CN105899303B - 光固化炉 - Google Patents

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Abstract

一种光固化炉(1；100)，其包括：光固化室(2)，该光固化室构造成容纳一个或更多个待光固化的物体(A)；光固化射线源(3)，该光固化射线源设置在光固化室(2)内；真空泵(4)，该真空泵具有与光固化室(2)连通的吸入管(5)；以及用于在光固化过程期间使物体(A)移动的装置(6；106)。移动装置(6；106)包括具有驱动轴(8)的电动马达(7；107)，该驱动轴与用于支撑待光固化的物体(A)的装置(9)机械地相关联，电动马达(7；107)和驱动轴(8)构造成限定物体(A)的水平旋转轴线(X)。移动装置(6；106)还包括用于在物体(A)旋转期间使物体(A)振动的装置(10；110)。

Description

光固化炉
本发明涉及用于对树脂进行光固化的炉。
具体地，根据本发明的炉有益于对施用于借助立体光刻工艺制造的物体的表面的树脂进行光固化。
众所周知，为了提高借助于立体光刻工艺制造的物体的外观美感，在该物体上涂覆一层可光固化的树脂，在光固化过程之后会使物体的表面更平滑且更均匀。
根据现有技术，该处理包括用可光固化的树脂层来涂覆物体的表面，然后在光固化室内对被涂覆的物体进行处理，其中光固化室内存在有例如由一个或更多个发射紫外线辐射的灯发出的光固化射线场。
替代性地，涂覆物体表面的光固化树脂层还可以包括由用于制造物体的立体光刻工艺自动产生的湿气。
光固化炉还包括真空泵和电动马达，真空泵具有与光固化室连通的吸入口，电动马达使待处理的物体关于基本竖向的旋转轴线旋转。
在处理期间，由马达强加在物体上的旋转有助于使物体表面的所有部分均匀地暴露于紫外线的作用下，以便获得涂覆物体的树脂的最佳光固化。
此外，光固化室内同时形成的真空条件有助于将气体从树脂中抽出，使得涂层更致密并且均匀，从而改善光固化过程。
然而，上述现有技术的炉具有若干个公认的限制和缺陷。
第一个公认的缺陷在于，由于物体关于竖向的旋转轴线旋转，在物体旋转时，涂覆物体的树脂由于重力而趋于滴落在处理室的底部并且树脂朝着物体的最底部变厚。
这种缺陷例如会发生在物体被设定成绕竖向轴线旋转的专利DE 20 2007 004266U1中所描述类型的装置中。
另一个公认的缺陷在于，除气致使树脂有气孔，使得树脂在完成处理之后具有毛茸外观。
由所述后一公认的缺陷所导致的限制在于，使用根据现有技术的炉使得不能获得光滑的表面，而只能通过借助磨具的机械抛光来实现光滑的表面。
然而，借助磨具的机械抛光带来另一限制：由于难以到达甚至不能到达物体的内部，因此借助磨具的机械抛光不能在物体的内部部分应用。
已知的专利US 2014/0013719 A1描述了一种用于对支撑在保持件上的物体进行固化的炉，该保持件以“摩天轮”式的运动旋转，因此类似于关于水平轴线的旋转运动。然而，该处理不能在真空条件下进行。
此外，已知的专利US 5,135,686描述了一种连续固化方法。
本发明的目的是为了克服上文所列的缺陷和限制。
具体地，本发明的第一个目的是提供一种光固化炉，其中，在光固化处理期间，涂覆在物体上的待光固化的树脂不易于滴落到光固化室的底部上。
本发明的另一目的是确保在光固化处理期间，树脂均匀地分布在物体的整个表面上。
另外地而非最后的目的是确保根据本发明的炉使得能够获得具有平滑且光滑的表面的物体。
上文所列的目的通过根据本发明的一方面的的光固化炉实现。
提供一种光固化炉，包括：光固化室，该光固化室构造成能够容纳一个或更多个待光固化的物体；光固化射线源，该光固化射线源设置在光固化室内；真空泵，该真空泵具有与光固化室连通的至少一个吸入管；移动装置，该移动装置适于在光固化过程期间使物体移动。其中，移动装置包括至少一个电动马达，该电动马达的驱动轴与适于支撑待光固化的物体的支撑装置机械地相关联，电动马达和驱动轴构造成限定物体的基本水平的旋转轴线。
优选地，该移动装置还包括适于使物体振动的振动装置。
优选地，振动装置与电动马达的基部相关联。
优选地，振动装置与炉的结构的基部相关联。
优选地，振动装置是一个或更多个压电式换能器。
优选地，振动装置包括超声波发生器。
优选地，电动马达是步进式马达，振动装置包括设置有可编程逻辑的电子控制装置，电子控制装置配置成能够操作步进式马达。
优选地，步进式马达实现物体的全部沿相同旋转方向进行的多个旋转。
优选地，步进式马达实现物体的在两个相反旋转方向上进行的多个旋转。
优选地，光固化射线源包括一个或多个UV射线发射器。
根据本发明的另一方面，还提供了一种用于对可光固化的树脂进行光固化的方法，其中可光固化的树脂被涂布成覆盖设置在光固化炉的光固化室内的物体的表面，该方法包括下述操作：
-用所述可光固化的树脂层来覆盖所述物体的表面；
-将所述物体设置在所述光固化室内；
-在所述光固化室内形成光固化射线场；
-在所述光固化室内形成真空；
-使所述物体在所述光固化室内旋转；
其中，物体的旋转关于基本水平的旋转轴线进行，并且光固化处理在真空条件下发生。
其中，在旋转期间使所述物体振动。
有利地，根据本发明的炉使得能够获得具有比利用已知的光固化炉能够实现的表面涂层的厚度更均匀的表面涂层的物体。
甚至更有利地，在不需要任何借助磨具的机械抛光的情况下就能获得具有光滑表面的物体。
此外有利地，所获得的物体具有光滑表面，即使是在物体的不能被磨具触及因此不能进行抛光的内部部分。
通过参照附图对作为非限制性示例提供的根据本发明的优选实施方式进行描述，将更好地说明上文所列的目的及优点，在附图中：
图1示出了根据本发明的炉的轴侧视图；
图2和图3示出了图1的炉的内部正视图；
图4示出了根据本发明的炉的另一实施方式的内部正视图。
根据本发明的光固化炉在图1中以轴侧视图示出，并且在图2和图3中以内部视图示出，其中，光固化炉总体上由1表示。
在图2中可以观察到，炉包括结构1a，该结构1a内限定有光固化室2并且设置有可闭合的门2a，并且结构1a构造成容纳涂覆有待光固化的树脂的一个或更多个物体A。
在光固化室2内，具有光固化射线源3，光固化射线源3优选地但不是必须地附接至光固化室2的顶板，并且光固化射线源3包括例如市面销售类型的一个或更多个发射UV射线的灯。
因此在光固化室2内形成光固化场，物体A浸没在该光固化场中。
限定根据本发明的炉1的结构1a基本呈平行六面体形状，而在其他实施方式中其可以为任意其他形状。
此外，光固化射线源3还可以是与市面销售的UV灯不同的类型。
结构1a包括真空泵4，该真空泵4具有与光固化室2连通的吸入管5，并且结构1a还包括用于在光固化过程期间使物体A移动的装置6。
根据本发明，移动装置6包括电动马达7，该电动马达7具有驱动轴8，驱动轴8与用于支撑待光固化的物体A的装置9机械地相关联，电动马达7和驱动轴8构造成使得物体A关于基本水平的旋转轴线X转动。
可以根据待光固化的物体A的类型来改变支撑装置9。
在相关情况下，并且仅作为示例，在图1至图3中可以观察到，物体A包括树脂环并且由支撑装置9支撑，支撑装置9包括板9a和多个抓持构件9b，板9a联接至电动马达7的驱动轴8，所述多个抓持构件9b附接至板9a，并且每个抓持构件均支撑物体A。
明显地，可以改变支撑装置的形状和大小以适应不同类型的物体，特别是不同形状和大小的物体。
有效地，根据本发明的炉用于对涂覆在物体A表面上的树脂进行固化，以使树脂平滑且均匀。
为此，物体A的表面上涂覆有通过喷射或浸没或利用其它方法涂布的可光固化的树脂。
替代性地，如先前提到的，涂覆在物体表面上的可光固化树脂层可以包括由制造出物体的立体光刻工艺自发产生的湿气。
每个物体A被放置在光固化室内，在光固化室中，每个物体A与支撑装置9相关联，并且在该特定情况下，每个物体A与各个相应的抓持构件9b相关联。
随后，关闭光固化室2的门2a，打开光固化射线源3，并且开启真空泵4和电动马达7。
在绕水平轴线X旋转期间，每个物体A的所有部分均在射线源3的光固化作用下暴露相同的时间量，这确保了物体A表面的所有部分上的树脂的完整且均匀的光固化。
此外，电动马达7的转动速度可以调节至使得每个物体A完成半圈旋转所用的时间比所涂覆的树脂因重力而脱离所用的时间少的数值，从而可以避免树脂滴落到光固化室2的底部2b上，因此实现了本发明的目的中的一个目的。
最后，物体A的关于水平轴线X的旋转能防止形成树脂聚积区域，因此实现了本发明的另一目的，即获得厚度均匀的光固化涂层。
由于光固化处理在真空条件下进行，因此也实现了再一目的：获得物体上的致密且均匀的表面涂层，这是由于包含在涂层中的气体被释放。
因此，所获得的表面是平滑且厚度均匀的，但是由于在光固化过程期间光固化室2内的负压导致从树脂中自发地产生气体，由气体产生的微气泡的存在使所获得的表面具有毛茸外观。
为了克服该缺陷并且在物体上形成光滑的表面涂层，有必要在光固化过程期间通过对涂覆在物体A上的树脂进行连续压紧而消除所形成的微气泡。
为此，如图2中所示，移动装置6还包括用于使物体A振动的装置10，该装置10包括市面销售的已知类型的一个或更多个压电式换能器11，所述一个或更多个压电式换能器11与电动马达7的基部7a相关联，或者与炉1的结构1a的基部1b相关联，如图3中所示。
振动装置还可以包括超声波发生器，该超声波发生器与电动马达7的基部7a相关联，或者与炉1的结构1a的基部1b相关联。
图4中示出了根据本发明的炉的另一实施方式，该炉总体上由标记100表示，其中，可以清楚地观察到，炉100与前述实施方式的不同之处在于，移动装置106包括步进式电动马达107和振动装置110，该振动装置110包括设置有可编程逻辑的电子控制装置112，该电子控制装置112配置成操作步进式马达107以限定旋转运动。
该旋转运动可以包括全部沿同一旋转方向进行的多个旋转，或者所述旋转运动可以包括沿相反旋转方向进行的多个旋转。
在所描述的所有实施方式中，振动运动将涂覆在物体上的树脂压紧，这是由于振动运动使由因为光固化室2内的真空条件而从树脂中自发出现的气体所产生的微气泡破裂。
因此，在光固化过程结束时，物体表面将变光滑，由此实现了本发明的另一目的。
将物体A的振动运动与物体关于轴线X的旋转相结合，从而使得能够实现下述表面涂层，所述表面涂层除了在物体的整个表面上具有均匀的厚度以及平滑、致密且均匀的光固化外观以外，该表面涂层还是光滑的，这与根据现有技术的光固化炉得到的结果不同。
因此，可以获得具有光滑表面的物体，而不需要依靠利用机械研磨装置的任何手动抛光。
并且还在物体A的所有部分上获得了光滑表面，甚至是物体的不能被机械抛光装置触及的内部部分。
根据本发明的光固化炉使得能够充分执行如下光固化方法，该光固化方法包括下述操作：
-用可光固化的树脂层来涂覆待处理的物体的表面；
-将物体设置在光固化室内；
-在光固化室内形成光固化射线场；
-在光固化室内形成真空；
-使光固化室内的物体关于大致水平的旋转轴线旋转。
本方法还可以包括使物体同时振动。
基于上文的描述，因而清楚的是，根据本发明的光固化炉使得能够实现既定的目的和优点。
对光固化炉及光固化方法做出的落在所附权利要求的范围内的任何改型和变型应当被认为受本专利的保护。

Claims (12)

1.一种光固化炉(1；100)，包括：
-光固化室(2)，所述光固化室(2)构造成能够容纳一个或更多个待光固化的物体(A)；
-光固化射线源(3)，所述光固化射线源(3)设置在所述光固化室(2)内；
-真空泵(4)，所述真空泵(4)具有与所述光固化室(2)连通的至少一个吸入管(5)；
-移动装置(6；106)，所述移动装置(6；106)适于在光固化过程期间使所述物体(A)移动，
其特征在于，所述移动装置(6；106)包括至少一个电动马达(7；107)，所述电动马达(7；107)的驱动轴(8)与适于支撑待光固化的所述物体(A)的支撑装置(9)机械地相关联，所述电动马达(7；107)和所述驱动轴(8)构造成限定所述物体(A)的基本水平的旋转轴线(X)。
2.根据权利要求1所述的光固化炉(1；100)，其特征在于，所述移动装置(6；106)还包括适于使所述物体(A)振动的振动装置(10；110)。
3.根据权利要求2所述的光固化炉(1)，其特征在于，所述振动装置(10)与所述电动马达(7)的基部(7a)相关联。
4.根据权利要求2所述的光固化炉(1)，其特征在于，所述振动装置(10)与所述炉(1)的结构(1a)的基部(1b)相关联。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的光固化炉(1)，其特征在于，所述振动装置(10)是一个或更多个压电式换能器(11)。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的光固化炉(1)，其特征在于，所述振动装置包括超声波发生器。
7.根据权利要求2所述的光固化炉(100)，其特征在于，所述电动马达(107)是步进式马达，所述振动装置(110)包括设置有可编程逻辑的电子控制装置(112)，所述电子控制装置(112)配置成能够操作所述步进式马达(107)。
8.根据权利要求7所述的光固化炉(100)，其特征在于，所述步进式马达实现所述物体(A)的全部沿相同旋转方向进行的多个旋转。
9.根据权利要求7所述的光固化炉(100)，其特征在于，所述步进式马达实现所述物体(A)的在两个相反旋转方向上进行的多个旋转。
10.根据权利要求1所述的光固化炉(1；100)，其特征在于，所述光固化射线源(3)包括一个或多个UV射线发射器。
11.一种用于对可光固化的树脂进行光固化的方法，其中，所述可光固化的树脂被涂布成覆盖设置在光固化炉的光固化室内的物体的表面，所述方法包括下述操作：
-用所述可光固化的树脂层来覆盖所述物体的表面；
-将所述物体设置在所述光固化室内；
-在所述光固化室内形成光固化射线场；
-在所述光固化室内形成真空；
-使所述物体在所述光固化室内旋转；
其特征在于，所述物体的所述旋转关于基本水平的旋转轴线进行，并且光固化处理在真空条件下发生。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述旋转期间使所述物体振动。
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