[发明专利]用于基于光刻进行三维部件的生成性制造的方法

说明书

在用于基于光刻进行三维部件（3）的生成性制造的方法中，其中由辐照装置发射的电磁辐射相继地聚焦到材料内的焦点（5）上，由此借助多光子吸收分别固化所述材料的位于所述焦点（5）处的体积元件，其中在所述辐照装置的写区域（4）中由体积元件分别构建子结构（6），所述部件（3）的构建包括如下步骤：a）将多个子结构（6）并排地设置，然后b）将子结构（6）相叠地布置，使得上部子结构（6）桥接彼此并排布置的下部子结构（6）之间的界面（7）。

技术领域

本发明涉及一种用于基于光刻进行三维部件的生成性制造的方法，其中由辐照装置发射的电磁辐射相继地聚焦到材料内的焦点上，由此借助多光子吸收分别固化材料的位于焦点处的体积元件，其中在辐照装置的写区域中由体积元件分别构建子结构，并且多个子结构并排地布置。

背景技术

例如从DE 10111422 A1中已知一种用于构成成型体的方法，其中借助多光子吸收进行液体光敏材料的固化。为此，利用聚焦的激光束射入到光敏材料池中，其中仅仅在紧邻焦点的周围区域中满足对于触发固化的多光子吸收过程的照射条件，使得根据池体积内要生产的成型体的几何数据将射束的焦点引导至要固化的部位。在根据DE 10111422 A1的方法中，从上方照射材料池，其中辐射强度被选择为使得液体对于焦点上方所使用的辐射基本上是透明的，从而使池材料的直接聚合在池体积内以位置选择性的方式、即也远低于池表面地发生。

用于多光子吸收方法的照射装置包括用于聚焦激光束的光学装置以及用于偏转激光束的偏转装置。受制于构造，这种照射装置具有有限的写区域，偏转装置在该写区域内使激光束移动。预先给定的写区域通常小于要制造的部件所需的体积。因此，该部件必须划分成多个子结构，所述子结构分别对应于一个写区域并且相继地构建。在构建子结构之后，用于构建下一个子结构的辐照装置相对于材料位移，并且下一个子结构紧接着前一个子结构被写入。这种所谓的“缝合（stitching）”可在两个相邻子结构之间的对接区域中造成不连续性，所述不连续性形成部件的机械薄弱部位。

在应用多光子吸收方法时，另一问题在于，已经形成的固化结构随后遮挡待结构化的区域。这意味着，在特定情况下，为了固化引入材料中的辐射必须穿透已经固化的结构区域，以便到达要固化的体积元件。这种遮挡可导致结构错误。

在EP 3093123 A1中描述了一种方法，所述方法通过如下方式避免遮挡：相邻子结构之间的包络界面相对于结构入口的主方向倾斜地伸展。子结构的包络界面相对于结构入口的主方向倾斜地伸展，使得避免结构入口沿着主方向被已经存在的子结构遮盖或遮挡。因此，可以为子结构选择沿着主方向的在数值上比较大的深度。因此，为了制造整个结构需要分成比较少数量的子结构块。

发明内容

本发明旨在提出一种改进的方法，利用该方法不仅考虑到遮挡问题，而且改进了部件的因缝合方法引起的机械易断裂性。

为了解决该任务，本发明在开头所述类型的方法中提出，部件的构造包括以下步骤：

a）将多个子结构并排地布置，然后

b）将子结构相叠地布置，使得上部子结构桥接彼此并排布置的下部子结构之间的（一个或多个）界面。由于该部件不仅被分成彼此并排的子结构，而且还被分成相叠的子结构，所以这些子结构的厚度可以选择得更小。尤其是，子结构的厚度可以选择成如此小，使得没有遮挡。

优选地在此可以提出，所述部件包括多个叠置的层，所述多个叠置的层分别由多个并排布置的子结构形成，其中所述部件逐层地构建，其中上层的子结构桥在直接在其下方的层的相邻子结构之间的（一个或多个）界面。在此，为了构成下层，在直接在其上构建下一个上层的子结构之前，首先可以并排地构建多个子结构。由此，显著地减小遮挡或者在这些层构成得相应薄的情况下完全避免遮挡，因为阴影仅由层的高度产生。因此，本发明采取与EP 3093123 A1不同的方法，在EP 3093123 A1中部件仅由并排布置的子结构构建，即由唯一的层构建。