[發明專利]連續液體中間相打印

有效

• 申請號: 201480008364.2
• 申請日: 2014-02-10
• 公開（公告）號: CN105122135B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: J.M.德西蒙;A.埃爾莫什金;N.埃爾莫什金;E.T.薩穆爾斯基
• 申請（專利權）人: 卡本有限公司
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周李軍;林森

形成三維物體的方法，其包含提供承載體和具有構建表面的光學透明元件，承載體和構建表面限定它們之間的構建區域；用可聚合液體填充構建區域；通過所述光學透明元件照射構建區域以由可聚合液體形成固體聚合物，而同時將承載體提升遠離構建表面，以由固體聚合物形成三維物體，還同時地：(i)連續保持可聚合液體的死區與構建表面接觸，和(ii)連續保持在死區和固體聚合物之間的聚合區域的梯度和它們的相互接觸，聚合區域的梯度包含部分固化形式的可聚合液體。還描述了實施所述方法的設備。

相關申請

本申請主張共同擁有的以下專利申請的權益：2013年12月23日提交的US臨時專利申請序號61/919,903（案件號1151-3PR2)；2013年8月14日提交的61/865,841(案件號1151-3PR)和2013年2月12日提交的61/763,746(案件號1151-2PR)，其公開內容通過引用以其全文并入本文。

發明領域

本發明涉及由液體可聚合材料制造固體三維物體的方法和設備。

發明背景

在常規添加劑或三維制造技術中，三維物體的構造以步進式或逐層式進行。特別地，在可見或UV光照射作用下，通過可光固化樹脂的固化進行層形成。已知兩種技術：一種為新層形成在增長物體的上表面；另一種為新層形成在增長物體的下表面。

如果新層形成在增長物體的上表面，則在每個照射步驟之后，使構造中的物體降低進入樹脂“池”，樹脂新層涂覆在頂上，并進行新的照射步驟。這種技術的早期實例給出于Hull，美國專利號5,236,637，圖3。這些“自上而下”技術的缺點是需要將增長物體浸沒在（可能是深的)液體樹脂池中并重新組成液體樹脂的精確覆蓋層。

如果新層形成在增長物體的底部，則在每個照射步驟之后，必須使構造中的物體從制造井的底板上分離。這種技術的早期實例給出于Hull，美國專利號5,236,637，圖4。雖然這種“自下而上”的技術有可能消除對深井(將物體浸沒在其中)的需要，取而代之的是將物體從相對淺的井或池中提升，但在商業實施時，利用這種“自下而上”的制造技術的問題在于，當從底板分離所述固化層時，由于它們之間的物理和化學相互作用，必須極為注意，且使用額外的機械元件。例如，在美國專利號7,438,846中，彈性隔離層用于實現在底部構造平面上固化材料的“非破壞性”分離。其它方法，例如B9 Creations of Deadwood，SouthDakota，USA銷售的B9 Creator^TM 3D打印機，使用滑動構建板。參見例如M. Joyce，美國專利申請2013/0292862和Y.Chen等人的美國專利申請2013/0295212(兩者都在2013年11月7日)；也參見Y. Pan等人，J. Manufacturing Sci. and Eng.，134，051011-1 (2012年10月)。這些方法引入機械步驟，其可能使所述設備復雜化，減慢所述方法和/或可能使最終產品變形。

生產三維物體的連續方法在美國專利號7,892,474中以一定篇幅在“自上而下”技術方面提出，但是該參考文獻未解釋它們可如何在“自下而上”系統中以對生產的制品非破壞性的方式實現。因此，需要替代方法和設備用于三維制造，其可消除在“自下而上”制造中對機械分離步驟的需要。

發明概要

本文描述用于三維物體的總體上連續生產的方法、系統和設備(包括相關的控制方法、系統和設備)。在這些方法、系統和設備中，由液體界面生產三維物體。因此，為方便起見且不是為了限制，它們有時稱為“連續液體中間相打印”。示意圖在本文的圖1中給出。