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南极熊曝光:价值上亿美元,美国Carbon的CLIP高速3D打印技术专利

[复制链接]
高速3D打印技术CLIP专利在南极熊3D打印网曝光了,长达44页。3D打印机还没有开始卖,Carbon3D就已经融资了上亿美元,主要靠的就是这个专利技术。

近日,有熊友读者投稿,向南极熊曝光了著名的Carbon3D公司的连续液态界面(CLIP,Countinuous Liquid Interface Production)3D打印技术专利文件。这项技术的核心是“利用一层透氧膜,隔离光敏树脂液体和空气中的氧气,实现高速、连续的3D打印成型”,这项革命性的CLIP技术比现有的3D打印快25-100倍,而且取消了层的概念。下面是南极熊分析整理CLIP技术的专利(想要精读的熊友,请在文章最后下载)。
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本篇专利基本信息:
三维制造的方法和设备
申请号:201480008397.7 申请日:2014-02-10
申请(专利权)人: 卡本桑迪有限公司
地址 :美国加利福尼亚州
发明(设计)人 :J.M.德西蒙  A.埃尔莫什金  E.T.萨穆尔斯基
主分类号 G03F7/00(2006.01)I
分类号 G03F7/00(2006.01)I
公开(公告)号 105122136A
公开(公告)日 2015-12-02
专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 72001
代理人: 周李军  石克虎
权利要求书4页 ,说明书24页,附图16页

南极熊从申请人可以看出,“卡本桑迪有限公司”就是Carbon3D的音译,这是美国加利福尼亚州的Carbon3D作为权利主体,发明人是 J.M.德西蒙 等3人,德西蒙是Carbon3D的创始人,对其技术在中国进行专利保护申请。中国一些想做CLIP高速3D打印技术的厂商,就要瞪大眼睛看看了,很容易一不小心就侵犯了Carbon的专利,到时候受到法律制裁。

我们从申请时间可以看到,2014年2月10日,CLIP技术登上《science》杂志封面的时间是2015年3月份左右,也就是Carbon公司早在发布论文之前的一年多时间,就已经注册了公司并申请了专利。对原创的知识产权如此看重,南极熊不得不佩服。


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△本发明的实施方案示意图
发明主要内容:
1 形成三维物体方法

(a) 提供承载体和构建板,所述构建板包含半渗透性元件,所述半渗透性元件包含构建表面和与所述构建表面分开的进料表面(例如,在相对侧上,或半渗透性元件的边缘,和/或在它们的顶上但是与构建区域分开的位置),其中所述构建表面和所述承载体限定它们之间的构建区域,和其中所述构建表面与(液体或气体)聚合抑制剂抑制流体接触;
(b) 用可聚合液体填充所述构建区域,所述可聚合液体与所述构建表面接触,
(c) 通过所述构建板照射(例如,用光化辐射)所述构建区域以在所述构建区域内产生固体聚合区域,同时形成或保持在所述固体聚合区域和所述构建表面之间形成的由所述可聚合液体组成的液膜脱离层,其中通过所述聚合抑制剂抑制液膜的聚合;和/或同时;
(d)将附着有聚合区域的承载体提升远离构建板上的构建表面以产生在聚合区域和构建板顶区之间的后续构建区域(例如,在聚合区域和所述构建表面之间没有形成空气、气体或蒸发团或间隙,而是通过所述可聚合液体保持液体与其接触)。
(e)步骤(b)和(d),或步骤
(b)至(d),可以连续或逐步方式重复(同时、连续或它们的任何组合),构建表面始终保持固定,以在每个重复中产生附着至先前聚合区域的后续聚合区域,直到聚合区域的重复沉积彼此附着形成所述三维物体(例如,在所述连续和/或重复期间,所述固体聚合区域保持与所述可聚合液体接触,例如通过聚合区域梯度,和例如经过至少10、20或30秒,或至少1或2分钟的时间,和/或通过制造至少0.5、1、2、3、4或5厘米高度产品,直至完成(成品或中间产品,直到完成要形成的(成品或中间)三维物体)。

2 可聚合液体形成三维物体设备
设备通常包含:
(a)支撑体;
(b)操作关联到所述支撑体的承载体,在承载体上形成所述三维物体;
(c)连接到所述支撑体的构建板,构建板包含固定在半渗透性元件,半渗透性元件包含构建表面和(任选,但在这一实施方案中优选)构建表面分开的进料表面,构建表面和承载体限定他们之间的构建区域;
(d)与进料表面流体连通的聚合抑制剂来源;
(e)液体聚合物供给,其操作关联到所述构建板并配置用以将液体聚合物供应至所述构建区域中用于固化聚合;
(f)照射源,其操作关联到构建板并配置用以通过构建板照射构建区域和由液体聚合物在其中形成固体聚合区域;和
(g)控制器(任选),其操作关联到承载体和照射光源,用于构建区域内在液体聚合区间或之后,将承载体提升远离构建板(例如,随着三维物体形成,控制器配置用以保持所述承载体上所述构建表面和固体聚合材料之间的聚合区域梯度)。

下面对各部分进行说明:
1 可聚合液体
任何适合的可聚合液体可用于使本发明起作用。实例包括,但不限于,丙烯酸类、甲基丙烯酸类、丙烯酰胺、苯乙烯类、烯烃、卤化烯烃、环状烯烃、马来酸酐、链烯、炔、一氧化碳、官能化低聚物、多官能固化位点单体、官能化PEG等,包括它们的组合。
接着作者阐述了一些实例:酸催化可聚合液体、水凝胶、可光固化的硅酮树脂、可光固化的聚氨酯、高性能树脂、其他实例树脂。
聚合抑制剂:可为液态或气体形式,优选气体为抑制剂,如:空气、富氧气体。
2 设备
如图2所示,包含照射源11例如数字光处理器(DLP),提供电磁辐射12,穿过反光镜13照射由壁14和刚性构建板15限定的构建室,刚性构建板15形成构建室底部,该构建室填充有液体树脂16.室15的底部由刚性构建板构造,其包含刚性半渗透性元件。构造中的物体17的顶部附着于承载体18。在垂直方向通过线性平台19驱动承载体,也可使用替代结构。
构建板15通常由半渗透性元件组成,单独或与一个或多个其他支撑基底组合。
半渗透性元件通常包含上表面部分、下表面部分和测表面部分。图2的实施方案中,进料表面在下表面部分上,但是其中在上表面部分上或测表面部分上提供进料表面的备选构造可通过常规技术实现。在实施例中,半渗透性元件具有0.01、0.1或1毫米-10或100毫米的厚度或更大。半渗透性元件对聚合抑制剂的渗透性取决于:如大气和抑制剂的压力,抑制剂的选择或速度等。通常当抑制剂为氧时,半渗透性元件对氧的渗透性可为10或20巴,至1000或2000巴,或更高。因此半渗透性元件可包含柔性聚合物膜。

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△本发明设备的一个实施方案透视图

如图2所示,不同的不见安装在支撑体或框架组件20上,由基底21、垂直元件22和水平桌23组成,照射源11牢固连接在基底21上,线性平台操作关联到垂直元件22、壁14可移除或牢固连接至水平桌23,其中构建板坚固地固定,以形成构建室。
构建板可由刚性半渗透元件的单一整体或整体构件组成,如图3A显示的多孔或微孔玻璃可层压或固定到刚性半渗透材料。
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或者图3B所示,半渗透性元件作为上部可固定到透明下部元件上,所述下部元件其中形成有泄放通道,用于使进料气体携带聚合抑制剂至半渗透元件。
优选方案中,照射源为光化辐射源,如一个或多个光源,光源可为白炽光、荧光、磷光或冷光、激光、发光二极管。包括它们的阵列,优选包括关联到控制器的图案形成元件。
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图4显示备选承载体和制动器/驱动器装置。

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3方法
具体方法在本文前半部分已提到过。此方法因为不需要将脱离层机械脱离,或不需要机械移动构建表面以补充氧,所述方法可按连续方式实施。在实施例中对于每个步骤或增量,以均匀的增量(0.1或1微米,至10或100微米,或更高)顺序实施提升步骤。

4控制器和控制过程
在实施例中,控制器为运行软件的通用计算机,其通关适合的接口硬件和软件操作关联到监控器、驱动器、泵和其它部件,用于控制三维打印或制造方法和设备的适合的软件包括但不限于ReplicatorG开源3D打印程序、Slic3r、Skeinforge等。

5制造产品
通过本发明的方法和过程生产的三维产品可为最终成本或基本成品,或可为中间产品,其进一步经受制造步骤,如表面处理、激光切割、电火花加工等。产品可具有0.1或1毫米至10或100毫米或更高的最大宽度。最大尺寸和宽度取决于具体的装置的结构和光源的分辨率,且可调节,取决于实施方案的具体目标或要制造的制品。

下面是一些具体的实施例:
1 由分开的进料表面将抑制剂转移到构建表面
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2 抑制剂通过构建板转移至构建表面
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3 增加制造速率:压力
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4 杆和纤维的制造
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5 说明性设备
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6 700微米微针阵列的制造
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7 2000微米微针阵列的制造
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8 环结构制造
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9 象棋棋子的制造
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10 有肋的矩形棱柱的制造
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11 盘管或螺旋结构的制造
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12 固化深度相对于曝光时间
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13 承载体可溶性牺牲(或脱离)层
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14 在脱离层上制造矩形棱柱
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15 圆柱笼结构制造
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16 来自水凝胶的结构制造
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17 基于水凝胶的结构制造
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权利要求书4页 ,说明书24页,附图16页,一共44页的专利文件
南极熊曝光:CLIP高速3D打印技术专利CN201480008397.pdf (1.32 MB, 下载次数: 1104)

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Machae 来自手机
2#
非常好的资料
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