用于增材制造的辐射系统和方法技术方案

提供了一种增材制造装置和系统。增材制造装置包括：容器，容纳在暴露于辐射时可聚合的材料；以及可编程辐射模块，该可编程辐射模块包括可单独寻址的辐射发射元件的阵列。该可编程辐射模块可定位成使所述可编程辐射模块的辐射表面与材料直接接触；所述阵列是可编程的，以通过选择性地激活阵列的元件来产生具有一图案的辐射；并且所述可编程辐射模块可定位成辐射邻近辐射表面的材料。增材制造装置还包括具有构建表面的构建平台，该构建平台被构造为相对于辐射表面移动。还提供了一种采用该增材制造装置的增材制造方法。材制造装置的增材制造方法。材制造装置的增材制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增材制造的辐射系统和方法
[0001]相关申请的交叉引证
[0002]本申请要求新加坡专利申请第10201909593U号的优先权，该申请的全部内容通过引证并入本文。


[0003]本说明书涉及增材制造方法和系统，具体地，涉及包括辐射发射元件的立体光刻增材制造装置。

技术介绍

[0004]增材制造是通过添加材料来有效地构建物体而形成三维物体的过程，这与其中通过从较大块中去除材料而形成三维物体的诸如雕刻或计算机数控(CNC)加工的传统减材方法相反。通常，在用于增材制造的大多数设备和方法中，三维物体在竖直方向上逐层构建。所需的三维物体由非常薄的材料层堆叠而成，每个这样的层是在物体内的该层的竖直位置处的物体截面的表示。

技术实现思路

[0005]根据本说明书的实施方式，提供了一种增材制造装置。该增材制造装置包括：容器，所述容器容纳在暴露于辐射时可聚合的材料；可编程辐射模块，所述可编程辐射模块包括可单独寻址的辐射发射元件的阵列，其中：所述可编程辐射模块可定位成使所述可编程辐射模块的辐射表面与所述材料直接接触；所述阵列是可编程的，以通过选择性地激活所述阵列的所述元件来产生具有一图案的辐射；并且所述可编程辐射模块可定位成辐射邻近所述辐射表面的所述材料；所述增材制造装置还包括构建平台，所述构建平台具有构建表面，所述构建平台被构造为相对于所述辐射表面移动。
[0006]多个所述辐射发射元件可以包括位于衬底上的多个微型发光二极管(LED)。
[0007]所述微型LED可以被构造为发射单色光。
[0008]所述阵列可以包括多个棋盘式构件，并且其中，每个所述棋盘式构件都包括多个辐射发射元件。
[0009]所述阵列可以包括位于多个所述棋盘式构件之间的间隙，以使气体渗透通过所述辐射表面。
[0010]所述阵列可以被封装在于所述可编程辐射模块的面处形成封装层的透明材料中，并且其中，所述封装层形成所述辐射表面。
[0011]所述衬底和所述封装层对气体而言可以是可渗透的。
[0012]所述阵列可以封装在于所述可编程辐射模块的面处形成封装层的透明材料中，并且其中，所述封装层形成所述辐射表面。
[0013]所述衬底对气体而言可以是不可渗透的，并且所述封装层对气体而言可以是可渗透的。
[0014]所述可编程辐射模块可以包括形成所述辐射表面的不粘膜。
[0015]所述增材制造装置还可以包括光学组件，所述光学组件被构造为修改通过可单独寻址的所述辐射发射元件的阵列产生的辐射。
[0016]多个所述棋盘式构件中的每个棋盘式构件都可以被透明材料单独封装。
[0017]所述衬底和所述阵列的单独封装的所述棋盘式构件对气体而言可以是可渗透的。
[0018]根据本说明书的另一实施方式，提供了一种增材制造方法，所述增材制造方法包括：使容器至少部分地填充有在暴露于辐射时可聚合的材料；提供具有辐射表面的可编程辐射模块，所述可编程辐射模块包括可单独寻址的辐射发射元件的阵列；提供具有构建表面的构建平台；将所述可编程辐射模块定位成使所述可编程辐射模块的所述辐射表面与材料直接接触；使所述构建平台相对于所述辐射表面定位成使得未固化材料的层限定在所述构建表面和所述辐射表面之间；以及利用辐射照射所述未固化材料的层，其中，照射包括选择性地激活所述可编程辐射模块的所述阵列的所述辐射发射元件，以通过具有由选择性激活的辐射发射元件产生的图案的辐射来使所述未固化材料的层聚合。
附图说明
[0019]参考示出本公开的可能布置的附图进一步描述本公开将是方便的。本公开的其他布置是可能的，并且因此，附图的特殊性不应被理解为取代本公开的前述描述的一般性。
[0020]此外，在附图中，相同的附图标记表示相似的元件或动作。附图中元件的尺寸和相对位置不一定按比例绘制。例如，各种元件的形状和角度不一定按比例绘制，这些元件中的一些被任意放大和定位，以提高附图的易读性。此外，所描绘的元件的形状不一定意在传达关于特定元件的实际形状的任何信息，并且仅是为了便于在附图中识别而选择的。
[0021]图1A示出了根据本说明书的一些实施方式的示例性增材制造装置的分解示意图；
[0022]图1B示出了图1A的示例性增材制造装置的示图；
[0023]图1C示出了图1A的示例性增材制造装置的前视截面图；
[0024]图1D示出了图1A的示例性增材制造装置的一部分的分解图；
[0025]图2示出了根据本说明书的一些实施方式的增材制造装置的示例性微型发光二极管(LED)阵列；
[0026]图3A和图3B示出了根据本说明书的一些实施方式的示例性增材制造装置中的包括微型LED阵列的示例性可编程辐射模块的定位；
[0027]图4A、图4B和图4C示出了根据本说明书的一些实施方式的示例性微型LED阵列的不同示例性发射器布置；
[0028]图5A和图5B示出了根据本说明书的一些实施方式的示例性微型LED阵列的棋盘式结构；
[0029]图6A示出了根据本说明书的一些实施方式的包括棋盘式构件的示例性微型LED阵列的三维图；
[0030]图6B示出了图6A的示例性微型LED阵列的截面图；
[0031]图7A和图7B示出了通过根据本说明书的一些实施方式的示例性多孔微型LED阵列的气体扩散；
[0032]图8A、图8B、图8C和图8D示出了根据本说明书的一些实施方式的示例性微型LED阵
列中的孔布置；
[0033]图9A和图9B分别示出了根据本说明书的一些实施方式的采用示例性多孔微型LED阵列的示例性增材制造装置的一部分的三维图和截面图；
[0034]图10A、图10B、图10C、图10D和图10E示出了通过根据本说明书的一些实施方式的示例性微型LED阵列的不同变型的气体扩散；
[0035]图11示出了根据本说明书的一些实施方式的示例性增材制造方法的流程图。
具体实施方式
[0036]现有的增材制造系统具有多种缺点，诸如但不限于慢打印速率、低打印分辨率、低效率等。例如，许多基于立体光刻(SLA)的增材制造装置具有慢打印速率。基于数字光处理(DLP)的增材制造装置比基于SLA的装置更快，然而，由于这些装置中的像素尺寸太大，因此它们无法缩放，当被投射到更大的打印区域时会导致低分辨率。一些增材制造装置使用液晶显示器(LCD)实现快速打印和可缩放性，然而，由于大部分的能量输入都以热量的形式流失到LCD，因此它们在能源使用方面效率低下。此外，基于LCD的增材制造装置在可以穿过LCD的波长方面受到限制，这是因为三维(3D)打印市场中的一些新型树脂材料需要较低的波长来固化，这在这样的装置中是不可能的。
[0037]本公开寻求克服上述缺点中的一个或多个，或至少提供有用的替代方案。
[0038]参照图1A和图1B，示出了根据本说明书的一些实施方式的增材制造装置100的示意图。特别是，图1A示出了增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种增材制造装置，包括：容器，容纳在暴露于辐射时能聚合的材料；可编程辐射模块，包括能单独寻址的辐射发射元件的阵列，其中：所述可编程辐射模块能定位成使所述可编程辐射模块的辐射表面与所述材料直接接触；所述阵列是可编程的，以通过选择性地激活所述阵列的所述元件来产生具有一图案的辐射，并且所述可编程辐射模块能定位成辐射邻近所述辐射表面的所述材料；以及构建平台，具有构建表面，所述构建平台被构造为相对于所述辐射表面移动。2.根据权利要求1所述的增材制造装置，其中，多个所述辐射发射元件包括位于衬底上的多个微型发光二极管(LED)。3.根据权利要求2所述的增材制造装置，其中，所述微型LED被构造为发射单色光。4.根据权利要求1或2所述的增材制造装置，其中，所述阵列包括多个棋盘式构件，并且其中，每个所述棋盘式构件都包括多个所述辐射发射元件。5.根据权利要求4所述的增材制造装置，其中，所述阵列包括位于多个所述棋盘式构件之间的间隙，以使气体渗透通过所述辐射表面。6.根据权利要求1或2所述的增材制造装置，其中，所述阵列被封装在于所述可编程辐射模块的面处形成封装层的透明材料中，并且其中，所述封装层形成所述辐射表面。7.根据权利要求6所述的增材制造装置，其中，所述衬底和所述封装层对气体而言是能渗透的。8.根据权利要求5所述的增材制造装置，其中，所述阵列被封装在于所述可编程辐射模块的面处形成封装层的透明材料中，并且其中，所述封装层形成所述辐射表面。...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾哈迈德，
申请(专利权)人：速科特私人有限公司，
类型：发明
国别省市：