述机动可变孔径的变化还与光源的特性同步。3.如权利要求1或2所述的连续增材制造系统，其中，所述光源组件能操作以在所述光固化树脂槽中产生焦点，在所述光固化树脂槽内所述焦点在固化平面处的形状对应于所述机动可变孔径的形状；其中所述驱动机构被配置用于使所述固化平面连续地移动穿过所述光固化树脂槽；并且其中，所述机动可变孔径的大小和/或形状在所述固化平面连续地移动穿过所述光固化树脂槽时改变。4.如权利要求1所述的连续增材制造系统，其中，所述光源组件包括紫外光源。5.如权利要求4所述的连续增材制造系统，其还包括紫外光阻挡物，所述紫外光阻挡物能够操作以控制所述紫外光源产生的光的穿透深度。6.如权利要求1所述的连续增材制造系统，其中，所述光源组件安装于所述光固化树脂槽的竖直上方。7.如权利要求1所述的连续增材制造系统，其中，所述连续增材制造系统能够操作以形成具有非球面表面的人工晶状体。8.一种连续增材制造系统，包括：光固化树脂槽；包括光源和机动可变孔径的光源组件，所述光源组件能操作以在所述光固化树脂槽中产生焦点，在所述光固化树脂槽内所述焦点在固化平面处的形状对应于所述机动可变孔径的形状；平台，所述平台被配置用于支撑固化的聚合物，所述固化的聚合物包括构建的物体；驱动机构，所述驱动机构联接至所述平台和所述光源组件中的至少一个，所述驱动机构被配置用于使所述平台和所述光源中的所述至少一个连续移动；其中，所述机动可变孔径的大小和/或形状在所述平台和所述光源中的所述至少一个连续移动时改变；其中，所述连续增材制造系统还包括：与...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：爱尔康公司，
类型：发明
国别省市：