[發明專利]一種用于減少三維增材制造生產時間的系統和方法

有效

• 申請號: 201780038525.6
• 申請日: 2017-01-27
• 公開（公告）號: CN109311225B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 邁克爾·喬伊斯
• 申請（專利權）人: B9創造有限責任公司
• 主分類號: B29C64/124
• 分類號: B29C64/124;B29C64/20;B29C64/386;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/00;B33Y70/00
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 董科

公開了一種用于將增材制造零件從構建位置釋放出來的系統，該系統具有固化抑制劑傳輸系統，以在固化抑制光敏聚合物樹脂層中再次供應固化抑制劑，其中所述增材制造零件在所述光敏聚合物樹脂層中構建，所述傳輸系統包括一固化抑制貯存器，以在最初保持所述固化抑制劑；一固化抑制分配器層，其與所述固化抑制貯存器相鄰，通過所述固化抑制分配器層，固化抑制劑從所述固化抑制貯存器傳輸到所述固化抑制光敏聚合物樹脂層并進入相鄰的光敏聚合物，以創建固化抑制光敏聚合物樹脂層。還公開了另一種系統和另一種方法。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年6月20日提交的美國臨時申請No.62/352,413的優先權，并且其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及一種用于減少三維增材制造生產時間的系統和方法。

背景技術

增材制造設備按照部件創建說明書依次將材料添加到正在成型的零件中來從進料中生產三維部件。通過增材制造可以快速、簡單、精準且可重復地創建各種物體。

熔融絲制造增材制造設備，也稱為熔融沉積成型打印機，通過以光柵圖案沉積熔融絲來創建零件。這種設備通常只能生產分辨率為150至300微米的零件，其尺寸為每側小于2英尺。在這種比例下，由于長絲擠出機的光柵移動，零件創建時間是顯著的。此外，這種長絲不適用于眾所周知的技術，例如失蠟鑄造，并且還能產生由于長絲束脫落而易于失去其自身的幾個部分的零件，其中長絲束脫落的原因是相鄰長絲束之間的粘合不佳。

基于光敏聚合物的增材制造設備能夠產生具有更高特征分辨率的零件，通常以10s微米來測量特征分辨率。這些零件也可用于失蠟鑄造工藝?；诠饷艟酆衔锏脑霾闹圃煸O備通常包括可移動構建板、可控光源、光敏聚合物供應源(例如，大桶光敏聚合物)和構建區域，其中來自光敏聚合物供應源的光敏聚合物被選擇性地固化，形成正在創建的零件的部分。零件在創建時連接到構建板。零件(例如，層)的每個新創建的部分在創建時粘附到構建區域，從而需要通過施加分離力將零件與構建區域分離。零件與構建區域的分離可以通過剝離、拉動、滑動或其他運動來實現。在某些情況下，分離力足夠強以致扭曲或破壞零件的易碎部分，因為在重新放置零件以形成零件的下一層時所述易碎部分被拉伸、拉緊，甚至與零件完全分離。因為這種分離力破壞或損害理想的部件設計中的精細細節，所以質量受到限制。

在(通過流動，沉積或供應材料)沉積附加的光敏聚合物材料，將附加的光敏聚合物材料暴露于電磁輻射并添加到零件之前，每個新形成的層必須與構建區域表面分離。粘合力和/或真空力可以將零件的新形成部分連接到構建區域表面。必須以不損壞正在創建的零件的方式克服這些力，從而建立最小特征尺寸和最大打印速度。

許多現有技術的增材制造設備使用至少滑動運動或傾斜運動來釋放在構建過程中構建的零件，以將零件與構建臺分離，從而可將下一層施加到零件上。需要這些運動來最小化施加在正在構建的零件上的破壞力。一種已知的現有技術方法使用同時出現的提升和滑動運動，以幫助零件從構建臺釋放出來。提供任何這些運動需要額外的動力釋放機構作為增材制造設備的一部分并且增加形成零件所需的時長。

從構建區域垂直向上拉動正在成型的零件是已知的，并且不需要額外的動力釋放機構。與采用滑動或傾斜運動相比，已經證明現有技術試圖僅垂直提升該零件需要更長的時間。將零件提升多遠以及以何種速率提升零件以可靠地產生零件是未知的。為了補償，這種利用垂直升力的現有技術系統僅通過向高的高度提供緩慢升力以避免損壞，以確保在任何零件構造的速率和高度都是靜態的情況下不會發生損壞。

雖然上述增材制造工藝被認為是快速制造，但是該工藝和已知的增材制造設備存在若干低效率，通過進一步增加加工速度可以改善上述低效率。鑒于前述內容，這種設備的用戶將受益于增材制造設備，其有助于更快速和更有效的操作，這種快速且有效的操作會改善制造時間。

發明內容