RU38969U1 - LASER STEREOLITOGRAPHIC INSTALLATION - Google Patents

LASER STEREOLITOGRAPHIC INSTALLATION Download PDF

Info

Publication number
RU38969U1
RU38969U1 RU2004104657/22U RU2004104657U RU38969U1 RU 38969 U1 RU38969 U1 RU 38969U1 RU 2004104657/22 U RU2004104657/22 U RU 2004104657/22U RU 2004104657 U RU2004104657 U RU 2004104657U RU 38969 U1 RU38969 U1 RU 38969U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
fpk
installation
scanning
laser beam
Prior art date
Application number
RU2004104657/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Г. Григорьянц
И.Н. Шиганов
И.Е. Малов
Г.В. Шепелев
Г.М. Евстропов
Б.И. Западинский
А.В. Любимов
Original Assignee
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана filed Critical Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Priority to RU2004104657/22U priority Critical patent/RU38969U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU38969U1 publication Critical patent/RU38969U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к лазерной стереолитографии. Лазерная стереолитографическая установка содержит твердотельный лазер с диодной накачкой, излучающий в зеленом диапазоне спектра, а именно на длине волны 532 нм, оптические средства сканирования лазерного луча, бак с жидкой фотополимеризующейся композицией (ФПК), платформу с устройством ее дискретного вертикального перемещения в баке, систему выравнивания поверхности обрабатываемого слоя ФПК, акустооптический модулятор, размещенный между лазером и оптическими средствами сканирования лазерного луча, содержащими систему перемещения луча портального типа, и систему компьютерного управления. В качестве ФПК использована смесь высоковязкого метакрилированного диглицидилдифенилолпропана и низковязкого акрилового полифункционального мономера, включающая инициирующую систему, способная полимеризоваться с высокой скоростью под действием видимого света. Технический результат - повышение ресурса работы установки, увеличение площади обработки и уменьшение себестоимости установки и изготовления изделий.The utility model relates to laser stereolithography. The laser stereolithographic installation contains a solid-state diode-pumped laser emitting in the green range of the spectrum, namely at a wavelength of 532 nm, optical means for scanning the laser beam, a tank with a liquid photopolymerizable composition (FPK), a platform with a device for its discrete vertical movement in the tank, a system leveling the surface of the processed layer of the FPK, an acousto-optic modulator located between the laser and optical means of scanning the laser beam containing a system of moving l ca gantry, and a computer control system. A mixture of high viscosity methacrylated diglycidyl diphenylol propane and low viscosity acrylic polyfunctional monomer, including an initiating system capable of polymerizing at high speed under the action of visible light, was used as a FPK. The technical result is an increase in the service life of the installation, an increase in the processing area and a decrease in the cost of installation and manufacturing of products.

Description

Полезная модель относится к области формирования изделий по геометрической или математической модели, в частности к изготовлению трехмерных объектов сложной формы из отверждающейся под воздействием лазерного излучения жидкой фотополимеризующейся среды.The utility model relates to the field of product formation according to a geometric or mathematical model, in particular, to the manufacture of three-dimensional objects of complex shape from a liquid photopolymerizable medium cured by laser radiation.

В настоящее время значительного прогресса достигли технологии послойного формирования трехмерных объектов по их компьютерным моделям, так называемые технологии быстрого прототипирования, основанные на использовании метода лазерной стереолитографии. Получаемые изделия применяются конструкторами и дизайнерами, для точного литья, в медицине, в ювелирной промышленности и т.д.Currently, significant progress has been achieved in the technology of layer-by-layer formation of three-dimensional objects by their computer models, the so-called rapid prototyping technologies based on the use of laser stereolithography. The resulting products are used by designers and designers, for precision casting, in medicine, in the jewelry industry, etc.

На сегодняшний день возможно изготовить достаточно сложные по форме отливки. Однако конструкция большинства ныне выпускаемых установок обусловливает ряд принципиальных ограничений в практическом применении лазерной стереолитографии.Today it is possible to make castings that are quite complex in shape. However, the design of most of the currently manufactured installations causes a number of fundamental limitations in the practical application of laser stereolithography.

Направления, разрабатываемые отечественными и зарубежными фирмами, основаны на технических решениях, которые ограничивают возможности увеличения производительности, а также габаритов выращиваемых изделий. В первую очередь это связано с типом используемого лазера и методом позиционирования лазерного луча.Directions developed by domestic and foreign companies are based on technical solutions that limit the possibility of increasing productivity, as well as the dimensions of farmed products. This is primarily due to the type of laser used and the laser beam positioning method.

Наиболее распространенные установки серии SLA и отечественные серии ЛС устроены по одному принципу. Все они используют сканаторную систему перемещения луча, которой присущи следующие недостатки:The most common SLA series units and domestic LS series are arranged on the same principle. All of them use a scanner system for moving the beam, which has the following disadvantages:

1. Облучение поверхности фотополимеризующейся композиции (ФПК) без нарушения фокусировки возможно только в пределах определенного угла отклонения сканатора.1. Irradiation of the surface of a photopolymerizable composition (FPK) without disturbing focus is possible only within a certain angle of deflection of the scanner.

2. Реально размеры поля обработки могут быть не более 508 мм на 508 мм.2. Actually, the dimensions of the processing field can be no more than 508 mm by 508 mm.

3. Непостоянство точности позиционирования луча на разном расстоянии от центра поля обработки.3. Variability in the accuracy of positioning the beam at different distances from the center of the processing field.

4. Неперпендикулярность луча к плоскости обработки.4. The irregularity of the beam to the processing plane.

5. Прямопропорциональная зависимость минимально возможного диаметра лазерного луча в фокусе от максимально возможной площади обработки.5. A direct proportional dependence of the minimum possible diameter of the laser beam in focus on the maximum possible processing area.

До недавнего времени в стереолитографических установках широко использовались газовые лазеры с отпаянной трубкой, которые имеют ограниченный срок службы и низкую стабильность параметров генерации, не отличаются высокой надежностью.Until recently, stereolithographic installations made extensive use of sealed tube gas lasers, which have a limited service life and low stability of the generation parameters, and are not highly reliable.

В последние годы используются твердотельные AИГ:Nd лазеры с оптической накачкой. С помощью нелинейных оптических элементов длина волны генерации 1064 нм уменьшается втрое до 355 нм (УФ диапазон). Такие системы требуют водяного охлаждения, имеют достаточно большие габариты и являются весьма дорогостоящими.In recent years, solid-state AIG: Nd lasers with optical pumping have been used. Using nonlinear optical elements, the lasing wavelength of 1064 nm is reduced by a factor of three to 355 nm (UV range). Such systems require water cooling, are quite large in size and are very expensive.

Ближайшим аналогом заявленного устройства является установка, включающая систему компьютерного управления, содержащую компьютерную модель для формирования послойного изображения трехмерного изделия, лазер УФ диапазона, оптические средства сканирования лазерного луча, бак с жидкой ФПК, отверждающейся под действием УФ света, и погружающуюся платформу с устройством, обеспечивающим ее дискретное вертикальное перемещение на глубину, равную толщине очередного обрабатываемого слоя (патент США №4575330, МКИ B 29 D 11/00, G 03 C, НКИ 425/174.4, опубл. 11.03.1986).The closest analogue of the claimed device is the installation, including a computer control system containing a computer model for forming a layered image of a three-dimensional product, a UV laser, optical means for scanning a laser beam, a tank with a liquid FPK, cured by UV light, and an immersion platform with a device that provides its discrete vertical movement to a depth equal to the thickness of the next processed layer (US patent No. 4575330, MKI B 29 D 11/00, G 03 C, NKI 425 / 174.4, publ. 11.03.1986).

К недостаткам известного устройства (прототипа) можно отнести невозможность изготовления изделий с габаритами более 250 мм, низкую стабильность параметров генерации, сложность и громоздкость установки, ограниченный срок службы лазера, что приводит к повышению себестоимости изготовления устройства и изделий.The disadvantages of the known device (prototype) include the impossibility of manufacturing products with dimensions of more than 250 mm, low stability of the generation parameters, the complexity and cumbersome installation, the limited laser life, which leads to an increase in the cost of manufacturing the device and products.

Задачей полезной модели является создание такой установки для лазерной стереолитографии, которая позволит увеличить размеры поля обработки, обеспечит повышение ресурса работы установки и снизит себестоимость изготовления установки и изготовления изделий.The objective of the utility model is to create such an apparatus for laser stereolithography, which will increase the size of the processing field, increase the service life of the installation, and reduce the cost of manufacturing the installation and manufacturing of products.

Поставленная задача решается тем, что лазерная стереолитографическая установка, содержащая лазер, оптическую систему сканирования лазерного луча, бак с фотополимеризующейся композицией (ФПК), платформу с устройством ее вертикального перемещения, выполненным с возможностью дискретного погружения платформы в бак с ФПК на глубину, равную толщине очередного обрабатываемого слоя, и систему компьютерного управления, включающую компьютерную модель для формирования послойного изображения трехмерного изделия, согласно изобретению, дополнительно содержит акустооптический модулятор, размещенный между лазером и оптическими средствами сканирования лазерного луча, термостат для поддержания ФПК в жидком состоянии и систему выравнивания поверхности очередного обрабатываемого слоя ФПК перед сканированием лазерным лучом, при этом лазер выполнен с длиной волны излучения зеленой области спектра, оптические средства сканирования лазерного луча содержат систему перемещения луча портального типа, компьютерная модель дополнительно содержит информацию о формировании подпорок для изделия, а в The problem is solved in that a laser stereolithographic installation containing a laser, an optical system for scanning a laser beam, a tank with a photopolymerizable composition (FPK), a platform with a device for its vertical movement, made with the possibility of discrete immersion of the platform in the tank with a FPK to a depth equal to the thickness of the next the processed layer, and a computer control system including a computer model for forming a layered image of a three-dimensional product, according to the invention, It contains an acousto-optic modulator located between the laser and optical means of scanning the laser beam, a thermostat to maintain the FPK in the liquid state, and a leveling system for the surface of the next processed layer of the FPK before scanning with the laser beam, while the laser is made with a radiation wavelength of the green region of the spectrum, optical scanning means the laser beam contain a portal-type beam moving system, the computer model further contains information on the formation of backups for I'm products, but in

качестве ФПК использована композиция, способная полимеризоваться под действием видимого света.As FPK, a composition capable of polymerizing under the influence of visible light was used.

Предпочтительно, чтобы длина волны лазерного излучения в установке была равна 532 нм, а толщина обрабатываемого слоя равна или более 15 мкм.Preferably, the wavelength of the laser radiation in the apparatus is 532 nm, and the thickness of the treated layer is equal to or more than 15 μm.

Целесообразно, чтобы в качестве ФПК, способной полимеризоваться под действием видимого света, была использована смесь высоковязкого метакрилированного диглицидилдифенилолпропана и низковязкого акрилового полифункционального мономера, включающая инициирующую систему, содержащую краситель и соинициатор, способную передавать энергию с фотовозбужденной молекулы красителя на соинициатор.It is advisable that a mixture of highly viscous methacrylated diglycidyl diphenylol propane and a low viscosity acrylic polyfunctional monomer comprising an initiating system containing a dye and a co-initiator capable of transferring energy from a photoexcited dye molecule to a co-initiator be used as an FPC capable of polymerizing under the influence of visible light.

В качестве красителя можно использовать «бенгальскую розу», а в качестве соинициатора - диметиламиноэтанол.As a dye, you can use the "Bengal rose", and as a co-initiator - dimethylaminoethanol.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена блок-схема заявленной установки, на фиг.2 схематично изображено выращиваемое на платформе изделие с подпорками, а на фиг.3 схематично представлена система перемещения портального типа.The utility model is illustrated by a drawing, in which Fig. 1 shows a block diagram of the claimed installation, Fig. 2 schematically shows a product grown on a platform with supports, and Fig. 3 schematically shows a portal-type displacement system.

Лазерная стереолитографическая установка содержит твердотельный лазер 1 с генерацией 2-ой гармоники с диодной накачкой, излучающий в зеленом диапазоне спектра, а именно на длине волны 532 нм, акустооптический модулятор 2, размещенный между лазером 1 и оптической системой сканирования лазерного луча и обеспечивающий быстрое включение и выключение излучения. Оптическая система сканирования содержит систему поворотных зеркал 3, фокусирующий объектив 4, обеспечивающий фокусировку лазерного луча на поверхности ФПК в пятно диаметром от 50 до 250 мкм, и систему перемещения портального типа 5, обеспечивающую направление излучения в различные точки поверхности ФПК. Кроме того, установка содержит бак 7, наполненный ФПК, платформу 8, устройство вертикального перемещения 6 платформы 8, датчик уровня ФПК 9, систему компьютерного управления 10, термостат 11 и систему выравнивания поверхности ФПК (на чертеже не указана).The laser stereolithographic installation contains a solid-state laser 1 with the generation of the 2nd harmonic with diode pumping, emitting in the green range of the spectrum, namely at a wavelength of 532 nm, an acousto-optic modulator 2, located between the laser 1 and the optical system for scanning the laser beam and providing quick inclusion and radiation shutdown. The optical scanning system comprises a system of rotary mirrors 3, a focusing lens 4, which provides focusing of the laser beam on the surface of the FPK into a spot with a diameter of 50 to 250 μm, and a portal-type displacement system 5, which provides radiation direction to various points on the surface of the FPK. In addition, the installation comprises a tank 7 filled with FPK, platform 8, a device for vertical movement 6 of platform 8, a level sensor FPK 9, a computer control system 10, a thermostat 11 and a surface leveling system FPK (not shown).

Работа лазерной стереолитографической установки заключается в следующем.The operation of the laser stereolithographic installation is as follows.

В бак 7 заливается жидкая ФПК. Платформа 8 с помощью устройства вертикального перемещения 6 погружается в ФПК на глубину, равную толщине обрабатываемого слоя. При этом в компьютер системы управления 10 вводят 3-х мерную компьютерную модель в виде двух файлов, в одном из которых содержится набор слоев изделия, которое необходимо вырастить, с указанием толщины каждого слоя и параметров лазерного излучения. Во втором файле содержится информация о подпорках для выращиваемого изделия.In the tank 7 is filled with liquid FPK. Platform 8 using a vertical displacement device 6 is immersed in the FPK to a depth equal to the thickness of the processed layer. At the same time, a three-dimensional computer model is introduced into the computer of the control system 10 in the form of two files, one of which contains a set of product layers that need to be grown, indicating the thickness of each layer and the parameters of the laser radiation. The second file contains information about the supports for the cultivated product.

С помощью системы нагрева, включающей термостат 11, прогревают ФПК и поддерживают рабочую температуру. Далее с помощью системы выравнивания поверхность ФПК выравнивают и сканируют слой ФПК, перемещая лазерный луч перпендикулярно к поверхности с помощью оптической системы сканирования. Лазерный луч вырисовывает изображение в первом слое (подпорки выращиваются параллельно с самим изделием). В месте воздействия лазерного луча инициируется реакция полимеризации, в результате которой ФПК переходит в твердое состояние. Таким образом получается твердая модель первого слоя выращиваемого изделия. Далее платформа 8 погружается в ФПК, перемещаясь вниз на расстояние, равное толщине второго слоя, и процесс повторяется (выравнивание поверхности и лазерное сканирование). После того, как все слои будут отработаны, получают готовое пластиковое изделие 12.Using a heating system including a thermostat 11, the FPK is heated and the working temperature is maintained. Then, using the alignment system, the surface of the FPK is smoothed and the FPK layer is scanned, moving the laser beam perpendicular to the surface using the optical scanning system. The laser beam draws an image in the first layer (supports are grown in parallel with the product itself). At the site of exposure to the laser beam, a polymerization reaction is initiated, as a result of which the FPK becomes solid. Thus, a solid model of the first layer of the cultivated product is obtained. Next, the platform 8 is immersed in the FPK, moving downward at a distance equal to the thickness of the second layer, and the process is repeated (surface leveling and laser scanning). After all the layers have been worked out, a finished plastic product 12 is obtained.

Предлагаемая установка позволяет получать изделия с высокой точностью (до 100 мкм) и в сроки, в 5-10 раз меньшие, чем традиционные технологии.The proposed installation allows to obtain products with high accuracy (up to 100 microns) and in terms of 5-10 times less than traditional technologies.

Система перемещения портального типа 5 позволяет практически неограниченно увеличивать поле сканирования, когда обрабатываемый объект неподвижен по горизонтальным координатам. С помощью системы 5 фокусирующий объектив 4 перемещается в горизонтальной плоскости по двум горизонтальным координатным осям, при этом лазерный луч все время направлен перпендикулярно поверхности ФПК.The portal type 5 moving system allows an almost unlimited increase in the scanning field when the processed object is stationary in horizontal coordinates. Using system 5, the focusing lens 4 moves in a horizontal plane along two horizontal coordinate axes, while the laser beam is always directed perpendicular to the surface of the FPK.

Система выравнивания поверхности ФПК представляет собой прямой нож, размещаемый вдоль поверхности ФПК так, что плоскость ножа перпендикулярна поверхности ФПК. В силу большой вязкости фоточувствительной композиции естественное растекание образующихся неровностей на ее поверхности занимает значительный период времени, поэтому для ускорения выравнивания поверхности указанный нож двигают по горизонтали и снимают излишки ФПК (подобно ножу бульдозера).The FPK surface leveling system is a straight knife placed along the surface of the FPK so that the plane of the knife is perpendicular to the surface of the FPK. Due to the high viscosity of the photosensitive composition, the natural spreading of the resulting irregularities on its surface takes a considerable period of time, therefore, to accelerate the leveling of the surface, this knife is moved horizontally and the excess FPK is removed (like a bulldozer knife).

Так как послойно выращиваемый объект (изделие) находится в жидкости, его необходимо жестко зафиксировать на платформе, чтобы избежать смещений и даже отрыва от платформы в результате действия гидродинамических сил, которые появляются при движении платформы или при смещении центра масс выращиваемого объекта. Кроме того, большая площадь контакта изделия с платформой затрудняет его отделение от платформы, а зачастую приводит к повреждению выращенного изделия при съеме его с платформы. Чтобы избежать этого, необходимы подпорки, на которых создается изделие. Подпорки, как правило, представляют собой тонкие (0.1-0.5 мм) стенки, которые, пересекаясь друг с другом, образуют жесткую конструкцию. После съема изделия с платформы остатки подпорок удаляются вручную путем отламывания.Since the layer-by-layer grown object (product) is in liquid, it must be rigidly fixed on the platform in order to avoid displacements and even separation from the platform as a result of the action of hydrodynamic forces that appear when the platform moves or when the center of mass of the grown object is displaced. In addition, the large contact area of the product with the platform makes it difficult to separate from the platform, and often leads to damage to the grown product when it is removed from the platform. To avoid this, props are needed on which the product is created. Supports, as a rule, are thin (0.1-0.5 mm) walls, which, intersecting with each other, form a rigid structure. After removing the product from the platform, the remnants of the supports are manually removed by breaking off.

Другое функциональное назначение подпорок заключается в поддерживании в процессе построения выступов и «ручек», а также несвязных областей сечения, которые не имеют общих точек с предыдущим слоем. Например, консольные участки изделия могут провисать в процессе построения без подпорок.Another functional purpose of props is to maintain protrusions and “handles” as well as disconnected cross-sectional areas that do not have common points with the previous layer during the construction process. For example, the console sections of the product may sag during the construction process without backups.

Сочетание использования системы перемещения портального типа и подпорок позволяет выращивать изделия большого размера.The combination of a gantry-type moving system and supports makes it possible to grow large items.

Твердотельный лазер с диодной накачкой, излучающий в зеленом диапазоне спектра (532 нм), имеет высокий КПД, малые габариты, проще в использовании, более надежен в течение всего срока службы и гораздо дешевле. Зеленое излучение по сравнению с ультрафиолетовым является более удобным для использования в технологических установках. Это объясняется тем, что оптические системы для видимого диапазона хорошо разработаны и позволяют использовать все известные схемы сканирования лазерного луча и световолоконной оптики.A diode-pumped solid-state laser emitting in the green range of the spectrum (532 nm) has a high efficiency, small dimensions, easier to use, more reliable over the entire life cycle, and much cheaper. Green radiation in comparison with ultraviolet is more convenient for use in technological installations. This is explained by the fact that optical systems for the visible range are well developed and allow the use of all known schemes for scanning laser beams and fiber optics.

Основным препятствием замены УФ лазера на зеленый являлось отсутствие ФПК, способной полимеризоваться с достаточно высокой скоростью под воздействием излучения с такой длиной волны, В настоящее время авторами необходимая ФПК создана, то есть разработана композиция с высокой фоточувствительностью. В ФПК введена инициирующая система, способная начинать полимеризацию при облучении видимым светом: она содержит краситель и соинициатор, при этом краситель, поглощающий видимый свет, выступает в качестве сенсибилизатора - он передает накопленную энергию соинициатору, который под воздействем полученной энергии после ряда химических преобразований распадается на свободные радикалы, начинающие процесс отверждения. Подбором мономеров с различной реакционной способностью можно регулировать скорость процесса полимеризации.The main obstacle to replacing a UV laser with a green one was the lack of an FPK capable of polymerizing at a sufficiently high speed under the influence of radiation with such a wavelength. At present, the authors have created the necessary FPK, that is, developed a composition with high photosensitivity. An initiating system capable of initiating polymerization upon irradiation with visible light was introduced in the FPK: it contains a dye and a co-initiator, while the dye that absorbs visible light acts as a sensitizer - it transfers the stored energy to the co-initiator, which, after a series of chemical transformations, is decomposed into free radicals initiating the curing process. The selection of monomers with different reactivity can control the speed of the polymerization process.

Эксперименты показали, что критическая доза облучения, после которой начинается реакция фотоинициированной полимеризации, составляет 24 мДж/см2, что всего в два раза превышает аналогичную дозу традиционной композиции при УФ облучении. Данное отставание является естественным, поскольку зеленое излучение обладает меньшей энергетикой по сравнению с ультрафиолетовым. Использование твердотельного лазера с диодной накачкой и длиной волны излучения 532 нм позволило увеличить мощность излучения со 100 до 200 мВт, что удвоило скорость выхода твердого полимера. В результате удалось обеспечить производительность предлагаемой установки для лазерной стереолитографии, равную или близкую к производительности отечественной установки с УФ газовым лазером.The experiments showed that the critical dose of radiation, after which the photoinitiated polymerization reaction begins, is 24 mJ / cm 2 , which is only two times higher than the similar dose of the traditional composition under UV irradiation. This lag is natural, since green radiation has less energy compared to ultraviolet. The use of a diode-pumped solid-state laser with a radiation wavelength of 532 nm made it possible to increase the radiation power from 100 to 200 mW, which doubled the output rate of the solid polymer. As a result, it was possible to ensure the performance of the proposed installation for laser stereolithography, equal to or close to the performance of the domestic installation with UV gas laser.

В ходе экспериментов было установлено, что созданная ФПК позволяет отверждать более тонкие слои (15 мкм), нежели традиционные ФПК (25 мкм), что обеспечивает повышение разрешающей способности заявленной установки и уменьшение шероховатости поверхности получаемых изделий. При этом отверждение производится в воздушной среде, что удобнее технологически и экономичней, в то время как традиционные ФПК позволяют отверждать минимальный по толщине слой (25 мкм) только в среде защитных газов.During the experiments, it was found that the created FPK allows you to cure thinner layers (15 μm) than traditional FPK (25 μm), which increases the resolution of the claimed installation and reduces the surface roughness of the resulting products. In this case, curing is carried out in air, which is more convenient technologically and economically, while traditional FPKs allow curing the minimum thickness layer (25 microns) only in the environment of protective gases.

По сравнению с известными аналогами заявленная установка обладает следующими преимуществами:Compared with known analogues of the claimed installation has the following advantages:

- пониженная энергоемкость процесса вследствие использования экономичного и малогабаритного лазера видимого диапазона;- reduced energy intensity of the process due to the use of an economical and small laser of the visible range;

- улучшенные экологические и санитарные условия реализации процесса вследствие замены УФ-лазера на лазер видимого диапазона;- improved environmental and sanitary conditions for the implementation of the process due to the replacement of the UV laser with a visible laser;

- повышение точности (разрешения) формирования изделия в результате снижения толщины слоя твердого полимера, образующегося за 1 проход;- improving the accuracy (resolution) of the formation of the product as a result of reducing the thickness of the layer of solid polymer formed in 1 pass;

- повышенный ресурс работы установки;- increased service life of the installation;

- увеличение размеров поля обработки;- increase in the size of the processing field;

- низкая себестоимость изготовления установки и получаемых изделий.- low cost of manufacturing the installation and the resulting products.

По предварительным экономическим оценкам стоимость заявленной установки может быть примерно в два раза ниже стоимости отечественной установки ЛС-250 и в три раза ниже стоимости установки фирмы «3D Sistems».According to preliminary economic estimates, the cost of the declared installation can be approximately two times lower than the cost of the domestic LS-250 installation and three times lower than the cost of the 3D Sistems installation.

Claims (5)

1. Лазерная стереолитографическая установка, содержащая лазер, оптические средства сканирования лазерного луча, бак с фотополимеризующейся композицией (ФПК), платформу с устройством ее вертикального перемещения, выполненным с возможностью дискретного погружения платформы в бак с ФПК на глубину, равную толщине очередного обрабатываемого слоя, и систему компьютерного управления, включающую компьютерную модель для формирования послойного изображения трехмерного изделия, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит акустооптический модулятор, размещенный между лазером и оптическими средствами сканирования лазерного луча, термостат для поддержания ФПК в жидком состоянии и систему выравнивания поверхности очередного обрабатываемого слоя ФПК перед сканированием лазерным лучом, при этом лазер выполнен с длиной волны излучения зеленой области спектра, оптические средства сканирования лазерного луча содержат систему перемещения луча портального типа, компьютерная модель дополнительно содержит информацию о формировании подпорок для изделия, а в качестве ФПК использована композиция, способная полимеризоваться под действием видимого света.1. Laser stereolithographic installation containing a laser, optical means for scanning a laser beam, a tank with a photopolymerizable composition (FPK), a platform with a device for its vertical movement, made with the possibility of discrete immersion of the platform in the tank with a FPK to a depth equal to the thickness of the next processed layer, and a computer control system comprising a computer model for forming a layered image of a three-dimensional product, characterized in that it further comprises acousto-optically a modulator located between the laser and the optical means of scanning the laser beam, a thermostat to maintain the FPK in the liquid state, and a leveling system for the surface of the next processed layer of the FPK before scanning with the laser beam, while the laser is made with a green wavelength of the spectrum, optical means of scanning the laser beam contain a portal-type beam moving system, the computer model additionally contains information on the formation of supports for the product, and as a FPK, A composition capable of polymerizing under the influence of visible light is used. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что длина волны лазерного излучения равна 532 нм.2. Installation according to claim 1, characterized in that the wavelength of the laser radiation is 532 nm. 3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что минимальная глубина погружения платформы составляет 15 мкм.3. Installation according to claim 1 or 2, characterized in that the minimum immersion depth of the platform is 15 microns. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве ФПК, способной полимеризоваться под действием видимого света, использована смесь высоковязкого метакрилированного диглицидилдифенилолпропана и низковязкого акрилового полифункционального мономера, включающая инициирующую систему, содержащую краситель и соинициатор, способную передавать энергию с фотовозбужденной молекулы красителя на соинициатор.4. Installation according to claim 1, characterized in that as a FPK capable of polymerizing under the influence of visible light, a mixture of high viscosity methacrylated diglycidyl diphenylol propane and low viscosity acrylic polyfunctional monomer is used, which includes an initiating system containing a dye and a co-initiator capable of transferring energy from a photoexcited dye molecule to the co-initiator. 5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что в качестве красителя в инициирующей системе ФПК использована “бенгальская роза”, а в качестве соинициатора - диметиламиноэтанол.5. The apparatus according to claim 4, characterized in that a “Bengal rose” is used as a dye in the initiating system of the FPK, and dimethylaminoethanol is used as a co-initiator.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2004104657/22U 2004-02-17 2004-02-17 LASER STEREOLITOGRAPHIC INSTALLATION RU38969U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004104657/22U RU38969U1 (en) 2004-02-17 2004-02-17 LASER STEREOLITOGRAPHIC INSTALLATION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004104657/22U RU38969U1 (en) 2004-02-17 2004-02-17 LASER STEREOLITOGRAPHIC INSTALLATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU38969U1 true RU38969U1 (en) 2004-07-10

Family

ID=48228754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004104657/22U RU38969U1 (en) 2004-02-17 2004-02-17 LASER STEREOLITOGRAPHIC INSTALLATION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU38969U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2720796C2 (en) * 2016-04-19 2020-05-13 Клаус ШТАДЛЬМАНН Apparatus and method for increasing adhesion of component layer with bearing object
RU2808298C2 (en) * 2019-03-11 2023-11-28 Дентсплай Сирона Инк. Stereolithographic device having detection unit for optical adjustment and changing image

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2720796C2 (en) * 2016-04-19 2020-05-13 Клаус ШТАДЛЬМАНН Apparatus and method for increasing adhesion of component layer with bearing object
RU2808298C2 (en) * 2019-03-11 2023-11-28 Дентсплай Сирона Инк. Stereolithographic device having detection unit for optical adjustment and changing image
RU2809581C2 (en) * 2019-03-14 2023-12-13 Дентсплай Сирона Инк. Method of operating stereolithographic device to prevent sticking of 3d object to container using vibrational excitations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pearre et al. Fast micron-scale 3D printing with a resonant-scanning two-photon microscope
CN1029597C (en) Target domain profiling of target optical surfaces using excimer laser photoablation
JP2539435B2 (en) Equipment for three-dimensional mapping and mold making
CN108312518B (en) Internal three-dimensional direct photo-curing forming 3D printing equipment and control method thereof
US5120476A (en) Production of objects
EP0355944A2 (en) Methods for curing partially polymerized parts
WO2017136384A1 (en) Apparatus and method for forming three-dimensional objects using two-photon absorption linear solidification
CN109079318B (en) Femtosecond laser preparation system and method for silicon photonic crystal waveguide device
JP2015136857A (en) optical shaping apparatus and optical shaping method
CN111923411A (en) Dynamic imaging 3D printing system and printing method thereof
CN105856573A (en) High-precision and high-speed continuous 3D printer and printing method thereof
RU2269416C2 (en) Method for manufacturing products by means of laser stereo-lithography and device for realization of said method
CN113508023A (en) Systems, methods, and materials for ultra-high throughput additive manufacturing
Stichel et al. Two-photon Polymerization as Method for the Fabrication of Large Scale Biomedical Scaffold Applications.
RU38969U1 (en) LASER STEREOLITOGRAPHIC INSTALLATION
JPH04113828A (en) Manufacture of large-sized stereo-resin model and device therefor
CN207916057U (en) A kind of internal three-dimensional directly Stereolithography 3D printing equipment
Gandhi et al. Fabrication of Textured 3D Microstructures Using ‘Bulk Lithography’
Whyte et al. Volumetric additive manufacturing: A new frontier in layer-less 3D printing
Jiang Development of a novel two‐laser beam stereolithography system
JP2000202915A (en) Sqeegee device for stereo lithographing apparatus, and method therefor
KR102005632B1 (en) Method and apparatus for high-speed 3d photolithographying using wavefront shaper
Mulka et al. Static Liquid Interface to Reduce Support Structure Necessity in Top-Down Stereolithography
JPH0224124A (en) Optical shaping method
JP3721477B2 (en) Stereolithography

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20070218