用于增材制造设备的可移除构建平台的制作方法

用于增材制造设备的可移除构建平台
1.相关申请
2.本技术要求2018年9月28日提交的序列号为62/738056的美国临时申请的优先权，该美国临时申请的公开内容通过引用而以其整体并入本文。
技术领域
3.本发明总体上涉及增材制造，并且特别地涉及采用立体光刻型增材制造的高生产量系统。


背景技术：

4.有时被称为“立体光刻”的成组的增材制造技术通过可光聚合树脂的顺序聚合而产生三维物体。这样的技术包括“自下而上”技术，其中光通过透光“窗”而投射到树脂中以到达生长的物体的底部上，该物体在“构建平台”上被抬起并且从树脂池中抬出。
5.有时被称为连续液体界面生产(clip)的更快速的立体光刻技术的最近引入已将立体光刻的有用性从原型制作扩展到制造。参见j. tumbleston、d. shirvanyants、n. ermoshkin等人的continuous liquid interface production of 3d objects(science 347，1349-1352)(2015年3月16日在线公布)；授予desimone等人的美国专利no. 9211678、no. 9205601和no. 9216546；还参见r. janusziewicz等人的layerless fabrication with continuous liquid interface production(pnas 113，11703-11708)(2016年10月18日)。
6.用于增材制造的双重固化树脂在引入clip之后不久被引入，从而更进一步扩展立体光刻的有用性以用于制造广泛种类的物体。参见rolland等人的美国专利no. 9676963、no. 9453142和no. 9598606；j. poelma和j. rolland的rethinking digital manufacturing with polymers(science 358，1384-1385)(2017年12月15日)。
7.前述的发展已继而导致对于如下的构建平台的需要：该构建平台可在自下而上的增材制造设备中更快速地调换，同时维持良好的对准度，使得可在设备上生产更多数量的物体。


技术实现要素：

8.在一些实施例中，一种用于自下而上的立体光刻设备的可移除构建平台包括：(a)主体，其具有顶部部分、底部部分、前部部分、后部部分以及相反的侧部部分，所述底部部分具有构建表面，可在构建表面上通过立体光刻而生产物体；(b)多个夹具内拉(draw-in)销，其连接到所述主体顶部部分并且从所述主体顶部部分向上延伸；以及(c)升降狭槽，其形成于所述侧部部分中的各个中，其中所述升降狭槽彼此平行且对准。
9.在一些实施例中，构建表面是矩形的。构建表面可具有至少一个伸长狭槽，该狭槽形成于构建表面中，以便于在将至少一个物体增材制造于构建表面上期间使可聚合树脂在构建表面底下流动。
10.在一些实施例中，升降狭槽延伸通过所述主体后部部分。
11.在一些实施例中，升降狭槽位于内部且面向彼此。
12.在一些实施例中，多个夹具内拉销包括四个内拉销。
13.在一些实施例中，构建平台进一步包括(d)连接到所述侧部部分中的各个的面向外的手柄。
14.在一些实施例中，主体具有连接到其的唯一标识符(例如，nfc标签)。
15.在一些实施例中，构建表面为基本上平面的。
16.在一些实施例中，顶部部分具有形成于其中的多个减重空心部。
17.在本文中的附图和下文阐述的说明书中更详细地阐释本发明的前述和其它目的和方面。本文中所引用的所有美国专利参考文献的公开内容均将通过引用而并入本文中。
附图说明
18.图1是根据一些实施例的平台的仰视透视图；
19.图2是图1的平台的后视图；
20.图3是图1的平台的正视图；
21.图4是图1的平台的侧视图；
22.图5是图1的平台的仰视图；以及
23.图6是图1的平台的俯视图。
具体实施方式
24.现在在下文中参考附图而更充分地描述本发明，在附图中示出本发明的实施例。然而，本发明可以以许多不同形式体现，且不应当被解释为限于本文中所阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开内容将为全面且完整的，且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。
25.相同的数字指代各处相同的元件。在附图中，为了清楚起见，可放大某些线、层、构件、元件或特征的厚度。除非另外规定，否则虚线(在使用的情况下)图示任选的特征或操作。
26.本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，且不旨在限制本发明。如本文中所使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式“一”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式。将进一步理解，用语“包括(comprises)”或“包含(comprising)”在用于本说明书中时规定存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件构件和/或其组或组合，但并未排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、构件和/或其组或组合。
27.如本文中所使用的，用语“和/或”包括相关联的所列项目的任何和所有可能的组合或相关联的所列项目中的一个或多个，以及当以备选方案(“或”)解释时没有组合。
28.除非另外限定，否则本文中所使用的所有用语(包括技术和科学用语)都具有与本发明所属领域中的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解，用语(诸如在通常使用的词典中限定的用语)应当被解释为具有与其在说明书和权利要求书的上下文中的含义一致的含义，且不应当在理想化或过于正式的意义上解释，除非本文中明确地这样限定。为了简洁和/或清楚起见，可能未详细地描述公知的功能或构造。
29.将理解，当元件被称为“在另一元件上”、“附接”到另一元件、“连接”到另一元件、与另一元件“联接”、“接触”另一元件等时，该元件可直接地在另一个元件上、附接到另一个元件、连接到另一个元件、与另一个元件联接和/或接触另一个元件，或也可存在居间元件。相比之下，当元件被称为例如“直接在另一元件上”、“直接附接”到另一元件、“直接连接”到另一元件、与另一元件“直接联接”或“直接接触”另一元件时，不存在居间元件。本领域技术人员还将认识到，对设置成“邻近”另一特征的结构或特征的引用可具有与邻近特征重叠或位于邻近特征下面的部分。
30.空间相对用语(诸如“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等)可在本文中为了描述的简单而用于描述如附图中所图示的元件或特征与(一个或多个)另一元件或特征的关系。将理解，除了附图中所描绘的取向之外，空间相对用语旨在还包含在使用或操作中的装置的不同取向。例如，如果附图中的装置倒置，则描述为在其它元件或特征的“下面”或“底下”的元件将取向成在其它元件或特征的“上方”。因此，示例性用语“下面”可包含上方和下面两者的取向。装置可以以其它方式取向(旋转90度或呈其它取向)，并据此解释本文中所使用的空间相对描述语。类似地，除非另外具体地指示，否则用语“向上”、“向下”、“竖直”、“水平”等在本文中仅用于阐释的目的。
31.将理解，尽管用语第一、第二等可在本文中用于描述多种元件、构件、区域、层和/或区段，但这些元件、构件、区域、层和/或区段不应当受这些用语限制。相反，这些用语仅用于将一个元件、构件、区域、层和/或区段与另一元件、构件、区域、层和/或区段区分开。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，本文中所讨论的第一元件、构件、区域、层或区段可被称为第二元件、构件、区域、层或区段。除非另外具体地指示，否则操作(或步骤)的顺序不限于权利要求书或附图中所呈现的次序。
32.1. 增材制造设备。
33.常规(或“单一固化”)树脂或双重固化树脂可在执行本发明的方面时使用。示例包括但不限于在desimone等人的美国专利no. 9211678中、在rolland等人的美国专利no. 9676963、no. 9598606和no. 9453142中以及在wu等人的公布号为us2017/0260418的美国专利申请中描述的示例，这些专利和申请的公开内容通过引用而并入本文中。示例性的双重固化树脂包括但不限于carbon inc. epu 40、epu 41、fpu、rpu 70、sil 30以及epx 82树脂，它们全都可从carbon inc.(1089 mills way，红木城，美国加利福尼亚州94063)得到。
34.用于执行增材制造的设备和方法是已知的。合适的技术包括通常被称为立体光刻的自下而上或自上而下的增材制造。这样的方法在下者中已知且描述：例如，授予hull的美国专利no. 5236637、授予lawton的美国专利no. 5391072和no. 5529473、授予john的美国专利no. 7438846、授予shkolnik的美国专利no. 7892474、授予el-siblani的美国专利no. 8110135、授予joyce的公布号为2013/0292862的美国专利申请以及授予chen等人的公布号为2013/0295212的美国专利申请。这些专利和申请的公开内容通过引用而以其整体并入本文中。
35.在一些实施例中，中间物体通过连续液体界面生产(clip)而形成。clip在下者中已知且描述：例如，美国专利no. 9211678、美国专利no. 9205601、美国专利no. 9216546；以及j. tumbleston、d. shirvanyants、n. ermoshkin等人的continuous liquid interface production of 3d objects(science 347，1349-1352)(2015年3月16日在线公
布)。还参见r. janusziewcz等人的layerless fabrication with continuous liquid interface production(proc. natl. acad. sci. usa 113，11703-11708)(2016年10月18日)。在一些实施例中，clip采用如上文中所描述的自下而上的三维制备的特征，但在执行辐射和/或所述推进步骤的同时还同时维持生长的物体与构建表面或窗之间的稳定或持久的液体界面，诸如通过：(i)连续维持与所述构建表面接触的可聚合液体的死区，以及(ii)连续维持在死区与固体聚合物之间并与其中的各个接触的聚合区(诸如活性表面)的梯度，聚合区的梯度包括呈部分固化形式的第一组分。在clip的一些实施例中，光学透明部件包括半透性部件(例如，含氟聚合物)，并且通过以下方式而执行连续维持死区：通过光学透明部件而供给聚合抑制剂，从而在死区中且任选地在聚合区的梯度的至少部分中产生抑制剂的梯度。可在本发明中使用并且潜在地避免对于半透性“窗”或窗结构的需要的用于执行clip的其它方法包括：利用包括不可混溶液体的液体界面(参见l. robeson等人的2015年10月29日公布的wo 2015/164234)；通过电解而生成作为抑制剂的氧气(参见i craven等人的2016年8月25日公布的wo 2016/133759)；以及使光活化剂所偶联至的可磁定位的颗粒并入到可聚合液体中(参见j. rolland的2016年9月15日公布的wo 2016/145182)。
36.在优选实施例中，增材制造设备是采用诸如在下者中描述的可移除窗盒的自下而上的立体光刻设备(包括但不限于执行clip的设备)：b. feller等人的three-dimensional printing with build plates having reduced pressure and/or channels for increased fluid flow(公布号为wo 2018/006029的pct专利申请)或b. feller等人的three-dimensional printing method and apparatus for reducing bubbles by de-gassing through build plate(公布号为wo 2018/006018的pct专利申请)(其中“构建板”指代“窗盒”)。
37.2. 构建平台
38.如图1-6中所示出的，用于自下而上的立体光刻设备的可移除构建平台100包括主体110，主体110具有顶部部分120、底部部分130、前部部分140、后部部分150以及相反的侧部部分160。底部部分130包括构建表面132，可在构建表面132上通过立体光刻而生产物体。构建平台100包括连接到主体顶部部分120并且从主体顶部部分120向上延伸的多个夹具内拉销122。升降狭槽162形成于侧部部分160中的各个中，使得升降狭槽162彼此平行且对准。
39.在此构造中，夹具内拉销122可用于使可移除构建平台100在立体光刻设备上可移除地固定就位。立体光刻设备可包括安装板，安装板构造成接纳用于将构建平台100安装到安装板的夹具内拉销122。
40.如所图示的，构建平台100进一步包括连接到所述侧部部分160中的各个的面向外的手柄166。升降狭槽162延伸通过主体后部部分150以限定开口164，并且，升降狭槽162位于内部且面向彼此。因此，升降机(例如，其具有与升降狭槽162协作的平行延伸臂)可用于通过将升降臂通过开口164插入并且与升降狭槽162接合而使平台100移动。根据一些实施例的构建平台可通过使用升降狭槽162而在自下而上的增材制造设备中更快速地调换。在一些实施例中，升降机可为提供平台100在立体光刻设备中的自动放置/安装和/或移除的机器人升降机。然而，人工升降机也可用于人工地放置或安装平台100和/或将平台100从立体光刻设备移除。
41.在一些实施例中，多个夹具内拉销122包括四个内拉销；然而，应当理解，可使用任
何合适的数量的内拉销122(多于或少于四个)。夹具内拉销122可用于通过将构建平台附连到对应的安装板而使平台100固定于立体光刻设备中。例如，配合接收器可设于立体光刻设备上，诸如安装板上，以便以特定取向接纳平台100的夹具内拉销122并且使平台100相对于立体光刻设备以期望的对准度固定。安装板可构造成在三维物体的形成期间使构建平台100从构建窗的对应的构建表面移开，例如以使附连到构建平台100的物体从构建窗的对应的构建表面移开。因此，夹具内拉销122可用于将构建平台100以期望的取向牢固地附连到立体光刻设备。另外，夹具内拉销122可用于在使用之后将平台100从立体光刻设备移除。
42.夹具内拉销(也被称为夹紧销、内拉螺栓以及拉入螺纹接头)及其相关联的夹紧机构在下者中已知且描述：例如，美国专利no. 8066289、no. 6283465和no. 5961261。在优选实施例中，夹具及相关联的内拉销是vero-s nse迷你型速换棘爪系统构件，其可从schunk intec inc.(211 kitty hawk drive，莫里斯维尔，美国北卡罗来纳州27560)得到。
43.在一些实施例中，构建表面132是矩形的。构建表面132可为基本上平面的，并且具有至少一个伸长狭槽134，狭槽134形成于构建表面132中，以便于在将至少一个物体增材制造于构建表面132上期间使可聚合树脂在构建表面132底下流动。
44.在一些实施例中，主体110具有连接到其的唯一标识符(例如，nfc标签)。据此，平台100可由标签读取器标识，例如以用于在立体光刻设备中跟踪平台100的使用或标识平台类型或平台历史。
45.一些实施例中，顶部部分120具有形成于其中的多个减重空心部124。减重空心部124通过支架126而分离，以用于提高强度和稳定性。
46.前文说明了本发明，且将不被解释为限制本发明。本发明由以下权利要求书限定，其中权利要求书的等同体将被包括在其中。

技术特征：
1.一种用于自下而上的立体光刻设备的可移除构建平台，包括：(a)主体，其具有顶部部分、底部部分、前部部分、后部部分以及相反的侧部部分，所述底部部分具有构建表面，可在所述构建表面上通过立体光刻而生产物体，其中所述主体具有连接到其的唯一标识符；(b)多个夹具内拉销，其连接到所述主体顶部部分并且从所述主体顶部部分向上延伸；以及(c)升降狭槽，其形成于所述侧部部分中的各个中，其中所述升降狭槽彼此平行且对准。2.根据权利要求1所述的构建平台，其特征在于，所述构建表面是矩形的。3.根据权利要求2所述的构建平台，其特征在于，所述构建表面具有至少一个伸长狭槽，所述至少一个伸长狭槽形成于所述构建表面中，以便于在将至少一个物体增材制造于所述构建表面上期间使可聚合树脂在所述构建表面底下流动。4.根据权利要求1所述的构建平台，其特征在于，所述升降狭槽延伸通过所述主体后部部分。5.根据权利要求1所述的构建平台，其特征在于，所述升降狭槽位于内部且面向彼此。6.根据任一项前述权利要求所述的构建平台，其特征在于，所述多个夹具内拉销包括四个内拉销。7.根据权利要求1所述的构建平台，其特征在于，进一步包括：(d)面向外的手柄，其连接到所述侧部部分中的各个。8.根据任一项前述权利要求所述的构建平台，其特征在于，所述顶部部分具有形成于其中的多个减重空心部。9.根据权利要求8所述的构建平台，其特征在于，所述构建表面为基本上平面的。10.根据权利要求1所述的构建平台，其特征在于，所述唯一标识符包括nfc标签。

技术总结
一种用于自下而上的立体光刻设备的可移除构建平台(100)包括：(a)主体(110)，其具有顶部部分(120)、底部部分(130)、前部部分(140)、后部部分(150)以及相反的侧部部分(160)，所述底部部分(130)具有构建表面(132)，可在构建表面(132)上通过立体光刻而生产物体；(b)多个夹具内拉销(122)，其连接到所述主体顶部部分(120)并且从所述主体顶部部分(120)向上延伸；以及(c)升降狭槽，其形成于所述侧部部分(160)中的各个中，其中所述升降狭槽(162)彼此平行且对准。且对准。且对准。


技术研发人员：G
受保护的技术使用者：卡本有限公司
技术研发日：2019.09.26
技术公布日：2022/5/25