[发明专利]三维打印设备及对应方法

说明书

一种用于通过经由光辐射固化生长液体的连续层(LA_i)来操作的三维产品的三维打印的设备，生长液体包括可通过所述光辐射固化的光聚合物，设备包括用于打印产品的生长的槽(121)，其设计成容纳所述生长液体，与设计成在固化之后粘附到连续层上的打印表面(114)相关联以便在所述生长槽(121)中的生长期间移动打印产品的促动部分(11)，以及面对所述底部部分(122)来发出所述光辐射的光源(151)。打印设备(10)包括配置成用于容纳移动终端(15)的部分(13)，移动终端(151)设置有其自身的屏幕(151)，其面对所述生长槽(121)的底部部分，且所述光聚合物是可由所述屏幕(151)发出的光辐射固化的类型，具体是通过可见范围中的辐射。

技术领域

本公开内容涉及用于通过经由光辐射固化生长液体的连续层的三维产品的三维打印的技术，生长液体包括可通过所述光辐射固化的光聚合物，该技术包括：用于打印产品的生长的槽，其设计成容纳所述生长液体；与打印表面相关联的促动器，其设计成在连续层固化之后在生长槽中生长期间移动打印产品；以及光源，其发出可见光谱中的光，且面对底部部分，以发出所述光辐射。

各种实施例可适用于三维打印系统，其包括与提供三维数字模型的远程服务器交互。

背景技术

三维打印设备是本领域已知的，其通过塑料材料的三维打印来执行产品的打印，利用了热塑性温度下挤出的塑料材料的增材沉积的技术，这执行生长的一系列层的固化，其轮廓对应于根据存储在驱动三维打印过程的计算机中的三维模型的打印产品的渐进区段。

具体而言，已知的三维打印设备使用光聚合技术，其设想将包括光聚合物的生长液体的槽以受控方式暴露于光辐射。通过由暴露于特定光辐射诱导的催化作用，以液态存在的生长光聚合物在其暴露于光的区域聚合(即，进入固态)。浸入生长槽中的打印表面可例如根据光源如何定位而向上或向下平移，允许新的液体生长层涂覆刚刚固化的层。根据打印产品的下一区段执行新的曝光。在曝光和平移进行给定数量的简单或复杂的迭代之后，将具有与单个生长层的厚度相对应的深度的所有其区段的打印产品或物理模型定义为完成的。本身已知的该方法例如称为“DLP(数字光处理)”。大体上，打印表面可被带到生长槽的底部，距底部等于一个生长层的深度的距离：称为“辐射平面”如此识别的平面也称为“零平面”。固化该层，且然后打印表面平移等于一个生长层的深度的距离，且对应的空间由新的生长液体填充。

大体上，上述系统使用掩模图像序列的投影技术，其对应于等距平行平面或切片的分解。该分解操作称为“切片”。每个切片转换成二维掩模图像。然后将掩模图像投射到生长液体的表面上，即可固化的光聚合物上。因此，投射到液体上的光使受辐射部分固化。相反，掩模部分因为它们缺乏接近矩阵的被照射像素的必要条件并因此不被辐射，故保持不变，即，处于液态。

所使用的光辐射通常由紫外光源发出，例如UV光束或光栅矩阵，其固化生长层的路径或点。还已知的是可见光谱中的光源的应用，其需要作为生长液体使用由在可见光谱中发出的光来光活化的聚合物树脂。举例来说，该聚合物树脂或光聚合物可包括在长于400nm的波长下活化的光引发剂，该光聚合物液体制剂含有例如光引发剂，如芳族膦氧化物如双酰基膦氧化物或许多茂金属化合物。例如，WO 2006/079788中描述了此类化合物。

可见光中的光源可由用于显示掩模图像的屏幕构成，例如，其基本上通过掩模图像显示待固化的截面，掩模图像在液体将不固化的位置是黑色，而在液体将固化的位置是白色。这些设备利用LCD矩阵，其以给定的帧率再现掩模，由外部装置和外部板控制，并由第二背光LED矩阵照明。

然而，刚刚描述的已知设备存在一些缺点；即：

- 它们要求专用设备，这些设备需要外部计算机来管理数字三维模型并驱动打印步骤; 具体而言，它们需要专用于3D模型的后处理的软件，使得几何形状可转换成机器代码，其集合必须由用户提供；