[发明专利]一种合成复合物的方法和装置

说明书

分案申请

本申请是根据PCT申请号PCT/AU2015/050127，国际申请日 2015.03.23，优先权日2014.03.21，进入国家阶段日期2016.11.14，申请号 201580024321.8，发明名称为“一种合成复合物的方法和装置”提出的分案申请。

技术领域

本实发明涉及合成一种有两种或两种以上物质构成的复合物，尤其是使用电脑控制的装置从一种基本上呈液体的可硬化的物质合成一种复合物。

背景技术

复合物一般由两种或两种以上的物质构成，这样可以同时具有这些物质的组合特性。例如，碳纤维经常被用于合成制造自行车架，这种复合材料制成的自行车架强度高质量轻。

积层制造，通常所说的3D打印是一种用于合成物体的制造技术。积层制造过程通常包括用电脑软件准备数字3D模型，由3D模型生成电脑指令根据物体的几何形状来定义一系列平行的横截面，由电脑指令指引3D打印机根据各横截面相应地合成连续的物质层，一层落一层直到合成复合物的所有层。

积层制造流程有很多种，常见的有立体光刻技术(SLA)，选择性激光烧结术(SLS)，熔丝制造(FFF)。立体光刻技术包括用光源(通常是紫外线或灯光)按照截面轮廓的要求照射盛满液体可固化光敏聚合物液槽的上表面，在光源聚焦的上表面固化一个一致高度的横截面薄片。硬化的光敏聚合物在液槽内的支撑平台上形成一层物质，合成一层后，平台在液槽内降低一个截面层的高度，然后光源聚焦第二层横截面将第二层固化在第一层之上。重复该步骤，合成各个连续的层，平台渐渐在液槽中降低直到复合物合成完毕。

立体光刻技术(SLA)相比传统技术比如注模具有很多优势。但是立体光刻技术也有一些不足。比如很多情况下使用立体光刻技术需要用复合材料合成物质，使其具有特定的物理特性比如增加强度或减小密度。以前试图通过在光敏聚合物中添加填充物来满足这个要求，填充物可以是陶瓷或金属颗粒。在固化时形成悬浮的物来合成物体。但是由于可固化的悬浮物大部分是同质的，所以合成的复合物整体具有一致的材料特性，达不到在合成的复合物特定部分具有特定所希望的特性。

因此，需要一种方法和装置可以选择性地固化液体可硬化材料，可以用两种或两种以上的材料合成复合物，是复合物的不同位置具有不同的材料特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用一个电脑控制的装置合成复合物的方法。该装置包括：一个盛有基本上呈液体的可硬化的第一物质的蓄液池，一个用来固化第一物质的活化头，和一个沉积头连接提供第二物质，活化头和沉积头可以在蓄液池中相对运动，该方法包括以下步骤：根据复合物的几何形状，计算机发出指令，装置接收指令；移动并选择性操作沉积头根据复合物的几何形状将第二物质一点一点的沉积在相应特定位置；并且移动并选择性操作活化头根据复合物的几何形状将第一物质一点一点的固化在相应特定位置；固化的第一物质和沉积的第二物质构成了复合物。

本发明还提供了一种电脑控制的装置用以合成一种复合物，该装置包括：一个盛有基本上呈液体的可硬化的第一物质的蓄液池；一个用来固化第一物质的活化头，该活化头可以相对于蓄液池移动；一个沉积头连接提供第二物质，该沉积头可以在蓄液池中相对运动；一个控制器配置为响应电脑指令根据复合物的几何形状移动和操作活化头和沉积头；该控制器移动并选择性操作活化头根据复合物的几何形状将第一物质一点一点的固化在相应特定位置，并且移动并选择性操作沉积头根据复合物的几何形状将第二物质一点一点的沉积在相应特定位置。

本发明的其他方面也有阐述。

附图说明

以下结合附图以实施例说明本发明。

图1为用于合成复合物的装置的横切图；

图2为图一装置的横切图合成另一种复合物；

图3为图一图二中的装置的另一种形态正在合成图二中的复合物；

图4A和4B是图一图二中装置另一种形态的横切图，该装置正在合成一种可替换的物质；

图5是在图1至4B中装置合成的复合物的横截图；

图6是图3中装置合成一种可替换复合物的横截图；

图7是一种可替换装置合成一种可替换复合物的横截图；

图8是另一种可替换装置合成另一种可替换复合物的横截图；

图9是另一种可替换装置合成另一种可替换复合物的横截图；

图10A和10B是另一种可替换装置合成另一种可替换物的横截图；