CN101180174B - 快速原型开发设备和快速原型开发方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法和设备，其用于照射至少一种快速原型开发介质(RPM)，其中，所述照射由至少两束投射到所述快速原型开发介质(RPM)上的联立的独立调制光束(IMLB)来完成，且所述快速原型开发介质由具有至少两个不同波长内容(WLC1，WLC2)的光束(IMLB)来照射。

Description

快速原型开发设备和快速原型开发方法
技术领域
本发明涉及一种快速原型开发设备和一种原型开发方法，以及一种用于这种方法和设备的光敏介质(medium)。 
背景技术
在机械原型(mechanical prototype)的制造中，尤其在产品设计阶段，近年来出现了多种快速原型开发技术(RP)，其中三维物体由连续的截面层来制造，而这些截面层通过在每个截面上对材料进行规定的照射、烧结、设置或布置等来产生。独立的截面由例如计算机辅助设计来产生。RP的优点在于，用于设备设计的昂贵的模制工具的制造对于设备的制造来说显得多余，因为模制工具的困难而耗时的修改几乎可以完全避免。 
另外，基于已生产的快速原型，多种技术已经应用于制造相对便宜的且快速的原型或者说0系列模制工具。 
一种RP技术用在例如立体平面印刷设备，即SLA中。该技术基于原型的独立层或独立截面，该原型由光敏介质制造并通过计算机辅助照射硬化(harden)在一块单片原型内。 
在专利US6658314中公开了一种上述类型的设备，其中例如已硬化的3D材料的弹性模量可以根据辐射波长的调节来选择性地控制。该技术的相关问题在于，例如弹性或硬度模量的控制可能相当复杂，且获得的特性可能在生成物体的各层之间都有所不同。 
发明内容
本发明涉及一种对至少一种快速原型开发介质(RPM)的照射方法，其中，所述照射由至少两束投射到所述快速原型开发介质(RPM)  上的联立的(simultaneous)独立调制光束(IMLB)来完成，且所述快速原型开发介质由具有至少两个不同波长内容(WLC1，WLC2)的光束(IMLB)来照射。 
根据本发明，已获得了若干明显优点。其中之一个优点在于发现了可以在施加多光束照射时降低或控制住生成固化(curing)的波动。该优点可以在一些应用中获得，这是因为与各层相关的扫描时间可以保持在合理的时间误差内。另一个根据本发明可以实现的优点在于，生成物体的不同层之间的物理、光、电、化学、磁等相关特性或其任意结合的差异可以简单地保持在很低的程度上，这是因为对独立层用不同波长内容来照射的照射步骤可以在很短的时间内完成，或甚至同时完成。 
快速原型开发一般指的是快速制造技术，诸如快速加工、快速制造等，当然也包括传统意义上的快速原型开发。 
用语“联立的”指的是独立调制光束同时呈现，至少部分同时，如果相关像素处于“打开”状态的话。 
应当注意，本发明简化了多于两种不同波长内容的使用，且因此提供了通过不同波长内容而获得三种或更多不同特性的能力。 
在某些范围内，如果不是不可能的话，这样的曝光会变得极度复杂，这是因为根据现有技术，照射步骤的增加导致了与相对于所获得特性的可预见性相关的问题的增加。 
在本发明的实施例中，所述照射由至少五束、优选地至少十束或更优选地至少二十束联立的独立调制光束(IMLB)投射到所述快速原型开发介质(RPM)上来完成。 
根据本发明优选的实施例，联立的独立调制光束的数量越大越好，例如大于100、500或1000，以获得与生成物体的特性相关的所需的可预见性。 
在本发明的实施例中，所述至少两条联立的独立调制光束通过至少一个空间光调制器来调制。 
空间光调制器是一种获得所需的大量的联立的独立调制光束的有利方法。 
在本发明的实施例中，所述至少两条联立的独立调制光束通过至少一个空间光调制器根据照射控制信号(ICS)来调制。 
典型地，照射控制信号可以由照射控制单元(CU)来产生，该单元包括数据处理器件。这种数据处理器件可以例如包括光栅图像(raster image)处理器。 
在本发明的实施例中，所述至少两条联立的独立调制光束(IMLB)具有至少两个不同波长内容。 
根据本发明的有利实施例，至少两条联立的独立调制光束(IMLB)(优选地其数目超100或更多)可以同时投射不同波长内容。该特征可以简化整个物体层或至少其部分的快速闪光曝光，以及最终曝光层相对于所有这些相对于波长内容的、不同曝光照射的点的一致的且可预见的特性。 
应当注意到，这种把至少两个不同波长内容在多光束应用中的应用促进了闪光曝光或/备选地和扫描曝光，其中用两个或多个不同波长内容的照射可以在一次扫描移动中获得。而且，闪光曝光和扫描曝光可以结合在一起。 
在本发明的实施例中，所述照射在一个照射步骤内完成。 
在本发明的实施例中，所述照射通过在调制光束和快速原型开发介质(RPM)之间的扫描相对移动在一个照射步骤内完成。 
在本发明的实施例中，所述照射通过照在快速原型开发介质(RPM)上的调制光束的闪光曝光在一个照射步骤内完成。 
在本发明的实施例中，所述至少两条联立的独立调制光束(IMLB)具有在第一照射步骤(ILSl)内的第一波长内容(WLCl)，且所述至少两条联立的独立调制光束(IMLB)具有在第二照射步骤(WLC2)内的另一个波长内容(WLC2)。 
本发明还提供了的把照射分解成两个或多个照射步骤但仍保持了特性的所需的可预见性的可能性，该特性与分布在最终快速原型开发物体的独立层的特性以及所有的层之间相互获得的特性都相关。 
在本发明的实施例中，所述快速原型开发介质(RPM)在不同调制点(MP)被照射。 
应当注意，照射点可以由一条或多条照射光束获得。 
在本发明的实施例中，至少一个空间光调制器包括LCD(LCD：液晶显示器)，PDLC，(PDLC：聚合物分散液晶)，PLZT(PLZT：锆钛酸铅镧)，FELCD(FELCD：铁电液晶显示器)或克尔盒(Kerr cell)。 
在本发明的实施例中，至少一个空间光调制器包括基于反射的机电光阀，诸如DMD(DMD：数字微反射镜器件)空间光调制器。 
DMD空间光调制器可以是例如德州仪器制作的DLP型。 
在本发明的实施例中，至少一个空间光调制器包括透射性的(transmissive)机电光阀。 
该基于透射性的机电光阀可以根据通过引用结合到本文中的文件PCT/DK98/00155的示范来制作。 
透射性的机电光阀和上述反射性的空间光调制器结合到本发明中都是特别有利的，因为这些系统都可以投射大量有效能量到快速原型开发介质处的最终照射点上。 
在本发明的实施例中，至少两条联立的独立调制光束(IMLB)由至少一个照射源(LS)提供。 
在本发明的实施例中，至少两条联立的独立调制光束(IMLB)由至少一个照射源(LS)通过光导装置提供。 
该光导装置可以包括例如适当的注射及/或校准光学器件、光纤、特制透镜等。光导装置可以根据例如通过引用结合到本文中的文件PCT/DK98/00154来设计。 
在本发明的实施例中，所述利用不同波长内容的照射导致了最终物体(101)取决于所应用波长内容的不同特性。 
不同特性可以是例如硬度、弹性、脆性等。这些特性的示例可以是物理、光、电、化学、磁等相关特性或其任意结合。 
在本发明的实施例中，所述照射是层式建立的。 
在本发明的实施例中，所述层式照射提供了所述快速原型开发介质通过所述照射获得的固化而生成的物体(101，102)。 
在本发明的实施例中，所述不同波长内容之一应用于照射物体(101)，且其中至少一个其它波长内容应用于照射至少一个支持结构(102)。 
在本发明的实施例中，所述支持结构(102)由于所述至少一个其它波长内容的照射而是可移除的或易移除的。 
在本发明的实施例中，所述照射源(LS)包括一个或多个单色激光、例如短弧隙灯的一个或多个宽带照射源或其任意结合。 
在本发明的实施例中，所述照射源(LS)是紫外(UV)光源。 
在本发明的实施例中，在照射步骤之间的时间差小于500％，优选地小于100％，最优选地小于约10％。 
在传统的单点快速原型开发系统中，照射步骤的照射时间可以变化很大。根据本发明的实施例，该时间差的变化可小于10％或甚至1％，由此以方便而可靠的方式获得特性的所需的可预见性。 
本发明还涉及一种快速原型开发系统，其包括照射单元(IU)、至少一个照射源(LS)、至少一个控制单元(CU)，其中，所述快速原型开发系统促进了根据权利要求1至22中任一项的快速原型开发介质(RPM)的照射。 
而且，本发明还涉及波长控制的使用，用于获得在多光束快速原型开发照射系统中所照射物体的不同特性。 
本发明又涉及一种快速原型开发的方法，借此原型(101)通过照射光敏材料(100A，100B，100C)来提供，而其中所述照射包括控制波长内容。 
用语原型不限于独特对象的产品，它还可以包括多种尺寸、或大或小、甚至单层的产品。因此，快速原型开发一般指的是快速制造技术，诸如快速加工、快速制造等，当然，还包括传统意义上的快速原型开发。 
该照射可以来自不同的单色光源、例如激光或来自带有许多种波长的光源。待使用的光可以是UV、IR或可见光。优选地待用波长可以在300nm和800nm之间。 
所谓控制波长内容应当理解为，波长内容可以控制成包括带有一个、两个或多个不同波长或不同波长内容的成分的光。 
对于两个光源，它们每个都可有利地具有其自有的波长以构成根据本发明的所必需的波长。对于具有许多种波长的光源，至少两个所必需的不同波长可以通过利用例如光栅或经过滤光器(filter)来选择，以挑选两个所需波长。 
还应当注意，对用于照射的光的波长内容的控制并不仅仅意味光的至少两个不同波长，还意味着例如允许甚至相同的波长内容但具有不同权重的、两个不同的光谱曲线(spectral profile)。 
快速原型开发设备的实施例的基本原理公开在文献EP1156922中。适合应用于根据本发明提供的这种设备的修改将在下文中解释，例如参考图4a、图4b和图5。 
与照射系统相关的更多原理公开在文献PCT/DK98/00155和PCT/DK98/00154中。为了获得所需的不同波长内容，这种系统可以补充有例如滤光器(如图4a和4b所示)，或者该曝光系统可以包括一个或多个滤光器，其在设备运行期间可以更换，例如如图5所示。 
在本发明的实施例中，快速原型开发设备通过额外地处理截面生成三维物体，其包括整体地或部分地光敏的材料，所述设备包括  至少一个光源，用来通过可独立控制的光调制器中的至少一个空间光调制器来照射光敏材料的截面，其中，至少一个光源光学地与多个光导联接，该多个光导相对于空间光调制器装置设置成每个光导都可以照射到截面的部分区域。 
本发明提供机会来设计一种给定RP系统，以处理任何尺寸的原型，而光发射器的数量和因此而产生的待覆盖的独立区域的数量可能增加或减少，直到其匹配原型的尺寸。以这种方式，能够可行而简单地设计用于RP系统的照射系统，该RP系统构建成具有若干的照射模块的模块系统，该照射模块可以相对于系统设计适当地添加或设置。该灵活性基本上可以用在大尺寸RP原型的设计以及更面向顾客的小尺寸模型中。 
另外，多个光发射器提供机会以使用点形的光源。通过应用根据本发明的系统，可以获得直径小到10μm的圆点状的照射点，而相比较之下，现有技术中该直径最小不过80μm。这在制造需要高精度的原型时是极大的优点。这例如包括了工具的制造，其中原型在制造之后而用于模制工具之前设有金属涂层。 
该技术的某些领域应用长形(prolonged)光源，诸如日光灯或激态灯，以能够产生一定尺度的原型。然而，根据光学定律，长形光源仅能产生长形照射的点，这接着在很大程度上限制了在原型中制作细节的潜能。不仅如此，长形光源还容易发生相对大的损耗。 
根据本发明，形成光束的光的定义是宽广的，其包括可见光谱之内和之外的电磁辐射。 
还应当注意，该方法优选地可以涉及物体的照射和制造，该物体包括一个或多个层，尽管多个层一般是优选的。 
备选地，大量光学器件必须用于与长形光源一起使用，以调节照射点的形状。自然地，这使得系统更加昂贵，而且在监测光学器件时还需要很高的精度。 
应用多个光发射器还可以增加在整个照射截面上的照射效果，这是由于整个截面每个子区域都可以由独立的光发射器或甚至发光体来照射。这是有利的，因为这使得以由光学照射效果而产生的方式对独立原型照射效果的设计成为可能。该技术在文献PCT/DK98/00154中作了大致介绍，其通过引用结合到本文中。 
液体(流动的光聚合物)，具有这样的性能，即在用电磁辐射照射期间，例如用具有一个或多个波长(例如436nm)或一个特定波长范围(例如400至450nm)的光照射，其以可以再次溶解在液体中例如水或酒精中的方式而变硬(聚合)；而当以例如一个或多个其它波长(例如365nm)或另一波长范围(例如350至400nm(UV光))的光照射时，它以不能立刻溶解在上述可以用来溶解硬化光聚合物的一种或多种液体中的方式而变硬(聚合)。 
该液体与连续的截面层的建立一起应用，以在连同快速原型开发(RP)，快速制造(RM)，快速加工(RT)和其它的类似工艺而使用的机器中建成3维目标。 
其示例为用于照射光聚合物的来自3D Systems Inc.、EnvisiontecGmbH、Sony及Dicon A/S等公司的机器。可以参考来自Dicon A/S公司的快速原型开发专利文献EP1156922。 
被照射液体的可以是阳离子启动的光聚合物。 
该液体可以放置在曝光于电磁辐射的容器或器皿中。 
上文介绍了以波长或波长范围来分隔光的曝光方法。当然，该方法也可以扩大到以大于两个不同波长或两个波长间隔来分隔光。 
本发明实施例的一个目的在于，解决在建立3维物体时去除支持结构的问题，解决方法是使得它们可以通过溶解在液体中并冲走来从所建立物体上移除。这以非手工过程去除而支持结构的方式使得工艺的自动化成为可能。 
本发明范围内的备选目的在于可通过固化来修改及区分其它的相关特性。 
用不同波长的光进行曝光可以以多种方式发生，例如： 
通过使用多种不同光源，其每个都以不同波长或波长范围来照射。例如发光二极管。 
通过使用一个或多个光源(其在很宽的范围内照射)而把它以适当方式分隔为不同波长或波长范围。例如，水银放电灯(高压弧隙灯)。 
把光分隔为不同波长或波长范围的方法例如有： 
在透射性的光调制模块上，例如在文献美国专利No.6529265中所提及的那种类型，以适当的模式在每个模块上都附着(coat)微透镜，其方式为，使得所附着的透镜可以使一个或多个特定波长或一个或多个波长范围的光通过，而另一些所附着的透镜可以使一个或多个其它(互补的)波长或一个或多个其它(互补的)波长范围的光通过。例如每两个透镜可以附着有一种类型的滤光器上，而剩余的符合另一种类型的滤光器(见图4a和图4b)。 
通过在扫描条(scanning bar)上排列一个或多个模块，液体表面在一次扫描移动中可以根据物体材料是否应当硬化或支持结构是否应当建立而由多个不同波长来照射。明显地，可以扫描多次，且每次扫描都可以用不同波长来照射。 
通过在一个或多个模块内把所有透镜都附着有一种滤光器以及在一个或多个其它模块内把所有透镜都附着有另一种滤光器，并且以上述两种类型的模块都扫描相同区域的方式在一个或多个扫描条上设置模块，可以根据物体材料是否要硬化或支持结构是否要建立用多个不同波长在一次扫描移动内通过双重模块(产生冗余)来照射液体表面。明显地，可以在液体上扫描多次并且每次扫描都可以用不同波长照射。在本发明的范围内，还可以附着有多于两个滤光器，以获得例如三个或更多的不同结果特性。 
还存在可能，即相同的表面可以用两个或多个分开的照射步骤来照射，其中一个或多个模块在第一照射步骤中用一个或多个特定波长或一个或多个波长范围的光来照射，而相同的一个或多个模块  在另一照射步骤中用一个或多个其它的(互补的)波长或一个或多个其它的(互补的)波长范围的光来照射。可以通过例如把不同滤光器插入在光源和液体之间例如光源和一个或多个模块之间(见图5)的某处来用不同波长或波长间隔的光进行曝光，或通过在每个照射步骤都使用具有不同波长的不同光源。 
在这种情况下，模块还可以如同上述一样设置在扫描条上。 
通过上述的附着和照射，并同时把一个或多个模块以这种方式设置，即液体表面可以不带扫描移动而照射，闪光曝光可以在液体表面上用多个不同波长或波长范围的光同时进行。 
通过把一个或多个模块以这种方式设置，即通过把不同滤光器插入在光源和液体之间某处或通过每次照射都使用带有不同波长的不同光源，使得液体表面可以不带扫描移动地照射，且可以在两次或多次分开的曝光中同时照射表面(如上所述)，闪光曝光也可以在液体表面上用多个不同波长或波长范围的光同时进行。 
通过，在一种反射性的光调制模块上、例如TI公司的DMD芯片上，对由不同反射镜组成的矩阵使用不同附层(其反射不同波长或不同波长范围的光)来附着。例如，每两个反射镜可以附着一种反射一个波长或一个波长范围的滤光器，而剩下的反射镜(其它的“每两束”)可以附着有另一种反射另一波长或另一波长范围的滤光器。反射镜以这种方式放置，即当它们倾斜向一个方向时，其照射光聚合物的表面，而当它们倾斜向其它的方向时，其不照射表面。 
当反射镜倾斜向一个方向时，表面在液体上由此而被一个或其它的波长或波长范围照射，这根据物体材料或支持结构材料是否是聚合的。反射镜的位置通过位图信息控制，该信息在附加过程的成层部分中形成图片。 
类似于这样的原理使得在液体表面用多个不同波长或波长范围同时进行闪光曝光成为可能，而不需要把扫描移动作为组成部分。 
还可以设想，相同的液体表面用两个或多个分开的照射步骤来照射，其中反射镜在一个照射步骤内用一个波长或一个波长范围的光来照射，而在其它的一个或多个照射步骤中用一个或多个其它波长或者一个或多个其它波长范围的光来照射。曝光的光用不同波长或波长范围可以例如在把不同滤光器插入到光源和液体之间的时候或通过在每次照射中都使用带有不同波长的不同光源。 
类似于这样的原理使得在液体表面用多个不同波长或波长范围同时进行闪光曝光成为可能，而不需要把扫描移动作为组成部分。 
在上面两个以“通过，在一种反射性的......”和“还可以......”开头的两个段落中所提及的两种可能性，还可以与光调制模块的扫描移动结合，结合方式为其不仅与本原理适用的闪光曝光有关，还与穿过更大表面的扫描有关。 
附图说明
本发明将在下文中参考附图而做详细介绍，其中图1至图6显示了本发明的不同实施例。 
具体实施方式
图1显示了通过连续的截面层而建造物体101的RP原理；这里建立的是杯子。 
不同的层100A、100B、100C等等由底向上在同一时间照射。所照射的区域硬化而未照射的区域保持为液体，如此而以最终结构结束。 
在图1中引入了支持结构102来稳定结构。有利地，该支持结构可以在最终产品产生后轻易地移除。 
本发明的目的在于，建立一种使支持结构少量硬化或以不同方式硬化且因此而在生产之后易于移除的方法。为此，单个波长或适当确定的范围或窄或宽的波长可以用来照射光敏介质2。 
获得不同方式的硬化的一条途径是，(例如)如果硬化的光敏介质在不同波长照射内容的条件下具有不同机械特性，由此(例如)使得支持结构不牢固且易移除，而原型其它的部分是固体的。 
另一种不同的硬化方式可以是，(例如)硬化光敏介质在不同波长照射内容的条件下具有不同的化学特性或物理特性，由此(例如)支持结构由一个波长内容所照射的可以通过例如溶剂比如水或酒精而移除，而原型剩下的部分不溶于这种溶剂。 
通过引用结合到本文中的文献EP1156922包含了如图2所示的快速原型开发设备。 
所显示的快速原型开发(RP)设备包括固定部分，其最重要的部件包括设计成包含适量液体RP材料2的容器1。 
RP材料是可以制成RP原型的材料，诸如环氧树脂、丙烯酸酯或其它RP材料，或者任何用不同波长内容曝光时可以进行不同固化的材料。此外，固定部分设计有引导件4，其出于多种目的可以位于固定部分和可动的照射器件3之间。照射器件还可以包括相应的引导件(未示出)，用于例如竖直的移动。RP设备还包括其它的计算机控制器件(未示出)，设计成响应于RP设备照射系统的合适的计算机辅助设计来控制照射器件3的相对移动。 
照射器件3还设有照射系统，其最重要的部件将在下文介绍。 
照射器件3包括光源装置6，其安装在支架5上，该支架5包括已知的所必需的照射器件，还有电源及冷却器件。在所示示例中，光源举例为UV源。光源及其配件和冷却器件可以是固定的或可动的。 
光源装置6与光学多模光纤束7光学地连接。这些光纤束7分散成八条独立的光纤8，其中每条光纤都照射例如588个微观结构光阀的微型光闸装置。因此，一致地，八条独立光纤照射包括八个微型光闸装置的照射器件9，每个微型光闸装置都构成了整体微型光闸装置的独立区域。 
这些光阀本身的构建和定向已经由本发明的发明者在国际申请No.PCT/DK98/00154和No.PCT/DK98/00155中介绍，并通过引用结合到本文中。 
每个独立区域都包括一定量的光阀，其可以独立地通过所连接的控制电路(未示出)电气式地来控制。光阀装置可以是例如带有给定所需分辨率的LCD显示器。然而，微观结构光闸是优选的。 
光阀的整个区域由一个单个光导8照射，其以这样的方式设置，即从光导8发出的光束可以供给所有以光学能量占用了独立区域的光阀。 
应当注意到，光束通常以这种方式通过校准光学器件而供给到子区域中，即供给到空间光调制器的光束相对于在调制器区域上的能量来说是均匀的。 
照射模块9内的微型光闸设计成在所示照射装置内引导在25至30厘米的扫描线上的扫描。 
从示例中可以明显看出，所使用扫描线的长度，也即所生产RP原型的其中一个最大维度，可以形成为所需的形状，与现有技术相反，由于独立照射模块的“本地”照射，可以在照射表面上定向到任何方向。这可以通过例如改变所使用的、用于照射光敏介质的曝光条。除此之外，还很明显的是，通过一个中央光源和所联接的光学导向件的照射方法在设计上具有极大的优点，其经济地在整个结构的品质中自然地反映。因此所示的结构非常坚固，而且任何有瑕疵的或损坏的光调制器都可以简单地更换。 
此外，设备还设有控制电路(未示出)，其设计成在照射系统和材料2之间提供相对的Z形定位(竖直的移动)和定向。 
当所使用的波长在一定范围内时，根据现有技术标准，就建立了硬化。 
图3a和3b举例说明了本发明的另一个实施例，其中解释了对图1中物体101的层100E的照射。 
光敏材料可以例如包括环氧树脂，丙烯酸酯或其任意的混合。 
例如上述的照射器件3与已经介绍的图2中的器件相比，照射了层100E，该层意在用一个波长内容沿一个方向(如图3a所示、例如436nm)形成最终所需原型的一部分。 
意在形成支持结构102的一部分的层100E的那部分，用另外的波长内容沿回程方向来照射，如图3b所示。波长内容可以是例如350nm至400nm。 
图4a和4b举例说明了本发明的另一个实施例，其可以在本发明的范围内应用。 
图4a和图4b显示了形式为微观结构光闸的空间光调制器(SLM)，即MEMS器件400。所示的SLM可以例如通过图2的光导8中的一个来照射。图2所示的器件可以因此而包括例如6×8＝48个上述类型的SLM。 
所示的SLM有利于在各层的单次扫描移动中形成有区别的照射，而不是上述的两次。 
所示的MEMS SLM400基本包括底板420，其供给有光通道和大量电气启动的光闸。每个光闸都由微透镜供给，其中微透镜设置在微透镜411A、411B、412A、412B等的微透镜阵列410中。大量的微透镜411B、412B等设有光学滤光器。 
如图4b所示，光束401将“无影响地”(也即，带有通常的光学损失)穿过透镜411A，并形成光束402，而相邻的微透镜411B会把光束403过滤以形成频谱修改的光束404。 
显然，开关独立光闸的软件控制有利于，例如在渐进的扫描中，原型“像素”由例如411A、412A等照射，而支持结构“像素”由例如411B、412B等照射。 
显然，两个或多个光学滤光器可以应用在上述示例中，以获得三个或多个不同的结果特性。 
图5显示了本发明的另一个可选实施例，其应用在图2的设备中，其中上述修改过的(带有滤光器)SLM换为通常的SLM诸如DMD、LCD或其它可买到的器件。 
在该实施例中，光源装置6已经修改成包括两种不同的滤光器50和51装置(相对于光源52)，由此提供光源装置的光学输出，其中波长内容取决于所应用的滤光器50、51。 
显然，上述类型的三种或多种光学滤光器可以应用在上述示例中，以获得多于两个不同的结果特性。 
因此，例如一种滤光器50可以应用在沿图3a的方向扫描时，而沿图3b的其它方向扫描时，应用另一种滤光器。 
图6a和6b显示了本发明的范围内的多个原理的一个，这是当在如图1和图3a至图3b所示的系统内进行照射时。 
基本上，该系统包括照射源(LS)，优选地UV光源，例如以短弧隙灯的形式。光源建立了大量的独立控制光束，其通过光导装置LGA和照射单元IU而具有第一波长内容IMLB1。照射单元IU可以包括例如一个或多个空间光调制器，诸如DMD或透射性的微观结构光调制器。 
照射单元IU通过建立所需的控制数据的控制单元CU来控制。 
在图6a中，快速原型开发介质RPM的层在第一照射步骤内沿一个方向用具有第一波长内容的调制光束IMLB1来照射。介质的照射点在固化期间获得所需的机械或化学特性。 
在图6b中，相同的层在多个照射步骤中曝光，而同时介质的照射点MP通过调制光束IMLB2而曝光，该调制光束IMLB2具有对应于所需的机械或化学特性的另一波长内容。 
应当注意，使用多个调制照射光束会在每个照射步骤之间导致非常短的及典型地等时的延迟，由此相对于最终获得物体的特性而获得所需的可预见性。 
图6c显示了本发明的备选实施例，其中整个层用两个或优化地更多的不同波长内容IMLB1和IMLB2来曝光，在一个照射步骤内，通过由例如相应于图2所示的一个系统3来扫描。 
这种扫描可以简化，因为系统可以用两个不同波长内容同时照射。 
图6d显示了本发明的另一个备选实施例，其中快速原型开发介质的整个层用两个、或任选地更多的不同波长内容IMLB1和IMLB2来进行闪光曝光，作为整个截面的一次数字调制闪光曝光。 
而且，上述技术可以包括在一个照射头或扫描条内(例如图2所示)或者例如两个或多个分开的移动曝光头内使用多个照射单元。 

Claims (27)

1.一种对至少一个快速原型开发介质(RPM)进行照射的方法，其中，通过利用至少一个照射源(LS)来提供至少两束至少部分联立的独立控制光束，利用由控制单元控制的照射单元所包括的至少一个空间光调制器来将所述至少两束至少部分联立的独立控制光束调制成至少两束至少部分联立的独立调制光束(IMLB)，并将所述至少两束至少部分联立的独立调制光束(IMLB)投射到所述快速原型开发介质(RPM)的相同的层上，从而完成所述照射，且所述快速原型开发介质用具有至少两个不同波长内容(WLC1，WLC2)的光束(IMLB)来照射，并且，当用具有至少两个不同波长内容的光束照射时，所述快速原型开发介质可以进行不同固化，使得所述快速原型开发介质的相同的层在照射时具有不同的特性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述照射通过把至少五束联立的独立调制光束(IMLB)投射到所述快速原型开发介质(RPM)上来完成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两束联立的独立调制光束根据照射控制信号(ICS)通过至少一个空间光调制器来调制。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两束联立的独立调制光束(IMLB)具有至少两个不同的波长内容。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述照射在一个照射步骤内完成。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述照射通过在所述调制光束和所述快速原型开发介质(RPM)之间的相对扫描移动而在一个照射步骤内完成。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述照射通过把所述调制光束在所述快速原型开发介质(RPM)上进行闪光曝光而在一个照射步骤内完成。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两束联立的独立调制光束(IMLB)在第一照射步骤(ILS1)内具有第一波长内容(WLC1)，且所述至少两束联立的独立调制光束(IMLB)在第二照射步骤(WLC2)中具有另一个波长内容(WLC2)。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快速原型开发介质(RPM)在不同的调制点(MP)进行照射。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个空间光调制器包括液晶显示器、聚合物分散液晶、锆钛酸铅镧、铁电液晶显示器或克尔盒。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个空间光调制器包括基于反射的机电光阀。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个空间光调制器包括透射性的机电光阀。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两束联立的独立调制光束(IMLB)通过至少一个照射源(LS)经过光导装置来提供。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用不同波长内容的照射导致了所述最终物体(101)的取决于所应用波长内容的不同特性。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述照射是层式建立的。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述层式照射提供了由所述快速原型开发介质的固化而产生的物体(101，102)，所述固化从所述照射中获得。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同波长内容中的一个应用于照射物体(101)，而至少一个其它波长内容应用于照射至少一个支持结构(102)。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述支持结构(102)由于所述至少一个其它波长内容的照射而是可移除的或较易移除的。
19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述照射源(LS)包括一个或多个单色激光、一个或多个宽带照射源或其任意结合。
20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述照射源(LS)是紫外光源。
21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括照射和制造包括了一个或多个层的物体。
22.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述照射通过把至少十束联立的独立调制光束(IMLB)投射到所述快速原型开发介质(RPM)上来完成。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述照射通过把至少二十束联立的独立调制光束(IMLB)投射到所述快速原型开发介质(RPM)上来完成。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述照射通过把至少上百束联立的独立调制光束(IMLB)投射到所述快速原型开发介质(RPM)上来完成。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述照射通过把至少上千束联立的独立调制光束(IMLB)投射到所述快速原型开发介质(RPM)上来完成。
26.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基于反射的机电光阀是数字微反射镜器件空间光调制器。
27.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述宽带照射源是短弧隙灯。
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