用于制作三维物体的方法和自由制造系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于制作至少一个三维物体的方法，包括：提供将被固化的材料；按图案或图像将电磁辐射和／或增效激励传递到构建区域以用于使所述材料固化；其中，对所述将被固化的材料的限定面积或体积选择性地执行所述电磁辐射和／或增效激励的传递；其中，在所述图案或图像的边界区域中对电磁辐射和／或增效激励的能量密度进行控制和／或调整、以及／或者在所述材料的不同构件区域的图案或图像的边界区域中改变电磁辐射和／或增效激励的能量密度，以使具有不同于除了所述边界区域之外的构建区域的能量密度，其中，控制和／或调整单独或组合地依赖于：（ａ）传递到所述将被固化的材料的所述限定面积或体积的电磁辐射和／或增效激励的强度；（ｂ）所述将被固化的材料的所述限定面积或体积的总形状或轮廓形状；（ｃ）所述将被固化的材料的所述限定面积或体积的尺寸；和（ｄ）将被固化的材料。同样提供一种装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过使可固化材料固化来制作至少一个三维物体的方法和装置。 该方法和装置特别适用于通过改进的边界控制来制作和提供三维物体。
技术介绍
已知的通过使可固化材料固化来制作至少一个三维物体的方法和装置有时 被称为快速成型(prototyping)和制造技术，有时，它们被更具体地称为立体光刻 (stereolithography)、激光烧结、熔融沉积成型、选择性光调制等，但并不限于这些。以下， 将该领域的方法、装置和系统共同称为“自由制造”。例如，EP1849587A1公开了一种用于制作三维物体的方法和装置，该方法和装置采 用能够选择性地调整和/或控制经由灰度级和/或颜色级输入到体素(voxel)矩阵中的能 量的计算机单元、IC和/或软件实现。特别是在提供通过自由制造形成的特定属性例如较高的强度的三维物体的情形 下，将被固化的材料可包括填料和粘合剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种特别是当将被固化的材料包括填料和粘合剂时能够制 作更高尺寸精度的三维物体的方法和装置，并且该方法和装置的可靠性得到进一步改进。根据一方面，本专利技术提供一种用于制作至少一个三维物体的方法，该方法包括提 供将被固化的材料；按图案或图像将电磁辐射和/或增效(synergistic)激励传递到构建 区域以用于对所述材料进行固化；其中，对所述将被固化的材料的限定面积或体积选择性 地执行所述电磁辐射和/或增效激励的传递；以及其中，在所述图案或图像的边界区域中 对电磁辐射和/或增效激励的能量密度进行控制和/或调整、以及/或者在所述材料的不 同构建区域的图案或图像的边界区域中改变电磁辐射和/或增效激励的能量密度以使具 有不同于除所述边界区域之外的构建区域的能量密度，其中，控制和/或调整单独或者组 合地依赖于(a)传递给所述将被固化的材料的限定面积或体积的电磁辐射和/或增效激励的 强度；(b)所述将被固化的材料的限定面积或体积的总形状或轮廓形状；(c)所述将被固化的材料的限定面积或体积的尺寸；和(d)将被固化的材料。同样，本专利技术还提供一种自由制造系统，该自由制造系统包括将被固化的材料； 能够按图案或图像将电磁辐射和/或增效激励传递到构建区域以用于对所述材料进行固 化的电磁辐射和/或增效激励传递装置；其中，所述电磁辐射和/或增效激励传递装置被设 计为选择性地将电磁辐射和/或增效激励传递到所述将被固化的材料的限定面积或体积； 以及其中，所述自由制造系统还包括控制单元，该控制单元适于分别单独或者组合地根据7以下项对从所述图案或图像的边界区域或者所述材料的不同构建区域的图案或图像的边 界区域传递的电磁辐射和/或增效激励进行控制以采用不同于除所述边界区域之外的区 域的能量密度(a)传递到所述将被固化的材料的限定面积或体积的电磁辐射和/或增效激励的 强度；(b)所述将被固化的材料的限定面积或体积的总形状或轮廓形状；(c)所述将被固化的材料的限定面积或体积的尺寸；和(d)将被固化的材料。根据另一方面，本专利技术提供一种用于制作至少一个三维物体或者为其制作做准备 的方法，所述制作方法的特征包括以下步骤提供将被固化的材料；按图案或图像将电磁 辐射和/或增效激励传递到构建区域以用于对所述材料进行固化；其中，对所述将被固化 的材料的限定面积或体积选择性地执行所述电磁辐射和/或增效激励的传递；其中，所述 制作或所述准备方法包括以下步骤执行虚拟或实际的固化步骤，在固化步骤中，观察或者 确定分别跨将被构造的三维物体的一个边界区域或多个边界区域使电磁辐射和/或增效 激励向着外部区域向外发光或者使电磁辐射和/或增效激励向内发光到内部区域中的程 度；响应于观察或确定的跨边界区域向外发光或者向内发光的程度来改变所述边界区域中 的电磁辐射和/或增效激励的能量密度。可通过计算机、IC或者通过软件算法虚拟地执行固化步骤，或者可通过在测试机 上执行的测试实际执行固化步骤。同样，本专利技术提供一种用于制作至少一个三维物体或者为其制作做准备的自由制 造系统，所述自由制造系统的特征包括以下步骤将被固化的材料；装置，该装置用于按图 案或图像将电磁辐射和/或增效激励传递到构建区域以用于对所述材料进行固化，以使对 所述将被固化的材料的限定面积或体积选择性地执行所述电磁辐射和/或增效激励；其 中，所述自由制造系统适于执行虚拟或实际的固化步骤，在固化步骤中，观察或确定分别跨 将被构造的三维物体的一个边界区域或多个边界区域向着外部区域向外发光或者向内发 光到内部区域中的程度，其中，所述自由制造系统还包括控制单元，该控制单元能够响应于 所述观察或确定的跨边界区域向外发光或向内发光的程度来改变所述边界区域中的电磁 辐射和/或增效激励的能量密度。根据另一方面，本专利技术提供一种用于制作至少一个三维物体的方法，该方法包括 提供将被固化的材料；所述材料包括光固化树脂；按图案或图像将电磁辐射和/或增效激 励传递到构建区域以用于对所述材料进行固化；其中，通过使用掩膜投影仪对所述将被固 化的材料的限定面积或体积选择性地执行所述电磁辐射和/或增效激励的传递；其中，在 所述图案或图像的边界区域中对电磁辐射或增效激励的能量密度进行控制或调整、或者在 将被固化的材料的不同构建区域的图案或图像的边界区域中改变电磁辐射或增效激励的 能量密度以使具有不同于除所述边界区域之外的区域的能量密度，其中，在物体承载件或 支撑件上构建三维物体，其中，随着构建的三维物体生长，所述物体承载件向上移动；其中， 将要被固化的材料从树脂源传送到可移动膜上的构建区域。同样，本专利技术提供一种自由制造系统，该自由制造系统包括将被固化的材料，该 材料包括光聚合树脂；基于掩膜曝光系统或投影系统的电磁辐射或增效激励传递装置，该装置能够按图案或图像将电磁辐射或增效激励传递到构建区域以用于对所述材料进行固 化；可向上或向下移动的物体承载件或支撑件；和传送系统，该传送系统用于将要被固化 的材料从材料源传送到可移动膜上的构建区域；其中，所述自由制造系统还包括控制单元， 该控制单元适于对从所述图案或图像的边界区域或者从所述将被固化的材料的不同构建 区域的图案或图像的边界区域传递的电磁辐射或增效激励进行控制以采用不同于除所述 边界区域之外的区域的能量密度。本专利技术的共同构思在于，以上指定的每个因素(a)至⑷显著地、可变地影响在构 造时向着三维物体的外部区域向外发光或者向内发光到三维物体的内部区域中的能量密 度的值，并且分别改变的效果通过对相应边界区域中的能量密度进行合适的控制和/或调 整来补偿。根据特别显著的情形，在强度比标准强度高的前述情况(a)下、在总形状或轮廓 形状具有相对于线性部分或凸形部分的凹形部分的前述情况(b)、在尺寸比标准尺寸大的 前述情况(c)、以及在材料本身或者将被固化的材料中包含的成分具有相对于非散射属性 或吸收属性的散射属性的前述情况(d)时，前述向外发光或发晕照射的级别分别比参考值 高，因此，通过分别在情况(a)时相对于标准强度、在情况(b)时相对于线性或凸形部分、在 情况(c)时相对于标准尺寸、在情况(d)时相对于材料的非散射属性或吸收属性的使用，相 应地降低边界区域中的能量密度来执行补偿控制和/或调整。反过来，在强度比标准强度低的情况(a)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制作至少一个三维物体的方法，包括：提供将被固化的材料；按图案或图像将电磁辐射和／或增效激励传递给构建区域以用于对所述材料进行固化；其中，对所述将被固化的材料的限定面积或体积选择性地执行电磁辐射和／或增效激励的所述传递；以及其中，在所述图案或图像的边界区域中对电磁辐射和／或增效激励的能量密度进行控制和／或调整、以及／或者在所述材料的不同构建区域的图案或图像的边界区域中改变电磁辐射和／或增效激励的能量密度，以使具有不同于除所述边界区域之外的区域的能量密度，其中，控制和／或调整单独或者组合地依赖于：（ａ）传递给所述将被固化的材料的所述限定面积或体积的电磁辐射和／或增效激励的强度；（ｂ）所述将被固化的材料的所述限定面积或体积的总形状或轮廓形状；（ｃ）所述将被固化的材料的所述限定面积或体积的尺寸；和（ｄ）将被固化的材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A埃尔斯博兰尼，
申请(专利权)人：想象科技有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]