專利名稱：用于通過固化材料層與構(gòu)造面的改善的分離制造三維物體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過使可光聚合的塑料逐層固化來制造三維物體的方法和裝置，借助于一個平面或基本平面的構(gòu)造/基準面，在該構(gòu)造/基準面上要逐層地通過電磁輻射使包含在液體材料中的可光聚合的塑料固化，其中通過彈性膜構(gòu)成構(gòu)造/基準面。
背景技術(shù)：
在文獻中給出不同的方法用于逐層地由光敏且尤其是光固化的聚合物或塑料構(gòu)成三維物體，對此參見Marshall Burns的“制造業(yè)中的自動制作-改進生產(chǎn)率”(ISBN 0-13-119462-3)。
所述方法涉及三種變型，其中通過透明的基準面穿過所謂的“Contact Window”(接觸窗)12有選擇地照射要被產(chǎn)生的層并且在這個平面上聚合/固化。三種變型在圖8A-C中示出。
為了使固化的材料層可以與接觸窗/基準面分離，在專利文獻US5,171,490(Efrem V.Fudim)和DE4125534A1(EOS GmbHElectro Optical Systems)中描述了用于借助于由柔性塑料制成的膜分離層的解決方案。
EP0484086A1描述了分離膜在構(gòu)造/基準面中的應用，它半透性地構(gòu)成，以便相對于可變形的層混合體在一個方向可透過，但是相對于可光聚合的塑料在相反的方向不可透過。通過穿過不透明的層混合體，與固化層相比減小膜的粘附力?？勺冃蔚膶踊旌象w可以是玻璃、液體或凝膠，也可以是流體。將膜固定在框架里面?？蚣芷揭蒲b置在相應層光固化以后實現(xiàn)框架與膜的平移運動。由于可變形的層混合體的固定和附加存在，使對半透明膜的負荷是高的。
在EP0435564中以其它方式和在EP0466422中，為了分離過程需要透明板，由此使懸掛在板上方的膜置于拉應力下。
現(xiàn)有技術(shù)的缺陷在通過激光或掩膜以不同變形的表面結(jié)構(gòu)直接在透明基準面的與輻射源對置的側(cè)面上選擇地照射時，樹脂與這個基準面直接接觸聚合。問題是，在其表面結(jié)構(gòu)中不同構(gòu)成的層這樣與透明基準面分離，使得該層保留在事先產(chǎn)生的層上，并且由于分離力，不僅已經(jīng)存在的層而且已經(jīng)產(chǎn)生的物體部分不變形甚至完全損壞或者撕裂，并最終使層對層形成的物體通過整個構(gòu)造處理保持粘附在支承板上。
在使用分離膜時利用所謂的剝離效應，即，使膜通過分離過程完全地從固化的聚合層上剝下來，由此由于力矢量分解而減小在Z向上的分離力。
如果膜作為用于透明基準面、如玻璃或塑料板的分離層，在膜與板局部接觸時可能導致形成牛頓環(huán)或者夾雜氣泡，它們可能對掩膜在構(gòu)造面中的光學成像產(chǎn)生不利影響和假象。
在上述專利的大多數(shù)情況下，為了分離固化層并為了重新材料涂覆，使膜移動、分離或滾動。這要求加大膜的應力并由此降低耐用度。此外使用附加的機械驅(qū)動的部件或可變形的覆層流體，這易于出現(xiàn)故障。
如果膜沒有實心的基準板作為支承面，在各種情況下盡管高的預應力也使膜懸垂，由此不再保證平面的構(gòu)造面。當可變形的覆層流體與半透明膜組合時，這種效應更加強化。如果選擇沒有通過實心基準板支承的基本平面的膜布置并且附加地例如通過覆層流體加載，則膜略微過應力并進一步降低耐用度，尤其是使用薄的膜時。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提供上述形式的方法和裝置，其中改善作為構(gòu)造面或基準面的膜與固化的材料層的分離過程?？梢杂欣姆绞讲皇褂脤嵭幕鶞拾宓貙崿F(xiàn)固化，但是通過膜提供一個平面的或接近平面的構(gòu)造/基準面。
這個目的通過具有權(quán)利要求1、11或12特征的方法并通過具有權(quán)利要求16、23或24特征的裝置得以實現(xiàn)。按照本發(fā)明的方法或按照本發(fā)明的裝置的優(yōu)選擴展結(jié)構(gòu)在權(quán)利要求中給出。
通過按照本發(fā)明的解決方案并通過優(yōu)選的改進方案消除現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，并且可以實現(xiàn)下面描述的優(yōu)點a)對于光學成像不產(chǎn)生或產(chǎn)生最小的干擾，即，減少從一種介質(zhì)到另一種介質(zhì)(具有不同厚度)的光學過渡次數(shù)。
b)使對最后固化的層并由此對模型的分離力最小化。
c)為了涂覆新材料層無需使用附加的裝置或附加的方法。
d)分離方法不受到固化表面尺寸的限制。
e)可以不使用實心的基準板地在平面的或接近平面的構(gòu)造/基準面上固化。
f)機械驅(qū)動部件的使用可以降低到最少。
膜形式的分離層同時作為平面或接近平面的基準/構(gòu)造面。作為分離層的材料使用彈性的、透明/半透明的材料如硅酮或其它橡膠類型。膜最好是既不透明也不半透明，和/或膜不用可變形的覆層流體覆層。
所述膜固定在一個框架里面并且經(jīng)受可調(diào)節(jié)的、用于固定膜所必需的預應力下。該膜框架猶如懸浮在光敏聚合物上并因此與光敏聚合物持久接觸。在構(gòu)造處理期間也保持膜底面與含有光敏聚合物的材料持久接觸，而與含有光敏聚合物的材料狀態(tài)無關(guān)。尤其在分離過程期間也保持形成接觸，由此在分離過程期間可以使新鮮的液體材料從側(cè)面流入。通過使膜處于基本沒有或非常微小的預應力下，不考慮膜材料的塑性變形或蠕變，這又顯示出高的膜耐用度。通過液體槽中的壓力補償由于基本沒有或只微小的與預應力引起的膜懸垂。本發(fā)明的上述優(yōu)點特別有效地實現(xiàn)，通過組合地建立關(guān)于(i)在固定于框架中的膜預應力和(ii)框架和與此相關(guān)膜在液體槽中的高度位置的條件，尤其是這樣使膜處于基本沒有或只微小的預應力下同時使液體槽中的壓力負責補償膜懸垂，即防止形成負的彎月面，無需其它膜支承如板。如果構(gòu)造/基準面僅僅通過膜而沒有通過必要時透明的玻璃或塑料板支承地構(gòu)成，則是特別有利的。
因為按照本發(fā)明可以省去附加透明的玻璃或塑料板形式的基準面，在構(gòu)造或照射處理期間可以消除由于牛頓環(huán)或夾雜的空氣泡引起的光學故障，它們可能在膜與基準面之間接觸時產(chǎn)生。
所述膜框架這樣定位到光敏聚合物槽里面并且以這樣的高度調(diào)整或下降，使得在靜止狀態(tài)，通過含有可光聚合塑料的液體材料相對于膜的壓力來補償膜“懸垂”(負的彎月面)。頂壓可以主要通過液體壓力或液體靜壓力形成。
所述膜可以在分離過程期間彈性變形，由此在固化的層上引起所謂的“剝離”或“分離”過程。通過分離層的彈性變形或者通過剝離過程產(chǎn)生分離力矢量的偏移/矢量分解，它使分離過程顯著容易。
可以根據(jù)對于分離過程所使用的光敏聚合物選擇膜材料或使膜材料最優(yōu)化。
例如通過使用FEP膜、PTFE膜或PFA膜可以實現(xiàn)附加的“抗粘附”效應和易于抑制丙烯酸系時的自由基聚合。
在損傷或用壞時可以毫無問題地更換膜。


下面示例地且不受其局限地借助于附圖詳細描述本發(fā)明。附圖中圖1簡示出按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的方法和裝置的基本結(jié)構(gòu)(橫截面圖)，圖2至圖6簡示出按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的用于制造三維物體的方法過程的不同步驟，圖7以立體圖簡示出使膜與最后固化的聚合層分離的優(yōu)選形式，圖8簡示出傳統(tǒng)的制造三維物體的三種方案，圖9至15示出按照本發(fā)明的另一方面的實施例，其中在前面的層固化后再使構(gòu)造/基準面抹平。
具體實施例方式
在圖1中的結(jié)構(gòu)以截面圖簡示出按照本發(fā)明的裝置的實施例，用于以光固化為基礎(chǔ)借助于投射單元1通過激光或掩膜照射的快速原型法(Prototyping)，其中含有光敏聚合物(可光聚合的塑料)的液體材料以表面水平5在投射單元下面位于槽7里面。液體的或至少可流動的材料可以通過液體光敏聚合物本身、或者通過光敏聚合物與載體材料的混合或溶液構(gòu)成。一個支承板8位于槽中并因此在液體材料內(nèi)部，該支承板可以在垂直方向移動。在材料表面高度上安置一個框架2，在其中固定膜3。該膜3以一個必需的預應力固定在框架里面并且框架從其高度上可這樣定位或下降到材料里面，使得液體材料的壓力可以補償膜的“懸垂”，由此產(chǎn)生接近平面的構(gòu)造面。由此在所述的裝置中可以省去用于保證平面構(gòu)造面4(膜的支承面)的透明玻璃或塑料板形式的透明基準面。因此所述膜與(根據(jù)液體的、在固化的或已固化的)光敏聚合物狀態(tài)無關(guān)地處于與光敏聚合物持久地接觸。
對于第一層，支承板8這樣多地移動到材料表面下面，使得通過照射單元選擇性照射光敏聚合物的深度固化來保證第一層在支承板頂面上的可靠粘附。在此，光能從上面直接通過膜加入到光敏聚合物里面。照射可以借助投射單元，例如以DLP_/DMD_為基礎(chǔ)，選擇性地通過激光或通過掩膜照射來實現(xiàn)。
由于電磁輻射透穿膜的輻射，在層固化以后使該層不僅粘附在支承板上而且粘附在膜底面上。如同在圖2中借助于具有多層的物體分離所示的那樣，在支承板下降時最下面的固化的層保持粘附在支承板上。通過剝離過程使膜與最后固化的層脫開。也可以選擇通過下面的手段或措施a)至c)支持膜與固化層的完全分離a)所述支承板包括固化的層以超出下面要固化的層的程度移離構(gòu)造面。在此，不改變框架與膜的位置。在固化層與膜完全分離以后使支承板與固化的層以下面要固化的層(在構(gòu)造面5與最后固化的層9之間)的程度移回。
b)在支承板與固化的層以下一個要被固化的層的程度移離構(gòu)造面以后，框架與膜可以平移和/或旋轉(zhuǎn)地在構(gòu)造面中或從構(gòu)造面移離固化層，并再次被置入原始位置。
c)例如以滑塊、拉具(Streifer)或輥形式構(gòu)成的、并且在指向膜的底面上配有至少一個吸入孔的、產(chǎn)生負壓的元件與膜頂面接觸。這一點例如通過在圖7中簡示的“真空輥”實現(xiàn)，它在其圓周上配有吸入孔并且通過導管與用于產(chǎn)生負壓的抽吸器連接。所述輥在膜頂面上滾動，其中負壓被施加到吸入孔上并且由此使膜沿著輥抬起或與固化的材料層剝離。這種方法的優(yōu)點是，支承板與已經(jīng)產(chǎn)生的層只需以下一層厚的程度向下移動。為了使膜變平，以便去除膜的凸起拱曲(正的彎月面)，代替輥也可以使用拉具、滑塊或板。用于整平的那個裝置可以對于整平過程從輻射的工作區(qū)以外的一個位置配合于整平時刻加入到被輻射的工作區(qū)。也可以選擇使那個裝置位于輻射的工作區(qū)內(nèi)部的所有時間并且在整平期間與膜接觸，其中在這種情況下應該透明地構(gòu)成用于整平的裝置。
因為在固化材料的側(cè)面，膜還與含有光敏聚合物的液體材料接觸，因此通過膜與固化層的分離過程自動地使新鮮的液體材料流進最后固化的層與膜之間的中間空間(見圖3)。
通過上述分離過程和不同部件如構(gòu)造板模、膜框架的再定位，對于接著的下一層的固化過程，可能使膜如圖4所示通過加入的光敏聚合物向上拱曲(凸起)。為了消除這樣產(chǎn)生的正的彎月面并且再次保證接近平面的構(gòu)造面，通過沿著膜頂面移動的輥使多余材料從最后固化的層與膜之間的縫隙中擠出去(見圖5)。如果在裝置中使用如圖7所示的“真空輥”，它此前支持膜與固化層的分離，則可以在這個擠壓多余材料的步驟中按照圖5斷開負壓。
在自動地按照所述分離通過在膜與最后固化的層之間建立配合的縫隙來產(chǎn)生材料涂覆以后，接著使下一層固化并且重復與其銜接的分離過程(見圖6)。這樣長時間地重復整個過程，直到完全逐層地建立三維物體。
在圖9至15中示出按照本發(fā)明的另一方面的可選擇且特別優(yōu)選的實施例，其中在前面的層固化以后再整平構(gòu)造/基準面。這個實施例可以代替在圖5至7中所示的實施例實施。相同的標記符號表示對應的元件和裝置。在圖9至15中未示出投射單元1。
圖9示出在物體9的最后照射的層分離以后的初始狀態(tài)；膜3位于任意的或不確定的位置。具有多個區(qū)段(見圖14；標記符號11a，1至4從中間向外)的頂壓板或刮除器(Abstreifer)11位于靜止位置，例如向上翻開。
一個筋或一個上升的隆起(在圖14中以在上部的區(qū)段面上的長矩形表示，其中通過黑色表示筋或隆起的最大高度)向著輥6那側(cè)位于每個單個區(qū)段上，該筋或隆起按每個區(qū)段以相對于轉(zhuǎn)軸(在圖15右側(cè))的不同的距離安置或者以該隆起開始。
如圖10所示，通過定位物體(向上移動)，為了照射下一層，可以通過包含的容積形成一個凸起的拱曲10(正的彎月面)，因此通過膜不再保證平面的構(gòu)造/基準面。為了再建立這個構(gòu)造/基準面，如圖11所示，使具有1至4的區(qū)段11、11a一起向下翻轉(zhuǎn)并且靠放在凸起拱曲的膜10上。為了頂壓各區(qū)段，現(xiàn)在從轉(zhuǎn)軸開始置入頂壓輥6。如果通過每個區(qū)段的不同的、在輥的滾動方向上(見箭頭)錯置的筋或隆起的結(jié)構(gòu)，開始在時間上錯開地頂壓各區(qū)段(圖12)，由此把膜壓回到構(gòu)造/基準面中并且逐漸擠出位于膜下面的多余材料。如圖12所示，當轉(zhuǎn)軸與筋或隆起的距離對于中間區(qū)段11a(第1)是最小的并且這個距離對于向外的區(qū)段(第2至第4)增加時，這個過程最有效，由此通過所述輥6的頂壓，以中間區(qū)段11a開始從內(nèi)向外實現(xiàn)頂壓和材料擠出過程。但是也可以實現(xiàn)其它形式的筋或隆起布置，由此實現(xiàn)相應的頂壓序列。
圖13示出輥6的最終位置，在該位置，板的所有區(qū)段并由此也使膜位于構(gòu)造面/或基準面中。
圖14以俯視圖示出各區(qū)段與其筋的可能的實施例。
為了避免板區(qū)段11、11a，第1至第4，粘附在膜3上，并且能夠更容易地使各區(qū)段11、11a，第1至第4，與膜3分離(即，各區(qū)段向上偏轉(zhuǎn)到靜止位置)，而不改變膜的平面化的位置，板區(qū)段的底面最好打毛或結(jié)構(gòu)化(形成構(gòu)造)，如圖15以標記符號12所示的那樣。在圖9-14中筋或隆起在縱向輪廓上均勻地升高或(如圖14以黑色表示的那樣)以相同的高度構(gòu)成。但是它們也可以被中斷或者以波浪形或以其它適合的形狀構(gòu)成，以改邊對在膜的頂壓作用。
優(yōu)選實施例的上述描述僅僅示例性地用于解釋；在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以實現(xiàn)上述特征和優(yōu)點的任意變型和組合。
權(quán)利要求
1.一種用于通過使可光聚合的塑料逐層固化來制造三維物體的方法，借助于一個平面或基本平面的構(gòu)造/基準面，在該構(gòu)造/基準面上逐層地通過電磁輻射來使包含在液體材料中的可光聚合的塑料固化并且自動地通過使最后固化的層與構(gòu)造/基準面分離而得到對于隨后層的材料涂覆，其中通過彈性膜構(gòu)成構(gòu)造/基準面，其特征在于，所述膜固定在一個框架里面，并且在具有液體材料的槽中這樣調(diào)節(jié)該框架與膜的高度位置，使液體材料的壓力對膜的懸垂(形成負的彎月面)進行補償，并且使膜底面在整個的構(gòu)造期間持久地與材料接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過在膜頂面上以確定的高度水平移動或置入拉具或滑塊或板，消除由于從下面頂壓的材料引起的膜凸起拱曲(正的彎月面)，并重新建立平面的或基本平面的構(gòu)造/基準面。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述拉具、滑塊或板具有多個區(qū)段，它們可以向著構(gòu)造/基準面那邊偏轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)，其中各個區(qū)段最好繞一個公共的轉(zhuǎn)軸或翻轉(zhuǎn)軸且相互間朝向膜的方向平面平行地向基準面偏轉(zhuǎn)，并且其中在各個區(qū)段上構(gòu)成筋或隆起，并且通過頂壓元件如輥在其上的滾動或移動，最好從轉(zhuǎn)軸或翻轉(zhuǎn)軸開始，各區(qū)段先后把膜頂壓到構(gòu)造/基準面上并由此擠壓正的彎月面，并且由此再次建立平面的構(gòu)造/基準面。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在各區(qū)段上這樣不同地構(gòu)成筋或隆起，使得從內(nèi)向外實現(xiàn)相繼的頂壓。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述拉具、滑塊或板，必要時其各區(qū)段，具有一種結(jié)構(gòu)化的或打毛的底面，以避免在頂壓時與膜粘附并且又保證各區(qū)段易于與膜表面分離。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述拉具設計成輥并且以確定的高度在膜頂面上滾動。
7.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述框架通過膜向上封閉所述槽并且液體材料總是浸潤膜底面。
8.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，為了使膜與最后固化的層分離，使支承板包括固化的層以超過下一層厚的程度移離構(gòu)造面，直到膜已完全與最后固化的層分離，并且接著使支承板包括固化的層以下一層厚(在構(gòu)造/基準面與最后固化的層之間)的程度移回。
9.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，為了使膜與最后固化的層分離，以確定的高度在膜頂面上置入且最好水平移動一具有一個或多個吸入孔的拉具或滑塊或板，吸入孔至少沿著其底面設置，其中對吸入孔施加負壓，該負壓使膜從最后固化的層上拉離。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述拉具設計成輥，它在其圓周上配有吸入孔，并且所述輥以確定的高度在膜頂面上滾動，其中對吸入孔施加負壓并且由此使膜沿著輥抬起或者從固化的材料層上拉離。
11.一種用于通過使可光聚合的塑料逐層固化來制造三維物體的方法，借助于一個平面或基本平面的構(gòu)造/基準面，在該構(gòu)造/基準面上要逐層地通過電磁輻射使包含在液體材料中的可光聚合的塑料固化，并且自動地通過使最后固化的層與構(gòu)造/基準面分離而得到對于隨后層的材料涂覆，其中通過彈性膜構(gòu)成構(gòu)造/基準面，其特征在于，所述膜固定在一個框架里面，并且在具有液體材料的槽中這樣調(diào)節(jié)該框架與膜的高度位置，使膜底面在整個構(gòu)造期間持久地與材料接觸，以及，為了使膜與最后固化的層分離，以確定的高度在膜頂面上置入且最好水平移動一至少沿著底面具有一個或多個吸入孔的拉具或滑塊或板，其中對吸入孔施加負壓，該負壓使膜從最后固化的層上拉離。
12.一種用于通過使可光聚合的塑料逐層固化來制造三維物體的方法，借助于一個平面或基本平面的構(gòu)造/基準面，在該構(gòu)造/基準面上要逐層地通過電磁輻射使包含在液體材料中的可光聚合的塑料固化，并且自動地通過使最后固化的層與構(gòu)造/基準面分離而得到對于隨后層的材料涂覆，其中通過彈性膜構(gòu)成構(gòu)造/基準面，其特征在于，所述膜固定在一個框架里面，并且在具有液體材料的槽中這樣調(diào)節(jié)該框架與膜的高度位置，使膜底面在整個構(gòu)造期間持久地與材料接觸，以及，為了使膜平面化以便提供構(gòu)造/基準面，在膜頂面上置入拉具或板，其中拉具或板具有多個區(qū)段，這些區(qū)段可以向著構(gòu)造/基準面那邊偏轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)，其中各個區(qū)段最好繞一個公共的轉(zhuǎn)軸或翻轉(zhuǎn)軸且相互間朝向膜的方向平面平行地向基準面偏轉(zhuǎn)，并且其中在各個區(qū)段上構(gòu)成筋或隆起，并且通過頂壓元件如輥在其上的滾動或移動，最好從轉(zhuǎn)軸或翻轉(zhuǎn)軸開始，各區(qū)段先后，必要時對于確定的區(qū)段同時，把膜擠壓到構(gòu)造/基準面中并由此排擠正的彎月面，并且由此建立平面的構(gòu)造/基準面。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在各區(qū)段上這樣不同地構(gòu)成筋或隆起，使得從內(nèi)向外實現(xiàn)相繼的頂壓。
14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述拉具、滑塊或板，必要時其各區(qū)段，具有一結(jié)構(gòu)化的或打毛的底面，以避免在頂壓時與膜粘附，并且又保證各區(qū)段易于與膜表面分離。
15.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，僅僅通過膜而無透明玻璃或塑料板地實現(xiàn)所述構(gòu)造/基準面的制備。
16.一種用于通過使槽中可光聚合的塑料逐層固化來制造三維物體的裝置，借助于一個平面或基本平面的構(gòu)造/基準面，在該構(gòu)造/基準面上要逐層地通過電磁輻射使包含在液體材料中的可光聚合的塑料固化，其中通過彈性膜構(gòu)成構(gòu)造/基準面，其特征在于，所述膜固定在一個框架里面，并且在具有液體材料的槽中這樣調(diào)節(jié)該框架與膜的高度位置，使液體材料的壓力可以補償膜的懸垂(形成彎月面)并且使膜底面在整個構(gòu)造期間能夠持久地與材料接觸。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，該裝置還具有拉具或滑塊或板，它可以暫時地、即不持久地以確定的高度在位于三維物體的構(gòu)造區(qū)之上的那個膜區(qū)段的頂面上水平地置入或水平地移動。
18.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述拉具設計成輥，并且能以確定的高度在膜頂面上水平滾動。
19.如權(quán)利要求16至18中任一項所述的裝置，其特征在于，該裝置還具有一個抽吸器，通過它可以將負壓施加到膜頂面上。
20.如權(quán)利要求19結(jié)合權(quán)利要求17或18所述的裝置，其特征在于，所述抽吸器與拉具、滑塊或板底面上的一個或多個吸入孔連接。
21.如權(quán)利要求16至20中任一項所述的裝置，其特征在于，所述框架通過膜向上密封地封閉所述槽。
22.如權(quán)利要求16至21中任一項所述的裝置，其特征在于，所述框架與膜構(gòu)成一個可更換的單元。
23.一種用于通過使槽中可光聚合的塑料逐層固化來制造三維物體的裝置，借助于一個平面或基本平面的構(gòu)造/基準面，在該構(gòu)造/基準面上要逐層地通過電磁輻射使包含在液體材料中的可光聚合的塑料固化，其中通過彈性膜構(gòu)成構(gòu)造/基準面，其特征在于，所述膜固定在一個框架里面，并且在具有液體材料的槽中這樣調(diào)節(jié)該框架與膜的高度位置，使膜底面能夠在整個構(gòu)造期間持久地與材料接觸，并且為了使膜與最后固化的層分離，該裝置包括下列部分-一個拉具或滑塊或輥或板，它沿著底面或者對于輥在其圓周上分布地具有一個或多個吸入孔，其中拉具或滑塊或輥或板能夠以確定的高度在位于三維物體的構(gòu)造區(qū)上的那個膜區(qū)段的頂面上置入或水平地移動，-一個抽吸器，通過它可以對吸入孔施加負壓。
24.一種用于通過使槽中可光聚合的塑料逐層固化來制造三維物體的裝置，借助于一個平面或基本平面的構(gòu)造/基準面，在該構(gòu)造/基準面上要逐層地通過電磁輻射使包含在液體材料中的可光聚合的塑料固化，其中通過彈性膜構(gòu)成構(gòu)造/基準面，其特征在于，所述膜固定在一個框架里面，并且在具有液體材料的槽中這樣調(diào)節(jié)該框架與膜的高度位置，使膜底面能夠在整個構(gòu)造期間持久地與材料接觸，并且為了使膜在構(gòu)造/基準面中平面化，該裝置包括下列部分-一個頂壓元件例如輥或滑塊，它能夠以可調(diào)節(jié)的高度在位于三維物體的構(gòu)造區(qū)上的那個膜區(qū)段的頂面上置入或最好水平地移動，-一個板或拉具，它具有多個區(qū)段，這些區(qū)段能夠向著構(gòu)造/基準面那邊偏轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)，其中在各個區(qū)段上構(gòu)成筋或隆起并且通過頂壓元件在其上的滾動或滑動，使各區(qū)段先后，必要時對于確定的區(qū)段同時，頂壓到膜上，并且由此可以建立平面的構(gòu)造/基準面。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，所述區(qū)段能夠繞公共的轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)軸并且相互間朝向膜的方向平面平行地偏轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)。
26.如權(quán)利要求24或25所述的裝置，其特征在于，所述筋或隆起在背離膜和面對頂壓元件的側(cè)面上構(gòu)成，和/或板或拉具的各區(qū)段朝向膜具有結(jié)構(gòu)化或打毛的底面。
27.如權(quán)利要求16至26中任一項所述的裝置，其特征在于，所述構(gòu)造/基準面僅僅通過膜、而沒有透明的玻璃板或塑料板和/或沒有附加地涂覆到膜上的、可變形的覆層流體地構(gòu)成。
28.如權(quán)利要求16至27中任一項所述的裝置，其特征在于，所述膜固定在框架里面，使得所述膜基本沒有經(jīng)受或只經(jīng)受小的預應力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過使可光聚合的塑料逐層固化來制造三維物體的方法和裝置，借助于一個平面或基本平面的構(gòu)造/基準面，在該構(gòu)造/基準面上要逐層地通過電磁輻射使包含在液體材料中的可光聚合的塑料固化，并且自動地通過使最后固化的層與構(gòu)造/基準面分離而得到對于隨后層的材料涂覆，其中通過彈性膜構(gòu)成構(gòu)造/基準面。所述膜固定在一個框架里面，并且在具有液體材料的槽中這樣調(diào)節(jié)該框架與膜的高度位置，使液體材料的壓力補償膜的懸垂(形成彎月面)并且使膜底面在整個構(gòu)造期間持久地與材料接觸。
文檔編號B29C35/08GK1997509SQ200580019045
公開日2007年7月11日 申請日期2005年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月7日
發(fā)明者A·施科爾尼克, H·約翰, A·埃爾-西布拉尼 申請人:想象科技有限公司