專利名稱：用于立體成型機的模制板、使用所述模制板的立體成型機以及用于清潔所述模制板的工具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于立體成型機的模制板，以及包括所述板的立體成型機。本發(fā)明還涉及ー種用于清潔上述模制板的工具。
背景技術：
如已知的，立體成型技術可通過對由在經(jīng)受預定刺激時固化的液態(tài)樹脂所獲得的連續(xù)的層進行疊置來生產(chǎn)三維物體。
物體的每ー層都是通過選擇性地刺激樹脂以使其在構成待生產(chǎn)物體相應部分的點處固化。如已知的，立體成型機通常包括適于容納液態(tài)樹脂的箱、適于對具有預定的厚度的液態(tài)樹脂層進行刺激的裝置以及在三維物體的形成期間對其進行支承的運動模制板。為了形成物體的第一層，板的表面被帶到上述將被刺激的液態(tài)樹脂層的水平，以使得物體的第一層靠著該板形成并附著于該板上。為了形成各個連續(xù)的層，板使物體移動而離開之前的位置，以允許樹脂恢復將用于形成連續(xù)的層的液態(tài)層。接著，板使物體移動而回到使得上一層靠著液態(tài)樹脂層的位置，以使得液態(tài)樹脂層在附著到前一層時發(fā)生固化。已知類型的立體成型機的缺點在于，不容易將完成的物體從模制板上取下。特別地，由于物體附著于板并且是非常脆的，因而必須使用在板上滑動以使物體與板自身的表面分離的尖銳的金屬刀片來取下該物體。該操作有使物體變形或破壞的風險，因此需要手動地并且非常仔細地執(zhí)行，具有増加勞動カ成本以及廢品風險的雙重缺陷。刀片存在另ー個缺點,ー些表面微粒被從板上移除。除了損壞板之外，這還引起另ー個缺點，表現(xiàn)為如下事實即上述微粒污染留在箱內的剰余液態(tài)樹脂，因而影響后續(xù)生產(chǎn)的物體質量。刺激裝置設置在箱下方的立體成型機還引起另外的缺點，該箱設置有刺激能透過的底部。在該變型方案中，刺激裝置構造為使與箱自身的底部相鄰的樹脂層固化，使得物體形成于模制板的下面，并且，在形成每個連續(xù)的層時，該板被逐步地提高而離開箱的底部。板的豎直運動使樹脂從板的中央流向它的側邊或者從它的側邊流向中央——這取決于運動的方向。由于樹脂的粘性以及其必然的流動難度，板的運動在箱的底部上施加了一定的壓力，該壓カ與樹脂的粘度、板運動速度以及板對于箱的底部的接近程度成比例。特別地，在第一層的形成期間，模制板設置為距箱的底部以百分之幾的毫米計的距離。因此，在第一層的形成期間，由板的運動所確定的壓カ很高，因而需要限制板的速度，帶來加工成本的顯著增加所導致的不便。與提交本申請的申請人為同一申請人的意大利專利申請VI2008A000311致カ于解決上述問題。此文件公開了ー種立體成型機，其包括板，板設置有通孔，該通孔允許樹脂從板的一面流向另一面，阻止樹脂流向板的側邊。因此，有利地，孔的存在減少了施加于箱的底部的壓カ并且甚至在第一層形成期間也可增大板的運動速度。
另外，孔阻止板附著至箱的底部，產(chǎn)生所謂的“吸盤效應”，該“吸盤效應”在上述的已知技術領域的文件中有詳細描述。然而，打孔的板在物體的取下以及板的清潔方面存在上述相同的缺點，并且還增加了新的缺點。如已知的，實際上，為了使層附著于板的表面，需要刺激比所嚴格要求的稍厚的樹脂層。因此，當使用打孔的板時，屬于物體的第一層的樹脂的一部分固化于孔中并保持粘在孔中，因而阻礙了在加工循環(huán)末端處的板的后續(xù)取下。特別地，如果借助上述尖鋭的金屬刀片來取下物體，則存在如下不便樹脂的固化在孔中的部分與物體的其余部分分離并且保持粘在孔中。因此，在取下物體之后，還需要進ー步的操作來移除粘在孔中的樹脂。與上述變型實施方式不同，立體成型機的另ー個變型實施方式具有如下刺激裝置該刺激裝置設置在箱上方并構造為使樹脂的表面層固化。在該實施方式中，物體形成于板之上，板在物體的構造進行時逐步地降低。即使該變型實施方式不存在與施加于箱的底部的壓カ有關的缺點，其仍然存在參照前面的變型實施方式所描述的與將物體從板上取下以及板的清潔有關的缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明趨于克服如上文中所概述的現(xiàn)有技術的所有缺點。特別地，本發(fā)明的第一目標是提供ー種用于立體成型機的模制板，該模制板與已知類型的板相比允許更輕松地取下完成的物體。本發(fā)明的另一目標是提供ー種易于清潔的板。本發(fā)明再ー個目標是提供ー種板，與已知類型的板相比，所述板在被用于設有布置在箱的下方的刺激裝置的立體成型機上時，便于樹脂從板的中央流向板的側邊、以及從板的側邊流向板的中央。上述目標通過根據(jù)權利要求I所述的用于立體成型機的模制板以及根據(jù)權利要求9所述的立體成型機來實現(xiàn)。本發(fā)明的進ー步的特征和細節(jié)在相應的從屬權利要求中描述。有利地，使從板上取下物體變得更容易意味著減少對于勞動力的需求以及廢品的數(shù)量。
此外，使得板的清潔變得更容易意味著減少污染樹脂的風險，因而也意味著提供了相應的優(yōu)點。仍然有利地，樹脂的更容易的流動允許采用與那些在已知類型的打孔板的情況下能夠實現(xiàn)的板運動速度相類似的板運動速度。因此，可減少單個物體的加工時間并因而使其成本減少。


所述目標和優(yōu)點連同將在下面突出顯示的其它目標和優(yōu)點在本發(fā)明的參照附圖通過非限制性示例所提供的優(yōu)選實施方式的描述中例示說明，在附圖中 圖I示出作為本發(fā)明主題的立體成型機的軸測圖；圖2示出圖I中所示的機器的側向剖視圖；圖2a示出圖2的放大的細節(jié)；圖3示出作為本發(fā)明主題的模制板的軸測圖；圖4示出圖3中所示的板的細節(jié)的側向剖視圖；圖4a和4b詳細示出圖4中所示的板的多個變型實施方式的側向剖視圖；圖5示出用于清潔本發(fā)明的板的工具的軸測圖；圖6示出圖5中所示的工具的局部剖視圖；圖7例示了圖5中的工具在圖3的板的情況下的用途；圖8示出了圖7的細節(jié)的側向剖視圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明的立體成型機包括箱2，箱2適于容納液態(tài)物質3，如圖2所示，液態(tài)物質3適于在經(jīng)受選擇性的刺激4時固化。上述選擇性的刺激4是通過朝向箱2傳送刺激4的發(fā)射裝置5產(chǎn)生的。優(yōu)選地但非必要地，液態(tài)物質3為光敏樹脂，并且發(fā)射裝置5包括激光發(fā)射器，該激光發(fā)射器與適于將激光束引導于要固化的樹脂3的層的點上的、任意已知類型的掃描裝置5a相關聯(lián)。明顯地，本發(fā)明的變型實施方式可包含其他已知類型的發(fā)射裝置5，只要它們能夠使液態(tài)物質3固化。機器I還包括模制板6，模制板6設置有工作表面7，該工作表面7面對發(fā)射裝置5并適于支承正在成型的三維物體A。上述的機器I可通過疊置具有預定厚度的所述固化樹脂3的多個層E來生產(chǎn)三維物體A。特別地，第一層附著于板6的工作表面7，而后續(xù)的層附著于前面的層。優(yōu)選地但非必要地，如圖I和圖2所示，機器I構造為在模制板6的下方形成物體A0特別地，發(fā)射裝置5設置在箱2的下方，箱2具有能透過刺激4的底部2a。明顯地，在此情況下，板6設置為以工作表面7面向箱2的底部2a。根據(jù)本發(fā)明的立體成型機的變型實施方式(在此未圖示)，發(fā)射裝置5設置在箱2之上。在該第二變型實施方式中，模制板6設置為工作表面7面向上且三維物體A形成于板之上。板6包括多個凹槽8，凹槽8彼此平行地沿著相應的延伸軌跡制成于工作表面7中，并且優(yōu)選地為直線型的，如圖3中所示。在與板6的工作表面7相鄰的物體A的第一層E的形成期間，刺激4未到達位于凹槽8中的樹脂3’，因此樹脂3’保持液態(tài)，由此限定設于已固化物體A與板6之間的相應數(shù)量的通道，如圖2a所示。在加工循環(huán)的末端，能夠將圖5所示的屬于清潔工具14的相對應的細長元件16插入到上述通道中的每一個中并在其中滑動。 如圖8所示，為了將三維物體A與工作表面7分離，細長元件16能夠在三維物體A上施加推進作用。因此，上述凹槽8使得將完成的物體A與工作表面7分離變得更容易，由此實現(xiàn)本發(fā)明的一個目標。有利地，與使用尖銳的工具來取下物體A的已知技術相比，上述推進作用具有較小的損壞物體A的風險。此外，有利地，工具A未設置切割邊緣，因而不會損壞板6。此外，由于物體A被完全地取下，不在凹槽8內留下固態(tài)殘留物，由此實現(xiàn)便于板6的清潔的進一步的目標。凹槽8優(yōu)選地延伸至工作表面7的周邊邊緣，在模制板6的側向表面的水平處開放，如在圖3中清晰可見。清楚的是，上述開放端部允許樹脂3在板6自身的豎向運動期間從凹槽8流向板6的側向區(qū)域、以及從板6的側向區(qū)域流向凹槽8。優(yōu)選地，凹槽8的兩個端部都在板6的側向表面的水平處開放，有利地允許樹脂3在兩個方向上流動。因此，如果板6設置為以工作表面7面對箱2的底部2a，則樹脂3能夠沿著凹槽8從板6的中央流向板的側邊、以及從板6的側邊流向板的中央。因此，本發(fā)明實現(xiàn)了便于樹脂3的流動的目標，特別是當板6設置為非常靠近箱2的底部2a時。有利地，樹脂3的便利流動可使在板6的豎向運動期間施加于箱2的底部2a壓力減小。因此，有利地，可選擇與那些例如在使用已知類型的打孔板的情況下的可能的板運動速度相等的板6的運動速度，而且無論如何，都可以將板6的運動速度選擇為大于其他的已知類型的板所允許的運動速度。凹槽8優(yōu)選地具有大于構成三維物體A的層E的厚度的深度9，例如以十分之幾毫米計或更大。有利地，在由于板6的誤定位或加工需要而在凹槽8內部分地發(fā)生固化的情況下，這可防止物體A的第一層阻塞凹槽8。第一種情況是最常見的并且源于這樣的事實為了確保第一層E附著于板6的工作表面7，采用強度比為固化具有預定厚度的層所嚴格必要的強度高的刺激4。如圖2a中所示，刺激的較高強度引起設置在凹槽8內的樹脂3’的部分固化。凹槽8的數(shù)量、它們的寬度以及它們在板6上的相互距離是能夠由制造商基于必須在其上使用板6的機器I的操作特性來選擇的參數(shù)。通常，為了允許樹脂3的最佳流動，較大粘性的樹脂3將需要較多的凹槽8。較大數(shù)量的凹槽8也便于將物體A從板6上取下。另一方面，減少凹槽8的數(shù)量使工作表面7的表面區(qū)域增大，由此提高了物體A在加工期間的附著。
通過示例的方式已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以大約I毫米的相互距離設置的近似為I毫米寬的凹槽8在許多環(huán)境中呈現(xiàn)良好的兼顧。然而，顯然的是，在特殊的情況下可使用甚至是僅一個凹槽8。凹槽8優(yōu)選地延伸為沿著直線軌跡X具有相同截面11。特別地，如圖4中所示，上述截面11為矩形的。根據(jù)在圖4a中由參考標記6’表示的本發(fā)明的板的變型實施方式，截面11’具有區(qū)域12，區(qū)域12的寬度大于位于工作表面7的水平處的同一部分的寬度10。換言之，截面11’以底切表面為特征，有利地，在加工循環(huán)期間，該底切表面便于三維物體A附著至凹槽8。該底切足夠的小，從而不阻礙將完成的三維物體A從板6上取下。優(yōu)選地但非必要地，上述截面11具有梯形形狀，長的基部限定凹槽8的底部2a，而短的基部10對應于凹槽8在工作表面7上的開口。根據(jù)在圖4b中由參考標記6”表示的進一步的變型實施方式，截面11”的輪廓以位于在側向上限界截面11”的邊緣中的一個或兩個邊緣上的凹部13為特征。有利地，所述凹部13進一步提高了三維物體A在加工循環(huán)期間與板6的附著。上述凹部13的深度優(yōu)選地限定為十分之幾毫米，以便不阻礙物體A的后續(xù)取下。顯而易見的是，其他的實施方式可具有前兩種實施方式的結合在一起的特征。圖5中示出的清潔工具12包括支承本體15,—個或多個相互平行的細長元件16從支承本體15延伸，細長元件16中的每一個構造為在板6的相對應的凹槽8內滑動。細長元件16是按照基準平面Y設置的并且以與相對應的凹槽8之間的相互距離相同的相互距離為特征。細長元件16在板6的相對應的凹槽8內的滑動可在三維物體A上施加推進作用，有利地，這將該三維物體A從工作表面7上取下，如圖7和圖8所示。優(yōu)選地但非必要地，工具14設置有數(shù)量與板6的凹槽8的數(shù)量相等的細長元件16，以允許僅以一次通過來取下三維物體A。然而，顯然的是，工具14能夠設置為具有任意數(shù)量的細長元件16，甚至比凹槽8的數(shù)量少。如圖6所示，每個細長元件16相對于與基準平面Y相平行的方向的寬度17優(yōu)選地為相同的并大體與板6的相對應的凹槽8的寬度相等。以這樣的方式，有利地，每個細長元件16具有與相對應的凹槽8相一致的最大寬度，由此允許推進作用在三維物體A上的更好分配。
每個細長元件16相對于與基準平面Y相垂直的方向的厚度18優(yōu)選為沿著細長元件16的延伸方向是相同的。此外，厚度18優(yōu)選地不大于相對應的凹槽8的深度9，從而有利地，可輕松地將細長元件16插入到三維物體A與板6之間。還優(yōu)選的是，細長元件16的厚度18比凹槽8的深度9小，使得即便是當樹脂3部分地固化在凹槽8內時(如上文所述)也便于細長元件16穿過。根據(jù)本發(fā)明的在此未例示的變型實施方式，細長元件16具有從端部朝向支承本體15逐漸增大的截面，由此用作楔件。如圖8所示，細長元件16優(yōu)選地具有圓形的端部16a，該圓形的端部16a有利地便于插入相對應的凹槽8中。細長元件16優(yōu)選地由撓性材料制成，特別地為塑性材料，優(yōu)點在于，在從板6上取 下物體A期間，允許較為緩和的力施加于物體A上，以使損壞物體A的風險減少。由塑性材料制成的細長元件16提供了另一優(yōu)點它們的硬度比通常用于模制板的材料(一般為鋁或者其他的具有相同硬度的材料)的硬度低。細長材料16的減小的硬度防止細長材料16從板6的表面移除一些可能在后續(xù)加工循環(huán)中污染樹脂3的金屬微粒，并且還防止損壞板6。明顯地，工具14可整個由塑性材料制成，具有減少成本的優(yōu)點。為此，凹槽8的深度9優(yōu)選地應該大于0. 5mm，并且優(yōu)選為以Imm計，使得工具14的厚度與塑性材料的使用相兼容。還明顯的是，在本發(fā)明的變型實施方式中，工具14能夠由任意材料制成。明顯地，本發(fā)明的板6和工具14能夠供應為預期用于立體成型機I的套件，該套件結合了兩個組件的優(yōu)點。實踐中，在已經(jīng)完成三維物體A的構造之后，能夠使用清潔工具14、在不損壞該三維物體A的情況下輕松地從板6上取下該三維物體A。特別地，如圖7中所示，細長元件16的端部16a插入板6的相對應的凹槽8中，然
后沿著凹槽8滑動。在滑動操作期間，工具14保持略微傾斜，以使得朝向板6的外部推進三維物體A直至它離開。有利地，如圖8所示，由于三維物體A在它的基部的水平處被推進，因而它在與板6分離期間保持完好，不讓樹脂3的固體殘留物粘在凹槽8中。因此，有利地，模制板6在被用于新的三維物體的生產(chǎn)中之前不再需要進一步的
清潔操作。上文清晰地示出，本發(fā)明的模制板和立體成型機實現(xiàn)了所有設定的目標。特別地，開槽的模制板使得將完成的物體從板自身上取下變得特別容易，特別是在使用本發(fā)明的工具的情況下。本發(fā)明的工具的使用確保了對于模制板的近乎完美的清潔。此外，板的凹槽便于在加工循環(huán)期間樹脂的流動，限制箱的底部上的應力，因而可增高加工速度。總之，雖然本發(fā)明的進一步的變型方案沒有在本文中描述或在附圖中示出，但只要它們落入隨附的權利要求的范圍內，則全部都應當被視為受到本專利的保護。在任意權利要求中所提到的技術特征后面跟隨有附圖標記的情況下，這些附圖標記僅是出于增強權利要求的可理解性的目的而被包括其中，因此這種附圖標記對于由這種附圖標記以示例的方式標示的每個元件的保護不具有任何限制 作用。
權利要求
1.一種用于立體成型機(I)的模制板(6、6’、6”),所述立體成型機適于通過液態(tài)物質(3)的多個具有預定厚度的的層(E)的疊置來生產(chǎn)三維物體(A)，所述液態(tài)物質(3)適于在經(jīng)受選擇性的刺激(4)時固化，所述板(6、6’、6”)包括適于支承所述物體(A)的工作表面(7)，其特征在于，所述板(6、6’、6”)包括至少一個凹槽(8)，所述凹槽(8)沿著延伸軌跡(X)形成于所述工作表面(7)中。
2.根據(jù)權利要求I所述的板(6、6’、6”)，其特征在于，所述凹槽(8)的深度(9)大于所述層(E)的預定厚度。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的板(6、6’、6”)，其特征在于，所述凹槽(8)延伸至所述工作表面(7)的周邊邊緣，以在所述板(6、6’、6”)的側向表面的水平處具有至少一個開放端部。
4.根據(jù)權利要求3所述的板(6、6’、6”)，其特征在于，所述凹槽(8)具有在所述板(6、.6’、6”)的所述側向表面的水平處開放的兩個端部。
5.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的板(6、6’、6”)，其特征在于，所述凹槽(8)沿著所述延伸軌跡(X )具有相同的截面(11、11’、11”)。
6.根據(jù)權利要求5所述的板(6’)，其特征在于，所述截面(11’)具有至少一個這樣的區(qū)域(12):所述區(qū)域(12)的寬度大于所述截面(11’)在所述工作表面(7)的水平處的寬度(10)。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的板(6”)，其特征在于，所述截面(11”)的輪廓具有位于所述截面(11”)的側邊緣中的至少一個上的凹部(13)。
8.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的板(6、6’、6”)，其特征在于，所述板(6、6’、6”)包括多個彼此平行的所述凹槽(8)。
9.一種用于生產(chǎn)三維物體的立體成型機(I)，包括 箱(2)，所述箱(2)適于容納液態(tài)物質(3)，所述液態(tài)物質(3)在經(jīng)受選擇性的刺激(4)時固化； 發(fā)射裝置(5)，所述發(fā)射裝置(5)適于產(chǎn)生所述選擇性的刺激(4)，以及適于朝向所述箱(2)傳送所述選擇性的刺激(4)， 其特征在于，所述立體成型機(I)包括根據(jù)權利要求I至8中的任一項所述的模制板(6、6，、6，，)。
10.根據(jù)權利要求9所述的立體成型機(1)，其特征在于，所述板(6、6’、6”)設置為以所述工作表面(7)面對所述箱(2)的底部(2a)。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的立體成型機(1)，其特征在于，所述立體成型機(I)包括用于清潔所述模制板(6、6’、6”)的工具(14)，所述工具(14)包括支承本體(15)，至少一個細長元件(16)從所述支承本體(15)延伸,所述細長元件(16)構造為使得其能夠在所述板(6、6’、6”)的相對應的凹槽(8)內滑動。
12.根據(jù)權利要求11所述的立體成型機(I)，其特征在于，所述工具(14)包括支承本體(15),多個細長元件(16)從所述支承本體(15)延伸,所述細長元件(16)中的每一個細長元件構造為使得其能夠在所述板(6、6’、6”)的相對應的凹槽(8)內滑動，所述細長元件(16)相互平行并按照基準平面(Y)以與相對應的凹槽(8)之間的相互距離相同的相互距離來設置。
13.根據(jù)權利要求11或12所述的立體成型機(1)，其特征在于，所述細長元件(16)中的每一個細長元件相對于平行于所述基準平面(Y)的方向的寬度(17)與所述板(6、6’、6”)的相對應的凹槽(8)的寬度(10)基本上相等。
14.根據(jù)權利要求11至13中的任一項所述的立體成型機(1)，其特征在于，所述細長元件(16)中的每一個細長元件在垂直于所述基準平面(Y)的方向上的厚度(18)不大于相對應的凹槽(8)的深度(9)。
15.根據(jù)權利要求11至14中的任一項所述的立體成型機(1)，其特征在于，所述細長元件(16)具有圓形的端部(16a)。
16.根據(jù)權利要求11至15中的任一項所述的立體成型機(1)，其特征在于，所述細長元件(16)為撓性的。
17.根據(jù)權利要求11至16中的任一項所述的立體成型機(1)，其特征在于，所述細長元件(16)的硬度低于所述板(6、6’、6”)的硬度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于立體成型機(1)的模制板(6、6’、6”)，所述立體成型機適于通過液態(tài)物質(3)的多個具有預定厚度的層(E)的疊置來生產(chǎn)三維物體(A)，所述液態(tài)物質(3)在經(jīng)受選擇性的刺激(4)時固化。所述板(6、6’、6”)包括支承所述物體(A)的工作表面(7)以及沿著延伸軌跡(X)制成于工作表面(7)中的凹槽(8)。
文檔編號B29C67/00GK102712139SQ201180005747
公開日2012年10月3日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權日2010年1月12日
發(fā)明者塞爾焦·澤內雷 申請人:Dws有限公司