CN116075411A - 3d打印设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于形成三维物体的设备和方法。所述设备包括平台，所述三维物体形成在所述平台上。所述设备包括具有构建表面的溶氧液体。所述构建表面和所述平台界定在其间的构建区域。所述设备包括设置在所述溶氧液体上的光敏液体。所述溶氧液体的密度大于所述光敏液体的密度。所述设备包括光学透明构件。所述光学透明构件支撑所述溶氧液体。所述设备包括辐射源，所述辐射源配置为穿透所述光学透明构件和所述溶氧液体照射所述构建区域以从所述光敏液体形成固体聚合物。所述设备包括控制器，所述控制器配置为推动所述平台远离所述构建表面。

Description

3D打印设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年8月24日提交的美国临时申请63/069,317的优先权，其全部内容并入本文。
技术领域
本发明涉及在3D打印应用中消除或改善透氧膜的大的膜变形的工艺。
背景技术
透氧膜可用于3D自上而下投影打印应用。
发明内容
本公开的系统和方法可以解决与在三维(3D)自上而下投影打印工艺中的具有墨水的透氧膜的膜变形有关的问题。本公开的系统和方法能够在不需要透氧膜的情况下使用连续3D打印。此外，本公开的系统和方法可以解决大面积打印的膜变形问题，可以用于高分辨率打印大的物体。
本公开的至少一个方面涉及一种用于形成三维物体的设备。所述设备包括平台，所述三维物体形成在所述平台上。所述设备包括具有构建表面的溶氧液体。所述构建表面和所述平台界定在其间的构建区域。所述设备包括设置在所述溶氧液体上的光敏液体。所述溶氧液体的密度大于所述光敏液体的密度。所述设备包括光学透明构件。所述光学透明构件支撑所述溶氧液体。所述设备包括辐射源，该辐射源配置为穿透所述光学透明构件和溶氧液体照射所述构建区域以从所述光敏液体形成固体聚合物。所述设备包括控制器，该控制器配置为推动所述平台远离所述构建表面。
本公开的另一方面涉及一种用于形成三维物体的设备。所述设备包括平台，所述三维物体形成在所述平台上。所述设备包括具有构建表面的透氧膜。所述构建表面和所述平台界定在其间的构建区域。所述设备包括设置在所述透氧膜上的光敏液体。所述设备包括溶氧液体。所述溶氧液体支撑所述透氧膜。所述溶氧液体的密度大于所述光敏液体的密度。所述设备包括光学透明构件。所述光学透明构件支撑所述溶氧液体。所述设备包括辐射源，该辐射源配置为穿透所述光学透明构件、所述溶氧液体和所述透氧膜照射构建区域以从所述光敏液体形成固体聚合物。所述设备包括控制器，该控制器配置为推动所述平台远离所述构建表面。
本公开的另一方面涉及一种用于形成三维物体的方法。所述方法包括提供平台和具有构建表面的溶氧液体。所述构建表面和所述平台界定在其间的构建区域。所述方法包括将光敏液体设置在所述溶氧液体上。所述溶氧液体的密度大于所述光敏液体的密度。所述方法包括在光学透明构件上支撑所述溶氧液体。所述方法包括穿透所述光学透明构件和所述溶氧液体照射所述构建区域以从所述光敏液体形成固体聚合物。所述方法包括推动所述平台远离所述构建表面。
本领域的技术人员将理解，该发明内容仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。如仅由权利要求界定的，本文记载的设备和/或工艺的其他方面、发明特征和优点将在本文阐述的详细描述中结合附图变得显而易见。
附图说明
本说明书中记载的主题的一个或多个实施方式的细节在下文的附图和描述中说明。从描述、附图和权利要求中，所述主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。
图1示出了根据一个实施例的全氟萘烷和墨水界面。
图2示出了根据一个实施例的水和全氟萘烷在AF2400膜上的接触角。
图3示出了根据一个实施例的全氟萘烷的吸收光谱。
图4示出了根据一个实施例的全氟萘烷、水和空气的折射率曲线。
图5示出了根据一个实施例的没有固体膜界面的倒置数字光投影(DLP)系统的示意图。
图6示出了根据一个实施例的图5中平台的X-Z横截面区域的详细视图。
图7示出了根据一个实施例的不可压缩载氧液体的示意图。
图8示出了根据一个实施例的在静水压力下膜变形的示意图。
图9示出了根据一个实施例的AF2400膜的变形。
图10示出了根据一个实施例的在膜上加载不同的静水压力下图9中描绘的虚线上的膜变形。
图11示出了根据一个实施例的归一化变形与静水压力的关系图。
各图中相同的参考数字和名称指示相同的元件。
具体实施方式
氧抑制层(例如死区)可以控制3D打印应用中的打印固化层厚度。具有高透氧性的固体膜界面(例如AF2400)可用于控制光聚合的抑制。这些固体膜界面可以是化学惰性和紫外线透明的。然而，当以高分辨率在大横截面区域进行3D打印时，这些透氧膜可能会出现问题。当使用高紫外线(UV)强度打印时，死区厚度会减小并导致视窗黏附缺陷。所述视窗黏附缺陷会抑制打印物体的自由运动。在打印过程完成之前，3D打印的物体可能倒塌并落入槽中。此外，当使用大量墨水打印时，所述墨水的静水压力会导致膜发生明显的垂直偏转，并可能使聚合平面偏离投影仪的焦平面。这可能导致以较低的功率强度和较低的分辨率打印物体。因此，需要在保持高分辨率的同时改进具有大横截面区域的3D物体的工艺。
快速、高精度的增材制造(AM)在器官制造和3D支架打印中可以很重要。三维打印可以通过对CAD模型进行切片和逐层光聚合一个物体来使计算机辅助设计(CAD)虚拟3D模型成为现实。立体光刻(SL)技术可用作以自上而下的方式进行UV激光光栅化曝光的平台。数字光投影(DLP)可以消除激光光栅化，并可以使UV可固化聚合物的光聚合以自下而上的方式在单次曝光中发生。在所有这些技术中，大气中的氧气可以抑制光聚合。氧抑制可以发生在构建视窗处并导致死区的形成。所述死区可包括氧抑制占主导地位且不发生光聚合反应的位置。对于视窗下方的环境空气，死区可以通过公式1计算：
Figure BDA0004094990050000031
其中C是比例值，Φ0是单位时间内单位面积的光子通量，αPI+Ab是光引发剂和吸收剂的吸收峰，De表示单体与光引发剂的反应活性。增加Φ0或αPI+Ab可以降低氧气浓度。在20μm到30μm之间的死区厚度，所述死区可以忽略不计，以至于交联聚合物可以粘附在所述膜上并产生缺陷或导致打印物体失败。
为了克服由小死区厚度引起的粘附缺陷，所述透氧膜可以用密度高于生物墨水的溶氧液体(例如载氧液体)代替。所述溶氧液体可包括全氟萘烷(PFD)(C10F18)，一种密度为1.917g/cm3且氧溶解度为40.5mlO2/100ml液体的溶氧液体。图1是PFD和墨水界面。PFD的高密度可以使这种载氧液体非常稳健以创造两相系统(例如，用于水溶性油墨)。图2图示了水和PFD在AF2400膜上的接触角。此外，PFD对AF2400膜具有强大的润湿性，从而提高PFD和AF2400的粘附性。图3示出了PFD的吸收光谱。PFD在365nm和405nm处的吸光度分别为0.07和0.03。PFD可作为固体透氧膜的替代品。
图4示出了全氟萘烷、水和空气的折射率曲线。由于相对于空气具有高折射率(1.36)，投影图像可能需要修改以补偿物体变小的量。PFD的折射率可以在1.3和1.4之间。水(例如，纯水、去离子水等)的折射率可以在1.3和1.4之间。空气的折射率可以约为1。可以在标准温度和压力下测量折射率。
图5示出了没有固体膜界面的倒置数字光投影(DLP)系统500的示意图。载氧液体可以在聚合反应槽中使用或不使用固体膜。作为使用带有倒置DLP 3D打印机的固体膜的替代方案，可以通过移除底部的膜并用高密度载氧液体替换它来修改VolumetricTM 3D打印机。可以使用蠕动泵以10μL/min的流速循环高密度载氧液体，以在打印过程中保持氧气的氧浓度不变。
用于形成三维物体的系统500可以包括平台502(例如，打印平台)，在所述平台502上形成三维物体。所述三维物体可以包括人造器官(例如，人造肺、人造心脏、人造肾脏、人造肝脏等)。所述系统500可包括具有构建表面的溶氧液体604(例如，载氧液体)。所述溶氧液体604可包括碳氟化合物材料，例如全氟萘烷或Krytox氟化油。所述溶氧液体604可具有大于0.3ml O2/ml溶氧液体的氧溶解度。例如，所述溶氧液体604可具有0.4ml O2/ml溶氧液体、0.5ml O2/ml溶氧液体或0.6ml O2/ml溶氧液体的氧溶解度。
所述构建表面和所述平台502可界定在其间的构建区域504(例如，构建视窗)。所述系统500可以包括控制器，该控制器配置成推动所述平台502远离所述构建表面。例如，所述控制器可以降低或升高所述平台502。所述控制器可以配置成维持至少20μm的氧抑制层厚度。例如，所述控制器可以维持20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm的氧抑制层厚度。
所述系统500可以包括配置为照射所述构建区域504的辐射源506(例如，DLP投影仪、投影仪、照明源等)。所述辐射源506可以配置为穿透光学透明构件和溶氧液体604照射所述构建区域504以从光敏液体形成固体聚合物(例如光敏树脂、墨水等)。在一些实施例中，所述系统500可包括蠕动泵(例如，泵)以再循环所述溶氧液体604。所述蠕动泵可包括用于泵送所述溶氧液体604的正排量泵。
图6是图5中的平台502的X-Z横截面区域的详细视图。所述平台502可以包括透明玻璃602(例如，光学透明玻璃、光学透明构件等)。例如，所述透明玻璃602可承载所述溶氧液体604。所述溶氧液体604可设置于所述透明玻璃602上。所述透明玻璃602的厚度可实质上小于所述溶氧液体604的厚度。
所述平台502可以包括在所述透明玻璃602上的高密度载氧液体(例如，不可压缩的载氧液体)。所述平台502可以包括墨水608(例如，光敏墨水、光敏液体等)。所述光敏液体可设置于所述溶氧液体604上。所述溶氧液体604可位于所述墨水608下方。所述溶氧液体604的密度可大于所述光敏液体的密度。所述平台502可以包括载氧液体和光敏墨水之间的界面606(例如，墨水和PFD界面)。所述墨水608的厚度可大于所述溶氧液体604的厚度。所述墨水608的厚度可显著大于所述透明玻璃602的厚度。
图7示出了不可压缩的载氧液体的示意图。所述不可压缩的载氧液体可用于支撑所述透氧液体。所述平台502可以包括所述透明玻璃602(例如，光学透明玻璃、光学透明构件等)。所述平台502可以包括不可压缩的溶氧液体604(例如，载氧液体)。所述光学透明构件可支撑所述溶氧液体604。
所述平台502可包括透氧膜702。所述透氧膜702可包括聚四氟乙烯膜。所述透氧膜702可具有大于1600×10-10cm3(STP)cm/(cm2 s cm Hg)的透氧率。所述透氧膜702可具有构建表面。所述构建表面和所述平台502可以限定在其间的构建区域504。所述溶氧液体604可支撑所述透氧膜702。所述溶氧液体604的密度可大于所述光敏液体的密度。所述透氧膜702的厚度可小于所述溶氧液体604的厚度。
所述平台502可以包括所述墨水608(例如光敏墨水)。所述光敏液体可设置在所述透氧膜702上。所述平台可包括所述辐射源506。所述辐射源506可配置为穿透光学透明构件、溶氧液体604和透氧膜702照射所述构建区域504以从所述光敏液体形成固体聚合物。所述溶氧液体604的厚度可小于所述墨水608的厚度。
为了允许足够的氧气传输以维持理想的死区厚度，高透氧膜(例如AF2400)可能非常薄。当加载大量墨水时，薄膜会发生很大的变形。当在大横截面区域上打印时，此问题可能会恶化。图8示出了在静水压力下膜变形的示意图。在某些情况下，变形量可能足够大，以至于投影图像偏离所述投影仪的焦平面。变形问题可以用两个非线性微分方程来描述：
Figure BDA0004094990050000051
Figure BDA0004094990050000052
其中u(r)和w(r)分别是径向和轴向或r和z的位移，d是膜的厚度，p是均匀静水压力，F是弹性、杨氏模量和泊松比的函数。边界条件可以定义为：
Figure BDA0004094990050000053
Figure BDA0004094990050000054
图9示出了AF2400膜的变形。使用COMSOL Multiphysics 5.4，可以计算膜上的最大变形(cm)。图10示出了在膜上加载不同的静水压力下图9中描绘的虚线上的膜变形。由于在槽中加载不同量的墨水，可以评估不同的静水压力下在所述膜的中心线处所述膜的变形。与所述膜平台的高度相比，所述膜中间的变形的归一化值可高达60％。为了避免这个问题，所述膜可以包括来自下方的稳固和有力的支撑。在AF2400上具有高密度和强润湿性的载氧液体可以用作具有透氧膜的氧气源。图11示出了归一化变形(％)与静水压力(Pa)的关系图。随着静水压力增加，归一化最大变形增加。
一种用于形成三维物体(例如，物品)的方法可包括提供平台和具有构建表面的溶氧液体。所述构建表面和平台可界定在其间的构建区域。所述方法可包括将光敏液体设置在所述溶氧液体上。所述溶氧液体的密度可大于所述光敏液体的密度。所述方法可包括在光学透明构件上支撑所述溶氧液体。所述方法可包括穿透所述光学透明构件和所述溶氧液体照射所述构建区域以从所述光敏液体形成固体聚合物。所述方法可包括推动所述平台远离所述构建表面。
在一些实施例中，所述方法可包括提供设置在所述光敏液体和所述溶氧液体之间的透氧膜。在一些实施例中，所述方法可包括维持至少20μm的氧抑制层厚度。在一些实施例中，所述方法可包括使用蠕动泵再循环所述溶氧液体。在一些实施例中，所述溶氧液体是碳氟化合物材料，例如全氟萘烷或Krytox氟化油。在一些实施例中，所述三维物体是人造器官(例如，人造肺、人造心脏、人造肾脏、人造肝脏等)。
对本文以单数形式提及的系统和方法的实施方式或要素或动作的任何提及可包括包括多个这些要素的实施方式，并且对本文中任何实施方式或要素或行为的任何复数提及可包括仅包括单个要素的实施方式。单数或复数形式的提及不旨在将当前公开的系统或方法、它们的组件、动作或要素限制为单一或复数配置。对基于任何信息、动作或要素的任何动作或要素的提及可以包括其中动作或要素至少部分地基于任何信息、动作或要素的实施方式。
如本文所使用的，术语“大概”、“大约”、“基本上”和类似术语旨在具有与本披露的主题所涉及的内容的本领域普通技术人员普遍接受的用法相一致的广泛含义。研究本公开的本领域技术人员应当理解，这些术语旨在允许描述所描述和要求保护的某些特征，而不将这些特征的范围限制在所提供的精确数值范围内。相应地，这些术语应被解释为表示对所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或变更被认为在所附权利要求中记载的公开范围内。
应当注意，本文用于描述各种实施例的术语“示例的”及其变体旨在表明此类实施例是可能实施例的可能示例、表示或说明(并且此类术语并非旨在意味这样的实施例必然是特别的或最好的示例)。
如本文所使用的，术语“耦合”及其变体是指两个部件直接或间接地相互连接。这种连接可以是静止的(例如，永久的或固定的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这种连接可以通过两个部件彼此直接连接、两个部件使用单独的中间部件和彼此连接的任何额外的中间部件彼此连接、或者两个部件使用与两个部件之一一体形成为单一整体的中间部件彼此连接来实现。如果“耦合”或其变体被附加术语修饰(例如，直接耦合)，则上面提供的“耦合”的通用定义被附加术语的简单语言含义修改(例如，“直接耦合”是指两个部件的没有任何单独的中间部件的连接)，导致定义比上面提供的“耦合”的一般定义更窄。这种耦合可以是机械的、电的或流体的。
本文公开的任何实施方式都可以与任何其他实施方式相结合，并且对“一种实施方式”、“一些实施方式”、“替代实施方式”、“各种实施方式”、“一个实施方式”等的引用不一定是相互排他性的并且旨在指示结合实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包括在至少一个实施中。本文使用的这些术语不一定都指代相同的实施方式。任何实施方式可以以与本文公开的各方面和实施方式相一致的任何方式与任何其他实施方式包含地或排他地相结合。
对“或”的提及可以被解释为包含性的，因此使用“或”描述的任何术语可表示单个、多个和所有描述的术语中的任何一个。对术语的连词列表中的至少一个的提及可以被解释为包含性的“或”以表明单个、多个和所有描述的术语中的任何一个。例如，提及“‘A’和‘B’中的至少一个”可以仅包括‘A’，仅包括‘B’，以及包括‘A’和‘B’两者。也可以包含“A”和“B”以外的元素。
本文中对元件位置的提及(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”)仅用于描述图中各种元件的方向。应当注意，各种元件的方向可以根据其他示例性实施例而不同，并且这样的变化旨在被本公开涵盖。
虽然附图和描述可说明方法步骤的特定顺序，但是这些步骤的顺序可以不同于所记载和描述的，除非上文另有说明。此外，两个或更多步骤可以同时或部分同时进行，除非上文另有说明。这种变化可以取决于，例如，所选择的软件和硬件系统以及设计者的选择。所有这些变化都在本公开的范围内。同样，所描述的方法的软件实现可以用标准编程技术来完成，该技术具有基于规则的逻辑和其他逻辑以完成各种连接步骤、处理步骤、比较步骤和判定步骤。
本文记载的系统和方法可以在不脱离其特征的情况下以其他特定形式体现。前述实施方式是说明性的而不是对所记载的系统和方法的限制。
如果附图、详细说明或任何权利要求中的技术特征后跟附图标记，则包含的附图标记是为了增加附图、详细描述和权利要求的可理解性。因此，无论是附图标记还是它们的缺失都不会对任何权利要求要素的范围产生任何限制作用。
本文记载的系统和方法可以在不脱离其特征的情况下以其他特定形式体现。前述实施方式是说明性的而不是对所记载的系统和方法的限制。因此，本文记载的系统和方法的范围由所附权利要求而不是前述记载表明，并且落入权利要求等同物的含义和范围内的改变包含在其中。

Claims (20)

1.一种用于形成三维物体的设备，包括：
平台，所述三维物体形成在所述平台上；
溶氧液体，所述溶氧液体具有构建表面，所述构建表面和所述平台界定在其间的构建区域；
光敏液体，所述光敏液体设置于所述溶氧液体上，其中所述溶氧液体的密度大于所述光敏液体的密度；
光学透明构件，所述光学透明构件配置为支撑所述溶氧液体；
辐射源，所述辐射源配置为穿透所述光学透明构件和所述溶氧液体照射所述构建区域以从所述光敏液体形成固体聚合物；和
控制器，所述控制器配置为推动所述平台远离所述构建表面。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括：再循环所述溶氧液体的蠕动泵。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述溶氧液体是碳氟化合物材料。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述溶氧液体的氧溶解度大于0.3ml O2/ml溶氧液体。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述三维物体是人造器官。
6.一种用于形成三维物体的设备，包括：
平台，所述三维物体形成在所述平台上；
透氧膜，所述透氧膜具有构建表面，所述构建表面和所述平台界定在其间的构建区域；
光敏液体，所述光敏液体设置于所述透氧膜上；
溶氧液体，所述溶氧液体支撑所述透氧膜，其中，所述溶氧液体的密度大于所述光敏液体的密度；
光学透明构件，所述光学透明构件支撑所述溶氧液体；
辐射源，所述辐射源配置为穿透所述光学透明构件、所述溶氧液体和所述透氧膜照射所述构建区域以从所述光敏液体形成固体聚合物；和
控制器，所述控制器配置为推动所述平台远离所述构建表面。
7.根据权利要求6所述的设备，还包括：再循环所述溶氧液体的蠕动泵。
8.根据权利要求6所述的设备，其中，所述溶氧液体是全氟萘烷、Krytox氟化油或苏威Fomblin Y中的至少一种。
9.根据权利要求6所述的设备，其中，所述溶氧液体的氧溶解度大于0.3ml O2/ml溶氧液体。
10.根据权利要求6所述的设备，其中，所述三维物体是人造器官。
11.根据权利要求6所述的设备，其中，所述透氧膜是聚四氟乙烯膜。
12.根据权利要求6所述的设备，其中，所述透氧膜的透氧率大于1600×10-10cm3(STP)cm/(cm2 s cm Hg)。
13.根据权利要求6所述的设备，其中，所述控制器配置成维持至少20μm的氧抑制层厚度。
14.一种用于形成三维物体的方法，包括：
提供平台和具有构建表面的溶氧液体，所述构建表面和所述平台界定在其间的构建区域；
在所述溶氧液体上设置光敏液体，其中，所述溶氧液体的密度大于所述光敏液体的密度；
在光学透明构件上支撑所述溶氧液体；
穿透所述光学透明构件和所述溶氧液体照射所述构建区域以从所述光敏液体形成固体聚合物；和
推动所述平台远离所述构建表面。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：提供设置于所述光敏液体与所述溶氧液体之间的透氧膜。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括：维持至少20μm的氧抑制层厚度。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括：使用蠕动泵再循环所述溶氧液体。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述溶氧液体是碳氟化合物材料。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述三维物体是人造器官。
20.一种物品，包括由权利要求14的方法产生的三维物体。
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Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US10259171B2 (en) * 2014-04-25 2019-04-16 Carbon, Inc. Continuous three dimensional fabrication from immiscible liquids
ES2819229T3 (es) * 2014-11-10 2021-04-15 Univ Berlin Tech Procedimiento y dispositivo para producir un objeto multicelular tridimensional
KR20170028746A (ko) * 2015-09-04 2017-03-14 한국전자통신연구원 3d 스캐닝 기능과 3d 프린팅 기능을 구비한 3d 복합기 및 그 동작 방법
US11220054B2 (en) * 2017-10-02 2022-01-11 Global Filtration Systems Method of stabilizing a photohardening inhibitor-permeable film in the manufacture of three-dimensional objects
EP3833498A4 (en) * 2018-08-07 2022-06-29 Ohio State Innovation Foundation Fabrication of porous scaffolds using additive manufacturing with potential applications in bone tissue engineering
EP3946896A1 (en) * 2019-03-27 2022-02-09 3D Systems, Inc. Large area three-dimensional printer with precision optical path
US11752700B2 (en) * 2019-10-01 2023-09-12 Massachusetts Institute Of Technology Systems and methods for formulating material in a data-driven manner

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