[发明专利]固化可光聚合的扩散反射性材料的方法

说明书

在通过辐照固化可光聚合的扩散反射性材料的方法中，其中所述材料润湿透明材料限制元件，像例如材料承载件或槽底，并且通过透明材料限制元件进入材料进行待固化面的辐照，a)材料限制元件的厚度与b)经润湿的面和/或构建场和/或材料的待固化面彼此匹配，以致材料限制元件的厚度为经润湿的面或待固化面或构建场的直径的至少1/4、优选至少1/3、优选至少1/2。

本发明涉及通过辐照固化可光聚合的扩散反射性材料的方法，其中该材料润湿透明材料限制元件(像例如材料承载件(Materialauflage)或槽底)，且通过透明材料限制元件进入该材料中来进行待固化面的辐照；以及涉及用于实施此类方法的装置。

本发明进一步涉及由可光聚合的扩散反射性材料(尤其是具有陶瓷或金属填料的树脂)层状构建成形体的方法，其中通过以下方式彼此重叠地依次形成成形体层：分别在材料限制元件上形成可光聚合的材料的预先给定厚度的材料层，且使构建平台或至少部分构建在构建平台上的成形体下降到材料层中，以致在构建平台或成形体与槽底之间形成待固化的材料层，其经由通过材料限制元件的辐照被位置选择性固化，以形成成形体层的所需形状。

在叠加制造或3D印刷(即，立体石版印刷术)的主导技术之一中，通过位置选择性照射将成形体的各个层固化，从而以其三维形状逐步生成所需体。可光聚合的原料可由不同的组分组成。在最初提及的方法中是扩散反射性材料，如其被用于陶瓷成形体的叠加制造中。此类填充陶瓷的材料是具有不同折射率的组分的悬浮体。这导致引入用于固化材料的光的散射或重新分布，并且因此导致对比度减弱以及未填充的透明原料中没有出现的一系列误差。

最初提及的方法尤其涉及通过被材料直接润湿的透明材料限制元件照射可光聚合的材料的情况。材料限制元件通常是容纳方法中使用的可光聚合的材料的槽的一部分，这要求材料限制元件具有机械稳定性。在其它方法中，材料限制元件仅是薄的箔，或者由具有不同的弹性及光学性质的若干组件构成。

最初提及种类的方法或装置的可能应用描述于WO 2010/045950 A1和EP2505341A1中。这些申请描述的方法用于通过应用基于石版印刷的生成制造(例如快速成型)来层状构建成形体。在此，限定层由具有透明槽底的槽(即，材料限制元件)内的可光聚合的材料按下列方式来形成。可竖直受控运动的构建平台由升降机构来承载并且布置在槽上，以便于在控制单元的控制下通过升降机构可竖直升高和下降。通过将构建平台下降到槽内的可光聚合的材料中，将材料从构建平台的下侧与槽底之间的中间空间挤压出来，从而产生限定厚度的材料层。随后通过从下方通过透明槽底的位置选择性照射对该层进行照射，从而在构建平台上按所需几何形状固化该层。随后，升高具有固化于其上的第一层的构建平台，并且向受照射区域中后进料(nachgeführt)可光聚合的材料。重复这些步骤，以便于构建由连续(aufeinanderfolgenden)层构成的成形体，然而其中，可光聚合的材料层现由未成型的成形体而非构建平台来限定。

如以上所指出的，可光聚合的材料通常位于槽内，所述槽配备有经材料润湿的透明材料限制元件。通过位置选择性照射通过该材料限制元件来固化层。经光源及其投射系统发送出去的光路的光学性质、以及可光聚合的材料的光学和光化学性质通常阻止固化层的几何形状符合投影仪所生成的真实图像的几何形状。因此几何形状正确的数字图像数据的投影导致生成具有缺陷几何形状的成形体。

包含在可光聚合的材料中的组分可具有不同的光学性质。本发明的有关效果是透明组分的折射率差异。具有不同折射率的两种材料之间的每个界面上发生光折射。组分通常处于悬浮，即，小滴或颗粒的尺寸处于微米范围，因此形成众多界面。如果光线被许多相对于彼此随机取向的界面折射，则光将在所有方向上重新分布或散射。辐照进入材料中的一部分光从辐照点处或接近辐照点的表面再次从该材料出去。这种效应称为扩散反射。