增材制造设备、系统和方法技术方案

一种用于制造三维物体的设备，包括：具有构建平台的支撑组件；轨道，其延伸穿过构建区域；以及沉积机构，其安装在所述轨道上并且被配置成用于以逐层技术产生三维物体。沉积机构包括：沿着轨道可移动的滑架；安装在滑架上的可流动材料的供应部；与可流动材料连通的滚筒，其中滚筒可旋转地安装在滑架上并且被配置成旋转以将可流动树脂运送到涂覆器以用于涂覆以产生该物体；以及安装在滑架上的曝光装置。曝光装置将电磁波发射到曝光部位以使已涂覆可流动材料固化以产生该物体。滚筒对于电磁波是可穿透的，使得所述波在从曝光装置行进到曝光部位时穿过滚筒。

【技术实现步骤摘要】
增材制造设备、系统和方法本申请是申请号为2016800757907，专利技术名称为“增材制造设备、系统和方法”的中国专利技术专利的分案申请。相关申请的交叉引用本申请是2015年11月13日提交的美国临时申请No.62/255,175的非临时申请并且要求其优先权，该在先申请通过引用整体并入本文。
本公开总体上涉及一种用于在增材制造技术中制造三维物体的设备和系统以及用于操作该设备和系统的方法，并且更具体地涉及一种在构建物体的每层时使用与可流动树脂或其它前体材料接触的滚筒的设备、系统和方法。
技术介绍
用于三维物体的增材制造(例如，立体光刻、3-D打印等)的当前技术能够生产具有高保真度的优质产品，但是这样的技术具有显著的限制。典型地，这些技术以三种方式中的一种工作：(a)在固定桶中所包含的液态树脂表面或附近的连续聚合层，(b)在固定树脂桶的底部或附近的连续聚合树脂层，或(c)由一个或多个单喷嘴或多喷嘴打印头向下喷射的连续聚合树脂层。这些技术通常限于小尺寸，各种机器的在宽度或长度上最大尺寸仅为几英尺或甚至更小。这限制了可以生成的物体的大小。基于喷射工艺具有显著的尺寸限制并且在生产过程中浪费了大量的树脂材料。基于桶的技术要求在制造过程中物体被部分或完全浸没，因此需要将树脂桶维持在相当大的体积。这可能是昂贵的，因为这样的树脂通常非常昂贵，并且在一组机器中维护树脂桶可能是非常昂贵的。如上所述，桶的大小也限制了可生产的物体的尺寸。另外，在生产过程中物体的浸没通常导致物体内的空腔充满未固化的液体树脂，其必须被排干，通常需要钻出排水孔并随后修理。此外，桶一般仅包含单一树脂，因此不可能制造多材料部件。由于新树脂流过待聚合区域之上或之下的等待时间，基于桶的技术也具有生产速度限制。本公开力图克服现有装置、系统和方法的这些局限性和其它缺点中的某一些并且提供迄今未获得的新特征。
技术实现思路
为了提供对本专利技术的基本理解，下面给出了本专利技术的各方面的总体概述。该概述不是本专利技术的广泛综述。其目的不在于确定本专利技术的关键或重要元素，或者描绘本专利技术的范围。以下概述仅作为以下提供的更详细描述的序言以一般形式呈现本专利技术的一些概念和公开内容。本公开的方面涉及一种用于产生三维物体的设备，该设备包括：具有构建平台的支撑组件，该构建平台具有在该构建平台下方限定的构建区域；延伸穿过构建区域的轨道；以及沉积机构，其安装在轨道上并且被配置用于以逐层技术使用可流动树脂在构建平台上产生三维物体。沉积机构包括：滑架，其与轨道接合并且被配置用于沿着轨道移动通过构建区域；安装在滑架上的可流动树脂的供应部；与可流动树脂的供应部连通的滚筒，其中该滚筒可旋转地安装在滑架上并且被配置成用于旋转以将可流动树脂运送到构建区域内的涂覆部位，以用于在滑架穿过构建区域时涂覆以产生三维物体；以及安装在滑架上的曝光装置。曝光装置被配置用于通过出口而朝构建区域内的曝光部位发射电磁波，以使由滚筒涂覆的已涂覆树脂固化以产生三维物体。滚筒对于电磁波是可穿透的，并且曝光装置的出口位于曝光部位下方，使得电磁波在从曝光装置行进到曝光部位时穿过滚筒。该设备也可以被配置用于沉积非树脂材料。本公开的另外方面涉及一种用于产生三维物体的设备，该设备包括：具有构建平台的支撑组件，该构建平台具有在该构建平台下方限定的构建区域；延伸穿过构建区域的轨道；以及沉积机构，其安装在轨道上并且被配置用于以逐层技术使用可流动树脂在构建平台上产生三维物体。沉积机构包括：滑架，其与轨道接合并且被配置用于沿着轨道移动通过构建区域；安装在滑架上的可流动树脂的供应部；与可流动树脂的供应部连通的滚筒，其中滚筒可旋转地安装在滑架上并且被配置成用于旋转以将可流动树脂运送到构建区域内的涂覆部位，以用于在滑架穿过构建区域时涂覆以产生三维物体；以及曝光装置，其安装在滑架上并被配置用于发射电磁波。该沉积机构还包括多个光纤，所述多个光纤具有以阵列布置的出口端和被配置用于接收来自曝光装置的电磁波的入口端，其中光纤被配置用于使得由曝光装置发射的电磁波行进通过光纤并且从光纤的指向构建区域内的曝光部位的出口端出射，以使由滚筒涂覆的已涂覆树脂固化以产生三维物体。该设备也可以被配置用于沉积非树脂材料。本公开的其它方面涉及一种用于产生三维物体的设备，该设备包括：具有构建平台的支撑组件，该构建平台具有在构建平台下方限定的构建区域；延伸穿过构建区域的轨道；以及沉积机构，其安装在轨道上并且被配置用于以逐层技术使用可流动树脂在构建平台上产生三维物体。沉积机构包括：滑架，其与轨道接合并且被配置用于沿着轨道移动通过构建区域；安装在滑架上的可流动树脂的供应部；与可流动树脂的供应部连通的滚筒，其中滚筒可旋转地安装在滑架上并且被配置成用于旋转以将可流动树脂运送到构建区域内的涂覆部位，以用于在滑架穿过构建区域时涂覆以产生三维物体；以及曝光装置，其安装在滑架上并被配置用于发射电磁波。沉积机构还包括位于电磁波的路径中的透镜，其中透镜被配置为将电磁波朝构建区域内的曝光部位聚焦以使由滚筒涂覆的已涂覆树脂固化以产生三维物体。该设备也可以被配置用于沉积非树脂材料。本公开的更进一步的方面涉及一种用于产生三维物体的设备，所述设备包括：容纳可流动材料的桶；位于桶内并位于可流动材料的水平面下方的构建平台，该构建平台具有邻近于该构建平台限定的构建区域；以及沉积机构，其被配置用于通过以逐层技术使可流动材料固化而在构建平台上产生三维物体。沉积机构包括：滚筒，其具有位于可流动材料的水平面下方的表面；以及曝光装置，其被配置用于通过出口而朝构建区域内的曝光部位发射电磁波，以使位于滚筒的表面与构建平台之间的可流动材料固化以产生三维物体。滚筒对于电磁波是可穿透的，并且曝光装置的出口位于曝光部位的上方，使得电磁波在从出口行进到曝光部位时穿过滚筒。本公开的更进一步的方面涉及一种用于制造三维物体的设备，该设备包括：具有构建平台的支撑组件，该构建平台具有邻近于该构建平台限定的构建区域；以及沉积机构，其可操作地连接到支撑组件并且被配置用于以逐层技术使用可流动材料在构建平台上产生三维物体。沉积机构包括：静态表面，其限定用于涂覆可流动材料的涂覆部位；以及涂覆器，其包括与可流动材料的供给部连通的连续膜并且被配置用于在静态表面上移动以将可流动材料运送到构建区域内的施加部位以用于涂覆以生成三维物体。沉积机构还包括曝光装置，该曝光装置被配置用于通过出口而朝构建区域内的曝光部位发射电磁波，以使由涂覆器涂覆的已涂覆可流动材料固化以产生三维物体。本公开的其它方面涉及包括如上所述的设备，以及被配置用于控制设备的一个或多个操作以产生物体的计算机控制器的系统。本公开的其它方面涉及操作上述系统和装置的方法，包括根据需要选择性激活曝光装置以使已涂覆材料固化以产生物体。根据以下结合附图的描述，本专利技术的其它特征和优点将显而易见。附图说明为了理解本专利技术，现在将参照附图通过举例的方式对其进行描述，在附图中：图1是根据本公开的多个方面的用于在操作中产生三维物体的系统和设备的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沉积机构，被配置成用于以逐层技术使用可流动树脂在构建区域内产生三维物体，所述沉积机构包括：/n滑架，被配置用于相对于所述构建区域移动；/n桶，安装在所述滑架上且被配置为容纳所述可流动树脂；/n滚筒，被配置为部分浸没在所述桶中的所述可流动树脂中，其中所述滚筒可旋转地安装在所述滑架上，并且被配置为在所述滑架的移动期间通过所述构建区域，以及其中所述滚筒被配置用于旋转以将所述可流动树脂运送到所述构建区域内的涂覆部位，以用于在所述滑架通过所述构建区域时所述滚筒的直接涂覆以产生三维物体；以及/n曝光装置，其安装在所述滑架上，并且被配置用于朝所述构建区域内的曝光部位发射电磁波，以使由所述滚筒涂覆的已涂覆树脂固化以产生所述三维物体。/n

【技术特征摘要】
20151113 US 62/255,1751.一种沉积机构，被配置成用于以逐层技术使用可流动树脂在构建区域内产生三维物体，所述沉积机构包括：
滑架，被配置用于相对于所述构建区域移动；
桶，安装在所述滑架上且被配置为容纳所述可流动树脂；
滚筒，被配置为部分浸没在所述桶中的所述可流动树脂中，其中所述滚筒可旋转地安装在所述滑架上，并且被配置为在所述滑架的移动期间通过所述构建区域，以及其中所述滚筒被配置用于旋转以将所述可流动树脂运送到所述构建区域内的涂覆部位，以用于在所述滑架通过所述构建区域时所述滚筒的直接涂覆以产生三维物体；以及
曝光装置，其安装在所述滑架上，并且被配置用于朝所述构建区域内的曝光部位发射电磁波，以使由所述滚筒涂覆的已涂覆树脂固化以产生所述三维物体。


2.根据权利要求1所述的沉积机构，其中所述曝光部位位于所述涂覆部位处。


3.根据权利要求1所述的沉积机构，其中所述曝光部位偏离所述涂覆部位。


4.根据权利要求1所述的沉积机构，还包括控制器，所述控制器被配置用于控制所述滑架和所述滚筒的移动并且用于控制所述曝光装置的激活以产生所述三维物体。


5.根据权利要求1所述的沉积机构，其中所述曝光装置包括从由DLP投影仪、LED阵列和激光器构成的组中选择的装置。


6.根据权利要求1所述的沉积机构，其中所述滚筒对于所述电磁波是可穿透的，以及所述曝光装置具有被配置用于朝所述曝光部位发射所述电磁波的出口，其中所述出口被定位成使得所述电磁波在从所述出口行进到所述曝光部位的过程中穿过所述滚筒。


7.根据权利要求1所述的沉积机构，其中所述曝光装置具有被配置用于朝所述曝光部位发射所述电磁波的出口，以及所述沉积机构还包括定位在所述曝光装置的所述出口与所述曝光部位之间的透镜阵列，其中所述透镜阵列被配置为使离开所述出口的电磁波朝所述曝光部位聚焦。


8.根据权利要求1所述的沉积机构，其中所述沉积机构还包括多个光纤，所述多个光纤具有布置成阵列的出口端，其中所述光纤布置成使得：由所述曝光装置发射的所述电磁波行进穿过所述光纤，并且从所述光纤的指向所述曝光部位的出口端出射。


9.根据权利要求1所述的沉积机构，其中所述桶位于所述滚筒的第一侧，以及所述滚筒被定位成使得所述涂覆部位被配置为位于所述滚筒的与所述第一侧相对的第二侧。


10.根据权利要求1所述的沉积机构，其中所述桶位于所述滚筒的下方，以及所述滚筒被定位成使得所述涂覆部位被配置为位于所述滚筒的上方。


11.根据权利要求1所述的沉积机构，其中所述桶具有开口，以及所述滚筒定位在所述开口内，使得所述滚筒的第一部分位于所述开口的下方并且所述滚筒的第二部分位于所述开口的上方。


12.一种设备，包括：
具有构建平台的支撑组件，所述构建平台具有邻近于所述构建平台限定的构建区域；以及
沉积机构，其被配置用于以逐层技术使用可流动树脂在所述构建平台上产生三维物体，所述沉积机构包括：
滑架，被配置用于相对于所述构建平台移动；
桶，安装在所述滑架上且被配置为容纳所述可流动树脂；
滚筒，被配置为部分浸没在所述桶中的所述可流动树脂中，其中所述滚筒可旋转地安装在所述滑架上，并且被配置为在所述滑架的移动期间通过所述构建区域，以及其中所述滚筒被配置用于旋转以将所述可流动树脂运送到所述构建区域内的涂覆部位，以用于在所述滑架通过所述构建区域时所述滚筒的直接涂覆以产生三维物体；以及
曝光装置，其安装在所述滑架上，并且被配置用于朝所述构建区域内的曝光部位发射电磁波，以使由所述滚筒涂覆的已涂覆树脂固化以产生所述三维物体。


13.根据权利要求12所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·克内克特，迈克尔·G·利特尔，
申请(专利权)人：帕克西斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US