CN113165026A - 用于增材制造设备的可运输组装单元 - Google Patents

Abstract

用于附接到立体光刻增材制造设备(1)的可运输组装单元，包括用于增材制造设备(1)的部件载体(45)，其中部件载体(45)包括构造表面(7)，在制造设备(1)的操作期间，要制造的部件(8)设置在该构造表面上，其中部件载体(45)包括径向地包围构造表面(7)的密封表面(14)，可运输组装单元还包括容器(5)，其中部件载体(3)适用于作为盖子放置在容器(5)上；以及使用该部件载体(3)对根据增材制造工艺制造的部件(8)进行后处理的方法。

Description

用于增材制造设备的可运输组装单元

技术领域

本发明涉及一种用于增材制造设备的部件载体，其中部件载体包括构造表面，在制造设备的操作期间，要制造的部件布置在该构造表面上。本发明还涉及一种制造***，该制造***具有一个或多个用于清洗和/或干燥和/或后固化部件的工作站。最后，本发明涉及一种用于对根据增材制造工艺制造的部件进行后处理的方法。

背景技术

增材制造***的在其上创建要制造的部件的部分(例如，部件的第一层连接到的部分)称为部件载体(或者也称为构建平台)。

用于部件载体的可打印区域(以下也称为“构造表面”)的材料选择是部件的充分粘合的关键因素。部件载体的表面的极性对于部件的初始粘合至关重要。从现有技术中已知，不锈钢、阳极氧化铝或铝在具有可比的粘合机理的情况下表现出粘合剂的最佳粘合。部件的粘合可以附加地通过粗糙化的表面结构来改善。在这种情况下，例如，诸如通过喷砂产生的表面结构之类的表面结构是有利的。光敏聚合物不仅可以自由基固化，而且可以阳离子固化。这意味着被选择用于部件载体的金属合金应当不含离子供体(例如，铜)。

该制造***可以是后处理***，例如，该后处理***用于对先前制造的部件进行后处理。在增材制造完成之后，通常将所制造的部件(或一般是制造的物体)直接连接到和/或经由支撑结构连接到部件载体，更具体地是连接到构造表面。在制造和成形过程之后，例如，将所创建的部件从树脂槽中伸出，由此可以用液态光聚合物树脂润湿所创建的部件的表面。因此，在此时，所创建的部件已经凝固(以便成型)，但可能尚未完全固化。

为了最终的材料性能，通常将增材制造的部件在溶剂(例如，IPA、乙醇或表面活性剂溶液)中清洗一至两次、干燥并通过UV光和/或加热进行后固化，最后进行机械“修整”(例如，移除任何支撑结构)。对于提到的后处理步骤(或后处理)，必须手动处理部件。由于所使用的光敏聚合物和可能的溶剂二者都可能是有害化学品，因此建议使用防护设备以防止眼睛、皮肤和气道直接接触。

处理未固化的光敏聚合物还对周围环境有特殊要求，理想情况下，周围环境应当是无UV的，以免发生树脂残留物的不想要的固化。对于从制造设备中手动移除树脂润湿的部件而言可能尤其是这种情况。滴落的树脂残留物可能会永久性地污染制造设备和紧邻的工作区域二者以及从制造设备到执行后处理的位置的路径。

一些光敏聚合物树脂还非常臭，这同样导致刺激。

此外，为了确保用于安全关键型应用(例如，用于生产生物相容性牙科物体)的特定材料特性，必须尽可能严格遵循制造商给出的处理说明。在没有后处理的可参数化实施方式的选项的情况下，材料制造商所保证的材料特性的设置在很大程度上取决于用户的资历和努力，其风险难以评估。

目前可以利用以下变型来实施增材制造部件的后处理：第一种变型，手动清洗和干燥，随后在专门的后曝光设备中进行后曝光；第二种变型，机器辅助的清洗，随后手动干燥以及随后在专门的后曝光设备中进行后曝光；以及第三种变型，机器辅助的清洗和干燥，以及随后在专门的后曝光设备中进行后曝光。第一种变型除了制造设备之外仅需要一个设备，但是同时特别依赖于前两个后处理的仔细手动执行。第二种和第三种变型二者都要求至少两个附加设备以及附加设备之间的手动转移。

在DE 10 2014 007 408 A1中已经示出了一种制造***，该制造***具有多个处理站以及使用输送车或输送带在其间输送的可更换容器。但是，未公开可更换容器的密封。因此，在任何情况下都必须从可更换容器中移除在可更换容器中运输的部件，以便进行后处理。

EP 1 769 904 B1示出了一种构建平台，该构建平台可拆卸地连接到提升设备并且可浸入到制造设备的桶中。因此，构建平台无法覆盖或密封桶。

US 7 556 490 B2示出了一种制造***，该制造***具有用于不同任务的多个工作站。利用可移动的构建平台可以到达不同的清洗和固化区域。在各个独立站以及包围整个制造***的机柜中设置有桶和外壳，构建平台下降到所述桶和外壳中，并且所述桶和外壳包封构建平台。因此，与要制造的部件的尺寸相比，制造***的空间需求非常高。

在一般制造***的上下文中，US 2009/0283109 A1示出了用于所制造的部件的容器和装配所述容器的盖子。带有盖子的容器是可透过辐射的并且允许容纳在其中的部件的后固化。它们还旨在保护其中运输的部件免于损坏，直至后固化。在将部件容置在容器中之前，必须将部件与部件载体手动分离。此后，无法控制容器中部件的位置或取向。在接收部件之后，必须用盖子手动闭合容器。由于其本身的性质，容器也不适合用于防护以免受来自环境的辐射，辐射会导致意外的(例如，不均匀的)后固化。

发明内容

本发明的一个目的是实现对通过增材制造方法制造的部件的后处理，其中应当能够以尽可能简单、廉价和节省空间的方式来建立所需的***边界。

这个目的通过具有权利要求1的特征的部件载体和具有权利要求19的特征的用于后处理的方法来解决。在从属权利要求中指定了优选实施例。

在开头提到的类型的根据本发明的部件载体包括径向地包围构造表面的密封表面。在此，术语“径向地”用于定义相对位置并且它不限制构造表面或密封表面的形状；构造表面和密封表面可以是环形或圆形的，或者可以不是环形或圆形的。密封表面可以完全包围构造表面，例如以连续的矩形或圆形边缘或框架的形式。密封表面可以与构造表面定位在相同的几何平面上，但不限于这种布置。密封表面可以例如由部件载体的外侧或所述外侧的一部分形成，其相对于在操作期间是水平的构造表面布置成竖直的。密封表面还可以跨几个部段延伸并且由几个部段构成，这些部段不一定必须布置在共同平面内，例如，水平部段和竖直部段。本发明基于在后处理期间同时使用现有的部件载体作为闭合工作空间的***边界的一部分的概念。因此，部件载体的适用于在后处理期间密封工作空间的任何表面都可以用作密封表面。密封表面可以例如被构造成搁置在对应的密封表面或对应的密封元件或密封件上，该密封元件或密封件例如连接到容器或腔室。在制造(即，成型)之后，例如，可以将部件载体(或构建平台)放置在容器上，并且同时闭合容器。在例如借助于密封元件或密封层在容器或腔室上进行密封的情况下，部件载体的密封表面是在容器或腔室的闭合状态下搁置抵靠密封件的表面。密封表面是部件载体的表面的一部分。部件载体的在密封表面的区域中的材料可以与远离密封表面的材料相同；即，密封表面在部件载体上不一定要求特殊的密封材料。可以例如在容器或腔室上提供适应密封表面的密封元件和/或密封材料。由于其布置在部件载体上，因此密封表面总是与构造表面一起移动。

部件载体可以是例如UV不透明的。在那种情况下，在使用UV辐射的光学后固化期间，部件载体可以用作***边界。密封表面由此用作用于后固化的工作空间的不透UV的外壳。因此可以防止UV辐射从工作空间逸出，否则这可能会导致工作空间外部的树脂残留物发生不希望的固化。

在背对构造表面的一侧上，部件载体还可以包括用于与运输设备可释放地连接的机械接口。运输设备可以例如构造成用于部件载体的竖直运输(作为“z塔”)或用于部件载体的竖直和水平二者运输(作为“x-z塔”或“y-z塔”)，并且例如包括对应的驱动器。

根据一个示例性实施例，部件载体闭合容器，其中部件载体的密封表面与容器的对应密封表面一起密封以防止光反应性树脂和/或洗涤流体和/或UV辐射从容器中逸出。由两个对应的密封表面实现的密封基本上也可以(或替代地)防止空气或其它气体不希望地进入容器或从容器中逸出。容器的体积大小设计成使得其中可以容置增材制造过程期间的最大可创建物体的体积。在这种情况下，容器和部件载体形成单一可管理单元。容器可以例如用作运输容器(清洁的、安全的、可选UV密封的)。

容器还可以包括至少一个用于供应管线的连接件和至少一个用于排出管线的连接件，所述供应管线和所述排出管线用于清洗流体(参见上面提到的溶剂)和/或干燥气体(例如，空气或氮气)。借助于部件载体紧密闭合的容器因此可以包封用于清洗和/或干燥所制造的部件的工作空间。术语“容器”不限于特别适合于运输的物体，而是更一般地被理解为***边界和接受器(receptacle)，例如也可以是制造***的腔室。但是，通过所述至少一个连接件，运输容器也可以例如用作用于要执行的后处理清洗和/或干燥和/或后固化的处理室。

对于运输应用而言特别有利的是，容器是UV不透明的。与用作容器的盖子的同样UV不透明的部件载体一起，可以大大消除环境辐射的负面影响。可选地，还有可能看到容器内部，即，容器对于可见光可以是透明的，从而可以看到容置于其中的部件。

可以设置成，容器仅仅是部分UV透明的。例如，可以构想的是，仅有容器壁的独立部段是UV透明的，因此，当将容器容置于配备有UV光源的制造***中时，UV透明的部段被布置在UV光源的区域中，使得保持在容器中的部件可以快速地和可靠地进行后固化，损坏的风险降到最低。

容器还可以包括一个或多个机械接口，用于连接到制造设备或更一般地与工作站连接。用于形配合连接的连接元件可以作为机械接口而设置，例如，用于销钉连接、螺栓连接、键接或舌槽连接。

本发明还涉及一种制造***或“后处理***”，该制造***或“后处理***”具有一个或多个用于清洗和/或干燥和/或后固化部件的工作站，其中该制造***包括根据上述变型之一的部件载体。该制造***可以是用于对通过增材制造工艺制造的部件进行后处理的***。该制造***可以能够执行至少一个后处理步骤(或后处理)。(一个或多个)后处理步骤可以分别指派给至少一个工作站。因此，该制造***可以包括清洗站(用于清洗部件的工作站)和/或干燥站(例如，用于干燥清洗后的部件的工作站)和/或后固化站(用于对部件进行后固化的工作站)。还可以构想的是，在一个工作站中执行多个后处理步骤。与后处理步骤和工作站之间的指派无关，这种制造***可以使得能够将几个或全部后处理集成到一个单一设备中。部件载体可以在至少一个工作站中在功能上被使用，即，参与后处理步骤并与所述后处理步骤的适当执行相协作。按照另外的顺序，设备中的几个或全部后处理可以一致地且可重复地参数化，例如根据材料制造商的说明书。

在这种制造***的情况下，制造***可以包括根据上述变型之一的容器，即，由本类型的部件载体密封的容器。如果容器是具有用于不同介质(例如，干燥气体和/或清洗流体)的连接件的容器，那么制造***可以提供后处理所需的介质。

如果制造***包括运输设备，那么部件载体可以能够连接到运输设备。部件载体可以可选地与运输设备连接，例如，可释放地连接。以这种方式，可以借助于运输设备在不同的工作站之间运输可能在部件载体上制造的部件，和/或运输设备可以使部件载体在密封位置和打开位置之间移动，在密封位置，部件载体密封容器，在打开位置，部件载体被从容器移除，从而实现部件在容器中的可重复定位。

在上述情况下，可以规定，可以借助于抓具设备建立和释放部件载体与运输设备的连接。因此，运输设备可以从部件载体释放，部件载体可以被从制造***移除。运输设备还可以被用于几种不同部件载体的交替或连续运输。

为了在不同工作站之间运动，有用的是，运输设备包括用于水平运动的驱动器。驱动器可以是电动马达，例如，更具体地是步进马达。

根据另一设计变型，制造***可以包括具有树脂桶和曝光设备的制造站，所述曝光设备具有空间分辨率。因此，该制造***不仅可以用于后处理，而且可以用于部件的前制造，同时还用作制造设备。例如，除了一个或多个工作站之外，还可以提供制造站。通过组合制造和后处理，实现了特别高程度的集成和自动化，并因此实现了潜在特别成本高效、快速且安全和可复制的制造。

制造***还可以包括附加的功能性工作区域，这些工作区域可以被用于装载部件载体和容器以及滴落和干燥多余溶剂。例如，可以提供用于运输容器的确切定位的接收和运输容器的保持的功能性工作区域。在那种情况下，可以将由部件载体闭合并容纳位于所述部件载体上的部件的运输容器***到相应的工作区域中。接着可以启动自动化后处理过程，其中，运输设备被接驳到部件载体上，随后将所连接的部件运输到一个或多个工作站。

制造***的容器可以可选地是清洗柜，并且包括用于移动填充在其中的溶剂的(例如，机械)搅拌器。搅拌器(也称为搅动机)可以被构造成例如在清洗柜中形成溶剂流。此外，可以提供清洗柜的盖子，该盖子连接到用于自动打开和闭合盖子的致动器。该盖子可以是不同于部件载体的部件，其中该盖子防止溶剂在清洗过程之间(即，当当前没有正在清洗的部件时)从清洗柜中逸出。

制造***还可以包括至少一个用于对部件进行后固化的工作站，其中该工作站可以被构造成用于光学后固化(例如，利用UV光)和/或热后固化(例如，借助于集成的可控加热器)。在这种情况下，部件载体可以被构造成用于合适的密封以例如防止UV光逸出，或构造成作为防止热对流和/或热传导的绝缘体。

在该情况下，工作站还可以包括用于后固化的保护气源。部件载体可以与工作站交互，以在空间上限制所供应的保护气体并在工作站中、更特别地是在工作空间中，实现足够高的保护气体浓度。

在开头提到的类型的根据本发明的方法中，在制造之后，连接到部件载体的部件被运输到工作空间(该工作空间可以是例如制造***的工作站的容器或接受器或腔室中的内部)，其中部件载体将工作空间密封以隔离树脂和/或溶剂和/或UV辐射。

在本方法的情况下，可以在由部件载体密封的工作空间中对部件进行清洗。当将要在部件载体上清洗的部件容置于工作空间中时，部件载体密封工作空间以防止清洗流体(例如，带有溶剂的液体清洗溶液)逸出。

在该情况下，可以经由至少一个连接件将清洗流体供应到工作空间或从工作空间中移除，以便对部件进行清洗。如果工作空间由容器形成，那么所述容器可以包括该连接件。这样，连接件可以在清洗之前和之后(例如，用阀门)密封工作空间。可以经由相同的连接件或经由不同的连接件进行供应和移除。

为了清洗部件，清洗流体还可以通过使清洗流体运动和/或通过使部件运动而相对于部件以可调整的、可改变的方向和速度运动。这可以确保部件的表面在很大程度上不受其形式的影响(例如，相对于部件中的空腔或凹部)而被均匀地清洗。

在清洗之后，部件可以可选地在由部件载体密封的工作空间中进一步干燥。该工作空间可以是、但不一定是之前清洗部件的相同工作空间。如果使用相同的、连续密封的工作空间，那么在清洗之后和在干燥期间可以大量回收清洗流体，然后可选地进行再生(过滤和/或制备)。

为了干燥部件，可以经由至少两个连接件向工作空间供应空气流以及从工作空间中移除空气流。这样，空气流经由一个连接件被供应，同时经由另一个连接件被移除。因此，在两个连接件之间在工作空间中产生空气流。也可以通过工作空间中未限定的泄漏来形成通过其供应空气流的连接件。在流入连接件和流出连接件之间存在压差，该压差导致工作空间中的负压。在另一实施例中，活性炭过滤器连接在流出连接件的上游。压差和活性炭过滤器确保通过逸出的溶剂蒸气引起的任何气味不会离开工作空间。

在这方面，为干燥部件而形成的空气流可以例如通过负压在流入连接件和流出连接件之间运动。负压的使用抵消了排出的空气的不受控制的逸出，并且可以例如防止溶剂蒸气释放到环境中。

空气流的方向可以可选地反向，以便切换连接件的作用，入口变成出口，出口变成入口。一般而言，干燥不限于空气流的使用；原则上可以使用任何类型的气体流。还可以规定，为了使清洗流体蒸发，降低工作空间中的压力以进行干燥。为了干燥，可以使用连接件中的至少一个连接件以从工作空间中移除具有增加的相对饱和度的清洗流体的干燥气体(例如，空气)，而将具有相对较低的相对饱和度的清洗流体的干燥气体可选地经由第二连接件或另一连接件供应或馈送到工作空间中。

作为替代或附加的后处理步骤，可以规定，在由部件载体密封的工作空间中对部件进行后固化。在后固化期间，部件的结构或至少一个表面(即，外部)被完全固化。在一般制造过程期间开始的打印材料的固化可以继续并完成。

由于后固化可以例如用UV光执行，因此可以穿过至少一个侧壁(例如，用UV光)照射工作空间，以便对部件进行后固化。相关的侧壁对于用于后固化的辐射(例如，UV光)而言可以是至少部分地透明的。另一个侧壁或其它侧壁中的一些可以对UV光不透明。对UV光至少部分地透明的侧壁可以是不同于工作空间的底板的侧壁，例如，是垂直于底板的侧壁。两个侧壁(例如，两个相对的、基本上平行的侧壁)可以可选地被用于利用相应的相关联的辐射源(例如，UV灯)照射工作空间，以便进行后固化。

特别地，工作空间可以可选地由至少两个光源照射，以例如用UV光对部件进行后固化，和/或配备有可控加热器以独立于UV光部件对工作空间中的部件进行热固化。在热固化期间，部件或至少其表面变暖或被加热，使得部件材料在变暖或加热期间和/或在保持温度时和/或在随后的冷却期间进一步固化。

本发明填补了在开头描述的借助于增材制造工艺进行的成型与最期望的后处理之间的间隔：取决于实施例，通过将本公开用于后处理：不必穿戴防护装备；特定的空间需求不再需要；不再有溶剂蒸气和光敏聚合物树脂发出的气味；和/或减少或消除了机器和工作环境的污染；此外，可以更可靠地和更安全地按照参数实施用于材料制造的工艺规范，并且用户的较低资格已经足够。

附图说明

下面基于示例性实施例并且参照附图更详细地解释本发明，但是本发明不限于这些示例性实施例。具体而言，附图示出：

图1示意性地示出了一种制造***，该制造***具有树脂桶和被部件载体密封在密封位置的容器；

图2示意性地示出了简单的打开的容器；

图3示意性地示出了根据图2的打开的容器的侧视图，其中处于打开位置的部件载体布置在所述容器上方；

图4示意性地示出了闭合的容器的竖直截面，该容器由部件载体密封并处于密封位置；

图5示意性地示出了具有几个工作站并具有运输设备的制造***；

图6示意性地示出了具有介质连接间的密封的容器；

图7示意性地示出了接驳到工作站中的根据图6的容器；

图8示意性地示出了具有***的容器的后固化室；

图9示意性地示出了具有***的容器并且具有对流加热器的后固化室；

图10示出了清洗柜上的部件载体，所述清洗柜具有集成的搅拌器和附加的盖子；以及

图11示意性地示出了用盖子闭合的清洗柜，其未***有部件载体。

具体实施方式

图1示出了具有树脂桶2和曝光设备的增材制造设备1，所述曝光设备具有空间分辨率。制造设备1还将可以被用作制造***的制造站。增材制造设备1(“3D打印机”)是基于激光和DLP的。液体光敏聚合物树脂可以根据“顶置桶聚合”的原理在所述增材制造设备中被加工成固体部件。借助于UV光(紫外光)的光聚合被用作凝固原理。UV光被用于借助于UV激光器或基于DMD(“数字微镜设备”)的UV投影仪来投射掩模。所投射的掩模还标记树脂桶2中树脂槽中发生材料凝固的区域。在其中发生材料固化的层厚度被指派给每个掩模。对于增材制造，要打印的部件的数字体积模型被拆解成多个层。掩模被重复曝光，直到要打印的物体的所有层都已经曝光为止。为了确保各独立层不彼此完全曝光，在每个层循环之后，部件载体3在z方向4上远离托盘的基底从曝光区移出至少一个层厚度。

容器5，优选地为刚性的，附接到增材制造设备1附近。为了使树脂滴入制造设备1的机器内部的机会尽可能最小化，所述容器定位得尽可能地靠近诸如树脂桶2之类的树脂承载部件。容器5包括用于可释放地***到增材制造设备1中的机械接口6。在完成部件的增材制造之后，可以将部件载体3连同附接的增材制造的部件一起作为盖子放置在容器5上。然后，容器5被增材制造设备1的可移除的部件载体3覆盖并密封。容器5和部件载体3因此形成了独立的可运输组装单元，其可以在用户不接触树脂的情况下被从制造设备1中移除，以便运输到工作站进行后处理。

部件载体3包括构造表面7(参见图4)。在制造设备1的操作期间，在构造表面7上制造部件8，其中部件8的第一制造层连接到构造表面7。部件载体3在运输设备9上的连接可以借助于抓具设备建立和释放。为此目的，部件载体3包括机械接口10。机械接口10由狭槽11形成，所述狭槽用于容置运输设备9上的联接元件。狭槽11包括底切部，所述底切部用于抓具设备的对应突出部或可延伸的夹具，或者一般而言用于运输设备9的可动臂12上的联接元件。可以将联接元件水平地***到狭槽11中，直到其碰到终点止挡为止。然后，部件载体3可以与运输设备9一起提升离开容器5，容器5因此可以打开。

在用于对根据增材制造工艺制造的部件进行后处理的方法中，经由支撑结构8'连接到部件载体3的部件8在制造之后被容置于容器5中的工作空间13中并在所述容器中被运输，其中部件载体3密封工作空间13以隔离树脂和/或溶剂和/或UV辐射，并因此在很大程度上屏蔽部件8免受有害的外部影响。

图2至4更详细地示出了不同的部件载体3和容器5，其中，为了避免重复，对于功能上完全相同的部分使用相同的附图标记，并且在下文中针对所有变型描述共同点。部件载体3包括构造表面7和径向地包围构造表面7的密封表面14(参见图3和4)。部件载体3是UV不透明的。容器5具有基部15、四个侧壁16和与基部15相对的开口17。基部15和侧壁16是UV不透明的。与开口17相邻的侧壁16的上边缘分别包括密封条18，其中四个密封条18一起形成呈闭合框架形式的密封件19，该密封件径向地(相对于垂直于基部15的中心轴线)包围开口17。密封件19设置在平行于基部15的平面中，使得在图4所示的密封位置(在该密封位置中，部件载体3紧密地闭合容器5)中，部件载体3的构造表面7布置成平行于容器5的基部15。部件载体3的密封表面14被容器5的对应密封表面(更具体地，被容器5的密封件19)密封，以防止光反应树脂和/或清洗流体和/或UV辐射从容器5中逸出。在背对构造表面7的上侧20上，根据图4的部件载体3包括用于可释放地连接到运输设备9的机械接口10。

图5示出了制造***21，该制造***具有用于清洗、干燥和后固化部件的多个工作站22。制造***21包括根据图4的部件载体3和容器5，制造***布置在工作区域23中，该工作区域可以被用于装载部件载体3和容器5以及用于滴落和干燥多余溶剂。除了工作区域23之外，制造***21还包括多个工作站22。两个工作站22各自包括清洗柜24、25。第三工作站22是后固化室26，用于使用可控加热器对部件进行热后固化。在后处理的过程中，后固化室26的工作空间中的温度升高至优选地为50℃至90℃的后固化温度，以便与可选地附加提供的UV光(参见图7)无关地热固化部件。制造***21还包括运输设备9，部件载体3连接到运输设备9。运输设备9包括用于水平和竖直运动的驱动器。

为了使用图5所示的制造***，容器5被***到工作区域23中。现在可以借助于运输设备9的z塔27移动在运输设备9的可动臂12上的抓具，以便联接到部件载体3。在联接状态下，部件载体3可以经由z塔27向上移动到无碰撞工作区域中(这个位置在图5中示出)。z塔27可以从工作区域23开始沿着水平x轴线28在两个方向29上移动。在到达z塔27上的上部位置之后，可以根据预选定的程序将部件载体3驱动到各个工作站22。工作站22由第一清洗柜24、第二清洗柜25、清洗柜24、25上方的干燥区域30以及后固化室26形成。必要的后处理也按上面提到的顺序执行。对于第一清洗过程，部件载体3定位在第一清洗柜24上方，在自动打开第一清洗柜24的盖子之后，通过经由z塔27下降而将部件载体放置在第一清洗柜24上。这样，附接到部件载体的增材制造的部件31被浸入到第一清洗柜24中的溶剂中。这样，部件载体3闭合第一清洗柜24。在第一清洗柜24和第二清洗柜25两者中都有机械搅拌器，该机械搅拌器确保附接到部件载体3的增材制造的部件31与填充在其中的溶剂之间的相对运动。机械搅拌器的旋转方向和转速可以根据过程要求进行设置。在完成第一清洗过程之后，部件载体3在z塔27上向上移回到干燥区域30中。在所限定的滴落时间之后，部件载体3沿着x轴线28移动到第二清洗柜25，并且以与第一清洗过程相同的方式启动第二清洗过程。可以分别不同地限定清洗时间、滴落时间和干燥时间，例如根据部件的材料和/或几何形状。在第二清洗过程之后，进行干燥过程，其中溶剂被从部件载体3和附接的增材制造的部件31的表面上完全移除。

然后部件载体3才朝向后固化室26移动并下降到所述后固化室中。为了避免氧气抑制(即，其中氧气的存在阻止固化)，可以用氮气充满后固化室26。为此目的，后固化室26包括对应的连接件。后固化室26还包括照明部件(灯或LED)，照明部件发射期望波长范围内的UV光。另外，后固化室26中的温度可以借助于主动或被动加热和冷却来调节。对于后固化过程，首先用氮气充满后固化室26，并将后固化室设置为期望温度。然后，发射UV的照明部件接通一限定的时间段。现在，在照明部件接通时间期间，对附接到部件载体3的增材制造的部件31执行后固化。可以进行后固化过程的控制，使得施加UV辐射和/或热量。在后固化完成之后，部件载体3被移回到容器5并放置在其上。用户现在可以在容器上放置有部件载体3的情况下移除容器5。现在可以从容器5中移除部件载体3。现在可以将附接到部件载体3的增材制造的部件31从部件载体3中移除以进行机械修整。

根据另一示例性实施例，根据图5的制造***21可以附加地包括类似于如图1所示的具有树脂桶2和带空间分辨率的曝光设备的制造设备1的制造站。在这种情况下，可以通过运输设备9将部件载体3从制造站直接运输到第一清洗站。

根据另一示例性实施例，制造***21可以附加地包括根据图5的外壳体。图5所示的所有设备都可以容置在外壳体中。这允许通过外壳体实现附加的外部屏蔽，例如，这至少暂时消除了与周围环境的空气交换和/或辐射的进入和/或离开。外壳体可以包括用于在闭合状态下***和移除容器5的门。外壳体可以像气闸一样在容器5的内部与环境之间起作用。

图6和图7示出了另一替代示例性实施例。图6所示的容器32包括四个介质连接件33。分别为清洗流体38或干燥气体39的供应管线提供两个连接件34、35，以及为清洗流体或干燥气体的排出管线提供两个连接件36、37。该容器32包括两个竖直侧壁40、41(在图中的左边和右边)，这两个竖直侧壁是UV透明的。其它两个竖直侧壁是UV不透明的。容器32的该实施例首先以与没有连接件的前述容器5完全相同的方式在增材制造设备1中进行操纵。但是，此后，具有连接件33的容器32同时在单个工作站42中形成用于相应后处理的处理室(参见图7)。可以经由连接件33供应和移除用于后处理的介质、用于干燥的空气和用于后固化的氮气，所述用于后处理的介质例如为用于清洗的溶剂(例如，IPA/异丙醇、乙醇、酯基或表面活性剂溶液)。

根据图7的制造***21包括工作站42，所述工作站用于对部件8进行后处理，包括光学后固化。用于后固化的工作站42包括保护气源43。工作站42由可以用作增材制造设备1的附件的附加设备44形成。容器32接驳到附加设备44中。当接驳容器32时，必须确保所有连接件33都紧密地连接到附加设备44。在密封接驳之后，可以一个接一个地执行所需的后处理。在第一步骤中，可以在容器32中清洗部件8。为此，在第一步骤中，用用于清洗的溶剂充满容器32中并由部件载体45密封的工作空间46。清洗流体38经由第一连接件34被馈送到工作空间46中并且经由第二连接件36被移除。流入和循环在溶剂和附接到部件载体45的增材制造的部件8之间产生期望的相对运动。清洗时间已借助于初步测试确定。溶剂本身存储在尺寸足够大的柜47中，并在清洗过程期间借助于循环泵53在柜47和工作空间46之间循环。返回的溶剂可以可选地在柜入口处进行过滤。为了简化随后使用颗粒过滤器的过滤，可以借助于UV光源48来凝固溶解的树脂残留物。在完成清洗过程之后，在由部件载体45密封的工作空间46中干燥部件8。为此，容器32被完全排空并通过将空气流经由第三连接件35引入到工作空间46中并且经由第四连接件37将其移除而用空气冲洗以用于随后的干燥过程。用于干燥的空气经由泵49和第三连接件35进入到容器32中，并再次经由第四连接件37和可开关的出口阀50排出。空气冲洗在限定的干燥时间内进行。然后可以在由部件载体45密封的工作空间46中对干燥的部件8进行后固化。在干燥之后，容器32可以填充氮气以进行后固化。为此，现在经由一开关阀51将氮气而不是空气馈送到泵49。在填充氮气之后，接通两个安装的UV照明部件52，并且通过两个相对的侧壁40、41用UV光照射工作空间46。后固化温度的主动操控可以经由气体交换和经由UV照明部件52的激活时段两者进行；可以可选地提供附加的可控加热器。在已经进行后固化之后，可以将容器32与部件载体45一起从附加设备44中移除。最后，为了移除化学清洁和后固化的部件8，可以从容器32中移除部件载体45。

图8示意性地示出了后固化室54。容器55被***到后固化室54中。容器55和后固化室54被部件载体56密封。部件载体56具有构造表面7，之前制造的部件8附接到该构造表面。部件载体56具有密封表面57。密封表面57布置在与构造表面7相同的平面中并包围构造表面7。密封表面57紧密地接触容器55的对应密封表面58，从而密封由容器55和部件载体56包封的工作空间46，所述对应密封表面由在容器55的开口处的竖直凸缘形成。部件载体56包括机械接口10，该机械接口布置在与构造表面7相对的顶侧上，并且用于可释放地连接到运输设备9。

后固化室54包括两个紫外(UV)照明部件52，其布置在后固化室54的壳体59和容器55的两个相对侧之间。在该实施例中，紫外照明部件52是闪光灯，每个闪光灯提供一百瓦的功率(2x100W)。壳体59的面向紫外照明设备52的内侧包括镜面60，所述镜面用于将来自紫外照明设备52的紫外光反射到用于容器55的接受器。壳体59在其顶侧上包括位于两个紫外照明设备52上方的两个空气入口61。在壳体59的底部上设有空气出口62(排气口)。在空气入口61和空气出口62之间，在壳体59的内部布置有冷却风扇63。冷却风扇63提供通过空气入口61进入壳体59并且通过空气出口62从壳体59流出的空气流。空气流冷却紫外照明部件52以及容器55和壳体59。

容器55包括用于后固化室54的供应管线65的连接件64。供应管线65被提供成，当容器55被***到后固化室54中时，通过连接件64用氮气充满容器55。氮气供应可以用于从工作空间46中移除氧气或避免氧气从环境进入，以免干扰后固化过程。连接件64包括密封环66和可选的止回阀67。

当执行部件8的后固化时，容器55被部件载体56密封并***到后固化室54中，连接件64连接到供应管线65。选择通过供应管线65提供的氮气的压力，以便通过稍微将部件载体56提升离开容器55并释放密封表面57、58之间的过压来从工作空间46中移除氧气。在该吹扫过程之后，两个紫外照明设备52闪烁预定数量的次数，从而通过容器55的侧壁中的两个侧壁40、41照射工作空间46，这两个侧壁是UV透明的。壳体59和部件载体56是UV不透明的。在该后固化过程期间，冷却风扇63提供通过壳体59的空气流。

图9示出了***在后固化室54中的容器55的扩展实施例。对于结合图8描述的所有元件，在图9中使用了相同的附图标记，并且参考上面的描述以避免重复。另外，容器55包括用于对流加热器70的两个连接件68、69。提供对流加热器70来加热包封在工作空间46中的流体(例如，大部分为氮气)。通过加热所述流体，执行部件8的热后固化。对流加热器70包括布置在流体回路72中的泵71(或风扇)，该流体回路连接到容器55的连接件68、69。泵71使包封在工作空间46中的流体循环经过加热元件73(例如，加热器螺旋件)。

图10更详细地示出了根据图5的清洗柜24，虽然仍是示意性的。清洗柜24被部件载体3密封。如箭头74所指示的，可以沿着竖直方向从清洗柜中提升部件载体3，或者沿着竖直方向上将部件载体下降到清洗柜24。部件载体3具有构造表面7，部件8在增材制造设备中被制造之后，将该部件附接到该构造表面。清洗柜24填充有清洗流体75。为了清洗部件8，由机械搅拌器76提供清洗流体75在清洗柜内的循环，在该示例中，机械搅拌器具有旋转叶片。当不使用清洗柜24时，即没有部件8浸入在清洗流体75中时，清洗柜24被通过铰接件78附接到清洗柜24的盖子77闭合。可选地，当带有部件8的部件载体3接近清洗柜24时，铰接件78可以联接到驱动器以自动打开盖子77。

图11示出了清洗柜79的不同实施例，其以备用构造示出，即没有***的部件载体或部件。在这种构造中，盖子80密封清洗柜79。盖子80包括由螺帽82覆盖的再填充开口81。再填充开口81被设置成用于将清洗流体填充到清洗柜79中。在螺帽82附近布置有用于打开盖子80的机械接口83。在竖直壁之一中，设置有浮动开关形式的液位传感器84，该液位传感器用于感测清洗柜79内部的清洗流体的液位。基于液位传感器84的输出，可以发出清洗柜79需要再填充清洗流体的警告。在清洗柜79的底部处，在机械搅拌器86的上方设置有篮筐85，用于保护机械搅拌器86不受可能从布置在清洗柜79上的部件载体分离的部件的影响。

Claims (27)

1.一种可运输组装单元，所述可运输组装单元适用于在立体光刻增材制造设备(1)的树脂桶(2)外部的位置处可拆卸地附接到所述立体光刻增材制造设备(1)，所述可运输组装单元的特征在于包括：

部件载体(3)，所述部件载体包括构造表面(7)和径向地包围所述构造表面(7)的密封表面(14)，在所述立体光刻增材制造设备(1)的操作期间，要制造的部件(8)能够设置在所述构造表面上；以及

容器(5，32)，所述容器包括密封表面，

其中，所述部件载体(3)适用于作为盖子放置在所述容器(5)上，以便覆盖并闭合和密封所述容器(5)，并且

其中，所述部件载体(3)的密封表面(14)连同所述容器(5)的密封表面一起进一步适于密封在一起，以防止光反应树脂、清洗流体和UV辐射从所述容器(5)逸出。

2.根据权利要求1所述的可运输组装单元，其特征在于，所述容器(5，32)包括用于连接到所述立体光刻增材制造设备(1)或后期处理用工作站的一个或多个机械接口(6)。

3.根据权利要求1或2所述的可运输组装单元，其特征在于，在背离所述构造表面(7)的一侧上，所述部件载体(3)包括适用于与所述立体光刻增材制造设备(1)的运输设备(9)或后处理用工作站可释放地连接的机械接口(10)。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的可运输组装单元，其特征在于，所述容器(32)包括适用于连接到用于清洗流体或干燥气体的供应管线的至少一个连接件(34，35)和适用于连接到用于清洗流体或干燥气体的排出管线的至少一个连接件(36，37)。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的可运输组装单元，其特征在于，所述容器(5)是UV不透明的。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的可运输组装单元，其特征在于，所述容器(32)仅是部分UV透明的。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的可运输组装单元，其特征在于，所述部件载体(3)是UV不透明的。

8.一种制造***(21)，其特征在于，所述制造***包括：

一个或多个工作站(22)，每个工作站用于清洗、干燥和/或后固化部件(8)；以及

根据权利要求1至7中的任一项所述的可运输组装单元。

9.根据权利要求8所述的制造***(21)，其特征在于，所述制造***还包括：

运输设备(9)，其中所述部件载体(3)能够可释放地连接到所述运输设备(9)。

10.根据权利要求9所述的制造***(21)，其特征在于，所述部件载体(3)与所述运输设备(9)的连接能够借助于抓具设备建立和释放。

11.根据权利要求9或10所述的制造***(21)，其特征在于，所述运输设备(9)包括用于水平移动的驱动器。

12.根据权利要求8至11中的任一项所述的制造***(21)，其特征在于，所述制造***还包括树脂桶和具有空间分辨率的曝光设备，其中所述树脂桶和所述曝光设备位于所述可运输组装单元适用于可拆卸地附接的位置的外部。

13.根据权利要求8至12中的任一项所述的制造***(21)，其特征在于，所述制造***还包括：

附加的功能性工作区域(23)，所述附加的功能性工作区域被构造成用于装载所述部件载体(3)和所述容器(5)以及用于滴落和干燥多余的溶剂。

14.根据权利要求8至13中的任一项所述的制造***(21)，其特征在于，所述容器(5，32)是清洗柜(24，25)并且包括用于使填充在其中的溶剂运动的搅拌器。

15.根据权利要求8至14中的任一项所述的制造***(21)，其特征在于，所述制造***还包括：

用于后固化部件的至少一个工作站(42)，其中所述至少一个工作站(42)被构造成用于执行光学后固化和/或热后固化。

16.根据权利要求15所述的制造***(21)，其特征在于，用于后固化的所述至少一个工作站(42)包括保护气源(43)。

17.一种用于对根据立体光刻增材制造工艺制造的部件(8)进行后处理的方法，其特征在于，在制造之后，将连接到部件载体(45)的部件(8)运输到工作空间(13)中，其中所述部件载体(45)密封所述工作空间(46)以免树脂、溶剂和UV辐射泄漏。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述部件(8)在由所述部件载体(45)密封的所述工作空间(46)中被清洗。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，为了清洗所述部件(8)，经由至少一个连接件(34，36)向所述工作空间(46)供应清洗流体并将清洗流体从所述工作空间(46)移除。

20.根据权利要求18和19所述的方法，其特征在于，为了清洗所述部件(8)，通过使清洗流体运动和/或通过使所述部件(8)运动来使清洗流体以可调的、可改变的方向和速度相对于所述部件(8)运动。

21.根据权利要求18至20中的任一项所述的方法，其特征在于，在清洗之后，所述部件(8)在由所述部件载体(45)密封的工作空间(46)中被干燥。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，为了干燥所述部件(8)，经由至少两个连接件(35，37)向所述工作空间(46)供应空气流并将空气流从所述工作空间(46)移除。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，利用负压使为了干燥所述部件(8)而生成的空气流在流入连接件和流出连接件之间运动。

24.根据权利要求17至23中的任一项所述的方法，其特征在于，所述部件(8)在由所述部件载体(45)密封的所述工作空间(46)中被后固化。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，为了所述部件(8)的后固化，穿过至少一个侧壁(40，41)照射所述工作空间(46)，例如用UV光照射。

26.根据权利要求17或25所述的方法，其特征在于，为了所述部件(8)的后固化，所述工作空间(46)被至少两个光源(52)照射，例如用UV光照射，和/或所述工作空间配备有可控加热器，以便独立于UV光而热固化所述工作空间(46)中的部件。

27.根据权利要求17至26中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法通过由计算机实施的根据权利要求8至16中的任一项所述的制造***执行，其中，所述部件载体(3)由所述运输设备(9)运输。

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