[发明专利]分层构建对象的方法及用于执行此类方法的3D打印装置

说明书

本发明公开了一种在3D打印装置上由至少第一可光硬化树脂和第二可光硬化树脂分层构建对象的方法，以及被构造成执行此类方法的3D打印装置。该3D打印装置具有：构架平台，在该构建平台上能够构建对象；透光性载体，该透光性载体包括多个凹陷部；以及光投影仪，该光投影仪用于穿过载体投影光图案。方法具有以下步骤：(a)部分地构建对象，从而提供处理中对象；(b)用第一可光硬化树脂的第一坯料层涂覆载体的第一表面区域；(c)移动载体，从而将第一坯料层定位在构建平台与光投影仪之间；(d)使处理中对象与第一坯料层接触；(e)用光图案照射第一坯料层，从而用硬化层增补处理中对象；以及(f)将所增补的处理中对象与载体分离。

技术领域

本发明涉及一种在3D打印装置上由第一可光硬化树脂和任选地第二可光硬化树脂分层构建对象的方法。本发明还涉及一种被构造成执行此类方法的3D打印装置。具体地，本发明涉及一种方法，其中将一种或多种未硬化的可光硬化树脂的层以坯料层的形式涂覆在载体上，该坯料层随后被定位在构建平台与用于使其部分硬化的光投影仪之间。

背景技术

在多种技术领域中，越来越多地通过增材制造工艺来制造物理对象或机械工件。

此类增材制造工艺通常允许以对象的期望的单独形状来构建对象，这通过相继地添加材料以形成该形状来实现。虽然增材制造工艺在快速成型的行业中被广泛使用，但是在许多领域中的最终产品的制造仍然具有挑战性。特别是对于制作牙科修复物，一般需要使用与用于人体相容的材料。另外，通过增材制造来制造的牙科修复物必须表现出所需的机械稳定性并且必须满足对美学的期望，例如涉及色差和半透明度。

一些增材制造工艺基于将可光硬化树脂按层硬化。可光硬化树脂通常为可光聚合的并且由于暴露于光而局部硬化。可通过连续添加根据对象的所需外部形状控制的形状的层来构建期望的三维对象。待构建的对象通常通过计算机辅助设计(CAD)制备，并且以三维计算机模型的形式提供。对象的计算机模型实际上被切成各个层，每个层具有由对象的外部形状产生的特定形状。通过将此类层暴露于对应于相应切片的形状的光图案来确定层的形状。

在许多情况下，制造专注于以期望的形状提供对象。虽然还存在以期望的颜色提供对象的应用，但仍然需要允许制备具有多种颜色或颜色渐变的对象的方法和设备。具体地，仍然需要通过增材制造以类似于自然牙齿的颜色渐变来提供牙科修复物。

WO 2012/053895 A1(DSM)描述了一种增材制造设备，该增材制造设备包括具有接触面的可移动箔引导级，并且在接触面的相对侧上包括一对上部箔引导元件和下部箔引导元件，该下部箔引导元件限定远离接触面的箔高度位置，以通过沿着有形对象移动箔引导级同时保持箔相对于对象静止来将包括液体层的箔引导至接触面或从接触面引导包括液体层的箔，从而接触有形对象。能量源被布置用于至少部分地固化被布置在箔上并与有形对象接触的液体层中的相交图案的至少一部分。

US 2008/0206383 A1(Hull等人)涉及一种固体成像设备及使用方法，其减少了在固体成像构建过程完成后保留在完整构建对象上的未固化固体成像构建材料的量。未固化的构建材料的量通过使用在构建过程期间从构建对象移除过量构建材料的未涂覆纤维网或仅使用与构建部分的制造所需一样多的构建材料的构建材料喷墨源来减少。

发明内容

本发明涉及一种在3D打印装置上由至少第一可光硬化树脂分层构建对象的方法。具体地，本发明可涉及一种在3D打印装置上由第一可光硬化树脂和第二可光硬化树脂以及任选地由另外的可光硬化树脂分层构建对象的方法。第一可光硬化树脂、第二可光硬化树脂和/或另外的可光硬化树脂在本文中通常可称为“可光硬化树脂”。

3D打印装置包括能够在其上构建对象的构建平台、透光性载体和光投影仪，该光投影仪被布置用于穿过载体朝向构建平台投影光图案。载体包括用于接纳可光硬化树脂的多个凹陷部。

该方法包括以下步骤：

(a)部分地构建对象，从而提供处理中对象；