4中的構(gòu)造材料的溫度，或例如 用于控制根據(jù)需要而暴露于濕氣中，W在分配之前達到所需的粘度或減少有害的水分。熱 傳感器和/或濕度傳感器還可W用于監(jiān)測何時達到所需的材料溫度或不存在多余的水分。
[0063] 參照圖10,材料累115可用于將光固化構(gòu)建材料（例如液態(tài)光固化材料）從材料 儲存器24移動至材料沉積器（depositor)。然后，可W分配在構(gòu)建表面上涂覆適當厚度所 需的至少最小的材料量。材料（例如光聚合物樹脂）可W通過打印機的由小累驅(qū)動的內(nèi)部 管道系統(tǒng)引入至打印區(qū)域。參照圖1，在樹脂被引入時，樹脂向下流過打印頭部中的樹脂供 給通道，并且流過處理區(qū)域并流進樹脂返回通道117中。額外的液態(tài)樹脂連續(xù)地從樹脂返 回通道117引出，如果需要則過濾并返回到樹脂罐或排放。
[0064] 然后，組裝的構(gòu)建平臺16、18可W旋轉(zhuǎn)，該組裝的構(gòu)建平臺將液態(tài)樹脂散布在固 化區(qū)域上，將光聚合物沉積并均勻地散布至所需的層厚度。在一些實施方式中，所需的厚 度是在0.OOl毫米至0. 1毫米之間。次級材料分配器可W在固化之前選擇性地用于將具 有額外添加劑、顏料、染料、著色劑的主要材料注入到初級光聚合物中。在替代的實施方式 中，次級材料可W是與第一材料反應(yīng)W影響固化的材料。應(yīng)當理解的是，雖然在本文描述 的實施方式闡述了可旋轉(zhuǎn)的構(gòu)建平臺和靜止的材料分配器W及固化區(qū)域，還能使用相反的 (reverse)結(jié)構(gòu)并且在本申請書的范圍之內(nèi)，其中材料分配器和固化區(qū)域在固定構(gòu)建平臺 下面旋轉(zhuǎn)。在替代的實施方式中，材料分配器、固化和構(gòu)建平臺W編程的方式可W同時地或 交替地移動。 W65] -旦建立了連續(xù)的樹脂流動（flow)，在固化過程開始建立穿過材料分布器的均勻 材料流動之前，組裝的構(gòu)建平臺16、18開始旋轉(zhuǎn)。組裝的構(gòu)建平臺16、18的旋轉(zhuǎn)借助于變 速電機136執(zhí)行，該變速電機利用曬合成90度的齒輪138驅(qū)動中屯、軸137,該齒輪既旋轉(zhuǎn)掃 描儀還旋轉(zhuǎn)懸掛在一個或多個連接至Z-平臺14的軸承142上的組裝的構(gòu)建平臺16、18。 構(gòu)建平臺可W設(shè)置成旋轉(zhuǎn)設(shè)定數(shù)量的轉(zhuǎn)數(shù)，也被稱為"自旋"周期。組裝的構(gòu)建平臺16、18 的旋轉(zhuǎn)有助于在固化區(qū)域上面繪制新材料，并且確保沒有空氣截留。無需暫停旋轉(zhuǎn)，通過激 活固化裝置來開始光固化過程，就能使打印機開始打印過程。
[0066] 構(gòu)建表面的連續(xù)旋轉(zhuǎn)（或供給裝置或其他編程為移動的部件的移動）推進打印材 料到橫跨的曝光/固化區(qū)118上，曝光/處理區(qū)優(yōu)選地是玻璃或另一種堅固的、透明的并且 優(yōu)選地是低粘附度的介質(zhì)。曝光區(qū)118可W用非粘性和耐磨涂層處理，運防止或阻礙固化 材料粘附到曝光區(qū)表面上。在構(gòu)建平臺和透明結(jié)構(gòu)表面之間沉積的材料段的選擇性固化 通過福射源和福射引導(dǎo)裝置的多個可能組合中的一個來進行，該福射引導(dǎo)裝置用來引導(dǎo)福 射通過固化區(qū)域的透明基板部分，然后到液體構(gòu)造材料上面并進入液體構(gòu)造材料中。材料 盒24中的材料水平（level)傳感器還用于監(jiān)測材料的水平，并且如果材料水平變得非常低 時，能夠暫?；驕p緩打印周期。
[0067] 儲存于打印機的存儲器中的數(shù)據(jù)W編程的方式傳送給固化裝置28,從而通過透明 基板選擇性地曝光，光聚合物的部分W對應(yīng)于正在構(gòu)造的3D模型的特定段相關(guān)的結(jié)構(gòu)信 息的方式固化。連續(xù)出現(xiàn)的日照光刻化eliolithography)過程實際上可W包括用于構(gòu)建 平臺的每個完整旋轉(zhuǎn)的多個小的累積的"臺階"，在每個臺階處需要暫停一小段時間（通常 為5-10毫秒之間）W允許聚合反應(yīng)進展通過臨界的"固化（cure)度"（即固化水平），該固 化度需要充分附接于構(gòu)建平臺插入件18并牢固地與正在形成的結(jié)構(gòu)的預(yù)固化部分鄰接。 作為替代的實施方式，構(gòu)建平臺插入件18可W包括增加至構(gòu)建平臺插入件的下表面的可 拆卸的保持構(gòu)件，該保持構(gòu)件可W結(jié)合到正在構(gòu)建的產(chǎn)品的第一層上，從而一旦完成構(gòu)建， 就允許該結(jié)構(gòu)從構(gòu)建平臺插入件處可拆卸的附接。在一些實施方式中，參照圖8,可W形成 孔W添加替代的保持結(jié)構(gòu)770 (諸如倒置的椎體），或可W添加附加結(jié)構(gòu)770W提供對正在 構(gòu)建的結(jié)構(gòu)的進一步的保持。未固化的材料同時被移除并再循環(huán)回到材料儲存器中。
[0068] 隨著正在構(gòu)建的結(jié)構(gòu)的部分充分固化，旋轉(zhuǎn)的組裝的構(gòu)建平臺16、18連續(xù)地從曝 光區(qū)118移除固化材料并提供散布穿過構(gòu)造區(qū)域20的新的構(gòu)造材料。同時，固化材料還朝 向包括排出管132 (例如多余材料脫離器）的回收區(qū)域旋轉(zhuǎn)，該脫離器從遞增結(jié)構(gòu)去除任何 未固化的材料，然后未固化的材料根據(jù)需要而過濾并回收至結(jié)構(gòu)材料儲存器24中，并進一 步地回收到固化裝置133中。 W例在構(gòu)建過程的每個額外步驟都完成時，新信息提供到固化裝置133,從而在所需要 的地點和時間固化樹脂。在組裝的構(gòu)建平臺16、18旋轉(zhuǎn)時，它通過線性致動器根據(jù)比例不 斷地升高，從而使得組裝的構(gòu)建平臺16、18在每個循環(huán)（revolution)中均升高一個層高 度。在一些實施方式中，一個層高度對應(yīng)于結(jié)構(gòu)期望的固化件的半徑的數(shù)量。例如，在直徑 (即2個半徑）固化時利用一種材料的實施方式中，在構(gòu)建平臺的每個180度旋轉(zhuǎn)期間整 個層都將被固化。在一些實施方式中，使用多個固化區(qū)域，但是仍然使用單一的材料，單個 層能W例如固化半徑大約為360度/數(shù)的更少的旋轉(zhuǎn)而更快地固化，。線性致動器包括步 進電機146,步進電機經(jīng)由禪接設(shè)備148禪接至緊固件（諸如導(dǎo)向螺釘150)從而在旋轉(zhuǎn)的 時候升高Z-平臺，該平臺與緊固件接受件（諸如導(dǎo)向螺母152)。安裝在Z-平臺中的軸承 154和線性導(dǎo)軌156使運種豎直運動穩(wěn)定。
[0070] 重復(fù)該循環(huán)，直到螺旋沉積和固化的材料建成并懸掛于組裝的構(gòu)建平臺16、18下 方但是在結(jié)構(gòu)/固化表面20上面的構(gòu)造的=維物體完成為止。W連續(xù)的方式重復(fù)該過程， 直到打印物體的累積的總高度累實現(xiàn)為止。一旦該過程完成并且固化裝置的輸入緩沖器中 沒有剩余信息，固化裝置（光子源）關(guān)閉并且構(gòu)建平臺的旋轉(zhuǎn)停止。樹脂流動切斷并且所 有剩余的液體樹脂排放回材料儲存器中。機器啟動將構(gòu)建平臺提高至其軟性限制的運動序 列并且將平臺的旋轉(zhuǎn)帶回至其初始"0 "位置。
[0071] 除了使用已經(jīng)存在的軟件打印模塊，結(jié)合本發(fā)明特征的方法和設(shè)備還可W使用掃 描儀和其他成像單元。在一些實施方式中，物體可W放置在掃描儀平臺139上并且打印機 10可W被指示成開始掃描。Z-平臺14將物體升高到初始高度W開始掃描。圖案成像設(shè)備 206(諸如投影儀）或激光器可W用來在物體的表面上投影已知的幾何圖案。然后，在掃描 儀平臺139通過與構(gòu)建平臺相同的變速電機136和驅(qū)動齒輪138驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)時，記錄設(shè)備 208可W記錄運個已知的幾何形狀圖案的失真。物體的高度通過使用線性致動器可W提高 或降低，W執(zhí)行后續(xù)的傳遞（passes)，從而產(chǎn)生物體幾何形狀的更大覆蓋范圍，W包括在切 割的下方和懸掛的上方。然后將該信息傳送至處理器100并且經(jīng)由W太網(wǎng)、無線連接或有 線連接102傳輸?shù)接糜趻呙柽^的物體的再建的計算機或云系統(tǒng)。
[0072] 許多不同的固化裝置可W與根據(jù)本公開的方法和設(shè)備儀器一起使用。在圖1的設(shè) 備中使用的固化裝置28包括任何福射源，諸如高功率二極管212、214,福射通過校正和聚 焦光學器件222引導(dǎo)并被引導(dǎo)至電機控制鏡掃描系統(tǒng)220上面W用于引導(dǎo)福射通過固化區(qū) 域的曝光區(qū)118。其他的固化裝置在下面進一步討論。
[0073] 圖3示出了成像單元12、Z軸升降臺14、構(gòu)建平臺16、構(gòu)建平臺插入件18、結(jié)構(gòu)/ 固化區(qū)域20、材料存儲區(qū)域22和材料筒/儲存器24的分解圖，構(gòu)建平臺插入件構(gòu)造為與構(gòu) 建平臺16 -起組裝W形成組裝的構(gòu)建平臺16、18 (如圖2中示出）。圖3示出了與根據(jù)結(jié) 合本發(fā)明的特征的一些實施方式（例如，本申請的圖1至圖2中示出的實施方式10)的正 確的構(gòu)造對準的一些部件。圖4示出了成像單元12的放大圖，如上面討論的，成像單元包 括圖案成像設(shè)備206和記錄設(shè)備208。如圖I中示出的，成像單元12經(jīng)由軸承154可W連 接到Z軸升降臺14。
[0074] 圖5示出了Z軸升降臺14的更加詳細的示圖，該Z軸升降臺包括磁體126、變速電 機136、掃描儀平臺139和緊固件接受件152,磁體可W與霍爾效應(yīng)傳感器相互作用W傳遞 Z軸平臺14的位置，變速電機利用曬合成90度的齒輪138驅(qū)動中屯、軸137。運些部件可W 如上面闡述的那樣運行。 陽0巧]圖6示出了構(gòu)建平臺16的放大圖。在圖6中更加清楚地示出的一個方面是插入 件接收部分224。圖7示出了構(gòu)建平臺插入件18和插塊連接部分226。如圖6中示出的構(gòu) 建平臺16的插入件接收部分224可W構(gòu)造為與圖7中示出的構(gòu)建平臺插入件18的插塊連 接部分226相互作用或配合，從而使運兩個部件可W連接成組裝的構(gòu)建平臺16、18 (例如在 圖2中示出）。運允許構(gòu)建平臺插入件18易于在設(shè)備中拆除和更換。圖8示出了構(gòu)建平臺 插入件18的仰視圖，構(gòu)建平臺插入件包括允許增加用于構(gòu)建材料的表面區(qū)域的孔228的陣 列。可拆卸的構(gòu)建平臺插入件18或構(gòu)建平臺插入件18的可拆卸地附接件可W與完整的產(chǎn) 品分離或與完整的產(chǎn)品保持為整體。
[0076] 圖9示出了結(jié)構(gòu)/固化區(qū)域20的放大圖，結(jié)構(gòu)/固化區(qū)域包括初級材料分配器 180、固化區(qū)118、樹脂返回通道117、材料分布器182和固化裝置133,諸如多余材料脫離器， 運些部件如上面闡述的那樣運行。 陽077] 圖10示出了材料存儲區(qū)域22和材料盒儲存器24的放大俯視圖。還圖10中還示 出了控制界面104、材料累115、樹脂返回通道117、曝光/固化區(qū)118(是透明基板）、大氣控 制裝置119、固化裝置133、附接于緊固件150的禪接設(shè)備148、禪接設(shè)備內(nèi)的線性導(dǎo)軌156、 初級材料分配器180、材料分布器182、次級材料分布器184和磁攬拌裝置230。圖10還示 出了添加材料盒186,該添加材料盒可W構(gòu)造為通過初級材料分配器180和/或次級材料分 配器184供給次級材料。
[0078] 圖11示出了結(jié)構(gòu)區(qū)720的緊湊的立體圖，結(jié)構(gòu)區(qū)包括初級材料分配器180、材料分 布器182、次級材料分配器184、曝光/固化區(qū)118 (是透明基板）、樹脂返回通道117和固化 裝置133。在圖12A中示出了相同的結(jié)構(gòu)，該圖示出了從構(gòu)建室21的地板中屯、福射的單個 結(jié)構(gòu)區(qū)720。圖12A還示出了添加材料盒結(jié)構(gòu)186。圖12B示出了替代的結(jié)構(gòu)，在替代的結(jié) 構(gòu)中，多個結(jié)構(gòu)區(qū)720和多個添加材料盒結(jié)構(gòu)186從構(gòu)建室21的地板中屯、福射。
[0079] 為了說明的目的，圖13A和圖13B分別是用于單個結(jié)構(gòu)區(qū)231和用于多個結(jié)構(gòu)區(qū) 232的螺旋層打印結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。多個結(jié)構(gòu)區(qū)的使用還提供了同步創(chuàng)建層的優(yōu)點或用于更 大范圍的構(gòu)造材料選擇的擴展能力，其中，每個構(gòu)造區(qū)域可將唯一范圍的材料分配并固化 至單個層中。對于沉積至單個結(jié)構(gòu)層，結(jié)構(gòu)基板的后續(xù)高度還可W匹配待創(chuàng)建的螺旋層的 間距并且在每個構(gòu)造區(qū)域保證一致的層厚度。然而，運對于實現(xiàn)所需的顏色精確度不是必 需的。還可W使用該過程，其中構(gòu)建平臺是旋轉(zhuǎn)的，但是僅在一次完整的旋轉(zhuǎn)完成后升高。 運是使用相同高度的多個構(gòu)造區(qū)域所具有的特殊價值。在運樣的示例中，可W有效地實現(xiàn) 對于每個材料段一致的層高度。在實際操作中，所描述的擴展的螺旋形可能不會發(fā)生，因為 合適的固化技術(shù)使螺旋沉積的相鄰的后續(xù)層在它們形成時粘附并固化在一起。
[0080] 多種固化裝置和福射源可W與結(jié)合本發(fā)明特征的設(shè)備和方法一起使用。圖14示 出了圖1的固化裝置28。當使用光聚合物時，固化裝置28可W包括多種福射源，例如高功 率二極管、發(fā)光二極管（LED)或激光器212、214。在具體的實施方式中，例如通過使用用于 引導(dǎo)福射通過曝光區(qū)118的電機驅(qū)動器，福射被引導(dǎo)通過校正和聚焦光學器件222并且被 引導(dǎo)至適于掃描入射光的控制掃描鏡系統(tǒng)220上。固化