[发明专利]用于制造三维物体的方法及利用所述方法的立体平板印刷机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造三维物体的立体平板印刷方法以及一种利用所述方法的立体平板印刷机。

背景技术

如所知，立体平板印刷机包括用于液态物质的容器，该液态物质适合于通过暴露于预定的辐射、典型地通过光辐射而固化。

上述辐射由辐射发射装置产生，该辐射发射装置适合于选择性地照射一层液态物质以使其固化，该层液态物质具有预定的厚度并且设置成邻近于容器的底部。

该机器还包括模制板，该模制板面向容器的底部并且设置有用于待制造的三维物体的支承表面。

上述模制板与适合于根据垂直于容器底部的方向移动该模制板的移动装置相关联。

为了利用上述类型的机器来制造三维物体，物体的形状概略地表示成具有预定的厚度的层的序列。

根据该制造方法，将模制板设置成该支承表面被沉浸在液态物质中，处于与容器的底部相距与物体的第一层的厚度相等的距离处。

由此，形成了一层液态物质，这层液态物质邻近于容器的底部并且在对应于第一层的表面积的部分中由发射装置选择性地进行照射，以形成粘附于模制板的支承表面的对应的固化层。

随后，首先将模制板从容器的底部上移开，以便将固化层与底部自身分离开并由此使得液态物质能够在模制板和形成待因此而得到恢复的物体的相继层所需的液体层的下方流回。

随后，使模制板在容器的底部附近移动，以将该模制板设置在与底部相距一定距离的位置处，该一定的距离与该模制板在形成第一层的期间所处的距离增大该相继层的厚度的距离相对应。

由此，与先前一层类似地形成物体的新层，并且重复此过程，直到已制造出形成物体的所有的层。

上述方法造成的缺点是，当正将该板移开时，固化层与容器的底部的分离产生特定的阻力。

分离阻力主要是由于由固化层与容器的底部之间的接触所造成的吸引作用并且部分地由于固化层至容器的底部的粘附所造成。

所述分离阻力在正被形成的三维物体及容器的底部上产生牵引力，该牵引力的大小主要取决于将板移开的速度、固化层的表面积及液态物质的物理特性。

由于上述牵引力，限制所述模制板的速度是必需的，以避免破坏正被形成的三维物体。

因此，另一缺点在于形成每个层所需要的时间增加，由此同样增大了用于制造物体所需要的总时间。

其它缺点在于，牵引力在容器的底部上产生疲劳应力，这随着时间的流逝导致破坏该容器的底部。

这涉及了需要周期性地更换该容器，这具有不得不停止制造并承担更换成本的不便。

根据试图限制上述分离阻力所采用的已知的立体平板印刷方法，以将作用在物体上及底部上的牵引力限制在最大预定数值的方式来控制板远离容器的底部的运动。

根据上述方法，确定牵引力是必需的，这需要利用适当的传感器，并且这使得立体平板印刷机更为复杂并增大了它的成本。

根据上述方法的变型应用，利用数值计算程序来确定该牵引力。

即使该变型使得能够避免利用传感器，然而它造成的缺点是需要用于计算力的复杂的处理软件。

另外，所述计算可不对应于力的实际数值，这带来了降低系统的可靠性的不便。

发明内容

本发明旨在克服如上文所概述的已知技术的所有缺点。

特别地，本发明的第一目的是研发一种用于利用立体平板印刷机来分层制造三维物体的方法，该方法使得能够在将每个固化层与容器的底部彼此分离开时，减小它们之间的牵引应力。

本发明的另一目的是上述方法使得能够将固化层与容器的底部分离所需的固化层的运动的程度降低至与利用已知的方法所能够获得的数值相比较低的数值。

本发明的另一目的是研发上述方法，使得可将该方法容易地应用于已知类型的立体平板印刷机。

通过根据独立权利要求实施的一种用于制造三维物体的方法来实现上述目的。

作为本发明的主题的方法的其它特征和细节在对应的从属权利要求中予以描述。

上述目的也可通过根据权利要求10构造而成的立体平板印刷机来实现。

有利地，减小的分离阻力使得，与已知方法相比，通过维持物体的几何形状不变来限制正形成的物体的破损是可能的。

仍然有利地，所述降低的阻力使得能够限制容器上的应力并且因此增加该容器的使用期。

另外，有利地，物体的层所遭受到的减小的应力使得能够获得其横截面比可利用已知方法所获得的物体的横截面更大的物体，从而维持相同的分离速度及相同的所使用的液态物质的物理性质。