[發明專利]用于制造三維物體的方法及利用所述方法的立體平板印刷機

有效

• 申請號: 201280005591.0
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN103313840A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 塞爾焦·澤內雷;羅伯托·福爾圖納托
• 申請（專利權）人: DWS有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏金霞;王婧

技術領域

本發明涉及一種用于制造三維物體的立體平板印刷方法以及一種利用所述方法的立體平板印刷機。

背景技術

如所知，立體平板印刷機包括用于液態物質的容器，該液態物質適合于通過暴露于預定的輻射、典型地通過光輻射而固化。

上述輻射由輻射發射裝置產生，該輻射發射裝置適合于選擇性地照射一層液態物質以使其固化，該層液態物質具有預定的厚度并且設置成鄰近于容器的底部。

該機器還包括模制板，該模制板面向容器的底部并且設置有用于待制造的三維物體的支承表面。

上述模制板與適合于根據垂直于容器底部的方向移動該模制板的移動裝置相關聯。

為了利用上述類型的機器來制造三維物體，物體的形狀概略地表示成具有預定的厚度的層的序列。

根據該制造方法，將模制板設置成該支承表面被沉浸在液態物質中，處于與容器的底部相距與物體的第一層的厚度相等的距離處。

由此，形成了一層液態物質，這層液態物質鄰近于容器的底部并且在對應于第一層的表面積的部分中由發射裝置選擇性地進行照射，以形成粘附于模制板的支承表面的對應的固化層。

隨后，首先將模制板從容器的底部上移開，以便將固化層與底部自身分離開并由此使得液態物質能夠在模制板和形成待因此而得到恢復的物體的相繼層所需的液體層的下方流回。

隨后，使模制板在容器的底部附近移動，以將該模制板設置在與底部相距一定距離的位置處，該一定的距離與該模制板在形成第一層的期間所處的距離增大該相繼層的厚度的距離相對應。

由此，與先前一層類似地形成物體的新層，并且重復此過程，直到已制造出形成物體的所有的層。

上述方法造成的缺點是，當正將該板移開時，固化層與容器的底部的分離產生特定的阻力。

分離阻力主要是由于由固化層與容器的底部之間的接觸所造成的吸引作用并且部分地由于固化層至容器的底部的粘附所造成。

所述分離阻力在正被形成的三維物體及容器的底部上產生牽引力，該牽引力的大小主要取決于將板移開的速度、固化層的表面積及液態物質的物理特性。

由于上述牽引力，限制所述模制板的速度是必需的，以避免破壞正被形成的三維物體。

因此，另一缺點在于形成每個層所需要的時間增加，由此同樣增大了用于制造物體所需要的總時間。

其它缺點在于，牽引力在容器的底部上產生疲勞應力，這隨著時間的流逝導致破壞該容器的底部。

這涉及了需要周期性地更換該容器，這具有不得不停止制造并承擔更換成本的不便。

根據試圖限制上述分離阻力所采用的已知的立體平板印刷方法，以將作用在物體上及底部上的牽引力限制在最大預定數值的方式來控制板遠離容器的底部的運動。

根據上述方法，確定牽引力是必需的，這需要利用適當的傳感器，并且這使得立體平板印刷機更為復雜并增大了它的成本。

根據上述方法的變型應用，利用數值計算程序來確定該牽引力。

即使該變型使得能夠避免利用傳感器，然而它造成的缺點是需要用于計算力的復雜的處理軟件。

另外，所述計算可不對應于力的實際數值，這帶來了降低系統的可靠性的不便。

發明內容

本發明旨在克服如上文所概述的已知技術的所有缺點。

特別地，本發明的第一目的是研發一種用于利用立體平板印刷機來分層制造三維物體的方法，該方法使得能夠在將每個固化層與容器的底部彼此分離開時，減小它們之間的牽引應力。

本發明的另一目的是上述方法使得能夠將固化層與容器的底部分離所需的固化層的運動的程度降低至與利用已知的方法所能夠獲得的數值相比較低的數值。

本發明的另一目的是研發上述方法，使得可將該方法容易地應用于已知類型的立體平板印刷機。

通過根據獨立權利要求實施的一種用于制造三維物體的方法來實現上述目的。

作為本發明的主題的方法的其它特征和細節在對應的從屬權利要求中予以描述。

上述目的也可通過根據權利要求10構造而成的立體平板印刷機來實現。

有利地，減小的分離阻力使得，與已知方法相比，通過維持物體的幾何形狀不變來限制正形成的物體的破損是可能的。

仍然有利地，所述降低的阻力使得能夠限制容器上的應力并且因此增加該容器的使用期。

另外，有利地，物體的層所遭受到的減小的應力使得能夠獲得其橫截面比可利用已知方法所獲得的物體的橫截面更大的物體，從而維持相同的分離速度及相同的所使用的液態物質的物理性質。