具有高生产率的立体光固化成型机的制作方法

本发明涉及具有高生产率的立体光固化成型机。

特别地，本发明涉及用于生产三维物体的立体光固化成型机(stereolithographic machine)，其特别适用于制造工业原型。

因此，本发明属于立体光固化成型机领域。

背景技术：

现在，立体光固化成型技术(stereolithography technique)允许通过彼此叠加由液态树脂实现的多个层来实现三维物体，该液态树脂能够在预定刺激的作用下固化。

通过选择性地刺激树脂以使其在构成待制造的物体的相应部分的预先固定的点上固化来获得该物体的每一层。

众所周知，立体光固化成型机包括用于容纳所述液体树脂的容器，其设置有透明底部。

它还具有能够选择性地照射位于容器底部附近的液体树脂层的光源，以便固化所述层，该光源通常是激光发射器或投影仪。

该机器还包括适于支撑三维物体的固化层的平坦塑型头(modeling head)，其与致动器装置耦接，用于在垂直于容器底部的方向上移动该平坦塑型头。

使用上述已知机器的立体光固化成型方法，首先提供将该塑型头放置为与容器底部保持一定距离，该距离等于待固化的层的厚度。

因此，为了制造物体的第一层，将塑型头带到待刺激的液体层的高度，使得第一层形成在头部附近并且粘附到所述头部。

然后通过光源选择性地照射靠近容器底部的液体树脂层以使其固化。

塑型头被配置成使得固化层粘附到其上，而相反地，容器的底部具有降低粘附力的涂层。

为了制造每个随后的层，塑型头移动离开容器的底部，以便从树脂中取出固化层，并且因此允许获取处理物体的下一层的所需的液体树脂的厚度。

然后，塑型头将物体置于使得最后一层靠近树脂的液体层的位置，因此所述最后一层被固化而粘附到前一层。

已知的立体光固化成型机具有的缺点是，在制造每个物体之后，工作使得物体从塑型头分离。所述分离应当小心地进行，因此需要时间和注意力。

每个单个工作面之后，为了继续制造其它三维物体，已知的机器提供将成品从头部表面分离、清洁所述头部以及清洁液体树脂(如果必要的话)。

因此，在制造每个物体之后，需要中断处理，直到完成成品部件从塑型头的工作表面的分离操作，该分离操作由操作者手动执行。

如果几个工作表面可用，则在制作第一个物体之后，可以用另一个表面替换表面，但是这种操作也是不方便的，并且导致不希望的生产中断，以及需要操作者手动更换所述表面。

上述缺点也增加了加工时间，对每个产品的成本有明显的影响。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有技术的上述缺点。

本发明的目的是提供立体光固化成型机，其允许相对于已知的立体光固化成型机优化三维物体的生产。

在该目标内，本发明的目的是提出一种立体光固化成型机，允许减少工作间断并且能够不需要用户变换工作表面立体光固化成型机。

本发明的另一个目的是提供一种立体光固化成型机，其允许利用单个机器并且连续地、也根据不同的形式制造三维物体，也就是说，在每个零件的生产之后不必中断加工。

通过根据所附权利要求1的立体光固化成型机实现以下将变得清楚的上述目的和其它目的。

其它详细特征包括在从属权利要求中。

有利地，根据本发明的立体光固化成型机具有带有多个工作表面的塑型头，其能够以360°旋转，这允许优化生产并且减少每个工作表面所需的劳动，并因此减少相关成本。

特别有利地，使用三角形塑型头，优选地成形为等边三角形，其具有三个工作表面，头部围绕平行于容纳树脂的容器的平面的轴线旋转，使得即使完成工作表面并且已经制造了相关产品，加工也不停止，而是能够继续使用另外两个工作表面来生产其他物体或模型(其可以被搁置)。

此外，头部的旋转允许已经制造产品的每个工作表面能够以自然方式通过表面的凹槽将树脂向容器排出，因为每个表面一旦完成产品的原型，就旋转并将其自身置于相对于容纳树脂的容器的表面的倾斜的位置。

还有，在三个工作表面上完成所述原型制作阶段之后，操作者可以选择立即从相应表面移除产品，而不必等待树脂的最终排出，这允许进一步加快产品的生产过程。

最后，如果机器已经工作，则可以计划在塑型头的其它工作表面上加工其它产品，结果是仍然能够减少用户的处理时间。

附图说明

从在附图中示出的根据本发明的立体光固化成型机的优选实施例的描述中，本发明的其它特征和优点将变得清楚，其中：

-图1示出了根据本发明的立体光固化成型机的透视图。

-图2示出了图1的机器的前视图。

-图3是容器的放大细节。

-图4示出了工作表面的放大细节。

-图5示出了塑型头的放大细节。

-图6示出了图1的机器的侧视图。

具体实施方式

参考上述附图，立体光固化成型机整体上用附图标记10表示。

仍然参考附图，所述立体光固化成型机10包括支撑框架11，支撑板12耦接到支撑框架11，并且板12支撑容器13，容器13容纳流体(通常为树脂)或粉末。

所述容器13包括由侧壁16限定的底部15和止动单元17，以将容器13稳定地保持在支撑板12上处于静止位置。

还存在放置在容器13的上方、下方或侧面的发射装置，当所述容器13放置在稳定位置时，它们能够将电磁辐射导向容器13，以便形成流体或粉末选择性固化。

优选地但不是必须地，所述流体是当被光辐射所刺激时能够聚合的光敏树脂，并且电磁辐射是激光束。

显然，本发明的替代实施例可以提供使用能够固化流体或粉末的其它类型的发射装置。

立体光固化成型机10还包括支撑待加工的三维物体21的塑型头20。

立体光固化成型机10允许通过叠加所述树脂或固化粉末的预定厚度的多个层来制造三维物体21。

特别地，第一层粘附到塑型头20的工作表面22，而随后的层粘附到先前的层。

优选地，但不是必须地，立体光固化成型机10能够刺激放置在容器13的底部15附近的树脂层，以便位于塑型头20下方制作三维物体21，如图3所示。

在这种情况下，容器13的底部15对于电磁辐射是透明的，并且支撑板12具有面向底部15的通孔，至少当容器13被置于所述稳定的俯瞰位置时，电磁辐射通过该通孔可以到达底部15。

此外，塑型头20通过驱动装置23耦接到框架11，该驱动装置23能够在与支撑板12的平面正交的方向上移动头部20。

因此，为了制造物体21的第一层，头部20与工作表面22一起移动到待刺激流体的高度，使得第一层形成在所述表面22附近并且粘附到所述表面22。

因此，靠近容器13的底部15的液体树脂通过光源选择性的照射以被固化。

为了制造每个随后的层，塑型头20移动远离容器13的底部15，以便从树脂中取出固化层，并且因此允许恢复用于制造另一层必需的液体树脂的厚度，直到完全形成物体21。

根据本发明，塑型头20具有多个工作表面22，并且特别地具有三个表面22，其构成三角形的侧面，优选为等边三角形，如在附图中所示的优选实施例中。

更一般地并且总是根据本发明，塑型头20可以由多面体构成。

特别地，工作表面22位于不同的平面上，优选地彼此相交，并且所述表面22是可互换的，因为它们可以由相应的耦接的框架移除，并且因此当需要时被替换。

所述工作表面22在加工期间交替地面向发射装置，并且为此，塑型头20具有适当的装置以绕水平轴线26旋转，如图6所示。

因此，根据本发明，塑型头20由多个工作表面22，优选三个表面22组成，以便能够在所述塑型头20的所有表面上形成三维物体21，从而有利地减少工作时间。

在优选实施例中，工作表面22具有多个凹槽25，其沿着相互平行且优选为直线的相应方向设置，如图4所示。

在形成邻近头部20工作表面22的物体21第一层期间，在凹槽25中流动的流体不是通过光刺激实现的，因此是液体，从而限定了介于固化物体21和塑型头20之间的一系列通道。

上述槽25允许便利最终物体21从工作表面22分离，此外，由于物体21被整体分离，所以在槽25内不留下固体残留物，也有助于头部20的清洁。

根据本发明，立体光固化成型机10还包括刮铲24，其有利地允许进一步减少处理时间，这是因为操作者不必清洁侧壁16和容器13的底部。

事实上，通过根据预定时间在容器13内平移刮铲24，刮铲24能够在所述三维物体21的一个操作阶段和另一个操作阶段之间沿着不同的工作表面22清洁容器13。

因此，使用所述刮铲24允许在一个操作阶段和另一个操作阶段之间清洁表面，以便防止树脂被放置在容器13的底部上，从而防止物体存在缺陷。

因此，构思的本发明容许有其它修改和变化，所有这些都落入所附权利要求的保护范围内。

此外，所有细节可以用其它技术上等同的元件替换。材料以及形状和尺寸可以根据需要和现有技术状态而不同。

在以下权利要求中提到的特征和技术后面跟有参考标记或数字的地方，已经提到这样的符号和参考数字的唯一目的是增加权利要求的可理解性，因此它们不以任何方式构成用于解释标识的每个元件的限制，仅通过示例的方式，由所述符号和附图标记标识。