CN113905873A - 用于通过光照图案使光敏的合成树脂光化聚合的3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于通过光照图案使光敏的合成树脂(14)光化聚合的3D打印设备(20)。3D打印设备(20)包括用于光敏的合成树脂(14)的合成树脂池(12)和升降装置(34)，其中，光敏的合成树脂(14)可在升降装置(34)上借助于预定波长的光聚合。此外，提供载体介质(20)，载体介质具有耦入区域(22)和耦出区域(24)；并且提供照射装置(18)，照射装置构造成将光辐射到耦入区域(22)上，其中，耦入区域(22)具有耦入偏转结构(30)，耦入偏转结构设计成使从照射装置(18)入射到耦入偏转结构(30)上的、具有预定波长的光在耦出区域(24)的方向上耦入到载体介质(20)中，其中，耦出区域(24)布置在合成树脂池(12)下方并且具有耦出偏转结构(32)，耦出偏转结构将具有预定波长的耦入的光作为光照图案从载体介质(20)中耦出到合成树脂池的光敏的合成树脂(14)上以用于使合成树脂光化聚合。

Description

用于通过光照图案使光敏的合成树脂光化聚合的3D打印设备

技术领域

本发明涉及一种用于通过光照图案使光敏的合成树脂光化聚合的3D打印设备。

背景技术

已知这样的3D打印方法，即，在其中，借助于投影仪将光从下方投射到具有透光的底部的合成树脂池上，由此，在被照射的部位处使合成树脂根据投影仪的光照图案硬化。在所谓的“连续液体界面生产”方法(CLIP方法)中，此时逐步地向上拉动硬化的合成树脂，由此，合成树脂可继续流入在底部上产生的空隙中，合成树脂可再次被照射。因此，可逐步地由合成树脂构成层状模型。

在至今已知的CLIP方法中不利的是，为了照射合成树脂池的大面积的区域，投影仪必须与合成树脂池具有距离，由此存在更高的空间需求。

发明内容

本发明的目的是，提供一种节省空间的3D打印设备。

该目的通过独立权利要求所述的主题实现。通过从属权利要求、随后的描述以及本发明公开了本发明的有利的改进方案。

通过本发明，提供一种用于通过光照图案使光敏的合成树脂光化聚合的3D打印设备。作为合成树脂，例如可使用光聚合物，例如聚丙烯或聚氨酯。3D打印设备具有用于光敏的合成树脂的合成树脂池和升降装置，其中，光敏的合成树脂可在升降装置上借助于预定波长的光、尤其是紫外聚合为硬化的主体，以及其中，升降装置构造成，使硬化的主体从合成树脂池中运动出来，例如逐步地或连续地，以改变光敏的合成树脂的照射平面。在此，合成树脂池优选地可具有透明的底部，光，尤其是UV光可穿透该底部。为此，尤其是可使用石英玻璃。

此外，3D打印设备包括载体介质，载体介质构造成，作为光导体借助于内反射传输耦入的光，并且3D打印设备具有耦入区域和耦出区域，该耦入区域和耦出区域布置在载体介质的不同区段中。因此，载体介质载有耦入区域和耦出区域。此外，载体介质是光导介质。此外，设置照射装置，照射装置构造成将光辐射到耦入区域上。

耦入区域具有耦入偏转结构，耦入偏转结构构造成使从照射装置入射到耦入偏转结构上的、具有预定波长的光在朝向耦出区域的方向上耦入到载体介质中，其中，耦出区域布置在合成树脂池下方并且具有耦出偏转结构，耦出偏转结构构造和布置成，将入射到耦出偏转结构上的、具有预定波长的耦入的光作为光照图案从载体介质中耦出到合成树脂池的光敏的合成树脂上以用于使合成树脂光化聚合。

换句话说，例如可包括UV灯或UV照明器件的照射装置可将具有预定波长的光辐射到载体介质的耦入区域上，其中，耦入区域的耦入偏转结构可将光耦入到载体介质中。随后，在载体介质中，可借助于内反射，也就是说借助于全反射将光引导到所述耦出区域，其中，在耦出区域的耦出偏转结构上，可使光通过合成树脂池的透光的底部耦出到光敏的合成树脂上。

如此被照射的光敏的合成树脂可通过光进行光化聚合，也就是说硬化，其中，由此产生的硬化的主体优选地可在升降装置的下侧硬化。紧接着，确切的说以预设的速度和/或以预设的步长使升降装置向上行驶预设的距离，由此，可在硬化的主体和合成树脂池的底部之间形成间隙，新的合成树脂可流入该间隙中以进行光化聚合。随后，在间隙中继续流入的合成树脂紧接着重新被照射，由此逐渐地根据照射装置的光照图案产生3D打印物。

耦入偏转结构和耦出偏转结构可构造成衍射结构或折射结构，构造成干涉结构、光栅结构，构造成透镜系统或反光镜。尤其是，耦入偏转结构和耦出偏转结构分别可构造成全息光学元件(HOE)(或者简称为全息元件)，可将具有预定波长的光以预设的角度偏转。

升降装置可构造成沉入合成树脂池中的平台，该平台例如可通过轨道和/或绳索与电动机相连接，电动机可逐步地或连续地将平台从合成树脂池中拉出，其中，平台在初始位置中位于合成树脂池的底部附近，从而在平台和底部之间存在间隙，待照射的合成树脂可位于该间隙中。在照射时，位于间隙中的合成树脂可光化聚合，尤其是，合成树脂的层可与平台的下侧相连接，从而在拉出平台时一起拉出光化聚合的合成树脂。

通过本发明得到的优点是，通过光在载体介质上的分布可增大在合成树脂池中的投射面积，而不必增大照射装置或投影仪与合成树脂池的距离。由此，可在不需要更多的用于光学组件(其例如是扩束所需的)的结构空间的情况下增大3D打印设备的打印面积或照射面积。由此，可在3D打印设备中节省结构空间。

本发明也包括得到附加优点的其他实施方式。

一种实施方式规定，耦入偏转结构和耦出偏转结构构造成具有至少一个光栅的全息元件，尤其是体全息光栅或面全息光栅。

也称为全息光学元件(HOE)的全息元件是这样的光学元件，即，其工作原理以全息照相技术为基础并且可借助于全息照相的方法，也就是说全息照射制造。为此，可在光敏的层上绘制在将两种相同波长的相干波叠加时产生的干涉模型。以这种方式，可制造具有与传统的光学组件相似的性能的全息元件，例如光栅，透镜，反光镜和分束器。全息元件尤其是可构造成光栅或衍射光栅。

光栅(也称为衍射光栅)及其工作方式和制造方法在此是普遍已知的。原则上，光栅可构造成在基质中的至少分段的周期性结构，所谓的格栅式结构，其可通过衍射的物理效应引起光偏转，如从反光镜、透镜或棱镜中已知的那样。如果光，也就是说光线入射到光栅上，其中射入的光线尤其是满足布拉格等式，则通过光栅使光线衍射或偏转。由此，光偏转可尤其是通过由光栅衍射的光线的干涉现象实现。相应地，偏转结构也可称为衍射结构。面全息光栅和体全息光栅是全息光学元件，其尤其是可通过全息照相方法制造。

优选地，光栅可构造成相对于射入的光进行角度选择或方向选择和/或波长选择或频率选择。由此，仅仅可使从预确定的射入方向上例如以预确定的角度入射到光栅上的光偏转。优选地，使从另一方向入射到光栅上的光不偏转，或者与预确定的射入方向区别越大，偏转越少。附加地或备选地，也可由光栅使禁忌一个波长的光或者与预确定的波长的预确定的波长范围偏差最大的波长的光以确定的衍射角度偏转。换句话说，例如可预设最优波长，在最优波长下，由光栅使在最优波长附近确定的波长或频率范围中的光的仅仅一部分偏转(例如中间的最优波长和具有最优波长的直至±10％的波长值的范围)，相反地，光的剩下的部分可在不偏转的情况下通过光栅传播。由此，从射到光栅上的多色的光中分出至少一个单色的光份额。由此，以频率选择和/或角度选择的方式得到偏转效应，其中，用于最优波长的偏转效应最大，并且向更长和更短的波长的方向，偏转效应降低或减弱，例如根据高斯钟形曲线降低。尤其是，偏转效应仅仅对可见的光谱的一小部分起作用，和/或在小于90度的角度范围中起作用。

尤其优选地，可借助于照射基质，即，例如光刻或全息方法制造光栅。于是就此而言，光栅也可称为全息光栅或全息光学的光栅。已知两种类型的全息光栅：面全息光栅(surface holografic gratings，简称：SHG)和体全息光栅(volume holograficgratings，简称：VHG)。在面全息光栅中，可通过使基质的表面结构的光学变形产生光栅结构。通过改变的表面结构，可使射上的光偏转，例如反射。面全息光栅的示例是所谓的锯齿形光栅或闪电形光栅。与此相反地，在体全息光栅中，可将光栅结构加工到基质的整个体积中或者体积的部分区域中。面全息光栅和体全息光栅通常是频率选择的。

例如，尤其是玻璃，优选地石英玻璃适用作用于加工出光栅的基质的材料。备选地或附加地，也可使用聚合物，尤其是光聚合物，或者例如由塑料或有机材料制成的薄膜，尤其是光敏的薄膜。为了使用这种类型的基质，附加地应注意的是，尤其是以基质形式的材料具有柔性的且引导光波的性能。具有用于衍射光的、例如以光栅的形式的偏转结构的基质也可称为全息光学元件(HOE)。

另一实施方式规定，照射装置还具有红外线辐射器，以及其中，耦入偏转结构和耦出偏转结构构造成复合衍射结构，复合衍射结构构造成，使至少预定波长的光和红外线辐射器的光以预确定的角度衍射。换句话说，除了射出具有预定波长的用于使合成树脂光化聚合的光的光源之外，照射装置包括红外线辐射器，红外线辐射器例如可加热合成树脂，并且因此与具有第一预定波长的光照图案不相应的合成树脂的区域可液化。为此，优选地，耦入偏转结构和耦出偏转结构可构造成复合衍射结构。

衍射结构，例如光栅，通常是频率选择的。然而，也已知可衍射多色光的光栅。这称为复合立体全息光栅(multiplexed volume holografic gratings，简称：MVHG)并且例如可通过改变光栅的光栅结构的周期性或者通过先后布置多个体全息光栅制成，由此，产生复合衍射结构。

通过该实施方式得到的优点是，可在不使用有空间需求的加热装置的情况下保持获得用于维持合成树脂的粘度的合成树脂池的温度。

另一实施方式规定，耦入区域和耦出区域与载体介质一体地构造，或者其中，载体介质构造成相对于耦入区域和耦出区域独立的元件。由此，在第一种情况中，耦入区域和耦出区域例如可直接被加工到载体介质的表面结构中。由此，载体介质自身可构造成HOE，例如被蚀刻出来或激光切割出来。在第二种情况中，载体介质可构造成相对于耦入区域和耦出区域独立。在此，耦入区域和耦出区域例如可形成分别一个元件并且载体介质形成另一贴靠在相应元件上的元件。由此，耦入区域和耦出区域可构造在至少一个HOE中。这实现了在使用载体介质时更高的选择度。例如，耦入区域和耦出区域可构造在全息薄膜或板的不同区段中。为了将薄膜或板固定在载体介质上，可将薄膜或板粘接到载体介质上。备选地，全息薄膜也可构造成粘附膜，并且直接，即在没有粘合剂的情况下通过分子力附着在载体介质的表面上。

另一实施方式规定，耦入区域具有比耦出区域更小的尺寸，其中，耦入偏转结构具有散射光栅结构，散射光栅结构构造成根据入射位置以不同程度使入射到耦入偏转结构上的光的光束偏转，从而耦入偏转结构使光线呈扇形地发散到耦出偏转结构上，以及其中，耦出偏转结构具有聚束光栅结构，聚束光栅结构构造成，根据入射位置以不同程度使光的光束偏转，并且为了从载体介质中耦出，平行或聚焦到合成树脂池的光敏的合成树脂上。换句话说，入射到耦入偏转结构上的光被加宽到耦出区域的尺寸。

散射光栅结构可具有不均匀的衍射结构，与衍射结构的中心的光线相比，该衍射结构例如可更强地衍射在衍射结构的边缘的光线，由此，可使光线呈扇形发散。相应地，聚束光栅结构可具有这样的光栅结构，即，在其中，根据射上的位置使光线聚焦。优选地，在该实施方式中，如此选择聚束光栅结构和散射光栅结构和两个结构的相应的距离，使得光线从散射光栅结构到聚束光栅结构彼此散开，并且再次由聚束光栅结构使其平行。该布置方案与伽利略望远镜相似，在其中，凸透镜和散射透镜彼此先后地布置，使得两个透镜的焦距在散射透镜之后落在一点上。通过这种实施方式得到的优点是，可在不需要更多的空间需求来使光线发散的情况下使光分布在大的面积上。此外，由此可将已经发散的光线再次平行地转向合成树脂池，这可提高3D打印的精度。

另一实施方式规定，照射装置具有带有能更换的光掩模的投影仪，投影仪构造成，确定用于照射合成树脂的形成光照图案的辐射特征。投影仪的能更换的光掩模可用作负像，该负像可产生用于照射合成树脂的光照图案，其中优选地，可根据期望的光照图案借助于替换装置替换能更换的光掩模，例如与幻灯机相似。此外，投影仪可构造成，通过可变的照射时间大面积地或者在投影仪图像的部分区域中改变投影仪图像的强度。通过该实施方式得到的优点是，通过能更换的光掩模可确定可变的辐射特征，在其中可更长时间或更强地照射所述区域。

另一实施方式规定，照射装置具有聚焦装置，聚焦装置构造成，将聚焦的光束，也就是说汇聚的光线射到耦入区域上，其中，被聚焦的光束在通过载体介质传输到耦出区域处之后并且在离开耦出区域之后，在合成树脂池中的焦平面中相交。换句话说，照射装置可包括聚焦装置，尤其是可聚焦光线的透镜或透镜系统。通过聚焦装置，可如此聚焦光线，使得焦点(这意味着光线相交的点)或者焦平面位于合成树脂池中。优选地，可如此选择光线的强度，使得在焦平面中才出现在合成树脂池中合成树脂的硬化。通过该实施方式得到的优点是，在合成树脂池的底部和升降装置之间可存在更大的间隙，于是，通过例如从上向下，即从升降装置向合成树脂池的底部调整焦平面，可使该间隙硬化，也就是说光化聚合。然而也可行的是，通过以合适的方式调整聚焦装置可同时使两个或多个焦平面硬化，由此实现更快的3D打印。

另一实施方式规定，照射装置具有带有光源的扫描装置，扫描装置构造成，通过扫描耦入区域，使光敏的合成树脂与扫描装置的扫描位置相对应地聚合。扫描装置例如可具有可动的照明板条或者具有偏折镜的激光器，其中，扫描装置可使光根据期望的光照图案射入耦入区域中，随后，从耦入区域中光通过载体介质继续被引导到合成树脂池的相应的部位上以用于使合成树脂硬化。在该实施方式中，也可为期望的辐射特征设置可变的照射时间。通过该实施方式得到的优点是，根据3D打印的层快速改变期望的光照图案。

一种实施方式规定，还设置有摄像机装置，其布置在照射装置旁边并且构造成，通过摄像机装置拍摄合成树脂的聚合状态的图像，拍摄合成树脂的聚合状态的至少一个图像以用于监控光化聚合，所述图像/光从合成树脂池通过耦出区域、载体介质和耦入区域返回到摄像机装置中。换句话说，通过将具有预定波长的光从照射装置引导到合成树脂池中相同的路径，即通过耦入区域、载体介质和耦出区域将合成树脂池的光引导回来，其中，在照射装置旁边可设置接收用于拍摄图像的光的摄像机装置。尤其是，可拍摄聚合状态，这意味着，合成树脂的当前硬化状态，由此，可监控硬化，也就是说光化聚合。通过该实施方式得到的优点是，可进行3D打印过程的监控，并且改善或避免可能的缺陷。由此，可改善3D打印的质量。

另一实施方式规定，载体介质形成合成树脂池的底部。换句话说，合成树脂池的底部，尤其是透明的底部由载体介质构成，其中优选地，耦出区域占据合成树脂池的底部的大部分。由此可节省空间，因为实现了光在载体介质由此合成树脂池上的大面积分布。

本发明也包括所描述的实施方式的特征的组合。

附图说明

接下来描述本发明的实施例。其中：

图1示出了示例的实施方式的示意性的横截面图；

图2示出了示例的实施方式的示意图；

图3示出了另一示例的实施方式的示意图；

图4示出了另一示例的实施方式的示意图。

具体实施方式

以下解释的实施例为本发明的优选的实施方式。在实施例中，所描述的实施方式的组件分别表示单独的、被视为彼此独立的本发明的特征，这些特征也分别彼此独立地改进本发明。因此，公开内容也应包括与所示出的实施方式的特征组合不同的组合。此外，也可通过已经描述的本发明的特征中的其它特征补充所描述的实施方式。

在图中，相同的附图标记分别表示功能相同的元件。

在图1中，示出了根据示例的实施方式的3D打印设备10的示意性的横截面图。3D打印设备10具有合成树脂池12，光敏的合成树脂14可位于该合成树脂池中。合成树脂14可借助于光，尤其是借助于预设的波长的光，例如UV光进行光化聚合，也就是说硬化，以形成硬化的主体16(其可为待打印的对象16，尤其是合成树脂结构。

此外，3D打印设备10可具有照射装置18，照射装置可构造成射出具有预设的波长的光。

在合成树脂池12下方可布置载体介质20，载体介质可具有耦入区域22和耦出区域24。载体介质20例如可借助于层式结构方式构成，其中，两个引导光的元件26，例如玻璃或塑料材料板可形成用于全息光学元件28或简称为全息元件28的覆盖层26。备选地或附加地，全息元件28也可通过多个全息元件的堆叠制成。

全息元件28例如可为优选地被引入、优选地粘接在两个覆盖层26之间的光聚合物膜或玻璃。此外，全息元件28可通过全息的照射方法构成，使得形成偏转结构，例如体全息光栅或面全息光栅。

由此，在耦入区域22中可产生耦入偏转结构30，耦入偏转结构设计成，使来自照射装置18的具有预设的波长的光在耦出区域24的方向上耦入到载体介质20中。在此，在耦出区域的方向上意味着，沿着载体介质从测量区域到耦出区域24的宏观方向，或借助于内反射在光的传播方向上的方向矢量。借助于内反射的继续引导意味着，耦入的光线满足全反射的极限角度条件。在此，由于内反射，光路当然可具有之字形伸延。

此外，耦入偏转结构设30可具有散射光栅结构，散射光栅结构根据入射位置以不同程度使入射到耦入偏转结构30上的光的光束偏转，从而是光线呈扇形地发散到耦出区域的耦出偏转结构32上。通过在耦出区域24中借助于全息照射方法照射全息光学元件28使得形成光栅，尤其是体全息光栅或面全息光栅，耦出偏转结构32可由相同的全息光学元件28构成。耦出偏转结构32构造成，使耦入到载体介质20中的、入射到耦出偏转结构32上的光从载体介质20中耦出到合成树脂池12中以用于使合成树脂光化聚合。尤其是，耦出偏转结构32可具有聚束光栅结构，其根据入射位置以不同强度使光的光束转向并且由此使由耦入偏转结构30发散的光线再次平行或聚焦。由此，耦入偏转结构30和耦出偏转结构32可用作扩束器(“Beam Expander”)。

由此，使由照射装置18射到耦入区域22上的、具有预定波长的光由耦入偏转结构30耦入到载体介质20中并且借助于内反射继续引导到耦出区域24，随后在耦出区域处由耦入偏转结构32在与耦入区域22相比增大的区域中射出到合成树脂12中，在合成树脂池中合成树脂14的层可硬化。

合成树脂14尤其是可在升降装置34的下侧硬化，其中，升降装置34可将由此产生的对象16逐步地从合成树脂池12中拉出，由此，合成树脂14可继续流入在合成树脂池的底部和对象16之间的间隙中，随后，在该处可再次照射继续流入的合成树脂14。因此，可逐步地或连续地形成对象16。

照射装置18可包括光源36，光源例如可为具有能更换的光掩模的投影仪。通过光掩模尤其可确定用于照射合成树脂的形成光照图案的辐射特征。此外，照射装置18可具有红外线辐射器38。红外线辐射器38例如可构造成用于将红外光辐射到耦入偏转结构30上，其中，耦入偏转结构30尤其是也可构造成复合衍射结构，这意味着，除了具有预定波长的光之外，耦入偏转结构附加地也将红外线辐射器38的光耦入到载体介质20中。同样，耦出偏转结构32可构造成复合衍射结构，复合衍射结构可至少使预定波长的光和红外线辐射器的光以预确定的角度衍射，从而可将两种波长的光辐射到合成树脂14上。

除了照射装置18之外，可设置摄像机装置40，摄像机装置构造成拍摄至少一个合成树脂的聚合状态的图像，以监控3D打印的制造过程。为此，摄像机装置40例如可探测由对象16反射的并且通过耦出区域、载体介质和耦入区域传输回来的光。由此，可拍摄合成树脂的当前聚合状态的图像，并且例如识别可能的缺陷，并且通过操控照射装置18改变光照图案进行改善。为此，可分析被拍摄的层图像并且与数字层图像比较。如果确定了偏差，例如扭曲或孔，可通过修正措施，例如改变照射时间、照射强度和/或改进光照图案进行补偿。

在图2中示出了示例的实施方式的示意图。在该图中，示出了具有耦入区域22和耦出区域24的载体介质20的俯视图。在该实施方式中，照射装置18例如具有带有光源36的扫描装置42。在该实施方式中，扫描装置42例如为引导轨道系统，该引导轨道系统使在该实施方式中构造成照明板条36的光源36移动到耦入区域22上方，并且可根据位置提供用于产生光照图案的合适的照明。为此，例如也可为照明板条36的相应的位置执行可变的照射时间。

此外，通过光从耦入区域22向耦出区域24扇形发散可实现，通过扫描相对小的耦入区域22扫描与此相比更大的耦出区域24，这通过向右的箭头指出。

在图3中示出了另一示例的实施方式的示意图。在该图中，再次示出了具有耦入区域22和耦出区域24的载体介质20。在该实施方式中，照射装置18可具有偏折镜作为扫描装置42，其优选地可借助于压电元件摆动并且由此使来自光源36(其尤其是可为激光器)的光线偏转。由此，光源36的光线可通过偏折镜42在耦入区域22的一个部位上耦入到载体介质中并且在耦出区域24的相应的部位上耦出。尤其是，也可设置聚焦装置44，聚焦装置可使光源36的光线在耦入区域的方向上聚焦，其中，被聚焦的光束在通过载体介质传输到耦出区域24处之后并且在离开耦出区域之后，在耦出区域24之后的焦平面中相交，其中，焦平面优选地可在合成树脂池12之内，由此，例如可同时照射不同的层或多个层。

在图4中示出了另一示例的实施方式的示意图。在该实施方式中，载体介质20在耦入区域22中可具有支承在其上方的光电二极管基质46，光电二极管基质例如可包括LED或OLED矩阵。由此，例如可使光照图案从光电二极管基质46中直接射入耦入区域22中。紧接着，在通过载体介质20继续引导之后，光照图案大面积地通过耦出区域24引导到合成树脂池中，以用于在此处照射合成树脂14。

总地来说，这些实施形式表明，如何通过本发明提供通过全息光学元件的3D打印。

Claims (10)

1.一种用于通过光照图案使光敏的合成树脂(14)光化聚合的3D打印设备(20)，其具有

-用于光敏的合成树脂(14)的合成树脂池(12)，该合成树脂池带有升降装置(34)，其中，光敏的合成树脂(14)在升降装置(34)上借助于预定波长的光能聚合为硬化的主体，以及其中，升降装置(34)构造成，使硬化的主体向上运动并从合成树脂池(12)中运动出来，以根据主体改变用于光敏的合成树脂的照射平面；

-载体介质(20)，该载体介质构造成，作为光导体借助于内反射传输耦入的光，并且具有耦入区域(22)和耦出区域(24)，所述耦入区域和耦出区域布置在载体介质的不同区段中；

-照射装置(18)，该照射装置构造成将光辐射到耦入区域(22)上；其中

-所述耦入区域(22)具有耦入偏转结构(30)，该耦入偏转结构被设计成使从照射装置(18)入射到耦入偏转结构(30)上的、具有预定波长的光在朝向耦出区域(24)的方向上耦入到载体介质(20)中；其中

-所述耦出区域(24)布置在合成树脂池(12)下方并且具有耦出偏转结构(32)，该耦出偏转结构构造和布置成，将入射到耦出偏转结构(32)上的、具有预定波长的耦入的光作为光照图案从载体介质(20)中耦出到合成树脂池的光敏的合成树脂(14)上，以用于使合成树脂光化聚合。

2.根据权利要求1所述的3D打印设备(10)，其中，耦入偏转结构(30)和耦出偏转结构(32)构造成具有至少一个光栅的，尤其是体全息光栅或面全息光栅的全息元件(28)。

3.根据权利要求2所述的3D打印设备(10)，其中，照射装置(18)还具有红外线辐射器(38)，以及其中，所述耦入偏转结构(30)和所述耦出偏转结构(32)构造成复合衍射结构，该复合衍射结构构造成，至少使预定波长的光和红外线辐射器的光以预确定的角度衍射。

4.根据上述权利要求中任一项所述的3D打印设备(10)，其中，所述耦入区域(22)和所述耦出区域(24)与载体介质(20)一体地构造，或者其中，载体介质(20)构造成相对于耦入区域(22)和耦出区域(24)独立的元件。

5.根据上述权利要求中任一项所述的3D打印设备(10)，其中，耦入区域(22)具有比耦出区域(24)更小的尺寸，其中，耦入偏转结构(30)具有散射光栅结构，该散射光栅结构构造成根据入射位置使入射到耦入偏转结构(30)上的光的光束以不同的程度偏转，从而耦入偏转结构(30)使光线呈扇形地发散到耦出偏转结构(32)上，以及其中，耦出偏转结构(32)具有聚束光栅结构，该聚束光栅结构构造成，根据入射位置使光的光束以不同的程度偏转，以及用于从载体介质中耦出到合成树脂池的光敏的合成树脂(14)上，使光的光束平行照射或聚焦。

6.根据上述权利要求中任一项所述的3D打印设备(10)，其中，照射装置(18)具有带有能更换的光掩模的投影仪，该投影仪构造成，确定用于照射合成树脂的、形成光照图案的辐射特征。

7.根据上述权利要求中任一项所述的3D打印设备(10)，其中，照射装置(18)具有聚焦装置(44)，该聚焦装置构造成，将聚焦的光束辐射到耦入区域(22)上，其中，被聚焦的光束在通过载体介质(20)传输到耦出区域(24)处之后并且在离开耦出区域(24)之后，在合成树脂池(12)中的焦平面中相交。

8.根据上述权利要求中任一项所述的3D打印设备(10)，其中，所述照射装置(18)具有带有光源(36)的扫描装置(42)，该扫描装置构造成，通过扫描耦入区域，使光敏的合成树脂(14)与扫描装置的扫描位置相对应地聚合。

9.根据上述权利要求中任一项所述的3D打印设备(10)，其中，还设置有摄像机装置(40)，其布置在照射装置(18)旁边并且构造成，通过摄像机装置(40)接收合成树脂的聚合状态的图像的光，拍摄合成树脂的聚合状态的至少一个图像以用于监控光化聚合，所述光从合成树脂池(12)通过耦出区域(24)、载体介质(20)和耦入区域(22)返回到摄像机装置(40)中。

10.根据上述权利要求中任一项所述的3D打印设备(10)，其中，载体介质(20)形成合成树脂池的底部。

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