[发明专利]粘性膜三维打印系统和方法

说明书

本公开内容提供了用于打印三维物体的系统。所述系统可以包括开放平台，所述开放平台被配置为保持包括光敏树脂的粘性液体的膜。所述开放平台可以包括打印窗口。所述系统可以包括沉积头，所述沉积头包括与所述粘性液体的源流体连通的喷嘴。所述沉积头可以被配置为在所述平台上移动，并在所述打印窗口上方沉积所述膜。所述系统可以使用多种粘性液体。所述系统可以包括光源，所述光源提供通过打印窗口的光，以供固化所述粘性液体的所述膜的至少一部分。所述系统可以包括控制器，所述控制器可操作地耦合以引导所述沉积头的移动和所述光的投影，从而打印所述3D物体的至少一部分。

本申请是申请日为2018年05月15日、申请号为201880047053.5、发明名称为“粘性膜三维打印系统和方法”的中国专利申请(其对应PCT申请的申请日为2018年05月15日、申请号为PCT/US2018/032837)的分案申请。

交叉引用

本申请要求于2017年5月15日提交的美国专利申请号62/506,523的权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

诸如三维(3D)打印的增材制造技术正迅速被用作许多不同应用的有用技术，包括快速原型法和特殊组件的制造。3D打印的示例包括基于粉末的打印、熔融沉积成型(FDM)和立体光刻(SLA)。

基于光聚合物的3D打印技术(例如，立体光刻技术)可以使用光将聚合前体选择性地固化为光敏树脂内的聚合材料，而以逐层的方式产生3D结构。使用自底向上照明的基于光聚合物的3D打印机可以将光向上投影通过包含光敏树脂的桶的光学透明窗口，以固化树脂的至少一部分。这样的打印机可以通过一次形成一层来构建3D结构，其中后一层粘附至前一层。

发明内容

本公开内容描述了与使用光抑制降低三维(3D)打印粘附力有关的技术，并且更具体地，本公开内容描述了使用具有不同波长的两种光分别控制沉积在开放平台上的粘性液体的膜内的光聚合过程。本公开内容描述了用于执行多材料3D打印的硬件配置，其中多个粘性液体可用于打印3D结构。

在一方面，本发明提供了用于打印三维(3D)物体的系统，其包括:(a)开放平台，其被配置为保持包括光敏树脂的粘性液体的膜，其中所述开放平台包括打印窗口；(b)沉积头，其包括与所述粘性液体的源流体连通的喷嘴，其中所述沉积头被配置为在所述开放平台上移动并在所述打印窗口上方沉积所述膜；(c)光源，其提供通过所述打印窗口的光，以供固化所述粘性液体的所述膜的至少一部分；以及(d)控制器，其与所述沉积头可操作地耦合，其中所述控制器被编程用于(i)引导所述沉积头在所述开放平台上移动并通过所述喷嘴分配所述粘性液体以在所述打印窗口上方沉积所述膜，和(ii)引导所述光源提供所述光以固化所述粘性液体的所述膜的至少所述部分中的所述光敏树脂，从而打印所述3D物体的至少一部分。

在一些实施方式中，所述沉积头还包括擦拭器，所述擦拭器被配置用于(i)减少或抑制所述粘性液体流出所述沉积头，(ii)将所述粘性液体的所述膜平铺，和/或(iii)去除任何过量的所述粘性液体。

在一些实施方式中，所述擦拭器被配置为与所述打印窗口接触，并减少或抑制所述粘性液体流出所述沉积头。

在一些实施方式中，所述擦拭器沿远离所述打印窗口的方向是可移动的，并被配置用于将所述粘性液体的所述膜平铺。

在一些实施方式中，所述擦拭器沿远离所述打印窗口的方向是可移动的，并被配置用于去除所述过量的所述粘性液体。在一些实施方式中，所述沉积头还包括附加擦拭器，其被配置用于将所述过量的所述粘性液体的至少一部分引导到所述开放平台。

在一些实施方式中，所述擦拭器是刀片、辊或杆。

在一些实施方式中，所述喷嘴是狭缝模具。在一些实施方式中，所述狭缝模具被配置为(i)沿远离所述打印窗口的方向移动，以及(ii)沉积并平铺所述粘性液体的所述膜。