[发明专利]用于通过增材制造技术制造坯件的方法和机器

说明书

本发明涉及一种用于通过增材制造技术制造坯件的方法，所述坯件特别地为由陶瓷材料制成的生坯，根据增材制造技术，基于为每一层限定的图案使光固化糊料的层依次固化，第一层形成在加工托板上的加工表面上，在根据限定的图案固化之前，每一层都由供应到所述加工托板上的一定量的糊料通过一个刮刀或平行的多个刮刀刮擦而铺开，所述加工托板在每次形成层时被降低，所述方法的特征在于，在每次形成层时，将形成所述层所需量的糊料从在刮刀前方或者在平行的多个刮刀的情况下在最前面的刮刀前方移动的至少一个喷嘴分配到加工表面上。

技术领域

本发明涉及一种用于通过增材制造(也称为立体成型)来制造坯件的方法以及一种用于实现该方法的制造机器。

这些部件特别地为由陶瓷材料制成的生坯，该生坯用于经过清洁、脱脂和烧结操作，以获得成品陶瓷件。

背景技术

用于获得这样的生坯的增材制造技术通常包括下述步骤：

-通过计算机辅助设计构建要制造的坯件的计算机模型，这样的模型的尺寸大于要制造的坯件的尺寸，以便预防陶瓷在坯件的烧结期间的收缩；

-在刚性加工托板上形成第一层光固化组合物，例如该组合物包括至少一种陶瓷材料、至少一种光固化单体和/或低聚物、至少一种光引发剂以及通常至少一种增塑剂和/或至少一种分散剂；

-根据由针对该层的模型限定的图案通过辐照固化所述第一层，形成第一级；

-在所述第一级上形成第二层光固化组合物；

-根据针对该第二层限定的图案通过辐照固化所述第二层，形成第二级；

-重复形成层然后固化该层的步骤，直到获得生坯。

层的辐照通过激光扫描铺开的光固化组合物的自由表面或通过二极管(LED)投影系统或通过任何其他光源、特别是UV型的光源来进行。

本发明涉及增材制造法，其中光固化组合物采取糊料的形式，该糊料的组合物是可光固化的，例如上面指出的组合物，并且该糊料的粘度可变化，特别是对于零剪切速率可从1Pa.s变化到无穷大。

在通过涂敷工艺制造时，加工托板支撑正在制造的坯件的不同层以及每次形成层时所要铺开的糊料的量。每一层通过降低加工托板并铺开大滴糊料以获得具有预定糊料厚度的层来形成，该具有预定糊料厚度的层在加工托板上形成作为第一层或在前一层上形成作为堆叠物的其他层。为此，将供应量的糊料储存在罐中，该罐通过活塞在每一层处自动清空预定量的糊料，该活塞使这种量的糊料通过槽升高以在加工表面的边缘附近形成滴。然后，通过刮刀刮擦而铺开糊料滴，促使放置在糊料滴后方的刮刀使糊料滴向前移动，同时将加工表面刮到其相对边缘，以便以垂直于刮刀边缘的通过运动来铺开所述滴。

向加工托板上的这样的糊料供应存在几个缺点：

-在逐层构建阶段期间可能造成大量刮擦工作，使得坯件在它们的制造期间破裂或移动，从而产生缺陷；

-糊料滴的体积对应于加工表面的长度；换言之，加工表面越大，所需的糊料的量越大；

这导致困难：

-在宽度上：糊料供应系统应该在整个宽度上均匀地供应糊料；宽度上的这样的均匀供应在实践中难以形成，因为分布取决于宽度及糊料的量；如果供应的糊料的量太少(活塞没有充分升高)，糊料倾向于在中部出来，而在侧边不太多，这迫使需要最小限度增加糊料以便尝试找到良好的均匀性，在加工表面的中部存在具有额外的糊料的风险；

-在长度上：加工表面越长，刮刀必须推动以铺开的糊料越多；另一方面，其增大了形成新月形物的风险，该新月形物产生坯件的缺陷，例如缺乏材料、撕裂等，另一方面，被推动的滴的越庞大，在已经固化的下层上产生的应力越大；

-制造的坯件只能由单种陶瓷材料形成，因为仅存在一种糊料供应。