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CN120813465A - 用于可光聚合树脂的组合式增材与减材制造方法及设备 - Google Patents

用于可光聚合树脂的组合式增材与减材制造方法及设备

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CN120813465A
CN120813465A CN202480018525.XA CN202480018525A CN120813465A CN 120813465 A CN120813465 A CN 120813465A CN 202480018525 A CN202480018525 A CN 202480018525A CN 120813465 A CN120813465 A CN 120813465A
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CN
China
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resin
laser
light source
light
dimensional object
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Pending
Application number
CN202480018525.XA
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English (en)
Inventor
M·潘策尔
A·奇马尔吉
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Carbon Inc
Original Assignee
Carbon Inc
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Publication date
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Abstract

根据本发明的实施例，提供了通过增材制造制成三维物体的方法，其包括：将三维物体上的多余材料(13a)暴露至烧蚀光/激光(42)，该烧蚀光/激光的规格足以去除所述多余材料；将三维物体的构建表面暴露至烧蚀光/激光，以物理地和/或化学地修改该构建表面；和/或将涂覆有树脂的膜的一部分暴露至足以将树脂逐出到三维物体的底部表面上的烧蚀光/激光。还提供了相关设备。

Description

用于可光聚合树脂的组合式增材与减材制造方法及设备
相关申请
本申请要求于2023年3月22日提出申请的美国临时申请序列号63/491,619的优先权，该美国临时申请的公开内容借此以其全文引用方式并入。
技术领域
本文中描述增材制造方法和设备、特别是用于由可聚合树脂形成三维物体的方法和设备。
背景技术
已知其中由粘性可光聚合树脂形成3D物体的多种增材制造方法。示例包括如下方法（以及对应设备）：其中将树脂施涂到可移动的透光膜，或者通过辊施涂到生长的3D物体的构建表面，以将连续树脂切片带入“构建区带”，并且形成新的未聚合树脂区域（即，“构建部段”）。然后，将经图案化光以自下而上或自上而下方式投射穿过该膜或者投射到辊施涂的区域上，以再次以顺序方式聚合构建部段，并且形成3D物体（例如，参见美国专利第11,192,302号、第10,792,868号、第9,862,146号、第8,905,739号、第5,650,260号和第5,637,169号；还参见BCN3D公司的PCT公开案第WO2021/180997号）。
此类方法的问题在于，一旦形成3D物体，残余树脂便以不一致或不均匀的方式保留在其表面上，并且因此必须通过诸如清洗或离心分离等清洁过程来将其去除。在许多情况下，树脂粘性越大（高粘度树脂对于某些用途是优选的），清洁过程必须越积极。这不仅为制造过程增加额外（可能耗时且繁琐的）步骤，而且清洁过程自身也可能因通过清洗液从物体提取关键化学成分、向物体施加物理力、或其组合而损坏3D物体。因此，需要并不需要积极的生产后清洁步骤的以可聚合树脂进行增材制造的新方法。
发明内容
本发明的实施例涉及通过增材制造制成三维物体的方法。在一些实施例中，该方法包括：(a) 向生长的三维物体的构建表面施涂可光聚合树脂，以形成构建部段，该施涂借助移动辊式树脂施涂器或移动膜式树脂施涂器执行；(b)将构建部段暴露至经图案化光，以聚合构建部段并形成新的构建表面，该新的构建表面具有边缘部分，边缘部分上带有多余的经聚合或未聚合的材料；(c)将多余材料暴露至烧蚀光（例如，激光），该烧蚀光的规格（dosage，即，暴露图案、波长、强度和持续时间）足以从边缘部分去除多余材料（例如，通过烧蚀或熔化）；以及(d)顺序地重复步骤(a)至(c)，其中在这些顺序地重复的步骤中的一些步骤期间任选地省略步骤(c)，但是在至少多个这些顺序地重复的步骤期间包括步骤(c)，直到形成三维物体。
在一些实施例中，多余材料包括经聚合树脂。
在一些实施例中，多余材料包括未聚合树脂。
本发明的额外实施例涉及通过增材制造制成三维物体的方法。在一些实施例中，该方法包括：(a)向生长的三维物体的构建表面施涂可光聚合树脂，以形成构建部段，并且其中该施涂借助移动辊式树脂施涂器或移动膜式树脂施涂器执行；(b)将构建部段暴露至经图案化光，以聚合构建部段并形成新的构建表面；(c)将该新的构建表面暴露至烧蚀光（例如，激光），以物理地和/或化学地修改该新的构建表面；以及(d)顺序地重复步骤(a)至(c)，其中在这些顺序地重复的步骤中的一些步骤期间任选地省略步骤(c)，但是在至少多个这些顺序地重复的步骤期间包括步骤(c)，直到形成三维物体。
在一些实施例中，暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：该规格纹理化新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）（例如，该图案被配置成增强后续构建部段与新的构建表面的附着力）。
在一些实施例中，可光聚合树脂包括添加剂（例如，热塑性材料，诸如尼龙粉末、天然或合成橡胶、陶瓷颗粒等等），并且暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：该规格在新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中选择性地熔化或烧结该添加剂（例如，以形成共连续的次级材料网络），并且修改三维物体的材料性质（例如，诸如增加韧性，和/或促进层间附着力、力度或韧性）。
在一些实施例中，可光聚合树脂是包括第一可聚合组分和第二可聚合组分的双固化树脂，并且暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：该规格在新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中初始化第二可聚合组分的聚合，以修改三维物体的机械性质（例如，在生坯和/或最终步骤中）（在一些实施例中，这些暴露规格可以在空间上和/或在时间上图案化，以形成对该三维物体中的材料性质的空间分布的控制并修改该三维物体中的材料性质的空间分布）。
在一些实施例中，暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：该规格在新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中修改材料性质（例如，修改玻璃化转变温度）（例如，修改物体中的内部应力，并且从而修改最终物体几何形状）。
在一些实施例中，暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：该规格在新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中激活表面化学物质（例如，修改玻璃化转变温度）（例如，促进附着力、修改表面能、和/或控制树脂的可润湿性）。
在一些实施例中，可光聚合树脂包括填料（例如，致孔剂或微球），并且暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：该规格在新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中使该填料选择性地膨胀（例如，从而抵消物体的收缩和/或翘曲）。
在一些实施例中，可光聚合树脂包括填料（例如，固体填料，包括纤维填料、球形填料、椭圆形填料等等）。
在一些实施例中，填料是固体颗粒填料，包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、热塑性或热固性聚合物纤维（例如，聚酰胺、纤维素、或纳米纤维素纤维等等）。
在一些实施例中，可光聚合树脂在25摄氏度和1个大气压力下的粘度为1,000、2,000、10,000或20,000厘泊或更高。
在一些实施例中，可光聚合树脂在25摄氏度和1个大气压力下的粘度为100,000厘泊至1,000,000或2,000,000厘泊或更高。
在一些实施例中，施涂步骤借助自下而上或自上而下增材制造设备执行。
在一些实施例中，施涂步骤借助移动辊式树脂施涂器执行。
在一些实施例中，施涂步骤(a)借助移动膜式树脂施涂器执行（例如，其中移动膜是透光膜，经图案化光、以及任选地烧蚀光投射穿过该透光膜）。
在一些实施例中，烧蚀光是激光。
在一些实施例中，激光的规格在单光子或多光子吸收过程中被多余材料和/或新的构建表面吸收。
在一些实施例中，激光作为成形光束被递送到多余材料和/或新的构建表面。
在一些实施例中，激光作为连续波或脉冲激光光束被递送到多余材料和/或新的构建表面。
在一些实施例中，该方法还包括如下步骤：检测烧蚀光的当前性质（例如，焦场、焦距、波长、强度）；将当前性质与所期望性质（例如，焦场、焦距、波长、强度）进行比较；以及修改烧蚀光，使得当前性质更紧密地对应于所期望性质。
本发明的额外实施例涉及一种通过本文中描述的方法生产的三维物体。
本发明的额外实施例涉及一种用于由可光聚合树脂增材地制造三维物体的设备。该设备包括：(a)构建平台，可以在该构建平台上生产生长的三维物体，该物体具有构建部段，该构建部段包括边缘部分和构建表面；(b)施涂器，该施涂器被配置成向构建表面施涂可光聚合树脂，以形成包括新的边缘部分和新的构建表面的新的构建部段，其中该施涂器包括移动辊式树脂施涂器或移动膜式树脂施涂器；(c)树脂供应装置，该树脂供应装置被配置成用于向施涂器施加可光聚合树脂；(d)第一加色光源(additive light source)，该第一加色光源被配置成用于聚合构建部段上的可光聚合树脂；以及(e)第二减色光源(subtractivelight source)，该第二减色光源被配置成用于向边缘部分和/或构建表面递送一定规格的光。
在一些实施例中，减色光源包括紫外(UV)光源、真空UV光源、深UV光源、或/和高强度红外(IR)光源。
在一些实施例中，减色光源包括激光器（例如，气体激光器、固态激光器、光纤激光器、液体激光器、或半导体激光器）。
在一些实施例中，施涂器包括移动辊式树脂施涂器。
在一些实施例中，施涂器包括移动膜式树脂施涂器。
在一些实施例中，移动膜式树脂施涂器是透光的，并且第一光源投射穿过移动膜式树脂施涂器。
在一些实施例中，减色光源投射穿过移动膜式树脂施涂器。
在一些实施例中，减色光源并不投射穿过移动膜式树脂施涂器（例如，通过定位在移动膜式树脂施涂器的与加色光源相对的一侧上，或者通过定位在移动膜式树脂施涂器附近，其中移动膜式树脂施涂器不在构建平台和/或生长的三维物体之间）。
在一些实施例中，该设备还包括：检测器，该检测器与减色光源可操作地相关联，并且被配置成检测减色光的当前性质（例如，焦场、焦距、波长、强度）；以及控制器，该控制器与检测器和减色光源可操作地相关联，该控制器被配置成将当前性质与所期望性质（例如，焦场、焦距、波长、强度）进行比较，并且修改减色光，使得当前性质更紧密地对应于所期望性质。
在一些实施例中，减色（例如，激光）光源包括连续波光源或脉冲激光光源；单光束光源或多光束光源、独立激光器或基于光纤的激光器；和/或单波长光源或多波长光源。
在一些实施例中，减色（例如，激光）光源还包括：激光开孔系统；用于激光光束的扫描或光栅扫描的XY工作台；光束扩展器、反射镜、聚焦透镜、和/或空气辅助装置；Z聚焦部件，诸如机动化聚焦机构；额外光学元件，包括光纤元件、衍射光学元件、和/或光束分离器；光束聚焦元件（例如，f-θ透镜、马达驱动的z聚焦部件等等）；和/或光束成形部件（例如，折射式光束成形元件、衍射式光束成形元件、激光光束积分器、用于生成贝塞尔光束的轴棱镜、用于使光束成圆形的柱面透镜和变形棱镜对等等）。
在S. Ravi-Kumar等人的Procedia Manufacturing 34, 316-327 (2019)中论述对聚合物的激光烧蚀，但是既未建议也未公开将对聚合物的激光烧蚀并入至如本文中所述的方法和设备中。
还提供通过增材制造制成三维物体的方法，其包括如下步骤：(a)在构建平台上形成三维物体；(b)将涂覆有树脂的膜定位在该三维物体下方，其中该涂覆有树脂的膜可以接触该三维物体，或者在涂覆有树脂的膜与三维物体之间可以存在空隙空间；(c)将涂覆有树脂的膜的一部分暴露至足以将至少一部分树脂逐出到三维物体的底部表面上的激光辐射（例如，使用次级光源的UV光、可见光、或IR激光）；(d)使用加色光源将三维物体的底部表面上的所逐出树脂暴露至光化辐射或光，以聚合所逐出树脂；以及(e)顺序地重复步骤(b)至(d)。树脂的逐出可以使用多种方法实现，包括直接喷射方法或泡罩转印（blistertransfer）方法。
在本文中的附图和下文阐述的说明书中更详细地解释本发明的前述目的和方面以及其他目的和方面。本文中引用的所有美国专利参考文献的公开均以引用方式并入本文中。
附图说明
图1A示意性地图示现有技术方法和设备，其中新的构建部段暴露至经图案化光。
图1B示意性地图示图1A的现有技术方法和设备，其中新的构建部段已经聚合并且远离树脂施涂器膜前进。
图2A示意性地图示如本文中所述的方法和设备，其中新的构建部段暴露至经图案化光。
图2B示意性地图示图2A的方法和设备，其中新的构建部段已经聚合并且远离树脂施涂器膜前进。
图2C示意性地图示图2A-2B的方法和设备，其中通过来自第二（激光）光源的激光去除新的构建部段的边缘部分上的多余材料。
图2D示意性地图示图2A-2B的方法和设备，其中通过来自第二（激光）光源的激光去除新的构建部段的边缘部分上的多余材料。
图2E示意性地图示图2A-2B的方法和设备，其中通过来自第二（激光）光源的激光去除新的构建部段的边缘部分上的多余材料。
图2F示意性地图示图2A-2E的方法和设备，其中通过第二激光光源处理新的构建部段的构建表面。
图2G示意性地图示图2A-2E的方法和设备，其中通过第二激光光源处理新的构建部段的构建表面。
图2H示意性地图示图2A-2G的方法和设备，现在准备将新的构建部段暴露至经图案化光（即，重复图2A中所示的步骤）。
图3示意性地图示如本文中所述的方法和设备的替代实施例，其中将第二激光光源定位成使得其无需投射穿过膜式树脂施涂器。
图4A示意性地图示本文中描述的方法和设备的额外替代实施例，其中膜式施涂器通过载体平台的横向移动（虚线箭头）、膜式施涂器载体组件的横向移动（虚线箭头）或两者行进跨越生长的三维物体的构建表面。
图4B示出图4A的实施例，其中通过来自第二光源的激光去除新的构建部段的前缘上的多余材料。
图4C示出图4A-4B的实施例，其中通过第二激光光源处理新的构建部段的构建表面。
图4D示出图4A-4C的实施例，其中通过来自第二光源的激光去除生长的三维物体的后缘上的多余材料。
图5A示意性地图示本发明的替代实施例，其中设备被配置成使用激光将树脂从涂覆有树脂的膜逐出到三维物体上。
图5B示意性地图示在激光已经被逐出到三维物体上之后图5A的实施例。
具体实施方式
现在在下文中参考其中示出本发明的实施例的附图更全面地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式体现，并且不应该被解释为限于本文中阐述的实施例；代替地，提供这些实施例使得本公开将是彻底且完整的，并且将向所属领域的技术人员充分传达本发明的范围。
如本文中所使用，术语“和/或”包括相关联所列出项目中的一者或多者的任何和所有可能组合，以及在以替代（“或”）解释时缺少组合。
1.增材制造树脂和设备。
树脂。可以使用包括通过光化辐射或光、特别是UV光固化的单体和/或预聚物组分的任何合适树脂来执行本发明。示例包括但不限于在授予DeSimone等人的美国专利第9,360,757号和第9,211,678号中阐述的那些。在一些实施例中，树脂包括双固化树脂，包括但不限于在授予Rolland等人的美国专利第9,676,963号和第9,598,606号中阐述的那些。
在一些实施例中，树脂包括高粘度树脂。例如，在一些实施例中，树脂在25摄氏度和1个大气压力（即，“标准条件”）下的粘度为1,000或2,000、10,000、20,000厘泊或更高至100,000、或200,000厘泊或更高。在一些实施例中，树脂在25摄氏度和1个大气压力下的粘度为100,000厘泊至1,000,000或2,000,000厘泊或更高。
在一些实施例中，树脂包含大量填料（例如，至少10、20、30、或40体积%的填料，至高80体积%的填料）。合适填料包括但不限于固体纤维填料、球形填料、椭圆形填料等等。在一些实施例中，填料是固体颗粒填料，包括但不限于玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维填料、热塑性和热固性聚合物纤维（例如，聚酰胺、纤维素、或纳米纤维素纤维等等）。例如，参见V. Dhand等人的对玄武岩纤维加强的聚合物复合材料的简略综述，复合材料B部分：Engineering 73, 166-180 (2015)；A. Dufresne的纳米纤维素：新型永恒生物纳米材料，Materials Today 16, 220-227（2013年6月）。在一些实施例中，填料包括致孔剂或微球填料，诸如在授予Poelma的美国专利第11,292,186号中描述的填料。
带有加色光源的施涂器设备。本文中描述的方法可以以多种增材制造设备作为基础设备来执行，被进一步修改成包括第二减色或烧蚀光源和如本文中所述的额外特征。合适基础设备的示例包括但不限于如下设备：其中将树脂施涂至可移动透光膜，并且从该膜施涂至生长的3D物体的构建表面，以将连续树脂切片带入“构建区带”，并且从而形成新的构建部段。在一些实施例中，该膜可以是可透氧的半渗透膜。然后，将经图案化光从第一光源（即，加色光源）以自下而上或自上而下方式投射到构建部段中（在一些实施例中，穿过膜），以再次以顺序方式聚合那些构建部段，并且形成3D物体。在美国专利第10,792,868号（Carbon有限公司）、第9,862,146号（DSM公司）、第8,905,739号（TNO公司）、第5,650,260号（Teijin公司）和第5,637,169号（3D Systems公司）以及PCT公开案第WO2021/180997号（BCN3D公司）中公开此类设备的示例。在一些实施例中，该设备可以是如下设备：其中辊、而非透光膜向构建平台或生长的3D物体施涂树脂，如美国专利第11,192,302号（Carbon有限公司）中所示。所有这些参考文献的公开以全文引用方式并入本文中。
减色（烧蚀）光源。供与如上所述设备结合使用的合适减色或烧蚀光源包括但不限于激光光源、紫外(UV)光源、真空UV光源、深UV光源、以及高强度红外(IR)光源，包括其组合。
合适激光减色光源的示例包括但不限于气体激光器（例如，CO2激光器、氦氖激光器、氩激光器、氪激光器或准分子激光器）、固态激光器（例如，红宝石激光器、Nd:YAG激光器）、光纤激光器（例如，掺镱或掺铒光纤激光器）、液体激光器（也称为染料激光器，并且包括可调谐激光器）、或半导体激光器（例如，二极管激光器、量子级联激光器、光抽运半导体激光器等等）。特定示例包括CO2激光器；准分子激光器，诸如KrF 248 nm、ArF 193 nm、XeCl或XeF；以及YAG激光器，诸如355 nm三倍频YAG和266 nm四倍频YAG。
激光光源可以包括连续波光源或脉冲激光光源。在一些实施例中，短脉冲激光器（包括纳秒、皮秒和飞秒脉冲激光器）是优选的，因为其减少热影响区带(HAZ)。激光光源可以是单光束光源或多光束光源、可以是独立激光器或基于光纤的激光器；可以包括单波长光源或多波长光源等等。可以基于要施涂的树脂来选择激光光源，使得树脂吸收单个或多个光子，例如以控制速度、分辨率、和/或HAZ。
激光光源可以采用多种配置中的任一配置，并且可以包括本技术中已知的多种特征中的任一特征。例如，激光光源可以包括激光开孔系统和设备。激光光源可以包括用于激光光束的扫描或光栅扫描的XY工作台；光束扩展器、反射镜、聚焦透镜、和/或空气辅助装置；其可以包括Z聚焦部件，诸如机动化聚焦机构；其可以包括额外光学元件，诸如光纤、衍射光学元件和光束分离器；用于聚焦激光光束的元件，包括但不限于f-θ透镜和马达驱动的z聚焦部件；激光光束成形部件，诸如折射式光束成形元件、衍射式光束成形元件、激光光束积分器、用于生成贝塞尔光束的轴棱镜、用于使光束成圆形的柱面透镜和变形棱镜对等等。如本技术中已知，光源可以包括前述元件的组合。
在美国专利第6,864,459号（Lawrence Livermore国家实验室）、第8,673,745号（Hamamatsu Photonics公司；多光子吸收）、第9,701,564号（Corning公司）、第10,058,953号（Trumpf公司）、第10,300,555号（Trumpf公司）、第10,312,659号（Coheren公司）、第10,343,237号（IPG Photonics公司）、第10,444597号（Coheren公司）、第11,014,194号（Coheren公司）、第11,364,572号（IPG Photonics公司）、第11,534，858号（IPG Photonics公司）、第11,548,093号（Coheren公司）以及美国专利申请公开案第US2022/0390713号（Trumpf公司，带有f-θ透镜的光学布置）和第US2022/0360036号（Trumpf公司）中进一步描述可以包括在本文中描述的减色光源中的合适激光光源和/或其部件，所有这些美国专利的公开均以全文引用方式并入本文中，如同完整阐述一样。还参见S. Ravi-Kumar等人的对聚合物的激光烧蚀：综述，ProcediaManufacturing 34, 316-327 (2019)。
除前述以外，合适减色激光光源和/或其部件可购自：COHERENT有限公司，5100Patrick Henry Drive, Santa Clara, CA 95054 USA（美国、加利福尼亚州、圣克拉拉市、帕特里克·亨利大道5100号、邮编：95054）；IPG PHOTONICS公司，50 Old Webster Road,Oxford, MA 01540 USA（美国、马萨诸塞州、牛津市、老韦伯斯特路50号、邮编：01540）；TRUMPF,SE + Co.KG公司，Johann-Maus-Strasse 2, 71254 Ditzingen, Germany（德国、迪津根市、约翰茅斯街2号、邮编：71254）；AMPLITUDE LASER GROUP公司，Cite de laPhotonique,11 Ave. de Canteranne, 33600, Pessac, France（法国、佩萨克、Cite dela Photonique, 11 Ave. de Canteranne、邮编：33600）；LASERAX USA公司，2401 ParkmanRd.NW, Warren, OH 44485 USA（美国、沃伦市、西北、帕克曼路2401号、邮编：44485 USA），以及其他公司。
带有组合式且经协调的加色光源和减色光源的设备。作为介绍，图1A-1B图示现有技术设备，其方面可以包括在本发明的设备中。在图2A-2E中给出本发明的设备的第一实施例，其顺序图示如本文中所述的方法的实施例。在图3中给出设备的第二实施例，并且在图4A-4D中给出设备的第三实施例，其顺序再次图示如本文中所述的方法的实施例。在图5A-5B中给出设备的第四实施例，其顺序图示如本文中所述的方法的实施例。在所有这些图中，向共同特征应用相似编号。应注意，在这些图中，设备以“自下而上”配置示出，但是这些设备的取向也可以反转或“翻转”为“自上而下”取向。
总体而言，如本文中所述的用于由可光聚合树脂增材地制造三维物体的设备可以包括：
(a)构建平台11，可以在构建平台11上生产生长的三维物体12，该物体具有构建部段13，构建部段包括边缘部分13a和构建表面13b；
(b)施涂器30，如下文论述的，该施涂器被配置成用于向构建表面施涂可光聚合树脂21，以形成包括边缘部分和构建表面的新的构建部段，其中所述施涂器包括移动辊或移动膜式树脂施涂器；
(c)树脂供应装置31，其被配置成用于向所述施涂器施加可光聚合树脂；
(d)第一加色光源41，其被配置成用于聚合所述构建部段中的树脂；以及
(e)第二减色光源42，其被配置成用于向边缘部分和/或构建表面递送一定规格的光。
在各个图中，多余材料或残余树脂12a被图示为附着到边缘部分13a，并且在下文结合方法进行进一步论述。
在一些实施例中，施涂器包括移动辊式树脂施涂器（未示出），诸如在美国专利第11,192,302号（Carbon有限公司）中所描述的移动辊式树脂施涂器，该美国专利的公开以全文引用方式并入本文中。
在诸如图2A-4D中所示的其他实施例中，施涂器包括移动膜式树脂施涂器。在美国专利第10,792,868号（Carbon有限公司）、第9,862,146号（DSM公司）、第8,905,739号（TNO公司）、第5,650,260号（Teijin公司）、第5,637,169号（3D Systems公司）以及PCT公开案第WO2021/180997号（BCN3D公司）中公开此类施涂器的示例。在一些实施例中，移动膜是透光的，并且第一光源投射穿过所述移动膜。元件可以通过共用支撑件或底架55彼此直接或间接地物理连接。在一些实施例中，第二减色光源投射穿过移动膜（例如，如图2A-2H中所示）；而在其他实施例中，第二减色光源并不投射穿过所述移动膜（例如，通过定位在所述移动膜的与所述第一光源相对的一侧上，或者通过定位在移动膜附近，其中移动膜不在载体平台和/或生长的物体之间），例如如图3和图4A-4D中所示。在一些实施例中，此类施涂器可以包括用于推进移动膜的诸如辊33等移动膜驱动组件、用于支撑移动膜的刚性光学透明背衬34、支撑框架35（在一些实施例中，未示出）、与载体平台可操作地相关联的平台驱动器36。为清楚起见，在一些图中未示出一些部件（例如，控制器10仅示出在图2A中，并且在图4A-4D中未示出树脂供应装置31，但是由上文以引用方式并入的专利将显而易见）。
控制器10可以与第一光源41和第二光源42、移动膜驱动组件（或移动辊驱动器）以及平台驱动器36可操作地相关联，其中该控制器被配置（以硬件和/或软件）成执行如下文中所述的方法。
在一些实施例中，激光源还包括用于进行计量（例如，为维持光束质量）的感测系统。如图2A中示意性地图示，这种感测系统可以包括检测器51，检测器51被配置成用于插入和移出光束路径（通过移动光束或移动检测器），或者采用针对传感器生成专用光束的集成式光束分离器。传感器（包括多个传感器）可以检测光束焦点、波长、强度、或其组合。传感器可以与控制器10可操作地相关联，该控制器如上所述与减色光源42可操作地相关联，以提供用于在检测到与所期望或预设参数的偏差时调整激光的焦点、波长、和/或强度的反馈系统。
虽然未示出，但是该设备还可以包括用于管理减材过程产生的气体、颗粒等等的系统。这种系统根据已知技术实现，并且可以包括封闭该设备的工作室、用于在该过程期间冲洗该室（或相关工作区）的惰性气体（例如，氮气、氩气）供应装置、和/或用于在该过程期间冲洗相关工作区的清洗液（例如，水性液体）供应装置、排气口和/或排水口、用于检测减材过程生成的气体和/或颗粒的水平的传感器以及相关联控制器等等。
方法。借助上述设备可以实现多种方法。此类方法在下文被进一步描述，并且可以彼此独立地或彼此组合地实现，也如下文进一步描述的那样。
本文中描述的通过增材制造制成三维物体的第一方法包括如下步骤：
(a)向生长的三维物体的构建表面施涂可光聚合树脂，以形成构建部段，所述施涂借助移动辊式树脂施涂器或移动膜式树脂施涂器执行；
(b)将所述构建部段暴露至经图案化光，以聚合所述构建部段并形成新的构建表面，所述新的构建表面具有边缘部分，所述边缘部分上带有多余的经聚合或未聚合的材料；
(c)将所述多余材料暴露至烧蚀光（例如，激光），该烧蚀光的规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）足以从所述边缘部分去除所述多余材料（例如，通过烧蚀或熔化）；以及
(d)顺序地重复步骤(a)至(c)，其中在所述顺序地重复的步骤中的一些步骤期间任选地省略步骤(c)，但是在至少多个所述顺序地重复的步骤期间包括步骤(c)，直到形成所述三维物体。
以图2A-2E、图3以及图4A、4B&4D中示意性地图示的步骤顺序示意性地图示这种方法。应注意，在执行图2A-2D中所示的方法时，在一些实施例中，除零件上的树脂以外，激光还去除载体膜上的树脂。为清楚起见，从图中省略此特征。还要注意的是，可以根据已知技术，通过选择激光波长与添加剂和树脂组分在激光波长下的吸收值的组合来控制激光穿透深度。树脂组分在激光波长下可能具有固有吸收。如果没有，则可以选择染料或颜料来实现所期望值。促进穿透深度的特定值具有远低于预期树脂厚度（约数十微米（10's of um's））的值，并且最大化能量密度，以避免辐射透射。选择穿透深度，以优化或影响从表面去除树脂的模式和行为。
本文中描述的通过增材制造制成三维物体的第二方法包括如下步骤：
(a)向生长的三维物体的构建表面施涂可光聚合树脂，以形成构建部段，其中所述施涂借助移动辊式树脂施涂器或移动膜式树脂施涂器执行；
(b)将所述构建部段暴露至经图案化光，以聚合所述构建部段并形成新的构建表面，
(c)将所述新的构建表面暴露至烧蚀光（例如，激光），以物理地和/或化学地修改所述新的构建表面；以及
(d)顺序地重复步骤(a)至(c)，其中在所述顺序地重复的步骤中的一些步骤期间任选地省略步骤(c)，但是在至少多个所述顺序地重复的步骤期间包括步骤(c)，直到形成所述三维物体。
这种方法示意性地图示在图2F-2G和图4C中。应注意，此第二方法可以独立于上述第一方法或者与该方法组合地实践，如图2A-2H和图4A-4D中示意性地图示。
在第二方法的一些实施例中，暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：该规格纹理化所述新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）（例如，该图案被配置成增强后续构建部段与所述新的构建表面的附着力）。
在第二方法的一些实施例中，可光聚合树脂包括添加剂（例如，热塑性材料，诸如尼龙粉末、天然或合成橡胶、陶瓷颗粒等等），并且所述暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：该规格在所述新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中选择性地熔化或烧结所述添加剂（例如，以形成共连续的次级材料网络），并且修改三维物体的材料性质（例如，诸如增加韧性，和/或促进层间附着力、力度或韧性）。
在第二方法的一些实施例中，可光聚合树脂是包括第一可聚合组分和第二可聚合组分的双固化树脂，并且所述暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：该规格在所述新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中初始化所述第二可聚合组分的聚合，以修改所述三维物体的机械性质（例如，在生坯和/或最终步骤中）（在一些实施例中，这些暴露规格可以在空间上和/或在时间上图案化，以形成对三维物体中的材料性质的空间分布的控制并修改三维物体中的材料性质的空间分布）。
在第二方法的一些实施例中，暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：该规格在所述新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中修改材料性质（例如，修改玻璃化转变温度）（例如，修改物体中的内部应力，并且从而修改最终物体几何形状）。
在第二方法的一些实施例中，暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：该规格在所述新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中激活表面化学物质（例如，修改玻璃化转变温度）（例如，促进附着力、修改表面能、和/或控制树脂的可润湿性）。
在第二方法的一些实施例中，可光聚合树脂包括填料（例如，致孔剂或微球），并且所述暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：该规格在所述新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中使所述填料选择性地膨胀（例如，从而抵消所述物体的收缩和/或翘曲）。
在所有前述方法的一些实施例中，施涂步骤借助自下而上或自上而下增材制造设备、借助移动辊式树脂施涂器和/或借助移动膜式树脂施涂器执行（例如，其中移动膜是透光膜，经图案化光、以及任选地烧蚀光投射穿过该透光膜）。
本文中描述的通过增材制造制成三维物体的第三方法包括如下步骤：
(a)在构建平台上形成三维物体；
(b)将涂覆有树脂的膜定位在三维物体下方，其中涂覆有树脂的膜可以接触三维物体，或者在涂覆有树脂的膜与三维物体之间可以存在空隙空间；
(c)将涂覆有树脂的膜的一部分暴露至足以将至少一部分树脂逐出到三维物体的底部表面上的激光辐射（例如，使用次级光源的UV光、可见光、或IR激光）；
(d)使用加色光源将三维物体的底部表面上的所逐出树脂暴露至光化辐射或光，以聚合所逐出树脂；以及
(e)顺序地重复步骤(b)至(d)。
在所有前述方法的一些实施例中，激光的规格在单光子或多光子吸收过程中被所述多余材料和/或所述新的构建表面吸收；激光作为成形光束被递送到所述多余材料和/或所述新的构建表面；和/或激光作为连续波或脉冲激光光束被递送到所述多余材料和/或所述新的构建表面。
在所有前述方法的一些实施例中，该方法可以还包括如下步骤：检测所述烧蚀光的当前性质（例如，焦场、焦距、波长、强度）；将所述当前性质与所期望性质（例如，焦场、焦距、波长、强度）进行比较；以及修改所述烧蚀光，使得所述当前性质更紧密地对应于所述所期望性质。
现在将更特定地描述本发明的设备和方法的示例。参考图2A，本发明的设备可以包括构建平台11，在构建平台11上制作具有边缘12a和构建表面12b的生长的三维物体12。移动膜式树脂施涂器30（其包括树脂供应装置31、膜32、辊33和刚性光学透明背衬34）将树脂21移动至适当位置，并且三维物体12接触树脂21。加色光源41发射光或光化辐射穿过光学透明背衬34和膜32，以聚合可光聚合树脂21。在此实施例中，减色光源42和减色光传感器51定位在施涂器30下方和膜32下方。另外，在此实施例中，控制器10被配置成操作该设备的各种部件，包括但不限于平台驱动器36（其可以竖直地和/或水平地移动平台11）、加色光源41、和/或减色光源42。控制器10可以与本文中描述的其他设备和方法类似地操作。
参考图2B，来自加色光源41的光或光化辐射可以与可光聚合树脂21相互作用，以凝固树脂21，因此形成附接到三维物体12的具有边缘部分13a和构建表面13b的固体构建部段13。如图2B中所示，构建部段13的边缘13a上具有多余材料（多余树脂或者多余部分或完全固化的聚合物）。
参考图2C-2E，在一些实施例中，减色光源42（例如，激光）在三维物体12、施涂器30和涂覆有树脂21的膜32下方。在图2C中，减色光源42递送一定规格的光穿过树脂21和膜32，以烧蚀构建部段13的边缘13a上的多余材料。在一些实施例中，当该规格的光从中穿过时，还烧蚀膜32上的一部分树脂21。在图2D中，减色光源42递送一定规格的光穿过树脂21和膜32，以当构建部段13在膜32上时烧蚀边缘13a上的多余材料。在图2E中，减色光源42递送一定规格的光穿过膜32，以烧蚀构建部段13的边缘13a上的多余材料，但不穿过树脂21。例如，减色光源42可以在加色光源41使构建部段13凝固至三维物体并且构建平台将构建部段13抬离膜32之后、但是在新的树脂21定位在三维物体12下方之前递送该规格。
图2F-2G示意性地图示烧蚀多余材料之后的三维物体12。在某些实施例中，减色光源42可以发射烧蚀光（例如，激光），以物理地和/或化学地修改构建表面12b。例如，可以通过如下方式修改构建表面12b以促进构建表面12b与后续层的附着力：改变或去除构建表面12b处的一部分固体聚合物（例如，纹理化该表面），或者修改聚合物中的填料（例如，熔化或烧结玻璃或填料、激活反应性填料等等）。在另一实施例中，去除构建表面12b处的一部分固体聚合物，同时留下任何未修改的填料。另外，在其他实施例中，可以使用烧蚀光来改进韧性和/或降低构建表面12b处的各向异性。在图2F中，减色光源42递送一定规格的光穿过树脂21和膜32，以物理地和/或化学地修改构建表面12b，借此也可以去除和/或修改膜32上的一些树脂21。在图2G中，减色光源42递送一定规格的光穿过膜32，以物理地和/或化学地修改构建表面12b，但是不穿过树脂21。例如，减色光源42可以在加色光源41使构建部段13凝固至三维物体并且构建平台将构建部段13抬离膜32之后、但是在新的树脂21定位在三维物体12下方之前递送该规格。
图2H示出紧接在图2C-2E中所示烧蚀多余材料之后和/或在如图2F-2G中所示修改构建表面之后的较大三维物体12。另外，在一些实施例中，不需要图2C-2E中的烧蚀多余材料，并且仅如图2D中所示使用减色光源42来修改构建表面。在图2H中，三维物体12然后可以接触额外树脂21，以重复该过程，并且继续生长三维物体12。
图3图示在一些实施例中可以使用的减色光源42的替代配置。在此配置中，减色光源42定位在三维物体12、施涂器30和膜32上的树脂21上方，并且任选地在构建平台11上方。在此类情况下，可以从物体12上方烧蚀构建部段13的边缘13a上的多余材料。在此配置中，减色光源42可能无法修改构建表面13b。然而，减色光源42可以修改或烧蚀面向上的表面（例如，构建部段13的上表面13c）。在一些实施例中，减色光源42可以存在于三维物体12、施涂器30和膜32上的树脂21下方和上方。
参考图4A-4D，在一些实施例中，在打印过程期间，构建平台11和/或膜式施涂器30可以沿横向方向平移。例如，在图4A中，膜式施涂器30在减色光源42定位至膜式施涂器30的侧面的情况下经由载体平台11的横向移动（参见虚线箭头）、膜式施涂器30的横向移动或两者平移跨越生长的三维物体12。在其中减色/激光光源42在另一位置（包括在膜32和三维物体12下方，或者在施涂器30和/或构建平台11上方）的实施例中，也可以使用横向移动。
图4B示出在构建平台11和/或膜式施涂器30沿横向方向平移之后图4A的实施例。构建平台11和三维物体12平移经过膜式施涂器30的边缘。可以通过来自第二光源42的烧蚀激光辐射去除新的构建部段12的前缘12a上的多余材料。图4C示出图4A-4B的实施例，其进一步横向平移，使得烧蚀光源42可以通过第二激光光源照射新的构建部段13的构建表面13b，而不穿过树脂21。图4D示出图4A-4C的实施例，其中通过来自第二烧蚀光源42的激光去除生长的三维物体的后缘上的多余材料。
本发明的方法可以允许在无需额外清洗和/或砂磨/抛光的情况下制作物体，因为可以通过激光烧蚀原位（例如，参见图2A-2E）或非原位（例如，参见图3和图4A、4B和4D）地去除多余树脂（包括零件边沿和边缘弯月面处的多余树脂）。
在本发明的方法中，激光的穿透深度可以基于例如激光的场角和三维物体的结构变化。例如，如果多余材料存在下伏或相邻结构，则可能需要相对短的穿透深度。然而，如果激光被定向成使得其将避开固化区，或者如果透射光束能量低到足以避免意外零件损坏，则可能需要较长穿透深度。
在一些实施例中，可以通过使用低场角、借助全视场透镜来覆盖构建区或者使用子构建场大小和扫描工作台来覆盖构建区而减少或消除遮蔽效应。在一些实施例中，可以通过使用较高场角、但使用扫描系统和复杂的图案化来减少遮蔽，以实现所期望结果。在一些情况下，可以使用多模块扫描激光系统，并且激光器可以定位在膜式施涂器和构建平台下方、定位在其上方和/或定位至其侧面。
在一些实施例中，通过在零件边沿与激光扫描系统之间使用窄激光UV对准公差来实现去除多余树脂。添加机器视觉特征（例如，相机）可以促进激光与零件边界的对准，并且因此这种特征可以包括在本发明的设备中。
在一些实施例中，可以使用激光烧蚀来从零件表面去除凸出的纤维。如果纤维是玻璃纤维，则在一些情况下，CO2或DUV激光器可以实现最佳效果。使用此类技术可以允许在某些物体中使用较长玻璃纤维，这在可以在最终三维物体中提供所期望性质。
在一些实施例中，使用激光烧蚀可以提供比单独通过UV固化系统可以实现的构建表面更准确或精确的构建表面，或者可以允许使用具有较低精度的加色光系统。在此情况下，可以烧蚀经固化树脂，并且这可能需要较高脉冲能量。
参考图5A-5B，通过增材制造制成三维物体的第三方法包括如下步骤：(a)在构建平台11上形成三维物体12；(b)将涂覆有树脂21的膜32定位在三维物体12下方，其中涂覆有树脂21的膜32可以接触三维物体12，或者在涂覆有树脂的膜32与三维物体12之间可以存在空隙空间；(c)将一部分涂覆有树脂21的膜32暴露至足以将至少一部分树脂21逐出到三维物体12的底部表面12b上的激光辐射（例如，使用次级光源42的UV光、可见光、或IR激光）；(d)使用加色光源41将三维物体12的底部表面12b上的所逐出树脂21a暴露至光化辐射或光，以聚合所逐出树脂；以及(e)顺序地重复步骤(b)至(d)。在一些情况下，步骤(c)中的激光辐射是经图案化激光辐射，并且形成所逐出树脂的图案。然而，在一些实施例中，图案化固化所逐出树脂的加色光源41。在一些实施例中，两个光源都可以使用经图案化光。
在一些实施例中，使用直接喷射逐出将所逐出树脂21a转移到三维物体12，借此激光脉冲使树脂21蒸发，以转移到三维物体12的底部表面12b。在其他实施例中，使用“泡罩转印”方法，借此聚焦穿过膜32的激光脉冲可以形成泡罩（未示出），泡罩的出现产生用于逐出树脂21的转移脉冲。
增材地制造的物体。通过上述方法可以生产多种不同三维物体。根据对树脂的选择，物体可能是刚性的、柔性的或弹性的。物体可以包括三维晶格，包括支柱晶格、表面晶格以及其组合。物体可以是电气、机械或流体连接器；垫，诸如头盔衬垫、鞋中底、车身垫块、褥垫或座垫等等；航空航天或汽车车身面板；管道系统或类似物；用于机械或电气部件的壳体等等。
在以下表1中给出本文中描述的方法和设备的特定实施例和用例的非限制性示例。
前述内容是对本发明的说明，并且不被解释为对本发明的限制。本发明由以下权利要求限定，其中权利要求的等效内容包括在本发明中。

Claims (39)

1.一种通过增材制造制成三维物体的方法，其包括：
(a)向生长的三维物体的构建表面施涂可光聚合树脂，以形成构建部段，所述施涂借助移动辊式树脂施涂器或移动膜式树脂施涂器执行；
(b)将所述构建部段暴露至经图案化光，以聚合所述构建部段并形成新的构建表面，所述新的构建表面具有边缘部分，所述边缘部分上带有多余的经聚合或未聚合的材料；
(c)将所述多余材料暴露至烧蚀光（例如，激光），所述烧蚀光的规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）足以从所述边缘部分去除所述多余材料（例如，通过烧蚀或熔化）；以及
(d)顺序地重复步骤(a)至(c)，其中在所述顺序地重复的步骤中的一些步骤期间任选地省略步骤(c)，但是在至少多个所述顺序地重复的步骤期间包括步骤(c)，直到形成所述三维物体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多余材料包括经聚合树脂。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述多余材料包括未聚合树脂。
4.一种通过增材制造制成三维物体的方法，其包括：
(a)向生长的三维物体的构建表面施涂可光聚合树脂，以形成构建部段，并且其中所述施涂借助移动辊式树脂施涂器或移动膜式树脂施涂器执行；
(b)将所述构建部段暴露至经图案化光，以聚合所述构建部段并形成新的构建表面，
(c)将所述新的构建表面暴露至烧蚀光（例如，激光），以物理地和/或化学地修改所述新的构建表面；以及
(d)顺序地重复步骤(a)至(c)，其中在所述顺序地重复的步骤中的一些步骤期间任选地省略步骤(c)，但是在至少多个所述顺序地重复的步骤期间包括步骤(c)，直到形成所述三维物体。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：所述规格纹理化所述新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）（例如，所述图案被配置成增强后续构建部段与所述新的构建表面的附着力）。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述可光聚合树脂包括添加剂（例如，热塑性材料，诸如尼龙粉末、天然或合成橡胶、陶瓷颗粒等等），并且所述暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：所述规格在所述新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中选择性地熔化或烧结所述添加剂（例如，以形成共连续的次级材料网络），并且修改所述三维物体的材料性质（例如，诸如增加韧性和/或促进层间附着力、力度或韧性）。
7.根据权利要求4至6中的任一项所述的方法，其中所述可光聚合树脂是包括第一可聚合组分和第二可聚合组分的双固化树脂，并且所述暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：所述规格在所述新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中初始化所述第二可聚合组分的聚合，以修改所述三维物体的机械性质（例如，在生坯和/或最终步骤中）（在一些实施例中，这些暴露规格可以在空间上和/或在时间上图案化，以形成对所述三维物体中的材料性质的空间分布的控制并修改所述三维物体中的材料性质的空间分布）。
8.根据权利要求4至7中的任一项所述的方法，其中所述暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：所述规格在所述新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中修改材料性质（例如，修改玻璃化转变温度）（例如，修改所述物体中的内部应力，并且从而修改最终物体几何形状）。
9.根据权利要求4至8中的任一项所述的方法，其中所述暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：所述规格在所述新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中激活表面化学物质（例如，修改玻璃化转变温度）（例如，促进附着力、修改表面能、和/或控制所述树脂的可润湿性）。
10.根据权利要求4至9中的任一项所述的方法，其中所述可光聚合树脂包括填料（例如，致孔剂或微球），并且所述暴露步骤(c)以如下规格（即，暴露图案、波长、强度和持续时间）执行：所述规格在所述新的构建表面的至少一部分（例如，主要部分）中使所述填料选择性地膨胀（例如，从而抵消所述物体的收缩和/或翘曲）。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述可光聚合树脂包括填料（例如固体填料，包括纤维填料、球形填料、椭圆形填料等等）。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述填料是固体颗粒填料，包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、热塑性或热固性聚合物纤维（例如，聚酰胺、纤维素、或纳米纤维素纤维等等）。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述可光聚合树脂在25摄氏度和1个大气压力下的粘度为1,000、2,000、10,000或20,000厘泊或更高。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述可光聚合树脂在25摄氏度和1个大气压力下的粘度为100,000厘泊至1,000,000或2,000,000厘泊或更高。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述施涂步骤借助自下而上或自上而下增材制造设备执行。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述施涂步骤借助移动辊式树脂施涂器执行。
17.根据权利要求1至15中的任一项所述的方法，其中所述施涂步骤(a)借助所述移动膜式树脂施涂器执行（例如，其中所述移动膜是透光膜，所述经图案化光、以及任选地所述烧蚀光投射穿过所述透光膜）。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述烧蚀光是激光。
19.根据权利要18求所述的方法，其中所述激光的规格在单光子或多光子吸收过程中被所述多余材料和/或所述新的构建表面吸收。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中所述激光作为成形光束被递送到所述多余材料和/或所述新的构建表面。
21.根据权利要求18至20中的任一项所述的方法，其中所述激光作为连续波或脉冲激光光束被递送到所述多余材料和/或所述新的构建表面。
22.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其还包括如下步骤：
检测所述烧蚀光的当前性质（例如，焦场、焦距、波长、强度）；
将所述当前性质与所期望性质（例如，焦场、焦距、波长、强度）进行比较；以及
修改所述烧蚀光，使得所述当前性质更紧密地对应于所述所期望性质。
23.一种通过根据前述权利要求中的任一项所述的方法生产的三维物体。
24.一种用于由可光聚合树脂增材地制造三维物体的设备，其包括：
(a)构建平台，可以在所述构建平台上生产生长的三维物体，所述物体具有构建部段，所述构建部段包括边缘部分和构建表面；
(b)施涂器，所述施涂器被配置成向所述构建表面施涂可光聚合树脂，以形成包括新的边缘部分和新的构建表面的新的构建部段，其中所述施涂器包括移动辊式树脂施涂器或移动膜式树脂施涂器；
(c)树脂供应装置，所述树脂供应装置被配置成用于向所述施涂器施加所述可光聚合树脂；
(d)第一加色光源，所述第一加色光源被配置成用于聚合所述构建部段上的所述可光聚合树脂；以及
(e)第二减色光源，所述第二减色光源被配置成用于向所述边缘部分和/或所述构建表面递送一定规格的光。
25.根据权利要求24所述的设备，其中所述减色光源包括紫外(UV)光源、真空UV光源、深UV光源、或/和高强度红外(IR)光源。
26.根据权利要求24或25所述的设备，其中所述减色光源包括激光器（例如，气体激光器、固态激光器、光纤激光器、液体激光器、或半导体激光器）。
27.根据权利要求24至26中的任一项所述的设备，其中所述施涂器包括所述移动辊式树脂施涂器。
28.根据权利要求24至26中的任一项所述的设备，其中所述施涂器包括所述移动膜式树脂施涂器。
29.根据权利要求28所述的设备，其中所述移动膜式树脂施涂器是透光的，并且所述第一光源投射穿过所述移动膜式树脂施涂器。
30.根据权利要求29所述的设备，其中所述减色光源投射穿过所述移动膜式树脂施涂器。
31.根据权利要求29所述的设备，其中所述减色光源并不投射穿过所述移动膜式树脂施涂器（例如，通过定位在所述移动膜式树脂施涂器的与所述加色光源相对的一侧上，或者通过定位在所述移动膜式树脂施涂器附近，其中所述移动膜式树脂施涂器不在所述构建平台和/或生长的三维物体之间）。
32. 根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其还包括：
检测器，所述检测器与所述减色光源可操作地相关联，并且被配置成检测所述减色光的当前性质（例如，焦场、焦距、波长、强度）；以及
控制器，所述控制器与所述检测器和所述减色光源可操作地相关联，所述控制器被配置成将所述当前性质与所期望性质（例如，焦场、焦距、波长、强度）进行比较，并且修改所述减色光，使得所述当前性质更紧密地对应于所述所期望性质。
33.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述减色（例如，激光）光源包括：
连续波光源或脉冲激光光源；
单光束光源或多光束光源；
独立激光器或基于光纤的激光器；和/或
单波长光源或多波长光源。
34.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述减色（例如，激光）光源还包括：
激光开孔系统；
用于所述激光光束的扫描或光栅扫描的XY工作台；
光束扩展器、反射镜、聚焦透镜、和/或空气辅助装置；
Z聚焦部件，诸如机动化聚焦机构；
额外光学元件，包括光纤元件、衍射光学元件、和/或光束分离器；
光束聚焦元件（例如，f-θ透镜、马达驱动的z聚焦部件等等）；和/或
光束成形部件（例如，折射式光束成形元件、衍射式光束成形元件、激光光束积分器、用于生成贝塞尔光束的轴棱镜、用于使光束成圆形的柱面透镜和变形棱镜对等等）。
35.一种通过增材制造制作三维物体的方法，其包括：
(a)在构建平台上形成第一三维物体；
(b)将涂覆有树脂的膜定位在所述三维物体下方，任选地，其中在所述涂覆有树脂的膜与所述三维物体之间存在空隙空间；
(c)将所述涂覆有树脂的膜的一部分暴露至足以将至少一部分所述树脂逐出到所述三维物体的底部表面上的激光辐射（例如，UV光、可见光、或IR激光）；
(d)将所述三维物体的底部表面上的所述树脂暴露至光化辐射或光，以聚合所述树脂，以及
(e)任选地，顺序地重复步骤(b)至(d)，以形成第二三维物体。
36.根据权利要求35所述的方法，其中步骤(c)中的激光辐射是经图案化激光辐射。
37.根据权利要求35或权利要求36所述的方法，其中步骤(d)中的光化辐射或光是经图案化光化辐射或光。
38.根据权利要求35至37中的任一项所述的方法，其中在步骤(c)中，使用泡罩转印方法逐出所述树脂。
39.根据权利要求35至37中的任一项所述的方法，其中在步骤(c)中，使用直接喷射方法逐出所述树脂。
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