[发明专利]通过增材制造制造三维物体的方法

说明书

本发明提供一种制造三维物体的方法，所述方法可包括以下步骤：(a)通过增材制造由双重固化可聚合液体生产中间物体(21)，所述中间物体具有弯曲或变形形式的所述三维物体的形状；(b)任选地洗涤所述中间物体；随后(c)使所述中间物与模型(22)接触，该模型具有与所述三维物体相对应的形状，并且所述中间物适形于所述模型的形状；随后(d)在所述三维物体与所述模型分离后保持适形于所述模型的形状的条件下进一步固化与所述模型接触的所述中间物体以产生所述三维物体(24)；并且随后(e)将所述三维物体与所述模型分离。

发明领域

概括而言，本发明涉及增材制造，更具体而言，涉及由双重固化树脂生产三维物体的方法，做法是，通过增材制造生产有意弯曲的中间物体，随后在随后的固化步骤中将物体恢复到其预期的最终形状。

发明背景

在常规增材或三维制造技术中，以逐步或逐层方式进行三维物体的构建。典型地，通过可光固化的树脂在可见光或UV光照射作用下的凝固来进行层形成。通常被称作“立体平版印刷术”，两种特别的技术是已知的：一种在生长中的物体的顶面处形成新层；另一种在生长中的物体的底面处形成新层。此类方法的实例包括Hull的美国专利号5,236,637(参见例如图3-4)、Lawton的美国专利号5,391,072和5,529,473、John的美国专利号7,438,846、Shkolnik的美国专利号7,892,474、El-Siblani的美国专利号8,110,135、Joyce的美国专利申请公开号2013/0292862以及Chen等人的美国专利申请公开号2013/0295212中给出的那些。

近来，已开发出被称作“连续液体界面生产”(或“CLIP”)的技术。这些技术使得能够以不分层的方式快速生产三维物体，通过该方式部件可具有期望的结构和机械性质。参见例如J. DeSimone等人的PCT申请号PCT/US2014/015486 (公开为美国专利号9,211,678)；PCT/US2014/015506 (公开为美国专利号9,205,601)、PCT/US2014/015497 (公开为美国专利号9,216,546)、J. Tumbleston等人的Continuous liquid interfaceproduction of 3D Objects, Science 347, 1349-1352 (2015年3月16日于网上公开)，以及R. Janusziewcz等人的Layerless fabrication with continuous liquid interfaceproduction, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 113, 11703-11708 (2016年10月18日)。

最近，适合于立体平版印刷技术(特别是用于CLIP)的双重固化立体平版印刷树脂见述于J. Rolland等人的美国专利号9,453,142和美国专利申请公开号US 2016/0136889、US 2016/0137838和US 2016/016077。这些树脂通常包括通常通过光聚合的第一可聚合体系(有时称为“A部分”)，由该体系产生中间物体，并且还至少包括第二可聚合体系(“B部分”)，该体系通常在首先形成中间物体之后固化，并且赋予最终物体期望的结构和/或拉伸性质。

由双重固化树脂生产某些物体中遇到的一个问题是需要包括支持物，这浪费了树脂材料。并且，移除这些支持物的步骤减慢了生产，并且可能在最终物体上留下不期望的伪像。

虽然可以使对支持物的需要最小化，但是另一个问题可能是需要以这样的方式使物体取向以进行生产，该物体以深(因此缓慢)的取向呈现以进行增量制造。

对于可以取向成平坦表面与立体平版印刷设备的载体板接触并且同时呈现浅的生产深度的物体，可以避免前述问题。遗憾的是，并非所有物体都具有这样的几何形状，并且增材制造的主要目的—部件设计的自由性—会被重新设计被制造的物体以适应制造它的设备而打败。因此，一直需要用于增材制造的新技术。

发明概述