[发明专利]增材制造装置

说明书

本发明涉及用于由可聚合液体(43)逐层制造三维物体(26,46)的增材制造装置(41)。该装置(41)包括用于容置液体(43)的具有底部(48)的盆(22,42)；载体平台(45)，在其上建造物体(46)且其相对于盆(42)在高度上可移动；具有第一和第二面(55)的建造元件(51)，在其上液体(43)在第一面(53)上聚合成为物体层(50)；和辐射源(44)，其对辐射可透的建造元件(31,51)的第二面(55)进行辐射。建造元件(51)布置在载体平台(45)上方。

本发明涉及根据权利要求1的上位概念的用于由可聚合（可交联）液体逐层制造三维物体的增材制造装置以及根据权利要求13的上位概念的用于由可聚合液体逐层制造三维物体的方法。

现有技术

增材制造装置领域中的现有技术目前通过两个装置和与此相关联的制造方法形成。

在所谓的自顶向下法中，增材制造装置包括盆，在其中加入UV固化型树脂。要逐层建造的物体在该树脂的表面平面上逐层地建造。在此，该树脂的表面用UV灯源以应制造的层的形状辐射。由此，该层以所希望的形状固化在树脂的表面上。所述物体在建造平台上建造，其中该平台从树脂表面移开，直至该物体逐层制造完成。所述自顶向下法的优点是，不存在磨损部件。但是，由于存在于树脂表面上的表面张力，通过自顶向下法制造的物体的轮廓精确性受限。因为树脂表面不能构成特定表面，每个层的表面必然是相对不精确的。

为了改进物体的轮廓精确性，研发了所谓的自底向上法。在此，要建造的物体层不在树脂表面上，而是在树脂盆的底部上建造。因为通过将平台从树脂盆的底部向上移开而建造物体，相比于自顶向下法而言，在盆中存在少量树脂是足够的。该底部必须被树脂覆盖，由此使树脂可以在底部和物体之间随时补充流入，以建造层。所述UV灯源布置在该底部的下方，因此该底部必须对于UV灯是可透的。

为了使每个固化的层能够从底部脱落，该底部必须配有分离层。该分离层是用于每个固化的物体层的特定表面。由此，在自底向上法中制造的物体具有高的尺寸精确性。但是，该分离层在固化的层每次脱落时受机械应力，并因此是磨损部件，其必须始终通过新的分离层来更换。另一缺点在于，仅可使用简单树脂作为建造材料，因为树脂与填料在该装置中不能均化并且具有提高粘性的树脂不可加工。

在EP 0 467 100 A1中公开了增材制造装置，其中在透明阻挡板和载物台之间以层的形式三维物体。该载物台位于用待固化的液体填充的反应器中。所述板位于该液体的表面上。所述板从上遭受辐射，其导致在紧贴该板的底面上，液体固化成为具有特定外部轮廓度的层。借助振摇装置，该板经受振动，由此使其可以从三维物体的固化的层上脱落。该载物台然后以下一物体层的层厚度下降，由此使液体可以补充流入该板和固化的最上层之间。然后使下一层固化，直至三维物体制造完成。该装置使得固化的物体层可以温和地从板上脱落。由此可制造精细和准确的物体。但是，在辐射下可固化的不同液体的更换（就算可能的话）变得非常复杂。

发明目的

由所述现有技术的缺点产生启发本发明的任务，即进一步研发不具有上述缺点的一般类别的增材制造装置。另一目的是提出增材制造装置，其可以加工大量不同的功能材料作为材料或建造材料，并且实现能够在不同材料之间快速更换的可能性。

描述

所提出的任务在用于由可聚合液体逐层制造三维物体的增材制造装置的情况下如下得以解决，其中该制造装置包括至少两个被不同液体填充的盆，其中被第一液体填充的盆可更换成被第二液体填充的另一盆。所述盆可以快速且整洁地更换成具有另一液体的另一盆，因为在该盆中仅存在液体。该液体更换因此可以不通过费劲地排空、清洁和重新填充该盆或容器来进行，而是通过简单更换第二容器。放回的容器或盆可以闭合，并因此根据要求是可储存的。因此可以提取具有或不具有填料的可聚合液体的宽产品型谱。每个容器可以配有自己的搅拌棒，由此省去搅拌棒的取出和清洁。通过改变所述盆相对于建造元件的位置的可能性，该装置极其灵活，并可以与各种不同的可聚合或可交联液体和要制造的各种不同的三维物体匹配。该建造元件可以在印刷程序过程中布置在盆或液体上方、布置在液体平面上或液体中。