用于三维打印系统和方法的传感器技术方案

本公开提供用于打印三维

【技术实现步骤摘要】
用于三维打印系统和方法的传感器
[0001]本申请是申请日为
2019
年
12
月
23
日
、
申请号为
201980093014.3、
专利技术名称为“用于三维打印系统和方法的传感器”的中国专利申请
(
其对应
PCT
申请的申请日为
2019
年
12
月
23
日
、
申请号为
(PCT/US2019/068413)
的分案申请
。
[0002]交叉引用
[0003]本申请要求于
2018
年
12
月
26
日提交的美国专利申请号
62/785,104
的权益，其全部内容通过引用并入本文
。

技术介绍

[0004]诸如三维
(3D)
打印的增材制造技术正迅速被用作许多不同应用的有用技术，包括快速原型法和特殊组件的制造
。3D
打印的示例包括基于粉末的打印
、
熔融沉积成型
(FDM)
和立体光刻
(SLA)。
[0005]基于光聚合物的
3D
打印技术
(
例如，立体光刻技术
)
可以使用光将聚合前体选择性地固化为光敏树脂内的聚合材料，而以逐层的方式产生
3D
结构
。
使用自底向上照明的基于光聚合物的
3D
打印机可以将光向上投影通过装有光敏树脂的桶的光学透明窗口，以固化树脂的至少一部分
。
这样的打印机可以通过一次形成一层来构建
3D
结构，其中后一层粘附至前一层
。

技术实现思路

[0006]本公开提供了与三维
(3D)
打印
(
例如，立体光刻
)
相关的技术
。
本公开的
3D
打印方法可以使用至少一个传感器来确定与构造表面相邻的膜
(
例如，可聚合液体或树脂的膜
)
的曲线
(profile)
和
/
或质量
。
如果此类曲线和
/
或质量满足阈值，则可以引发
3D
打印
。
本公开还提供了一个或多个传感器的硬件配置，用于在将膜曝光之前
、
期间和
/
或之后确定膜的曲线和
/
或质量以控制膜内的光聚合过程，从而打印
3D
结构
。
[0007]本公开的方法和系统可以提供各种益处和优点
。
例如，可以通过评估与构造表面相邻的可聚合材料
(
例如，树脂
)
膜的质量来改进
3D
打印过程的质量控制，并在必要时重新打印可聚合材料的膜
。
在一些情况下，可以在重新打印膜之前修改膜沉积过程的一个或多个参数以提高要沉积在打印窗口上的膜的质量
。
在某些情况下，可以通过评估残留在打印窗口上的任何过量可聚合材料的图案来实现
3D
物体打印部分的质量控制
。
此类图案或此类图案的集合可用作
3D
物体的打印部分的负像
(
例如，剪影图像
)
，以评估
3D
物体的部分是否是根据
3D
物体的计算机模型打印的
。
[0008]本公开的一方面提供了一种用于打印三维
(3D)
物体的方法，包括：
(a)
提供与构造表面相邻的包括聚合物前体的膜；
(b)
使用传感器来确定所述膜的曲线，所述曲线指示所述膜的质量；
(c)
确定所述曲线是否满足质量阈值；
(d)
在
(c)
之后，
(1)
如果所述曲线满足质量阈值，则使用光源将所述膜的至少一部分暴露于光以引发由所述聚合前体形成聚合材料，从而打印所述
3D
物体的至少一部分，或
(2)
如果所述曲线不满足所述质量阈值，则调整或重新沉积所述膜
。
[0009]在一些实施方式中，该方法还包括，在
(b)
中，
(i)
将所述膜暴露于附加光和
(ii)
使用所述传感器检测透射通过所述膜的所述附加光的至少一部分
。
在一些实施方式中，所述光具有第一波长并且所述附加光具有第二波长，其中所述第二波长不同于所述第一波长
。
在一些实施方式中，所述光和所述附加光由光源提供
。
在一些实施方式中，所述光由光源提供并且所述附加光由附加光源提供
。
[0010]在一些实施方式中，该方法还包括使用位于与所述构造表面相邻并远离所述膜的光学漫射器来漫射所述附加光
。
[0011]在一些实施方式中，该方法还包括在
(c)
之前，使用所述曲线来识别所述膜中相对于参考的变化
。
在一些实施方式中，所述质量阈值是所述膜相对于所述参考的所述变化的阈值
。
在一些实施方式中，如果变化低于阈值变化，则曲线满足质量阈值
。
[0012]在一些实施方式中，曲线是光学曲线
。
在一些实施方式中，所述光学曲线是透射率曲线
。
在一些实施方式中，所述曲线是二维
(2D)
曲线
。
在一些实施方式中，该方法还包括使用所述曲线来确定所述膜的横截面尺寸
。
在一些实施方式中，所述曲线是所述膜的厚度曲线
。
[0013]在一些实施方式中，所述膜还包括多个颗粒，并且其中所述曲线是所述膜中的所述多个颗粒的密度曲线
。
[0014]在一些实施方式中，所述聚合物前体封装所述多个颗粒
。
在一些实施方式中，所述聚合物材料封装所述多个颗粒
。
在一些实施方式中，所述多个颗粒包括至少一种金属颗粒
、
至少一种陶瓷颗粒或其组合
。
[0015]在一些实施方式中，
(d)(1)
是在构造头与所述膜接触的情况下进行的，并且其中，在
(d)(1)
之后，将所述构造头移离所述构造表面
。
[0016]在一些实施方式中，该方法还包括在
(d)(1)
之后，使用所述传感器来测量与所述构造表面相邻的所述膜的附加曲线
。
在一些实施方式中，所述附加曲线是所述
3D
物体的所述至少一部分的负曲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于打印三维
(3D)
物体的方法，包括：
(a)
提供与构造表面相邻的膜，所述膜包括聚合物前体；
(b)
使用传感器来确定所述膜的曲线，所述曲线指示所述膜的质量；
(c)
确定所述曲线是否满足质量阈值；和
(d)
在
(c)
之后，
(1)
如果所述曲线满足质量阈值，则使用光源将所述膜的至少一部分暴露于光以引发由所述聚合前体形成聚合材料，从而打印所述
3D
物体的至少一部分，或
(2)
如果所述曲线不满足所述质量阈值，则调整或重新沉积所述膜
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中
(b)
还包括
(i)
将所述膜暴露于附加光和
(ii)
使用所述传感器检测透射通过所述膜的所述附加光的至少一部分
。3.
根据权利要求2所述的方法，其中所述光具有第一波长并且所述附加光具有第二波长，其中所述第二波长不同于所述第一波长
。4.
根据权利要求2所述的方法，其中所述光和所述附加光由光源提供
。5.
根据权利要求2所述的方法，其中所述光由光源提供，而所述附加光由附加光源提供
。6.
根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德，
申请(专利权)人：霍洛公司，
类型：发明
国别省市：