[发明专利]用于3D增材制造的计算机轴向光刻（CAL）的系统和方法

说明书

公开了形成三维(3D)对象的方法。该方法可以包括提供容纳在光学透明树脂容器内的可光固化树脂体，以及同时按多个角度θ引导来自光学子系统的光学投影通过该可光固化树脂体。光束围绕延伸通过该可光固化树脂体的z轴被引导。对投影中的每一个提供计算出的用于创建3D强度图的2D空间强度函数。投影在固定暂时曝光时段内起作用，在该固定暂时曝光时段期间，净曝光剂量足以固化该可光固化树脂体的选定部分，并且使其他部分保持未固化，以形成期望的3D部件。

相关申请的交叉引用

本申请是于2017年5月12日提交的美国专利申请第15/593,947号的PCT国际申请。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

政府权利声明

美国政府根据美国能源部与劳伦斯利弗莫尔国家安全有限责任公司(LawrenceLivermore National Security,LLC)之间针对劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LawrenceLivermore National Laboratory)的运营的合同第DE-AC52-07NA27344号，对本发明享有权利。

技术领域

本公开涉及用于执行增材制造的系统和方法，并且更具体地涉及关于使用计算机断层扫描(CT)技术的体制造(volumetric fabrication)的系统和方法。

背景技术

这部分提供与本公开有关的背景信息，其不必然是现有技术。

增材制造(AM)制造方法正在迅速发展，其中基于光聚合物的方法包括一些最突出的方法。这些立体光刻技术提供了分辨率、构建速度、处理控制以及资金成本之间的有用平衡。然而，这些系统度量通常需要彼此权衡。解决速度限制、表面粗糙度(阶梯产物(stair-step artifact))和对支承结构的要求将为这些技术的前进发展提供接下来的主要步骤。

随着增材制造(AM)技术的兴起和多功能性，关于几乎每种AM方法的一个约束是：依赖于连续地重复的低维单元操作，逐个体素或逐层构建结构。这可能是优点，产生显著的处理灵活性，但是这常常是缺点，造成维度限制和表面光洁度方面的缺陷；例如，不可能产生平滑的弯曲几何形状。若干方法已经展示了在不需要平面切片的情况下生成3D结构的能力，尤其是休斯研究实验室(Hughes Research Laboratory)的经由点阵光束的点阵的制造(参见，T.A.Schaedler等，“Ultralight Metallic Microlattices”，Science，卷334，第6058号，第962至965页，2011年11月)和通过干涉光刻产生的光子晶体(参见，Y.Lin、A.Harb、K.Lozano、D.Xu和K.P.Chen，“Five beam holographic lithography forsimultaneous fabrication of three dimensional photonic crystal templates andline defects using phase tunable diffractive optical element”，Opt.Express，卷17，第19号，第16625页，2009年9月)。但是，这些方法限于周期性结构，其中一个维度显著小于其他两个维度。即使Carbon3D的“连续”液体界面处理(参见，J.R.Tumbleston等，“Continuous liquid interface production of 3D objects”，Science，卷347，第6228号，第1349至1352页，2015年3月)也依然需要基于2D离散化的顺序制造。