[发明专利]用于分层制造有形物体的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分层制造有形物体的方法，该方法包括：

设置容纳液体的贮液器；

设置结构成形器；以及

重复执行多个方法循环，每个方法循环都包括以下连续步骤：

·使所述液体的层的预定区域凝固，所述液体层与所述结构成形器相邻，从而得到所述有形物体的固体层，所述固体层因而具有预定形状；

·使所述固体层与所述结构成形器分离；以及

·使分离的固体层和所述结构成形器相对于彼此运动到相对于彼此的预定位置，以使所述液体流入分离的固体层与所述结构成形器之间，从而得到与所述结构成形器相邻的液体层，所得到的液体层包含流入的液体，并且将在连续的这种方法循环中使用，以使其预定区域凝固，从而得到粘附至所述固体层的连续的这种固体层。

本发明还涉及一种用于分层制造有形物体的系统。本发明另外涉及用于该系统的控制器。

背景技术

这种方法已公知。例如，由DE10256672A1已知贮液器包括上侧具有分离层的透明底板。在底板上方的空间中，具有能够上下运动的承载板。承载板在其上下运动期间能够到达液位下方至液位上方的范围内的位置。有形物体的首先形成的固体层粘附至承载板的下侧。连续形成的固体层均分别粘附至先前形成的固体层。

每次在新层凝固后，使承载板与粘附于其上的较早凝固层一起向上运动，使得最后所形成的固体层与底板的分离层分离。每次这样分离后，都使已分离的固体层运动到距底板的分离层一定距离的预定位置，用于使液体流进已分离的固体层与底板的分离层之间。通过使包含该流入液体的层的预定区域凝固，而得到有形物体的连续固体层。

承载板的向上分离运动需要在该承载板上施加外力。该外力导致正被制造的有形物体的内应力增加。尤其是在具有变化横截面的物体中，垂直拉伸应力可能局部变得很高。如果这些应力太高，则物体会变形、损坏或断裂。对于公知的方法，由于快速分离需要大的外力，所以有形物体中的内应力在快速分离期间也会很大。因而，公知方法的缺点在于，仅有限种类的物体能被快速地形成。而其它种类的物体，尤其是那些横截面急剧变化的物体不能通过公知的方法快速地形成。

发明内容

本发明的目的是使得能够更快地制造有形物体。

因此，根据本发明的第一方面，初始所述类型的方法的特征在于，在执行至少一个这种方法循环期间，向包括所述贮液器中的所述液体的至少一种流体至少临时地施加相对于外部环境减小的压力，所述至少一种流体与正制造的物体的在所述至少一个这种方法循环之前执行的多个方法循环中凝固的层接触。

在根据本发明的第一方面的该方法中，在执行至少一个这种方法循环期间，向至少一种流体(例如贮液器中的液体)至少临时地施加相对于外部环境减小的压力，其中所述至少一种流体与正制造的物体的在所述至少一个这种方法循环之前执行的多个方法循环中凝固的层接触。施加这种减小的压力的有益效果如下进行说明。

在从所述结构成形器快速分离最后形成的固体层期间，存在这样一段时期，其中所述液体(树脂)与固体层和结构成形器之间的间隙中的力/压力不平衡。于是，在所述间隙中产生减小的压力(真空或气液的)，从而产生使液体流入扩展的间隙中的力。因而，在所述间隙中的(低)压力与由至少一种流体施加在被接触的层上的(高)压力之间存在压差(注意，对于公知的方法，液位上方及其邻接的空间中的压力为通常的环境压力，即，大气压力)。所述压差的存在造成必然会需要大量的外力作用来使固体层与结构成形器分离，尤其是对于具有(急剧地)变化横截面的物体而言更是如此。然而这种大量外力作用的施加会在所述分离期间造成物体中的内应力增加。

通过向至少一种流体施加减小的压力，所述压差也减小。因此，降低了所需外力作用中克服所述压差必需的那部分外力作用，因此，使得所需外力作用的那部分外力作用有助于使所述物体中的所述内应力增加的程度降低。在给定最大许可内应力水平的情况下，这使得所述外力的更大一部分来用来克服分离期间产生的其它类型的阻力。换言之，施加减小的压力导致外力的用于克服所述压差而消耗的部分较小，并由此而使得外力的可用来实现加速分离的部分较大。因此，能够使制造有形物体的方法中的分离步骤加速，甚至(实际上尤其是)对于横截面变化较大的物体来说也是如此。