[發(fā)明專利]具有改進(jìn)的光學(xué)組的立體光刻機(jī)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780085890.2
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN110267795A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E·M·科斯塔貝伯
• 申請（專利權(quán)）人: DWS有限公司
• 主分類號: B29C64/135
• 分類號: B29C64/135;B29C64/129;B29C64/20;B29C64/40;B33Y80/00;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 胡利鳴;陳斌

一種用于制造三維物體(O)的立體光刻機(jī)(1)，其包括：用于流體物質(zhì)(R)的容器(2)；預(yù)定輻射(RL，RL1，RL2)的源(3，31，32)；光學(xué)組(4)，其被配置成將輻射(RL，RL1，RL2)朝向該流體物質(zhì)(R)的參考表面(SR)引導(dǎo)；以及控制邏輯單元(5)，其被配置成控制該光學(xué)組(4)和/或該輻射源(3，31，32)以使該參考表面(SR)的至少一部分曝光于輻射(RL，RL1，RL2)。立體光刻機(jī)提供光學(xué)組(4)，其包括第一子光學(xué)組(41)和第二子光學(xué)組(42)，該第一子光學(xué)組(41)被配置成曝光于輻射(RL，RL1，RL2)以便將待固化的第一部分的圖像瞬時投射在參考表面(SR)上，該第二子光學(xué)組(42)被配置成選擇性地將輻射(RL，RL1，RL2)朝向該參考表面(SR)的一點運送并且移動該點以便逐漸曝光該參考表面(SR)的待固化的第二部分。該立體光刻機(jī)具有改進(jìn)的光學(xué)組。

描述

本發(fā)明涉及一種適配成用于通過多個并置層來制造三維物體的立體光刻機(jī)，其中每個層通過在與待生產(chǎn)物體的體積相對應(yīng)的區(qū)域中選擇性固化流體物質(zhì)來獲得。

此外，本發(fā)明涉及一種用于通過藉由本發(fā)明的立體光刻機(jī)執(zhí)行的立體光刻工藝來制造三維物體的方法。

已知的立體光刻機(jī)包括其中布置有流體物質(zhì)(一般而言，具有液體狀態(tài)或漿狀狀態(tài)的光敏樹脂)的容器。

該立體光刻機(jī)還包括一般而言是發(fā)光型的源，并且該源發(fā)射適配成用于固化該流體物質(zhì)的輻射。

光學(xué)組負(fù)責(zé)將前述輻射朝向布置在容器內(nèi)的參考表面進(jìn)行運送，該參考表面對應(yīng)于物體的待固化的層的較接近于前述光學(xué)組的表面。

成形中的三維物體由造型板支撐，該造型板可相對于容器垂直移動，以便能夠?qū)⑽矬w的最后經(jīng)固化的層布置在與前述參考表面毗鄰的位置中。

以此方式，在每個層已經(jīng)被固化之后，移動造型板以使新固化的層毗鄰于參考表面；之后，可以重復(fù)該過程以用于后續(xù)的層。

前述類型的立體光刻機(jī)被分為兩個主要實施例。

前述實施例中的第一個實施例預(yù)見到參考表面毗鄰于容器的底部(其對輻射是透明的)來布置。

在該情形中，從下方照射流體物質(zhì)，并且三維物體形成在造型板之下。

第二實施例預(yù)見到參考表面被布置在流體物質(zhì)的自由表面處。

在該第二情形中，從上方照射流體物質(zhì)，并且三維物體形成在造型板的頂部上。

已知對于前述兩個實施例，用選自不同的已知光學(xué)組中的單個光學(xué)組來獲得對參考表面的不同點中的輻射的運送。

具體而言，第一類型的光學(xué)組包括可以被單獨控制的反射鏡矩陣，以便將物體的層的圖像投影到參考表面上。

甚至更具體地，每個反射鏡可以占據(jù)兩個不同的位置——在其處輻射朝向參考表面的對應(yīng)點反射的有效位置和在其處輻射朝向擴(kuò)散區(qū)域反射的無效位置。

該類型的光學(xué)組在術(shù)語中被稱為“數(shù)字光處理”投影儀或即首字母縮略詞DLP。

前述反射鏡矩陣能夠同時照射整個參考表面，從而使得有可能通過單次曝光來獲得每個層，因此特別快速。

然而，反射鏡矩陣具有有限的清晰度，具有獲得具有不規(guī)則性的邊緣或外表面的物體的缺點。

前述系統(tǒng)的另一限制是它們生成的圖像在其整個參考表面上具有均勻的光強(qiáng)度。

因此，出現(xiàn)的缺點是此類系統(tǒng)不允許在參考表面的不同區(qū)域中調(diào)節(jié)光功率。

第二類型的光學(xué)組(存在于現(xiàn)有技術(shù)的立體光刻機(jī)中)作為前述反射鏡矩陣的替換，提供了在參考表面的單個點中運送輻射并且移動該點以便能夠逐漸照射參考表面的與物體體積相對應(yīng)的整個部分。