用于清洁打印的3D物体的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于后清洁由光固化的树脂制剂打印的3D物体(90)的设备(1)，该3D物体具有树脂制剂的附着在表面处的、具有不透光的且不可溶的颗粒的、未固化的残留物，以及涉及相应设备的应用。设备(1)包括可用液体清洁剂(20)填充的、用于容纳待清洁的3D物体(90)的清洁室(2)，该清洁室具有搅拌器(5)，其中，设有与控制单元(11)连接的、用于检查清洁剂(20)的剩余的清洁能力的污染探测器(8)，污染探测器确定清洁剂(20)的光学密度，其中，污染探测器(8)设置在保持不含清洁剂(20)中不透光的且不可溶的超过预设尺寸的颗粒的区域中。从所确定的光学密度确定清洁剂(20)的清洁能力。光学密度确定清洁剂(20)的清洁能力。光学密度确定清洁剂(20)的清洁能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于清洁打印的3D物体的设备


[0001]本专利技术涉及一种用于对由包括不可溶的填充颗粒的光固化树脂制剂打印的3D物体进行后清洁的设备，该3D物体具有树脂制剂的附着在表面处的、未固化的残留物，以及本专利技术还涉及相应设备的应用。

技术介绍

[0002]在现有技术中已知各种构型和用于不同打印方法的3D打印机。在此，已知的打印方法是立体光刻方法，其中，合适的液态树脂或单体制剂通过有针对性的曝光逐点固化，以便逐层产生期望的三维物体。
[0003]为此，在传统的立体光刻中，聚焦的激光束经由可围绕两个彼此垂直的轴枢转的镜子来偏转，以便依次移过待在层中固化的点中的树脂，从而曝光。尤其当要固化较大面积时，该方法是时间耗费的，因为要逐点地移过待固化的面，因此该面实际上必须通过激光被打上阴影。在物体较大的情况下，如果激光仅以平角射到待固化的树脂上，则边缘区域也会造成畸变。
[0004]作为对此的替代方案，开发了所谓的“数字光处理”(DLP)打印方法。在所述方法中，光源的光经由数字微镜单元偏转到待固化的树脂上。在此，微镜单元包括能够倾斜的微镜的矩形排列，该微镜能够被单独驱控。典型地，微镜单元包括1920
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1080个可单独控制的镜，这些镜能够在某一位置(在该位置处入射到其上的光偏转到树脂中的相应预设的点上)与不发生这种情况的第二位置之间进行枢转。树脂的层中的可单独固化的点的数量通过微镜单元的镜的数量来预设。树脂中的各个点的最终的尺寸能够通过微镜单元与待曝光的层之间的间距来影响。
[0005]在现有技术中还已知如下实施方式，其中，代替通过光源照明的微镜单元使用由面状光源从背面照明的LCD显示器，以便在期望的点处固化树脂。在此，LCD显示器必须直接设置在具有液态树脂中的待固化的点的层处，LED显示器能够选择性地在各个点处使位于后方的照明装置的光透过。
[0006]在借助相应3D打印机生产的物体中，在从3D打印机中取出时，树脂制剂的尚未固化的残留物通常会附着，该残留物必须被移除。为此，已知：借助液体清洁剂处理3D物体，该清洁剂化学地移除树脂制剂的未固化的残留物，而不侵蚀原本的3D物体或其固化材料。
[0007]通过在所述清洁中进行的、用于脱离树脂制剂的残留物的工艺，清洁剂逐渐耗尽，由此随每次清洁过程减小清洁剂的清洁性能，直至其不再发挥足够的清洁效果。
[0008]在现有技术中建议：限制待借助清洁剂执行的清洁循环的数量并且在达到预设的数量后更换清洁剂。在此，该数量通常被选择得很小，使得即使在所有清洁循环中的每个待清洁的3D物体的树脂附着物基本上较大的情况下，还实现充分的清洁效果。这具有的缺点是：至少在几个清洁循环中仅需要移除树脂制剂的少量的残留物进而只消耗少量清洁剂，基于达到的清洁循环的预设数量仍需更换清洁剂，尽管其原则上适合于另外的清洁过程。
[0009]在文献WO 2019/111208 A1中示出用于清洁3D物体的设备，其中，在清洁室中设置
叉形光栅作为污物传感器。如果由光传感器检测到的光量减少，则这表明清洁剂中不透光的颗粒的份额增加，从而得出有关污染物的结论。在通过适当的清洁剂从3D物体上去除的不可透光的颗粒通常是树脂制剂中的填料或颜料。
[0010]已经表明：由文献WO 2019/111208 A1中公开的基于光的污染传感器所确定的清洁剂污染程度是相当不精确的并且只允许近似地得出清洁剂的实际清洁能力的结论。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是：创建用于清洁打印的3D物体的设备及其应用，其中，现有技术的缺点不再出现或仅以较小规模出现。
[0012]所述目的通过根据独立权利要求的设备及其根据权利要求13的应用实现。有利的改进形式是从属权利要求的主题。
[0013]因此，本专利技术涉及一种用于后清洁由光固化的树脂制剂打印的3D物体的设备，该3D物体具有树脂制剂的未固化的残留物，该残留物附着在表面处且具有不透光的且不可溶的颗粒，该设备包括：能够用液体的清洁剂填充的、用于容纳待清洁的3D物体的清洁室，该清洁室具有搅拌器，其中，设有与控制单元连接的、用于检查清洁剂的剩余的清洁能力的污染探测器，污染探测器确定清洁剂在320nm到400nm范围中的至少一个波长下的光学密度，其中，污染探测器设置在保持不含清洁剂中不透光的且不可溶的超过预设尺寸的颗粒的区域中，并且控制单元设置用于：从所确定的光学密度中确定清洁剂的清洁能力并且在低于预设的最小的清洁能力的情况下输出相应的通知。
[0014]本专利技术还涉及根据本专利技术的设备的应用，用于借助于填入到清洁室中的液态的清洁剂对由光固化的树脂制剂打印的3D物体进行后清洁，以移除树脂制剂的附着在3D物体的表面处的、具有不透光的且不可溶的颗粒的、未固化的残留物。
[0015]在根据本专利技术的设备中认识到：清洁剂的不基于通过不透光颗粒来吸收光的清洁能力的监控是显著更准确的和可靠的。此外，借助根据本专利技术的设备，也能够在清洁室中使用清洁剂，在清洁室中散布不可溶的研磨体，借助研磨体优化待清洁的3D物体的表面(参见例如专利申请DE 10 2020131 307.1)。
[0016]为此，该设备包括污染探测器，污染探测器设置在通过过滤元件与清洁室分隔开的区域中，大于通过过滤元件预设的尺寸的固体颗粒不会到达污染探测器并且在那里歪曲测量结果。
[0017]污染探测器是用于确定清洁剂在320nm和400nm范围内、即在紫外线UV(A)范围内在可见范围外的一个或多个波长下的光学密度的探测器。本专利技术已经认识到，在借助适当的清洁剂清洁打印的3D物体时，已知的树脂制剂的转移到清洁剂中的组成部分至少在很大程度上吸收在所提出的波长范围内的电磁辐射。如果清洁剂在所述波长范围内没有或只具有基本吸收，则光学密度的增加能够得出关于清洁剂的剩余清洁能力的结论。在此证实，基于不可见范围中的光学密度确定清洁剂的清洁能力比基于清洁剂中的不透光的固体颗粒的测量能够得到显著更准确且更可靠的结论。根据本专利技术的设备还允许在清洁室中使用不可溶的研磨体，这例如在根据WO 2019/111208 A1的设备中是不可行的。
[0018]与污染探测器连接的控制单元设置用于，从所确定的光学密度推导出清洁能力，例如以指标值的形式的清洁能力。如果所确定的清洁能力低于预设的最小清洁能力，则控
制单元输出通知，使得用户能够更换清洁剂。
[0019]基本的清洁能力或清洁能力的降低、还有预设的最小清洁能力的值能够与清洁剂或其组分相关。控制单元能够具有用于不同清洁剂的合适的参数，然后能够从这些参数中分别选定适合于实际使用的清洁剂的参数。
[0020]能够以任何方式和方法进行通知，例如通过清洁设备本身处的合适的光学和/或声学显示器。但是还可行的是，控制单元将适当的通知信号发送给其他的、例如上级的设备，该设备然后适当自动化地处理该通知和/或将通知输出给用户。
[0021]为了实现根据本专利技术的设备的尽可能可变的应用并且最小化用户接触清洁剂的风险，优选的是，设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于3D物体(90)的后清洁的设备(1)，所述3D物体由光固化的树脂制剂打印制成并且具有所述树脂制剂的未固化的残留物，所述残留物附着在表面处并且具有不透光的且不可溶的颗粒，所述设备包括清洁室(2)，所述清洁室能够以液体的清洁剂(20)填充并且具有用于容纳待清洁的所述3D物体(90)的搅拌器(5)，其特征在于，为了检查所述清洁剂(20)的剩余的清洁能力而设有污染探测器(8)，所述污染探测器与控制单元(11)连接并且确定在320nm到400nm的范围中的至少一个波长的情况下的所述清洁剂(20)的光学密度，所述污染探测器(8)设置在保持不含所述清洁剂(20)中不透光且不可溶的超过预设尺寸的颗粒的区域中，并且所述控制单元(11)设置用于从已确定的所述光学密度来确定所述清洁剂(20)的清洁能力并且在低于预设的最小清洁能力的情况下输出相应的通知。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，设有用于清洁剂(20)的能更换的储备容器(6)和用于将清洁剂(20)从所述储备容器(6)输送到所述清洁室(2)中以及从所述清洁室(2)输送到所述储备容器(6)中的泵(7)，所述污染探测器(8)优选地设置在所述储备容器(6)与所述清洁室(2)之间的管线中，并且过滤元件(3)设置在所述污染探测器(8)与所述清洁室(2)之间。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述储备容器(6)具有能够由所述控制单元(11)读取的存储元件、优选RFID元件(6')，在所述存储元件上存有预留在所述储备容器(6)中的所述清洁剂(20)的当前的清洁能力。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，控制装置(11)设置用于确定分别在清洁过程之前和之后的所述清洁剂(20)的所述光学密度。5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，控制装置(11)设置用于，从在清洁过程之前和之后的所述清洁剂(20)的所述光学密度的差异确定所述清洁能力的降低，并且根据确定的所述清洁能力的降低调适所述清洁能力的初始值。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制装置(11)设置用于，为了从所述光学密度确定所述清洁剂(20)的所述清洁能力，和/或为了根...

【专利技术属性】
技术研发人员：延斯，
申请(专利权)人：穆尔鲍尔科技公司，
类型：发明
国别省市：