[发明专利]具有改进的光学组的立体光刻机

说明书

一种用于制造三维物体(O)的立体光刻机(1)，其包括：用于流体物质(R)的容器(2)；预定辐射(RL，RL1，RL2)的源(3，31，32)；光学组(4)，其被配置成将辐射(RL，RL1，RL2)朝向该流体物质(R)的参考表面(SR)引导；以及控制逻辑单元(5)，其被配置成控制该光学组(4)和/或该辐射源(3，31，32)以使该参考表面(SR)的至少一部分曝光于辐射(RL，RL1，RL2)。立体光刻机提供光学组(4)，其包括第一子光学组(41)和第二子光学组(42)，该第一子光学组(41)被配置成曝光于辐射(RL，RL1，RL2)以便将待固化的第一部分的图像瞬时投射在参考表面(SR)上，该第二子光学组(42)被配置成选择性地将辐射(RL，RL1，RL2)朝向该参考表面(SR)的一点运送并且移动该点以便逐渐曝光该参考表面(SR)的待固化的第二部分。该立体光刻机具有改进的光学组。

描述

本发明涉及一种适配成用于通过多个并置层来制造三维物体的立体光刻机，其中每个层通过在与待生产物体的体积相对应的区域中选择性固化流体物质来获得。

此外，本发明涉及一种用于通过藉由本发明的立体光刻机执行的立体光刻工艺来制造三维物体的方法。

已知的立体光刻机包括其中布置有流体物质(一般而言，具有液体状态或浆状状态的光敏树脂)的容器。

该立体光刻机还包括一般而言是发光型的源，并且该源发射适配成用于固化该流体物质的辐射。

光学组负责将前述辐射朝向布置在容器内的参考表面进行运送，该参考表面对应于物体的待固化的层的较接近于前述光学组的表面。

成形中的三维物体由造型板支撑，该造型板可相对于容器垂直移动，以便能够将物体的最后经固化的层布置在与前述参考表面毗邻的位置中。

以此方式，在每个层已经被固化之后，移动造型板以使新固化的层毗邻于参考表面；之后，可以重复该过程以用于后续的层。

前述类型的立体光刻机被分为两个主要实施例。

前述实施例中的第一个实施例预见到参考表面毗邻于容器的底部(其对辐射是透明的)来布置。

在该情形中，从下方照射流体物质，并且三维物体形成在造型板之下。

第二实施例预见到参考表面被布置在流体物质的自由表面处。

在该第二情形中，从上方照射流体物质，并且三维物体形成在造型板的顶部上。

已知对于前述两个实施例，用选自不同的已知光学组中的单个光学组来获得对参考表面的不同点中的辐射的运送。

具体而言，第一类型的光学组包括可以被单独控制的反射镜矩阵，以便将物体的层的图像投影到参考表面上。

甚至更具体地，每个反射镜可以占据两个不同的位置——在其处辐射朝向参考表面的对应点反射的有效位置和在其处辐射朝向扩散区域反射的无效位置。

该类型的光学组在术语中被称为“数字光处理”投影仪或即首字母缩略词DLP。

前述反射镜矩阵能够同时照射整个参考表面，从而使得有可能通过单次曝光来获得每个层，因此特别快速。

然而，反射镜矩阵具有有限的清晰度，具有获得具有不规则性的边缘或外表面的物体的缺点。

前述系统的另一限制是它们生成的图像在其整个参考表面上具有均匀的光强度。

因此，出现的缺点是此类系统不允许在参考表面的不同区域中调节光功率。

第二类型的光学组(存在于现有技术的立体光刻机中)作为前述反射镜矩阵的替换，提供了在参考表面的单个点中运送辐射并且移动该点以便能够逐渐照射参考表面的与物体体积相对应的整个部分。