逐个截面形成的三维物体的迅速再涂制造技术

一种用在接受增效刺激时可发生物理改变的材料的各层形成一三维物体的立体平板印刷方法，包括下列步骤：接收描述该三维物体的各截面的数据，按照描述所述各截面的数据形成所述材料的各层并使所述各层接受增效刺激从而逐层建造该三维物体。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及称之为模型迅速制作(“RP&M”)、立体平板印刷或立体成象的
，即逐个截面地制作三维物体。本专利技术特别涉及在一已形成的物体截面上生成一毗连的建筑材料层以便用该建筑材料层形成下一个物体截面。
技术介绍
立体成象一般根据该物体的计算机辅助设计(“CAD”)或其他三维图象按照计算机指令形成三维物体。新近发展起来的一种立体成象技术是美国专利Nos.4,575,330和5,184,307所述的立体平板印刷，这两个专利的全部内容作为参考材料包括在本申请中。下面是一立体平板印刷实施例的基本步骤1、在一CAD系统中设计出一三维物体后把该设计数据存储在一CAD文件中；2、把该CAD文件中的数据编译成许多“薄片”，每一薄片代表该三维物体的一截面薄层；3、把该CAD文件送到一立体平板印刷设备(“SLA”)；4、在一已形成的物体截面上涂上一层毗连的建筑材料以便形成下一个物体截面。该建筑材料层最好均匀涂成合适厚度，以便其后形成的物体截面满足公差要求；5、在共同代表有待形成的物体截面的那些部位对该建筑材料层进行增效刺激而固化该建筑材料层或使之发生物理改变；6、交替重复步骤4和5而相继形成各建筑材料层和物体截面直到形成该三维物体；以及7、对新形成的物体进行后处理，例如除去粘在该物体上的多余建筑材料、再次对该物体进行增效刺激以确保建筑材料全部固化以及除去支撑物。立体平板印刷的其他细节可见下列公告和专利，它们的全部内容作为参考材料包括在本申请中PCT Pub.#WO92/20505PCT Pub.#WO91/06378PCT Pub.#WO92/08200JP Pat.A pp.#291647/1990PCT Pub.#WO89/10256US.Pat.5,059,359PCT Pub.#WO89/10249US.Pat.4,996,010PCT Pub.#WO89/10254US.Pat.4,999,143PCT Pub.#WO89/10259US.Pat.5,015,424PCT Pub.#WO89/11085US.Pat.5,058,988PCT Pub.#WO89/10801US.Pat.5,123,734EPO Pub.#WO85/171069 US.Pat.5,059,021JP Pub.#62-3596US.Pat.5,184,307PCT Pub.#WO90/03255US.Pat.5,104,592PCT Pub.#WO90/15674US.Pat.5,143,663US.Pat.5,182,056US.Pat.5,130,064US.Pat.5,174,931US.Pat.5,096,530US.Pat.5,141,680US.Pat.5,192,469US.Pat.5,321,622US.Pat.5,182,715 US.Pat.5,234,636US.Pat.5.238,639US.Pat.5,256,340US.Pat.5,182,055一般使用在立体成象中的建筑材料呈液态，但在接受增效刺激时固化或起物理变化。液态便于在已形成的物体截面上涂覆毗连的建筑材料层并平整建筑材料层表面以便形成下一个物体截面。按照所使用的涂层技术，合适的材料包括热聚合树脂、光聚合树脂之类的可转变液体、两部分环氧树脂的第一部分、可烧结粉末、可粘接粉末或上述材料的组合等等。液体材料中可含有惰性填料。可使用各种增效刺激，只要该建筑材料可对该增效刺激作出反应。这些增效刺激包括某些波长的电磁辐射，例如红外线辐射、可见光辐射和紫外线辐射。可使用的其他形式的增效刺激有施加于建筑材料上的粒子束、反应化合物，例如光引发剂、两部分环氧树脂的第二成分、粘合材料。代表三维物体的设计数据可取自种种来源，包括CAD数据、CAT扫描数据、手工编程数据和从各种物体扫描技术取得的数据。若该数据原来为层式数据，则编译过程归结为生成合适的层填充数据。但希望或要求另外的编译以把数据转换成合适形式以满足精度、工艺或其他要求，例如如何在该物体中布置支撑物。合适的层数据的生成过程可见其全部内容作为参考材料包括在本申请中的美国专利Nos.5,182,055、5,184,307、5,192,469、5,209,878、5,238,639、5,256,340、5,273,691和5,321,622、5,345,391以及申请日为1994年4月25日的美国专利申请SerialNos.08/233,026和08/233,027。其全部内容作为参考材料包括在本申请中的还有题为“模型的迅速制作立体平板印刷基础”的著作，第一版，作者为Paul F.Jacobs，Ph.D.，1992年由Society of M anufacturing Engineers,D earbom，M ichigan出版。本专利技术主要涉及上述步骤4，即在一已形成的物体截面上涂一毗连的建筑材料层以便形成下一个物体截面。以往使用多种方法进行这一涂层步骤，它们多数使用包括液态光聚合树脂在内的建筑材料。但是，这些现有方法造成建筑材料层的精度不一和不均匀以及/或者进行涂层所需时间过长，这些问题造成如下结果。首先，建筑材料层必须均匀且厚度合适以确保固化后所得物体截面的尺寸精度。事实上，鉴于物体各部分在增效刺激作用下可能会错位以及由相继各层的误差造成的累积误差，相继各建筑材料层的精度直接影响到最终物体的精度。其次，由于相继各层的累计涂层时间占去物体整个建造时间的绝大部分，因此希望尽可能减少形成每一建筑材料层所需时间。事实上，光聚合树脂由于粘度和表面张力大而流速低。光聚合建筑材料若只靠重力流动到其表面全部平整所需的时间长到无法接受的程度。这转而加长了物体建造时间、降低生产率、提高立体成象的成本。第三，建筑材料层的精度和均匀性以及形成该建筑材料层所需时间随已形成的截面的几何形状而变。因此，由于无法设定若涂层误差保持不变原本可使用的矫正参数，因此很难实现建筑材料涂层的自动化。其全部内容作为参考材料包括在本申请中的下列美国专利和专利申请说明了若干现有方法1)Hull等人1989年9月28日申请的美国专利申请Serial No.07/414,200及其1994年4月20日申请的审理中的继续申请Serial No.08/230,443用一薄膜覆盖建筑材料层表面然后从该表面剥去该薄膜。在剥去薄膜之前和之后该表面受增效刺激的作用而形成下一个物体截面。2)Jocobs等人1990年3月9日申请的美国专利申请Serial No.07/495,791及其1994年2月18日申请的审理中的继续申请Serial No.08/198,655把振动能直接加到建筑材料层表面或已形成的物体截面上而减少除去表面不平或平整到可接受程度所需时间。3)授于Alm quist等人的美国专利No.5,174,931及其1993年11月2日申请的审理中的继续申请Serial No.08/146,562除了其他事项外，使用刮刀之类的部件在已形成物体截面上刮平建筑材料涂层。4)授于Cohen等人的美国专利No.5,096,530形成一由一框架和表面张力支撑的建筑材料层。然后把该建筑材料层放到一已形成的物体截面上。5)授于He本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯A阿尔姆奎斯特，查尔斯W赫尔，杰费里S泰尔，理查德N莱登，保罗F雅各布斯，丹尼斯R斯莫利，
申请(专利权)人：三D系统公司，
类型：发明
国别省市：