RU2457112C1 - Способ производства трехмерных объектов - Google Patents
Способ производства трехмерных объектов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457112C1 RU2457112C1 RU2010150897/05A RU2010150897A RU2457112C1 RU 2457112 C1 RU2457112 C1 RU 2457112C1 RU 2010150897/05 A RU2010150897/05 A RU 2010150897/05A RU 2010150897 A RU2010150897 A RU 2010150897A RU 2457112 C1 RU2457112 C1 RU 2457112C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- layers
- base material
- stimulation
- distribution
- Prior art date
Links
Images
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
- B29C64/10—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
-
- 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
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- 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
-
- 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
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/16—Cooling
- B29C2035/1608—Cooling using Peltier-effect
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Способ для производства трехмерных объектов (W), состоящих из наложенных слоев (L) основного материала (М), жидкого при температуре окружающей среды и способного затвердевать полностью под воздействием стимуляции (облучения). Этот способ содержит следующие операции: распределение слоя (L1) жидкого основного материала (М) на предыдущем слое (L), выборочное воздействие стимуляции на слой (L1) в одном или нескольких заданных участках (К), повтор операции распределения и облучения для каждого последующего слоя трехмерного объекта (W), охлаждение слоев (L) до заданной рабочей температуры, которая ниже температуры окружающей среды, перед стимуляцией для затвердевания основного материала (М). Распределение основного слоя (L0) основного материала (М) перед распределением первого слоя трехмерного объекта (W). При этом основной слой (L0) не подвергается стимуляции. 13 з.п. ф-лы, 9 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к способу для производства трехмерных объектов слоями, который на техническом жаргоне известен как «стереолитография». Настоящее изобретения относится также к стереолитографическому устройству, применяющему упомянутый способ.
Как известно, стереолитография широко используется для быстрого прототипирования трехмерных и даже сложных объектов, т.к. позволяет изготавливать такие объекты за очень короткое время и практически без необходимости применения какого-либо специального оборудования.
В общем, стереолитографическая технология включает в себя первое виртуальное деление формы объекта, который будет воспроизведен слоями заданной толщины, изготавливаемыми позже, как правило, стереолитографическим устройством, размещающим их один над другим для создания объекта. Эти слои выполнены из жидкой смолы, которая способна затвердевать навсегда под воздействием соответствующей стимуляции.
Точнее говоря, эта смола распределяется на опорной поверхности на толщину, соответствующую одному слою воспроизводимого объекта, а затем подвергается выборочному воздействию стимуляции в участках, соответствующих величине объекта.
Обычно используется смола на пластмассовой основе, а ее затвердевание достигается полимеризацией через облучение лазерным лучом.
Согласно первой известной форме конструкции стереолитографическое устройство содержит бак, вмещающий жидкую смолу, в который погружена вертикально перемещающаяся платформа, поддерживающая производимый объект. Эта платформа опускается до тех пор, пока каждый слой объекта не покроется слоем жидкости, толщина которого соответствует толщине, необходимой для последующего слоя. Затем жидкий слой подвергается стимуляции в участках, соответствующих величине производимого объекта, так что он отвердевает и присоединяется к нижележащему слою.
Процесс производства трехмерного объекта осуществляется аналогичным образом для последующих слоев с постепенным снижением платформы.
Недостаток вышеописанной известной технологии заключается в том, что довольно трудно контролировать толщину слоев. Фактически, уменьшенная толщина каждого слоя, обычно составляющая лишь несколько дробных частей миллиметра, и вязкость основного материала в жидком состоянии затрудняют распределение жидкой смолы по производимому объекту. Следовательно, толщине слоев часто недостает однородности, что приводит к производству конечного объекта с неточными размерами. Известны различные приспособления, которые стремятся ограничить вышеупомянутый недостаток, основываясь, главным образом, на использовании шпателей, выравнивающих поверхность жидкой смолы, однако ни одно из них не решает эту проблему удовлетворительным способом.
Еще один недостаток вышеописанной известной технологии представлен необходимостью подготавливать определенное количество опор для производимого объекта и устанавливать их на платформе. Эти опоры необходимы как для того, чтобы выдерживать собственный вес объекта, особенно в случае, когда он имеет выступающие наружу части, так и для того, чтобы поддерживать части, которые в особых конфигурациях объекта изначально отделены от его корпуса. К примеру, темный участок фиг.1 схематически показывает универсальный трехмерный объект, произведенный по известному уровню техники и обозначенный буквой W', в то время как заштрихованные участки изображают относящиеся к этому объекту вышеупомянутые опоры S.
Эти опоры также дают возможность противостоять давлению, которое создается во время полимеризации слоев и которое из-за уменьшенной толщины этих слоев будет деформировать их недопустимым образом.
Однако недостаток опор заключается в том, что они требуют дополнительной стадии проектирования, что увеличивает общее время производства объекта и затраты. Другой недостаток этих опор в том, что они не могут быть повторно использованы для производства других объектов и поэтому бесполезны, что дополнительно повышает стоимость объекта. Кроме того, если производимый объект особенно сложный, изготовление таких опор невозможно, и это ограничивает применимость стереолитографической технологии.
Согласно известной технологии, эти опоры изготавливаются стереолитографическим устройством одновременно с трехмерным объектом, образуя, таким образом, составную часть последнего.
Очевидно, что помимо уже описанных недостатков, вышеупомянутая технология имеет еще один изъян, представленный тем фактом, что необходимо механически извлекать опоры, следствием чего является дополнительное увеличение стоимости объекта.
Кроме того, извлечение опор влечет за собой риск поломки объекта, а это еще один недостаток.
В дополнение к вышесказанному недостатком является также замедление производства объекта, поскольку стимуляция основного материала должна выполняться также в участках, соответствующих опорам. В попытке преодолеть вышеперечисленные недостатки была разработана другая технология, использующая смолу, которая при комнатной температуре имеет форму желе и поэтому является, по существу, стабильной с точки зрения размеров.
По технологии этой конструкции желеобразная смола нагревается до разжижения, так чтобы ее можно было распределить на производимом объекте. Следовательно, в отличие от предыдущего случая, объект не погружается в жидкую смолу.
После распределения по объекту смола охлаждается и образует относительно стабильный при комнатной температуре желеобразный слой, а затем полимеризируется посредством процедуры выборочной стимуляции, аналогичной уже описанной.
Этот процесс повторяется для последующих слоев до завершения объекта, который, в конечном счете, нагревается для разжижения неполимеризированной смолы и извлечения, таким образом готового объекта.
Преимущественно, описанная выше технология дает возможность избежать применения опор для производимого объекта, который фактически поддерживается окружающей желеобразной смолой.
Однако вышеупомянутая технология имеет ряд недостатков, среди которых тот факт, что она довольно медленная, что обусловлено временем, необходимым для охлаждения каждого нанесенного слоя. Еще один недостаток заключается в том, что эта смола частично разрушается, из-за двойного цикла нагрева, которому она подвергается во время распределения каждого слоя и в конце производственного процесса, и по причине недостатка механических характеристик объекта.
Вышеупомянутый недостаток, который означает, что лишняя смола не может быть использована снова для производства других объектов, наряду с уже упомянутой замедленностью этой технологии, дополнительно увеличивает стоимость готового объекта. Более того, аналогично ранее описанной первой известной технологии эта вторая известная технология также не решает проблему контроля толщины слоев и может даже усугубить ее. Фактически, во время распределения каждого слоя вязкость смолы очень высока, что может образовывать неровности на поверхности этого слоя.
Документ US 5820811 раскрывает дополнительный способ формирования трехмерного объекта, содержащий использование жидкой при температуре окружающего воздуха светочувствительной смолы, в котором смола охлаждается для ее сгущения перед тем, как она подвергнется постоянному отверждению посредством светового облучения.
Настоящее изобретение призвано преодолеть все вышеописанные недостатки известной области техники.
В частности, первая задача этого изобретения заключается в осуществлении способа и разработке устройства для производства сформированных рядом наложенных слоев трехмерных объектов, которое не требует использования опор для изготавливаемого трехмерного объекта.
Другая задача этого изобретения - предложить способ и устройство, дающие возможность производить трехмерные объекты, имеющие одинаковую форму, быстрее по сравнению с уже известной технологией.
Еще одной задачей этого изобретения является получение более правильных с точки зрения размеров трехмерных объектов, чем те, которые создаются с помощью известной технологии.
Другая, но не последняя задача этого изобретения - обеспечить отсутствие чрезмерного износа используемого для изготовления объекта основного материала во время процесса производства.
Вышеописанные задачи успешно выполняются способом для производства трехмерных объектов по п.1 формулы, а также устройством по п.13, применяющим упомянутый способ.
Дополнительные подробности этого способа и устройства, являющиеся предметами этого изобретения, описаны в соответствующих зависимых пунктах формулы.
Преимущественно, отсутствие опор дает возможность снижать стоимость готового трехмерного объекта, по сравнению со стоимостью того же объекта, получаемого с помощью описанной выше первой технологии. Также преимуществом является то, что отсутствие опор делает возможным производство геометрически более сложных объектов, чем те, которые можно получить известными способами, а тот факт, что основной материал не изнашивается, позволяет заново использовать лишний материал для производства других объектов. Кроме того, положительный эффект достигается тем, что уменьшенное производственное время и возможность повторного использования лишнего основного материала позволяют снизить стоимость объекта по сравнению с описанной выше второй технологией. К тому же, более высокая степень точности по способу, являющемуся предметом этого изобретения, в сравнении с известной технологией, преимущественно дает возможность удовлетворять потребности больших секторов рынка.
Упомянутые задачи, преимущества и прочее, более полно освещенные ниже, будут подробно пояснены в описании предпочтительного варианта выполнения способа и устройства согласно этому изобретению в качестве неограничивающего примера со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
Фиг.1 показывает схематичный вид трехмерного объекта, принадлежащего известной области техники;
Фиг.2 показывает схематичный вид устройства, являющегося предметом этого изобретения;
Фиг.3-9 показывают разные рабочие фазы способа, являющегося предметом этого изобретения.
Способ согласно этому изобретению, известный на техническом жаргоне как «стереолитография», особенно подходит для быстрого прототипирования трехмерных объектов W. Как уже было объяснено, этот способ заключается в создании трехмерного объекта W наложением ряда слоев L основного материала M. Вышеупомянутый основной материал M является жидким при температуре окружающей среды, но после соответствующей стимуляции может менять свою молекулярную структуру таким образом, чтобы затвердеть навсегда.
Вышеупомянутый основной материал M предпочтительно, но не обязательно, является фотополимером, отверждаемым полимеризацией, когда он подвергается воздействию источника заданного облучения, такого как, например, лазерное излучение. Материалы описанного выше типа хорошо известны и широко используются в области стереолитографии, поэтому они не будут описаны более детально в этом документе.
Также очевиден тот факт, что в вариантах конструкции этого изобретения можно выбрать основной материал M, который чувствителен к типу стимуляции, отличному от лазерного излучения, при условии, что этот тип способен вызывать постоянное затвердевание этого материала М в стимулированных участках.
Способ, являющийся предметом этого изобретения, описан, в частности, со ссылкой на устройство, схематически показанное на фиг.2 и обозначенное там, в целом, позицией 1. Можно увидеть, что устройство 1 содержит средство 2 для поддерживания производимого трехмерного объекта W, предпочтительно содержащее платформу 2а.
Устройство 1 также обеспечено средством 3 для распределения основного материала M, подходящим для размещения каждого слоя L на предыдущем слое трехмерного объекта W и предпочтительно, но не обязательно, содержащим распределительное сопло 6.
Кроме того, есть средство 4, подходящее для излучения вышеупомянутой стимуляции и способное выборочно закреплять предварительно заданные участки K слоя L, соответствующие величине трехмерного объекта W, который будет получен, и обозначенные для простоты более темным цветом.
Предпочтительно, излучающее средство 4 содержит лазерный генератор 9, который преимущественно дает возможность закреплять очень ограниченный участок K основного материала M, содействуя, таким образом, выполнению объекта W с правильными размерами.
Согласно изобретению устройство 1 содержит средство 5 для охлаждения нанесенных слоев L для того, чтобы эксплуатировать их при заданной рабочей температуре, которая ниже температуры окружающей среды.
Предпочтительно, упомянутое охлаждающее средство 5 соединено с упомянутым поддерживающим средством 2 для того, чтобы преимущественно находиться в непосредственном контакте со слоями L, обеспечивая, таким образом, эффективное охлаждение.
Кроме того, упомянутое охлаждающее средство 5 предпочтительно содержит батареи 10 Пельтье, которые преимущественно ограничивают габаритные размеры и высокую эффективность охлаждения.
Тем не менее, очевидно, что в других вариантах конструкции этого изобретения, здесь не представленных, как положение, так и тип охлаждающего средства 5 могут отличаться от тех, которые описаны и проиллюстрированы в этом документе.
Предпочтительно, но не обязательно также имеется средство 7 для выравнивания слоев L, предпочтительно содержащее инструмент 8 для механического удаления материала, такой как, например, резак 8а.
Поддерживающее средство 2, распределяющее средство 3, излучающее средство 4 и выравнивающее средство 7 могут перемещаться относительно друг друга благодаря наличию средства снабжения энергией, которое здесь не показано, но известно непосредственно специалистам в данной области техники.
Способ согласно изобретению для производства трехмерных объектов W содержит первую операцию для распределения слоя L1 жидкого основного материала M на предыдущем слое L, как показано на фиг.4.
Во время вышеперечисленной операции основной материал M предпочтительно содержится при температуре окружающей среды, так что самопроизвольно допускается, что он имеет жидкую форму и его не нужно нагревать.
Способ, являющийся предметом этого изобретения, дополнительно содержит выборочное облучение упомянутого слоя L1 заранее установленной стимуляцией в заданных участках K, соответствующих величине получаемого трехмерного объекта W и изображенных на чертежах более темными зонами.
Вышеупомянутое распределение и выборочное облучение повторяются для каждого последующего слоя L трехмерного объекта W.
Способ согласно изобретению содержит дополнительную операцию для охлаждения слоев L до заданной рабочей температуры, которая ниже температуры окружающей среды, так что основной материал M слоев L затвердевает, и слои могут принимать стабильную форму.
Слои L, затвердевшие как описано выше, способны поддерживать последующие слои, исключая таким образом потребность в использовании опор для производимого трехмерного объекта W, а следовательно, выполняя первую задачу этого изобретения.
Слои L сохраняют упомянутую стабильную форму до тех пор, пока поддерживается рабочая температура основного материала M. Рабочая температура предпочтительно, но не обязательно, является достаточно низкой для того, чтобы вызвать временное затвердевание основного материала М. Очевидно, что в вариантах конструкции этого изобретения можно будет принимать рабочую температуру таким образом, чтобы даже без полного затвердевания основного материала M значительно повысить его вязкость, к примеру, придать ему желеобразную консистенцию.
Упомянутая рабочая температура предпочтительно поддерживается постоянной на слоях L на протяжении всего процесса распределения и облучения этих слоев до тех пор, пока не будет завершен трехмерный объект W. Кроме того, охлаждение каждого последующего слоя L1 предпочтительно происходит самопроизвольно от соприкосновения с предыдущим слоем L. Таким образом выполняется почти мгновенное отверждение основного материала M.
Согласно варианту конструкции этого изобретения, не представленному в этом документе, основной материал M распределяется выборочно и только в зонах, соответствующих величине объекта W, преимущественно, делая возможным сокращение времени производства объекта W, а следовательно, уменьшение косвенных затрат.
Упомянутая операция выборочного распределения может быть заимствована, в частности, если основной материал M охлаждается очень быстро, например, когда новый слой L1 очень тонкий и охлаждается соприкосновением с предшествующим слоем L.
Этот охлаждающий эффект предпочтительно достигается посредством батарей 10 Пельтье, которые преимущественно обеспечивают высокую эффективность и, в то же время, очень ограниченные габаритные размеры.
Тем не менее, очевидно, что в вариантах конструкции этого изобретения можно добиться охлаждения слоев L посредством охлаждающих жидкостей, низкотемпературных газовых струй или любым другим известным способом.
Предпочтительно, как показано на фиг.5, способ согласно изобретению содержит операцию по выравниванию последнего нанесенного слоя L1 перед распределением последующего слоя и предпочтительно, но не обязательно, перед стимуляцией.
Упомянутая операция по выравниванию позволяет удалять лишний материал со слоя L1 таким образом, чтобы добиться желаемой толщины и получить равномерную поверхность.
Фактически, поскольку слой L1 охлажденный, а следовательно, стабильный, можно удалять основной материал M с большой точностью, к примеру, посредством механического процесса.
Кроме того, слой L1 сохраняет толщину, полученную после операции выравнивания. По этой причине упомянутая операция выравнивания выполняет задачу по увеличению точности габаритных размеров трехмерного объекта W по сравнению со степенью точности, получаемой известными способами.
Очевидно, что чем больше устойчивость основного материала M, тем выше степень получаемой точности, в частности, когда основной материал M охлаждается до тех пор, пока он не затвердеет.
Что касается распределения слоев L, то оно предпочтительно осуществляется посредством дозирующего устройства 6, которое преимущественно дает возможность четко контролировать количество использованного основного материала М.
Способ, являющийся предметом этого изобретения, также включает в себя процесс устранения основного материала М1, который не был стимулирован, предпочтительно, путем воздействия на слои L температурой окружающей среды.
При такой температуре нестимулированный основной материал M1 возвращается в жидкое состояние, в то время как стимулированный материал K остается твердым благодаря своему полимеризованному состоянию.
Вышеперечисленное ясно показывает, что во время всего процесса осуществления способа согласно изобретению основной материал M не нагревается выше температуры окружающей среды.
Поэтому, в отличие от описанного выше второго известного метода, основной материал M не подвержен износу, а следовательно, таким образом выполняется одна из задач этого изобретения.
Очевидно, что удаление нестимулированного материала M1 может иметь место даже при температуре выше температуры окружающей среды, что позволяет ускорять разжижение материала M1.
В отличие от описанного выше второго известного способа, способ согласно изобретению не требует времени для стабилизации основного материала M. Фактически, упомянутая стабилизация обусловлена практически мгновенным охлаждением основного материала M, когда тот соприкасается с предыдущим слоем L, а не воздействием температуры окружающей среды, как в случае с упомянутым известным способом.
Следовательно, способ согласно изобретению выполняет задачу по обеспечению более быстрого производства объекта W, по сравнению с известным методом, упомянутым выше.
Предпочтительно, но не обязательно, как показано на Фиг.7, способ согласно изобретению включает в себя распределение основного слоя L0 в непосредственном контакте с платформой 2a, причем этот основной слой не подвергается стимуляции.
Нестимулированный основной слой L0 преимущественно предотвращает прилипание объекта W к платформе 2a, облегчая тем самым извлечение этого объекта при завершении производства.
Фактически, во время вышеописанного удаления нестимулированного материала M1 основной слой L0 становится жидким и заставляет объект W отделяться от платформы 2a.
С эксплуатационной точки зрения и как показано на фиг.4, один слой L1 основного материала M в жидком состоянии наносится на предыдущий слой L посредством дозирующего сопла 6.
Основной материал M затвердевает почти мгновенно, когда соприкасается с распределенными ранее и сохраненными в холодном состоянии батареями Пельтье 10 слоями L.
Как показано на фиг.5, охлажденный слой L1 выравнивается резаком 8a. Затем, с помощью лазерного генератора 9 слой L1 подвергается выборочной стимуляции в заданных участках K, соответствующих величине получаемого трехмерного объекта W, как показано на фиг.6.
Этот способ продолжается обработкой последующих слоев L, в силу чего платформа 2a опускается относительно дозирующего средства 3, излучающего средства 4 и выравнивающего средства 7 на расстояние, соответствующее толщине получаемого слоя L1, как показано на фиг.3.
Состояние после наложения определенного числа упомянутых слоев L продемонстрировано на фиг.7, где основной материал M стимулирован на уровне заданных участков K, составляющих производимый трехмерный объект W и обозначенных более темными зонами.
Изъятие готового трехмерного объекта W, представленного на фиг.9, выполняется охлаждением основного материала M до температуры окружающей среды, так чтобы нестимулированный материал M1 вернулся в жидкое состояние, как показано на фиг.8.
Упомянутому изъятию помогает наличие нестимулированного слоя L0, который можно видеть на фиг.3, вставленного между платформой 2a и объектом W. Стрелки на чертежах показывают перемещения платформы 2a лазерного генератора 9, дозирующего сопла 6 и резака 8a во время различных описанных операций.
В частности, платформа 2a предпочтительно приводится в действие в вертикальном направлении, тогда как сопло 6, резак 8a и лазерный генератор 9 перемещаются горизонтально по оси или двум осям ортогонально друг другу.
Тем не менее, очевидно, что в вариантах конструкции изобретения относительные движения вышеупомянутых устройств 2a, 6, 8a и 9 могут отличаться от движений, представленных в этом документе, и могут включать в себя, к примеру, перемещение по трем осям только платформы 2a относительно других устройств.
В любом случае, как уже упомянуто, средство приведения в действие упомянутых устройств известно непосредственно специалистам в этой области техники.
Все вышеперечисленное показывает, что способ и устройство согласно изобретению выполняют поставленные задачи.
В частности, охлаждение основного материала позволяет ему отвердевать и поддерживать производимый трехмерный объект, устраняя, таким образом, потребность в специальных опорах.
К тому же, охлаждение основного материала происходит почти мгновенно, что исключает любое время ожидания и делает этот способ изобретения особенно быстрым.
Кроме того, поскольку основной материал не нагревается выше температуры окружающей среды он не портится, а следовательно, любой лишний материал может быть повторно использован для последующих производственных циклов.
В дополнение к вышесказанному получаемое охлаждением отверждение основного материала делает его пригодным к механической обработке для получения слоев с более точной толщиной, по сравнению со слоями, получаемыми известными способами.
В стадии конструирования этот способ и устройство, являющиеся предметами изобретения, могут претерпевать дополнительные изменения или модификации, касающиеся, например, типа используемого основного материала и, следовательно, типа стимуляции, применяемой для получения постоянного затвердевания упомянутого материала.
Другие варианты конструкции могут касаться механизмов, используемых для относительных движений различных частей устройства.
В любом случае, вышеупомянутые модификации или варианты, даже если они не описаны в этом документе и не показаны на чертежах, рассматриваются как охраняемые настоящим патентом при условии, что они находятся в объеме нижеследующей формулы изобретения.
Ссылочные позиции, сопровождающие технические признаки, упомянутые в любом из пунктов формулы, были включены с единственной целью повысить доступность формулы изобретения, а следовательно, эти ссылочные позиции не ограничивают толкование каждого элемента, обозначенного этими позициями в качестве примера.
Claims (14)
1. Способ производства трехмерных объектов (W), состоящих из ряда наложенных слоев (L) основного материала (М), жидкого при температуре окружающей среды и способного затвердевать навсегда под воздействием стимуляции, содержащий операции:
распределения слоя (L1) жидкого основного материала (М) на предшествующем слое (L);
выборочного воздействия стимуляцией на слой (L1) в одном или нескольких заданных участках (К);
повтор операции распределения и облучения для каждого последующего слоя трехмерного объекта (W);
охлаждения слоев (L) до заданной рабочей температуры, которая ниже температуры окружающей среды, перед стимуляцией для затвердевания основного материала (М), отличающийся тем, что содержит операцию распределения основного слоя (L0) основного материала (М) перед распределением первого слоя трехмерного объекта (W), причем основной слой (L0) не подвергается стимуляции.
распределения слоя (L1) жидкого основного материала (М) на предшествующем слое (L);
выборочного воздействия стимуляцией на слой (L1) в одном или нескольких заданных участках (К);
повтор операции распределения и облучения для каждого последующего слоя трехмерного объекта (W);
охлаждения слоев (L) до заданной рабочей температуры, которая ниже температуры окружающей среды, перед стимуляцией для затвердевания основного материала (М), отличающийся тем, что содержит операцию распределения основного слоя (L0) основного материала (М) перед распределением первого слоя трехмерного объекта (W), причем основной слой (L0) не подвергается стимуляции.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что операция охлаждения продолжается во время всей операции распределения и облучения упомянутых слоев (L).
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что охлаждение каждого из слоев (L) происходит самопроизвольно при соприкосновении с предыдущим слоем (L).
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что операция охлаждения выполняется посредством батарей (10) Пельтье.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что содержит операцию выравнивая каждого из слоев (L) перед распределением последующего слоя.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что операция выравнивания выполняется перед стимуляцией.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что операция выравнивания осуществляется инструментом (8) для механического извлечения материала.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что инструмент (8) является резаком (8а).
9. Способ по любому из пп.1-3, 6, 7 или 8, отличающийся тем, что распределение основного материала (М) осуществляется выборочно в заданных участках.
10. Способ по любому из пп.1-3, 6, 7 или 8, отличающийся тем, что распределение каждого из слоев (L) происходит посредством дозирующего сопла (6).
11. Способ по любому из пп.1-3, 6, 7 или 8, отличающийся тем, что основной материал (М) является фотополимером, а стимуляция выполняется посредством заданных радиоизлучений.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что заданное радиоизлучение выделяется лазерным генератором (9).
13. Способ по любому из пп.1-3, 6, 7 или 8, отличающийся тем, что содержит операцию удаления нестимулированного основного материала (M1).
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что это удаление выполняется воздействием температуры окружающей среды на слои (L).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ITVI2008A000109 | 2008-05-14 | ||
IT000109A ITVI20080109A1 (it) | 2008-05-14 | 2008-05-14 | Metodo di produzione di oggetti tridimensionali e macchina impiegante tale metodo |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010150897A RU2010150897A (ru) | 2012-06-20 |
RU2457112C1 true RU2457112C1 (ru) | 2012-07-27 |
Family
ID=40303222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010150897/05A RU2457112C1 (ru) | 2008-05-14 | 2009-05-13 | Способ производства трехмерных объектов |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8603385B2 (ru) |
EP (1) | EP2285552B1 (ru) |
JP (1) | JP5593538B2 (ru) |
KR (1) | KR101262636B1 (ru) |
CN (1) | CN102026797B (ru) |
AT (1) | ATE533612T1 (ru) |
BR (1) | BRPI0912677B1 (ru) |
CA (1) | CA2724075C (ru) |
HK (1) | HK1155418A1 (ru) |
IL (1) | IL208870A (ru) |
IT (1) | ITVI20080109A1 (ru) |
RU (1) | RU2457112C1 (ru) |
WO (1) | WO2009138859A2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698678C2 (ru) * | 2014-09-16 | 2019-08-28 | Аэроджет Рокетдайн, Инк. | Аддитивное изготовление с использованием подачи топливной массы под давлением |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9776376B2 (en) | 2011-08-29 | 2017-10-03 | Impossible Objects, LLC | Methods and apparatus for three-dimensional printed composites based on flattened substrate sheets |
US9833949B2 (en) | 2011-08-29 | 2017-12-05 | Impossible Objects, Inc. | Apparatus for fabricating three-dimensional printed composites |
US20170151719A1 (en) | 2011-08-29 | 2017-06-01 | Impossible Objects Llc | Methods and Apparatus for Three-Dimensional Printed Composites Based on Folded Substrate Sheets |
EP3345744B1 (en) | 2011-08-29 | 2024-06-26 | Impossible Objects, Inc. | Methods and apparatus for 3d fabrication |
EP2961585B1 (en) * | 2013-02-26 | 2020-05-27 | Impossible Objects LLC | Methods and apparatus for three-dimensional printed composites |
US10343243B2 (en) | 2013-02-26 | 2019-07-09 | Robert Swartz | Methods and apparatus for construction of machine tools |
US9393770B2 (en) | 2013-03-06 | 2016-07-19 | Impossible Objects, LLC | Methods for photosculpture |
WO2014193406A1 (en) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Modifying a base layer of an object |
US9751260B2 (en) | 2013-07-24 | 2017-09-05 | The Boeing Company | Additive-manufacturing systems, apparatuses and methods |
US20180169955A1 (en) * | 2014-03-24 | 2018-06-21 | Dws S.R.L. | Method and equipment for generating a numerical representation of a three-dimensional object, said numerical representation being suited to be used for making said three-dimensional object through stereolithography |
JPWO2015190168A1 (ja) * | 2014-06-11 | 2017-04-20 | コニカミノルタ株式会社 | 三次元造形装置および三次元造形方法 |
KR101653817B1 (ko) * | 2014-11-04 | 2016-09-05 | 주식회사 휴로 | 가변노즐헤드가 구비되는 3d프린터 및 그 작동방법 |
GB201500608D0 (en) * | 2015-01-14 | 2015-02-25 | Digital Metal Ab | Sintering method, manufacturing method, object data processing method, data carrier and object data processor |
EP3377322B1 (en) | 2015-11-17 | 2020-10-28 | Impossible Objects, LLC | Additive manufacturing method and apparatus |
CN109476147B (zh) | 2016-02-12 | 2021-12-31 | 因帕瑟伯物体公司 | 用于自动化基于复合的增材制造的方法和装置 |
US9975322B2 (en) * | 2016-02-23 | 2018-05-22 | Xerox Corporation | Method and device for building three-dimensional cylindrical objects |
KR101849140B1 (ko) * | 2016-08-23 | 2018-04-17 | 주식회사 로킷 | 용융 침착 모델링 방식의 삼차원 프린터 |
US10946592B2 (en) | 2016-09-11 | 2021-03-16 | Impossible Objects, Inc. | Resistive heating-compression method and apparatus for composite-based additive manufacturing |
EP3468773A4 (en) | 2016-10-19 | 2020-02-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | GENERATION OF THREE-DIMENSIONAL OBJECTS |
US11040490B2 (en) | 2017-03-17 | 2021-06-22 | Impossible Objects, Inc. | Method and apparatus for platen module for automated composite-based additive manufacturing machine |
US10597249B2 (en) | 2017-03-17 | 2020-03-24 | Impossible Objects, Inc. | Method and apparatus for stacker module for automated composite-based additive manufacturing machine |
US10967577B2 (en) | 2017-03-17 | 2021-04-06 | Impossible Objects, Inc. | Method and apparatus for powder system recycler for printing process |
EP3473418B1 (en) * | 2017-10-19 | 2023-12-06 | Essilor International | Method for manufacturing an ophthalmic lens |
US11413806B2 (en) | 2019-04-10 | 2022-08-16 | Northrop Grumman Systems Corporation | Method for fabricating a 3D composite structure including smoothing of support structures |
US11167484B2 (en) | 2019-04-10 | 2021-11-09 | Northrop Grumman Systems Corporation | Printing machine for fabricating 3D integrated composite structures and having a rotatable extruder module |
US11167483B2 (en) | 2019-04-10 | 2021-11-09 | Northrop Grumman Systems Corporation | Methods and apparatus for fabrication of 3D integrated composite structures |
US11117319B2 (en) | 2019-04-10 | 2021-09-14 | Northrop Grumman Systems Corporation | Printing machine for fabricating 3D integrated composite structures and having a multiple extruder module |
US11220044B2 (en) | 2019-04-10 | 2022-01-11 | Northrop Grumman Systems Corporation | Methods for deposition and fabrication of 3D integrated composite structures |
US11173654B2 (en) | 2019-04-10 | 2021-11-16 | Northrop Grumman Systems Corporation | Method for fabricating multi-material structure for 3D integrated composite structures |
KR102332535B1 (ko) * | 2020-07-17 | 2021-12-01 | 비즈 주식회사 | 표면 평탄화가 가능한 와이어 아크 직접에너지적층 3d 프린팅 장치 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2080963C1 (ru) * | 1992-12-14 | 1997-06-10 | Николай Константинович Толочко | Способ изготовления трехмерных изделий из порошковых материалов |
US5820811A (en) * | 1995-07-06 | 1998-10-13 | Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. | Optical molding process |
DE10105504A1 (de) * | 2001-02-07 | 2002-08-14 | Eos Electro Optical Syst | Vorrichtung zur Behandlung von Pulver für eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts, Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts |
EP1413595A1 (fr) * | 2002-10-23 | 2004-04-28 | Atofina | Augmentation du point de fusion et de l'enthalpie de fusion des polyamides par un traitement à l'eau |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0970897A (ja) * | 1995-07-06 | 1997-03-18 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 光造形法 |
JP3786467B2 (ja) * | 1996-05-29 | 2006-06-14 | Jsr株式会社 | 立体形状物の光造形装置 |
JP2000309057A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Teijin Seiki Co Ltd | 光学的立体造形方法および装置 |
JP4275260B2 (ja) * | 1999-08-05 | 2009-06-10 | 株式会社クラレ | 光造形法用樹脂組成物 |
JP2003011237A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-01-15 | Kuraray Co Ltd | 立体造形物の製造方法 |
US7011783B2 (en) * | 2001-10-24 | 2006-03-14 | 3D Systems, Inc. | Cooling techniques in solid freeform fabrication |
JP2004123840A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光造形用樹脂組成物及びそれを用いた光造形方法 |
JP2007000964A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Tohoku Univ | 樹脂製マイクロマシン部品の製造方法 |
EP2001656B1 (en) * | 2006-04-06 | 2014-10-15 | 3D Systems Incorporated | KiT FOR THE PRODUCTION OF THREE-DIMENSIONAL OBJECTS BY USE OF ELECTROMAGNETIC RADIATION |
-
2008
- 2008-05-14 IT IT000109A patent/ITVI20080109A1/it unknown
-
2009
- 2009-05-13 EP EP09746154A patent/EP2285552B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-05-13 US US12/937,698 patent/US8603385B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-05-13 WO PCT/IB2009/005583 patent/WO2009138859A2/en active Application Filing
- 2009-05-13 CN CN2009801173151A patent/CN102026797B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-05-13 RU RU2010150897/05A patent/RU2457112C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-05-13 JP JP2011509034A patent/JP5593538B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-05-13 KR KR1020107027697A patent/KR101262636B1/ko active IP Right Grant
- 2009-05-13 BR BRPI0912677A patent/BRPI0912677B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2009-05-13 CA CA2724075A patent/CA2724075C/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-05-13 AT AT09746154T patent/ATE533612T1/de active
-
2010
- 2010-10-21 IL IL208870A patent/IL208870A/en active IP Right Grant
-
2011
- 2011-09-14 HK HK11109651.8A patent/HK1155418A1/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2080963C1 (ru) * | 1992-12-14 | 1997-06-10 | Николай Константинович Толочко | Способ изготовления трехмерных изделий из порошковых материалов |
US5820811A (en) * | 1995-07-06 | 1998-10-13 | Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. | Optical molding process |
DE10105504A1 (de) * | 2001-02-07 | 2002-08-14 | Eos Electro Optical Syst | Vorrichtung zur Behandlung von Pulver für eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts, Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts |
EP1413595A1 (fr) * | 2002-10-23 | 2004-04-28 | Atofina | Augmentation du point de fusion et de l'enthalpie de fusion des polyamides par un traitement à l'eau |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698678C2 (ru) * | 2014-09-16 | 2019-08-28 | Аэроджет Рокетдайн, Инк. | Аддитивное изготовление с использованием подачи топливной массы под давлением |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110021871A (ko) | 2011-03-04 |
US20110121491A1 (en) | 2011-05-26 |
JP5593538B2 (ja) | 2014-09-24 |
ITVI20080109A1 (it) | 2009-11-15 |
RU2010150897A (ru) | 2012-06-20 |
BRPI0912677B1 (pt) | 2018-12-11 |
WO2009138859A2 (en) | 2009-11-19 |
IL208870A0 (en) | 2011-01-31 |
WO2009138859A3 (en) | 2010-04-01 |
HK1155418A1 (en) | 2012-05-18 |
EP2285552A2 (en) | 2011-02-23 |
BRPI0912677A2 (pt) | 2016-09-20 |
CN102026797B (zh) | 2013-11-27 |
IL208870A (en) | 2015-07-30 |
US8603385B2 (en) | 2013-12-10 |
CA2724075C (en) | 2013-07-02 |
JP2011520652A (ja) | 2011-07-21 |
KR101262636B1 (ko) | 2013-05-08 |
ATE533612T1 (de) | 2011-12-15 |
CN102026797A (zh) | 2011-04-20 |
EP2285552B1 (en) | 2011-11-16 |
CA2724075A1 (en) | 2009-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2457112C1 (ru) | Способ производства трехмерных объектов | |
CA2831917C (en) | Stereolithography machine for producing a three-dimensional object and stereolithography method applicable to said machine | |
US20210170685A1 (en) | Additive manufactured parts with smooth surface finishes and customizable properties | |
AU2018262560B2 (en) | Molding method and apparatus, particularly applicable to metal and/or ceramics | |
DK2083992T3 (en) | Continuous, generative method and apparatus for the manufacture of a three-dimensional object | |
JPH02111528A (ja) | 三次元形状の形成方法 | |
US10967575B2 (en) | Method and device for the generative manufacturing of a three-dimensional object | |
BR112021016001A2 (pt) | Método e sistema para fabricação de um elemento de volume óptico desde um material curável usando uma tecnologia de fabricação aditiva | |
DE102014010412B4 (de) | Verfahren und Anordnung zur generativen Fertigung von Bauteilen | |
JP2012056323A (ja) | 3次元物体製造用連続生成法 | |
Binnion et al. | A New Method for Preparing 3D Acrylic Photopolymer Patterns for Investment Casting | |
JP4275260B2 (ja) | 光造形法用樹脂組成物 | |
JP2000202915A (ja) | 光造形装置のスキ―ジ装置及びその方法 | |
RU2783378C2 (ru) | Пористый полимерный трехмерный объект сложной формы и способ изготовления пористого полимерного трехмерного объекта сложной формы | |
JP5207248B2 (ja) | 分子配向の揃った分子配向部材およびその製造方法 | |
RU2622009C1 (ru) | Способ формирования биорезорбируемой полимерной клеточной матрицы для регенерации ткани | |
Marla et al. | Numerical Modeling of Part Formation in Volumetric Additive Manufacturing | |
JPH09131734A (ja) | 光造形法によるゴム型作製方法 | |
JP2024521896A (ja) | 過大構造高さを有する3次元微小構造を支持体材料に形成するためのリソグラフィ方法 | |
Kamimura et al. | Refrigerative Stereolithography for Support-Free and Accurate Fabrication | |
Matias | Infrared stereolithography | |
JP2007313509A (ja) | 光造形法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200514 |