[发明专利]快速原型制作设备的改进无效

专利信息
申请号: 200980141030.1 申请日: 2009-10-09
公开(公告)号: CN102186651A 公开(公告)日: 2011-09-14
发明(设计)人: E.普茹瓦斯;N.H.拉森;J.格雷林;O.汉加尔德 申请(专利权)人: 亨斯迈先进材料(瑞士)有限公司
主分类号: B29C67/00 分类号: B29C67/00
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 马永利;李家麟
地址: 瑞士*** 国省代码: 瑞士;CH
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摘要:
搜索关键词: 快速 原型 制作 设备 改进
【说明书】:

技术领域

发明涉及与用于通过截面的加成处理(additive treatment)来制造三维物体的快速原型制作(prototyping)设备有关的改进。

背景技术

用于在立体光刻中使用的设备近年来得到发展。它们现在包含UV灯泡和发光二极管这二者作为光源。将发光二极管实现为光源引起不同问题,这些问题在本申请中得以解决。

发明内容

本发明涉及一种用于立体光刻设备的曝光系统,该曝光系统包含:发射波长介于200nm和l0000nm之间的光的至少一个发光二极管,具有多个单独可控光调制器的至少一个空间光调制器,光学耦合到所述至少一个空间光调制器的输入光学元件,光学耦合到所述至少一个空间光调制器的输出光学元件,至少一个控制单元,其中所述输入光学元件和输出光学元件促进从所述至少一个发光二极管发射的光经由所述空间光调制器的所述单独可控光调制器透射到照射区域,其中所述空间光调制器使得能够依照来自所述控制单元的控制信号建立来自所述输入光学元件的光的图案,其中所述输出光学元件使得能够将来自所述至少一个空间光调制器的光的图案聚焦在照射斑点上,以及其中所述曝光系统能够将从所述发光二极管发射的相对于发光二极管的光轴所成角度大于45度的光对齐,从而使所述光指向与所述光轴平行的方向。

本发明的发光二极管可以发射深UV到远IR范围内的辐射,例如200nm到100000nm范围内的辐射。因此,术语光适用于深UV到远IR范围内的辐射,例如200nm到100000nm范围内的辐射。类似于材料的粉末烧结来制作三维固体物体的应用优选地在波长高达100000nm的红外能量范围内实施。利用可固化液体树脂的立体光刻浴的应用优选地在波长从200nm到高至500nm的紫外能量范围内实施。

根据本发明的有利方面,空间光调制器的光调制器将来自发光二极管的光图案化在光敏材料上。光敏材料被固化成反映光调制器在空间光调制器中的位置的图案。越多的来自发光二极管的光指向光敏材料,则在控制立体光刻设备时的可用控制选项越多。这样的控制选项可以例如为曝光系统经过光敏材料的扫描速度、能耗控制(例如降低来自发光二极管的光的强度导致减小的能耗)等。

根据本发明的另一有利方面,曝光系统包含空间光调制器的模块,其中每个模块包含多于一个空间光调制器。

此外,输入光学元件可以由模块制成,因此一个输入光学元件模块对应于一个空间光调制器模块。

此外,输出光学元件可以由模块制成,因此一个输出光学元件模块对应于一个空间光调制器模块。

曝光系统的元件的模块化结构促进了容易改变曝光系统,从而满足对于曝光系统尺寸的特定用户限定的要求。

根据本发明的另一有利方面,多于一个空间光调制器用于增大曝光系统的宽度,藉此增大可能照射的区域;因此有可能构建更大的物体或者同时构建更大数目的小物体。

根据本发明的另一有利方面,多于一个发光二极管用于增大来自曝光系统的发射光的强度。利用增大强度的光,有可能增大曝光系统经过光敏材料的扫描速度。

根据本发明的另一有利方面,用于图案化来自发光二极管的光的空间光调制器可以相当于微光开关、液晶显示器、数字微镜装置等。

根据本发明的另一有利方面,发光二极管可以相当于激光二极管、紫外发光二极管等。此外,可以使用与发光二极管相当的任何将来开发的二极管或光源。

根据本发明的另一有利方面,光被理解为任何电磁波。

在本发明一实施例中,所述曝光系统包含用于将从所述至少一个发光二极管发射的相对于所述至少一个发光二极管的光轴所成角度大于45度的那部分光进行方向对齐的装置,从而按照所述对齐光相对于所述至少一个发光二极管的光轴所成角度为1.5度或更小的方式改变所述光的方向。

根据本发明的有利实施例,从发光二极管发射的光的对齐结果是在准直光学元件和微透镜之间的输入光学元件内被测量的。

根据本发明的有利实施例,会是非常有利的是:能够将从发光二极管发射的光指向、反射或对齐为其中与发光二极管的光轴的角度小于当光从发光二极管发射时的情形的方向。这可以使得例如在输入光学元件中进一步处理光更加容易。

在本发明一实施例中,所述曝光系统包含用于在所述光被引入输入光学元件之前使从所述至少一个发光二极管发射的光对齐的装置。

根据本发明的有利实施例,从发光二极管发射的光被方向对齐为使得光至少部分地在同一方向上发射。根据本发明的实施例,这是至关重要的,因为越多的从发光二极管发射的光指向发光材料,则可以越快地将曝光系统扫描经过光敏材料。

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