配备有遮蔽器冷却通道的立体印刷设备制造技术

本发明专利技术公开了一种立体印刷设备，包括：固定的槽(401)或用于接收可移出的槽的保持器，所述槽用于在立体印刷式3D打印过程中保持树脂；以及辐射源(501)，所述辐射源用于产生能够聚合所述槽(401)中的所述树脂的各部分的辐射。该立体印刷设备包括：处于所述辐射源(501)和所述槽(401)之间的遮蔽器(502)，用于允许所产生的辐射的仅选定部分到达所述树脂；以及处于所述辐射源(501)和遮蔽器(502)之间的冷却通道(503)。该立体印刷设备包括鼓风机(504)，该鼓风机构造成迫使冷却剂气体通过所述冷却通道(503)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】配备有遮蔽器冷却通道的立体印刷设备
本专利技术涉及立体印刷式3D打印技术，也被称为立体印刷式增材制造。特别地，本专利技术涉及控制立体印刷设备中的遮蔽器的温度的任务。
技术介绍
立体印刷技术是3D打印或增材制造技术，其中使用光辐射来光聚合合适的原材料以生产期望的目标物。原材料以树脂形式进入加工过程。槽用于保持一定量的树脂，构建平台沿垂直方向移动，以使要生产的目标物从构建平台的构建表面开始逐层增长。用于光聚合的光辐射可以从上方来自槽，在这种情况下，随着制造的进行，构建平台向下移动通过剩余的树脂。本说明书特别涉及立体印刷的所谓的“自下而上”的变型，其中，光聚合光辐射从下方来自槽，并且构建平台随着制造的进行向上移动远离剩余的树脂。已知了几种方法用来产生“自下而上”变型中的光聚合光辐射。在一种方法中，激光束扫描通过当前生产的层中的应该光聚合树脂的那些部分。在另一种方法中，将像素化辐射发射面板放置在槽的底部下方，并且仅激活面板的与应该光聚合树脂的位置重合的那些像素。又一种方法涉及使用普通辐射源和遮蔽器，普通辐射源的辐射可以均匀地分布在槽的底表面上，遮蔽器处于所述辐射源和所述槽之间，以允许所产生的辐射的仅选定部分到达槽中的树脂。可以以电子方式控制遮蔽器，使得在每一层的曝光期间，它仅在辐射应通过的那些位置是透明的。遮蔽器可以例如是液晶面板。然而，由于随着温度的升高，液晶面板的对比度(应为透明的区域和应为不透明的区域之间的透明性差异)可能劣化，因此可能会出现问题。为了实现快速立体印刷式3D打印，应该使用强辐射源；然而，许多强的合适辐射源也产生相对大量的热量，这些热量趋于使用作遮光器的液晶面板升温到过高的温度。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决在使用普通辐射源的立体印刷设备中的遮蔽器过度加热的问题。本专利技术的目的是提供一种立体印刷设备，其中可以快速且有效地对应该光聚合树脂的那些部分进行选择性照射。从制造、使用和维护的角度来看，该结构应该是有利的，并且该结构应该使得能够使用各种辐射源和遮蔽器。通过在辐射源之间的合适位置处提供一个或多个冷却通道和在立体印刷式3D打印过程中迫使足够量的冷却剂气体通过所述冷却通道来实现这些和其他有利目的。根据一个方面，立体印刷设备包括：槽，所述槽用于在立体印刷式3D打印期间保持树脂；辐射源，所述辐射源用于产生能够聚合所述槽中的所述树脂的各部分的辐射；遮蔽器，所述遮蔽器处于所述辐射源与所述槽之间，用于允许所产生的辐射的仅选定部分到达所述树脂；冷却通道，所述冷却通道处于所述辐射源和所述遮蔽器之间；和鼓风机，所述鼓风机构造成迫使冷却剂气体通过所述冷却通道。在立体印刷设备的一个实施例中，它包括在所述辐射源和所述冷却通道之间的辐射分配器。在立体印刷设备的一个实施例中，所述辐射分配器包括具有窄端和宽端的锥形反射器，所述辐射源位于所述窄端处，并且所述宽端指向所述遮蔽器。在立体印刷设备的一个实施例中，所述遮蔽器是包括光电材料层的面板。在立体印刷设备的一个实施例中，所述遮蔽器是液晶面板。在立体印刷设备的一个实施例中，所述冷却通道是平面的，并且沿着所述遮蔽器背离所述槽的侧表面延伸。在立体印刷设备的一个实施例中，所述冷却通道由第一平表面和第二平表面限制，所述第一平表面属于所述遮蔽器的结构，所述第二平表面与所述第一平表面平行并从所述第一平表面朝向所述辐射源移位第一距离。在立体印刷设备的一个实施例中，其包括在所述第一平表面或第二平表面中的至少一者上的红外辐射衰减器。在立体印刷设备的一个实施例中，其包括在所述冷却通道内的红外辐射衰减器。在立体印刷设备的一个实施例中，其包括基部部分和可移动地联接至基部部分的盖，其中，所述槽、所述辐射源、所述遮蔽器、所述冷却通道和所述鼓风机位于所述基部部分中。应当理解的是，本专利技术的上述方面和实施例可以彼此任意组合使用。可以将多个方面和实施例组合在一起以形成本专利技术的另一实施例。附图说明包括附图以提供对本专利技术的进一步理解并构成本说明书的一部分，附图示出了本专利技术的实施例，并且与说明书一起有助于解释本专利技术的原理。在附图中：图1以前视图示出了其盖关闭的立体印刷设备，图2以侧视图示出了其盖关闭的立体印刷设备，图3以前视图示出了其盖打开的立体印刷设备，图4以侧视图示出了其盖打开的立体印刷设备，图5示出了冷却原理，图6示出了另一种冷却原理，图7示出了结构的实施例，图8示出了红外衰减器的一个示例，图9示出了红外衰减器的另一个示例，并且图10示出了立体印刷设备的基部部分。具体实施方式图1至图4示出了立体印刷设备的示例。该设备也可以被称为立体印刷式3D打印机或立体印刷式增材制造设备。该设备的基本部件是基部部分101和盖102，盖102可移动地联接至基部部分101，使得盖102可以在图1和图2所示的关闭位置与图3和4所示的打开位置之间移动。在此，运动方向是竖直的，但这不是必须的；盖102相对于基部部分101的运动可以沿其他方向进行。这种可移动盖的重要优点是：通过关闭盖102，可以保护进行中的立体印刷式3D打印过程免受任何外部光学辐射干扰。在基部部分101中设置槽401，用于保持在立体印刷式3D打印过程中使用的树脂。如果槽401不是立体印刷设备的固定部分，则基部部分101可以包括用于接收可移除的槽的保持器。保持器可以是例如具有基本上水平的上表面的桌子405，槽401可放置在桌子上。另外或可替代地，保持器可包括支撑轨道、对准辅助件、锁定机构和/或其他相当的装置，其构造成支撑槽和/或确保槽占据并保持在适当的位置中。在本说明书中，对槽401的所有引用应理解为既包括固定槽装置又包括可将可移除的槽401接收在所述类型的保持器中的装置。具有构造表面403的构造平台402被支撑在槽401上方，使得构造表面403面向槽401。这种布置对于立体印刷的所谓的“自下而上”变型是典型的，其中光聚合辐射来自于槽下方。对于用于所述光聚合的辐射的种类，槽401的底部是透明或半透明的，或者可以选择性地制成透明或半透明的。移动机构设置并构造成在第一极限位置和第二极限位置之间的工作移动范围内移动构建平台402。其中，第一极限位置是靠近槽401的位置，第二极限位置是远离槽401的位置。在第一极限位置中，构建表面403非常靠近槽401的底部。当构建平台402处于第一极限位置时，待制造的目标物的第一层将被光聚合到构建表面403上。因此，在所述第一极限位置中，构造表面403与槽401的底部之间的距离在立体印刷式3D打印过程中为一层厚度的量级。图3和图4所示的位置可以是第二极限位置，或者至少比第一极限位置更接近第二极限位置。可以说立体印刷设备的工作区域存在于槽401与构建平台402的第二极端位置之间，这是因为要制造的目标物将出现在该区域内。在制造目标物期间，构建平台402不需要向上移动或甚至接近第二极限位置；第二极限位置对于使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立体印刷设备，包括：/n-固定的槽(401)或用于接收可移除的槽的保持器，所述槽用于在立体印刷式3D打印过程中保持树脂，/n-辐射源(501)，所述辐射源用于从所述槽(401)下方产生辐射，所述辐射能够聚合所述槽(401)中的所述树脂的各部分，/n-遮蔽器(502)，所述遮蔽器处于所述辐射源(501)和所述槽(401)之间，用于允许所产生的辐射的仅仅选定部分到达所述树脂，/n-冷却通道(503)，所述冷却通道处于所述辐射源(501)和所述遮蔽器(502)之间，和/n-鼓风机(504)，所述鼓风机构造成迫使冷却剂气体通过所述冷却通道(503)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180628 FI 201855931.一种立体印刷设备，包括：
-固定的槽(401)或用于接收可移除的槽的保持器，所述槽用于在立体印刷式3D打印过程中保持树脂，
-辐射源(501)，所述辐射源用于从所述槽(401)下方产生辐射，所述辐射能够聚合所述槽(401)中的所述树脂的各部分，
-遮蔽器(502)，所述遮蔽器处于所述辐射源(501)和所述槽(401)之间，用于允许所产生的辐射的仅仅选定部分到达所述树脂，
-冷却通道(503)，所述冷却通道处于所述辐射源(501)和所述遮蔽器(502)之间，和
-鼓风机(504)，所述鼓风机构造成迫使冷却剂气体通过所述冷却通道(503)。


2.根据权利要求1所述的立体印刷设备，包括处于所述辐射源(501)和所述冷却通道(503)之间的辐射分配器(505)。


3.根据权利要求2所述的立体印刷设备，其中：
-所述辐射分配器(505)包括具有窄端和宽端的锥形反射器(704)，
-所述辐射源(501)位于所述窄端处，并且
-所述宽端指向所述遮蔽器(502)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的立体印刷设备，其中，所述遮蔽器(502)是包括光电...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·拉克科莱宁，J·科维斯图，
申请(专利权)人：普兰梅卡有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI