[发明专利]用于生成三维体的系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于构造部件的系统(1)，所述系统包括：槽(13)，所述槽(13)具有至少部分透明的基部(23)；至少部分可拉伸的半渗透层(7)，用于接收光敏物质(5)；以及相(9)，所述相(9)布置在所述半渗透层(7)下方并且能够在所述光敏物质(5)内形成中间层(11)；光源(25)，所述光源(25)布置在所述槽的基部(23)下方，用于在某些区域固化所述光敏物质(5)；以及构造平台(31)，所述构造平台(31)布置在所述半渗透层(7)上方并且可以相对于其升降，用于接收所述部件(3)，至少一个驱动器(15)，所述驱动器(15)至少从所述半渗透层(7)向所述构造平台(31)的方向延伸，并且可以相对于所述槽的基部(23)移动以获得传输效果，以便将所述光敏物质(5)传输到所述构造平台(31)和所述半渗透层(7)之间的间隙(20)中。

本发明一般涉及一种用于以逐层方式连续和/或不连续地构造三维体的立体光刻系统。

更确切地说，本发明涉及一种用于构造部件的系统，该系统包括：槽，所述槽具有至少部分透明的基部；至少部分可拉伸的半渗透层，用于接收光敏物质；以及相，所述相布置在所述半渗透层下方并且能够在所述光敏物质内形成中间层；光源，所述光源布置在槽的基部下方，用于在某些区域固化所述光敏物质；以及构造平台，所述构造平台布置在所述半渗透层上方并且可以相对于其升降，用于接收所述部件或单个部件层。

提供至少一个光源，所述至少一个光源在槽下方在至少在一个方向上可移动，用于通过化学惰性相，或对光不敏感的相，和/或中间相控制相应光敏物质的固化。

在这方面，目的是通过使用半渗透层，以连续或非连续的方式，独立于局部层的当前几何形状生成三维物体，以及将被集成在所述系统或槽中的三维体。

通过光固化物质(例如光敏素)生成三维(3D)体，其是逐层固化的，其中通过掩模投影法或通过激光源产生截面信息，这以各种名称而广为人知，例如3D打印、增材制造或快速原型制作。在能够进行连续打印过程的生产机器中，主要使用像素控制的DLP激光器、MEMS激光器或可控激光器来对所述横截面或层进行曝光。就此而言，通过曝光，从液体光敏物质产生固体层。所述固体层粘附到支撑物上，并通过提升支撑物从参考表面上分离或移除。因此，从所述光敏物质连续形成三维体。

从现有技术中已知的解决方案描述了立体光刻过程中在各种形成的参考表面的分离过程期间的拉脱力或去除力，并且公开了连续打印过程。在提供从下方曝光的系统中，参见例如DE 10 2013 215 040 A1，最大问题之一是移除或分离刚刚生成的部件层而不破坏部件，从而允许新的光敏液体流入部件层和参考表面之间的间隙。当部件从槽的基板分离使得可靠移除成为可能时，这对构造过程的速度具有负面影响。在文献中，例如在CA 2054 276 A1中，描述了用于从槽基部移除部件层的各种方法；在这方面，例如使用硅树脂层、分离箔等。然而，所述方法不允许任何连续过程，因此它们增加了物体的构造时间。然而，在这方面，可以产生几乎任何尺寸的部件表面，如通过返回行程的高度和引入等待时间，提供了新的光敏物质可以继续流入其中的可能性。

在最近的文献中，可以找到能够例如通过使用多相系统来促进连续构造过程的系统。在这方面，只有一个小的返回行程是连续的。因此，为光敏物质的流动形成的间隙的高度在所需层厚度的数量级内。特别是在大部件表面的情况下，这导致新的光敏液体不充分地传输到间隙中。当使用多相系统时，边界表面也是不稳定的，并且可能形成波纹或皱纹等。

在US 4996010 A中描述了这种技术的一个例子。其中，提供了一种用于接收光敏液体的槽，其中对光不敏感的物质也作为层设置在光敏物质下面。从下方通过对光不敏感的层进行曝光，并且层的固化发生在两层的相界处。这种布置的优点在于其最小化分离刚刚固化的层所需的必要力。

WO2015/164234A1示出了具有若干不混溶化学相的系统，其中光敏层位于非反应性载体相上方。所述布置还用于连续生成三维物体。在这方面，下相必须具有比作为其上的层设置的光敏物质更高的密度。