CN109922963A - 用于增材制造的多材料分离层 - Google Patents

用于增材制造的多材料分离层 Download PDF

Info

Publication number
CN109922963A
CN109922963A CN201780068444.0A CN201780068444A CN109922963A CN 109922963 A CN109922963 A CN 109922963A CN 201780068444 A CN201780068444 A CN 201780068444A CN 109922963 A CN109922963 A CN 109922963A
Authority
CN
China
Prior art keywords
material layer
layer
container
bound
manufacturing device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780068444.0A
Other languages
English (en)
Inventor
马尔钦·斯拉茨卡
本杰明·弗朗茨达莱
沙恩·怀顿
詹森·利文斯顿
伊安·弗格森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Form Lab Co
Formlabs Inc
Original Assignee
Form Lab Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Form Lab Co filed Critical Form Lab Co
Publication of CN109922963A publication Critical patent/CN109922963A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/255—Enclosures for the building material, e.g. powder containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
    • B29C64/135—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/245—Platforms or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00—Layered products having a general shape other than plane
    • B32B1/08—Tubular products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/04—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/04—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B25/08—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/14—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising synthetic rubber copolymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/20—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising silicone rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/283—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polysiloxanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/308—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising acrylic (co)polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B32B27/322—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins comprising halogenated polyolefins, e.g. PTFE
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2823/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as mould material
    • B29K2823/18—Polymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms, e.g. polymers of butylene, e.g. PB, i.e. polybutylene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2883/00—Use of polymers having silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only, in the main chain, as mould material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037—Other properties
    • B29K2995/0065—Permeability to gases
    • B29K2995/0067—Permeability to gases non-permeable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/10—Coating on the layer surface on synthetic resin layer or on natural or synthetic rubber layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/28—Multiple coating on one surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/412—Transparent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/51—Elastic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/546—Flexural strength; Flexion stiffness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242—Non-permeable
    • B32B2307/7244—Oxygen barrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00—Containers; Receptacles
    • B32B2439/02—Open containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Abstract

根据一些方面，提供了一种用于增材制造装置的容器，所述增材制造装置被配置成通过使液体光聚合物固化以形成固化的光聚合物的层来制造部件。容器可以包括层合的多材料层，该层合的多材料层除了在上表面上的阻挡层之外，具有弹性第一层，所述层合的多材料层有助于固化的光聚合物从容器的分离，所述阻挡层保护第一层不暴露于液体光聚合物中的可能与第一层的材料不相容的物质。

Description

用于增材制造的多材料分离层
技术领域
本发明一般地涉及用于在增材制造(例如，三维打印)期间使部件从表面分离的系统和方法。
背景技术
增材制造(例如，三维(3D)打印)通常通过使部分构建材料在特定位置处凝固来提供用于制造对象的技术。增材制造技术可以包括立体光刻、选择性或熔融沉积成形、直接复合制造、层合对象制造、选择性相区沉积、多相喷射凝固、弹道颗粒制造、颗粒沉积、激光烧结或其组合。许多增材制造技术通过形成通常为期望对象的截面的相继的层来构建部件。通常，各层形成为使得其粘附至先前形成的层或在其上构建对象的基底上。
在一种被称为立体光刻的增材制造方法中，通过通常首先在基底上然后一个在另一个的顶部上相继地形成可固化聚合物树脂的薄层来创建固体对象。曝光于光化辐射使液体树脂的薄层固化，这使其硬化并粘附至先前固化的层或构建平台的底表面。
发明内容
根据一些方面，提供了一种用于增材制造装置的容器(container)，所述增材制造装置被配置成通过使液体光聚合物固化以形成固化的光聚合物的层来制造部件，所述容器包括：顶部敞开式贮器(vessel)，其具有内部底表面，内部底表面的至少一区域对至少一种波长的光化辐射是透明的；以及层合的多材料层，其结合至贮器的内部底表面并且被配置成促进固化的光聚合物从层合的多材料层的暴露表面的分离，层合的多材料层包括第一材料层和第二材料层，所述第一材料层结合至内部底表面的所述区域的至少一部分，所述第二材料层结合至所述第一材料层的至少一部分，所述第二材料层具有至少10Barrer的氧渗透率并且形成容器的暴露表面。
根据一些方面，提供了一种增材制造装置，所述增材制造装置被配置成通过使液体光聚合物固化以形成固化的光聚合物的层来制造部件，所述增材制造装置包括：至少一个光化辐射源，其被配置成产生包括第一波长的辐射的光化辐射；光聚合物容器，其包括顶部敞开式贮器和层合的多材料层，所述顶部敞开式贮器具有内部底表面，内部底表面的至少一区域对第一波长的光化辐射是透明的，所述层合的多材料层结合至所述贮器的内部底表面并且被配置成促进固化的光聚合物从所述层合的多材料层的暴露表面的分离，所述层合的多材料层包括第一材料层和第二材料层，所述第一次材料层结合至内部底表面的透明区域的至少一部分，所述第二材料层结合至所述第一材料层的至少一部分，所述第二材料层具有至少10Barrer的氧渗透率并且形成容器的暴露表面。
前述设备和方法实施方案可以用上述或下面进一步详细描述的方面、特征和动作的任意合适组合来实施。结合附图从以下描述中可以更全面地理解本教导的这些和其他方面、实施方案以及特征。
附图说明
附图不旨在按比例绘制。为了清楚起见，可能未在每幅图中标出每个组件。在图中：
图1A至1C示出了根据一些实施方案的形成部件的复数个层的立体光刻打印机的示意图；
图2描绘了根据一些实施方案的具有层合的双材料分离层的说明性容器；以及
图3A至3B描绘了根据一些实施方案的说明性增材制造装置。
具体实施方式
提供了用于在增材制造期间使部件从表面分离的系统和方法。如上所述，在增材制造中，可以在构建平台上形成复数个材料层。在一些情况下，一个或更多个层可以形成为与除另一层或构建平台之外的表面接触。例如，立体光刻技术可以使树脂的层形成为与另外的表面(例如，液体树脂所处的容器)接触。
为了举例说明其中部件形成为与除另一层或构建平台之外的表面接触的一种示例性增材制造技术，图1A至1C中描绘了反向立体光刻打印机。示例性立体光刻打印机100在构建平台上形成面向下方向的部件，使得部件的层形成为与除先前固化的层或构建平台之外的容器的表面接触。在图1A至1C的实例中，立体光刻打印机100包括构建平台104、容器106、轴108和液体树脂110。面向下的构建平台104与填充有液体光聚合物110的容器106的底面相对。图1A表示在构建平台104上形成部件的任何层之前立体光刻打印机100的配置。
如图1B所示，部件112可以逐层形成，其中初始层附接至构建平台104。容器的底面对光化辐射可以是透明的，光化辐射可以针对液体光固化树脂的薄层的置于容器的底面上的部分。暴露于光化辐射使液体树脂的薄层固化，这使其硬化。当层114形成时，其至少部分地与先前形成的层和容器106的表面二者接触。固化的树脂层的顶侧通常与除容器的透明底面之外的构建平台4的底表面结合或与先前固化的树脂层结合。为了在形成层114之后形成部件的另外的层，必须破坏层与容器的透明底面之间发生的任何结合。例如，层114的表面的一个或更多个部分(或整个表面)可能粘附至容器，因此必须在形成后续层之前去除该粘附。
如本文所使用的，部件从表面的“分离”是指去除将部件连接至表面的粘合力。因此，可以理解，如本文所使用的，部件和表面可以经由本文所述的技术分离，虽然在紧接着分离之后可能仍然彼此接触(例如，在边缘和/或角部处)，但是只要他们不再彼此粘附即可。
用于降低部件与表面之间的结合强度的技术可以包括抑制固化过程或在容器的内部设置高度光滑的表面。然而，在许多使用情况下，必须施加至少一些力以从容器移除固化的树脂层。
图1C描绘了一种示例性方法，其中可以通过旋转容器而向部件施加力以使容器从部件机械地分离。在图1C中，立体光刻打印机100通过使容器绕容器一侧上的固定轴108枢转而使部件112从容器106分离，从而使容器的远离固定轴的端部移动距离118(其可以为任何合适的距离)。该步骤涉及使容器106远离部件112旋转以使最近产生的层从容器分离，其后可以使容器朝向部件返回旋转。
在一些实施方式中，构建平台104可以远离容器移动以为在部件与容器之间形成新的液体树脂层创建空间。构造平台可以在上述容器106的旋转移动之前、期间和/或之后以这种方式移动。无论构建平台何时移动，在构建平台移动之后，可获得新的液体树脂层以用于暴露并添加至正在形成的部件。可以继续上述固化过程和分离过程的各个步骤，直到完全创建该部件。例如在上述步骤中，通过使部件和容器基底逐渐地分离，可以使部件和容器分离所需的峰值力和/或总力最小化。
然而，由于在上述过程期间施加力，因此可能出现许多问题。在一些使用情况下，分离过程可以向部件本身施加力和/或通过部件本身施加力。在一些使用情况下，施加至部件的力可能使部件从构建平台而不是容器分离，这可能中断制造过程。在一些使用情况下，施加至部件的力可能引起部件本身的变形或机械故障。
在一些情况下，在分离过程期间施加至部件的力可以通过在容器的内部底表面上施加合适材料的层来减小。这样的层有时被称为“分离层”。用于形成分离层的合适材料通常表现出弹性并且在分离期间通过其与容器的接触而减小施加至部件的力。以这种方式在本领域中通常使用的一种说明性材料为聚二甲基硅氧烷，也称为PDMS。几种类型的PDMS(例如，作为Sylgard 184市售的PDMS配制物)已经被用于在更加刚性的基底的顶部上设置光化透明的离型层，例如美国专利申请第14/734,141号中所述的。已知PDMS提供显著程度的氧透过率和显著程度的光化透明度。PDMS还提供被认为有利于分离层的显著的弹性和机械特性。然而，PDMS的一个缺点在于其在暴露于某些物质时倾向于进行不期望的反应或改变。以这种方式，据说PDMS与这些物质不相容。
当与包含那些不相容物质的光聚合物一起使用时，PDMS和其他弹性材料与某些物质的不相容性可能对分离层造成各种不期望的变化，例如弹性材料的机械特性或光学特性的劣化。例如，已经发现某些物质(例如，丙烯酸异冰片酯)导致PDMS膨胀、“溶胀”或者甚至从其他材料分离。该行为可能使得施加至立体光刻打印机中的容器的内部的PDMS分离层不可用。因此，尽管PDMS分离层具有低成本和其他优点，但是认为用于光聚合物的某些潜在目标物质不适用于包括这样的分离层的立体光刻树脂容器。
虽然存在与用于光聚合物的上述潜在目标物质可相容的可以用于在容器中形成分离层的其他材料，但是那些材料通常不表现出用于增材制造的其他期望特性。例如，材料可能是可相容的，但是当用于在减小施加至部件的力的同时促进部件从容器的分离时，可能不具有期望的机械特性(例如，弹性)。特别地，由于看起来材料的氧渗透率抑制至少一些光聚合物的固化，因此氧渗透率是对分离层非常期望的特性。由于固化抑制而在容器的表面处产生未固化的树脂的薄层有助于固化的树脂从容器的分离，因为该层减小新形成的固体树脂的层与容器之间的粘合力。然而，一般而言，高度氧可渗透的材料与上述用于光聚合物的潜在目标物质是不相容的，并且任何高氧可渗透的材料可能是过分昂贵的。
本发明人已经认识并理解，由不同材料层合的层形成的分离层可以在与不相容于弹性材料本身的用于光聚合物的潜在目标物质相容的同时，提供弹性材料(如PDMS)的上述优点。因此，层合的多材料分离层可以表现出期望的机械特性以用于部件从层的分离以及足够的氧渗透率以抑制树脂的固化，同时还与各种各样的物质相容。通常，本发明的实施方案可以以这样的方式有利地使用两种或更多种材料以形成分离层：由两种或更多种材料中的任一者提供的优点被增加或获得，而通常与两种或更多种材料的任一者相关的缺点被减小或最小化。如本文所述的分离层可以附接至现有容器和/或可以形成容器的部分。
根据一些实施方案，在增材制造装置的正常操作期间，通过位于光聚合物与第一材料之间充当“阻挡层”的第二材料来防止第一材料(例如，PDMS)与光聚合物接触。将这样的层合的分离层施用于液体光聚合物容器的内部可以有效地且以比其他解决方案可能更低的成本提供包括机械特性、光学特性和化学特性的特性组合。在一些实施方案中，一个或更多个材料层可以与一个或更多个阻挡层组合以形成层合的多材料层，所述层合的多材料层形成在增材制造装置中使用的容器(例如，作为图1A至1C中的容器106)的内部底表面。
在一些情况下，包括第一材料和阻挡层的层合的多材料层可以采用不可渗透的材料(例如，氟化乙烯丙烯(FEP))作为阻挡层。然而，虽然FEP由于其不可渗透性而可以在光聚合物与第一材料之间提供适当的阻挡，但是它不抑制其表面处的树脂的固化，如上所述，这是期望的，因为抑制固化可以有助于容器与固体光聚合物的新固化的层的分离。同样，具有比FEP更高的氧渗透率和/或氧选择性的阻挡层是更期望的，因为这些特性中的一者或两者导致抑制光聚合物固化，这进而有助于分离。
根据一些实施方案，结合至增材制造装置的容器或其他部件的层合的多材料层对其中放置容器的增材制造装置所使用的至少那些波长的光化辐射可以基本上是透明的。例如，使用波长为405nm的激光束使光聚合物固化的增材制造装置可以使用其中容器和多材料层包括对405nm光透明的部分(虽然这些部分在其他波长处也可能是透明的)的具有层合的多材料层的容器。应注意，多材料层的任一个或更多个层和/或容器可以包括不那么透明的部分，只要存在允许光投射到容纳在容器中的光聚合物的区域上的穿过各个组件的透明窗口即可。
以下是与用于在增材制造期间使部件从表面分离的系统和方法相关的各个概念的更详细描述以及所述系统和方法的实施方案。应理解，本文所述的各个方面可以以多种方式中的任一者来实施。本文提供具体实施方式的实例仅用于举例说明性目的。此外，以下实施方案中描述的各个方面可以单独使用或以任意组合使用，并且不限于本文明确描述的组合。
虽然本文主要公开的实施方案关于由本申请的受让人Formlabs,Inc.出售的“Form 2”3D打印机以及关于立体光刻，但是本文所述的技术可以同样适用于其他系统。在一些实施方案中，经由如本文所述的一种或更多种增材制造技术制造的结构可以由复数个层形成或者可以包括复数个层。例如，基于层的增材制造技术可以通过形成一系列层来制造对象，这些层可以通过观察对象来检测，并且这样的层可以为任意尺寸，包括10微米至500微米的任意厚度。在一些使用情况下，基于层的增材制造技术可以制造包括不同厚度的层的对象。
图2描绘了根据一些实施方案的说明性的具有双材料层合的分离层的光聚合物容器。在图2的实例中，容器200(其可以用作例如图1A至1C的系统中的容器106)包括施加有包括第一层201和阻挡层202的分离层的主体206。第一材料和阻挡层一起包括层合的多材料分离层。从图中可以看出，放置在容器200中的液体光聚合物将在阻挡层202的表面203处接触阻挡层202，但不会接触第一层201。容器主体206可以包含丙烯酸类树脂、玻璃和/或至少部分光化透明的任何材料。在一些实施方案中，容器主体206由刚性材料形成。
根据一些实施方案，第一层和阻挡层的相对表面(在204处)可以彼此形成界面。例如，第一层的表面和阻挡层的表面可以彼此结合或以其他方式粘附。第一层201的表面208可以结合或以其他方式粘附至形成容器206的下部的材料的表面和/或至其光学透明部分。
如图2的实例中所示，第一层201的表面204不与由容器200所容纳的光聚合物接触，而是仅与阻挡层202和形成容器206的边缘的材料接触。因此，与光聚合物206内的各个物质化学地相容对第一层201可能不是必要的。在阻挡层202对给定物质相对不可渗透的程度上，对于可能发生的任何不需要的相互作用或反应，光聚合物内的物质将在第一层201处或内不可获得。
在一些实施方案中，第一层201可以被描述为提供机械基底层。在这样的实施方案中，机械基底层可以由具有弹性的相对软的固体材料形成，而阻挡层仅需要足够的柔性以便不限制基底层的移动，同时将阻挡层设置在液体光聚合物与机械基底层之间。
在某些优选的实施方案中，形成阻挡层202的材料可以包括聚甲基戊烯(也称为PMP)，可以基本上由聚甲基戊烯组成，或者可以由聚甲基戊烯组成。PMP可以例如以商标TPX从Mitsui Chemicals America,Inc.获得。本发明人已经认识到PMP材料具有几个关于立体光刻应用的有利特性，包括非常低的表面张力(小于50mN/m)、允许较低的分离力、对光化辐射的高程度的透明度、低折射率、高气体(特别是氧)渗透率、以及优异的对用于液体光聚合物的各种潜在目标物质的耐受性。
根据一些实施方案，阻挡层202的厚度可以为0.001”至0.010”、0.005”至0.025”、0.0025”至0.0075”、0.002”至0.006”、或0.003”至0.005”。在一些实施方案中，阻挡层为薄膜。例如，阻挡层可以为厚度为0.003”至0.005”的PMP的薄膜。
如上所讨论的，由于氧渗透性抑制光聚合物的固化，因此可以优选选择阻挡层的一种或更多种材料以具有足够的氧渗透性，从而实现这样的固化抑制。此外，为了使多材料层与各种光聚合物物质相容，可以选择对光聚合物内的期望物质(其在至少一些情况下还可以与第一层的材料不相容)相对不可渗透的阻挡层。本发明人已经认识到表现出这些期望特性的几种合适材料。因此，根据一些实施方案，阻挡层可以包含：PMP、氟硅氧烷、氟硅氧烷丙烯酸酯、聚甲基戊烯、聚(1-三甲基甲硅烷基-1-丙炔)、基于聚四氟乙烯的氟塑料或无定形氟塑料、PTFE或来自Dupont的商标为Teflon或Teflon AF的类似材料、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、或其组合。
根据一些实施方案，第一层201一种或更多种材料可以选择成具有减少的对于材料与容纳在容器200中的液体光聚合物中的物质的化学相容性的担忧。在一些实施方案中，第一层201的材料包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)。例如，使用可作为Sylgard 184从DowCorning商购获得的PDMS材料与也可从Dow Corning获得的Sylgard 527以3:1的比例混合在一起而组合作为第一层的材料。
根据一些实施方案，第一层可以为倾倒至容器底部至约1mm至10mm的深度并且固化成弹性固体的材料(例如，PDMS)的铸层。在另一些实施方案中，可以在第一层中使用除PDMS之外的材料，包括迄今为止由于与普通液体光聚合物材料的化学不相容性而未考虑用于分离层的材料。因此，可以使对光化辐射具有所需的透明度的各种弹性体材料适用于这样的分离层。作为一个实例，可以选择各种形式的热塑性聚氨酯(TPU)以提供可接受的程度的弹性和透明度。根据一些实施方案，用于第一层的有利材料的根据肖氏A型(Shore TypeA)测量的硬度计值可以为约10至50，其中20至30的范围是最成功的。
另外，使用选择的对氧相对可渗透的材料的实施方案显示出相对于其中第一层或阻挡层缺少这样的特性的实施方案的特定优点。如上所述，氧可以倾向于抑制某些光聚合物化学过程中的光聚合反应。该抑制效应可能产生沿着分离层的表面的未固化的液体光聚合物的薄层，潜在地改善分离性能。作为一个实例，通常用于形成分离层的PDMS材料可以具有约500Barrer的相对高的氧渗透率。
在使用具有相对低的氧渗透率的阻挡层的实施方案中，可能无法可靠地形成在分离层的表面上的这样的抑制层。如上所讨论的，由FEP材料形成的阻挡层可以提供关于其化学弹性的某些优点，但其低的氧渗透率(通常低于5Barrer)减小或消除了分离层表面附近的液体光聚合物内的任何氧抑制效应。另一方面，具有相对较高程度的氧渗透率的材料(例如，PDMS)可能缺少足够的化学弹性或者提供对光聚合物化合物不足的阻挡。因此，为阻挡层选择适当的材料可以寻求氧渗透率和/或选择性与第一层材料的化学不敏感性的平衡。其他因素(包括成本、机械稳健性和可制造性)也可能影响这样的决定。
根据一些实施方案，为阻挡层选择具有最大氧渗透率的还与液体光聚合物的化合物相容的材料可以是有利的。在不同实验中，本发明人发现例如上述PMP在提供约35Barrer的足够的氧渗透率的同时具有优越的化学相容性和弹性。然而，具有大于10Barrer至20Barrer的Barrer值和可接受的相容性的其他材料也可以是有利的，其实例已经讨论如上。此外，如本领域技术人员可以理解的，抑制除氧之外的物质可能与某些光聚合物化学过程相关。在这样的情况下，关于对氧的渗透率特性的先前观察适用于替代抑制物质及其通过所选择的材料的渗透率。
还可以有利的是选择与液体光聚合物接触的阻挡层中的一种或更多种材料，使得液体光聚合物和所选择的材料相对于彼此具有高程度的润湿性。特别地，可能期望增材制造装置能够形成液体光聚合物的薄膜，所述薄膜具有对于随后暴露于光化辐射的材料的表面一致的厚度。施加至具有低的部分润湿性的阻挡层材料的液体光聚合物可能倾向于形成珠或者另外倾向于内聚而不是在材料的表面上容易地铺展成基本上均匀的薄层。同样，FEP表面、Teflon AF表面和其他这样的“非粘性”表面(其通常包括具有低表面能的表面)对液体光聚合物提供不良的润湿表面。虽然该低表面能可以有利于固化的光聚合物的分离，但是对于形成液体光聚合物的薄膜是不期望的。相比之下，虽然事实上PMP对固化的光聚合物具有优异的可分离性，但是本发明人已经确定PMP与FEP相比对宽范围的液体光聚合物基本上更加可润湿，使得可以对于由PMP形成的第一材料更可靠地形成光聚合物的薄膜。
如本文所述的层合的多材料分离层提供了相对于常规分离层(例如仅使用PDMS)的许多另外的优点。作为一个实例，仅由PDMS形成的分离层具有公知的以称为“混浊”或“起雾”的方式劣化的趋势。不希望受限于特定理论，本发明人假定该形式的劣化可能基本上是由于光聚合物物质扩散和/或吸收到PDMS材料中以及PDMS材料内的后续化学反应。然而，阻挡层材料(例如PMP)的相对不可渗透性显著增加了如本文所述的光聚合物容器的有效工作寿命。这被认为部分是由于光聚合物物质通过阻挡层材料进入分离层的主体中的迁移显著减少。这种迁移减少和/或分离层劣化过程减少进一步有利于允许使用本发明的实施方案形成的部件的有效分辨率和精确度的显著增加。这被认为部分是由于光聚合物物质进入分离层中的迁移减少和随后的劣化过程减少导致光化辐射透射过分离层的一致性提高。此外，本发明人观察到穿过层合的多材料分离层的光化辐射的散射显著减少。
包括多材料分离层的容器可以以各种方式进行制造。作为一个实例，由PMP膜阻挡层和PDMS的第一层形成的分离层可以以以下步骤形成：首先，可以将约120ml未固化的PDMS材料(例如，Sylgard 184)引入底部尺寸为217mm×171mm的透明丙烯酸类树脂容器中并使PDMS材料固化；随后，可以向容器中先前固化的PDMS材料的顶部上引入20ml至25ml另外未固化的PDMS材料；然后可以在PDMS层的顶部放置与PDMS区域相同尺寸的PMP膜的薄膜，使得未固化的PDMS在PMP膜和先前固化的PDMS材料的整个区域内铺展；并且可以使用扁平施加器以确保将PMP膜齐平地施加至PDMS材料的水平表面并且完成固化过程，在PMP膜与PDMS之间形成接合部并且在PDMS与丙烯酸类树脂之间形成接合部。在其他情况下，包括多材料分离层的容器可以使用其他技术来制造，例如在随后的沉积中在第一材料上浇注阻挡材料，在第一材料上旋涂阻挡材料，在第一材料上蒸汽沉积或等离子体沉积阻挡材料，和/或可以适用于所选择的第一材料和阻挡材料的其他方法。
在一些实施方案中，可以选择多于两种材料以形成层合的分离层。多材料分离层可以例如包括三个、四个或者甚至更多个层合的层。另外地或替选地，多材料分离层的一个或更多个层可以包含存在于层的材料内的添加剂材料。在一些实施方案中，多材料分离层的层(例如，PMP层)可以包含诸如滑石或玻璃矿物填充物的材料。通常，虽然这样的添加剂可以增加膜材料的不透明度，但是紧邻曝光的光学平面的不透明度的增加可能仅导致在形成过程中使边缘的准确度或精确度降低。在一些实施方案中，第一层和/或阻挡层可以为纤维复合膜，例如于2016年12月22日提交的题为“Systems and Methods of FlexibleSubstrates for Additive Fabrication”的美国申请第15/388,041号中公开的，其通过引用整体并入本文。
在一些实施方案中，多种形式的PDMS可以组合在一起以形成多材料分离层的第一层。作为一个实例，Sylgard 184可以与Sylgard 527以三比一的比例组合并形成为如上所述的第一层。作为另一个实例，通过施加基本上位于第一层与阻挡层之间和/或位于第一层与容器的表面之间的第三材料可以增强形成在第一层与阻挡层之间或第一层与容器的表面之间的结合部的强度。以这种方式，可以成功地使用可能不以其他方式强烈地粘附或根本不粘附在一起的潜在地不相容的材料。
在一些实施方案中，第一层的氧渗透率可以大于或等于100Barrer、150Barrer、200Barrer、250Barrer或300Barrer。在一些实施方案中，第一层的氧渗透率可以小于或等于800Barrer、750Barrer、600Barrer或400Barrer。上述范围的任何合适组合也是可能的(例如，氧渗透率大于或等于300Barrer且小于或等于600Barrer等)。优选地，第一层的氧渗透率可以在100Barrer至800Barrer的范围内、或在250Barrer至750Barrer的范围内、或在300Barrer至600Barrer的范围内、或在400Barrer至600Barrer的范围内。
在一些实施方案中，阻挡层的氧渗透率可以大于或等于5Barrer、10Barrer、15Barrer、20Barrer或25Barrer。在一些实施方案中，阻挡层的氧渗透率可以小于或等于100Barrer、80Barrer、60Barrer、40Barrer或35Barrer。上述范围的任何合适组合也是可能的(例如，氧渗透率大于或等于10Barrer且小于或等于40Barrer等)。优选地，阻挡层的氧渗透率可以在10Barrer至100Barrer的范围内、或在15Barrer至60Barrer的范围内、或在10Barrer至40Barrer的范围内、或在20Barrer至35Barrer的范围内。
该阻挡层具有相对于光聚合物中的化合物的显著程度的对氧或替代抑制物质选择性还可以是有利的。特别地，诸如PMP聚合物膜的材料可以形成对不同化合物具有期望渗透率的膜。这样的膜的渗透程度可以至少部分地取决于渗透材料的特定化合物。对于相对不可渗透的材料，由化合物的分子大小而引起的变化对于任何受限的渗透率可能是主要因素。然而，对于更加可渗透的材料，渗透率可以部分地根据化合物的其他化学特性而变化。在给定材料对第一化合物比对第二化合物更加可渗透的程度上，就说该材料对第一化合物具有相对于第二化合物的“选择性”。这样的选择性可以以对第一化合物相对于第二化合物的渗透率测量值之间的比率来表示，其中该比率大于1.0。对于使用上述实例，由于FEP对所有化合物都是同样相对不可渗透的，因此给定物质相对于不同物质对于FEP的选择性可能接近1。相反，PMP可以具有相对于光聚合物化合物大于1(或大得多)的对氧的选择性。
根据一些实施方案，分离层可以包含具有比对光聚合物树脂中的化合物更高的对氧或另一相关固化抑制剂的选择性的可渗透材料。这样的分离层可以有利地允许抑制化合物(例如，氧)扩散到光聚合物中，同时防止光聚合物树脂中的化合物渗透到分离层中或通过分离层。例如，阻挡层可以具有相对于光聚合物的一种或更多种化合物的对氧的高选择性。这样的选择性可以为1至10、或2至20、或至少5、或至少10、或至少20、或至少50。
图3A至3B中示出了可以使用具有布置在其中的层合的多材料分离层的容器的另一说明性增材制造装置。例如，图3A至3B的系统300中可以采用容器200。说明性立体光刻打印机300包括支承基部301、显示器和控制面板308、以及用于光聚合物树脂的存储和分配的存储器和分配系统304。支承基部301可以包括可操作以使用该系统制造对象的各种机械组件、光学组件、电组件和电子组件。
在操作期间，光聚合物树脂可以从分配系统304被分配到容器302中。例如，容器302可以包括层合的多材料分离层，例如图2所示的容器200内的层合的多材料分离层。
构建平台305可以沿垂直轴303(如图3A至3B所示沿z轴方向取向)定位，使得正在制造的对象的面向底部的层(最低z轴位置)或构造平台305本身的面向底部的层沿z轴距容器302的底部311期望的距离。期望的距离可以根据有待在构建平台上生产或待生产到正在制造的对象的先前形成的层上的固体材料的层的期望厚度来选择。
在图3A至3B的实例中，容器302的底部311对由位于支承基部301内的辐射源(未示出)产生的光化辐射可以是透明的，使得位于容器302的底部311与构建平台305的面向底部的部分或其上正在制造的对象之间的液体光聚合物树脂可以暴露于辐射。在暴露于这样的光化辐射后，液体光聚合物可以经历化学反应，有时称为“固化”，其使暴露的树脂基本上凝固并附接至构建平台305的面向底部的部分或附接至其上正在制造的对象。图3A至3B表示在构建平台305上形成对象的任意层之前立体光刻打印机301的配置，并且为了清楚起见，也省略了在所描绘的容器302内示出任何液体光聚合物树脂。
在使材料的层固化之后，可以使构建平台305沿垂直移动轴303移动以便重新定位构建平台305，从而形成新层和/或对与容器302的底部311的任何接合部施加分离力。此外，容器302安装在支承基部上，使得立体光刻打印机301可以沿水平移动轴310移动容器，因此该移动有利地在至少一些情况下引入另外的分离力。另外设置擦拭器306，其能够沿水平移动轴310移动并且其可以在309处可拆卸地或以其他方式安装到支承基部上。
本文提及“透明”的材料。应理解，容器的透明度和布置在其上的多材料分离层的透明度如此相关，因为光化辐射将被透射到容器内的光聚合物。因此，“透明度”是指对光化辐射的透明度，其可以意指或可以不意指对所有可见光的透明度。在一些实施方案中，光化辐射可以包括可见光谱中的辐射——因此，对这样的光化辐射透明的材料将对至少一种波长的可见光是透明的。
此外，本文讨论了表现出不同程度的气体渗透率特别是氧渗透率的元件。上面提供的渗透率值可以是对于气体渗透率的任何合适的测试方案(包括差压法(包括但不限于真空法)和等压法)的结果。例如，上面提供的渗透率值可以是用于测量材料的气体渗透率的ISO 15105标准化测试方案的结果。
这样的改变、修改和改进旨在成为本公开内容的一部分，并且旨在在本发明的精神和范围内。此外，虽然指出了本发明的优点，但应理解，并非本文描述的技术的每个实施方案都包括每个所描述的优点。一些实施方案可能不实施作为本文的优点所描述的任何特征，并且在一些情况下，可以实施所描述的特征中的一个或更多个以实现另外的实施方案。因此，前面的描述和附图仅是示例性的。
本发明的各个方面可以单独使用、组合使用、或者以前面描述的实施方案中没有具体讨论的各种布置使用，因此不限制其应用于前面的描述中所阐述的或在附图中示出的组件的细节和布置。例如，可以以任何方式将一个实施方案中描述的方面与其他实施方案中描述的方面进行组合。
在权利要求中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等的序数术语来修饰权利要求要素本身并不意味着一个权利要求要素相对于另一权利要求要素的任何优先权、优先级或顺序或者执行方法的动作的时间顺序，而仅用作标记来区分具有某个名称的一个权利要求要素与具有相同名称的另一要素(除了使用序数术语以外)以区分权利要求要素。
此外，本文使用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制。本文中使用的“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”及其变型旨在包括其后列出的项目及其等同项目以及另外的项目。

Claims (20)

1.一种用于增材制造装置的容器，所述增材制造装置被配置成通过使液体光聚合物固化以形成固化的光聚合物的层来制造部件，所述容器包括：
顶部敞开式贮器，所述顶部敞开式贮器具有内部底表面，所述内部底表面的至少一区域对至少一种波长的光化辐射是透明的；以及
层合的多材料层，所述层合的多材料层结合至所述贮器的所述内部底表面并且被配置成促进所述固化的光聚合物从所述层合的多材料层的暴露表面分离，所述层合的多材料层包括：
第一材料层，所述第一材料层结合至所述内部底表面的所述区域的至少一部分；以及
第二材料层，所述第二材料层结合至所述第一材料层的至少一部分，所述第二材料层具有至少10Barrer的氧渗透率并且形成所述容器的所述暴露表面。
2.根据权利要求1所述的容器，其中所述第二材料层包含聚甲基戊烯(PMP)。
3.根据权利要求1所述的容器，其中所述第二材料层具有比所述液体光聚合物的任何化合物更高的对氧的选择性。
4.根据权利要求1所述的容器，其中所述第一材料层包含聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
5.根据权利要求1所述的容器，其中所述第一材料层的氧渗透率为至少200Barrer。
6.根据权利要求1所述的容器，其中所述第二材料层的氧渗透率为20Barrer至50Barrer。
7.根据权利要求1所述的容器，还包括在所述第一材料层与所述第二材料层之间的第三材料层，以及其中所述第二材料层通过结合至所述第三材料层而结合至所述第一材料层的所述至少一部分，所述第三材料层结合至所述第一材料层的所述至少一部分。
8.根据权利要求1所述的容器，还包括在所述第一材料层与所述内部底表面之间的第四材料层，以及其中所述第一材料层通过结合至所述第四材料层而结合至所述内部底表面，所述第四材料层结合至所述内部底表面。
9.一种增材制造装置，所述增材制造装置被配置成通过使液体光聚合物固化以形成固化的光聚合物的层来制造部件，所述增材制造装置包括：
至少一个光化辐射源，所述至少一个光化辐射源被配置成产生包括第一波长的辐射的光化辐射；
光聚合物容器，包括：
顶部敞开式贮器，所述顶部敞开式贮器具有内部底表面，所述内部底表面的至少一区域对所述光化辐射的所述第一波长是透明的；以及
层合的多材料层，所述层合的多材料层结合至所述贮器的所述内部底表面并且被配置成促进所述固化的光聚合物从所述层合的多材料层的暴露表面分离，所述层合的多材料层包括：
第一材料层，所述第一材料层结合至所述内部底表面的透明区域的至少一部分；以及
第二材料层，所述第二材料层结合至所述第一材料层的至少一部分，所述第二材料层具有至少10Barrer的氧渗透率并且形成所述容器的所述暴露表面。
10.根据权利要求14所述的增材制造装置，其中所述第二材料层包含聚甲基戊烯(PMP)。
11.根据权利要求14所述的增材制造装置，其中所述第二材料层具有比所述液体光聚合物的任何化合物更高的对氧的选择性。
12.根据权利要求14所述的增材制造装置，其中所述第一材料层包含聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
13.根据权利要求14所述的增材制造装置，其中所述第一材料层的氧渗透率为至少200Barrer。
14.根据权利要求14所述的增材制造装置，其中所述第二材料层的氧渗透率为20Barrer至50Barrer。
15.根据权利要求14所述的增材制造装置，其中所述第一材料层的厚度为1mm至10mm。
16.根据权利要求14所述的增材制造装置，其中所述第二材料层的厚度为0.001”至0.01”。
17.根据权利要求14所述的增材制造装置，还包括在所述第一材料层与所述第二材料层之间的第三材料层，以及其中所述第二材料层通过结合至所述第三材料层而结合至所述第一材料层的所述至少一部分，所述第三材料层结合至所述第一材料层的所述至少一部分。
18.根据权利要求14所述的增材制造装置，还包括在所述第一材料层与所述内部底表面之间的第四材料层，以及其中所述第一材料层通过结合至所述第四材料层而结合至所述内部底表面，所述第四材料层结合至所述内部底表面。
19.根据权利要求14所述的增材制造装置，其中所述第一材料层和/或所述第二材料层为纤维复合膜。
20.根据权利要求14所述的增材制造装置，其中所述第一材料层和所述第二材料层对所述光化辐射的所述第一波长是透明的。
CN201780068444.0A 2016-11-08 2017-11-08 用于增材制造的多材料分离层 Pending CN109922963A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662419375P 2016-11-08 2016-11-08
US62/419,375 2016-11-08
PCT/US2017/060679 WO2018089526A1 (en) 2016-11-08 2017-11-08 Multi-material separation layers for additive fabrication

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109922963A true CN109922963A (zh) 2019-06-21

Family

ID=62065935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780068444.0A Pending CN109922963A (zh) 2016-11-08 2017-11-08 用于增材制造的多材料分离层

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11167490B2 (zh)
EP (1) EP3538367A4 (zh)
JP (1) JP7130657B2 (zh)
CN (1) CN109922963A (zh)
WO (1) WO2018089526A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111745958A (zh) * 2020-06-29 2020-10-09 苏州永沁泉智能设备有限公司 投影式光固化3d打印装置
CN113085171A (zh) * 2020-01-08 2021-07-09 清锋（北京）科技有限公司 一种复合型离型膜及使用该离型膜的设备及方法
WO2021139497A1 (zh) * 2020-01-07 2021-07-15 清锋（北京）科技有限公司 一种复合型离型膜及增材制造领域使用该离型膜的设备及方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108602251A (zh) 2015-12-31 2018-09-28 福姆实验室公司 用于增材制造的柔性基底的系统和方法
US11472107B2 (en) 2017-06-14 2022-10-18 Kuraray Noritake Dental Inc. Container for stereolithography apparatus
EP3697595A4 (en) 2017-10-20 2021-07-28 Formlabs, Inc. TECHNIQUES FOR THE APPLICATION OF LIGHT IN ADDITIVE MANUFACTURING AND ASSOCIATED SYSTEMS AND PROCESSES
US10668665B2 (en) * 2017-10-24 2020-06-02 Formlabs, Inc. Method of removing debris from a liquid photopolymer in an additive fabrication device
WO2019140160A1 (en) * 2018-01-12 2019-07-18 University Of Florida Research Foundation, Inc. Three-dimensional fabrication at inert immiscible liquid interface
US11167491B2 (en) 2018-06-01 2021-11-09 Formlabs, Inc. Multi-film containers for additive fabrication and related systems and methods
CN110893682A (zh) * 2018-09-11 2020-03-20 三纬国际立体列印科技股份有限公司 动态调整抬升参数的方法
US10723069B2 (en) 2018-11-01 2020-07-28 Origin Laboratories, Inc. Method for build separation from a curing interface in an additive manufacturing process
US11104075B2 (en) 2018-11-01 2021-08-31 Stratasys, Inc. System for window separation in an additive manufacturing process
IT201800010805A1 (it) * 2018-12-06 2020-06-06 Sharebot Srl Macchina stereolitografica implementata, per produzione a ciclo continuo
US11679555B2 (en) * 2019-02-21 2023-06-20 Sprintray, Inc. Reservoir with substrate assembly for reducing separation forces in three-dimensional printing
US10766194B1 (en) * 2019-02-21 2020-09-08 Sprintray Inc. Apparatus, system, and method for use in three-dimensional printing
CN114845856A (zh) * 2019-12-18 2022-08-02 维西过渡股份有限公司 3d打印机和层压件

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160177247A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-23 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Gas permeable material
US20160200052A1 (en) * 2015-01-13 2016-07-14 Carbon3D, Inc. Three-dimensional printing with build plates having surface topologies for increasing permeability and related methods
CN106003706A (zh) * 2014-10-28 2016-10-12 全谱激光器有限公司 增材制造的离型膜/离型层、系统以及方法

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2311613A (en) 1939-04-11 1943-02-16 Owens Corning Fiberglass Corp Transparent composite material
US5122441A (en) 1990-10-29 1992-06-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for fabricating an integral three-dimensional object from layers of a photoformable composition
US5545367A (en) 1992-04-15 1996-08-13 Soane Technologies, Inc. Rapid prototype three dimensional stereolithography
JPH06226863A (ja) * 1993-02-04 1994-08-16 Hitachi Ltd 光造形装置
JPH06246838A (ja) 1993-02-26 1994-09-06 Teijin Seiki Co Ltd 光造形装置
US5549969A (en) 1995-05-12 1996-08-27 Fibre Glass-Evercoat Company, Inc. Enhanced surface for glass fiber reinforced plastics
JP2001089651A (ja) 1999-09-21 2001-04-03 Bridgestone Corp ガラス繊維強化プラスチック組成物
US7026043B2 (en) 2001-10-12 2006-04-11 Owens Corning Composites Sprl Sheet molding compound having improved surface characteristics
GB2397303B (en) * 2003-01-17 2007-04-04 Smartmembrane Corp Gas separation membranes
US20060147693A1 (en) 2005-01-04 2006-07-06 James Przybylinski Foil or film laminated enhanced natural fiber/polymer composite
US8372330B2 (en) 2009-10-19 2013-02-12 Global Filtration Systems Resin solidification substrate and assembly
EP2605898B1 (en) 2010-08-20 2020-09-30 Zydex Pty Ltd Apparatus and method for making an object
EP2668021B1 (en) 2011-01-26 2020-08-19 Zydex Pty Ltd A device for making an object
CN103608167B (zh) 2011-06-15 2017-03-01 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 基于基材的加成法制造工艺和装置
DK2726264T3 (en) 2011-06-28 2017-02-27 Global Filtration Systems Dba Gulf Filtration Systems Inc Apparatus for forming three-dimensional objects using an ultraviolet laser diode
US9802361B2 (en) 2011-08-20 2017-10-31 Zydex Pty Ltd Apparatus and method for making an object
RU2638743C1 (ru) 2012-04-13 2017-12-15 Мицубиси Электрик Корпорейшн Устройство кодирования изображений, устройство декодирования изображений, способ кодирования изображений и способ декодирования изображений
US9636873B2 (en) 2012-05-03 2017-05-02 B9Creations, LLC Solid image apparatus with improved part separation from the image plate
US10766170B2 (en) 2012-05-29 2020-09-08 Zydex Pty Ltd Device for making an object and a method for making an object
US9701068B2 (en) 2012-07-27 2017-07-11 Apple Inc. Transparent fiber composite
BR112015017976A2 (pt) 2013-02-12 2017-07-11 Carbon3D Inc impressão de interfase líquida contínua
MX350841B (es) 2013-02-12 2017-09-18 Carbon3D Inc Método y aparato para fabricación tridimensional.
WO2015133641A1 (en) 2014-03-07 2015-09-11 Canon Kabushiki Kaisha Method of producing three-dimensional shaped article
US9878470B2 (en) 2014-06-10 2018-01-30 Formlabs, Inc. Resin container for stereolithography
DE102014108634A1 (de) 2014-06-18 2016-01-07 Heraeus Kulzer Gmbh Effizienteres Verfahren zur Herstellung dreidimensionaler Objekte mittels Rapid-Prototyping
US10661501B2 (en) 2014-06-20 2020-05-26 Carbon, Inc. Three-dimensional printing method using increased light intensity and apparatus therefor
JP6720137B2 (ja) 2014-08-01 2020-07-08 ベゴ・ブレーマー・ゴルトシュレーゲライ・ヴィルヘルム・ヘルプスト・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフトＢＥＧＯ Ｂｒｅｍｅｒ ＧｏｌｄｓｃｈｌａｅｇｅｒｅｉＷｉｌｈ．Ｈｅｒｂｓｔ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ 容器アセンブリを有する光造形装置
US10201963B2 (en) 2014-08-18 2019-02-12 Formlabs, Inc. Systems and methods for an improved peel operation during additive fabrication
WO2016053512A1 (en) * 2014-10-03 2016-04-07 Google Inc. Continuous pull three-dimensional printing
WO2016112084A1 (en) * 2015-01-06 2016-07-14 Carbon3D, Inc. Build plate for three dimensional printing having a rough or patterned surface
WO2016123499A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Carbon3D, Inc. Build plates for continuous liquid interface printing having permeable base and adhesive for increasing permeability and related methods, systems and devices
US10792856B2 (en) 2015-03-13 2020-10-06 Carbon, Inc. Three-dimensional printing with flexible build plates
WO2016149097A1 (en) 2015-03-13 2016-09-22 Carbon3D, Inc. Three-dimensional printing with reduced pressure build plate unit
US20160303795A1 (en) * 2015-04-15 2016-10-20 Lehigh University All Dimension Fabrication Apparatus and Methods
CN104760291A (zh) 2015-04-24 2015-07-08 京东方科技集团股份有限公司 一种3d打印装置和方法
CN105014974B (zh) 2015-08-10 2017-10-13 浙江大学 一种高速光固化3d打印装置和打印方法
US11220051B2 (en) 2015-09-25 2022-01-11 Carbon, Inc. Build plate assemblies for continuous liquid interphase printing having lighting panels and related methods, systems and devices
US20180290380A1 (en) 2015-10-15 2018-10-11 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Method for forming a three dimensional body from a mixture with a high content of solid particles
CN108602251A (zh) 2015-12-31 2018-09-28 福姆实验室公司 用于增材制造的柔性基底的系统和方法
JP7169270B2 (ja) * 2016-06-20 2022-11-10 ビー９クリエーションズ エルエルシー 三次元付加製造生産時間を削減するためのシステムおよび方法
JP2021523036A (ja) 2018-05-07 2021-09-02 フォームラブス, インコーポレーテッドFormlabs, Inc. 積層造形のための多材料分離層
US11167491B2 (en) 2018-06-01 2021-11-09 Formlabs, Inc. Multi-film containers for additive fabrication and related systems and methods

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106003706A (zh) * 2014-10-28 2016-10-12 全谱激光器有限公司 增材制造的离型膜/离型层、系统以及方法
US20160177247A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-23 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Gas permeable material
US20160200052A1 (en) * 2015-01-13 2016-07-14 Carbon3D, Inc. Three-dimensional printing with build plates having surface topologies for increasing permeability and related methods

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. FIGOLI等: "Facilitated oxygen transport in liquid membranes: review and new concepts", 《JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021139497A1 (zh) * 2020-01-07 2021-07-15 清锋（北京）科技有限公司 一种复合型离型膜及增材制造领域使用该离型膜的设备及方法
CN113710485A (zh) * 2020-01-07 2021-11-26 清锋（北京）科技有限公司 一种复合型离型膜及增材制造领域使用该离型膜的设备及方法
CN113710485B (zh) * 2020-01-07 2023-08-18 清锋（北京）科技有限公司 一种复合型离型膜及使用该离型膜的设备及方法
CN113085171A (zh) * 2020-01-08 2021-07-09 清锋（北京）科技有限公司 一种复合型离型膜及使用该离型膜的设备及方法
CN111745958A (zh) * 2020-06-29 2020-10-09 苏州永沁泉智能设备有限公司 投影式光固化3d打印装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7130657B2 (ja) 2022-09-05
US20180126644A1 (en) 2018-05-10
JP2019534192A (ja) 2019-11-28
US11167490B2 (en) 2021-11-09
EP3538367A1 (en) 2019-09-18
WO2018089526A1 (en) 2018-05-17
EP3538367A4 (en) 2020-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109922963A (zh) 用于增材制造的多材料分离层
CN112088085A (zh) 用于增材制造的多材料分离层
CN110662644B (zh) 用于预陶瓷聚合物立体光刻的孔系统
JP6637037B2 (ja) ステレオリソグラフィーのための改善された樹脂容器
CN108602251A (zh) 用于增材制造的柔性基底的系统和方法
US20150042016A1 (en) Stereolithography machine for producing a three-dimensional object and stereolithography method applicable to said machine
US20080305343A1 (en) Self-healing materials with microfluidic networks
JP2008020722A (ja) 光導波路及びその製造方法
JP2011104590A (ja) マイクロ流体システム用支持ユニットの製造方法
US8218923B2 (en) Optical waveguide substrate with optical fiber fixation groove, process for its production, stamps for use in this production process, and opto-electronic hybrid integrated module including said optical waveguide substrate
JP2009175701A (ja) 表示装置の製造方法
CN1808194A (zh) 光学器件的形成方法
TWI628235B (zh) 可固化組合物、製備固化物品之方法及由其所形成之固化物品
CN112262328B (zh) 光控滤光片
KR101289622B1 (ko) 고투명성 무기재 양면테이프
JP4581328B2 (ja) 高分子光導波路及び光学素子の製造方法
CN102027400B (zh) 光波导的制造方法及光波导
CN1556749A (zh) 包含式光学制品的制造方法和装置
KR20210105408A (ko) 경화 반응성 실리콘 점착제 조성물 및 그 경화물 및 이들의 용도
JP2007502882A (ja) 非浸出接着剤系及び液浸対物系におけるその使用
JP2010163301A (ja) ガラス基板補修方法
IT202000003647A1 (it) Apparato per stampa 3D di tipo a foto-indurimento bottom-up, con vetro rotativo a indice di rifrazione variabile e relativo metodo di utilizzo
JP2017048576A (ja) 導水樋の設置方法
KR20210108427A (ko) 경화 반응성 실리콘 점착제 조성물 및 그의 경화물 및 이들의 용도
KR20070051601A (ko) 오엘이디 봉지캡의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190621

RJ01 Rejection of invention patent application after publication