[发明专利]用于通过建造板脱气来减少气泡的三维打印方法和设备

说明书

一种用于形成三维物体的方法和设备，包括：提供载架和具有建造表面的光学透明构件。所述载架和所述建造表面在其间限定建造区域。所述方法还包括：用可聚合液体来填充所述建造区域；通过所述光学透明构件用光来连续地或者间歇地辐射所述建造区域，以便由所述可聚合液体形成固体聚合物；通过所述光学透明构件将减小的压力和/或聚合物抑制剂富集的气体施加至所述可聚合液体，以便因而减少所述可聚合液体的气体含量；以及使所述载架连续地或者间歇地（例如，与所述辐射步骤相继地或者同时地）前进远离所述建造表面，以便由所述固体聚合物形成所述三维物体。

相关申请

本申请要求于2016年7月1日提交的美国临时申请序列号62/357,646和62/357,659的优先权，其公开内容在此以引用的方式全部并入本文。

技术领域

本发明涉及用于由液体材料制造固体三维物体的方法和设备。

背景技术

在常规添加或者三维制造技术中，三维物体的构造是按照逐步或者逐层方式来执行。尤其，层形成是在可见光或者UV（紫外）光辐射的作用下通过光可固化树脂的凝固来执行。已知两种技术：一种是将新的层形成在增长物体的顶部表面处；另一种是将新的层形成在增长物体的底部表面处。

如果新的层形成在增长物体的顶部表面处，则在每一辐射步骤之后使在构造中的物体下降到树脂“池”中，新的树脂层被涂覆在顶部上，并且发生新的辐射步骤。在Hull的美国专利号5,236,637中在图3给出了这种技术的早期示例。这种“自上而下”技术的缺点是需要将增长物体浸没在（可能较深的）液体树脂池中并且重新构造液体树脂的精确叠覆层。

如果新的层形成在增长物体的底部处，则在每一辐射步骤之后必须使在构造中的物体与制造井中的底板分离。在Hull的美国专利号5,236,637中在图4给出了这种技术的早期示例。尽管这种“自下而上”技术有可能消除对使物体被浸没的深井的需要，而是替代地将物体提升出相对较浅的井或者池，但这种“自下而上”制造技术的问题在于，在商业上实施时，必须格外谨慎，并且当使凝固层与底板分离时由于其间的物理和化学相互作用所以要采用附加机械元件。例如，在美国专利号7,438,846中，使用弹性分离层来实现在底部构造平面处的凝固材料的“非破坏性”分离。其它方法（诸如，美国南达科他州的B9Creationsof Deadwood公司销售的B9Creator™ 三维打印机）会采用滑动建造板。例如，见M. Joyce的美国专利申请2013/0292862和Y. Chen等人的美国专利申请2013/0295212（均为2013年11月7日）；同样见Y. Pan等人的J. Manufacturing Sci. and Eng. 134, 051011-1（2012年10月）。这些方法引入了可能会使设备变得复杂、使方法减缓、以及/或者可能使最终产品变形的机械步骤。

在美国专利号7,892,474中针对“自上而下”技术相当详细地提出了用于生产三维物体的连续过程，但该参考文献并未解释如何能够按照不破坏所生产的制品的方式在“自下而上”系统中进行实施。相应地，需要能够消除在“自下而上”制造中对机械分离步骤的需要的替代性三维制造方法和设备。

发明内容