[发明专利]用于加工可光聚合材料以逐层形成成型体的装置

说明书

本发明涉及用于加工可光聚合材料以逐层形成成型体的装置，包括：

-槽，可光聚合材料可被填充至所述槽内，所述槽具有底部，所述底部至少在其某些区域内是透明的；

-构建平台，所述构建平台被保持在所述槽底部以上的可设定的高度处；

-曝光单元，所述曝光单元能够以局部选择的方式受控制地曝光在所述构建平台的下表面与所述槽底部之间形成的材料层，所述曝光经过所述槽底部从下方进行；

-控制单元，所述控制单元被布置用于通过控制所述曝光单元在连续的曝光步骤中使彼此叠置在构建平台上的、分别具有预定几何形状的多个层聚合，并且所述控制单元被布置用于在每个层曝光步骤之后调节构建平台与槽底部的相对位置，以便以这种方式相继地构建呈期望形状的成型体；以及

-可移动地引导的刮刀配置，其包括用于使所述刮刀配置在所述构建平台下方往返移动的驱动单元。

此外，本发明涉及一种用于这样的装置的刮刀配置。

上述类型的装置是从EP 2 505 341 A1中得知的。

这样的装置允许尤其是在所谓的快速原型工艺过程中的成型体的基于光刻的生产制造。在所提到的这些立体光刻工艺中，新提供的材料层在每种情况下均聚合成具有期望的轮廓，其中，通过相继地为每一层限定其各自的轮廓，期望的主体以其三维形状形成，这是由于制备的多层的连续导致的。

在这种类型的装置中，在许多情况下要利用工具来翻动槽中的材料或者将其重新分布以确保均质的材料层。工具例如是可移动地安装的刮刀，该刮刀包括用于在构建平台下方往返移动该刮刀的驱动单元。在曝光步骤后提升该构建平台后，在被曝光区域内存在材料缺乏。这是由于这样的事实，即在设定的材料层固化之后，来自该层的材料已经被固化并且已经随构建平台和已形成在构建平台上的成型体的部分一起被提升。由于这种原因，在已形成的成型体的部分的下表面与槽底部之间缺乏的可光聚合材料不得不从来自曝光区域周围的邻近区域的可光聚合材料的填料补充。由于材料的高粘度，该材料不会自动流入在成型体部分的下表面与槽底部之间的被曝光区域内，从而可能在此处留下材料凹口或“孔”。刮刀用于在各曝光步骤之间将所提到的材料中的凹口弄平。采用目前形式的刮刀，不能以可靠的方式进行材料分配，尤其是对于高粘度的材料来说。特别地，供给和运输不会足够快速地进行并且会经受定量的波动。

本发明的目的在于以这样的方式改进基于光刻的生产制造方法，即以确保未使用的光聚合物的一致和快速的补充的方式。

为了实现这种目的，本发明实质上提供了：在上述类型的装置中，刮刀配置包括两个刮刀，所述两个刮刀在移动方向上间隔开，所述两个刮刀以距离槽底部恒定的距离沿槽底部移动。优选地，该配置在此是这样的，使得刮刀到槽底部的垂直距离可以通过简单的调节装置调节并且以这种方式，可设定被补充的材料的层厚度。优选地，所述两个刮刀被布置成到槽底部的距离相等。所述刮刀优选地被连接至驱动单元，所述驱动单元驱动所述刮刀往返移动。具有两个刮刀的这种配置允许在两个移动方向上形成材料层，这允许大幅度地减少加工时间。在具有常规刮刀配置的装置中，刮刀或刮拭元件不得不在能够形成新层之前被来回地驱动。

具有两个刮刀的配置还提供了这样的优势，即可在所述两个优选平行的刮刀之间形成腔室，该腔室充当用于新鲜材料的贮器。在分配步骤期间，在所述刮刀的向后或向前移动过程中，新鲜材料可向下流出该腔室以便可能地再填充在材料层中存在的孔、空的空间或凹口，其中，在移动方向上牵引的刮刀限定出层厚度。浴面上的孔、空的空间或凹口可尤其在这样的区域内形成，在该区域内，构建平台或成型体的已固化层在曝光步骤之后被向上提升离开该浴。由于新鲜浆体主要位于该腔室内，仅需要相对少的材料来开始构建过程并维持可靠的材料补充。

为了避免可光聚合材料在刮刀的区域内冷却，尤其是位于所述两个刮刀之间的贮器腔室内的材料，所述刮刀在优选的实施方案中是可加热的。尤其，所述刮刀可配备有至少一个加热元件，例如电阻加热元件。