CN112512779A - 改进的立体光刻技术及相关系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了改进的立体光刻技术。这样的改进技术可以包括多膜容器、用于生产平坦的膜表面的技术、用于力传感的技术、用于引导来自可移动台的光的技术和/或膜张紧技术。根据一些方面，容器可以包括至少部分地彼此脱离的多个膜。在一些实施方案中，多个膜可以包括由不同材料形成的膜。作为一个实例，可以形成上膜以便相对不可渗透到增材制造装置的原材料内的物质，然而可以形成下膜以便提供期望的机械特性。在一些情况下，多个膜通常可以在彼此不附接的同时被张紧。

Description

改进的立体光刻技术及相关系统和方法

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，各层形成为使其粘附至在先形成的层或其上构建有对象的基底。

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。暴露于光化辐射使液体树脂的薄层固化，这使其硬化并粘附至在先固化的层或构建平台的底表面。

发明内容

根据一些方面，提供了增材制造装置，所述增材制造装置被配置成通过使液体感光聚合物固化而在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括具有内部底表面的容器以及能量源，所述容器包括：在容器的侧面之间延伸的第一膜，所述第一膜形成容器的内部底表面的至少一部分；和第二膜，所述第二膜在容器的侧面之间延伸并且被布置在第一膜的下方使得第二膜不形成容器的内部底表面的一部分，其中第二膜至少部分地与第一膜脱离，以及其中第一膜和第二膜具有不同的物理特性，所述能量源被配置成引导光化辐射穿过第一膜和第二膜。

根据一些方面，提供了用于被配置成通过使液体感光聚合物固化以形成经固化的感光聚合物的层来制造部件的增材制造装置的容器，所述容器具有内部底表面，所述容器包括：在容器的侧面之间延伸的第一膜，第一膜形成容器的内部底表面的至少一部分；和第二膜，所述第二膜在容器的侧面之间延伸并且被布置在第一膜的下方使得第二膜不形成容器的内部底表面的一部分，其中第一膜和第二膜各自包括对光化辐射的第一波长透明的至少一个区域，其中第二膜至少部分地与第一膜脱离，以及其中第一膜和第二膜具有不同的物理特性。

根据一些方面，提供了增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：具有底部的容器，所述容器包括柔性膜；能量源，所述能量源被布置在容器的下方并且被配置成引导光化辐射穿过容器的柔性膜；以及可移动台，所述可移动台被布置在容器的下方并且包括分段构件，分段构件包括沿着公共轴取向的复数个段，可移动台被配置成相对于容器移动，其中至少一个分段构件在所述移动期间保持与容器的柔性膜接触。

根据一些方面，提供了增材制造方法，所述方法包括：使在具有包括柔性膜的底部的容器下方的可移动台在增材制造装置内移动，容器容纳液体感光聚合物，可移动台包括分段构件并且分段构件包括沿着公共轴取向的复数个段，其中在可移动台的所述移动期间，至少一个分段构件保持与柔性膜接触；以及引导光化辐射穿过柔性膜到由容器容纳的液体感光聚合物，从而形成接触柔性膜以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层的固体材料层。

根据一些方面，提供了增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：容器，所述容器具有在第一方向和垂直于第一方向的第二方向上延伸的内部底表面；和被配置成在第一方向上移动的可移动台，可移动台被布置在容器的下方，可移动台包括光源和抛物面镜，所述抛物面镜被配置成引导来自光源的光沿着第二方向在复数个位置中的任意位置处穿过容器的内部底表面。

根据一些方面，提供了增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：容器，所述容器具有在第一方向和垂直于第一方向的第二方向上延伸的内部底表面；以及被配置成在第一方向上移动的可移动台，可移动台被布置在容器的下方，可移动台包括光源和一个或更多个光学元件，所述一个或更多个光学元件能够操作以引导来自光源的光沿着第二方向在复数个位置中的任意位置处穿过容器的内部底表面。

根据一些方面，提供了增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：容器，所述容器包括柔性膜；和张紧装置，所述张紧装置被配置成跨柔性膜施加张力，其中所述张力包括沿着柔性膜的第一轴施加的第一张力和沿着柔性膜的第二轴施加的不同于第一张力的第二张力，第二轴与第一轴平行。

根据一些方面，提供了被配置成在构建平台上形成固体材料层的增材制造装置，所述增材制造装置包括：容器；构建平台；至少一个力传感器，所述至少一个力传感器被配置成测量施加至构建平台的力；以及至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成：形成与容器接触并且与构建平台和/或在先形成的材料层接触的材料层，使用至少一个力传感器测量将材料层与容器分离所花费的时间的长度，以及至少部分地基于所测量的将材料层与容器分离所花费的时间的长度来控制构建平台的运动。

根据一些方面，提供了操作增材制造装置的方法，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述方法包括：形成与容器接触并且与构建平台和/或在先形成的材料层接触的材料层；使用至少一个力传感器测量将材料层与容器分离所花费的时间的长度；以及至少部分地基于所测量的将材料层与容器分离所花费的时间的长度来控制构建平台的运动。

前述装置和方法实施方案可以用以上描述的或以下进一步详细描述的方面、特征和作用的任何合适的组合来实现。从以下结合附图的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

将参照以下附图描述多个方面和实施方案。应理解，附图不一定按比例绘制。在附图中，在多个图中示出的每个相同或几乎相同的组件由相同的数字表示。为了清楚起见，并非在每个附图中都标出每个组件。

图1A至1D描绘了根据一些实施方案的说明性立体光刻装置及其操作台；

图2A至2B描绘了根据一些实施方案的包括分段辊的说明性曝光模块；

图3描绘了根据一些实施方案的沿着单轴置于张力下的膜；

图4描绘了根据一些实施方案的在多个轴上置于均匀张力下的膜；

图5描绘了根据一些实施方案的置于来自膜的一侧的张力范围下的膜；

图6描绘了根据一些实施方案的包括多个膜的用于立体光刻装置的说明性罐；

图7A至7B描绘了根据一些实施方案的在曝光模块内引导光的两种说明性方法；

图8描绘了根据一些实施方案的说明性可调节张力系统；

图9描绘了根据一些实施方案的第二说明性可调节张力系统；

图10描绘了根据一些实施方案的包括位置传感元件的说明性线性运动系统；

图11描绘了根据一些实施方案的在激活和去激活光源的同时通过在构建区域上进行扫描来使层固化的说明性实例；

图12是根据一些实施方案的适用于实践本发明的方面的系统的框图；

图13描绘了根据一些实施方案的通过位置传感系统随时间测量的力的测量；

图14A至14B描绘了根据一些实施方案的感测曝光模块的辊的位置的方法；以及

图15示出了其上可以实现本申请的方面的计算系统环境的实例。

具体实施方式

本发明人已经认识并理解用于立体光刻的改进的技术，包括改进的系统和方法。如上所讨论的，一些增材制造技术可以通过在构建平台上相继地形成薄的材料层来形成固体对象。在立体光刻中，这样的材料层由液体感光聚合物形成。将光引导至液体感光聚合物的选择的部分，从而使其固化为呈期望形状的固体(或半固体)层。

一些立体光刻装置可以形成与除部件的在先的层或构建平台之外的表面接触的固体材料，例如其中容纳液体感光聚合物的容器。在这些情况下，可以将光化辐射(引发和/或发展固化过程的辐射)引入穿过液体感光聚合物容器的底部的光学窗口。这些类型的立体光刻装置有时被称为“倒置立体光刻(inverted stereolithography)”装置或“约束表面立体光刻(constrained surface stereolithography)”装置。

在倒置立体光刻装置中，由于液体感光聚合物被固化而与除待制造的部件之外的表面接触，因此必须将经固化的感光聚合物与表面分离，然后才可以形成部件的后续层。然而，由于在将部件与容器或其他表面分离期间施加力，因此可能出现许多问题。在一些使用情况下，分离过程可能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导致部件与构建平台而不是容器分离，这可能使制造过程中断。在一些使用情况下，施加至部件的力可能造成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使部件形成为与具有辅助部件与材料物理分离的特性的材料的上表面接触来减小。这种类型的材料的层有时被称为“分离层”。

如本文所使用的，部件与表面的“分离”是指除去将部件与表面连接的粘合力。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来分离，虽然紧接在分离之后可能仍然彼此接触(例如，在边缘和/或拐角处)，但是只要它们不再彼此粘附即可。粘合力可以包括化学力(例如，将两种材料耦接在一起的键)和/或机械力(例如，流体动力学和/或真空压力)。

常规的分离层方法包括：其中使膜悬置或以其他方式在区域上延伸以形成容器的一些或全部底部的薄膜方法，以及其中将离型涂层例如有机硅施加至刚性容器的内部的方法。在这两种情况下，目的都是减小部件与分离层(例如，膜或离型涂层)之间的粘合力以降低将部件与分离层分离所必须施加的力的量。在薄膜方法中，与包括离型涂层的刚性容器相比，可以利用膜的柔性更容易地诱导将膜从部件上剥离。然而，薄膜方法还存在容器和离型涂层方法通常不会遇到的另外的挑战。

首先，在立体光刻中，高度期望在足够平坦的层中形成固体材料以形成呈期望形状的部件的层并使得部件的层整齐地堆叠在一起。在倒置立体光刻的情况下，这需要足够平坦的分离层。在刚性容器和离型涂层的情况下，由于离型涂层附接至平坦的刚性容器，因此离型涂层可以被布置成平坦的。然而，在薄膜方法中，膜通常被悬置在开口上方并且可能下垂或以其他方式形成非平面的表面使得形成为与膜接触的层无法形成在足够平坦的表面上。由于立体光刻中的材料的层通常以数百微米或数十微米的厚度形成，因此即使薄与平坦状态之间的偏差小，也可能负面地影响所制造的层的期望平坦度。

一些常规的立体光刻装置已经采用一个或更多个辊以在制造期间将膜推成平坦状态。然而，本发明人已经认识并理解到，这样的辊必须被制造出非常高的公差以在相同高度处一致地产生平坦的表面。该公差包括辊的截面为圆形的程度(因为任何椭圆度或其他变形都可能产生不一致的膜高度)和辊的直径跨其长度变化的程度。本发明人已经认识并理解到，这些公差可以小至数微米。在一些情况下，至少一些辊可以具有精细或平滑的表面光洁度，以限制对膜的摩擦并减小膜的磨损、撕裂或刺穿的可能性。

第二，以上用于在薄膜中产生平坦的表面的解决方案通常是向膜施加一些形式的张力，无论是跨整个膜以产生平坦的表面还是接近平坦的表面，和/或通过使用一个或更多个辊使膜变形。这些张力可能使膜材料随着时间疲劳，并且在重复施加这样的力之后在膜中可能产生褶皱或其他非平面的变形。在许多情况下，缺陷可能改变膜的弹性特性足以使得施加额外的(或减小的)张力无法减轻这些缺陷以产生足够平坦的膜表面。

第三，期望膜对于氧气和/或其他气体穿过该膜的扩散(或其他传输)是相对可渗透的。这些气体可以抑制液体感光聚合物在液体/膜界面处的固化，导致感光聚合物在界面处未固化和/或部分固化，这减小将膜与部件的经固化的层分离所需的力。同时，期望膜对于感光聚合物材料是相对不可渗透的，因为否则那些材料可能对膜造成不期望的变化，例如弹性材料的机械特性或光学特性劣化。由于两种材料之间的相互作用而可能在膜中造成任何不期望的变化的感光聚合物材料在本文中被称为与膜“不可相容”。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”或者甚至与其他材料分离。该行为可能使立体光刻打印机中的PDMS分离层不可用。如此，那些物质可以被称为与PDMS不相容。

作为以上挑战的结果，用于基于膜的立体光刻分离层的材料的选择趋于有利于诸如机械强度的特性，超过诸如光学透射率和氧气容许度的其他令人感兴趣的特性。例如，膜常规由

类的材料和/或由其他基于聚四氟乙烯的配方构成。虽然这样的材料仅提供有限的氧扩散性和光化透明度，但是这样的材料的机械特性允许利用足够薄的膜以部分地补偿这样的不足。

本发明人已经认识并理解到用于减轻上述关于基于膜的立体光刻分离层的挑战的技术。特别地，本发明人已经实现了包括多个单独的膜、膜张紧技术和分段辊的膜方法。单独地或以任何合适的组合考虑，这些改进减轻了上述挑战中的至少一个，如将在以下进一步详细描述的。

在使用激光源的立体光刻装置中可能出现的另一个问题是激光束必须被引导至构建体积内的多个位置，所述多个位置通常被定位在距激光源不同的距离处。因此，从激光源到液体感光聚合物待固化的位置的光学路径长度将跨构建体积变化。然而，激光束及其相关的光学器件并不总是在光学路径长度的宽范围内产生明确的光斑，并因此将激光束引导至构建体积的外部区域可能导致以不太精确的方式(例如，由于光斑不太明显)在那些外部区域中形成固体材料。在许多立体光刻装置中，激光源的这种限制对构建体积的尺寸设置了实际上限。一些常规的立体光刻装置可以采用数字光处理(digital lightprocessing，DLP)源作为光源，其可以产生对构建体积中的所有点具有相同光学路径长度的光并且同时可以将构建区域的较大部分(例如，全部)暴露于光化辐射。在至少一些情况下，这可以减少总体构建时间。然而，DLP光源包括光源的固定阵列使得它们的光仅被引导至构建体积内的固定位置，使得在构建体积中可能存在无法直接施加光或无法以期望的准确性施加光的位置。此外，随着构建体积增大，DLP光源的准确性降低，因为光必须前进更长的距离并且可能在更长的距离上发散。

本发明人已经认识并理解到，可以跨构建区域移动的光源将通过经由移动光源而允许将光引导至构建体积内的任何期望的位置来减轻上述问题。这还在从光源到构建体积保持固定距离的同时通过移动光源使从光源到构建体积的距离(光学路径长度)对于跨构建区域的每个位置基本上相同。这种配置可以通过消除可以通过使用激光源施加的构建体积的面积的实际上限来允许在立体光刻装置中制造较大的部件，如上所讨论的。在一些实施方案中，可移动光源可以在公共单元或“可移动台”中布置有一个或更多个辊。

在一些实施方案中，可移动台可以包括可以沿着单轴被引导的光源，使得可移动台的移动和沿着轴引导光的组合可以允许将光引导至构建区域内的任何期望的位置。在一些实施方案中，在沿着单轴往复引导光的同时，可移动台可以跨构建区域以恒定速度移动。以这种方式，层可以在从构建区域的一侧至另一侧行进的一系列扫描线中固化。

以下是与立体光刻的改进技术有关的各种概念和立体光刻的改进技术的实施方案的更详细的描述。应理解，本文所述的各个方面可以以多种方式中的任一种来实施。本文提供具体实施方式的实例仅出于举例说明目的。此外，以下实施方案中描述的各个方面可以单独使用或任意组合使用，并且不限于本文明确描述的组合。

图1A至1D描绘了根据一些实施方案的说明性立体光刻装置及其操作台。如图1A至1D的实例所示，立体光刻装置100包括构建平台105，所述构建平台105被配置成沿着轴106(在本文中被称为Z轴)朝向和远离罐104调节其位置。构建平台105可以支撑通过立体光刻过程形成的部件101。

在图1A至1D的实例中，罐104可以包含一定体积的感光聚合物树脂102并且包括对光化辐射115基本透明的由薄的、柔性的和/或弹性的膜103形成的底表面。膜103可以通过张紧装置107保持在张力下。曝光模块109可以沿着轴108(在本文中被称为X轴)移动，使得辊元件111与膜103的下表面接触。曝光模块109包括光化辐射115的曝光源110，所述曝光源110沿着其长度(即，与轴106和108二者正交行进的轴，在本文中被称为Y轴)选择性地发射光化辐射。曝光模块109还包括被安装到曝光模块109的与膜103的底部相对的顶侧的辊元件111。

在一些实施方案中，膜103可以包含任何高度柔性和/或非反应性的材料，例如

(或其他基于氟聚合物或基于聚四氟乙烯的材料，例如氟化乙烯丙烯)。罐104的侧面可以由更加刚性的材料例如丙烯酸类塑料构成，或者可以替代地可以由柔性或顺应性材料形成。

根据一些实施方案，可以操作立体光刻装置100以通过经由将感光聚合物树脂102暴露于光化辐射115的源110而使构建平台105上的感光聚合物树脂102的层选择性地凝固来制造对象或部件101。特别地，如图1A所示，构建平台105可以沿着轴106移动以将构建平台105的底部或部件101的最近形成的层置于紧靠罐104的底部平面和膜103。由于底部膜103通常具有一定程度的柔性和/或弹性，因此感光聚合物树脂102的重量和/或由构建平台106和部件101的运动产生的向下压力可能导致膜103形成“下垂”112或其他形式的凹陷。

在图1B的实例中，曝光模块109沿着罐104的底部平面穿过轴108移动。在该运动期间，辊元件111可以向上压靠膜103以使膜中的任何偏转平坦化并确保膜在与膜接触的辊元件之间形成基本平坦的平面。同样在运动期间，可以将曝光源110激活以使光化辐射115沿着Y轴选择性地发射到多个点处。由曝光源110发射的光化辐射115可以透过膜103并照射位于膜与部件101的下表面之间的感光聚合物树脂102的层。当暴露于光化辐射115时，感光聚合物树脂102的暴露部分可以经历多种反应例如聚合，以使可流动的树脂102凝固或以其他方式粘附至部件101的在先形成的层，从而形成部件101的新层114。如图1C的实例所示，在使用曝光源110沿着Y轴选择性地暴露区域的同时，曝光模块109可以继续沿着X轴移动。因此，罐104的底部的X-Y平面内的任何期望的区域可以选择性地暴露于光化辐射，以使呈期望的形状的部件101的新层114聚合。

在曝光之后，新形成的层114可以与在先形成的层和膜103二者接触。虽然在新形成的层114与部件101的在先的层之间期望粘附，但是在新形成的层114与膜103之间也可能形成不希望的粘附。如上所讨论的，在本文中被称为“分离”的过程中，通常需要另外的步骤以在形成新层之前破坏这样的粘合力。

如图1D的实例所示，在说明性立体光刻装置100中进行分离的一种方式是将部件101沿着轴106抬起远离膜103并因此新形成层114。新形成的层114与膜103之间的粘合力可能导致当构建平台105被移开时膜向上偏转115。使用柔性薄膜作为容器的底面的至少一部分可以使剥离边缘从部件101与膜103之间的接触区域的大部分或全部外边缘向内传播。特别地，在临界偏转水平下，膜103的至少一部分可以开始与新形成的层114分离或剥离开，因此形成跨膜103和新形成的层114的接合表面传播的剥离边缘116。这种方式的分离与将部件与具有离型涂层的刚性容器分离相比可以向部件101施加相当小的力，如上所讨论的。

在图1D中绘制的分离之后，可以通过返回到图1A所示的配置来形成部件101的新层。在一些实施方案中，这可以包括使曝光模块109返回到其原始位置(如图1A所示)而不形成另外的固体材料。然而，在另一些实施方案中，曝光模块109沿着轴108的方向可以反向，使得随着曝光模块109沿着相反方向移动而发生图1A至1D中描绘的形成过程。

根据一些实施方案，辊元件111与膜103的底部之间的接触可以有助于形成其上可以发生新层114的形成过程的膜103的平坦的表面。在一些实施方案中，辊元件111之间的跨度(它们之间沿着X轴的距离)可以为20mm至80mm，但优选为40mm。在一些实施方案中，辊元件111可以充分地在曝光模块109上方延伸以确保膜103除了经由辊元件111之外不与曝光模块109接触。在一些实施方案中，1mm至3mm可以足以实现该结果，但是延伸可能部分地由于辊元件111之间的跨度而变化。

本发明人已经认识并理解到，辊元件111之间的跨度可能限制或以其他方式影响可以形成新层114的最大速度。特别地，在曝光之后，感光聚合物树脂可以继续经历初始化学反应一段时间。在该时间段期间，感光聚合物树脂可能尚未达到足够的凝固程度或其他物理特性来抵抗由制造过程施加的后续力。在辊元件111的传送期间，可以对新形成的层114材料施加相对小的向下的力。然而，在后面的辊元件(例如，图1A至1D的实例中的最左边的辊元件)通过之后，可以增加这样的力，因为在该点处，膜可以开始下垂。因此，可以有利于确保后面的辊元件111直至已经经过足够的延迟时间段(在本文中被称为“后固化延迟时间段”)才到达新形成的层114的一部分。由此可以看出，辊元件111之间的距离可以限制辊元件111可以前进的潜在速率并且较大的跨度可以允许更快速的前进，因为还可以以更快的速度产生相同的后固化延迟。

然而，辊元件111之间的较大跨度损害辊元件对膜103进行支撑和确保用于形成新层114的平坦表面的基本功能的折衷。然而，通过增加额外的辊元件111，可以解决这些相互矛盾的影响。作为实例，在一些实施方案中，可以在其他后面的辊元件之后增加第三辊元件使得在最初的两个辊元件111之间可以继续发生曝光，同时第三辊元件拖曳以确保新暴露的材料具有足够的支撑持续期望的后固化延迟时间段。根据另外期望的延迟量，这样的第三辊元件可以形成比第一跨度更大、更小或相等长度的跨度。替代地，根据期望另外的后固化延迟的程度和期望的辊元件111的移动速度，无论是手动地还是通过主动装置都可以调节辊元件111之间的间隔。在一个这样的实例中，可以将一个或更多个辊元件111配置成与曝光模块109分开移动，使得在计时与曝光模块109的运动无关的情况下前面的辊元件或后面的辊元件可以被放置成与膜103接触。

在一些情况下，对于某些辊元件111可能有利的是从膜103的底部以不同的Z轴偏移量安装或以其他方式定位。作为一个实例，在一些实施方案中，可以以低于膜103的底部的偏移量安装一个或更多个后面的辊以避免过度压缩形成在膜103的底部的相反侧上的新固化的材料，而可以在较高的Z轴位置处(例如在膜103的底部处)安装一个或更多个前面的辊。该较高位置可以通过特别制造用于两个辊的不对称安装件来获得，或者可以通过使用另外的调节结构或垫片来实现。在这样的实施方案中，辊元件的配置以及因此曝光模块109相对于沿着轴108运动的方向可能不是对称的。在这样的情况下，曝光模块109可以在层形成之间重新定位以返回到特定的起始位置而不是通过往复运动继续形成第二层。

与图1A至1D的绘制的辊元件相反，一些常规的立体光刻装置可以包括除了可以用以支撑膜的辊之外的元件，例如静态凸出部(static lip)、圆形轴承或其他突起。然而，通常有利的是减少通过曝光模块相对膜的运动而施加的摩擦力或其他横向力的量，因为这样的力可能刮擦或撕裂膜。在一些情况下，常规的立体光刻装置将低表面能的“不粘”材料或其他光滑材料施加至突起以减小摩擦。

辊与静态突起相比具有许多潜在优点，包括元件与膜之间的接触区域的最小轮廓以及响应于由膜施加的任意摩擦力而“滚动”不是滑动的能力二者。然而，如上所讨论的，由于需要小的公差使得在相同的高度下一致地产生平坦的表面，因此辊可能总体上是不利的。这样严格的公差在实践中满足可能是困难且昂贵的。然而，本发明人已经认识并理解到辊元件设计可以产生足够平坦的膜表面，而不必以这样小的公差单独生产辊元件的各组件。

图2A至2B描绘了根据一些实施方案的包括分段辊的说明性曝光模块。在图2A所示的曝光模块209的实例中，两个绘制的辊元件211中的每一个包括四个辊段212。曝光模块209可以如图1A至1D的说明性立体光刻装置中的曝光模块109包括在内，使得辊段212沿着装置100的Y轴延伸。

在图2A至2B的实例中，辊段212可以各自由任何合适的一种或多种材料形成，但是可以优选包含相对不可压缩且耐磨的材料，例如铝、不锈钢(例如，303级不锈钢)、铬钢和/或通常用于轴承的其他级别的钢。在一些实施方案中，辊段212可以经一种或更多种涂层材料例如一种或更多种陶瓷、氮化钛、铬、或其组合处理。在一些实施方式中，辊段212可以包括约3mm至10mm的轴承钢杆，其中每个杆的长度为20mm至60mm。在一些实施方式中，曝光模块209可以在每个辊元件内包括四个辊段，其中段的单独长度为45mm且直径为6.35mm。虽然在图2A至2B的实例中示出相等的长度，但辊段的长度通常可以彼此不同。将理解，作为一个实例，提供了四个辊段在说明性辊元件中的使用，并且通常可以在每个辊元件211内布置任意数量的辊段212。

在图2A的实例中，设置了间隔件217以在辊段212之间保持预定的分隔距离，这可以起到防止辊段212之间的磨损和其他接触相互作用的作用。在一些实施方案中，这样的间隔件可以为柔性耦接物，例如连接辊段212的有机硅粘合剂。在一些实施方案中，间隔件217可以包括可独立移动的元件，例如滚珠轴承。

如图2B的实例所示，辊段212可以被设置在保持结构218内。根据一些实施方案，辊段可以被附接至保持结构或曝光模块209的一些其他部件，或者可以被容纳在保持结构中而不附接。保持结构218可以起到限制辊段212的运动范围的作用。特别地，如图2B的实例所示，保持结构218可以包括悬突部或“指状物”220，其可以限制辊段212的横向运动范围和/或向上运动范围。保持结构218还可以包括限制辊段的向下运动范围的支撑底部部分219。在一些实施方案中，增加调节结构例如垫片以确保将辊保持在期望的高度或位置可能是有利的。这样的调节结构可以进一步降低制造公差的影响。

在一些实施方案中，保持结构218可以包含低摩擦材料和/或耐磨材料，例如尼龙、聚缩醛、聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和/或PEEK，使辊段212相对于指状物220和支撑底部219移动。然而，应注意，对于辊段212不必在操作期间实际连续滚动或根本不滚动，虽然这样的滚动可以减小对膜施加的横向力。通常，本发明人已经发现，保持结构218与辊段212之间的少量间隙是有利的。特别地，保持结构218与辊段212之间的间隙可以为10μm至50μm、或20μm至40μm、或小于50μm。

在一些实施方案中，辊段212可以具有小于200μm的间隙以在Z轴上相对于保持结构218的指状物220移动和小于50μm的间隙以在X轴上相对于保持结构218的侧面移动。在一些实施方案中，辊段212可以通过膜与辊段212接触的张力而被约束远离支撑底部219运动。

在一些实施方案中，指状物220可以在辊段212上延伸足够的量以限制辊段的运动。此外，或者替代地，辊段212的端部可以以各种方式成型以使彼此相邻的段之间沿着Y轴的不希望的相互作用最小化。在一些实施方案中，可以在每个辊段的端部形成圆柱形间隔区域，间隔区域的直径小于辊的非间隔区域的直径。在一些实施方案中，由这样的窄圆柱形段形成的窄正性结构可以与由圆柱形凹部形成的邻接辊中的负性结构配对，从而使辊段212部分互锁。辊段212的侧面还可以并入倒角、斜面和/或其他结构以便避免可能增加对膜103的磨损的尖锐边缘。根据一些实施方案，可以将接触辊的边缘的任何膜抛光以便避免膜的磨损或变形。

本发明人已经认识并理解到，与辊元件产生期望的膜平坦度通常所需的公差相比，辊段212允许辊段具有显著更大的尺寸公差，例如平直度或平均直径。如上所讨论的，辊元件通常需要小的公差使得在相同的高度处一致地产生平坦的表面。然而，如果使用相同的圆柱形材料作为单件式辊元件，则即使不会产生一致平坦的膜表面，包括辊段的辊元件也可以产生一致平坦的膜表面。

例如，单个长辊中的平直度的小偏差(例如弯曲)可能产生辊的表面距辊的中点处的中线的显著位移。然而，在较短长度的辊中，相同的平直度偏差程度可能产生小得多的辊的表面距较短的辊的中点处的中线的总位移。因此，即使具有相同的平直度公差，使用多个且因此较短的辊段212也允许较小的总位移。因此，在辊段212中可以接受更宽范围的公差。换言之，保持结构的尺寸公差特别是关于支撑底部219的尺寸公差可能是对辊段的运动的精度和准确性的主要影响，而不是辊段本身的尺寸公差。然而，提供均匀平坦且水平的支撑底部219(关于XY构建平面)可以相当更容易且更便宜。

作为描绘的分段圆柱形辊段212的替代方案，在一些实施方案中，可以将一个或更多个不同的段结构组合以形成辊段。例如，可以布置圆形滚珠轴承和/或柔性杆来代替说明性圆柱形辊段。从概念上讲，足够柔性的杆可以从杆上更远的点解耦(decouple)杆的给定部分处的偏转和/或偏差。在一些实施方案中，可以通过增加沿着杆的长度间隔的圆形切口来修改原本不可弯曲的杆。作为一个实例，可以通过使约2mm的径向切口或沟槽(trench)在杆中沿着杆的长度间隔开40mm来修改直径为6.35mm且长度为200mm的相对不可弯曲的杆。杆的直径为2.35mm的剩余芯与全宽杆相比可以相对更加柔性并且允许分段的形式，由此位于沟槽之间的杆的未修改的区域能够在由沟槽变薄的区域处解耦偏转。

在一些实施方案中，辊段212可以沿着公共轴支撑和/或互连。作为一个实例，辊段212可以包括纵向行进穿过段212的圆柱形孔并且诸如薄杆或柔性线的安装装置可以通过这样的圆柱形孔行进穿过一组段212。替代地，或者另外地，辊段212可以在邻接端上包括一系列的突起和凹陷，使得第一辊段212的突出部分可以部分延伸到相邻辊段212的凹陷部分中。

在图2A的实例中，曝光模块209还包括位于辊元件212之间的曝光源210。曝光源210可以被配置成沿着曝光源210的长轴(表示制造装置的“Y”轴或“快”轴)选择性地使感光聚合物暴露于光化辐射。在操作期间，曝光源210可以通过曝光模块209的运动沿着“X”轴或“慢”轴逐渐移动，如上所述。沿着“Y”轴选择性曝光和沿着“X”轴逐渐运动的组合因此允许由“X”轴和“Y”轴形成的平面内的任意点的选择性曝光。在一些实施方案中，曝光源210可以能够同时使“Y”轴的多个位置或全宽曝光。该方法可以被称为“线性”曝光，因为由这样的曝光源210产生的曝光可以采取线或线段的形式。

一个这样的曝光源的实例可以为发光元件的线性阵列(例如LED“条”)或类似的结构。作为另一个实例，光束可以从光源(例如激光器)投射到旋转的多面镜上。当多面镜旋转(例如，以恒定角(旋转)速度)时，光束可以以已知的轨迹偏转，并因此被引导且入射到已知的点上。因此，根据已知路径是否将光源引导至旨在暴露的已知点，可以基于多面镜的已知旋转位置激活或去激活光源。

在一些实施方案中，曝光源210可以产生相干光束。例如，曝光源可以包括激光器并且可以产生激光束。由曝光源发射的光束可以被投射到各自附接至定位装置的一个或更多个反射镜上使得通过沿着一个或更多个轴独立地定位每个反射镜可以将光引导至期望的目标位置。在一些情况下，定位装置可以为诸如检流计的元件，其可以被操作以使耦接至检流计的反射镜围绕轴旋转。作为一个实例，曝光源210可以包括激光器和检流计，所述检流计可操作以将光沿着“Y”轴从激光器引导至多个位置。

在一些实施方案中，曝光源210还可以能够曝光“Y”轴范围和“X”轴范围二者，“Y”轴范围可以是整个“Y”轴的子集，“X”轴范围可以是整个“X”轴的子集。一个这样的曝光源的实例可以为多行线性LED“条”、或基于微反射镜的数字投影仪、或“DLP”系统。一个这样的曝光源的另外的实例可以为LCD显示器(例如，背光LCD显示器)。

在任意以上实施方案中，可以有利于控制由曝光源210产生的光束的各种特性例如光斑尺寸和/或构建区域内的截面形状(例如构建区域内的焦平面)，使得所述特性跨构建区域尽可能一致。可以采用任一个或更多个透镜(例如但不限于一个或更多个非球面透镜、球面透镜、凹透镜、凸透镜、Fθ透镜、远心透镜、平场透镜、弯曲场透镜、梯度折射率透镜(GRIN透镜)、或其组合)来引导和/或控制光束的特性以实现这样的一致性。将理解，在实践中，本文中所指的任何“透镜”可以作为多个离散组件实现，并且如这样与“透镜”有关的任何公开内容都不应被解释为限制于单个光学组件。

根据一些实施方案，曝光模块例如图1A至1D所示的曝光模块109和/或图2所示的曝光模块209可以包括光源，所述光源可以通过将光引导到合适的透镜上而沿着Y轴被引导至期望的位置。图7A至7B描绘了以这种方式在曝光模块内引导光的两种说明性方法。

在图7A的实例中，曝光模块700包括由源701例如激光模块产生的光化辐射的聚焦束702。源701可以包括多种包括一个或更多个透镜的光学元件，和/或发射光束702可以穿过多种包括一个或更多个透镜的光学元件，以聚焦、修改慢轴和快轴的会聚，或者以其他方式修改光束702的一个或更多个方面。

在图7A的实例中，一个或更多个滤波元件712被包括在光路径内并且被配置成进一步修改光束702。例如，滤波元件712可以包括一个或更多个空间滤波器，所述空间滤波器被配置成降低光束轮廓中的噪声或总体水平空间可变性(population-level spatialvariability)，包括可以从源701产生的更高阶模式，以产生更加一致的光束轮廓，通常具有近似高斯分布的强度轮廓。使用这样的空间滤波器可以改进表面光洁度和/或减小由在立体光刻装置中将光引导至的液体感光聚合物生产的部件的最小特征尺寸。

在图7A的实例中，通过反射镜703可以使光束702偏转，其中可以根据定位装置704例如检流计移动反射镜703以将光引导至期望的目标。特别地，定位装置704可以被配置成通过任意定位反射镜703将光束702沿着“Y”轴偏转至期望的点。因此，光束702可以具体地在任意时间被引导在任意点处，而不是根据偏转装置703的周期性运动以达到必要的角度或位置。该配置不同于定位装置例如多面镜，其在没有由定位装置例如检流计提供控制的情况下跨轴扫描。

根据一些实施方案，在曝光模块700的操作期间，可以激活源701，从而在通过反射镜703反射之后产生光束702和光束705。随后反射镜703可以通过定位装置704旋转或以其他方式移动以跨一定角度范围通过角度711引导光束，从而以光束706结束。在该通过反射镜703的不同角度范围暴露构建区域的过程期间，光束沿着构建轴(例如，图2A所示的曝光源210的Y轴或图1A至1D所示的曝光源110的Y轴)暴露线性段710。

根据光束702在被反射镜703偏转之后的角度，光束705可以垂直于构建平面前进或者可以以一定角度向构建平面前进706。然而，成角度的路径706可能造成某些不期望的光学伪像，这可能降低形成的层的准确性。在一些实施方案中，这可以通过使用透镜元件708或复合元件来解决，以便使以角度706入射到透镜上的光束在与透镜708垂直的方向709上从透镜708离开，从而实现构建区域的远心照明。虽然透镜708在图7A的实例中描绘为单透镜，但是将理解可以采用成形以确保现有光束709形成平行光束路径的一个或更多个透镜的任何合适的组合。在一些实施方案中，透镜708(或者一个或更多个透镜的另外合适的组合)可以产生具有跨整个打印区域(有时称为“平场”)一致的光斑尺寸和形状的光束。这样的布置可以在构建区域中的每个位置(或大多数位置)产生可预测的感光聚合物固化轮廓，这可以改进整体部件品质，包括部件精度和尺寸准确性。在一些实施方案中，曝光模块700可以被配置成使用垂直于焦平面(有时称为“远心平场”)的平行光束路径在构建区域内产生照亮整个焦平面的平场。

如本文所使用的，远心照明至少是指被配置成产生基本平行的光束并且所述光束基本垂直于像平面相交的光学系统。使用在打印区域的所有点处均是远心的光化辐射的源可以对打印过程具有多种益处。一种这样的益处是具有已知且一致的穿透角。这可以使曝光的每个像素或矢量从相同方向发生。这可以改进跨打印区域的尺寸准确性和一致性。一些常规装置可以使用软件来校准和调节光化辐射的源使得由此产生的光可以跨构建区域的所有点达到一致性，但是利用这种方法，经调节的光束仍然可能不一致地成形和/或发散。因此，常规系统由于制造公差而可能对光学系统与打印区域之间的距离的变化更敏感。

在一些实施方案中，远心照明可以经由反射表面例如反射镜而不是透镜或除了透镜之外的反射表面产生。图7B提供了这样的方法的一个实例并且描绘了其中来自光源的光由抛物面镜714偏转的曝光模块750。在一些实施方案中，可以将抛物面反射镜714成形并安装成使得抛物线的焦点位于靠近旋转偏转镜703。抛物面反射镜714的形状可以以多种方式确定，包括经由抛物线公式y²＝4fx确定，其中x和y表示反射镜在2D平面中的曲线，f表示抛物线的焦距，例如反射镜曲线的中点与偏转镜703的位置之间的距离。

根据一些实施方案，图7B的实例中的抛物面反射镜的一个优点是反射镜可以使用单个光学元件跨打印平面(例如，“平场”)产生恒定的光斑尺寸和形状二者和/或可以相对于构建平面产生一致的垂直光束取向。

在一些实施方案中，抛物面镜714可以通过反射镜的多个不同截面被配置成具有所示的抛物面截面形状。例如，反射镜可以围绕Z轴旋转对称，其中通过反射镜的各X-Y截面具有图7B所示的形式。在这样的方法中，可以布置多偏转镜(multiple deflectingmirror)703和定位装置704以将光引导到这样的反射镜的内表面上的任何期望位置上。例如，可以布置两对多偏转镜703和定位装置704以使光沿着X轴(使用一个反射镜/装置对)和沿着Y轴(使用另一个反射镜/装置对)偏转到反射镜上的期望位置上。因此，光在被入射到抛物面镜上的任何期望的X-Y位置上之后可以朝着打印平面被向上引导。

在图7A至7B的实例中，所描绘和讨论的反射镜和透镜可以由任何合适的材料例如玻璃、各种光学级塑料、和/或其他材料形成。

如上所讨论的，曝光模块例如图1A至1D所示的曝光模块109和/或图2A所示的曝光模块209可以被引导至构建区域的部分以使那些部分中的液体感光聚合物固化(例如，通过控制图7A至7B的实例中的定位装置704)。在一些实施方案中，曝光模块可以在从构建区域的一侧到另一侧的一系列扫描线中使感光聚合物的层固化，其中曝光模块的光源被激活和去激活，使得当光源被引导至待固化的感光聚合物的区域时，光源被激活，否则被去激活。图11描绘了用该技术使层固化的说明性实例。

在图11的实例中，层将形成为具有形状1110(图11的实例从上方或下方描绘了构建区域)。虽然曝光源可以仅被引导至构建区域的需要使层1110固化的那些部分，但是在图11的实例中，曝光源跨构建区域扫描使得其追踪构建区域内的路径1120。在图11中，以虚线示出了路径1120的曝光源被去激活(不使感光聚合物固化)的部分，而以实线示出了路径1120的曝光源被激活(使感光聚合物固化)的部分。

在一些实施方案中，路径1120可以由布置在可移动台内的曝光源产生，所述曝光源被配置成以恒定速度跨构建区域移动，同时沿着单个轴往复引导光。例如，在曝光模块在构建区域下以恒定速度移动的同时，可以引导图1A至1D所示且在以上描述的曝光模块109以通过沿着Y轴往复扫由曝光模块产生的光的方向产生路径1120。在一些实施方案中，曝光模块可以在被激活的同时以一种速度移动，但是在被去激活时可以以不同的速度(例如，更快)移动。同样地，在一些实施方案中，投射光斑的速度可以变化，跨空的区域和/或跨不需要精确曝光控制的区域(例如在层内的大的固化区域的内部)移动更快。

在一些实施方案中，曝光模块可以包括如图7A至7B所示且在以上描述的光源和透镜和/或反射镜配置。例如，路径1120可以由设置在系统100内的曝光模块700产生，其中仅需要控制与曝光模块的运动相结合的定位装置704以产生所示的路径1120。通过从可移动台仅沿着一个单个轴引导光来产生光的立体光刻装置可以具有与同时沿着多个轴控制光来形成材料层的立体光刻装置相比更易于配置(例如，编程)的优点。

如上所讨论的，在一些实施方案中，可以使用旋转多面镜或类似的机械装置在快轴上产生光束转向。然而，在许多情况下，可以优选使用检流计(同样如上所述)作为转向镜。在图11的实例中可以看出，打印层可能通常不在整个打印区域上延伸。因此，当与总是导致沿着快轴的全部范围位置被扫描的旋转镜相比，允许离散扫描长度的诸如检流计的机械装置可以改善打印时间。此外，在稀疏间隔的打印层的情况下，对于打印速度可能有利的是改变固化段与未固化段之间的转向光束的速度。这可以用检流计来实现，但不能用恒定速度旋转的多面镜来实现。

虽然已经在立体光刻装置的上下文中描述了以上使用曝光模块产生光并引导的技术的讨论，但是将理解，这样的技术也可以应用于其他类型的增材制造装置中。例如，其中将光束引导到材料上的其他增材制造装置(例如选择性激光烧结(SLS)装置)可以并入如上所述的被配置成产生平场或远心平场的曝光模块。例如，曝光模块700或750可以用于SLS装置中并且由此产生的光被引导以熔化或以其他方式固结粉末状材料。

在一些实施方案中，薄膜例如图1A至1D的实例所示的膜103可以包括多个材料层，例如多层膜和/或包含不同材料的膜。图6描绘了这样的膜的一个实例。

在图6的实例中，描绘了罐600，其包括刚性侧面104、张紧装置107和多组分膜，所述多组分膜包括形成罐104的底部的第一膜603A和位于第一膜603A与曝光模块109之间的第二膜603B。

在一些实施方案中，膜603A可以包含可与期望的感光聚合物材料中预期的成分相容和/或通过与期望的感光聚合物材料中预期的成分接触而不被明显分解的第一材料。有利地，第一膜603A可以包含被选择成相对不可渗透到期望的感光聚合物树脂内的物质的一种或更多种材料。还可以有利的是选择这样的材料：与感光聚合物树脂接触使得液体感光聚合物和所选择的材料相对于彼此具有高度的可润湿性。特别地，可以期望形成对膜103材料的表面具有一致厚度的液体感光聚合物树脂的薄膜，以随后暴露于光化辐射。在材料具有低的部分润湿性的程度上，这样的层可能趋于形成珠粒或以其他方式趋于内聚而不是跨材料的表面容易地铺展成基本均匀的薄层。FEP、Teflon AF和其他这样的“不粘”表面通常包括具有低表面能的表面，因此关于液体感光聚合物树脂提供了差的润湿表面。虽然该低表面能对于分离经固化的感光聚合物树脂可能是有利的，但是关于形成液体感光聚合物树脂的薄膜的是不期望的。相反，本发明人已经确定，关于宽范围的液体感光聚合物树脂，聚(4-甲基-1-戊烯)或PMP比FEP实质上更可润湿，使得对于由PMP形成的第一材料，可以更可靠地形成感光聚合物树脂的薄膜，虽然PMP相对于经固化的感光聚合物具有优异的可分离性。特别地，本发明人已经发现，PMP层提供了与宽范围的感光聚合物树脂一起使用的有效膜103。

在一些实施方案中，膜603A包含PMP或由PMP组成。在一些实施方案中，膜603A的厚度可以大于或等于0.001"、0.002"、0.004"。在一些实施方案中，膜603A的厚度可以小于或等于0.015"、0.010"、0.008"。上述范围的任何合适组合也是可以的(例如，厚度大于或等于0.002"且小于或等于0.008"等)。

虽然膜603A可以由相对于经固化的感光聚合物均提供良好的可分离性并且也可与宽范围的感光聚合物材料相容的一种或更多种材料(例如PMP)形成，但是这样的材料可能缺乏其他期望的特性，例如，适合于与曝光模块109的滚动或滑动相互作用的机械特性。在一些实施方案中，第二膜603B可以被配置成提供这样的特性使得组合的多组分膜表现出以上期望的特性中的每一者。

根据一些实施方案，膜603B可以包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。根据一些实施方案，膜603B可以包含脂族热塑性聚氨酯或TPU。根据一些实施方案，膜603B可以包含聚苯乙烯。例如，膜603B可以包括光学透明的聚苯乙烯的膜或者可以由光学透明的聚苯乙烯的膜组成。

不考虑膜603B的材料组成，在一些实施方案中，膜603B的厚度可以大于或等于0.001"、0.002"、0.004"。在一些实施方案中，膜603B的厚度可以小于或等于0.015"、0.010"、0.008"。上述范围的任何合适的组合也是可以的(例如，厚度大于或等于0.002"且小于或等于0.008"等)。

在一些实施方案中，第二膜603B不需要被选择针对感光聚合物树脂成分的曝光进行优化，因为有害成分穿过第一膜603A可能仅具有有限的的渗透性。相反，第二膜603B可以选自具有其他有利特性(例如当被置于张力下时具有相对高程度的抗张强度和/或对蠕变或其他变形的抗性)的各种材料。在一些实施方案中，用于形成第二膜603B的材料可以是柔性的但是相对无弹性(例如，具有相对高的屈服应变和杨氏模量二者的薄材料)。

在一些实施方案中，第二膜603B可以与各种机械装置例如辊元件111周期性地接触，所述机械装置可以接触第二膜603B和/或在运动的同时对其施加力。因此，第二膜603B可以有利地选自具有用于这样的重复接触的合适机械特性的材料，使得可以实现较低的磨损。在某些实施方案中，这样的特性还可以包括优异的耐磨性和抗穿刺性、相对低的摩擦和/或相对高程度的润滑性。还可以有利的是选择具有相当大的弹性的材料使得第二膜603B可以抵抗刺穿或在施加过大的力时的其他破坏模式。此外，第二膜的存在可以减少在第一膜603A的完整性被破坏时由于感光聚合物树脂的释放而引起的任何损害或其他影响。

在一些实施方案中，可能有利的是将涂层添加到与机械装置例如辊元件111接触的膜。该涂层可以优选为对一个或更多个相关波长的光化辐射是透明的。该涂层可以由任何数量的这样的材料组成：可与该膜相容、具有合适的透明度、并且相对于该膜具有增加的耐磨性或硬度。在一些实施方案中，涂层可以由基于丙烯酸类或基于氨基甲酸酯的涂层组成。对于这样的涂层材料有利的是具有有利于耐磨性或高硬度的特性。

在一些实施方案中，第一膜603A和第二膜603B可以是分离膜并且可以形成位于膜603A与膜603B之间的至少部分间隙604，如图6所示。在一些实施方案中，间隙604可以通过以膜之间的偏移量安装膜603A和603B来产生。

在一些实施方案中，膜603A和/或膜603B可以在张力下安装。在这样的情况下，施加至膜的张力可能趋于导致膜发生接触，潜在地在施加张力期间封闭任何间隙604。在一些实施方案中，曝光模块109的传送以及曝光模块109与膜603B之间的接触可能导致膜603B向上移动，造成与膜603A更大的接触605，从而导致间隙604在接触点处封闭和/或在接触点周围封闭。

本发明人已经观察到，间隙604的存在在膜603B与膜603A相比可以具有更低的氧渗透率的情况下可能是有利的。不旨在受限于特定的理论，本发明人认为间隙604可以允许改善氧穿过膜603A的传输，从而导致关于光聚合的某些抑制作用。这样的间隙604可以因此使得在减少对于膜603B的氧渗透率考虑的情况下选择用于膜603B的材料。此外，这样的改善可以在保持可接受的氧渗透率的程度的同时允许相对较厚的膜用于膜603A和603B。

在一些实施方案中，可以产生间隙604使得间隙在膜张力的影响下保持。例如，即使膜处于原本将导致它们基本上彼此接触的张力下，也可以在膜603A与603B之间布置间隔元件以在膜之间、至少在间隔件处或靠近间隔件强行有间隙604。这样的间隔元件可以沿着膜之间的界面有规律地定位。替代地，间隔元件(未示出)可以在膜之间移动使得可以产生间隙604并使其移动至期望的位置。在一些情况下，产生的间隙可能不会直接定位在间隔件的位置，并且可以在间隔元件的运动之前和/或之后有效地移动。

在一些实施方案中，膜603A和/或膜603B可以包括非平面表面结构，例如通道、浮雕结构、和/或其他纹理，使得即使当膜603A和603B基本上彼此接触时也可以形成复数个部分间隙604。在一些实施方案中，这样的间隙604可以通过使用“无光泽”或其他微图案化的膜来确保。在一些实施方案中，该无光泽的或磨砂的涂层由于许多原因而可能是有利的。磨砂膜可能不太趋于在两个平滑膜之间共有吸力。磨砂膜也可以用于其他应用，因为它们可以充当滤波器以降低对不同激光光斑尺寸的灵敏度。

本发明人已经观察到，间隙604的存在可能是有利的，特别是在膜603B与膜603A相比可以具有更低的氧渗透率的情况下。不旨在受限于特定理论，本发明人认为间隙604可以允许改善氧穿过膜603A的传输，从而导致关于光聚合的某些抑制作用。这样的间隙604可以因此使得在减少对膜603B的氧渗透率的考虑的情况下选择用于膜603B的材料。此外，这样的改善可以在保持可接受的氧渗透率的程度的同时允许相对较厚的膜用于膜603A和603B。

在利用薄膜例如图1A至1D和图6所示并在以上讨论的膜103、603A和/或603B的应用中，可以期望将膜安装到诸如图1A至1D的实例中的罐104的结构上。在许多情况下，对于所述膜还期望在张紧下安装，或者对于张力还期望以其他方式在不同的操作点施加至膜。

然而，常规的膜可能表现出许多通常不希望的行为，例如在张力的方向上的逐渐变形，有时被称为“蠕变”。例如，如图3所示，沿着单个轴302置于张力下(单轴张紧)的膜301可能变形，或“收腰(waist)”303，以这样的方式导致膜的尺寸在与所讨论的张力的轴正交的轴上减小。这种变形可能在膜中产生大量波纹或其他扭曲，特别在薄膜中，其中原本平坦的膜形成非平面变形304或“褶皱”。此外，在立体光刻应用中，膜中的这种非平面缺陷可能尤其成问题，其中这样的膜旨在成为其中感光聚合物材料可以凝固的平坦参照表面，例如如上所讨论。

一些使用张紧膜的立体光刻装置试图通过尝试将给定的膜在多个轴上置于均匀的张力下来解决这样的起皱行为，如图4所示。该方法(在本文中被称为“鼓膜(drumhead)”安装)通常需要将膜401固定到膜401的侧面上的结构例如通过销403或其他安装技术，以及沿着轴402负载到膜401上的主要张力源。目的是在防止膜在第二轴404上收缩(或收腰)的同时在一个轴402上使膜张紧。然而，即使使用这样的系统，不相等地施加张力也可能导致由单轴张紧引起的相同方式的变形。因此，用于张紧膜的常规安装系统可能需要不期望的强度、复杂性和/或调节，以提供给膜期望的张紧度和平坦度二者。此外，使用由不同材料形成并且由于制造公差而具有潜在不一致的长度的多个膜例如603A和603B对于上述安装薄膜的挑战增加了另外的复杂性。

本发明人已经意识到并理解用于提供膜张紧的改进技术。图8描绘了根据一些实施方案的说明性可调节张紧系统800。在图8的实例中，罐通过张紧装置801可调节地张紧，该张紧装置801在罐的外部并且与其中安装有罐的立体光刻装置相关联。这种配置可以允许罐可从装置中移除，其中所示的系统800包括作为装置的一部分的张紧装置801，其中剩余描绘出的组件为罐的元件。如图8所示，罐800可以包括形成膜系统803的膜803A和膜803B，例如以上与图6所示的膜603A和603B有关所描述的。膜803A和803B可以分别在点804A和804B处安装在分配臂802上或安装在分配臂802周围。在一些实施方案中，分配臂802可以是旋转不受限制的轴元件。

分配臂802可以经由轴805安装在张紧电枢806上，所述张紧电枢806被配置成可在罐侧面结构808内围绕轴807旋转。张紧电枢806包括向外延伸的耦接臂809使得其可以至少部分地被与立体光刻装置相关联的张紧装置801捕获。膜803A和803B可以在静态安装点810处安装在相对的侧面罐结构808上。替代地，罐结构808的两个侧面可以包括动态安装元件。当未插入立体光刻装置中或以其他方式经由耦接臂809接合时，张紧电枢806可以采取松弛位置811，从而导致相对较低的张力置于膜803A和803B上。在一些实施方案中，可以以与将元件802耦接至轴807的相似的方式将静态安装点810附接至旋转轴。由于安装点802和810可以移动以使膜保持在基本平行的布置中，因此并入耦接至静态安装点的该另外的旋转轴可以确保膜在张紧期间保持期望的平面表面。

当将立体光刻装置的张紧机械装置801耦接至可移动罐的耦接臂809并且沿着轴812移位时，可以使得张紧电枢806沿着轴807旋转，从而使分配臂802沿着轴812在相同的方向上移位。将理解，分配臂802远离相对的安装件810或者在两个或更多个动态安装元件的情况下远离相对的动态安装元件的这样的运动可能导致张力沿着膜803A和803B增加，并且潜在地，所述膜的延伸或其他变形程度响应于张力。

在图8的实例中，由于分配臂802可以围绕轴805旋转，因此由于沿着轴812的运动而施加至膜803A和803B的张力的量不需要是恒定的。

根据一些实施方案，分配臂802可以形成横杠(whippletree)(也被称为横杠(whiffletree))连接体，分配经由附接在分配臂802上的点804A和804B处的膜803A与803B之间的轴805施加的力。根据一些实施方案，横杠或横杠连接体可以是指能够将两个或更多个力施加至两个或更多个不同点的刚性体。

虽然轴805与附接点804A和804B之间的距离在图8的实例中示出是对称的，但是其他实施方案也可以将轴805定位成使得对于沿着轴812的给定位移可以将期望的张力差异比施加至膜803A和803B，由于横杠连接体的相对侧面上的机械优点变化。这样的差异在膜803A和803B由对张力具有不同响应(例如不同的弹性常数)的材料形成的情况下可能特别有利。

在一些实施方案中，代替将膜803A和803B独立地附接至分配臂802，可以将膜803A和803B在一端结合在一起使得它们围绕可以为旋转不受约束的轴元件的分配臂802成环。在至少一些情况下，这种配置可以允许不受约束的轴元件补偿由于制造公差、较小的缺陷、和/或对重复的机械力(例如不同程度的蠕变)的不同反应而造成的每个膜松弛的小差异。在一些实施方案中，膜803A和803B可以在一个或更多个边缘处接合或卷曲在一起，同时允许在至少一个自由边缘处提供氧渗透性。膜可以通过许多方法(包括销、粘合剂、层合、冠状件(crown piece)等)粘附或附接在一端和在卷曲位置处。

本发明的另一个方面允许单轴张紧膜而不会导致“褶皱”型变形或类似的非平面特征形成。图5中描绘了该方面的说明性实施方案。如所示的，可以在沿着轴502的张力下沿着轴504安装薄膜501。在该说明性实施方案中，安装销503可以用于在沿着轴502的张力下安装膜501。

然而，与上述图3和4所示的安装实例相反，安装销503沿着轴504非线性地取向。特别地，安装销503的每个安装销的位置可以取决于销503距膜502a的中线轴的距离，使得距中线轴502a更远的销(例如503b)比靠近中线轴502a的销(例如503a)使膜501延伸更大的距离502b。通过在这样的可变几何形状下安装膜501，本发明人发现，平面变形和非平面变形二者都可以大幅度减少。

不旨在受限于特定理论，本发明人进一步观察到，销503的至少一种有效布置可以对应于在非平面变形期间由膜501施加的拉力的图案。例如，如图3所示，膜301可以沿着轴302张紧。在一段时间后，这可以取决于张力的量、膜的几何形状、和/或膜的材料，变形303和304可能趋于发展并达到相对稳定的配置。在测量时，本发明人已经理解，这样的变形过程可能导致在轴302上沿着膜301的垂直于所述轴行进的安装边缘不均匀地施加拉力。因此，可以以各种方式测量在沿着膜301的安装边缘的每个点处施加的拉力，例如通过给每个安装销仪表化。然后销503可以基于距膜502a的中线轴的距离偏移使得由销503施加的力的量与先前变形后实验测量的力的量大致相同。

膜501的相对侧面(未示出)可以以任何合适的方式安装，例如但不限于使用可变偏移销503来安装。替代地，或另外地，可以将实验确定的单个力测量值拟合成曲线以对于距中线轴502a的任意距离产生合适的力计算。在一些实施方案中，本发明人已经发现第四阶至第六阶的曲线以最佳地近似实验测量的力作为距膜502a的中线轴的距离的函数。

在一些实施方案中，可以以更加连续的方式对膜501施加安装拉力。作为一个实例，膜501通常可以在张力下安装，但是在偏转元件接触膜501使得膜501被迫沿着偏转元件的轮廓偏转的情况下，轮廓采用如上所述拟合的曲线的近似形状。在图8所示的实施方案中，沿着附接有膜的安装边缘804A和804B可以是线性的或者相反可以是非线性的并且遵循上述的曲线或轮廓，从而基于安装边缘804A或804B的曲线形成附接点和偏转元件二者。在一些实施方案中，分配臂802可以具有上述曲线或轮廓的形状使得缠绕在分配臂802周围的膜必须得到相同的安装轮廓。

如图8的实例所示，可以经由张紧装置801沿着轴812的位移来施加向膜804A和804B施加的张力。如上所讨论的，在图8的实例中，罐结构可以用位于可替换结构的外侧的张紧装置801移动。在一些实施方案中，张紧装置801可以包括任一种或更多种常规张力源，例如由扩展弹簧或扭力弹簧产生的那些，潜在地需要使用者参与手动提供系统的初始负载。在一些实施方案中，张紧装置801可以包括线性力源，例如液压缸和/或其他形式的线性致动器。在一些实施方案中，旋转力可以经由诸如齿条和齿轮机械装置的装置转换成装置801的线性位移，从而导致将张力施加至系统。

在一些实施方案中，对于张紧装置801可能有利的是仅在机器的操作期间对膜施加张力，使得当不使用机器时张力被去除或以其他方式减小。这样的去张紧可以有助于保存膜的工作寿命和/或可以允许在功率损耗或装置的其他故障之后移出可移动的膜而不需要在张力下移出膜。

在一些实施方案中，包括动态张紧系统800的立体光刻装置可以在操作周期期间或之间调节张紧装置801沿着轴812的位移量。通常，由于沿着轴812的给定位移量而施加至膜803A和803B的力的量可以取决于膜的各种物理特性，包括但不限于弹簧常数k。相对无弹性的材料可以具有高k值，使得相对小的沿着轴812的位移量(x)产生相对大的拉力的量(F)，如可以通过应用胡克定律(F＝kx)来理解。因此，可以根据胡克定律基于期望的力来选择施加的位移。

在一些实施方案中，对于沿着轴812的给定位移量，树脂罐组合件的各种物理特性可能影响跨膜803A和803B施加的力，例如组合件或者一个或更多个其他组件抵抗扭转力、平移力、或旋转力的能力。组件抵抗力的程度可以取决于各种因素，包括但不限于为实现张紧所使用的材料的类型和厚度以及所施加的力的方向。在一些实施方案中，张紧装置801和/或包括耦接臂809的张紧电枢806可以被配置成抵抗跨膜803A和803B施加的力以实现期望的张紧。通过实例的方式，代替如图8的实例中的旋转轴807，张紧电枢可以相反被配置成使得其沿着罐侧面808中的一个或更多个通道或者平移元件前进以在装置被张紧时限制膜向上旋转。在每种情况下，旋转轴或平移元件、罐侧面可以起到抵消该张紧机械装置中涉及的扭转力的作用。在另一个实施方案中，可以不存在旋转通道元件或平移通道元件，并且相反地，耦接臂和张紧装置可以配置有另外的增强结构以抑制旋转力的影响而不取决于由罐侧面808提供的阻力。在所述实施方案中，增强结构可以是在连接点上的另外的枢轴(heel)或轴踵(toe)结构，其共同作用以抵抗彼此结合的旋转矩。例如，将枢轴或轴踵结构添加到任一连接点可以有利地分配力使得可以限制旋转移动。

在一些实施方案中，向膜803A和803B施加张力可能引起膜的逐渐变形，包括响应于张力的拉伸或伸长。这样的扭曲可能导致由张紧装置801沿着轴812的另外的位移而产生的张力的量减小。在一些实施方案中，这些效果可以经由应用被动张紧器(例如，反向弹簧(counter-spring))来控制。例如，可以将张紧装置801附接至沿着轴812延伸的扩展弹簧，使得弹簧的“静止”状态导致将力沿着轴812远离罐结构808施加至张紧装置801。然而，在一些实施方案中，可能更有利的是利用更多主动张紧装置，使得可以提供对过程的另外控制。例如，可以有利于改变施加至膜的拉力的量以优化各种工艺参数。

在一些实施方案中，包括动态张紧系统800的立体光刻装置可以包括被配置成例如经由应变测量或其他传感技术来测量由张紧装置801施加的拉力的量的一个或更多个组件。在一些情况下，这样的测量值可以被各种控制装置利用以对经由调节张紧装置801的位置而施加的张力的量提供“闭环”控制的形式。

根据一些实施方案，图9中描绘了说明性张紧装置900。如图9的实例所示，致动器902(例如与齿条和齿轮型齿轮装置组合的线性马达或旋转马达)被配置成产生驱动杆903沿着轴904的位移。因此，销909在槽908内移动，导致张紧板910沿着轴912运动。耦接臂901从而可以以不同的张力运动。根据一些实施方案，张紧装置900可以在图8的实例中使用，其中耦接臂901为耦接至耦接臂809的张紧装置801。

致动器902可以以各种方式来仪表化，包括通过使用编码器来提供驱动杆903的位置信息和/或通过使用应变仪或应力仪以测量经由驱动杆903施加的力的量。在图9的实例中，将驱动杆903沿着轴904耦接至具有弹簧常数K的扩展型弹簧905。弹簧905经由驱动杆906附接至第一耦接板907。耦接板907包括槽908。张紧板910包括销909，所述销909延伸穿过槽908形成凸轮型连接体908-909，使得耦接板907沿着轴904的运动引起张紧板910沿着轴912的运动。在操作期间，致动器902沿着轴904产生线性位移，最终导致在膜系统803内产生张力。然而，该位移经由扩展弹簧905传送和修改。特别地，可以有利地选择扩展弹簧905以具有大幅低于耦接有张紧装置900的膜系统(例如，图8的实例中的膜系统803)的有效弹簧常数的弹簧常数。可以理解，耦接板907和槽908可以以任何方式取向使得槽908影响销909的运动以向张紧板提供期望的运动。

如上所讨论的，根据胡克定律，用于形成膜的各种材料可以是相对无弹性的，表明它们提供了相对高的弹簧常数k。因此，施加至膜的拉力可能对驱动杆903沿着轴904的位移量的微小变化敏感，从而在驱动杆903的定位中需要相对高水平的精度。然而，通过使用弹簧常数小于膜或膜系统的相对高的弹簧常数的弹簧905，驱动杆903沿着轴904的较宽范围的位移可以是可接受的，允许更高精度的为了给定的位移精度产生的张力的量。特别地，基于有效弹簧常数的比率，驱动杆903沿着轴904远离张紧板910的位移可以引起显著较小的驱动杆906沿着轴904的位移。驱动杆906的位移随后引起耦接板907沿着轴904偏移。由于由槽908和销909形成的连接体，因此耦接板907沿着轴907的位移引起张紧板910沿着轴912的位移。

然而，根据槽908的几何形状，张紧板908不能像耦接板907沿着轴904那样沿着轴912偏移相同的距离。作为实例，线性路径908的斜率可以限定张紧板908与耦接板907之间的运动比。在一些实施方案中，本发明人发现对于路径908有利的是非线性或多线性的(即，由具有不同斜率的线性段构成)，使得耦接板907与张紧板908之间的位移长度之比部分取决于张紧板908的位置。特别地，本发明人注意到膜系统803中的逐渐变形(例如蠕变)可能导致张紧板910的所需位置逐渐偏移以在膜系统803中产生相等量的张力。作为一个实例，说明性膜系统803可能随着时间扭曲，长度沿着轴912增加。因此，向膜系统施加张力的张紧板912可能需要被定位成沿着轴912显著更远离罐，因此进而需要将耦接板907定位成沿着轴904显著更靠近致动器。然而，致动器的这样的定位可能导致弹簧905的扩展更少，并因此导致施加至膜系统的总的力更低。相反，利用非线性路径908的实施方案，路径908可以是弯曲的使得张紧板910与耦接板907之间的传动比随着张紧板910位于沿着轴912距罐越远而增大。因此，可以需要较小的沿着轴904的位移以实现所需的沿着轴912的位移。

如以上与图1A至1D有关所讨论的，可以在被配置成朝向和远离构建区域移动的构建平台上形成材料层。由于对于要形成具有期望厚度的每一层必须精确地放置构建平台(例如，在几微米之内)，因此重要的是立体光刻装置能够追踪构建平台的垂直位置(Z轴位置)。

常规的立体光刻装置可以使用定位装置例如线性致动器以及齿条和齿轮型传动装置。在一些情况下，旋转运动源例如步进马达可以使沿着轴延伸的螺杆(有时称为z轴“螺旋”)旋转。构建平台可以例如通过使用栓住螺母或类似的硬件来安装，使得螺杆的旋转导致被捕获的螺母和平台被迫与螺杆的旋转成比例地沿着轴上升或下降。然而，构建平台和螺杆的运动可能具有有限的仪表化，同样的，出于运动控制和规划的目的，常规假设步进马达具有无限的扭矩并且不会经历任何“遗漏的步骤”，不管通过螺杆施加到马达上的相反的力如何。然而，这样的假设可能并不总是有效的。

虽然一些方法利用各种间接测量以检测施加至构建平台的运动或力的阻力(例如，如在于2017年6月27日提交的标题为“Position Detection Techniques for AdditiveFabrication and Related Systems and Methods”的美国申请第15/623,055号中所阐述的)，但是可能仍然不能在力测量中获得期望的准确性。此外，这样的测量可能通常仅在系统的扭矩极限附近或在系统的扭矩极限处获得，因此增加了故障或不希望的磨损的机会。这些问题和其他问题可以通过使用本发明的实施方案来解决，例如图10所示，包括在线性运动系统内的在线力传感。

如图10所示，运动源1001可以耦接至杆1005以用于传递线性运动。在图10的实例中，运动源1001为旋转运动源(例如，步进马达)，其沿着杆1005传递并且从旋转运动转换成线性运动。然而，在其他实施方式中，运动源可以相反直接引入沿着杆1005的线性运动。在任一情况下，运动源1001的致动可能导致力沿着轴1008施加至运动源1001。例如，在图10的实例中，使运动源1001致动可以导致螺杆1005旋转使得被捕获的螺母(即可能无法自由旋转的螺母)经历沿着轴1008朝向运动源1001的线性力。同时，运动源1001可能经历沿着轴1008的相反力，将其“拉”向被捕获的螺母。

一些常规的系统通过确保运动源1001被安装到能够抵抗预期的力并防止运动源1001的实质移动的基本刚性的结构来处理这样的相反力。

相反，在一些实施方案中，线性运动系统反而可以安装运动源1001使得相反的力将趋于导致运动源1001的运动至少部分地与这种力的大小成比例。例如，如图10的实例所示，使用弹簧状的可变形安装结构1002安装运动源1001，所述弹簧状的可变形安装结构1002依次被安装在刚性结构1003上。在一些实施方案中，可变形安装结构可以为其上安装有运动源1001的支架或其他结构，以及其中支架在与上述相反的力的方向平行的方向上自由移动。例如，支架的一部分可以被安装到刚性结构并且另一部分可以附接至运动源1001。在这样的方法中，当向运动源1001施加力时，支架可以围绕支架的安装向刚性结构弯曲。

在操作期间，对运动源1001的相反的力可以导致运动源1001沿着轴1008移动并且导致可变形安装结构1002沿着轴1008与所施加的力的量成比例地偏转。

例如，弹簧状的可变形安装结构1002可以包括沿着轴1008具有胡克弹簧常数k的弹簧钢的片或由所述弹簧钢的片组成。由于胡克定律，沿着该轴1008施加力F可能因此导致可变形安装结构1002沿着轴1008偏转约F/k的距离。因此，测量该偏转的量表明了由运动系统施加的力的量。例如，可以通过应用胡克定律和/或根据对所述结构施加的力的量来描述安装结构1002的偏转的合适的数学模型或启发式模型将偏转的测量值转换成力的测量值。

可变形安装结构1002的偏移量可以以任何合适的方式(例如通过经由光学测量装置和/或机械测量装置检测偏转)来测量。然后可以基于该测量来估计由运动系统施加的力的量。在图10的实例中，可以经由安装在参照板1007上的一个或更多个非接触式传感器1006来获得可变形安装结构1002的偏转量的测量值。例如，非接触式传感器1006可以经由感应传感和/或电容传感来测量可变形安装结构1002的位置。

可以利用各种形式的传感器1006。一个考虑是所需的测量准确性的程度，其部分地由预期的偏转量确定。在一些实施方案中，本发明人发现紧凑尺寸是主要的担忧，因此选择了具有相对高的弹簧常数(例如1N/um)的弹簧状安装件，由此需要在相对小的距离上进行相对高精度的测量。在一些实施方案中，本发明人发现，感应距离传感可以提供这样的测量，特别是当与由铝感应器形成的参照目标1004组合时。在这样的配置中，传感器1006可以包括与感应-数字转换器(例如由Texas Instruments出售的LDC1612处理器)连接的感应线圈，以产生对应于传感器线圈1006与参照目标1004之间的距离的数字信号。

在图10的实例中，根据一些实施方案，可以将参照目标1004安装到可变形安装结构1002上。参照目标1004可以是比可变形安装结构1002更容易被非接触式传感器1006感测的结构。

可以为以上与图10有关的描述的位置检测技术设想各种应用。例如，可以将图10的力传感器耦接至构建平台使得轴1008为构建平台的运动的Z轴方向(例如，图1A至1D所示的对于构建平台105的轴106)。该配置可以允许经由上述力传感器来测量施加至构建平台的力。测量施加至构建平台的力可以具有各种有益应用，包括测量构建平台(例如，容器)下方的表面抵抗构建平台的向下运动的程度，抵抗构建平台的向上运动的程度(例如，由于构建平台、或附接至构建平台的部件粘附到诸如容器的表面)。基于这样的测量，可以设想各种校准和误差检查操作，下面描述其实例。

图13描绘了根据一些实施方案的由测量施加至构建平台的力的力传感器所取的测量值的说明性序列。在图13的实例中，图1300示出了随时间(横轴)所取的力(纵轴)的测量值。最初在图中的序列中，部件的初始层形成在构建平台上或形成在附接至构建平台的部件的在先形成的层上(例如，如以上讨论的图1A至1D的实例)。随后，构建平台开始拉动部件，从而拉动粘附有部件的容器。由于容器最初抵抗该运动，因此这导致力测量的大小在1305处增大。该力在1310处增大直至部件与容器分离，并且力在1315处迅速减小。虽然在立体光刻中可以使用各种不同类型的容器，包括具有弹性涂层的刚性容器或具有薄膜作为底表面的容器，但是预期在每种情况下都将观察到力测量的峰，虽然对于不同的容器材料，力相对时间测量的确切形式可能完全不同。因此，不考虑容器的类型，可以通过识别力测量中的峰(在力测量中的快速增大和减小的峰)来确认部件与容器分离的时刻。替代地或另外地，分离可以基于在零窗口(例如，窗口1330)内的力的检测。

在一些实施方案中，构建平台的一系列运动可以基于部件被检测到与容器分离的时间来选择。例如，“挤压”移动(其是将部件放置成靠近容器以准备形成另一层并且通常以其中将部件容纳在固定位置的时间段(“挤压等待”)结束的一系列运动)可以基于观察到的部件与容器分离需要多久来进行。多个预烘烤挤压移动可以通过打印机存储或以其他方式访问，并且所述移动中的一者基于部件与容器分离开始到检测到所述分离完成的时间长度来选择和执行。

在一些实施方案中，增材制造装置中的擦拭器的各种操作可以基于通过测量施加至构建平台的力的力传感器的测量值来调整。例如，将部件与容器分离而施加的力可以取决于容器中的液体的粘度或其他特性。因此，可以基于该力(其可以暗示液体的特定特性)来操作擦拭器。例如，擦拭器在测量的力表明液体相对更粘时可以操作相对较长时间以帮助重新涂覆。作为基于通过测量施加至构建平台的力的力传感器的测量值来调节擦拭器运动的另外的实例，随着部件的接触容器的表面积增大，测量的力也可能由于粘附力增大而增大。在缺少擦拭器时，较大面积的重新涂覆也可能增加，因为在部件被移开之后，有更大的空间使液体流回。因此，当接触的表面积较大时，可以操作擦拭器以进行较大的重新涂覆。然而，通常擦拭的速度、擦拭之间的停顿、擦拭循环的次数、挤压等待都可以基于力测量来调整。

图14A和14B描绘了根据一些实施方案使用构建平台的力感测的另一种应用。在图14A的实例中，构建平台1410耦接至力传感器例如图10所示的布置。构建平台具有附接探针1415，其可以包括胶粘、粘附或以其他方式附接至构建平台的任何垂直延伸的形状。在一些情况下，探针1415可以是经由典型的打印技术被制造到构建平台上的部件。探针1415可以具有或可以不具有已知的高度。

在图14A和14B的实例中，曝光模块的两个辊1421和1422(例如，图1A至1D所示的立体光刻装置100中的辊元件111)被布置在构建平台1410下方使得一个辊在探针1415下方。在测量施加至构建平台的力的同时可以使构建平台朝着辊降低。当通过构建平台测量由于接触而产生的力时，可以识别出辊与构建平台之间的接触，如图14B所示。在探针1415的高度已知的情况下，当检测到力时，可以基于探针高度和构建平台的位置确定辊1422的位置。力检测可以以许多方式包括通过检测高于给定阈值的力来进行。检测探针的高度的另一种方式是测量力随着高度变化的速率。在接触辊之后，力随着高度变化的速率本质上由于机器的弹簧常数。通过将观察到的数据拟合为弹簧常数，胡克定律表示零力的高度可以用于识别构建平台接触辊的高度。

在一些实施方案中，探针1415的高度可以不是已知的，但是可以用于确定辊1421与1422之间的高度的不同(“偏差”)(在图14B中标记为距离1431)。为了确定偏差，可以将探针降低到每个辊和经由记录的力测量值识别接触的位置上。偏差1431从而可以被确定为所记录的垂直位置的不同，其独立于探针高度。

可以应用施加至构建平台的力的测量值的另外的技术是为了检测构建平台是否正确安装。如果仅缺少构建平台，在Z轴运动期间随时间测量的力与当安装了构建平台时相比由于重量不同而不同。此外，如果安装了构建平台但错误地移动(例如，停留在运动中，力测量值随时间产生峰)，这也可以通过Z轴上的力测量值来确定。

在一些实施方案中，由于构建平台的重量增加，使用者可以从力测量中检测用其表面上具有材料的构建平台来启动打印。当容器包括薄膜时，这种检测可以特别有益，因为膜倾向于因施加的力和/或与锋利的边缘的相互作用而损坏。在检测到可能导致设备损坏和/或可能预期打印品质降低的问题以上情况，立体光刻装置可以向使用者提供反馈。

图12为根据一些实施方案适合于实践本发明的方面的系统的框图。虽然以上描述主要涉及立体光刻装置及其组件，但是将理解，这样的装置可以通过合适的计算机系统来编程和/或以其他方式控制。

系统1200示出了如上所述的适合于生成指令以控制增材制造装置来进行操作的系统。例如，可以生成这样的指令：操作一个或更多个光源(包括与图11有关讨论的打开和关闭光源)、与这样的光源相关联的光引导组件(例如，计算机可调节反射镜，例如镜式检流计)、传感器，将曝光源移动到膜表面下方，移动构建平台，感测构建平台的位置，和/或调节膜系统的张力。

根据一些实施方案，计算机系统1210可以执行生成可以各自包括部分对象的二维层的软件。然后可以从提供给增材制造装置(例如增材制造装置1220)的该层数据生成指令，该指令由装置执行时，制造层并由此制造对象。这样的指令可以经由连接件1215来传达，其可以包括任何合适的有线和/或无线通信连接。在一些实施方案中，单个外壳容纳计算装置1210和增材制造装置1220使得连接件1215为连接系统1200的外壳内的两个模块的内部连接件。

图15中示出了可以用于执行上述任何技术的计算机系统1500的说明性实施方式。计算机系统1500可以包括一个或更多个处理器1510和一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质(例如，存储器1520和一个或更多个非易失性存储介质1530)。处理器1510可以以任何合适的方式控制向存储器1520和非易失性存储装置1530写入数据以及从存储器1520和非易失性存储装置1530读取数据，因为本文描述的本发明的方面在此方面不受限制。为了执行本文描述的功能和/或技术，处理器1510可以执行存储在一个或更多个计算机可读存储介质(例如，存储器1520、存储介质等)中的一个或更多个指令，其可以用作存储由处理器1510执行的指令的非暂时性计算机可读存储介质。

结合本文描述的技术，用于例如生成如下的指令的代码可以存储在计算机系统1500的一个或更多个计算机可读存储介质上：当执行时引起增材制造装置操作一个或更多个光源(包括如与图11有关所讨论的打开和关闭光源)、与这样的光源相关联的光引导组件(例如，计算机可调节反射镜，例如镜式检流计)、传感器，使曝光源移动到膜表面下方，测量施加至构建平台的力，移动构建平台，感测构建平台的位置，和/或调节膜系统的张力。处理器1510可以执行任何这样的代码以执行如本文所述的上述技术的任一种。本文描述的任何其他软件、程序或指令也可以由计算机系统1500存储和执行。将理解，计算机代码可以应用于本文所述的方法和技术的任何方面。例如，计算机代码可以应用于与操作系统交互以通过常规操作系统过程将指令传送到增材制造装置。

本文概述的各种方法或过程可以被编码为可在采用多种操作系统或平台中的任一种的一个或更多个处理器上执行的软件。另外，这样的软件可以使用多种合适的编程语言和/或编程或脚本工具中的任一种来编写，并且还可以被编译为在虚拟机器或合适的框架上执行的可执行机器语言代码或中间代码。

在该方面，各种发明概念可以体现为用一个或更多个如下程序编码的至少一种非暂时性计算机可读存储介质(例如，计算机存储器、一个或更多个软盘、压缩磁盘、光盘、磁带、闪存、现场可编程门阵列或其他半导体器件中的电路配置等)：当在一个或更多个计算机或其他处理器上执行时实现本发明的各种实施方案。非暂时性计算机可读媒介或介质可以是可传输的，使得可以将存储在其上的一个或更多个程序加载到任何计算机资源上以实现如上所讨论的本发明的各个方面。

本文在一般意义上所用的术语“程序”、“软件”和/或“应用”是指可以用于对计算机或其他处理器进行编程以实现如上所讨论的实施方案的各个方面的任何类型的计算机代码或计算机可执行指令集。此外，应理解，根据一个方面，当执行本发明的执行方法时，一个或更多个计算机程序不必驻留在单个计算机或处理器上，而是可以以模块化的方式分布在不同的计算机或处理器中以实现本发明的各个方面。

计算机可执行指令可以为由一个或更多个计算机或其他装置执行的许多形式，例如程序模块。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象，组件、数据结构等。通常，程序模块的功能可以如各种实施方案中期望的进行组合或分布。

此外，数据结构可以以任何合适的形式存储在非暂时性计算机可读存储介质中。数据结构可以具有通过数据结构中的位置相关联的字段。这样的关系同样可以通过对用于字段的存储在传达字段之间的关系的非暂时性计算机可读媒介中分配位置来实现。然而，可以使用任何合适的机制来建立数据结构的字段中的信息之间的关系，包括通过使用指针、标签或在数据要素之间建立关系的其他机制。

已经如此描述了本发明的至少一个实施方案的若干方面，应理解，本领域技术人员将容易想到各种替代、修改和改进。

例如，已经参照具有特定增材制造技术(即，立体光刻)的模块的特定组合描述了增材制造装置内的各种模块。然而，将理解这些模块中的一些也可以应用于其他类型的增材制造装置中。例如，可以在选择性激光烧结(SLS)装置中部署图1A至1D所示的曝光模块109或图2A所示的曝光模块209以熔化或以其他方式固结材料。

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，但是应理解，并非本文所述的技术的每个实施方案都将包括每个所描述的优点。一些实施方案可能没有实现在本文中描述为有利的任何特征，并且在一些情况下，可以实现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作为实例。

本文所述的技术的上述实施方案可以以许多方式的任一种实现。例如，可以使用硬件、软件或其组合来实现实施方案。当以软件实现时，无论是在单个计算机中提供还是分布在多台计算机中，都可以在任何合适的处理器或处理器集合上执行软件代码。这样的处理器可以作为集成电路来实现，在集成电路组件中具有一个或更多个处理器，包括以诸如CPU芯片、GPU芯片、微处理器、微控制器、或协处理器的名称而在本领域被已知的市售的集成电路组件。替代地，处理器可以在定制电路例如ASIC中或者在由于配置可编程逻辑器件产生的半定制电路中实现。作为又一个替代方案，处理器可以为较大的电路或半导体器件的一部分，无论是市售的、半定制的还是定制的。作为特定实例，一些市售的微处理器具有多个芯，使得那些芯中的一个或子集可以构成处理器。然而，处理器可以使用任何合适形式的电路来实现。

上述技术可以体现为用一个或更多个如下程序编码的计算机可读存储媒介(或多个计算机可读介质)(例如，计算机存储器、一个或更多个软盘、压缩磁盘(CD)、光盘、数字视频盘(DVD)、磁带、闪存、现场可编程门阵列或其他半导体器件中的电路配置、或其他有形计算机存储媒介)：当在一个或更多个计算机或其他处理器上执行时，执行实现以上所讨论的本发明的各种实施方案的方法。从前述实例明显的是，计算机可读存储媒介可以将信息保留足够的时间以提供非暂时性形式的计算机可执行指令。这样的计算机可读存储媒介或介质可以是可传输的，使得可以将存储在其上的一个或更多个程序加载到一个或更多个不同的计算机或其他处理器上，以实现如上所讨论的本发明的各个方面。如本文所使用的，术语“计算机可读存储媒介”仅包括可以被认为是制品(即，制造品)或机器的非暂时性计算机可读媒介。替代地或另外地，本发明可以体现为除计算机可读存储媒介之外的计算机可读媒介，例如传播信号。

本发明的多个方面可以单独使用、组合使用或以在前面描述的实施方案中未具体讨论的各种布置来使用，因此其应用不限于在前面的描述中所阐述的或在附图中示出的组件的细节或步骤。例如，一个实施方案中描述的方面可以以任何方式与其他实施方案中描述的方面组合。

此外，本发明可以体现为方法。作为该方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构造其中以不同于所示的顺序执行动作的实施方案，其可以包括同时执行一些动作，即使在说明性实施方案中示出为顺序动作亦如此。

此外，一些动作被描述为由“使用者”采用。应理解，“使用者”不需要是单个个体，在一些实施方案中，归于“使用者”的动作可以由一组个体和/或个体与计算机辅助工具或其他机械装置结合来执行。

在权利要求中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等序数术语以修改权利要求要素本身并不意味着一个权利要求要素对于另一权利要求要素的任何优先级、优先序或次序，或者其中执行方法的动作的时间顺序，而仅用作将具有某一名称的一个权利要求要素与具有相同名称的另一个要素区分的标记(但是使用序数词)以区分权利要求要素。

术语“大约”和“约”可以用于意指在一些实施方案中在目标值的±20％内，在一些实施方案中在目标值的±10％内，在一些实施方案中在目标值的±5％内，而在一些实施方案中在目标值的±2％内。术语“大约”和“约”可以包括目标值。术语“基本上相等”可以用于是指如下值：在一些实施方案中在彼此的20％以内，在一些实施方案中在彼此的10％以内，在一些实施方案中在彼此的5％以内，而在一些实施方案中在彼此的2％以内。

此外，本文所使用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应被视为是限制性的。在本文中使用“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”及其变型意指涵盖其后列出的项目及其等同内容和另外的项目。

Claims (89)

1.一种增材制造装置，所述增材制造装置被配置成通过使液体感光聚合物固化而在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及所述构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：

具有内部底表面的容器，所述容器包括：

第一膜，所述第一膜在所述容器的侧面之间延伸，所述第一膜形成所述容器的所述内部底表面的至少一部分；和

第二膜，所述第二膜在所述容器的所述侧面之间延伸并且被布置在所述第一膜的下方使得所述第二膜不形成所述容器的所述内部底表面的一部分，

其中所述第二膜至少部分地与所述第一膜脱离，并且

其中所述第一膜和所述第二膜具有不同的物理特性；以及

能量源，所述能量源被配置成引导光化辐射穿过所述第一膜和所述第二膜。

2.根据权利要求1所述的增材制造装置，其中所述第一膜和所述第二膜具有不同的弹性。

3.根据权利要求1所述的增材制造装置，其中所述第一膜和所述第二膜具有不同的氧渗透率。

4.根据权利要求1所述的增材制造装置，其中所述第一膜包含聚(4-甲基-1-戊烯)(PMP)。

5.根据权利要求1所述的增材制造装置，其中所述第二膜包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

6.根据权利要求1所述的增材制造装置，还包括安置在所述容器内的可移动分配臂，以及其中所述第一膜和所述第二膜被附接至所述分配臂。

7.根据权利要求1所述的增材制造装置，还包括安置在所述容器内的可移动分配臂，以及其中所述第一膜和所述第二膜围绕所述分配臂彼此结合而不附接至所述分配臂使得所述分配臂的运动将向所述第一膜和所述第二膜提供均匀的张力。

8.根据权利要求6所述的增材制造装置，还包括可变张紧装置，所述可变张紧装置被配置成使所述分配臂移动，从而增大或减小所述第一膜和所述第二膜内的张力。

9.根据权利要求8所述的增材制造装置，其中所述可变张紧装置包括致动器，所述致动器被配置成使销在非线性槽内移动，从而使所述分配臂移动。

10.根据权利要求1所述的增材制造装置，其中所述容器的所述侧面是刚性的。

11.一种用于被配置成通过使液体感光聚合物固化以形成经固化的感光聚合物的层来制造部件的增材制造装置的容器，所述容器具有内部底表面，所述容器包括：

在所述容器的侧面之间延伸的第一膜，所述第一膜形成所述容器的所述内部底表面的至少一部分；和

第二膜，所述第二膜在所述容器的所述侧面之间延伸并且被布置在所述第一膜的下方使得所述第二膜不形成所述容器的所述内部底表面的一部分，

其中所述第一膜和所述第二膜各自包括对光化辐射的第一波长透明的至少一个区域，

其中所述第二膜至少部分地与所述第一膜脱离，并且

其中所述第一膜和所述第二膜具有不同的物理特性。

12.根据权利要求11所述的容器，其中所述第一膜和所述第二膜具有不同的弹性。

13.根据权利要求11所述的容器，其中所述第一膜和所述第二膜具有不同的氧渗透率。

14.根据权利要求11所述的容器，其中所述第一膜包含聚(4-甲基-1-戊烯)(PMP)。

15.根据权利要求11所述的容器，其中所述第二膜包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

16.根据权利要求11所述的容器，还包括安置在所述容器内的可移动分配臂，以及其中所述第一膜和所述第二膜被附接至所述分配臂。

17.根据权利要求11所述的容器，还包括安置在所述容器内的可移动分配臂，以及其中所述第一膜和所述第二膜围绕所述分配臂彼此结合而不附接至所述分配臂使得所述分配臂的运动将向所述第一膜和所述第二膜提供均匀的张力。

18.根据权利要求11所述的容器，其中所述第一膜的一端被附接至所述容器的所述侧面的第一侧面并且相对于所述第一侧面具有固定位置。

19.一种增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及所述构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：

具有包括柔性膜的底部的容器；

能量源，所述能量源被布置在所述容器的下方并且被配置成引导光化辐射穿过所述容器的所述柔性膜；以及

可移动台，所述可移动台被布置在所述容器的下方并且包括分段构件，所述分段构件包括沿着公共轴取向的复数个段，所述可移动台被配置成相对于所述容器移动，其中至少一个分段构件在所述移动期间保持与所述容器的所述柔性膜接触。

20.根据权利要求19所述的增材制造装置，其中所述复数个段为复数个辊。

21.根据权利要求19所述的增材制造装置，其中所述复数个段包括第一段、第二段和第三段，以及其中所述第二段被布置在所述第一段与所述第三段之间。

22.根据权利要求21所述的增材制造装置，其中所述第二段被布置成接触所述第一段和所述第三段。

23.根据权利要求21所述的增材制造装置，其中所述第二段不接触所述第一段或所述第三段中任一者。

24.根据权利要求19所述的增材制造装置，其中所述复数个段包括至少三个段。

25.根据权利要求19所述的增材制造装置，其中所述可移动台包括保持结构，所述复数个段被容纳在所述保持结构中而不附接至所述保持结构。

26.根据权利要求25所述的增材制造装置，其中所述复数个段中的每一者的小于一半延伸到所述保持结构的外部。

27.根据权利要求19所述的增材制造装置，其中所述分段构件为第一分段构件，以及其中所述可移动台还包括平行于所述第一分段构件布置的第二分段构件。

28.根据权利要求27所述的增材制造装置，其中所述第一分段构件被布置成在构建方向上高于所述第二分段构件。

29.根据权利要求19所述的增材制造装置，其中所述能量源被安置在所述可移动台内。

30.根据权利要求19所述的增材制造装置，还包括张紧装置，所述张紧装置被配置成在垂直于所述分段构件的所述公共轴的方向上向所述柔性膜施加张力。

31.根据权利要求19所述的增材制造装置，其中所述复数个段包括复数个金属圆柱体。

32.根据权利要求19所述的增材制造装置，其中柔性膜为第一柔性膜，其中所述容器的所述底部包括第二柔性膜，以及其中所述第一柔性膜被布置在所述可移动台与所述第二柔性膜之间。

33.一种增材制造方法，所述方法包括：

使在具有包括柔性膜的底部的容器下方的可移动台在增材制造装置内移动，所述容器容纳液体感光聚合物，所述可移动台包括分段构件并且所述分段构件包括沿着公共轴取向的复数个段，其中在所述可移动台的所述移动期间，至少一个分段构件保持与所述柔性膜接触；以及

引导光化辐射穿过所述柔性膜到由所述容器容纳的所述液体感光聚合物，从而形成固体材料层，所述固体材料层接触所述柔性膜以及构建平台的表面和/或在先形成的材料层。

34.根据权利要求33所述的方法，其中所述复数个段为复数个辊。

35.根据权利要求33所述的方法，其中所述复数个段包括第一段、第二段和第三段，以及其中所述第二段被布置在所述第一段与所述第三段之间。

36.根据权利要求35所述的方法，其中所述第二段被布置成接触所述第一段和所述第三段。

37.根据权利要求33所述的方法，其中所述可移动台包括保持结构，所述复数个段被容纳在所述保持结构中而不附接至所述保持结构。

38.根据权利要求33所述的方法，其中所述分段构件为第一分段构件，以及其中所述可移动台还包括平行于所述第一分段构件布置的第二分段构件。

39.根据权利要求38所述的方法，其中所述第一分段构件被布置成在构建方向上高于所述第二分段构件。

40.根据权利要求33所述的方法，其中所述能量源被安置在所述可移动台内。

41.根据权利要求33所述的方法，还包括在所述可移动台的所述移动期间在垂直于所述分段构件的所述公共轴的方向上向所述柔性膜施加张力。

42.根据权利要求33所述的方法，其中所述柔性膜悬置在开口上方。

43.一种增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及所述构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：

容器，所述容器具有在第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向上延伸的内部底表面；和

被配置成在所述第一方向上移动的可移动台，所述可移动台被布置在所述容器的下方，所述可移动台包括：

光源；和

抛物面镜，所述抛物面镜被配置成引导来自所述光源的光沿着所述第二方向在复数个位置中的任意位置处穿过所述容器的所述内部底表面。

44.根据权利要求43所述的增材制造装置，还包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成在引导来自所述光源的光经由所述抛物面镜沿着所述第二方向往复穿过所述复数个位置的同时使所述可移动台移动，从而在所述内部底表面的二维区域上扫描光。

45.根据权利要求43所述的增材制造装置，还包括一个或更多个光学元件。

46.根据权利要求45所述的增材制造装置，其中所述一个或更多个光学元件包括f-θ透镜。

47.根据权利要求45所述的增材制造装置，其中所述一个或更多个光学元件包括镜式检流计。

48.根据权利要求47所述的增材制造装置，还包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成定位所述镜式检流计以引导来自所述光源的光沿着所述第二方向在复数个位置的期望位置处穿过所述容器的所述内部底表面。

49.根据权利要求48所述的增材制造装置，其中所述镜式检流计被布置成将来自所述光源的光引导到所述抛物面镜上，以及其中所述抛物面镜被布置成反射来自所述镜式检流计的光穿过所述容器的所述内部底表面。

50.一种增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及所述构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：

容器，所述容器具有在第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向上延伸的内部底表面；和

被配置成在所述第一方向上移动的可移动台，所述可移动台被布置在所述容器的下方，所述可移动台包括：

光源；和

一个或更多个光学元件，所述一个或更多个光学元件能够操作以引导来自所述光源的光沿着所述第二方向在复数个位置中的任意位置处穿过所述容器的所述内部底表面。

51.根据权利要求50所述的增材制造装置，还包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成在操作所述一个或更多个光学元件以引导来自所述光源的光沿着所述第二方向往复穿过所述复数个位置的同时使所述可移动台移动，从而在所述内部底表面的二维区域上扫描光。

52.根据权利要求51所述的增材制造装置，其中所述至少一个处理器还被配置成在光在所述内部底表面的二维区域上的所述扫描期间打开和关闭所述光源。

53.根据权利要求50所述的增材制造装置，其中所述一个或更多个光学元件还包括镜式检流计。

54.根据权利要求53所述的增材制造装置，还包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成定位所述镜式检流计以引导来自所述光源的光沿着所述第二方向在复数个位置中的期望位置处穿过所述容器的所述内部底表面。

55.根据权利要求54所述的增材制造装置，其中所述镜式检流计被布置成将来自所述光源的光引导到所述抛物面镜上，以及其中所述抛物面镜被布置成反射来自所述镜式检流计的光穿过所述容器的所述内部底表面。

56.根据权利要求50所述的增材制造装置，其中所述一个或更多个光学元件能够操作以引导来自所述光源的光沿着所述第二方向在复数个位置中的任意位置处穿过所述容器的所述内部底表面，使得光被引导在垂直于所述第一方向和所述第二方向二者的第三方向上。

57.根据权利要求50所述的增材制造装置，其中所述一个或更多个光学元件包括f-θ透镜。

58.根据权利要求50所述的增材制造装置，其中所述可移动台包括分段构件，所述分段构件包括沿着公共轴取向的复数个段，所述可移动台被配置成相对于所述容器移动，其中至少一个分段构件在所述移动期间保持与所述容器接触。

59.根据权利要求58所述的增材制造装置，其中所述复数个段为复数个辊。

60.根据权利要求50所述的增材制造装置，其中所述容器包括形成所述容器的所述内部底表面的至少一部分的一个或更多个悬置膜。

61.一种增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及所述构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述增材制造装置包括：

容器，所述容器包括柔性膜；和

张紧装置，所述张紧装置被配置成跨所述柔性膜施加张力，其中所述张力包括：

沿着所述柔性膜的第一轴施加的第一张力，和

沿着所述柔性膜的第二轴施加的不同于所述第一张力的第二张力，所述第二轴与所述第一轴平行。

62.根据权利要求61所述的增材制造装置，其中，沿着垂直于所述第一轴和所述第二轴的轴，所述第一轴位于相比所述第二轴距所述柔性膜的端部更远，以及其中所述第一张力大于所述第二张力。

63.根据权利要求61所述的增材制造装置，还包括附接至所述柔性膜的复数个安装销。

64.根据权利要求63所述的增材制造装置，其中所述复数个安装销以非线性路径布置。

65.根据权利要求63所述的增材制造装置，其中所述复数个安装销包括附接至所述柔性膜的相反端的安装销。

66.根据权利要求61所述的增材制造装置，其中所述张紧装置被配置成施加平行于所述第一轴和第二轴的张力，所述张力沿着垂直于所述第一轴和所述第二轴的方向从所述柔性膜的第一端到所述柔性膜的中线增大并且从所述柔性膜的中线到所述柔性膜的第二端减小。

67.根据权利要求66所述的增材制造装置，其中从所述柔性膜的第一端到所述柔性膜的中线的所述增大为非线性增大。

68.根据权利要求67所述的增材制造装置，其中所述张力的大小通过作为距所述第一端的距离的函数的第四阶至第六阶的曲线来描述。

69.根据权利要求61所述的增材制造装置，其中所述柔性膜的一部分被所述张紧装置封闭。

70.一种增材制造装置，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，所述增材制造装置包括：

容器；

构建平台；

至少一个力传感器，所述至少一个力传感器被配置成测量施加至所述构建平台的力；以及

至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成：

形成与所述容器接触并且与所述构建平台和/或在先形成的材料层接触的材料层；

使用所述至少一个力传感器测量将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度；以及

至少部分地基于所测量的将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度来控制所述构建平台的运动。

71.根据权利要求70所述的增材制造装置，其中至少部分地基于所测量的将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度来控制所述构建平台的运动包括将所述构建平台定位成使得所述材料层位于距所述容器预定的距离处。

72.根据权利要求71所述的增材制造装置，其中至少部分地基于所测量的将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度来控制所述构建平台的运动还包括在将所述构建平台定位成使得所述材料层位于距所述容器预定的距离处之后等待一个时间段，其中至少一个处理器还被配置成至少部分地基于所测量的将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度来确定所述时间段。

73.根据权利要求70所述的增材制造装置，其中所述至少一个处理器还被配置成至少部分地基于所测量的将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度来从所述构建平台的预定运动的复数个序列中选择序列，以及其中至少部分地基于所测量的将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度来控制所述构建平台的运动包括根据所选择的序列来控制所述构建平台的所述运动。

74.根据权利要求70所述的增材制造装置，还包括被配置成移动穿过所述容器的擦拭器，其中所述至少一个处理器还被配置成至少部分地基于所测量的将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度来控制所述擦拭器的运动。

75.根据权利要求70所述的增材制造装置，还包括：

致动器，所述致动器被布置成使所述构建平台在第一方向上线性地移动；和

其上安装有所述致动器的可变形安装结构，所述可变形安装结构被布置成当所述可变形安装结构变形时允许所述致动器在所述第一方向上移动，

其中所述至少一个力传感器被配置成通过检测所述可变形安装结构的变形量来测量施加至所述构建平台的所述力。

76.根据权利要求75所述的增材制造装置，其中所述可变形安装结构被安装到至少一个刚性结构。

77.根据权利要求76所述的增材制造装置，其中所述可变形安装结构被安装到至少第一刚性结构和第二刚性结构使得所述致动器被安装到在所述第一刚性结构与所述第二刚性结构之间的所述可变形安装结构。

78.根据权利要求75所述的增材制造装置，其中所述至少一个传感器包括至少一个感应传感器。

79.根据权利要求78所述的增材制造装置，还包括附接至所述可变形安装结构的感应参照目标。

80.根据权利要求75所述的增材制造装置，其中所述可变形安装结构包括金属片。

81.根据权利要求75所述的增材制造装置，还包括与所述构建平台耦接的螺杆，以及其中所述致动器被布置成使所述螺杆围绕其轴旋转。

82.根据权利要求70所述的增材制造装置，其中使用所述至少一个力传感器来测量将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度包括使用所述至少一个处理器通过识别由所述至少一个力传感器随时间进行的多次力测量中的峰值来识别所述材料层相对所述容器分离的时刻。

83.根据权利要求70所述的增材制造装置，其中使用所述至少一个力传感器来测量将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度包括使用所述至少一个处理器通过检测由所述至少一个力传感器随时间进行的力测量何时在力测量的预定范围内来识别所述材料层相对所述容器分离的时刻。

84.一种操作增材制造装置的方法，所述增材制造装置被配置成在构建平台上形成固体材料层，每个材料层形成为接触容器以及所述构建平台的表面和/或在先形成的材料层，所述方法包括：

形成与所述容器接触并且与所述构建平台和/或在先形成的材料层接触的材料层；

使用至少一个力传感器测量将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度；以及

至少部分地基于所测量的将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度来控制所述构建平台的运动。

85.根据权利要求84所述的方法，其中至少部分地基于所测量的将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度来控制所述构建平台的运动包括将所述构建平台定位成使得所述材料层位于距所述容器预定的距离处。

86.根据权利要求85所述的方法，其中至少部分地基于所测量的将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度来控制所述构建平台的运动还包括在将所述构建平台定位成使得所述材料层位于距所述容器预定的距离处之后等待一个时间段，以及其中所述方法还包括使用至少一个处理器至少部分地基于所测量的将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度来确定所述时间段。

87.根据权利要求84所述的方法，还包括使用至少一个处理器至少部分地基于所测量的将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度来从所述构建平台的预定运动的复数个序列中选择序列，并根据选择的序列来控制所述构建平台的运动。

88.根据权利要求84所述的方法，其中使用所述至少一个力传感器来测量将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度包括使用所述至少一个处理器通过识别由所述至少一个力传感器随时间进行的多次力测量中的峰值来识别所述材料层相对所述容器分离的时刻。

89.根据权利要求84所述的方法，其中使用所述至少一个力传感器来测量将所述材料层相对所述容器分离所花费的时间的长度包括使用所述至少一个处理器通过检测由所述至少一个力传感器随时间进行的力测量何时在力测量的预定范围内来识别所述材料层相对所述容器分离的时刻。

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