[發(fā)明專利]一種用于減少三維增材制造生產(chǎn)時(shí)間的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110321319.4
• 申請(qǐng)日: 2017-01-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113059795B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邁克爾·喬伊斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: B9創(chuàng)造有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B29C64/124
• 分類號(hào): B29C64/124;B29C64/386;B33Y10/00;B33Y50/00;B33Y80/00
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 董科

公開(kāi)了一種用于將增材制造零件從構(gòu)建位置釋放出來(lái)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有固化抑制劑傳輸系統(tǒng)，以在固化抑制光敏聚合物樹(shù)脂層中再次供應(yīng)固化抑制劑，其中所述增材制造零件在所述固化抑制光敏聚合物樹(shù)脂層中構(gòu)建，所述傳輸系統(tǒng)包括一固化抑制劑貯存器，以在最初保持所述固化抑制劑；一固化抑制劑分配器層，其與所述固化抑制劑貯存器相鄰，通過(guò)所述固化抑制劑分配器層，固化抑制劑從所述固化抑制劑貯存器傳輸?shù)剿龉袒种乒饷艟酆衔飿?shù)脂層并進(jìn)入相鄰的光敏聚合物，以創(chuàng)建固化抑制光敏聚合物樹(shù)脂層。還公開(kāi)了另一種系統(tǒng)和另一種方法。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2016年6月20日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.62/352,413的優(yōu)先權(quán)，并且其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于減少三維增材制造生產(chǎn)時(shí)間的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

增材制造設(shè)備按照部件創(chuàng)建說(shuō)明書(shū)依次將材料添加到正在成型的零件中來(lái)從進(jìn)料中生產(chǎn)三維部件。通過(guò)增材制造可以快速、簡(jiǎn)單、精準(zhǔn)且可重復(fù)地創(chuàng)建各種物體。

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

基于光敏聚合物的增材制造設(shè)備能夠產(chǎn)生具有更高特征分辨率的零件，通常以10s微米來(lái)測(cè)量特征分辨率。這些零件也可用于失蠟鑄造工藝。基于光敏聚合物的增材制造設(shè)備通常包括可移動(dòng)構(gòu)建板、可控光源、光敏聚合物供應(yīng)源(例如，大桶光敏聚合物)和構(gòu)建區(qū)域，其中來(lái)自光敏聚合物供應(yīng)源的光敏聚合物被選擇性地固化，形成正在創(chuàng)建的零件的部分。零件在創(chuàng)建時(shí)連接到構(gòu)建板。零件(例如，層)的每個(gè)新創(chuàng)建的部分在創(chuàng)建時(shí)粘附到構(gòu)建區(qū)域，從而需要通過(guò)施加分離力將零件與構(gòu)建區(qū)域分離。零件與構(gòu)建區(qū)域的分離可以通過(guò)剝離、拉動(dòng)、滑動(dòng)或其他運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在某些情況下，分離力足夠強(qiáng)以致扭曲或破壞零件的易碎部分，因?yàn)樵谥匦路胖昧慵孕纬闪慵南乱粚訒r(shí)所述易碎部分被拉伸、拉緊，甚至與零件完全分離。因?yàn)檫@種分離力破壞或損害理想的部件設(shè)計(jì)中的精細(xì)細(xì)節(jié)，所以質(zhì)量受到限制。

在(通過(guò)流動(dòng)，沉積或供應(yīng)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(gè)新形成的層必須與構(gòu)建區(qū)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(gòu)建區(qū)域表面。必須以不損壞正在創(chuàng)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(xiàn)有技術(shù)的增材制造設(shè)備使用至少滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)或傾斜運(yùn)動(dòng)來(lái)釋放在構(gòu)建過(guò)程中構(gòu)建的零件，以將零件與構(gòu)建臺(tái)分離，從而可將下一層施加到零件上。需要這些運(yùn)動(dòng)來(lái)最小化施加在正在構(gòu)建的零件上的破壞力。一種已知的現(xiàn)有技術(shù)方法使用同時(shí)出現(xiàn)的提升和滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，以幫助零件從構(gòu)建臺(tái)釋放出來(lái)。提供任何這些運(yùn)動(dòng)需要額外的動(dòng)力釋放機(jī)構(gòu)作為增材制造設(shè)備的一部分并且增加形成零件所需的時(shí)長(zhǎng)。

從構(gòu)建區(qū)域垂直向上拉動(dòng)正在成型的零件是已知的，并且不需要額外的動(dòng)力釋放機(jī)構(gòu)。與采用滑動(dòng)或傾斜運(yùn)動(dòng)相比，已經(jīng)證明現(xiàn)有技術(shù)試圖僅垂直提升該零件需要更長(zhǎng)的時(shí)間。將零件提升多遠(yuǎn)以及以何種速率提升零件以可靠地產(chǎn)生零件是未知的。為了補(bǔ)償，這種利用垂直升力的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)僅通過(guò)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(gòu)造的速率和高度都是靜態(tài)的情況下不會(huì)發(fā)生損壞。

雖然上述增材制造工藝被認(rèn)為是快速制造，但是該工藝和已知的增材制造設(shè)備存在若干低效率，通過(guò)進(jìn)一步增加加工速度可以改善上述低效率。鑒于前述內(nèi)容，這種設(shè)備的用戶將受益于增材制造設(shè)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(huì)改善制造時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容