[發(fā)明專利]用于增材制造中光的應(yīng)用的技術(shù)及相關(guān)系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880068256.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN111246990B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安德魯·M·戈德曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福姆實(shí)驗(yàn)室公司
• 主分類號(hào): B29C64/129
• 分類號(hào): B29C64/129;B29C64/277;G03F7/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

描述了用于照射增材制造設(shè)備的構(gòu)建區(qū)域內(nèi)的光固化材料的技術(shù)。根據(jù)一些方面，提供了可以沿著構(gòu)建區(qū)域的邊移動(dòng)的光源，從而允許通過移動(dòng)光源將光引導(dǎo)至構(gòu)建區(qū)域內(nèi)的任意期望位置。該配置還可以通過在維持從光源到構(gòu)建體積的固定距離的同時(shí)移動(dòng)光源來允許對(duì)于構(gòu)建區(qū)域內(nèi)的每個(gè)位置從光源到構(gòu)建區(qū)域的距離基本上是相同的。所描述的方法可以通過在這樣的設(shè)備中擴(kuò)大或消除可以通過使用激光光源而施加的構(gòu)建體積的區(qū)域的實(shí)際上限來允許在增材制造設(shè)備中制造更大的零件。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§119(e)要求于2017年10月20日提交的題為“TechniquesFor Application Of Light In Additive Fabrication And Related Systems AndMethods”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/575,250號(hào)的權(quán)益，并根據(jù)35U.S.C.§119(e)要求于2018年6月1日提交的題為“Improved Stereolithography Techniques And RelatedSystems And Methods”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/679,167號(hào)的權(quán)益，上述美國臨時(shí)專利申請(qǐng)中的每一個(gè)的全部內(nèi)容在此通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及用于在增材制造(例如3維打印)設(shè)備內(nèi)引導(dǎo)光源的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

增材制造例如3維(3D)打印通常通過使構(gòu)建材料的一部分在特定位置處凝固來提供用于制造零件的技術(shù)。增材制造技術(shù)可以包括立體光刻、選擇性或熔融沉積成型、直接復(fù)合制造、分層零件制造、選擇性相區(qū)沉積、多相噴射凝固、彈道顆粒制造、顆粒沉積、激光燒結(jié)或其組合。許多增材制造技術(shù)通過形成連續(xù)的層來構(gòu)建零件，所述連續(xù)的層通常是所期望的零件的橫截面。通常，每個(gè)層形成為使得其粘附至先前形成的層或在其上構(gòu)建零件的基板。

在一種被稱為立體光刻的增材制造方法中，通過連續(xù)地形成液體光聚合物(例如，可固化聚合樹脂)的薄層——通常在基板上形成第一層，然后在一個(gè)層上形成另一層——來創(chuàng)建固體零件。暴露于光化輻射使液體光聚合物的薄層固化，這使其硬化并粘附至先前固化的層或構(gòu)建平臺(tái)的底表面。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一些方面，提供了增材制造設(shè)備，其被配置成在構(gòu)建平臺(tái)上形成固體材料層，每個(gè)材料層被形成為除了與構(gòu)建平臺(tái)的表面和/或先前形成的材料層接觸以外還與容器接觸，該增材制造設(shè)備包括：容器，其具有在第一方向和垂直于第一方向的第二方向上延伸的內(nèi)部底表面；以及可移動(dòng)臺(tái)，其被配置成在第一方向上移動(dòng)，該可移動(dòng)臺(tái)被布置在容器下方并且包括多個(gè)光源，該多個(gè)光源沿第二方向彼此偏移并且能夠操作成將光引導(dǎo)通過容器的內(nèi)部底表面。

根據(jù)一些方面，提供了增材制造的方法，該方法包括：在增材制造設(shè)備內(nèi)，移動(dòng)在容器下方的可移動(dòng)臺(tái)，該容器具有在第一方向和垂直于第一方向的第二方向上延伸的內(nèi)部底表面，容器保存液體光聚合物，并且可移動(dòng)臺(tái)被配置成在第一方向上移動(dòng)，可移動(dòng)臺(tái)被布置在容器下方并且包括多個(gè)光源，該多個(gè)光源沿第二方向彼此偏移并且能夠操作成將光引導(dǎo)通過容器的內(nèi)部底表面；以及將來自多個(gè)光源中的至少一些光源的光化輻射引導(dǎo)通過容器的內(nèi)部底表面至由容器保存的液體光聚合物，從而形成固體材料層，該固體材料層除了與構(gòu)建平臺(tái)的表面和/或先前形成的材料層接觸以外還與內(nèi)部底表面接觸。

前述設(shè)備和方法實(shí)施方式可以利用上面或下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的方面、特征和動(dòng)作的任何適當(dāng)?shù)慕M合來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)以下結(jié)合附圖的描述，可以更全面地理解本教導(dǎo)的這些和其他方面、實(shí)施方式和特征。

附圖說明

附圖不旨在按比例繪制。為了清楚起見，并非每個(gè)部件都會(huì)在每個(gè)附圖中標(biāo)記。在附圖中：

圖1A描繪了根據(jù)一些實(shí)施方式的說明性LED陣列；

圖1B描繪了根據(jù)一些實(shí)施方式的LED陣列和成像透鏡的說明性布置的截面圖；