改进的立体光刻技术及相关系统和方法与流程

本申请涉及改进的立体光刻技术及相关系统和方法。

背景技术：

1、增材制造(例如，三维(3d)打印)通常通过使部分构建材料在特定位置处凝固来提供用于制造对象的技术。增材制造技术可以包括立体光刻、选择性或熔融沉积成形、直接复合制造、层合对象制造、选择性相区沉积、多相喷射凝固、弹道颗粒制造、颗粒沉积、激光烧结或其组合。许多增材制造技术通过形成通常为期望对象的截面的相继的层来构建部件。通常，各层形成为使其粘附至在先形成的层或其上构建有对象的基底。

2、在一种被称为立体光刻的增材制造方法中，通过通常首先在基底上然后一个在另一个的顶部上相继地形成可固化聚合物树脂的薄层来创建固体对象。暴露于光化辐射使液体树脂的薄层固化，这使其硬化并粘附至在先固化的层或构建平台的底表面。

技术实现思路

1、根据一些方面，提供了增材制造装置，所述增材制造装置被配置成通过使液体感光聚合物固化而在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括具有内部底表面的容器以及能量源，所述容器包括：在容器的侧面之间延伸的第一膜，所述第一膜形成容器的内部底表面的至少一部分；和第二膜，所述第二膜在容器的侧面之间延伸并且被布置在第一膜的下方使得第二膜不形成容器的内部底表面的一部分，其中第二膜至少部分地与第一膜脱离，以及其中第一膜和第二膜具有不同的物理特性，所述能量源被配置成引导光化辐射穿过第一膜和第二膜。

2、根据一些方面，提供了用于被配置成通过使液体感光聚合物固化以形成经固化的感光聚合物的层来制造部件的增材制造装置的容器，所述容器具有内部底表面，所述容器包括：在容器的侧面之间延伸的第一膜，第一膜形成容器的内部底表面的至少一部分；和第二膜，所述第二膜在容器的侧面之间延伸并且被布置在第一膜的下方使得第二膜不形成容器的内部底表面的一部分，其中第一膜和第二膜各自包括对光化辐射的第一波长透明的至少一个区域，其中第二膜至少部分地与第一膜脱离，以及其中第一膜和第二膜具有不同的物理特性。

3、根据一些方面，提供了增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：具有底部的容器，所述容器包括柔性膜；能量源，所述能量源被布置在容器的下方并且被配置成引导光化辐射穿过容器的柔性膜；以及可移动台，所述可移动台被布置在容器的下方并且包括分段构件，分段构件包括沿着公共轴取向的复数个段，可移动台被配置成相对于容器移动，其中至少一个分段构件在所述移动期间保持与容器的柔性膜接触。

4、根据一些方面，提供了增材制造方法，所述方法包括：使在具有包括柔性膜的底部的容器下方的可移动台在增材制造装置内移动，容器容纳液体感光聚合物，可移动台包括分段构件并且分段构件包括沿着公共轴取向的复数个段，其中在可移动台的所述移动期间，至少一个分段构件保持与柔性膜接触；以及引导光化辐射穿过柔性膜到由容器容纳的液体感光聚合物，从而形成接触柔性膜以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层的固体材料层。

5、根据一些方面，提供了增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：容器，所述容器具有在第一方向和垂直于第一方向的第二方向上延伸的内部底表面；和被配置成在第一方向上移动的可移动台，可移动台被布置在容器的下方，可移动台包括光源和抛物面镜，所述抛物面镜被配置成引导来自光源的光沿着第二方向在复数个位置中的任意位置处穿过容器的内部底表面。

6、根据一些方面，提供了增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：容器，所述容器具有在第一方向和垂直于第一方向的第二方向上延伸的内部底表面；以及被配置成在第一方向上移动的可移动台，可移动台被布置在容器的下方，可移动台包括光源和一个或更多个光学元件，所述一个或更多个光学元件能够操作以引导来自光源的光沿着第二方向在复数个位置中的任意位置处穿过容器的内部底表面。

7、根据一些方面，提供了增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：容器，所述容器包括柔性膜；和张紧装置，所述张紧装置被配置成跨柔性膜施加张力，其中所述张力包括沿着柔性膜的第一轴施加的第一张力和沿着柔性膜的第二轴施加的不同于第一张力的第二张力，第二轴与第一轴平行。

8、根据一些方面，提供了被配置成在构建平台上形成固体材料层的增材制造装置，所述增材制造装置包括：容器；构建平台；至少一个力传感器，所述至少一个力传感器被配置成测量施加至构建平台的力；以及至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成：形成与容器接触并且与构建平台和/或在先形成的材料层接触的材料层，使用至少一个力传感器测量将材料层与容器分离所花费的时间的长度，以及至少部分地基于所测量的将材料层与容器分离所花费的时间的长度来控制构建平台的运动。

9、根据一些方面，提供了操作增材制造装置的方法，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述方法包括：形成与容器接触并且与构建平台和/或在先形成的材料层接触的材料层；使用至少一个力传感器测量将材料层与容器分离所花费的时间的长度；以及至少部分地基于所测量的将材料层与容器分离所花费的时间的长度来控制构建平台的运动。

10、前述装置和方法实施方案可以用以上描述的或以下进一步详细描述的方面、特征和作用的任何合适的组合来实现。从以下结合附图的描述中可以更全面地理解本教导的这些和其他方面、实施方案以及特征。

技术特征：

1.一种增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及所述构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：

2.根据权利要求1所述的增材制造装置，其中，沿着垂直于所述第一轴和所述第二轴的轴，所述第一轴位于相比所述第二轴距所述柔性膜的端部更远，以及其中所述第一张力大于所述第二张力。

3.根据权利要求1所述的增材制造装置，还包括附接至所述柔性膜的复数个安装销。

4.根据权利要求3所述的增材制造装置，其中所述复数个安装销以非线性路径布置。

5.根据权利要求3所述的增材制造装置，其中所述复数个安装销包括附接至所述柔性膜的相反端的安装销。

6.根据权利要求1所述的增材制造装置，其中所述张紧装置被配置成施加平行于所述第一轴和第二轴的张力，所述张力沿着垂直于所述第一轴和所述第二轴的方向从所述柔性膜的第一端到所述柔性膜的中线增大并且从所述柔性膜的中线到所述柔性膜的第二端减小。

7.根据权利要求6所述的增材制造装置，其中从所述柔性膜的第一端到所述柔性膜的中线的所述增大为非线性增大。

8.根据权利要求7所述的增材制造装置，其中所述张力的大小通过作为距所述第一端的距离的函数的第四阶至第六阶的曲线来描述。

9.根据权利要求1所述的增材制造装置，其中所述柔性膜的一部分被所述张紧装置封闭。

技术总结
提供了改进的立体光刻技术及相关系统和方法。这样的改进技术可以包括多膜容器、用于生产平坦的膜表面的技术、用于力传感的技术、用于引导来自可移动台的光的技术和/或膜张紧技术。根据一些方面，容器可以包括至少部分地彼此脱离的多个膜。在一些实施方案中，多个膜可以包括由不同材料形成的膜。作为一个实例，可以形成上膜以便相对不可渗透到增材制造装置的原材料内的物质，然而可以形成下膜以便提供期望的机械特性。在一些情况下，多个膜通常可以在彼此不附接的同时被张紧。

技术研发人员：马克西姆·洛博夫斯基,沙恩·怀顿,詹姆斯·卢米斯,贺然,本杰明·弗朗茨达莱,德米特里·梅格列茨基,杰克·莫尔戴夫,斯科特·约翰斯通,萨拉·本内森,罗伯特·乔基姆,克里斯蒂安·里德,大卫·普赖斯,安德鲁·M·戈德曼,康斯坦丁诺斯·伊科诺穆普洛斯
受保护的技术使用者：福姆实验室公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11