[發(fā)明專利]立體光刻裝置和筒機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680078620.4
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN108602249B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 克勞斯·斯塔德曼
• 申請（專利權(quán)）人: 克勞斯·斯塔德曼
• 主分類號: B29C64/135
• 分類號: B29C64/135;B29C64/20;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉子豪;李建新

本申請涉及立體光刻裝置和筒機(jī)構(gòu)。在立體光刻裝置（1）中，將三維物體（2）通過由特定輻射的作用所引起的光敏物質(zhì)（3）的硬化來產(chǎn)生，其中，所述裝置包括載體機(jī)構(gòu)、用于產(chǎn)生輻射的輻射源（8）以及在載體機(jī)構(gòu)上能夠定位的并且能夠取出的筒機(jī)構(gòu)（10）。筒機(jī)構(gòu)（10）具有由包套（14）包圍的內(nèi)部空間（140），其中，筒機(jī)構(gòu)的包套可以變形并且至少部分對于觸發(fā)硬化的輻射是可透的。由包套包圍的內(nèi)部空間（140）具有帶有容納空間（4）的容積，光敏物質(zhì)（3）對于照射和硬化過程的至少一個持續(xù)時間被包含在所述容納空間中并且對于輻射是可觸及的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及立體光刻裝置，用于通過由特定的觸發(fā)硬化的輻射的作用所引起的光敏物質(zhì)的逐層的或連續(xù)的硬化來制造三維物體，其中，所述裝置包括：

- 載體機(jī)構(gòu)；

- 輻射源，用于產(chǎn)生觸發(fā)硬化的輻射；

- 在載體機(jī)構(gòu)上能夠定位的和能夠取出的筒機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

這種類型的裝置是眾所周知的。在立體光刻設(shè)備中，通過層或?qū)有畔⒌闹饘拥幕蜻B續(xù)的彼此成排由光敏物質(zhì)來產(chǎn)生三維體。本發(fā)明涉及能夠置入到這種設(shè)備中的并包圍待制造的物體的改進(jìn)的筒系統(tǒng)的應(yīng)用。

概念立體光刻是指如下制造工藝，在所述制造工藝中使用光敏的、在通過光照射時能夠硬化的物質(zhì)、在大多情況下為液態(tài)的單體配制物，以便分層地通過產(chǎn)生幾何結(jié)構(gòu)的層信息（所述層信息可以例如通過數(shù)字掩模（Maske）或通過運動的激光射束產(chǎn)生）來產(chǎn)生具有能夠預(yù)設(shè)的期望的造型的三維體（“物體”）。立體光刻的基本原理在如快速原型、3D打印等概念下也是已知的。

對于立體光刻過程，除了可控制的激光外還能夠使用基于像素的指示顯示器、不相干的光源（例如結(jié)合可控制的微鏡（所謂的MEMS或DLP芯片）），以便將幾何結(jié)構(gòu)的層信息投影到光敏物質(zhì)中，以便將所述光敏物質(zhì)逐層或連續(xù)地在底部或其它被界定的參考面上硬化（“顯影（entwickeln）”）。層信息可以尤其是基于像素的。參考面（也是參考平面）表示如下被界定的面，在其上進(jìn)行光敏物質(zhì)的層的硬化；所述面可以是底部或蓋內(nèi)側(cè)的表面或其它的適當(dāng)界定的面，并且根據(jù)應(yīng)用可以具有合適的固態(tài)、柔性或液態(tài)稠度。為了將被硬化的層與參考面脫離，將所述層起初、即在有生產(chǎn)力的工藝的第一步驟之前傳遞到載體上（例如通過聚合工藝固設(shè)（angeheftet）），所述載體能夠執(zhí)行與焦點平面的相對運動，所述焦點平面可以與參考面的上側(cè)（例如筒底部）一致。在下一個方法步驟中負(fù)責(zé)的是，光敏物質(zhì)的新材料可以在最后產(chǎn)生的層與參考面之間再流動；這可以例如通過簡單的升程運動進(jìn)行。然后，再流動的光敏物質(zhì)可以又通過曝光硬化。這些方法步驟如此頻繁地重復(fù)，直到要形成的物體根據(jù)各個的被投影的層信息得以構(gòu)建。

在這些方法中，最大的問題尤其在于在設(shè)備本身內(nèi)的光敏物質(zhì)的有效和可變的存儲或保存，以及各個層與參考面的小心的脫離、所產(chǎn)生的層或所產(chǎn)生的物體的載體相對于參考面的相對運動的有效控制，以及設(shè)備的盡可能簡單的操縱和新的光敏材料到設(shè)備中的引入。

從現(xiàn)有技術(shù)中已知各種如下解決方案，所述解決方案為光敏物質(zhì)設(shè)置有大部分敞開的盆形的容器。如下筒也被描述，所述筒然而呈現(xiàn)為非常復(fù)雜、剛性和消耗的容器。

例如，DE 10 2014 215 213 A1描述了在其中設(shè)置有與底部板連接的薄膜的容器，所述薄膜通過非透明部分向下張緊。所述薄膜可以在層提起時變形，以便由此實現(xiàn)更輕松和更小心的脫開。所述容器是組合的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)組，所述結(jié)構(gòu)組尤其包括底部板、突出到容器中的張緊部件以及各種其它部件如載體本身，并且表示復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

其它解決方案（參見DE 101 19 817 A1和JP H06 246 838 A）代替閉合的筒使用敞開的盆形幾何結(jié)構(gòu)，所述幾何結(jié)構(gòu)同樣包括可變形薄膜以用于減小拉出力。