Усовершенствованная стереолитографическая машина - заявка 2016137496 на патент на изобретение в РФ

1. Стереолитографическая машина (1), содержащая:
- контейнер (2), содержащий исходный материал (3) в жидком или пастообразном состоянии, определяющий наружную поверхность (4), ограничивающую указанный исходный материал;
- светоизлучающее устройство (5), выполненное с возможностью испускания светового пучка (6);
- светоотражающее устройство (7), предназначенное для отклонения светового пучка (6) и управляемое таким образом, чтобы световой пучок (6) падал на любую точку области (8) воздействия, принадлежащей наружной поверхности (4);
- устройство (19) логического управления, выполненное с возможностью управления светоотражающим устройством (7) таким образом, чтобы световой пучок (6) выборочно падал на любую точку рабочей области (10), принадлежащей указанной области (8) воздействия;
- оптическое устройство (11), выполненное с возможностью фокусирования светового пучка (6) на фокальной поверхности (12), определяемой точками, где световой пучок (6) имеет минимальное сечение (15) вдоль различных направлений, определяемых светоотражающим устройством (7), причем указанное оптическое устройство (11) расположено между светоизлучающим устройством (5) и светоотражающим устройством (7);
отличающаяся тем, что указанное оптическое устройство (11) выполнено таким образом, что указанная фокальная поверхность (12) является сферической, при этом светоизлучающее устройство (5) и оптическое устройство (11) выполнены таким образом, что отношение максимального диаметра пересечения между световым пучком (6) и рабочей областью (10), по всей рабочей области (10), с одной стороны, к диаметру (wF) минимального сечения (15), с другой стороны, не превышает 1,15.
2. Стереолитографическая машина (1) по п. 1, отличающаяся тем, что указанное оптическое устройство (11) является неподвижным.
3. Стереолитографическая машина (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что светоизлучающее устройство (5) и оптическое устройство (11) выполнены таким образом, что указанное отношение находится между 1,10 и 1,15.
4. Стереолитографическая машина (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что светоизлучающее устройство (5) и оптическое устройство (11) выполнены таким образом, чтобы минимизировать указанный диаметр (wF) минимального сечения (15) при конкретной заданной конфигурации рабочей области (10) и конкретном заданном расстоянии между рабочей областью (10) и светоотражающим устройством (7).
5. Стереолитографическая машина (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что фокальная поверхность (12) расположена так, чтобы пересекать рабочую область (10) таким образом, что первый участок (13) фокальной поверхности (12) был расположен внутри исходного материала (3), а второй участок фокальной поверхности (12) был расположен снаружи исходного материала (3).
6. Стереолитографическая машина (1) по п. 5, отличающаяся тем, что светоизлучающее устройство (5) и оптическое устройство (11) выполнены таким образом, что максимальная площадь пересечения светового пучка (6) и рабочей области (10), когда световой пучок (6) направлен на первый участок (13), равна максимальной площади пересечения светового пучка (6) и рабочей области (10), когда световой пучок (6) направлен на второй участок (14).
7. Стереолитографическая машина (1) по п. 5, отличающаяся тем, что светоотражающее устройство (7) выполнено таким образом, что линия пересечения фокальной поверхности (12) и рабочей области (10) представляет собой окружность (16).
8. Стереолитографическая машина (1) по п. 7, отличающаяся тем, что устройство (19) логического управления выполнено таким образом, что рабочая область (10) является круговой и концентрической с указанной окружностью (16).
9. Стереолитографическая машина (1) по п. 8, отличающаяся тем, что указанная круговая рабочая область (10) вписана в область (8) воздействия.
10. Стереолитографическая машина (1) по п. 9, отличающаяся тем, что диаметр круговой рабочей области (10) заключено между 170 мм и 190 мм.
11. Стереолитографическая машина (1) по любому из пп. 1, 2, 6, 8-10, отличающаяся тем, что оптическое устройство (11) представляет собой объектив или набор последовательно расположенных линз (17).
12. Стереолитографическая машина (1) по любому из пп. 1, 2, 6, 8-10, отличающаяся тем, что светоизлучающее устройство (5) выполнено с возможностью испускания коллимированного светового пучка (6).
13. Стереолитографическая машина (1) по п. 12, отличающаяся тем, что светоизлучающее устройство (5) содержит лазерный излучатель.
14. Стереолитографическая машина (1) по п. 12, отличающаяся тем, что светоизлучающее устройство (5) выполнено таким образом, что сечение указанного коллимированного светового пучка (6) является симметричным относительно двух взаимно ортогональных осей симметрии.
15. Способ выполнения стереолитографической машины (1), по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что содержит следующее:
- определяют конфигурации рабочей области (10);
- определяют расстояние между светоотражающим устройством (7) и рабочей областью (10);
- вычисляют значения определенных конструктивных параметров светоизлучающего устройства (5) и оптического устройства (11) таким образом, чтобы минимизировать величину диаметра (wF) минимального сечения (15), при условии, что значение отношения максимального диаметра пересечения между световым пучком (6) и рабочей областью (10) по всей рабочей области (10), с одной стороны, к диаметру (wF) минимального сечения (15), с другой стороны, не превышает 1,15, при этом в число указанных конструктивных параметров по меньшей мере входят: диаметр (wL) и коэффициент (М2) качества светового пучка (6), падающего на оптическое устройство (11), а также фокусное расстояние (f) оптического устройства (11);
- выбирают светоизлучающее устройство (5) и оптическое устройство (11) в соответствии со значениями указанных конструктивных параметров.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что указанные конструктивные параметры содержат параметр, представляющий аберрации оптического устройства (11).
Наверх