[发明专利]用于对象的加式制造的系统和方法

说明书

相关申请

本申请要求于2010年11月28日递交的美国申请No.61/417,438的优先权的利益，该美国申请的内容通过引用合并于此，就好像在本文中完整地阐述一样。

技术领域

在本发明的一些实施方案中，本发明涉及对象的加式制造(AM)，尤其而非排他地涉及在减小对象卷曲效应的同时用于对象的加式制造的系统和方法。

背景技术

加式制造一般为利用对象的计算机模型来制造三维(3D)对象的过程。该过程用于各种领域，诸如用于可视化、演示和机械原型化的目的以及用于快速制造(RM)的设计相关领域。

任何AM系统的基本操作包括：将三维计算机模型切割成薄的剖面；将结果转换成两维位置数据；以及将数据馈送到以分层方式制造三维结构的控制设备。

加式制造使得制造方法需要许多不同的方法，包括三维印刷、叠层对象制造、熔合沉积造型和其它。

在三维印刷过程中，例如，建造材料从具有一组喷嘴的分配头分配以在支撑结构上沉积层。取决于建造材料，随后可利用适合的装置来使层固化或凝固。建造材料可以包括形成对象的造型材料以及在对象被建造时支撑对象的支撑材料。各种三维印刷技术存在且公开于例如美国专利6,259,962、6,569,373、6,658,314、6,850,334、7,183,335、7,209,797、7,225,045、7,300,619、7,479,510、7,500,846、7,658,976和7,962,237以及公开的美国申请20100191360中，所有这些专利和专利申请具有共同的受让人，其内容通过引用合并于此。

AM有利于通过最少的工具和劳力的投入快速制造功能原型。这种快速原型化缩短了产品开发周期并且通过为设计者提供快速且有效的反馈而改进了设计过程。AM还能够用于非功能部件的快速制造，例如，用于评估设计的各方面(诸如美感、适配、组装等)的目的。另外，已证实AM技术可用于医疗领域，其中在进行手术操作之前可对预期结果进行建模。将理解的是，许多其它领域能够受益于快速原型化技术，包括但不限于特定设计和/或功能的可视化可用的体系架构、牙科和成形手术领域。

多种AM技术允许利用多于一种的造型材料进行对象的加式形成。例如，其内容通过引用合并于此的本受让人的公开的美国专利20100191360公开了一种系统，所述系统包括：加式制造装置，其具有多个分配头；建造材料供给装置，其配置为将多种建造材料供给到制造装置；以及控制单元，其配置为用于控制制造和供给装置。所述系统具有多种操作模式。在一种模式中，所有的分配头在制造装置的单个建造扫描周期内操作。在另一模式中，一个或多个分配头在单个建造扫描周期或其部分内不可操作。

发明概述

根据本发明的一些实施方案的方案，提供三维对象的加式制造的方法。所述方法包括在与对象的形状对应的配置图案中顺序地形成多个层，从而形成对象。每个层的形成都包括：分配至少一种未固化建造材料；以及至少部分地固化未固化建造材料。对于层中的至少一层，固化开始于紧接着至少一层之前的层的固化开始之后的至少t秒。t参数比层形成所需的秒数大。

根据本发明的一些实施方案，所述方法包括：接收至少一种建造材料的特性热变形温度(HDT)数据；以及响应于HDT而选择t的值。

根据本发明的一些实施方案，所述方法包括基于至少一种建造材料的类型来选择t的值。

根据本发明的一些实施方案，所述方法包括：基于在固化过程中输送到至少一层的每单位容量的能量剂量来选择t的值。

根据本发明的一些实施方案，所述方法包括：基于至少一层的厚度来选择t的值。

根据本发明的一些实施方案，所述方法包括：基于表征至少一层的分配的速率来选择t的值。

根据本发明的一些实施方案，固化后至少一种建造材料的特性热变形温度(HDT)比在形成时的层的温度高。

根据本发明的一些实施方案，特性HDT至少为50℃。

根据本发明的一些实施方案，建造材料包含至少30重量％的单丙烯酸或单甲基丙烯酸官能单体，并且所述单体的各聚合物具有高于50℃的玻璃化转变温度(Tg)。根据本发明的一些实施方案，Tg高于60℃。根据本发明的一些实施方案，Tg高于70℃。

根据本发明的一些实施方案的方案，提供计算机软件产品，其包括存储有程序指令的计算机可读介质，在由加式制造系统的计算机化控制器读取时，所述指令使所述系统执行本文所述的方法。