[发明专利]增材制造方法和系统

说明书

光固化树脂在制造物体时通过暴露于辐射而在槽中固化，并且当打印操作暂停或在打印期间再循环时，槽中的光固化树脂定期更换，例如根据其温度进行更换。

相关申请

本申请要求2019年3月18日提交的申请号为62/820,206的美国临时申请的优先权。

技术领域

本发明涉及一种增材制造设备，其中在制造物体时通过暴露于辐射来固化光固化树脂，特别是涉及这样一种设备，在该设备中，根据其温度定期更换缸中的光固化树脂。

背景技术

在增材制造领域内，通过逐层光固化粘性液体树脂(通常为液体聚合物)以形成所需物体的所谓三维打印或3D打印已变得非常流行。在该领域内，已知光固化树脂的聚合速度(例如，在暴露于紫外光下)和制造中所得物体的质量对温度敏感。由于聚合过程是放热反应，因此在依赖此类制造技术的3D打印机设计中，温度管理是一个重要的考虑因素。

发明内容

在各种实施例中，本发明提供了一种增材制造设备，其中通过辐射对槽中所含液体树脂进行选择性光固化，在槽中形成物体。该装置的特征在于，所述槽具有一个或多个端口，用于在一个或多个泵的控制下引入和排出液体树脂，所述泵将所述槽的树脂容纳区域与一个或多个树脂源和树脂储存室流体耦合。树脂源和树脂储存室可以冷却，以便在打印操作期间，冷却的树脂可以替换槽中加热超过阈值温度的树脂。打印期间或打印暂停时，可通过再循环更换树脂。

本发明的另一个实施例提供了一种执行增材制造过程的方法，其中通过暴露在辐射下对槽中所含的液体树脂进行选择性光固化，在槽中形成物体，其特征在于在槽中进行打印操作之前，通过从树脂源经由槽中的端口将树脂泵入槽中，将树脂填充槽至操作液位，执行打印操作，然后当槽中的树脂温度达到或超过阈值时暂停。此时，将槽中的树脂排出至树脂储存室，并将新的、优选冷却的树脂泵入槽中，例如，通过相同或不同的端口泵入。可选地，树脂可在打印期间再循环，避免需要暂停打印操作。

下面更详细地描述本发明的这些和其他实施例。

附图说明

图1描述了根据本发明一个实施例的3D打印系统的示意性横截面，其中物体在包含光固化液体树脂的槽中制造。

图2描述了根据本发明一个实施例的用于图1所示3D打印系统的树脂填充和排出布置的示意图。

图3描述了根据本发明一个实施例的用于图2中所示的树脂填充和排出布置的控制器的示例。

图4A和4B示出了根据本发明实施例的用于图1所示3D打印系统的树脂填充和排出布置的替代实施例。

具体实施方式

在以下对本发明实施例的描述中，参考了构成本发明一部分的附图，附图中通过图解的方式示出了实施本发明的具体实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以基于本文呈现的教导来实现其他实施例。与任一附图相关联的描述可应用于包含相似或类似部件的不同附图。

图1描述了3D打印系统100的横截面，其中使用电磁辐射(例如，紫外线(“UV”)光)固化光固化液体树脂(通常为液体聚合物)18，以制造物体(例如，3D物体)22。物体22可逐层制造(即，物体的新层可通过光固化物体底面附近的一层液体聚合物18形成)，并且当形成每一新层时，物体可通过提取板20升高，允许在新形成的层下绘制下一层光固化液体树脂18。该过程可重复多次以形成附加层，直到完成物体的制造。