[发明专利]基于盒板的增材制造设备和方法

说明书

一种增材制造设备，包括：构建板，该构建板的至少一部分是透明的，该构建板限定构造表面；板输送机构，该板输送机构能够操作以选择性地将构建板移入或移出限定在设备内限定的构建区域；材料沉积器，该材料沉积器能够操作地将可固化的树脂沉积在构建表面上；平台，该平台定位于构建区域附近并配置成保持树脂的一个或多个固化层的堆叠布置；机构，该机构能够操作以操纵构建板和平台的相对位置；以及辐射能量设备，该辐射能量设备定位于与平台相对的构建区域附近，并且能够操作以产生辐射能量并将辐射能量以预定的图案投射穿过构建板。提供了一种使用该设备的方法。

技术领域

本发明大体上涉及增材制造，并且更具体地涉及用于增材制造中的可固化材料处理的方法。

背景技术

增材制造是其中逐层堆积材料以形成部件的过程。立体光固化成型是一种增材制造过程，它使用一桶液态的辐射能量可固化的光聚合物“树脂”和例如激光之类的固化能量源。类似地，DLP 3D打印采用二维图像投影仪来一次一层地构建部件。对于每一层，投影仪都会在液体的表面上或通过透明物体(该透明物体限定树脂的受约束表面)闪烁部件横截面的辐射图像。暴露于辐射会固化并凝固树脂中的图案，并将其结合到先前固化的层或另一构建表面。

在固化光聚合物树脂时，优选为每一层提供新生的材料供应。旧的树脂可能包含固化的产品，例如具有折断部分的支撑件或其他外部污染。在基于桶的过程中，这种污染或受污染的材料可能会固化到部件中，从而导致不期望的几何形状，或以其它方式破坏构建过程并损坏最终零件。

另一现有技术方法是所谓的“流延成型”(tape casting)过程。在此过程中，树脂被沉积在从供应盘送出的柔性透辐射的带(tape)上。上板下降到树脂上，将其压缩在带和上板之间，并限定层厚。辐射能量用于通过透辐射的带来固化树脂。一旦第一层的固化完成，上板就向上缩回，并带走固化的材料。然后将带推进以露出新生的干净部分，以准备添加树脂。流延成型的一个问题是浪费，因为带不可重复使用。

发明内容

通过增材制造方法解决了这些问题中的至少一个，在增材制造方法中，材料沉积并固化在板上。对于每个固化循环，顺序提供新生的板。

根据本文描述的技术的一个方面，一种增材制造设备包括：构建板，该构建板的至少一部分是透明的，该构建板限定构建表面；板输送机构，该板输送机构能够操作以选择性地将构建板移入或移出限定在设备内的构建区域；材料沉积器，该材料沉积器能够操作以将辐射能量可固化的树脂沉积在构建表面上；平台，该平台定位于构建区域附近并配置成保持树脂的一个或多个固化层的堆叠布置；机构，该机构能够操作以操纵构建板和平台的相对位置；以及辐射能量设备，该辐射能量设备定位于与平台相对的构建区域附近，并且能够操作以产生辐射能量并将辐射能量以预定的图案投射穿过构建板。

根据本文描述的技术的另一方面，一种用于逐层生产部件的方法，包括以下步骤：准备构建板，该构建板至少包括透明的一部分，该构建板限定构建表面，构建表面上沉积有辐射能量可固化的树脂；在增材制造设备的构建区域内，相对于构建表面定位平台以限定树脂中的层增量；使用特定图案的辐射能量的施加选择性地固化树脂，以限定部件的横截面层的几何形状；相对地移动分开构建板和平台，以使部件与构建表面分离；将构建板输送出构建区域；以及对于多个层，重复准备、定位、固化和输送的步骤，直到部件完成。

附图说明

通过参考以下结合附图进行的描述，可以最好地理解本发明，其中：

图1是示例性增材制造设备的示意性侧视图；

图2是替代性增材制造设备的示意性侧视图；

图3是示出可选的脱模剂喷头的示意图；

图4是示出可选的释放膜施加器的示意图；

图5是图1的设备的视图，示出树脂沉积在其构建板上。