[發明專利]三維成像系統、其部件以及三維成像的方法

無效

• 申請號: 201410368504.9
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN104191613A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: C.R.斯佩里;D.F.麥克納馬拉;M.A.約翰遜;R.O.格雷戈里二世;C.J.維林
• 申請（專利權）人: 3D系統公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;G03F7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

本申請是于2012年9月25日提交的已進入中國國家階段的PCT專利申請(中國國家申請號為201280058016.7，國際申請號為PCT/US2012/057012，發明名稱“三維成像系統、其部件以及三維成像的方法”)的分案申請。

技術領域

本發明涉及實體成像(solid?imaging)系統，并且更具體地，涉及用于提供實體成像材料的層并將其選擇性地固化成三維物體的設備和方法。

背景技術

實體成像系統通常通過將順序的材料層形成為沿Z軸線結合以形成三維物體的橫截面圖案而基于計算機數據創造三維物體。實體成像系統包括通過下列技術中的一種或多種構建部件的系統：立體光刻術、激光燒結、熔融沉積成形、選擇性沉積成形、膜轉移成像等。

某些實體成像系統在具有對光化輻射透明的底部的槽中提供實體成像材料，光化輻射可投射穿過該底部以將三維物體的橫截面圖案固化到感光的實體成像材料上，從而固化材料。構建墊和/或平臺能在槽上方豎直地移動，并且三維物體通常由構建墊或平臺支撐，使得三維物體通常以上下顛倒方式構建。這樣的實體成像技術和類似技術的示例公開于美國專利No.?4,575,330；5,391,072；5,447,822；5,545,367；7,052,263；7,614,866；7,706,910；7,845,930；和8,003,040以及美國專利申請公開No.?2001/0048183中，所有這些專利的公開內容都以引用方式全部并入本文中。

發明內容

本發明的各種實施例提供了相比上述實體成像系統的顯著改進。本發明的實施例通過使用涂布器刮條(coater?bar)而在具有柔性的對輻射透明的底部膜的托盤內提供可控層厚度的未固化實體成像材料。涂布器刮條隨著涂布器刮條在第一方向上移動而從前一層移除未固化的實體成像材料(以及未粘附到構建墊或三維物體的先前固化層的任何固化的實體成像材料)，然后隨著涂布器刮條在與第一方向大體相反的第二方向上移動而供應未固化的實體成像材料的新層。例如，在一層實體成像材料被選擇性地固化和粘附到正構建的物體的先前層之后，構建平臺將物體在Z軸線方向上升高預定量，使得涂布器刮條可以在X軸線方向上移動，以推開顯著量且優選地所有剩余的未固化的實體成像材料。涂布器刮條接著在相反方向上沿X軸線移動，并且施加未固化的實體成像材料的新層。在涂布器刮條的第一移動(以推開未固化的實體成像材料)之后和涂布器刮條的第二移動(以施加未固化的實體成像材料的新層)之前，涂布器刮條例如通過樞轉、旋轉、提升或以其它方式移動涂布器刮條而優選地從第一刮擦位置移動到第二分層位置。在施加了未固化的實體成像材料的新層之后，構建平臺朝圖像平面向下降低正制備的三維物體，至少直到最近固化的層與未固化的實體成像材料的新施加層接觸為止，然后成像器選擇性地固化新施加層，并且該過程重復直到三維物體完成。

本發明的某些實施例包括樹脂傳感器，其定位在對輻射透明的底部膜下方且通過發送反射回傳感器的光信號或其它可檢測信號而檢測傳感器上方的樹脂層的存在性和厚度。基于傳感器上方的樹脂的測量的存在性和/或厚度，用于實體成像設備的控制器確定應該供應至托盤的新實體成像材料的量。本發明的一些實施例將儲盒定位在托盤上方并且包括可選擇性地打開的閥門，該閥門打開一定時間量以將所需量的實體成像材料分配到托盤中。一旦已將所需量的實體成像材料供應至托盤，涂布器刮條就接著在膜上移動(以刮擦/推動前一層未固化的實體成像材料并且推動新分配的實體成像材料中的至少一些)并返回(以施加實體成像材料的新層)。