[发明专利]分层生产方法和用于其中的照射系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分层生产有形物体的方法。本发明还涉及一种用于分层生产有形物体的系统中的照射系统。

背景技术

一种用于实施这种方法的已知系统例如是德国的想象技术公司(Envision Technologies GmbH)销售的名为“Perfactory”的设备。该已知设备用于通常称为快速原型技术(RP)或快速制造技术(RM)的分层制造技术(LMT)领域中，以生产有形物体。快速原型技术(RP)和快速制造技术(RM)称为“快速”的原因是它们不需要设计和制造模具。

Perfactory的照射系统包括数字微镜器件(DMD)。就Perfactory而言，待生产的物体的工作区域尺寸通常为例如3cm×4cm，DMD对此通常采用1280×1024像素。这些物体相对小。当需要生产较大物体时，也需要较大的工作区域，例如30cm×40cm的量级。另外，当需要以与较小物体相同的精度生产较大物体时，需要相应较高的像素量。然而，当前无法实现采用这么高的DMD像素量。因此，无法利用Perfactory为较大物体生产小产品细节。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种解决方案，根据这种解决方案，为了生产较大尺寸的产品，能够以高分辨率固化较大的层工作区域，而且无需增加生产中使用的照射系统的图像形成元件的分辨率。

因此，根据本发明的第一方面，提供了根据权利要求1所述的方法。

在根据本发明的第一方面的方法中，通过利用照射系统照射预定区域来进行上述固化处理，该照射系统包括可控制以形成随时间变化的二维图像的图像形成元件、图像投射系统以及包含布置在二维直平面中的各微透镜的微透镜阵列，所述图像投射系统配置成用于将所述二维图像投射到微透镜阵列上，以使得各微透镜分别将入射到其上的辐射以分离的对应集中微光点的形式投射到液体层的预定区域上，其中对于方法周期中的至少一个，控制所述微透镜阵列，以相对于图像投射系统的至少一部分并相对于正在构造中的物体进行与所述直平面平行的运动，同时同步地控制所述图像形成元件，以形成随时间变化的二维图像，这样，在所述微透镜阵列的运动期间，所述微光点绘出(行经)并固化所述液体层的所述预定区域。

这样，微光点在液体层上“写入”，以固化液体层的预定区域。为了获得高分辨率，分离的集中微光点可以相对大的距离彼此分离地布置，因为在上述“写入”过程中经过一定的时间总能到达微光点之间的中间空间。

应注意，倘若对根据权利要求1的方法进行改动，即图像形成元件和/或图像投射系统可控制地与微透镜阵列一起相对于正在构造中的物体运动，而非使微透镜阵列相对于图像投射系统的至少一部分以及相对于正在构造中的物体运动，本发明的上述目的也可利用该方法达到。因此，在该改动方法中，举例来说，整个照射系统可控制地相对于正在构造中的物体运动，这种运动例如通过使整个照射系统相对于环境运动同时使正在构造中的物体相对于环境保持固定或通过使正在构造中的物体相对于环境运动同时使整个照射系统相对于环境保持固定而实现。然而，与这种改动方法相比，根据权利要求1的方法具有如下优点：它仅需要以高精度运动很少的量(也就说，基本上仅需运动微透镜阵列的量)。这与运动例如整个照射系统的较大量相比或与运动正在构造中的物体相比，可以更简单地实现且消耗较少能量。

另外，根据本发明的第二方面，提供了根据权利要求5所述的照射系统。

应注意，可利用(透明)构造形状应用根据本发明的方法和根据本发明的照射系统，其中，当液体层贴近构造形状时，进行液体层的预定区域的固化，且其中，在一个方法周期中，所获得的固体层与所述构造形状分离。构造形状可例如为储液器的透明底部，其中，在一个方法周期中，照射系统的辐射从下方入射到液体层上，从而固化正在生产中的物体的最下方的层。或者，构造形状可例如这样设置，以使得在一个方法周期中固化正在生产中的物体的最上方的层、而不是最下方的层。在此情况下，举例来说，可例如将可竖直运动的产品保持件设置在所述正在生产中的物体下方，而举例来说，可将照射系统设置成使得照射系统的辐射从上方、而不是从下方入射到液体层上。事实上，当使用构造形状时，可将根据本发明的方法和根据本发明的照射系统应用于相对于重力以任何方位运作的分层生产中。然而，在不使用构造形状的情况下，例如在当液体层形成储液器中液体的最上层时固化所述液体层的预定区域的情况下，根据本发明的方法和根据本发明的照射系统也可适用。

从属权利要求中描述了本发明的具体实施方式。

参照下文描述的实施方式将了解及明晰本发明的这些和其他方面。

附图说明