[发明专利]在3D打印期间移位固化位置

说明书

示例实施例可以涉及在三维打印过程期间使固化位置移位。系统可以控制3D打印机(100)的部件，以由树脂容器(102)的第一区域中的树脂形成3D结构(112)的第一层。部件可以包括：(i)基板(108)和(ii)光源(104)，光源可操作成发出使树脂(105)固化的辐射。在第一层形成后，系统可以相对于基板(108)移动树脂容器(102)，使得3D结构(112)的第二层能被形成在树脂容器(102)的第二区域中。第二区域和第一区域可以至少部分地不重叠。系统然后可以控制3D打印机(100)的部件，以由树脂容器(102)的第二区域中的树脂(105)形成3D结构(112)的第二层。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月24日提交的名为“Shifting a Curing Location During3D Printing”的美国专利申请No.14/523,214的优先权，在此通过援引将其整体并入。美国专利申请No.14/523,214则要求2014年10月5日提交的名为“Shifting a Curing LocationDuring 3D Printing”的美国临时专利申请系列号62/059,951的优先权，在此通过援引将该临时专利申请的全部内容并入。

背景技术

三维(“3D”)打印是一种增材制造过程，其中连续的材料层被铺设在彼此的顶部上以形成固体3D物体。随着时间的过去，已经开发出各种类型的 3D打印过程，包括基于挤出的3D打印(例如，熔融沉积成型(FDM))和基于光聚合作用的过程，诸如立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)等。

在立体光刻过程中，3D结构每次被建立一层，其中通过将光反应性树脂曝露到使树脂固化的紫外线(UV)光源来形成每个层。应注意的是，立体光刻也可以被称为光学制造、光固化和/或固体自由形成制造和固体成像。

更加具体地，在典型的立体光刻过程中，由用户通过3D打印应用软件的软件界面创建物体的数字3D模型。3D打印应用软件然后用一组水平平面对3D模型进行切片。3D模型的每个切片然后可以被转化成二维掩膜图像，使得3D模型被表示成一系列的二维掩膜图像，所述二维掩膜图像每一个描绘3D模型的对应的层的形状。掩膜图像被顺序地投射到可光固化的液体或粉末树脂表面上，同时光被投射到树脂上以使它以层的形状固化。可替代地，作为使用掩膜的替代，3D模型的每个切片可以由切片的形状的二维图像表示，从而投影仪可以将一系列的这样的二维图像投射到树脂表面上以形成与数字3D模型对应的物体。

发明内容

在立体光刻处理期间，液体树脂(和/或位于树脂容器的底部的隔膜)的质量可能因曝露到空气和/或紫外线(UV)辐射而退化。这可能导致材料浪费并且可能增大3D打印过程的成本。通过在3D打印物体的处理期间在液体树脂的树脂容器内使固化位置移位，示例实施例可以帮助解决这样的问题。

更具体地，为了减少液体树脂(和/或隔膜)的退化，所公开的实施例涉及使液体树脂的树脂容器中的3D结构的每个层被形成(即，固化)的位置移位。使位置移位可以涉及例如树脂容器相对于保持“进程中的”3D结构的基板的移动。例如，在第一层形成后，树脂容器可以移动使得后续层可以形成在树脂容器中的与形成第一层的区域不同的区域中。树脂容器的这样的移动可以搅动树脂容器中的液体树脂的全部(或部分)体积，并且可以避免在相同位置处的重复固化，由此减少树脂(和/或隔膜)的退化。

在一方面，提供用于打印三维(3D)结构的方法。方法涉及通过计算系统，控制3D打印机的一个或多个部件，以由树脂容器的第一区域中的树脂形成所述3D结构的第一层，其中所述一个或多个部件包括以下项中的一个或多个：(i)基板，其中树脂容器可相对于基板移动，和(ii)一个或多个光源，其可操作成发出使树脂固化的辐射。方法也涉及，在第一层形成后，相对于基板移动树脂容器，使得3D结构的第二层能被形成在树脂容器的第二区域中，其中第二区域和第一区域至少部分地不重叠。方法另外地涉及通过计算系统控制3D打印机的一个或多个部件，以由树脂容器的第二区域中的树脂形成3D结构的第二层。