混合光源的制作方法
本公开大体涉及使用多个光源进行增材制造的设备和方法，多个光源包括结合聚焦能量源(例如激光束)的数字光处理(dlp)投射器。根据本发明的设备和方法可用于制造各种物体，包括具有强聚合内芯部分和良好限定的外表面的部件，以及利用这些部件的工艺。
背景技术：
1、增材制造或三维印刷工艺越来越多地用于制造结构复杂且错综的物体。诸如选择性激光熔化(slm)，数字光处理(dlp)和立体光刻(sla)的工艺已被用于生产各种工业的物体。dlp使用投射器将图像投影到可光硬化的组合物上以凝固或固化它。由于dlp使用投射器，因此通常会在一系列波长范围内提供广泛的泛光曝光。
2、授予dupont的美国专利no.5,175,077(“'077专利”)和5,236,326(“'326专利”)在可光硬化的组合物的罐上使用两个曝光元件，其可以是泛光曝光或局部照射。'077和'326专利的曝光元件设计用于提供不同波长的光化辐射；选择第一波长以硬化组合物，而第二波长激活光硬化抑制剂。在抑制波长下的照射产生抑制层，其用于使光硬化的组合物不粘附。
技术实现思路
1、在一个实施例中，本公开涉及一种用于物体的增材制造的设备。该设备包括：用于容纳光聚合材料的罐，该罐包括下表面，该下表面具有在下表面的至少一部分上延伸的窗口；数字光处理(dlp)投射器，用于通过透明窗口投射辐射；聚焦能量源，用于通过透明窗口照射光聚合材料；和生产平台，生产平台适合下降到罐并从罐上升。聚焦能量源发射340nm到420nm之间的辐射，并且窗口允许dlp投射器和聚焦能量源发射的辐射进入罐。在一些方面，该设备还包括用于以受控方式在窗口上移动激光束的振镜(galvanometer)。在一些方面，聚焦能量源发射聚焦能量束，其遵循从聚焦能量源通过透明窗口的路径。在一些方面，dlp投射器投射的辐射遵循从投射器通过透明窗口的路径。优选地，该设备还包括沿聚焦能量束的路径放置的一个或多个反射镜。优选地，该设备还包括沿dlp投射器投射的辐射路径放置的数字微镜器件(dmd)。优选地，聚焦能量源发射350nm至400nm之间的辐射。
2、在另一方面，本公开涉及用于增材制造期望物体的方法，该方法包括步骤(a)至(d)。步骤(a)涉及将生产平台降低到用于容纳光聚合材料的罐中。步骤(b)涉及将光以物体横截面的至少外周边的形状投射。步骤(c)涉及使用波长在340nm和420nm之间的聚焦能量源照射物体的横截面的至少一部分。步骤(d)涉及升高生产平台并重复步骤(a)和(b)和/或(c)直到所需物体被构建。在某些方面，该物体构建在构建平台上。在一些方面，投射光和照射使光聚合材料聚合。在一些方面，光聚合材料聚合到构建平台上。在一些方面，罐包括透明窗口，其对投射光和照射是透明的。优选地，步骤(b)包括将来自数字光处理(dlp)投射器的光投射通过透明窗口，并且步骤(c)包括通过透明窗口照射。优选地，透明窗口位于罐的底部。优选地，物体的外周边具有约0.0001英寸至约0.001英寸的尺寸精度。优选地，步骤(c)的照射以阴影图案进行，该阴影图案限定了物体的横截面的影线区域。优选地，执行步骤(b)的投射以在物体的横截面上限定光的投射区域，并且阴影区域小于使用步骤(b)和(c)形成的物体的每个横截面中的投射区域。
技术特征：
1.一种用于增材制造物体的设备，其特征在于，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括振镜，所述振镜用于以受控方式沿着所述工具路径在所述透明窗口上移动所述能量束。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，所述聚焦能量源发射聚焦能量束，所述聚焦能量束遵循从所述聚焦能量源通过所述透明窗口的路径。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，进一步包括一个或多个反射镜，所述一个或多个反射镜沿着所述聚焦能量束的所述路径放置。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，由所述投射器投射的所述辐射遵循从所述投射器通过所述透明窗口的路径。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，进一步包括数字微镜器件(dmd)，所述数字微镜器件(dmd)沿着由所述投射器投射的所述辐射的所述路径放置。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，所述能量束具有340nm和420nm之间的波长。
8.一种用于增材制造物体的方法，其特征在于，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中，所述物体被构建在所述构建平台上。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中，投射所述辐射能量和照射使所述光聚合材料聚合。
技术总结
本公开一般涉及使用数字光处理(DLP)投射器和聚焦能量源来照射光聚合材料的物体的增材制造，及其设备和方法。DLP投射器照射并固化物体的外周边，并且聚焦能量源照射并固化物体的内部区域。在优选实施例中，DLP投射器和聚焦能量源的照射都是从容纳光聚合材料的罐下面并通过透明窗口进行的。
技术研发人员：约翰尼·德利翁,威廉·墨菲,斯蒂芬妮·林恩·德帕尔玛,布莱恩·皮特森,特拉维斯·桑兹,拉塞尔·丹尼森,史蒂芬·迪克,凯文·麦克沃伊
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5