[发明专利]基于盒桶的增材制造设备和方法

说明书

一种逐层生产部件的方法，包括：在装载区域中放置桶；利用桶输送机构将桶装载到增材制造设备的构建区域中；执行构建循环，包括：相对于构建表面定位平台，以限定树脂的层增量；使用特定图案的辐射能量的施加选择性地固化树脂，以限定部件的横截面层的几何形状；相对地移动分开桶和平台，以使部件与构建表面分离；将桶从构建区域卸载到卸载区域中；以及使用串联的多个桶对多个层重复放置、装载、执行所述构建循环和卸载的步骤，直到部件完成。

技术领域

本发明大体上涉及增材制造，并且更具体地涉及用于增材制造中的可固化材料处理的方法。

背景技术

增材制造是其中逐层堆积材料以形成部件的过程。立体光固化成型是一种增材制造过程，它使用一桶液态的辐射能量可固化的光聚合物“树脂”和例如激光之类的固化能量源。类似地，DLP 3D打印采用二维图像投影仪来一次一层地构建部件。对于每一层，投影仪都会在液体的表面上或通过透明物体(该透明物体限定树脂的受约束表面)闪烁部件横截面的辐射图像。暴露于辐射会固化并凝固树脂中的图案，并将其结合到先前固化的层上。其他类型的增材制造过程利用其他类型的辐射能量源来凝固树脂中的图案。

在固化光聚合物树脂时，优选每一层具有新的、新生的材料。旧的树脂可能包含固化的产品，例如部分折断的支撑件或其他外部污染。在基于桶的过程中，这种污染或受污染的材料可能会固化到部件中，从而导致不期望的几何形状，或以其它方式破坏构建过程并损坏最终零件。

另一现有技术方法是所谓的“流延成型”(tape casting)过程。在此过程中，树脂被沉积在从供应盘送出的柔性透辐射的带(tape)上。上板下降到树脂上，将其压缩在带和上板之间，并限定层厚。辐射能量用于通过透辐射的带来固化树脂。一旦第一层的固化完成，上板就向上缩回，并带走固化的材料。然后将带推进以露出新生的干净部分，以准备添加其他树脂。流延成型的一个问题是浪费，因为带不可重复使用。

发明内容

通过增材制造方法解决了这些问题中的至少一个，在增材制造方法中，材料包含并固化在多个桶之一的桶中。可以提供材料的新生的桶用于后续固化循环。

根据本文描述的技术的一个方面，.一种用于逐层生产部件的方法，包括以下步骤：在装载区域中放置桶，桶具有底板，底板至少包括透明的一部分，底板限定构建表面；利用桶输送机构将桶装载到增材制造设备的构建区域中；执行构建循环，包括以下步骤：相对于构建表面定位平台，以限定树脂中的层增量；使用特定图案的辐射能量的施加选择性地固化包含在桶内的树脂，以限定部件的横截面层的几何形状；相对地移动分开桶和平台，以使部件与构建表面分离；将桶从构建区域卸载到卸载区域中；以及使用串联的多个桶对多个层重复放置、装载、执行构建循环以及卸载的步骤，直到部件完成。

根据本文描述的技术的另一方面，一种增材制造设备包括：桶输送机构，该桶输送机构能够操作以选择性地移动一连串的桶，每个桶包括底板，该底板限定依次通过限定在所述设备内的构建区域的构建表面；平台，该平台定位于构建区域附近并配置成保持辐射能量可固化的树脂的一个或多个固化层的堆叠布置；机构，该机构能够操作以操纵构建表面和平台的相对位置；辐射能量设备，该辐射能量设备定位于与平台相对的构建区域附近，并且能够操作以产生辐射能量并以预定的图案将辐射能量投射穿过底板。

附图说明

通过参考以下结合附图进行的描述，可以最好地理解本发明，其中：

图1是示例性增材制造设备的示意性侧视图；

图2是图1的设备的视图，示出了下降到位的平台；

图3示出了使用辐射能量设备固化的树脂的层；

图4是图1的设备的视图，示出了缩回的平台；

图5是图1的设备的视图，示出了从设备的构建区域移出的桶；