【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于由基于树脂的在基础状态下液态的可固化的建造材料来增材制造三维物体的方法。
技术介绍
1、用于增材制造三维物体的方法在原则上有现有技术已知。尤其是已知由基于树脂的建造材料来建造三维物体的方法，该建造材料在其基础状态下是液态的。通常通过相应的能量输入，尤其是借助于辐射，建造材料被改变，使得该建造材料交联或者说固化。在制造过程结束时，物体可以从未固化的建造材料取出或者说未固化的建造材料从物体中的空腔移除，使得在最后，已固化的物体能够从未固化的保持在其基础状态下的建造材料取出或者说未固化的建造材料的残余可以被去除。这种物体通常包括在整个物体上相同的强度。如果物体应该具有不同的强度或者其他的机械特性，那么这通常通过几何结构或者通过采用不同的建造材料来实现。
2、另外已知，在固化期间引入不同的能量输入，例如采用不同的强度或者曝光时间，以便将物体的相应的区段不同地固化。换言之，可能的是，将不同的区段更牢固地或者更脆地构成，方式为，曝光参数不同地选择。但是机械特性、尤其是强度的选择或设定仅有限地可能，因为最后在固化步骤中总是进行基于树脂的建造材料的固化和交联。物体的原则上具有不同机械特性的多个不同区域的构成通常在立体光刻方法中在同一个制造过程中是不可能的。
技术实现思路
1、本专利技术的任务是，提出一种与之相比改进的用于增材制造三维物体的方法，其中，尤其是可以构成具有不同机械特性的不同区段。
2、所述任务通过按权利要求1的方法达到。权利要求1的从属权利
3、如已说明的，本专利技术涉及一种用于由基于树脂的在基础状态下液态的可固化的建造材料来增材制造三维物体的方法。所述方法尤其是在建造材料容器中、尤其是在通过池槽限定的建造空间中实施，在该建造材料容器中液态的建造材料选择性地固化。本专利技术基于以下认识：在第一固化步骤中构成具有第一固化程度的至少一个结构区段，该结构区段限定至少一个接纳液态建造材料的内室，并且在第二固化步骤中由接纳在内室中的液态建造材料构成具有与第一固化程度不同的第二固化程度的变形区段。
4、换言之，本专利技术建议，执行两个分界的固化步骤，在第一固化步骤中构成结构区段，并且在第二固化步骤中构成变形区段。结构区段限定内室，在该内室中接纳液态建造材料。该液态建造材料可以在第二固化步骤中也固化，结构区段和变形区段但是具有不同的固化程度。换言之，在结构区段和变形区段中的固化的建造材料的所产生的机械特性原则上改变。在机械特性或者说两个固化程度中的差别尤其是超过通过不同曝光强度或曝光时间而可能的情形。
5、如已说明的，结构区段构成用于所述至少一个内室的接纳部、尤其是包裹部，在该内室中在结束第一固化步骤之后，基于树脂的建造材料处于其基础状态下并且因此仍然是液态的。如在现有技术中常见的是，执行一个唯一的固化步骤，在该固化步骤中，物体的全部区段被置于期望的固化程度上并且紧接着未固化的建造材料从制造的物体移除；取而代之，在结束第一固化步骤之后有针对性地将未固化的建造材料作为物体的组成部分保留在所述至少一个内室中。在第二固化步骤中，该第二固化步骤可以紧接着第一固化步骤，将在内室中的液态建造材料固化，以便构成物体的变形区段。换言之，被包围的建造材料不在事后被移除，而是有针对性地用来构成与结构区段不同的变形区段。在此情况下，各固化步骤尤其是在时间上和在固化机制方面彼此不同，例如借助于辐射输入而固化和通过热量输入而固化。
6、这尤其是提供以下可能性：将结构区段和变形区段材料统一地并且材料锁合地构成，如已说明的，结构区段和变形区段具有不同的机械特性。因此不必要的是，针对物体的不同区域或不同区段或者不同功能采用不同的建造材料。取而代之，可以由唯一的建造材料或者说利用唯一的建造材料来执行增材制造过程。因此，结构区段构成硬区域或者说“硬壳”，在结束第一固化步骤之后液态的建造材料处在该硬区域中并且在结束第二固化步骤之后构成与结构区段相比更软的或者说更低牢固的变形区段。原则上在执行各固化步骤时可以实现不同的特性或者说不同的材料状态。在第一固化步骤中可以例如由建造材料产生热固性塑料。在制造变形区段时，可以由基于树脂的建造材料产生热固性塑料或者弹性体。
7、概念“结构区段”和“变形区段”可以任意地选择或者说改变。“结构区段”相对于“变形区段”具有更高的强度，或者说固化为结构区段的建造材料可以比在变形区段中的建造材料更牢固。因此结构区段可以限制物体的运动或变形。相应地，变形区段可以更容易地变形，使得变形区段相对于结构区段可以更弹性地构成，例如为了允许构件或物体的定义的运动。因此，在变形、传力等等方面的不同可能性是可能的，它们在下面说明。
8、如在前面已说明的，两个固化步骤可以——尤其是在时间上和在装置技术上——彼此独立地执行并且基于不同的机制。在此情况下要考虑到，第一固化步骤需要在第二固化步骤之前执行，以便限定内室，在该内室中接纳液态建造材料，该液态建造材料在第二固化步骤中固化为变形区段。
9、按照方法的一种方案可以规定，第一固化步骤通过建造材料的曝光来实施，和/或第二固化步骤通过建造材料的调温来实施。换言之，按照该方案，第一固化步骤可以通过对建造材料曝光来执行。建造材料的曝光可以最终包括辐射能量的输入，例如包括借助于能量射束的聚焦的曝光，或者包括在采用掩膜或者dlp过程或者多个单个的能特定地控制的辐射源的情况下的面状曝光。所采用的光线或者所采用的辐射的波长针对建造材料的特性。例如可以采用来自ir光谱或者uv光谱的辐射源。与之相比，第二固化步骤可以通过建造材料的调温而实施。在此情况下，建造材料可以被实现，使得该建造材料在超过确定的固化温度时固化。如已说明的，基于树脂的建造材料的选择原则上可以任意选择。建造材料具有活性的或者说反应性的基团，所述基团通过合适的能量输入而引起建造材料的固化或者交联。
10、按照方法的另一种方案可以规定，物体的至少两个区域构成用于确定物体的机械特性、尤其是用于确定一种定义机械装置的结构，该构成分配到第一固化步骤和第二固化步骤上。因此，所说明的结构可以具有至少一个第一区域或者说至少一个第一区段和至少一个第二区域或者说至少一个第二区段，它们为了确定机械特性而相互共同作用。例如，两个区域可以在力作用下相互支撑，例如相互嵌接。
11、在施加外力到物体上时，外力使得物体变形、例如压缩、拉伸、拉长或者变形，通过所述至少两个区域之中的至少一个区域可以允许定义的变型，据此，在达到确定的变形极限时两个牢固区域彼此贴靠。在此情况下，例如结构区段的两个构区域贴靠，这两个结构区域基于它们的提高的强度而不允许或者仅仅有限地允许进一步变形。结构区段的两个结构区域可以通过变形区段的变形区域相互耦联或者说通过力作用在该变形区域中可运动地支承。确定机械特性的结构可以例如包括结构区段的两个结构区域和变形区段的至少一个变形区域。该结构可以具有任意数量的区域，这些区域可以任意地配属于结构区段或者变形区段，或者可以构成结本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于由基于树脂的在基础状态下液态的可固化的建造材料来增材制造三维物体(1)的方法，其特征在于，在第一固化步骤中构成具有第一固化程度的至少一个结构区段(2)，该结构区段限定接纳液态建造材料的至少一个内室(4)，并且在第二固化步骤中由接纳在内室(4)中的液态建造材料构成具有与第一固化程度不同的第二固化程度的变形区段(3)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一固化步骤通过建造材料的曝光来实施，和/或第二固化步骤通过建造材料的调温来实施。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述物体(1)的至少两个区域构成用于确定物体(1)的机械特性、尤其是用于确定一种定义机械装置的结构，该构成分配到第一固化步骤和第二固化步骤上。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，构成至少一个设置在内室(4)中的传力路径，该传力路径具有定义的变形区域(6)和定义的支撑区域、尤其是在具有第二固化程度的变形区段(6)之一之内的具有第一固化程度的结构区域(5)之一。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，构成变形区域(6)，在
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述自由的位移路径(9)构成为在两个结构区域(5)之间的变形区域(6)。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，在内室(4)之中构成至少一个封闭的、尤其是球形、长方体形或者棱锥形的结构区域(5)，该结构区域包围变形区域(6)。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其特征在于，构成至少一个柱形的结构区域(5)、尤其是多个柱形的第一结构区域(5)，所述结构区域包围变形区域(6)。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的方法，其特征在于，至少两个结构区域(5)通过至少一个变形区域(6)间隔开地构成，其中，在力作用时能建立两个结构区域(5)的耦联、尤其是形锁合的耦联。
10.一种用于增材制造三维物体(1)的设备，所述设备构成用于实施根据上述权利要求中任一项所述的方法。
11.一种增材制造的三维物体(1)，该物体由基于树脂的在基础状态下液态的可固化的建造材料制成，其特征在于，在第一固化步骤中构成具有第一固化程度的至少一个结构区段(2)，该结构区段限定接纳液态建造材料的至少一个内室(4)，并且在第二固化步骤中由接纳在内室(4)中的液态建造材料构成变形区段(3)，该变形区段具有与第一固化程度不同的第二固化程度。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于由基于树脂的在基础状态下液态的可固化的建造材料来增材制造三维物体(1)的方法，其特征在于，在第一固化步骤中构成具有第一固化程度的至少一个结构区段(2)，该结构区段限定接纳液态建造材料的至少一个内室(4)，并且在第二固化步骤中由接纳在内室(4)中的液态建造材料构成具有与第一固化程度不同的第二固化程度的变形区段(3)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一固化步骤通过建造材料的曝光来实施，和/或第二固化步骤通过建造材料的调温来实施。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述物体(1)的至少两个区域构成用于确定物体(1)的机械特性、尤其是用于确定一种定义机械装置的结构，该构成分配到第一固化步骤和第二固化步骤上。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，构成至少一个设置在内室(4)中的传力路径，该传力路径具有定义的变形区域(6)和定义的支撑区域、尤其是在具有第二固化程度的变形区段(6)之一之内的具有第一固化程度的结构区域(5)之一。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，构成变形区域(6)，在该变形区域中在力作用到物体(1)上时能够从基础状态直至接触状态经历自由的位移路径(9)，所述变形区域(6)能够沿着该自由的位移路径变形，在接触状态下至少两个结构区域(5)...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·奥布斯特，L·罗伊施，M·弗里德里希，L·克诺尔，J·巴赫曼，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：
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