[發明專利]用于基于光刻進行三維部件的生成性制造的方法

在審

• 申請號: 202080017000.6
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN113453874A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: P·格魯貝爾
• 申請（專利權）人: 阿普納米有限責任公司
• 主分類號: B29C64/124
• 分類號: B29C64/124;B33Y10/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 杜荔南;劉春元

在用于基于光刻進行三維部件（3）的生成性制造的方法中，其中由輻照裝置發射的電磁輻射相繼地聚焦到材料內的焦點（5）上，由此借助多光子吸收分別固化所述材料的位于所述焦點（5）處的體積元件，其中在所述輻照裝置的寫區域（4）中由體積元件分別構建子結構（6），所述部件（3）的構建包括如下步驟：a）將多個子結構（6）并排地設置，然后b）將子結構（6）相疊地布置，使得上部子結構（6）橋接彼此并排布置的下部子結構（6）之間的界面（7）。

技術領域

本發明涉及一種用于基于光刻進行三維部件的生成性制造的方法，其中由輻照裝置發射的電磁輻射相繼地聚焦到材料內的焦點上，由此借助多光子吸收分別固化材料的位于焦點處的體積元件，其中在輻照裝置的寫區域中由體積元件分別構建子結構，并且多個子結構并排地布置。

背景技術

例如從DE 10111422 A1中已知一種用于構成成型體的方法，其中借助多光子吸收進行液體光敏材料的固化。為此，利用聚焦的激光束射入到光敏材料池中，其中僅僅在緊鄰焦點的周圍區域中滿足對于觸發固化的多光子吸收過程的照射條件，使得根據池體積內要生產的成型體的幾何數據將射束的焦點引導至要固化的部位。在根據DE 10111422 A1的方法中，從上方照射材料池，其中輻射強度被選擇為使得液體對于焦點上方所使用的輻射基本上是透明的，從而使池材料的直接聚合在池體積內以位置選擇性的方式、即也遠低于池表面地發生。

用于多光子吸收方法的照射裝置包括用于聚焦激光束的光學裝置以及用于偏轉激光束的偏轉裝置。受制于構造，這種照射裝置具有有限的寫區域，偏轉裝置在該寫區域內使激光束移動。預先給定的寫區域通常小于要制造的部件所需的體積。因此，該部件必須劃分成多個子結構，所述子結構分別對應于一個寫區域并且相繼地構建。在構建子結構之后，用于構建下一個子結構的輻照裝置相對于材料位移，并且下一個子結構緊接著前一個子結構被寫入。這種所謂的“縫合（stitching）”可在兩個相鄰子結構之間的對接區域中造成不連續性，所述不連續性形成部件的機械薄弱部位。

在應用多光子吸收方法時，另一問題在于，已經形成的固化結構隨后遮擋待結構化的區域。這意味著，在特定情況下，為了固化引入材料中的輻射必須穿透已經固化的結構區域，以便到達要固化的體積元件。這種遮擋可導致結構錯誤。

在EP 3093123 A1中描述了一種方法，所述方法通過如下方式避免遮擋：相鄰子結構之間的包絡界面相對于結構入口的主方向傾斜地伸展。子結構的包絡界面相對于結構入口的主方向傾斜地伸展，使得避免結構入口沿著主方向被已經存在的子結構遮蓋或遮擋。因此，可以為子結構選擇沿著主方向的在數值上比較大的深度。因此，為了制造整個結構需要分成比較少數量的子結構塊。

發明內容

本發明旨在提出一種改進的方法，利用該方法不僅考慮到遮擋問題，而且改進了部件的因縫合方法引起的機械易斷裂性。

為了解決該任務，本發明在開頭所述類型的方法中提出，部件的構造包括以下步驟：

a）將多個子結構并排地布置，然后

b）將子結構相疊地布置，使得上部子結構橋接彼此并排布置的下部子結構之間的（一個或多個）界面。由于該部件不僅被分成彼此并排的子結構，而且還被分成相疊的子結構，所以這些子結構的厚度可以選擇得更小。尤其是，子結構的厚度可以選擇成如此小，使得沒有遮擋。

優選地在此可以提出，所述部件包括多個疊置的層，所述多個疊置的層分別由多個并排布置的子結構形成，其中所述部件逐層地構建，其中上層的子結構橋在直接在其下方的層的相鄰子結構之間的（一個或多個）界面。在此，為了構成下層，在直接在其上構建下一個上層的子結構之前，首先可以并排地構建多個子結構。由此，顯著地減小遮擋或者在這些層構成得相應薄的情況下完全避免遮擋，因為陰影僅由層的高度產生。因此，本發明采取與EP 3093123 A1不同的方法，在EP 3093123 A1中部件僅由并排布置的子結構構建，即由唯一的層構建。