构造成型体的方法_2

文档序号:8302727阅读:来源:国知局
材料的增强的凝胶化和凝结。
[0013]本发明提出一种方法,借此通过使光源亮度随时间变化以便光强度在任何时刻被调节至尽量最小的值,可减小通过暗场影响光聚合物的光能的总剂量。对此,只要在一个曝光步骤中正要被激活的像素具有随时间变化的强度分布的共同部分,则所述强度变化的共同部分没有通过若干曝光元件的单独控制被控制,而是通过光源强度的相应整体控制来控制。在任何情况下,根据本发明的做法的结果是减小光源整体强度,从而减弱暗场影响,因为如果光源强度不变,则光源须以在构造过程的曝光期间所必需的最大值运行。
[0014]在优选实施方式中,在一个曝光步骤中,在针对该曝光步骤所规定的曝光区域中,一个或多个连续的待曝光面积和对应于这些面积的待激活的曝光元件被标识。每个连续面积由核心区域和边缘区域组成,其中这样选择所述曝光元件的强度分布的时间相关函数,在核心区域中的曝光元件比边缘区域中的曝光元件更早启动。
[0015]在替代实施方式中,在一个曝光步骤中,在针对该曝光步骤所规定的曝光区域中,一个或多个连续的待曝光的面积和对应于这些面积的待激活的曝光元件被标识。每个连续的面积由核心区域、与核心区域的距离渐增的一个或多个中间区域以及边缘区域组成。如此选择所述曝光元件强度分布的时间相关函数,即在核心区域中的曝光元件首先被启动,然后,在一个或多个中间区域中的曝光元件依照其与核心区域的距离被依次启动,最后,边缘区域中的曝光元件被启动。
[0016]在以上所限定的做法中实现了在连续的面积中由内向外进行聚合。由此一来,只要在内部区域中的聚合已在待曝光的面积那里引起收缩,则光聚合性材料从更靠外部的区域流入。通过这种方式,在聚合期间因收缩而出现在在聚合材料中的应力可被减小。
[0017]此外,在优选实施方式中如此选择所述曝光元件的强度分布的时间相关函数,只有当在前的更靠内部的区域中的曝光元件已释放出其用于当前曝光步骤的整体强度的至少50%时,中间区域或边缘区域的曝光元件才被启动。特别优选的是如此选择所述曝光元件的强度分布的时间相关函数,只有当在前的更靠内部的区域中的曝光元件已完全释放出其用于当前曝光步骤的整体强度时,中间区域的或边缘区域的曝光元件才被启动。
[0018]在优选方法中规定,曝光元件的强度分布的时间相关函数由具有预定的脉冲长度和周期的脉冲序列限定,并且对于用于边缘区域的曝光元件的脉冲序列,脉冲长度被选择为比用于在更靠内部区域中的曝光元件的脉冲长度更短。即,与本发明相关地已经证明了,在以具有更短脉冲长度的脉冲序列进行的曝光中实现了更好的位置分辨率。就此有利的是,在边缘区域中使用具有更短脉冲长度的脉冲序列,在此寻求良好的位置分辨率以便精确限定边缘轮廓,同时在核心区域中或在一个或多个中间区域中,可以用更长的脉冲长度工作,这缩短了曝光持续时间。
[0019]在另一优选方法中又规定,曝光元件的强度分布的时间相关函数由具有预定的脉冲长度和周期的脉冲序列来限定。此外,对于用于边缘区域的曝光元件的脉冲序列,周期被选择为比用于在更靠内部的区域中的曝光元件的周期长。即,与本发明相关地已经证明了,在以一定脉冲长度的脉冲序列曝光的情况下,以更长周期(更低频率)的脉冲序列进行曝光可实现更高的位置分辨率,也就是说,光将不那么强地从所述曝光区域散射至所述曝光区域以外的区域,这意味着所述曝光区域的更好的轮廓限定。因此缘故,在需要更好的轮廓限定的边缘区域中使用具有比在更靠内部的区域中的脉冲序列更长的周期的脉冲序列,为了缩短曝光持续时间,更靠内部的区域也可以用更短的周期(更高频率)工作。
[0020]在另一优选方法中规定,曝光元件的强度分布的时间相关函数这样选择,即所述曝光元件在曝光步骤中具有低曝光强度的第一曝光阶段和之后处于针对预定周期的最大值的高强度的阶段,如此确定所述时间相关函数,即所述更低强度的第一曝光阶段是处于最大值的预定周期的至少三倍长。尤其是所述曝光元件的强度分布的时间相关函数在所述第一曝光阶段由呈Ic^et"形式的函数确定,其中,^是常数,τ是预定的时间常数。如果所有将被曝光的像素具有相同的时间常数τ,则光源可以与etA成比例的强度工作。
[0021]在优选的实施方式中规定,当并列但通过间隙隔开的多个面积在曝光区域中被曝光时,紧邻的面积的曝光元件在时间上被这样控制,即紧邻的面积的曝光在时间上是相互错开进行的。由此,所述面积的位置分辨率和边缘限定由于下述原因可被改进:光通过散射还进入相邻面积的间隙中。如果两个面积被同时曝光,来自两个面积的散射光在间隙中叠加并且强度可超过用于聚合的临界值。这能导致在间隙中的意想不到的聚合。如果多个相邻的面积被先后曝光,则每次仅有来自相邻面积之一的散射光进入该间隙。由此,虽然使散射光进入间隙的持续时间延长,但其强度减半并由此保持在低于聚合临界强度,结果,在间隙中不发生聚合。
[0022]也可以规定,当多个并列的但彼此完全隔开的不同尺寸的面积在曝光区域被曝光时,所述多个面积以不同的取决于其尺寸的强度分布被曝光。
【附图说明】
[0023]下面,将借助于示例性实施方式并结合附图来说明本发明,其中:
[0024]图1示出用于以本发明方法构造成型体的装置的部件的示意图,
[0025]图2示出具有若干激活的曝光元件的二维光强度调制器的细节图,在此示意性示出了以不同的强度分布工作的两种激活的曝光元件,
[0026]图3示出曝光区域及其划分为核心区域、中间区域和边缘区域的示意图,
[0027]图4示出源自图1所示的核心区域、中间区域和边缘区域的曝光元件强度的时间分布,
[0028]图5示出前后相继的曝光阶段的时间进程的示意图,其中所述核心区域、中间区域和边缘区域以不同的时间顺序被曝光,
[0029]图6示出位置分辨率(超尺寸以%表示)的测量,其作为针对两个强度(0.14mff/mm2和0.3mff/mm2)的脉冲持续时间的函数,
[0030]图7示出位置分辨率(超尺寸以%表示)的测量,其作为针对两个固定脉冲长度(0.0ls和0.1s)的脉冲频率的函数,
[0031]图8示出曝光强度的三个不同的时间分布,此时缓慢增至最大值,和
[0032]图9示出与光源强度相关的暗场光强度。
【具体实施方式】
[0033]图1示出了用于构造成型体的装置的部件,该装置可用于实施根据本发明的方法。与本发明有关的实验使用这样的曝光单元,其具有光源2 (波长460nm),被光源照射的呈DLP (数字光处理)芯片形式的二维光强度调制器4,和可编程控制单元(未示出)。所述处理单元的关键组件是DLP芯片。该芯片由以栅格形式布置的微镜驱动器(即可倾斜的反射面)构成,其中,在图1中为显示起见而仅画出6X6微镜。所述微镜的活动由静电场诱发。被所述光源照射的微镜在这里构成曝光元件。每个曝光元件对应于曝光区域中的一个像素(像元)。每个微镜能的角度可单独调节且通常具有两个稳定的终态,即激活状态和非激活状态,在激活状态下,所述微镜将来自光源的光反射至曝光区域中的对应于曝光元件的像素,在非激活状态下,倾转的微镜没有将光反射至曝光区域。在图1中,非激活的微镜被以白色表示,而激活的微镜以点表示。一般,微镜可在所述控制单元的控制下以高达5千赫(kHz)频率在这些状态之间被来回切换。在微镜装置中可以通过随脉冲序列驱动微镜来控制在每个像素处的强度,其中该脉冲序列接受脉宽调制以调节所述强度;当所述微镜在整个曝光步骤中连续处于激活状态时,实现最大强度。但是,除了微镜装置,原则上还可使用其它曝光单元,例如使用所谓的“数字光阀”。
[0034]借助如图1分开示意所示的装置,通过具有预定轮廓的多个层的连续曝光,在构造平台上构造成型
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