[发明专利]三维打印系统

说明书

一种配置有树脂循环系统的罐式聚合装置，该树脂循环系统包括泵(104，106)，所述泵布置成从槽(102)中提取用过的光固化树脂，并用新树脂、另一流体、或新树脂和所述流体的混合物来更新或替换。使用多个阀(113，114，116，118)来调节树脂流量，打开和关闭这些阀以实现期望的循环过程。该装置的其他方面包括膜组件，其中透辐射柔性膜被支撑在拉伸该膜的框架中。框架的唇缘固定至槽的底部边缘；因此，当膜组件在适当位置时，它形成了槽的底部。可以采用张力调节机构来调节框架内的膜的张力。框架可以借助于围绕框架分布的磁化对准辅助装置而与槽对准。

相关申请

本申请要求于2018年11月9日提交的美国临时申请No.62/758,413的优先权。

技术领域

本发明涉及增材制造系统，在该增材制造系统中，槽中的光敏树脂通过在制备物体时暴露于辐射而固化，并且特别涉及该系统的树脂循环系统、槽以及薄膜组件部件。

背景技术

在增材制造领域中，所谓的三维打印或3D打印，是通过将粘性的液态树脂(通常为液态聚合物)逐层光固化以形成所需物体，变得非常受欢迎。在该领域中，采用了两种基本技术：立体光刻(SL)打印，其中使用发射约400nm辐射的激光来固化液态树脂；以及数字光处理(DLP)打印，其中液态树脂暴露于类似于投影仪的设备发出的光辐射中。DLP打印的变体是采用辐射紫外(UV)光谱的一个或多个发光二极管(LED)组成的光引擎。

发明内容

在SL和DLP工艺中，物体的打印都是逐层进行的，也就是说，使粘附在提取(或构建)板上的液态树脂的第一层聚合，使粘附在第一层上的第二层的树脂聚合，依此类推，直到形成完整的物体。表示要形成的三维物体的数据被组织为表示该物体的横向截面的一系列二维层，并根据该设计进行构建。虽然此类构建可以自上而下进行，但整个物体都在液态树脂中形成，然后被完全提取，而所谓的“自下而上”方法是将提取板升高，从而使物体从树脂罐的底部向上移动，逐层在小型和台式打印应用中更受欢迎。

液态树脂固化成所需物体层的聚合过程是放热的。也许是由于树脂的高粘性性质，至少部分地，该过程产生的热量趋于保持局部存在于发生打印的区域(所谓的构建区域)内。这种加热可能是非常有害的，特别是在连续或接近连续的打印操作中，因为构建区域中的过多热量将影响正在打印的层的质量，例如，通过导致不希望的树脂固化。

本文讨论了解决树脂的加热的技术，以及对3D打印系统的其他改进。

附图说明

图1A描绘了根据本发明的一个实施例的用于三维(3D)打印系统的树脂循环系统的框图。

图1B描绘了根据本发明的一个实施例的另外具有冷却和过滤部件的图1A的树脂循环系统。

图1C描绘了根据本发明的一个实施例的另外具有控制器的图1A的树脂循环系统。

图2描绘了根据本发明的一个实施例的用于3D打印系统的膜组件的透视图。

图3描绘了根据本发明的一个实施例的用于3D打印系统的槽侧壁的透视图。

图4A和4B描绘了根据本发明的一个实施例的膜组件和槽侧壁的横截面图，以便描述将膜组件固定到槽侧壁的底部边缘的过程。

图5A和5B描绘了根据本发明的一个实施例的框架组件和液晶显示器(LCD)组件的透视图，以便描述将框架组件固定到LCD组件的机构。

图5C描绘了根据本发明的一个实施例的沿着图5B的线I-I的横截面图。

图6A和6B描绘了根据本发明的一个实施例的3D打印系统的部件的横截面图，以便描述3D打印系统的组装过程。

图6C描绘了根据本发明的一个实施例的放大的横截面图，其示出了从其静止平面位移的膜的一部分。