CN110121405A - 用于薄壁几何结构的增材制造的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本公开大致涉及增材制造(AM)的方法和设备，该增材制造(AM)的方法和设备使用脉冲激光器固化液态光聚合物。该方法包括使用激光器以第一绘制速度扫描光聚合物的第一部分，其中，光聚合物的第一部分对应于部件的第一部分，部件的第一部分具有小于阈值宽度的宽度。该方法还包括使用激光器以第二绘制速度扫描光聚合物的第二部分，第二绘制速度大于第一绘制速度，其中，光聚合物的第二部分对应于部件的第二部分，部件的第二部分具有大于阈值宽度的宽度。

Description

用于薄壁几何结构的增材制造的方法和设备

技术领域

本公开大致涉及基于计算机辅助设计(CAD)模型的增材制造(AM)的方法。

背景技术

与减材制造方法相比，AM工艺通常涉及一种或多种材料的堆积以制造终形或近终形(NNS)物体。虽然“增材制造”是行业标准术语(ASTM F2792)，但AM包含以各种名称已知的各种制造和成型技术，包括自由成型制造、3D打印、快速成型/加工等。AM技术能够由多种材料制造复杂的组件。通常，独立式物体可以由计算机辅助设计(CAD)模型制造。特殊类型的AM工艺使用电磁辐射(例如激光束)来固化光聚合物，创建固态三维物体。

图1是示出用于增材制造的示例性传统设备100的立体示意图。设备100使用可选的激光激活(SLA)，例如转让给3D Systems，Inc的美国专利No.5,256,340中公开的，以将部件130形成为一系列层。设备100包括容纳液态光聚合物112的桶110，该液态光聚合物112也可称为树脂。构建板116在x-y平面上定向并形成基部，部件130形成在该基部上。升降机114沿着与x-y平面正交的z轴移动构建板116。清扫器118将液态光聚合物112扩散在构建板116和部件130的预先固化层上。

激光器120提供激光束126，激光束126根据固化深度固化液态光聚合物112，该固化深度大致对应于层厚。透镜122调整激光束126的特性，例如光束宽度。扫描镜124以各种角度反射激光束126以扫描液态光聚合物112的顶层中的图案。设备100处于计算机140的控制下，该计算机140引导扫描镜124以及升降机118和激光器120。计算机控制设备100使得激光器120固化液态光聚合物112的顶层中的扫描图案。然后，升降机114沿Z轴向下移动构建板116并且清扫器118使液态光聚合物112扩散，以在预先固化的光聚合物上方形成新的顶层。该过程逐层继续，直到部件130形成在构建板116上。

各种增材制造设备在基于切片的建模技术上运行。例如，如美国专利No.5,184,307所述，立体光刻系统通常根据相应的物体代表物形成三维部件，该物体代表物可以在CAD系统等中形成。然而，在可以使用这种代表物之前，必须将其切成多个层代表物。然后，立体光刻系统将在以逐步逐层的方式构建物体的过程中，根据层代表物选择性地曝光未转变的材料层，以形成物体层，从而形成物体本身。

当曝光未转变的材料层时，扫描镜124跟踪层中的图案。通常，立体光刻系统将会控制扫描镜124以跟踪层中任何形状的轮廓，然后用一系列阴影线填充该形状。本发明人发现，各种形状，例如薄壁，不一定形成为固态部件。相反，该形状可包括部件内的未固化的液态光聚合物。通常，立体光刻系统是为快速成型而设计的，以说明设计概念。这些用途不需要一致的材料特性或严格的制造公差。因此，未固化的液态光聚合物可用于快速成型。然而，当商业制造中使用立体光刻法时，部件内的未固化的液态光聚合物导致差的材料性质(例如，结构性缺陷)，并且部件不满足制造公差。

未固化的液态光聚合物的一种解决方案是增加激光器120的功率。然而，增加的功率在部件的某些部分中引起更大z维度上的固化深度。

本发明人进一步发现，部件内未固化的液态光聚合物取决于绘制速度。通常，可用的增材制造设备设定绘制速度以尽快完成部件。可用的增材制造设备不允许用户控制绘制速度。

鉴于上述情况，可以理解的是，存在与AM技术相关的问题、缺点或劣势，并且如果可以获得形成薄壁结构的改进方法，则将是理想的。

发明内容

以下呈现了本发明的一个或多个方面的简化概要，以提供这些方面的基本理解。该概要不是所有预期方面的全面概述，并且既不意在识别所有方面的关键或关键元素，也不意在描述任何或所有方面的范围。其目的是以简化形式呈现一个或多个方面的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

在一个方面，本公开提供一种使用立体光刻设备制造部件的方法，该立体光刻设备使用激光器将液态光聚合物固化为固态聚合物。该方法包括：使用激光器以第一绘制速度扫描光聚合物的第一部分，其中，光聚合物的第一部分对应于部件的第一部分，该部件的第一部分具有小于阈值宽度的宽度。该方法还包括使用激光器以第二绘制速度扫描光聚合物的第二部分，第二绘制速度大于第一绘制速度，其中，光聚合物的第二部分对应于部件的第二部分，该部件的第二部分具有大于阈值宽度的宽度。

在另一方面，本公开提供一种立体光刻设备，立体光刻设备包括桶、脉冲激光器以及扫描镜，桶包含液态光聚合物树脂，脉冲激光器产生激光脉冲，激光脉冲照射液态光聚合物树脂，从而固化液态光聚合物树脂；扫描镜使激光束横跨液态光聚合物树脂的表面移动。立体光刻设备还包括存储器和处理器，存储器存储可执行指令，处理器通信地联接至存储器并且被构造为执行指令以控制激光器和扫描镜。当该指令被执行时，控制该设备以使用激光器以第一绘制速度扫描液态光聚合物树脂的第一部分，其中，光聚合物的第一部分对应于部件的第一部分，部件的第一部分具有小于阈值宽度的宽度，并且使用激光器以第二绘制速度扫描光聚合物的第二部分，第二绘制速度大于第一绘制速度，其中，光聚合物的第二部分对应于部件的第二部分，部件的第二部分具有大于阈值宽度的宽度。

在另一方面，本公开提供一种使用立体光刻设备制造部件的方法，该立体光刻设备使用激光器将液态光聚合物固化为固态聚合物。该方法包括使用脉冲激光器以小于每秒50英寸的绘制速度扫描液态光聚合物，脉冲激光器具有至少每秒67,000个脉冲的重复率。

在阅读下面的详细描述之后，将更全面地理解本发明的这些和其他方面。

附图说明

图1是示出用于增材制造的传统设备的示例的示意图。

图2示出部件的薄壁部分的扫描图案的示意图。

图3示出根据图2的扫描图案和大约每秒100英寸的绘制速度的激光脉冲的位置的示意图。

图4示出根据图2的扫描图案和大约每秒40英寸的绘制速度的激光脉冲的位置的示意图。

图5示出包括几个部分的部件的示例层的水平剖视图。

图6示出包括多个部分的部件的竖直剖视图。

图7是以大约每秒120英寸的绘制速度制造的两个部件的照片。

图8是以大约每秒40英寸的绘制速度制造的两个部件的照片。

图9是具有多个水平定向、以大约每秒120英寸的绘制速度制造的中空圆柱体的示例部件的照片。

图10是具有多个水平定向、使用大约每秒40英寸的绘制速度制造的中空圆柱体的示例部件的照片。

图11是示出根据本公开的一个方面的示例性增材制造系统的组件的概念图。

图12是示出制造部件的示例性方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图阐述的详细描述意在作为各种构造的描述，而不意在表示可实践本文所描述的概念的仅有构造。详细描述包括用于提供对各种概念的透彻理解的目的的具体细节。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些概念。在一些实例中，众所周知的组件以框图形式示出，以避免混淆这些概念。

图2示出部件的水平截面的扫描图案200的示意图。水平截面位于沿x轴202和y轴204的x-y平面中。应当理解的是，部件还沿与x-y平面正交的z轴延伸。部件通过在x-y平面中分层扫描图案而沿z轴形成。通常，扫描图案是从物体的层代表物导出的。设备100分析层代表物以寻找这些形状(例如，多边形)的边缘。然后，设备100绘制扫描图案，该扫描图案首先跟踪这些形状的边缘。然后，设备100将阴影线添加至扫描图案以用一系列重叠线填充边缘之间的内部空间。

扫描图案200用于包括薄壁部分210的部件。该部件可以包括未示出的其他部分。薄壁部分为大致小于0.030英寸的厚度。在一个方面，薄壁部分可以是0.020英寸厚度、0.010英寸厚度或更薄。扫描图案200包括延长薄壁部分210的长度的第一边缘线212以及延长薄壁部分210的长度的第二边缘线214。设备100可以沿相反方向扫描第一边缘线212和第二边缘线214。扫描图案200还包括阴影线220。阴影线220大致垂直于第一边缘线212和第二边缘线214。在一个方面，阴影线220可以是包括第一边缘线212和第二边缘线214之间的阴影线段222、224、226、228以及以阴影线段之间的宽度沿着第一边缘线212和第二边缘线214延伸的线段的单个路线。在另一方面，阴影线220是一系列未连接的阴影线段222、224、226、228。

阴影线段222、224、226、228之间的距离基于激光器120的光束宽度和重叠百分比。阴影线段222、224、226、228之间的距离设置使得扫描区域按重叠百分比重叠。在一方面，激光器120是脉冲激光器，该脉冲激光器按重复率以一系列脉冲照射液态光聚合物112。各种激光器可以被使用以利用期望的重复率产生期望波长的脉冲。例如，可用的SLA系统具有每秒25,000至200,000个循环的重复率。在一方面，重复率为至少每秒67,000个循环。

设备100按绘制速度跟踪扫描图案200。当扫描镜124跟踪扫描图案时，激光器120的脉冲在液态光聚合物112中照射一系列圆。在一方面，对于每个圆，最靠近中心的液态光聚合物被固化，但是在圆的边缘附近的光聚合物接受不相同的辐射强度并且不完全固化，或者不固化到相同的深度。在连续脉冲中照射的圆将依据绘制速度重叠。重叠部分暴露于更大量的辐射，并且因此固化到更大的深度。

图3示出了示例性部件300，示例性部件300包括使用传统技术和大约每秒100英寸的绘制速度形成的薄壁部分。部件300使用扫描图案200形成，扫描图案200包括第一边缘线212、第二边缘线214和阴影线段222、224、226、228。如图所示，部件300的宽度310比阴影线段222、224、226、228的长度宽一个线宽补偿312，该线宽补偿大约是固化线宽的一半。例如，线宽补偿312可以大于为1毫英寸或0.001英寸。

部件300还包括间隙。在成品部件中，间隙可以由未固化的液态光聚合物112填充，或者液态光聚合物112可以从间隙泄漏，留下多孔结构。间隙可能是设备100的遮光器操作的结果。当扫描镜124将光束移动到第一边缘线212和第二边缘线214的预先扫描部分上时，透镜122关闭遮光器以防止已经固化的光聚合物过度曝光。当扫描图案200包括薄壁结构的阴影线的快速方向变化时，遮光器阻止激光器120形成阴影线的一部分。例如，透镜122可以到达边缘线之前将遮光器关闭前边缘距离314并且在移过边缘线之后将遮光器打开后边缘距离316。一方面，前边缘距离314可以基于大约10μs的时间，并且后边缘距离316可以基于大约35μs的时间。对于宽度为0.01英寸的薄壁部分的部件，线宽补偿312导致阴影线段222、224、226、228的扫描长度318为0.008英寸。当使用传统的绘制速度判断时，绘制速度例如约为每秒120英寸。前边缘距离314大约为0.0012英寸，并且后边缘距离316大约为0.0042英寸。这些距离在未固化的薄壁结构中留下大量间隙。

一方面，通过使用小于每秒50英寸的绘制速度来防止薄壁结构中的间隙。激光器120的强度朝向中心比边缘大。根据液态光聚合物112，激光器120可以不用单个脉冲固化光束的整个区域。因此，激光器120产生小于光束宽度的固化线宽。由于形成于重叠圆的交点之间的弦可以限定已经暴露于两个连续脉冲的固化部分，因此，固化线宽还取决于重叠百分比。

图4示出了示例性部件400，示例性部件400包括使用大约每秒40英寸的速度形成的薄壁部分。部件400使用扫描图案200形成，扫描图案200包括第一边缘线212、第二边缘线214和阴影线段222、224、226、228。如图4所示，降低的绘制速度导致激光脉冲照射的圆的更大重叠。此外，降低的绘制速度降低了遮光器的效果。与产生大约0.00012英寸的前边缘距离的大约10μs的前边缘时间不同，前边缘距离414约为0.0004英寸。类似地，后边缘距离416可以降低至约0.0014英寸。这些距离可以小于固化线宽，并且防止薄壁结构中的任何间隙的形成。一方面，线宽补偿412还可以基于固化线宽。

图5示出了包括多个部分的部件的示例层500的水平剖视图。层500在沿x轴202和y轴204在x-y平面内定向。通常，增材制造设备100切割部件的三维模型(例如，CAD模型)以获得层代表物。然后，设备100将层代表物分成多个形状(例如，多边形)。一方面，设备100基于每个形状的宽度判断每个形状或其一部分的绘制速度。该宽度在x-y平面内大致为此形状的最小尺寸。一方面，该宽度也可以在用于填充此形状的内部的阴影线的方向上被测量。该宽度与阈值宽度520相比较以判断是否使用基于固化线宽的绘制速度。一方面，阈值宽度可以是小于0.3英寸的宽度，优选地小于0.2英寸，并且小至0.005英寸。阈值也可以基于固化线宽，例如，阈值可以为固化线宽的20倍。

部分502是相对宽的矩形。部分502的尺寸在x和y维度上都超过阈值宽度520。因此，设备100使用较高的绘制速度扫描部分502，该较高的绘制速度可以基于光束宽度。较高的绘制速度例如是大于每秒100英寸。

部分504具有在x维度上的宽度，该宽度小于阈值宽度520。因此，设备100使用较低的绘制速度扫描部分504，该较低的绘制速度可以基于固化线宽。较低的绘制速度例如是小于每秒50英寸。

一种形状也可包括多个部分。例如，形状530包括部分532、534和536。部分532是相对宽的矩形，该相对宽的矩形具有在x和y维度上都超过阈值宽度520的尺寸。因此，设备100使用较高的绘制速度扫描部分532。部分534具有小于阈值宽度520的y尺寸。因此，沿y维度考虑部分534的宽度，并且设备100使用较低的绘制速度扫描部分534。一方面，如果阴影线沿x维度定向，则考虑部分524的宽度超过阈值宽度520并且使用较高的绘制速度扫描部分534。部分536具有沿x维度的宽度，沿x维度的宽度小于阈值宽度520。因此，使用较低的绘制速度扫描部分536。

图6示出了包括多个部分的部件600的竖直剖视图。基础部分602具有沿x维度的宽度，沿x维度的宽度超过阈值宽度520。当部件600到达高度604，构建在基础部分602顶部的一些部分具有小于阈值宽度620的宽度。例如，部分610、612、614、618和620具有小于阈值宽度的宽度。因此，使用较低的绘制速度扫描部分610、612、614、618和620。相反，部分616具有超过阈值宽度620的宽度并且以较高的绘制速度扫描。部分622具有可变宽度。部分622的绘制速度针对每一层而被选择。例如，部分622的基部具有大于阈值宽度620的宽度并且以较高的绘制速度扫描。当部分622到达高度624时，该宽度变得小于阈值宽度620。因此，以较低的绘制速度扫描高度624上方的部分626。

图7是以大约每秒120英寸的绘制速度制造的两个部件的照片。在每个部件中，顶部是竖直圆柱体，底部是矩形竖直壁。在部件710中，两个部分具有0.010英寸的宽度。在部件720中，两个部分具有0.020英寸的宽度。浅色区域是液态光聚合物未完全固化的地方。未固化的液态光聚合物的问题在部件710中更明显，但在部件720中也是一个问题。

图8是以大约每秒40英寸的绘制速度制造的两个部件的照片。部件810对应于部件710，即，它们基于相同的CAD模型并且意在具有相同的尺寸。类似地，部件820对应于部件720。在图8中，这些壁具有明显较少的未固化光聚合物。

使用基于固化线宽的降低的绘制速度也影响与x-y平面横向定向的薄壁结构以及其他精细特征。图9是具有多个水平定向的中空圆柱体的示例部件900的照片。部件900以大约每秒120英寸的绘制速度制造。由于圆柱体的一些部分固化到比其他部分更深的深度，因此，圆柱体的底部边缘不是圆形的。例如，当在圆柱体的层中形成边缘线时，脉冲均匀隔开。然而，与圆柱体的轴线横向定向的阴影线包括如图3中的间隙。因此，圆柱体的侧边固化到比气缸底部更大的深度，产生不圆的形状。

图10示出具有多个水平定向、使用大约每秒40英寸的绘制速度制造的中空圆柱体的部件1000的示例。较低的绘制速度导致更一致的固化深度和更圆的形状。

虽然已经关于SLA AM工艺描述了本公开，但是应当理解，其他AM工艺，例如直接金属激光烧结(DMLS)和直接金属激光熔化(DMLM)，使用类似的扫描技术。可选的激光烧结、直接激光烧结、可选的激光熔化和直接激光熔化是常用的行业术语，用于指通过使用激光束烧结或熔化细粉来产生三维(3D)物体。例如，美国专利号4,863,538和美国专利号5,460,758描述了传统的激光烧结技术。

作为另一示例，本文描述的技术可以应用于数字光投影(DLP)。一方面，DLP可以类似于SLA，因为光向下投射到液体表面上。另一方面，DLP不同于上述粉末床和SLA工艺之处在于，聚合物的光固化通过树脂罐底部的窗口发生，该树脂罐底部的窗口将光投射到随着工艺进行而升高的构建平台上。进一步地，聚合发生在下层窗口和正在构建的对象的最后一个固化层之间。在转让给Ivoclar Vivadent AG和Technishe Universitat Wien的美国专利No.9,079,357以及WO2010/045950A1和美国公开号2011/0310370中公开了一种合适的DLP工艺，每个专利在此被引入作为参考。

图11是示出根据本公开的一个方面的示例性增材制造系统的组件的概念图。一方面，增材制造系统1100可以是SLA系统，SLA系统包括增材制造设备100(图1)的各种组件，例如桶110、液态光聚合物112、升降机114、构建板116、重涂器118、激光器120、透镜122以及扫描镜124。如上所述，公开的技术可以与基于增材制造设备的其他层一起使用，并且类似的组件可以执行类似的功能。例如，增材制造系统1100可以包括储存原材料的容器(诸如桶110)、DLP系统中具有半透明底部分的罐或者DLMS或粉末陶瓷系统中的粉末床。增材制造系统1100还包括辐射源，辐射源当施加至原材料时固化原材料。例如，激光器120是辐射源，并且其他辐射源包括能量束和光源(包括紫外光)。增材制造系统1100还包括扫描器，该扫描器将辐射源施加至当前层内的原材料的一些部分以形成物体的一部分。扫描器可以包括扫描镜124、振镜扫描器或调制器，利用该调制器可以在控制单元的控制下位置可选性地调节光源的强度。增材制造系统1100还包括升降机，升降机移动原材料或物体以改变当前层。升降机可以包括升降机114、可调节构建板或者移动辐射源的升降机。

增材制造系统1100还包括计算机1110。计算机1110可以是单独的计算机或者可以与增材制造系统1100的上述组件一体形成。计算机1110可以包括数字处理器，该数字处理器通信地联接到计算机可读介质，例如随机存取存储器和/或硬盘驱动器。计算机可读介质可以存储计算机可执行指令，该计算机可执行指令由处理器执行以控制增材制造系统1100。一方面，计算机可执行指令是用于控制增材制造系统1100的固件。在另一方面，计算机可执行指令包括用于执行本文公开的技术的CAD程序和/或独立程序。

计算机1110包括绘制速度组件1120。一方面，绘制速度组件1120是处理器，该处理器被构造为执行存储在计算机可读存储介质上的计算机可执行指令。绘制速度组件1120包括切片组件1122，切片组件1122被构造为基于物体的3D模型、根据切片算法生成物体的层代表物。例如，切片算法可以对顶部切片和底部切片中的物体的位置取平均值，以确定切片之间的层代表物的边界。切片组件1222可以基于切片宽度确定物体或其一部分的宽度。绘制速度组件1120还包括选择组件1124。阈值组件1224被构造为判断物体的一部分是否具有小于阈值宽度的宽度。绘制速度组件1120还包括选择组件1126。选择组件1126被构造为基于宽度是否小于阈值来选择绘制速度。例如，当宽度小于阈值时，选择组件1126选择相对低的第一绘制速度，并且当宽度大于阈值时，选择组件1126选择相对高的第二绘制速度。一方面，选择组件可以基于其他因素选择绘制速度，例如重复率、光束宽度、固化线宽、重叠百分比等。固化线宽可以基于原材料，例如液态光聚合物。一方面，选择组件1226可以选择对应于当前使用的液态光聚合物的绘制速度。

图12是示出制造部件的示例性方法的流程图。方法1200由控制增材制造系统1100的专门编程的计算机(例如，计算机1110)执行。一方面，专门编程的计算机是增材制造系统1100的一部分并且包括用于控制增材制造系统1100的固件。一方面，专门编程的计算机还包括处理部件的三维模型的CAD程序。专门编程的计算机可以进一步包括执行方法1200的CAD程序的扩展或控制计算机执行方法1200的单独程序。该计算机程序可以存储在非暂时性计算机可读存储介质上，作为用于控制计算机1110和/或系统1100的计算机可执行代码。一方面，计算机1110通信地联接至AM设备，例如设备1100。系统1100基于部件(例如，部件130)的三维模型运行。部件的模型根据与该部件的层的定向对应的x-y构建平面和与x-y构建平面正交的z轴定向，该z轴限定该部件的每个层的顺序。

在框1210中，方法1200可选地包括确定增材制造设备和树脂的固化线宽。例如，选择组件1226确定增材制造系统1100和树脂的固化线宽。例如，树脂是当前在桶110中的液态光聚合物。一方面，计算机1110根据有效参数组合的存储值的表确定固化线宽。另一方面，增材制造系统1100测量固化线宽。例如，增材制造系统1100可以在扫描边缘线212或214时测量形成的固化线宽。另一方面，操作者输入用于系统1100和树脂的固化线宽。

在框1220中，方法1200可选地包括确定增材制造设备的第一绘制速度。一方面，计算机1110确定第一绘制速度。第一绘制速度可以基于设备100的其他参数，例如激光120的重复率、期望的重叠百分比或者光束宽度。一方面，固化线宽可以取决于激光器120的重复率、期望的重叠百分比或光束宽度中的一个或多个。另一方面，对应于多种液态光聚合物的第一绘制速度可以存储在查找表中。选择组件1226可以确定当前液态光聚合物并且选择对应的第一绘制速度。

在框1230中，方法1200包括确定部件的一部分是否具有小于阈值宽度的宽度。阈值组件1224将部件的该宽度与阈值宽度比较。如果该部分的宽度小于阈值宽度，则方法1200行进至框1240。如果该部分的宽度不小于阈值宽度，则方法1200行进至框1260。

在框1240中，方法1200可选地包括基于第一绘制速度设置增材制造系统1100的激光器功率。一方面，例如，计算机1110基于第一绘制速度设置激光器120的功率。第一绘制速度确定区域中的脉冲量和脉冲的重叠。计算机1110设置激光器120的功率以控制固化深度。例如，计算机1110将固化深度设置为等于构建层的厚度。

在框1260中，方法1200包括使用第一绘制速度扫描部件的至少第一部分。一方面，例如，系统1100使用扫描镜124扫描部件的至少第一部分(由CAD模型确定)从而以第一绘制速度移动激光器120的光束。一方面，部件的第一部分为薄壁，该薄壁具有小于阈值宽度的宽度。该薄壁可以，例如，具有小于0.3英寸的宽度，优选地小于0.2英寸。薄壁的宽度小于20倍的固化线宽。一方便，第一部分包括形状的内部。例如，参考图2，使用第一绘制速度扫描阴影线220。另一方面，使用第一绘制速度扫描整个薄壁部分210。

在框1260中，方法1200可选地包括基于第二绘制速度设置增材制造设备的激光器功率。与框1240类似，例如，计算机140在使用第二绘制速度扫描之前基于第二绘制速度设置激光器120的功率以控制固化深度。

在框1270中，方法700包括使用第二绘制速度扫描部件的第二部分。一方面，例如，系统1100使用扫描镜124扫描部件的第二部分(由CAD模型确定)从而以第二绘制速度移动激光器120的光束。一方面，部件的第二部分具有大于阈值宽度的宽度。例如，部件的第二部分具有大于0.3英寸的宽度。一方面，部件的任何部分可以由计算机1110分类为薄壁部分或较厚部分，薄壁部分具有小于阈值宽度的宽度，较厚部分具有大于阈值宽度的宽度。系统1100使用第一绘制速度扫描薄壁部分并且使用第二绘制速度扫描较厚部分。另一方面，第二部分可以包括形状的外表面。即使该形状是薄部分，系统1100也可以以第二绘制速度扫描该形状的外表面或边缘，因为该外边缘比宽度长并且位于不同的方向。

该书面描述使用示例来公开本发明，包括优选实施例，并且还使任何本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包含与权利要求的文字语言存在实质性差异的等效结构元素，则这些示例应在权利要求的范围内。来自所述的各种实施例的方面以及每个这方面的其他已知等同可以由本领域普通技术人员混合和匹配，以构建根据本申请的原理的另外的实施例和技术。

Claims (14)

1.一种使用增材制造设备制造部件的方法，所述增材制造设备使用激光器固化原材料，其特征在于，所述方法包括：

使用所述激光器以第一绘制速度扫描原材料的第一部分，其中，所述原材料的第一部分对应于所述部件的第一部分，所述部件的第一部分具有小于阈值宽度的宽度；并且

使用所述激光器以第二绘制速度扫描原材料的第二部分，所述第二绘制速度大于所述第一绘制速度，其中，所述原材料的第二部分对应于所述部件的第二部分，所述部件的第二部分具有大于所述阈值宽度的宽度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述阈值宽度在0.005英寸至0.030英寸之间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述增材制造设备为立体光刻设备，并且所述激光器是脉冲激光器。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中，所述第一绘制速度小于每秒50英寸，并且第二绘制速度大于每秒100英寸。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，所述第一绘制速度小于每秒40英寸。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，所述第二绘制速度大于每秒120英寸。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中，所述脉冲激光器具有每秒25,000至200,000个循环之间的重复率。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

通过所述立体光刻设备，对所述部件的每个部分判断所述部分是否具有小于所述阈值宽度的宽度；并且

基于所述判断，通过所述立体光刻设备选择用于相应的所述部件的所述第一绘制速度或所述第二绘制速度。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述部件的所述第一部分和所述部件的所述第二部分至少部分地位于所述部件的单个水平层中。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述部件的所述第一部分和所述部件的所述第二部分位于所述部件的不同层中，其中，所述第一绘制速度用于包括所述部件的第一部分的层，并且所述第二绘制速度用于包括所述部件的所述第二部分的层。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括基于所述第一绘制速度设置用于所述第一部分的激光器功率。

12.一种立体光刻设备，其特征在于，包括：

桶，所述桶包含液态光聚合物树脂；

脉冲激光器，所述脉冲激光器产生激光束，所述激光束照射所述液态光聚合物树脂，从而固化所述液态光聚合物树脂；

扫描镜，所述扫描镜使所述激光束横跨所述液态光聚合物树脂的表面移动；

存储器，所述存储器存储可执行指令；

处理器，所述处理器通信地联接至所述存储器并且被构造为执行所述指令以控制所述激光器和扫描镜，从而：

使用所述激光器以第一绘制速度扫描所述液态光聚合物树脂的第一部分，其中，所述光聚合物的所述第一部分对应于部件的第一部分，所述部件的第一部分具有小于阈值宽度的宽度；并且

使用所述激光器以第二绘制速度扫描所述光聚合物的第二部分，所述第二绘制速度大于所述第一绘制速度，其中，所述光聚合物的所述第二部分对应于所述部件的第二部分，所述部件的第二部分具有大于所述阈值宽度的宽度。

13.一种使用立体光刻设备制造部件的方法，所述立体光刻设备使用激光器将液态光聚合物固化为固态聚合物，其特征在于，所述方法包括：

使用脉冲激光器以小于每秒50英寸的绘制速度扫描所述液态光聚合物，所述脉冲激光器具有至少每秒67,000个脉冲的重复率。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，其中，所述绘制速度小于每秒40英寸。