由能够固化的介质逐层形成物体的方法和系统与流程

本发明涉及一种由能够固化的介质逐层形成物体的方法和系统。此外，本发明涉及一种用于增材制造系统(additive manufacturing system)中施加介质层的涂布机。

背景技术：

在增材制造领域，有多种创造物体的方法。在立体光刻术(stereolithography)(SLA)中，通过使用(重新)涂覆方法一次一层地重复沉积紫外可固化材料的薄层，然后选择性地固化所施加的薄层的部分，能够制造复杂的三维固体物体。无需(复杂)工具即能够快速制作物体。计算机能够用于产生图案的横截面。SLA系统能够轻松链接到CAD/CAM系统。

重涂(recoating)用于立体光刻术中，用于3D打印应用中施加介质的薄层。通常而言，用作待形成物体的构建材料的介质是(聚合物)树脂。重涂机(recoater)能够经过设置而沉积，例如，通常10-100微米的树脂薄层。通过所述部分的选择性照射，能够使物体的层硬化。

介质(例如，树脂)薄层的沉积能够以各种方式进行。例如，在缸印(vant printing)刷中，使用诸如涂布器、刮片或刮刀的重涂几何结构进行薄树脂层沉积。已知的重涂机方法可能导致不准确或耗时的层沉积，而同时几何形状也会直接与树脂接触。刮刀重涂机能够扫过液体介质表面，拦截(intercepting)现有的凸起并将其厚度修整到更接近所需层厚度的尺寸。由于这种接触，大量的树脂可能无法通过重涂机或被重涂机本身拖拽(drag)。所拖曳的树脂的量尤其取决于缸(vat)/浴槽(bath)的高度、粘度和重涂机的速度。尽管缸/浴槽高度在构建工作期间可以随着构建物体的存在而发生变化，但拖曳树脂的量通常不为人所知或无法控制，这最终会导致层沉积不准确。这样，在路径内可能会形成波浪或不均匀性，而使精确沉积不再可能。

树脂的非接触式沉积能够消除导致不正确的层沉积的树脂拖曳。浴液和涂布机本身之间的接触也能够避免。在已知的方法中，使用的细长宽缝隙能够由其沉积介质的屛幕(screen)或帘幕(curtain)以在缸/浴中涂覆上层。然而，将帘幕或屏幕放大到更大的宽度(例如，大于1米)是具有挑战性的。此外，通过涂布机的移动，空气可能撞击到所述屏幕上，导致流动不稳定性，如极端弯曲，或甚至屏幕或帘幕破裂，从而导致所施加的(连续)树脂层的额外不均匀性。此外，通过狭缝排出高粘性介质所需的液压能够轻松达到10-100bar的值。由于高压，会导致缝隙变形，从而导致屏幕厚度不准。另外，创建更长长度(例如，约1米或更大)内具有相对较小的间隙厚度(例如，约100微米或更小)的狭缝，加之严格的间隙公差(例如，以微米为单位)，可能会极其昂贵而难以实现。

对于易于制造、坚固和/或可规模放大的(重)涂覆装置，仍存需要。此外，对于允许精确沉积树脂(薄)层的(重)涂覆装置，仍存需要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种消除上述缺点中的至少之一的方法和系统。

另外或可替代地，本发明的目的是提供一种能够以改进的沉积稳定性精确、稳定和/或均匀地沉积连续介质层的方法和系统。

另外或可替代地，本发明的目的是在增材制造系统或方法中提供一种改进的非接触式(重)涂覆装置。

为此，本发明提供了一种由能够固化的介质逐层形成物体的方法，由此通过在支撑件和/或物体已经形成的部分上反复提供介质层(例如，液体填充的VAT，受约束的表面，比如例如玻璃板或箔)随后通过根据特定的图案固化所述介质层的一个或多个预定区域并且然后在以相同方式形成连续层，逐层构建出物体。使用包括多个彼此间隔开的喷嘴的喷嘴头施加介质的连续层，每个喷嘴具有开口区域，在施加连续层期间，通过该开口区域排出连续的介质流股以在支撑件和/或物体已形成的部分上的介质层上喷成(撞击，imping)覆盖区域。多个喷嘴设置成提供不相交的连续流股。所述喷嘴头和支撑件可以在至少一个行进方向上相对彼此相对移动。在至少一个行进方向上，所述连续流股的覆盖区域覆盖了所述喷嘴头的一个或多个行进中的整个覆盖宽度。

借助于多个喷嘴，能够在至少一个行进方向上在喷嘴头的一个或多个行进中(例如，沿着施加介质的表面来回扫描)，获得完整/连续的覆盖。因为从至少一个行进方向看，连续流股的覆盖区域覆盖了整个覆盖宽度，因此能够获得所述介质的连续层的基本均匀的分布。

可选地，连续流股的覆盖区域在一次行进中覆盖了整个覆盖宽度。因此，在至少一个行进方向上的单次行进(run)(例如，通过(pass))可以提供对所述连续介质层的完全覆盖。

能够获得多喷嘴(重)涂覆机，配置成通过将所述介质注入通过一组不同的喷嘴而沉积介质(例如，树脂)。从所述多个喷嘴排出的连续流股的覆盖区域在至少一个行进方向上的路径可以使得获得完全/整体覆盖。因此，所述覆盖区域在至少一个行进方向上的多个路径能够没有其间的未覆盖区域，使得在至少一个行进方向上以单次冲程(stroke)或行进能够获得基本均匀的覆盖区域。从至少一个行进方向看，整个覆盖宽度可以涵盖每个所述多个覆盖区域，而获得在所述覆盖宽度内基本上连续的覆盖。喷嘴头上的喷嘴构造被设置成这种方式，即防止从所述多个喷嘴排出的连续流股之间的相交。这能够通过例如相对于施加介质的表面的喷雾高度、喷雾角度和/或喷雾定向的适当设置而实现。要在其上施加连续层的表面能够是容器中或支撑件上的上介质层(液体或硬化层)。有利的是，所述覆盖区域要经过选择，才能连续地占据整个覆盖宽度，正如在至少一个行进方向上所见。由于喷嘴头在所述至少一个运动方向上的相对运动，能够施加基本上均匀的介质层。喷嘴头允许以可规模放大和可控制的方式均匀地施加介质层。此外，所述喷嘴头相对容易制造并且坚固。采用高压用于从所述多个喷嘴排出介质。借助于具有多个喷嘴的喷嘴头，能够通过在至少一个行进方向上的相对运动而精确地涂覆宽的基本连续的打印区域。

当例如所述喷嘴头相对于其上要施加连续层的表面运动时，从所述多个喷嘴排出的连续不相交流股允许空气在它们之间移动。这与通过细长缝隙施加细长介质帘幕或屏幕的情况相反，在那种情况下，更高的压力会在帘幕/屏幕周围形成。

除了改善的可规模放大性、鲁棒性和可制造性之外，多喷嘴涂布机还可以提供空间上控制和/或调节介质的施加层的厚度的能力。

通过以预定图案逐层固化或硬化液体介质，能够形成物体或部件。介质可以是用于增材制造或立体光刻的构建材料。能够采用VAT材料，例如，聚合物和/或陶瓷材料。在VAT聚合中，紫外光(UV)在3D打印过程中能够固化液体。例如，能够使用紫外可固化的光聚合物树脂的液体和紫外激光一次一个地形成物体层。对于每一层，激光束能够在所述液体树脂的表面上追踪物体图案的横截面。通过暴露于紫外激光下，树脂上追踪的图案能够被固化，硬化并将其连接到下面的层。

通过喷嘴的开口区域排出的连续流股能够形成稳定的连续射流。所述多个喷嘴经过设置而使得在使用中，所述连续流股/射流在施加介质的连续层时不彼此接触。以此方式，能够获得介质更均匀的施加。所述介质的连续层能够形成薄膜。液体射流之间的接触或相交会导致飞溅和/或湍流。然而，由于在至少一个行进方向上的相对运动，能够获得在整个覆盖宽度上完全覆盖。所述多个喷嘴能够构造成提供由离散的连续流股提供的介质的非连续屏幕。所述多个喷嘴以及由此的离散连续流股在至少一个行进方向上扫过上介质表面。

可选的是，从所述多个喷嘴排出的连续流股的覆盖区域沿至少一个行进方向的路径至少部分重叠。

有利的是，所述连续流股相对于彼此是分开的，并且避免了连续流股之间的接触。连续流股能够从所述喷嘴头的所述多个喷嘴的每个喷嘴中流出，每个连续流股在支撑件、支撑件和/或所述物体的已经形成的部分上的介质层之上沉积覆盖区域的路径(线)。通过在至少一个行进方向上至少部分重叠所述连续流股的不同路径，能够施加所述介质的连续层。然而，该连续层仍可以具有一定程度的不均匀性，因为所述介质没有完全均匀地分布于其所施加的表面上。通过等待预定时间能够获得更均匀的介质分布，从而允许重力将所述介质铺展于所述表面上。

覆盖区域的相邻路径在运动方向上的重叠量可以进行优化，以增强介质施加层的均匀性和层厚度。在覆盖区域的中间，可以沉积比所述覆盖区域外部区域更多的材料。

所述多个喷嘴可以构造成提供覆盖区域，该覆盖区域以至少一个线性阵列进行设置，该线性阵列包括彼此直线设置的多个覆盖区域，所述多个覆盖区域完全覆盖覆盖宽度。对于沿整个覆盖宽度的连续覆盖，在至少一个行进方向上形成的所述多个覆盖区域的路径能够(直接)彼此相邻或至少部分重叠。覆盖区域的一个阵列或行能够与覆盖区域的另一个阵列或行偏置(offset)。在一个实例中，所述多个覆盖区域相对于彼此发生了相互交叉。

可选的是，所述相同覆盖区域阵列的相邻覆盖区域以从所述覆盖区域的中心点到相同阵列或行中的相邻覆盖区域的中心点测量的覆盖区域间距进行隔开。所述覆盖区域间距优选为0.5-1乘所述覆盖区域直径乘所述多个喷嘴阵列的阵列总数，例如，优选为0.8-0.9。在一个实例中，所述覆盖区域间距为0.85-0.8525。应该意识到的是，其他范围/值也是可能的。选择大间距时，可能会导致局部不重叠的覆盖区域。为了提高坚固性和/或避免局部变形，能够将优选的间距降低至所述覆盖区域直径的0.5-0.75倍。有利的是，由于这种间距减小，能够显著降低鲁棒性(robustness)，而同时获得更大的平均厚度。应当理解的是，其他值也是可能的，因为这些值可能取决于各种操作参数和系统的其他属性。

借助于(部分)重叠，能够获得在介质施加于其上的表面上改善的介质连续覆盖。以此方式，所述连续施加的层会更均匀地分布。

可选的是，借助于相对于所述至少一个行进方向成一定角度的一个阵列或一排覆盖区域，获得所述多个覆盖区域之间的重叠。

可选的是，相邻阵列的覆盖区域在至少一个行进方向上以覆盖区域阵列的间距偏置，该覆盖区域阵列的间距是从穿过所述第一阵列的覆盖区域的中心点的第一线到穿过所述第二阵列的覆盖区域的中心点的第二线进行测量，其中所述覆盖区域阵列的间距大于所述覆盖区域直径的两倍。

整个覆盖宽度可以，例如，形成所述喷嘴头宽度的一部分。在一个实例中，所述覆盖宽度基本上对应于容纳所述介质的容器的整个宽度。可选的是，所述喷嘴构造成能够采用多个不同的行进方向提供均匀/一致的连续的介质层。

可选的是，所述喷嘴头包括彼此偏置的多个喷嘴阵列，所述多个喷嘴阵列设置于至少第一喷嘴阵列和第二喷嘴阵列中，其中在至少一个行进方向上，第一阵列的所述喷嘴的连续流股的覆盖区域的路径相对于第二阵列的喷嘴的连续流股的覆盖区域的路径至少部分重叠。在一个实例中，所述喷嘴阵列是线性阵列，其包括彼此直线设置的多个喷嘴。

可选的是，所述多个喷嘴具有基本为0°的喷射角。所述喷嘴头的多个喷嘴可以，例如，设置成排出连续流股，所述连续流股以大致直线向下移动。所述覆盖区域可以是圆柱形的，其直径基本上等于喷嘴的开口区域的直径。例如，这能够通过采用喷雾角度基本上为0度的喷嘴实现。当采用0度的喷射角时，可以减小和/或消除所述覆盖区域的尺寸对喷嘴相对于表面的高度的依赖性。应当理解的是，也可以采用其他喷雾角度影响所述喷嘴在其上施加介质层的表面上的覆盖区域。所述覆盖区域还受到从开口区域排出的介质的流量和/或喷嘴相对于所述表面的相对取向的影响。表面上施加的介质层的厚度能够取决于连续流股的直径(例如喷嘴直径)、排出介质的流量和/或扫描头在行进方向上移动的速度(例如，重涂速度)。喷嘴的覆盖区域在至少一个行进方向上的路径可以在相同的行进方向上与其他喷嘴的覆盖区域的一个或多个其他路径接壤或至少部分重叠。例如，在至少一个行进方向上看，喷嘴的覆盖的路径可以与其相邻的毗邻喷嘴接壤或与其至少部分重叠。当采用喷雾角度为0度的喷嘴时，被排出的连续流股可以是线形的(例如，圆柱形射流)。在这种情况下，从至少一个行进方向看，也允许喷嘴的开口区域与相邻或毗邻喷嘴接壤或至少部分重叠，也在其上施加连续介质层的表面上(例如，基底)，当在至少一个行进方向上移动时，能够获得均匀的介质分布，因为所述喷嘴的覆盖区域的路径将与所述相邻或毗邻喷嘴的覆盖区域的路径接壤或至少部分重叠。通过部分重叠，能够获得沿着整个覆盖宽度的改进完整覆盖。介质的这种覆盖能够更连续和/或更均匀。

可选的是，从所述多个喷嘴排出的连续流股是锥形的。连续流股的这种锥形能够通过选择喷雾角度而获得。以这种方式，可能不必将所述喷嘴彼此相邻地和/或在至少行进方向上看以重叠的方式进行设置。

可选的是，每个喷嘴阵列具有大致相等数量的喷嘴。

阵列中的喷嘴能够沿着某个方向设置，例如，沿大致直线设置。然而，还设想其他配置。例如，喷嘴阵列能够相对于至少一个行进方向以斜线设置。

可选的是，在至少一个行进方向上，第一阵列的喷嘴的开口区域相对于第二阵列的喷嘴的开口区域至少部分重叠。

可选的是，在至少一个行进方向上，所述多个喷嘴的开口区域覆盖大于或等于所述多个喷嘴阵列的每个阵列的整个长度的整个覆盖宽度。

可选的是，所述多个喷嘴提供介质的连续层，其中重力提供所施加的介质的连续层的表面的最终平坦度。在延迟或等待时间之后，连续施加的介质层上的凸起会由于重力而变平，并且液体介质表面或多或少变得平坦。

可选的是，阵列中的喷嘴以从第一喷嘴的开口区域的中心点到同一阵列中的相邻喷嘴的开口区域的中心点测量的喷嘴间距进行隔开，其中所述间距为1-2，优选1.6-1.8，更加优选1.7-1.75乘喷嘴半径乘所述多个喷嘴阵列的阵列总数。

通过分析、计算和/或经验能够优化间距。能够采用许多不同类型的模型。层厚和/或不均匀性能够从由喷嘴头的多个喷嘴排出的连续流股的覆盖区域的重叠进行测定。

通过最佳地使用喷嘴间距，能够显著减少不均匀性。可选的是，在施加介质层之后，使用预定的等待时间，以获得由于重力导致的更均匀的分布。

可选的是，相邻阵列的喷嘴在至少一个行进方向上以阵列间距偏置，该阵列间距是从穿过所述第一阵列的喷嘴的开口区域的中心点的第一线到穿过第二阵列的喷嘴的开口区域的中心点的第二线进行测量，其中所述阵列间距为喷嘴半径的2-15倍。

可选的是，所述多个喷嘴是离散的喷嘴。

可选的是，喷嘴设置成选择性地分配连续的介质流股，所述喷嘴具有用于排出介质的可调流量。从喷嘴排出的流量可以是可控制的。在一个实施例中，所述多个喷嘴的每一个包括可调节的限制。可选的是，所述多个喷嘴的至少一个子集的开口区域是可调节的。在空间上可以控制介质的供应，这能够显著增强施加连续层的可控性。

所述喷嘴头可以包含与所述多个喷嘴流体连通的正压液体介质，用于发射具有标称流股/流的速率的多个连续液体介质流股。

可选的是，所述多个喷嘴中的至少两个子集配置成提供不同的材料，其中第一子集与包含第一材料的第一储料器流体连通，而所述第二子集与包含第二材料的第二储料器流体连通。这可以使得能够同时打印多种类型的树脂(即，多材料增材制造)。第一储料器例如可以相对于第二储料器分隔开。

可选的是，在施加介质的连续层之前，借助于测量装置测定支撑件和/或物体的已经形成的部分上的介质层的上表面的高度分布，其中基于所确定的高度分布执行连续层的施加，以补偿所测量高度分布的不平坦度和/或不均匀性。

该方法使得能够在大面积内进行精确的介质层沉积，并有可能在空间上调节层厚度(通过在控制回路中实施)。可选的是，补偿通过基于所确定的高度分布计算要施加于支撑件和/或物体的已形成部分上的介质层上的介质分布，来实现。

如果介质(例如，树脂)硬化或固化，则可能会收缩至某种程度。为了产生均匀/均一的层，可以在施加连续层时补偿收缩。以此方式，在介质硬化的位置处，可以沉积更多的介质，这借助于喷嘴头的多个单独喷嘴成为可能。喷嘴沉积的介质量能够得到更好的控制。这种沉积的空间可控性在增材制造或立体光刻中非常有利。

从多个喷嘴排出的介质的低流量对于施加薄的介质层是合乎需要的。然而，在低流量下可能会发生润湿。所述介质能够润湿喷嘴开口区域(即喷嘴出口)附近的周围表面。

可选的是，每个喷嘴都具有围绕其开口区域延伸的边缘壁。润湿是有害的，但能够通过使用喷嘴边缘壁消除或延迟润湿，和/或根据需要以更高的流量暂时开始润湿。

另外或可替代地，所述多个喷嘴可以被疏水涂层包围，从而防止介质可能粘附到其上。因此，按照这种方式能够防止润湿/滴落。

另外或可替代地，从喷嘴头的所述多个喷嘴的开口区域排出的流受到控制，以基本上防止或减小润湿的风险。润湿问题主要发生于用于通过所述多个喷嘴排出介质的启动阶段期间。最初，可以采用更高的流量，然后可以将流量降低回到增材制造过程所需的流量。因为由喷嘴排出的流量较高会导致介质层变厚，因此可以在要施加介质连续层的表面上的感兴趣区域旁边执行此操作。例如，在浴槽/缸旁边或在单独的容器中。

可选的是，喷嘴角度进行调节以改变迎角(angle of attack)并由此改变所产生的冲击力。所述连续流股相对于撞击表面的角度(例如，迎角)可能会对撞击力产生显著影响。因此，以此方式，该角度可以经过选择以便减小冲击力。例如，通过使喷嘴具有在反向上与行进方向成直线的角度，能够减小在流体缸或已经形成的产品上的冲击力或拖曳力。

可选的是，在扫描头的至少一侧安装有防护罩，以保护连续流股在沿至少行进方向运动期间免受空气动力的影响。防护罩可以，例如，设置于多个喷嘴的前面。在一个实例中，在喷嘴头的两侧(例如，沿行进方向看的前部和后部)设置防护罩。

可选的是，通过在至少一个行进方向上进行多次运行(例如，沿着要覆盖的表面来回移动)而提供(单个)连续层，其中在第一运行中，从所述多个喷嘴沿至少一个行进方向排出的连续流股的覆盖区域的路径与具有其间未覆盖区域的其它路径彼此间隔开，其中随后通过执行一个或多个附加运行覆盖所述未覆盖区域，其中在执行所述一个或多个附加运行之前，所述覆盖区域沿横向于行进方向的方向移动，以使所述覆盖区域的路径在所述附加运行期间覆盖至少一部分未覆盖区域。

所述喷嘴头可以构造成提供以使得所述覆盖区域的沿行进方向的路径在它们之间具有间隙的这种方式间隔开的覆盖区域。在覆盖区域的路径之间的间隙中，在初始运行中未施加任何介质。这些间隙通过在连续的附加运行中施加介质层进行覆盖，其中所述覆盖区域在横向于所述行进方向的方向上移动。以这种方式，通过采用多个行程，例如，通过前后移动喷嘴头，能够在整个覆盖宽度上施加所述介质层。为了获得完整覆盖，至少需要运行两次。

在附加连续运行期间，能够相对移动所述覆盖区域，以覆盖之前第一运行未覆盖的区域。一个或多个附加运行能够实施，直到所述未覆盖区域被完全覆盖，从而获得均匀施加的介质层。通过在行进方向上来回移动喷嘴头一次或多次，可以施加单个连续层。一次来回运动可以提供两次运行。在一个实例中，执行多次往复运动直到获得完整(均匀)的覆盖。第二来回运动可以，例如，提供两次附加运行。

在一个实例中，执行以下步骤以施加介质的连续层：

-通过在行进方向(例如，x方向)上相对移动所述喷嘴头而执行初始运行(即，第一次重涂行程)，以沉积具有预定间距的线型图案。

-相对于行进方向横向(例如，y方向)地相对移动喷嘴头。例如，所述喷嘴头能够(相对)以半个间距或更大的间距移动。

-进行额外的运行(即，第二次重涂行程)，以在先前执行首次运行未覆盖的区域中沉积线型图案。以这种方式，可以为所述连续的层获得均匀的介质覆盖。

然后，在重复执行用于施加下一个连续层的上述步骤之前，能够使所述喷嘴头沿行进方向横向地(例如，-y方向)向后移动。

可选的是，两个相邻喷嘴之间的中心到中心的距离为至少2.2mm，更优选至少2.4mm，更加优选至少2.5mm。

有利的是，例如，当开始从所述喷嘴排出介质(树脂)时，能够防止在相邻的喷嘴处所形成的液滴接触。两个相邻喷嘴之间的中心到中心的最小距离可能取决于各种因素，如例如，所用介质的特性(例如，密度，表面张力等)，喷嘴直径。

可选的是，在介质的连续流股排出的初始开始期间提供流动脉冲。

该脉冲可以是开始通过所述喷嘴排出介质的连续流股期间的初始峰值流量(例如脉冲或流速峰值)。在通过所述喷嘴的介质连续流股的排放流中能够包括一个或多个流动脉冲。在一个实例中，在通过所述喷嘴排出的初始开始期间提供单个流动脉冲。

可选的是，在通过喷嘴排出介质的连续流股之前，建立压力从而在初始排出期间获得流速的脉冲。

所建立的压力能够确保直接进入喷射状态(jetting regime)，以防止喷射流彼此相互作用，而导致单独喷射流发散。

在打开泵之前，能够关闭所述喷嘴头供应中的阀门。因此，能够积聚流体压力。通过随后打开阀，产生压力脉冲或流量脉冲(例如峰值流量)，这可能导致形成射流。以这种方式，即使中心到中心的距离相当小，例如，小于2.2mm，也能够获得连续流股。

可选的是，气体在排出的末端被引导通过喷嘴。所述注入的气体可以例如是空气。

可选的是，当介质通过所述喷嘴的排出停止时，通过喷嘴注入气体。有利的是，以这种方式能够基本上防止“润湿”过程，在润湿过程中介质会润湿所述多喷嘴头的喷嘴的开口区域处或附近的周围区域。滴落也可以得到至少部分防止。

这能够通过不同的方式实现。在一个实例中，设置了三通阀，使加压气体注入到所述重涂机中，从而以高流量将介质推出喷嘴，以基本防止最终的滴落和/或润湿。

可选的是，选择以下至少之一以维持通过所述多个喷嘴排出的所述介质的垂直连续流股：在行进方向上的相对运动速度，所述多个喷嘴到支撑件和/或所述物体的已经形成部分的距离，以及通过所述喷嘴的流量。以这种方式，能够防止由于弯曲(由于重新涂覆期间的相对运动所致)所致排出的连续介质流股(参见喷射)破裂，使其不连续。因此，即使选择不同的操作条件(例如，运动速度，射流高度和流量)，也能够沉积连续的树脂薄板。可选的是，上述工作条件通过控制器单元进行控制。

通过所述喷嘴(参见喷射)排出的介质的连续流股在排出时可能会由于表面张力而收缩。因此，所述覆盖区域可以小于所述喷嘴直径。

可选的是，从所述多个喷嘴排出的在至少一个行进方向上的连续流股的覆盖区域的路径在所述覆盖区域的宽度的0-50％的范围内，更优选25％-50％的范围被发生重叠。

在一个实例中，从所述多个喷嘴排出的至少在行进方向上的连续流股的覆盖区域的路径在60-140μm的范围内，更优选80-120μm的范围内重叠。应当理解的是，由于所述覆盖路径宽度取决于各种参数和特性，例如，粘度、流量、扫描速度等，则其他值也是可能的。

可选的是，所述重叠为至少80μm，更优选至少90μm，更加优选至少100μm。通过提供足够的重叠，则能够获得更坚固的薄板沉积。

因此，即使对于在所述至少一个行进方向上的相对运动的更高速度(例如，＞0.5m/s)，也可以获得连续相继的重涂层(recoating layer)。

例如，在单次扫描沉积中可以提供连续的重涂层。然而，可替代地，借助于所述喷嘴头在至少一个行进方向上的多次运行(例如，使用交错(interlacing)，缝合(stitching)等)而沉积连续的重涂层。

根据一个进一步的方面，本发明涉及一种由能够固化的介质逐层形成物体的方法，该方法包括以下步骤：提供盛装该介质的储料器；固化储料器中所述介质上层的预定区域，以获得具有预定形状的物体的固化层；重复执行连续层形成步骤和连续固化步骤以形成所述物体，其中所述连续层形成步骤包括在先前的固化层上方施加介质的连续层，并且所述连续固化步骤包括将所施加的介质连续层进行固化，以获得附着于先前固化层上的连续固化层；其中在所述连续层形成步骤中施加所述连续介质层使用所述喷嘴头进行，其中所述喷嘴头和所述容器中的介质在至少一个行进方向上相对于彼此能够移动；其中所述喷嘴头包括多个喷嘴，所述喷嘴构造成排出每个在其上施加有连续介质层的表面上形成覆盖区域的多个连续非相交介质流股，其中在所述至少一个行进方向，所述连续流股的覆盖区域覆盖了整个覆盖宽度。可选的是，所述多个覆盖区域彼此间隔开并且设置于彼此偏置的多个覆盖区域阵列或行中，所述多个覆盖区域阵列或行至少包括第一覆盖区域阵列和第二覆盖区域阵列，其中第一阵列或行的喷嘴的覆盖区域的路径在至少一个行进方向上至少部分重叠所述第二阵列或行的喷嘴的覆盖区域的路径。

根据一个进一步的方面，本发明涉及一种用于由能够固化的介质逐层形成物体的系统，该系统包括：配置成承载所述介质的支撑件，配置成排出所述介质层的涂覆装置，配置成选择性地固化所述介质的固化装置，和配置成操作所述涂覆装置和固化装置的控制器，以便通过所述涂覆装置在支撑件和/或物体已经形成的部分上反复提供所述介质层，然后在以相同的方式形成连续层之前通过固化装置根据特定图案固化所述介质层的一个或多个预定区域。所述涂覆装置包括用于施加所述介质的连续层的喷嘴头，该喷嘴头包括彼此间隔开的多个喷嘴，每个喷嘴具有开口区域，通过该开口区域能够排出连续的介质流股以在所述支撑件和/或所述物体已形成的部分上的介质层上喷成覆盖区域。所述多个喷嘴经过设置而在施加所述介质层期间提供不相交的连续流股。该系统构造成使所述喷嘴头和支撑件在至少一个行进方向上相对于彼此能够相对移动。所述喷嘴头构造成提供连续流股，以提供在所述喷嘴头的一个或多个行程中在至少一个行进方向上覆盖整个覆盖宽度的覆盖区域。

支撑件可以提供于容纳所述(液体)介质的容器中。然后借助于所述多个排出连续流股的喷嘴在所述固定的支撑件上方产生所述容器中的液体介质层。根据三维物体的设计，通过将所施加的介质层的至少一部分暴露于规定的能量，(例如，使用CAD数据)固化所施加的连续介质层的预选横截面。然后，根据需要，重复包括所述多个喷嘴的所述喷嘴头进行的液体介质层的制造和固化步骤，而形成三维物体。通过将所述连续的介质层分配于所述支撑件上方，部分或全部施加所述介质的每个层。有利的是，通过设置所述喷嘴而获得均匀分布，使整个覆盖宽度在至少一个行进方向上被所述多个所得覆盖区域涵盖。

所述多个喷嘴能够以防止从中排出的连续流股之间的交叉的方式进行设置。从所述喷嘴头通过所述多个喷嘴的开口区域排出的连续流股彼此不接触。当所述喷嘴头相对于其上施加有介质的连续层的表面在至少一个行进方向上相对移动时，能够获得整个覆盖宽度上的完全覆盖。

所述喷嘴头的多个喷嘴可以排出离散的连续流股(或射流)，沿着所述覆盖区域的路径在所述至少一个行进方向上沉积介质层。

能够使用相对运动装置，以使所述喷嘴头和要在其上施加介质的连续层的接收(介质)表面在至少一个行进方向上以处理速度相对于彼此移动以使介质能够使用所述多个喷嘴均匀而均一地施加。

所述喷嘴头的多个喷嘴的开口区域形成不彼此直接接触的出口孔。出口孔被间隔开，然而，所述喷嘴则构造成使得由在至少一个行进方向上的所述多个连续流股形成的覆盖区域构成整个覆盖宽度。

可选的是，所述喷嘴头构造成使得从所述多个喷嘴排出的连续流股的覆盖区域的路径在所述至少一个行进方向至少部分重叠。

所述连续流股的覆盖区域部分重叠或至少彼此相邻，以在所述行进方向上获得所述覆盖宽度内的完全覆盖。以此方式，借助于所述喷嘴头能够施加所述介质的基本连续和/或均匀的连续层。

可选的是，所述喷嘴头的多个喷嘴设置于彼此偏置的多个喷嘴阵列中，所述多个喷嘴阵列至少包括第一喷嘴阵列和第二喷嘴阵列，其中在所述至少一个行进方向上所述第一阵列的喷嘴的连续流股的覆盖区域的路径与所述第二阵列的喷嘴的连续流股的覆盖区域的路径至少部分重叠。

在一个实例中，所述多个喷嘴具有基本为0°的喷射角。然而，也设想了其他喷雾角度。

可选的是，在所述至少一个行进方向上，所述第一阵列的喷嘴的开口区域相对于所述第二阵列的喷嘴的开口区域至少部分重叠。

可选的是，在所述至少一个行进方向上，所述多个喷嘴的开口区域覆盖大于或等于所述多个喷嘴阵列的每个阵列的整个长度的整个覆盖宽度。

通过以预定间距设置所述多个喷嘴，能够确定所述开口区域和/或所述覆盖区域之间的重叠水平。有利的是，能够调节所述间距以优化所述介质的连续施加层的均匀性或平坦度。然而，该参数还取决于其他参数，例如但不限于，喷嘴头和在所述至少一个行进方向上施加有连续层的表面之间的相对运动的速度(参见重涂速度)，喷嘴角度，喷雾角度，喷嘴与表面之间的距离，喷嘴取向，通过喷嘴的开口区域排出的介质流量，开口区域的直径，介质的材料和/或流体特性(例如，粘度)等。

所述多个喷嘴可以分成不同的子集或一起分组于不同的子集中，每个子集提供具有其他特性的介质。能够使用具有不同材料特性或特征(例如颜色)的介质。所述子集中的喷嘴能够共享藉此递送介质的公共通道。

根据一个进一步的方面，本发明涉及一种涂覆器，该涂覆器用于涂覆用于根据本发明的增材制造系统中的介质层，该涂覆器包括喷嘴头，该喷嘴头包括彼此间隔开的多个喷嘴，每个喷嘴具有开口区域，介质的连续流股能够通过该开口区域排出，而在所述支撑件上喷成覆盖区域，所述支撑件和/或所述物体已经形成的部分上的介质层。所述多个喷嘴以此方式进行设置而防止从中排出的连续流股之间的相交。此外，所述喷嘴头在所述至少一个行进方向上相对于所述支撑件能够相对移动。所述喷嘴头构造成通过所述多个喷嘴排出具有覆盖区域的连续流股，所述覆盖区域在所述喷嘴头的一个或多个行程中在所述至少一个行进方向上覆盖整个覆盖宽度。

所述喷嘴头能够在立体光刻方法或系统中用作树脂膜重涂机，所述喷嘴头经过设置而用作分配器，用于施加均匀(连续)介质层。能够使用喷嘴样式的许多变体。

当从所述至少一个行进方向观察时，通过在整个宽度上延伸的覆盖区域能够获得整个覆盖宽度。当从所述至少一个行驶方向观察时，能够限定在两个外部覆盖区域之间的所述宽度。因此，在所述两个外部覆盖区域之间(在所述至少一个行进方向上观察)，能够获得连续/均匀的覆盖。

应当理解的是，以不同的方式能够执行所述喷嘴头与其上施加有所述介质的连续层的表面之间的相对运动。例如，所述喷嘴头能够相对于所述表面移动，或该表面(例如，支撑件，基板，物体，…)能够相对于所述喷嘴头移动。然而，还有可能进行组合，例如，所述喷嘴头和所述表面两者都可以相对于彼此运动，以在所述至少一个行进方向上获得它们之间的相对运动，以均匀地施加所述介质的连续层。

应该理解的是，所述行进方向能够是是单向或双向的。在双向情况下，可以在来回相对运动的两次运行期间施加所述介质。在单向情况下，可以在来回相对运动之一期间施加所述介质。因此，所述行进方向可以包括向前和向后运动，每个完整运动是“行程(run)”或“冲程(stroke)”。

所述行进方向能够看作是所述喷嘴头相对于要施加介质的表面(例如相对于所述支撑件)的相对运动方向。

在一个实例中，所述介质通过每个喷嘴的沉积基本形成线(例如，圆柱形状)。通过允许覆盖区域至少彼此相邻或允许覆盖区域的路径在至少一个行进方向上重叠，通过线(圆柱体)能够覆盖平面或区域。

应当理解的是，在执行固化步骤之前，也能够在彼此之后施加多个连续层。

在一个实例中，紫外光集中于装满所述介质，例如，液态光聚合物的缸的特定区域上。通过由执行预加载的CAD文件的控制器(例如，计算机)控制的UV光聚集，能够一次一层地硬化可固化材料的介质层。所述硬化的介质能够基本上是固体的。

根据一个进一步的方面，本发明涉及通过根据本发明的方法和/或系统获得的三维打印有形物体。从介质的连续光硬化层能够产生完整的三维物体，每个介质层都构成物体的横截面部分。所述多个喷嘴构造成在先前施加的层和/或先前形成的构造结构的顶部上施加新层。

应当理解的是，鉴于该方法而描述的任何方面、特征和选项均等同地适用于该系统以及所描述的涂布机或增材制造喷嘴头。同样应清楚的是，上述方面、特征和选项中的任何一个或多个都能够进行组合。

附图说明

本发明将基于附图中所示的示例性实施方式进一步阐释。这些示例性实施方式通过非限制性图示说明给出。请注意，附图仅是通过非限制性示例给出的本发明实施方式的示意图。

在图中：

图1显示了系统的实施方式的示意图；

图2显示了系统的实施方式的示意图；

图3显示了表面上的覆盖区域的示意图。

图4显示了表面上的覆盖区域的示意图。

图5显示了喷嘴头的实施方式的示意图。

图6显示了沉积层厚度图。

图7显示了连续流股长度相对于介质速度的图。

图8显示了喷嘴头的实施方式的示意图。

图9是具有边缘壁的喷嘴的侧视图。

图10显示了具有路径的覆盖区域的俯视图，

图11显示了具有路径的覆盖区域的俯视图，

图12显示了方法的示意图。

图13显示了喷嘴处的液滴形成。

图14显示了示例性设置的示意图；

图15显示了示例性设置的示意图；

图16图示说明了不同的运行状态(operating regime)；

图17显示了不同的喷嘴设置；

图18显示了用于预测射流的模型；

图19A和图19B图示说明了不同的射流形状；和

图20图示说明了获得连续薄板形成的扫描策略。

具体实施方式

图1显示了构造成用于从能够固化的介质3逐层形成物体的系统1的实施方式的示意图的立体图。所述物体通过在支撑件5和/或所述物体已经形成的部分9上重复提供介质3的层，并随后在以相同方式形成连续层7之前根据特定图案固化介质3的层的一个或多个预定区域，而被逐层构造。介质3的连续层7使用喷嘴头11进行施加，该喷嘴头11包括彼此间隔开的多个喷嘴13。每个喷嘴具有开口区域15，在施加连续层7期间，通过该开口区域15排出介质3的连续流股17，以在支撑件5和/或所述物体已经形成的部分9上的介质层上喷成覆盖区域19。所述多个喷嘴13设置成提供不相交的连续流股17。喷嘴头11和支撑件5在至少一个行进方向A上相对彼此能够相对地运动。在至少一个行进方向上，连续流股17的覆盖区域19覆盖整个覆盖宽度W。在该实施例中，喷嘴头11从右向左移动，以在容器10中的介质3的上表面上施加介质3的连续层。然而，在该实施例中，也可以采用从左到右相反的行进方向，以将介质3的层施加于要施加连续层7的表面3'上。本发明提供了一种施加具有改进的高度分布或平坦度的介质3的连续层7的方法。不需要很长的时间，能够施加介质的更均匀层。

所述物体能够通过选择性地固化与要形成的所述物体分开形成的可固化介质(例如，树脂)的连续膜而进行制作或构造。介质的薄膜7能够形成，并选择性地固化和硬化，而形成预定图案的物体的层9。该介质能够响应于刺激辐射而固化。所述刺激可以通过经受规定的能量而获得。

所述多个喷嘴13进行设置，以能够完全覆盖整个覆盖宽度W，从而能连续和/或均匀施加连续介质层7。所述多个喷嘴13的设置包括：喷嘴样式，喷嘴尺寸，喷嘴取向，喷嘴间距(spacing)(间隔距(pitch)，偏置(offset))。另外，所述排出的介质的流量和/或介质特性还决定是否排出介质的连续流股/射流。可选的是，所述多个喷嘴13包括喷嘴边缘壁。以此方式，能够显著降低润湿或滴落的风险。另外或可替代地，单独供应或限制能够在控制回路中完成多材料施加或实施。

从来自喷嘴13的开口区域15的流体速度和开口区域15的表面积能够确定从喷嘴排出的介质质量流量。层厚度的指示能够基于介质质量流量和喷嘴13相对于要在其上施加连续层7的表面3′的相对速度进行确定。

从喷嘴头11的单个喷嘴13排出的连续流股17可以构造成在要在其上施加介质3的连续层7的表面3′或基底上沉积线。该线对应于连续流股17在表面3'或基底上喷成覆盖区域19的路径，该路径是由于在所述至少一个行进方向A上的相对运动而形成。有利的是，通过所述多个喷嘴13获得的所述多个连续流股17在表面3'或基底上会产生不同的路径线，其中所述路径线重叠或至少彼此接壤，以沿整个覆盖宽度W形成介质3的连续层。所施加的连续层7可能尚未完全均匀分布，因此可以采用附加步骤更进一步提高均匀性。借助于等待时间，在所施加的介质上的重力作用可以进一步减小所施加的介质的连续层7的不均匀性。

此外，合乎需要的是，获得从喷嘴13排出的连续流股17，该连续流股17基本上不会由于喷嘴13或喷嘴头11与介质3的连续层7要施加的表面3'(例如，中间层3，已经硬化的物体层9，基底，支撑件5)之间的相对运动而偏转。然而，如果所有连续流股17以基本相同的角度弯曲，则这可以容许达到一定程度。

环境空气可能会与连续流股17发生碰撞(参见停滞压力，stagnation pressure)，这可能导致连续流股17弯曲并甚至破裂(即，不连续)，这将有损于介质3的连续层7的沉积。可选的是，喷嘴头11相对于其上将要施加介质3的连续层7的表面3'运动，其中护罩(未显示)用于减少环境空气对连续流股17的空气动力学影响。

如果在使用期间将喷嘴头11靠近其上要施加连续介质7的表面3'放置，则从喷嘴13排出的多个连续流股17可能在喷嘴头11与所述表面3'之间的相对运动的方向上，即在行进方向A上偏转。这种偏转能够通过增加喷嘴13和所述表面3'之间的距离而减小。以这种方式，连续流股17可以保持基本笔直，而不会由于所述运动(介质)表面而变形。

在图1的示例性实施方式中，喷嘴头11具有特定的多喷嘴图案。许多可能的喷嘴构造都是可能的。在这种喷嘴构造中，每个喷嘴阵列在所述至少一个行进方向上相对于先前的喷嘴阵列而邻接或重叠，以便能在整个覆盖宽度W上实现完整连续覆盖。由于这种重叠，当所述多个喷嘴和其上要施加介质3的连续层7的表面3′相对于彼此进行相对运动时，多个连续流股能够形成连续且基本均匀的连续层。通过采用阵列中喷嘴之间的最佳中心至中心间距，能有效最小化不均匀或不平坦度。在一个实施例中，对于具有基本上为0度的喷雾角度的喷嘴，间距约喷嘴半径的1.5-1.9倍乘以多个喷嘴阵列的阵列总数，对于施加介质3的连续均匀连续层7已经证明是有利的。应当理解的是，根据需要能够改变喷嘴的间距和/或喷嘴的直径以调节所得的层厚度曲线。在一个实施例中，两个阵列之间的间距(即，偏置)选择为所述喷嘴直径的3-5倍，以防止这些流股(参见射流)被喷嘴头和/或其上施加连续层的表面的运动而弯曲时从所述多个喷嘴中排出的连续流股发生碰撞。应当理解的是，能够选择其他间距距离。应该理解的是，所述喷嘴可以具有其他构造，只要由多个离散的不相交的连续流股提供的覆盖区域覆盖整个覆盖宽度即可。

应当理解的是，从多个喷嘴排出的连续流股的角度能够进行调节，以减小由连续流股冲击于其上施加介质的表面上产生的力。

图2显示了系统1的实施方式的示意图的侧视图。系统1能够在立体光刻中用于生产三维物体、部件、结构、制品。通过连续地固化多个薄介质层，系统1能够用于自动构建复杂的三维物体。流体样介质3能够通过暴露于合适的刺激而固化。连续施加的介质层7根据预定图案在彼此的顶部固化/硬化，直到创建所有薄层以形成整个三维物体。在一个实施例中，流体介质3是通过暴露于紫外(UV)辐射能够聚合和固化的液态光聚合物树脂。每个聚合的介质层形成所需的三维物体的薄截面。也能够使用其他类型的材料。许多变体都是可能的。

例如，作为介质3的聚合物通过UV光能够固化，其中使用合理可获得的UV光，固化速度足够快。紫外激光器21进行设置而产生以预定图案横跨介质表面移动的UV的小强度点。系统1由计算机(未显示)控制，并能够制造精确的复杂图案。

系统1还包括用于涂覆介质3的层的涂覆器23，该涂覆器23包括喷嘴头11，该喷嘴头11包括彼此间隔开的多个喷嘴13(未显示)，每个喷嘴13具有开口区域。通过该开口区域介质3的连续流股17能够排放出，而在支撑件5上喷成覆盖区域19，支撑件和/或物体的已经形成的部分上的介质层。所述多个喷嘴13以这种方式设置而防止从其中排出的连续流股17之间产生相交。喷嘴头11能够相对于支撑件5在至少一个行进方向A上相对移动。喷嘴头11构造成通过所述多个喷嘴13排出具有在所述至少一个行进方向A上覆盖整个覆盖宽度W的覆盖区域19的连续流股17。所述支撑件能够在垂直方向上移动。借助于喷嘴头11，能够选择性地将薄的基本上厚度均匀的体积的介质(例如，液态树脂)施加于表面上。

图3显示了在其上施加了介质3的连续层7的表面3′上的覆盖区域19的示意图的俯视图。在图3中的(a)-(c)中，在所示的实施方式中，覆盖区域19的形状基本上是圆形的，然而，其他形状也是可能的。许多形状变体是可能的。

每个所述多个喷嘴13可以构造成沿着连续线沉积介质的连续路径。取决于所述至少一个行驶方向A，该路径可以是直的或弯曲的。

从多个喷嘴13喷射出的单独连续流股17被充分地分隔开，以便即使在沿所述至少一个行进方向A的相对运动中防止它们之间的相交或接触。而且至其上施加介质的连续层的表面的距离(即，连续流股的长度)经过选择以获得不断裂的连续流股17。

连续流股19的覆盖区域在至少一个行进方向A上覆盖整个覆盖宽度W。此外，在所述至少一个行进方向上从多个喷嘴13排出的连续流股17的覆盖区域19的路径至少部分重叠。从至少一个行进方向看，形成了重叠区域25。由于邻接覆盖区域的路径之间的重叠，当施加连续层7时，能够获得介质3的更均匀分布。

在图3中的(a)中，喷嘴头11包括多个喷嘴13，这些喷嘴构造成在使用期间提供彼此偏置的多个覆盖区域19阵列27a、27b。所述多个覆盖区域19阵列27a、27b设置于至少第一覆盖区域19阵列27a和第二覆盖区域19阵列27b中，其中在至少一个行进方向A上，形成第一阵列的喷嘴的连续流股17的覆盖区域19的路径相对于第二阵列的喷嘴的连续流股17的覆盖区域27b的路径至少部分重叠。

紧接双行构造，如图3中的(a)中所示，也能够采用其他覆盖区域19的构造。图3中的(b)的示例性实施方式显示了在所述行进方向A上能够相对运动的V-形覆盖区域19的图案。所述多个覆盖区域覆盖整个覆盖宽度，并且还包括沿所述行进方向A观察到的重叠区域25。因此，覆盖区域19的路径将重叠，这能够导致使用所述多个喷嘴13的连续层7的基本均匀施加。

在图3中的(c)的示例性实施方式中，显示了三行构造。随后的阵列中的覆盖区域19经过迁移而使部分重叠的区域25形成。在所述至少一个行进方向A上，连续流股17的覆盖区域19覆盖整个覆盖宽度W，并且在所述至少一个行进方向A上从所述多个喷嘴13排出的连续流股17的覆盖区域19的路径沿所述重叠区域25至少部分重叠。

阵列中覆盖区域的间距距离能够等于D*N*(0.5至1)，其中D是覆盖区域的直径，N是喷嘴头的阵列/行的总数，而(0.5至1)是一个范围。喷嘴头的所述多个喷嘴阵列可以在所述至少一个行进方向上彼此间隔开。单个阵列中的所述多个喷嘴可以在所述至少一个行进方向的横向方向上以一定间距间隔开。以这种方式，能够获得喷嘴矩阵。可选的是，所述喷嘴阵列在所述至少一个行进方向的横向方向上彼此移位。对于覆盖区域，能够获得类似的构造。应当理解的是，能够使用其他构造，例如，不使用直线行的阵列。

在一个实施例中，对于列中的每个单独喷嘴，采用了0.5-1倍所述直径的重叠。第一列的第一喷嘴与下一列的第一喷嘴之间的距离能够为N*D*[0.5至1]，其中N是喷嘴头的阵列总数(在所述至少一个行进方向上彼此偏置)。

在至少一个行进方向上的阵列之间的距离能够进行选择以防止连续流股在沿着所述至少一个行进方向(即，运动方向)上运动期间彼此移动。在一个实施例中，所述距离选择为大于1.5*D，更优选大于2*D，更加优选大于3*D。例如，所述阵列可以在所述至少一个行进方向上以4*D的距离间隔开。其他范围/值也能够设想。

图4显示了在其上施加了介质3的连续层7的表面3’上喷成覆盖区域19的示意图的顶视图。在该实施例中，覆盖区域19没有重叠区域。以此方式，在所述至少一个行进方向A上所述覆盖区域的路径是不重叠的。然而，覆盖区域19的构造以这样的方式进行选择，即使所述路径在至少一个行进方向A上彼此相邻。按照这种方式，连续流股17的覆盖区域19覆盖整个覆盖宽度W，且介质3能够沿整个覆盖宽度W连续排出。

在该实施例中，覆盖区域19构造包括四个阵列或行，27a、27b、27c、27d。应当理解的是，不同数量的阵列或行都可以使用。

图5显示了喷嘴头11的实施方式的示意图的仰视图。多个喷嘴13设置于喷嘴头11上，形成当在所述至少一个行进方向A上相对其上要施加连续层7的所述表面3′相对地运动时用于沉积介质3的连续层的图案。喷嘴头11包括彼此偏置的多个喷嘴阵列29a、29b、29c、29d。所述多个喷嘴列29a、29b、29c、29d经过设置而使得在所述至少一个行进方向上，所述喷嘴阵列的喷嘴13的开口区域15彼此相邻或部分重叠。阵列29a、29b、29c、29d中的喷嘴13以从第一喷嘴13a的开口区域的中心点到同一阵列中的相邻喷嘴13b的开口区域的中心点测量的喷嘴间距dy间隔开。该间距能够进行选择，以便改善介质3的连续层7的均匀而均一施加。此外，相邻阵列的喷嘴13在所述至少一个行进方向A上以阵列间距o偏置，所述阵列间距从穿过第一阵列的喷嘴的开口区域的中心点的第一线到穿过第二阵列的喷嘴的开口区域的中心点的第二线进行测量。阵列间距o能够进行选择，以便避免扫描头11相对于其上施加连续层7的表面3′的连续流股相对运动之间的相交或接触。在一个实施例中，所述喷嘴头11的多个喷嘴13经过设置而选择性地分配介质3的连续流股，所述喷嘴具有用于排出所述介质的可调节流量。通过添加单独的可调节限制(每个喷嘴的微流体阀或加热元件)能够调节每个喷嘴13的流量。

从单独的储料器能够供给各组或单独喷嘴，以能够进行多材料重涂。例如，所述多个喷嘴13的至少两个子集能够构造成提供不同的材料，其中第一子集与盛装第一材料的第一储料器流体连通，而第二子集与盛装第二材料的第二储料器流体连通。

在一个实施例中，可以采用控制回路，其中借助于感测装置检查连续施加的介质层的厚度。首先，测量上层或表面的高度曲线，然后使用喷嘴头11施加介质。所述高度曲线能够与所需的高度曲线进行比较，并且通过所述喷嘴头11的多个喷嘴13排出介质能够进行选择或调节，以补偿所测得的高度曲线与所需的高度曲线之间的差异。

所述喷嘴的开口区域15构成喷嘴孔口或喷嘴出口。图5中所示的扫描头11的所述多个喷嘴13中的每一个还包括在其开口区域15周围延伸的边缘壁31。所述喷嘴边缘壁31可以在开口区域15周围延伸，以防止喷嘴13周围发生润湿，这能够潜在地导致液滴的形成。从喷嘴的开口区域排出的流量较低时，润湿变成主要问题。在该实施例中，所述喷嘴边缘壁31是圆柱形的。

喷嘴头11的多个喷嘴13可以设置于平板33中。所述多个喷嘴13的边缘壁31可以相对于所述板33延伸出，以防止所述板的润湿。为了防止在其上形成介质滴，优选要防止该板的润湿，这种介质滴能够落回到其上施加连续介质层的表面上，这对于所施加的连续层7的均匀性或平坦度可能是有害的。喷嘴边缘壁31能够有效防止从开口区域15排出的连续流股17进一步生长(这可能导致形成介质3的液滴)。

另外或可替代地，所述平板33可以具有疏水涂层，以防止介质可能粘附于其上。

喷嘴头11的这种喷嘴设置能够用于通过立体光刻法产生三维物体，其中，首先，借助于所述多个喷嘴，将介质3的薄层施加到先前的层(液体或先前固化的)上。所述介质薄层可以是在暴露于刺激(例如，UV辐射)时能够固化的液态可聚合树脂。随后，通过将所述至少一个部分暴露于刺激下通过至少部分固化所述介质的最后施加层(即，上层)的至少一个所选定的部分，能够形成所述物体的下一层。所述至少一个部分对应于所述物体的给定点处的横截面形状。

在一个实施例中，所述喷嘴阵列间隔开1000-10000微米(即，喷嘴阵列间距)。喷嘴的开口区域的直径可以，例如，处于250-450微米的范围内。

图6显示了沉积层厚度图。相邻喷嘴之间的最佳间距可以进行选择，以提高所施加的连续介质层的均匀性。在图6中的(a)中，显示了在所述至少一个行进方向上具有重叠路径的覆盖区域的层厚度的曲线图。在该实施例中，相邻覆盖区域的路径具有覆盖区域半径(如果喷雾角度为0度，则为开口区域)的半径的1.73倍乘以所述多个喷嘴阵列的阵列总数的重叠。第一覆盖区域导致第一介质分布35a，而第二相邻覆盖区域导致第二介质分布35b。在第一介质分布35a和第二介质分布35b之间存在重叠区域37。在图6中的(b)中图示说明了所得的层厚度曲线图(在所述行进方向上两个覆盖区域路径的贡献之和)。基本均匀的层厚度曲线被获得。在该实施例中，最佳间距取决于各工艺变量，例如但不限于，开口区域半径，喷雾角度，喷嘴角度，喷嘴取向，介质的流体特性等。介质的所施加的连续层随后能够通过暴露于协同辐射进行硬化/固化而形成正构建部件的固态或硬化层。

图7显示了连续流股长度相对于介质速度的曲线图，其提供了介质沉积稳定性的指示。在所述多个喷嘴13每一个的下游，能够产生稳定的流体圆形连续流股17，其与要在其上施加连续层的表面3′(例如，介质浴或约束表面)接触。介质3的所沉积的连续层7的层厚度能够通过流量与扫描速度(即，所述多个喷嘴13在所述至少一个行进方向A上的速度)之比进行控制。有利的是，所述多个喷嘴13能够构造成使得所述工作距离，即喷嘴开口区域15(即，出口孔口)与其上施加介质3的连续层7的表面3'之间的距离小于临界断裂长度(critical break up length)。正如图7中的曲线图所示，实验已经表明，对于某些介质排出流量，能够获得稳定的连续流股17。例如，对于约360微米的喷嘴直径，能够为可接受的介质速度获得至少10mm的稳定射流长度。依据介质速度，对于高粘性液体，更容易获得该长度，这对于具有薄介质层是合乎需要的。

对于不同类型的树脂(即，介质)，显示了作为介质流速(水平轴)函数的连续流股长度(垂直轴)。不同的树脂具有不同的粘度。通过使用高粘度的树脂，有可能以较低的流速获得连续流股17。图中的线更陡，是指更高的介质流速意味着显著更长的连续流股长度。以这种方式，从所述多个喷嘴13排出的介质速度能够进行选择，以确保所述连续流股稳定并且至少直到与在其上施加介质3的连续层7的表面3'接触之前不会断裂。

图8显示了喷嘴头11的示例性实施方式的示意图的立体图。在图8中的(a)中，所述喷嘴头11是包括所述多个喷嘴13的介质排出/喷射一体装置，所述多个喷嘴13可以是独立的喷嘴。所述喷嘴头11可以形成一体的整体结构。所述喷嘴头还可以包括其他特征，如激光作为固化装置。以这种方式，能够获得立体光刻系统的更紧凑设计。在图8中的(b)中，所述喷嘴头11由，例如，通过固定装置保持至一起的多个离散喷嘴13构成。在图8中的(a)和(b)的实施方式的喷嘴头中，在所述至少一个行进方向A上，所述连续流股17的覆盖区域19覆盖整个覆盖宽度W。另外，在所述至少一个行进方向A上从所述多个喷嘴13排出的所述连续流股17覆盖区域19的路径彼此相邻或至少部分重叠。以此方式，能够获得介质3的连续层7的基本均匀或均一的分布。

图9显示了具有针对从所述喷嘴13排出的介质的两个不同流速的边缘壁31的喷嘴13的侧视图。所述边缘壁31可以具有各种形状。例如，所述边缘壁31也可以由凸起形成。也可以采用其他形状(例如，锐边缘)。边缘壁31可以进一步与疏水涂层组合。

图10显示了具有路径35的覆盖区域19的俯视图。覆盖区域19的路径通过在行进方向A上覆盖区域的相对运动而获得。在该实施例中，显示了三行构造。随后的阵列中的覆盖区域19经过移位而使得部分重叠区域25形成。在所述至少一个行进方向A上，所述连续流股17的覆盖区域19覆盖整个覆盖宽度W，并且在所述至少一个行进方向A上从所述多个喷嘴13排出的连续流股17的覆盖区域19的路径沿着所述重叠区域25至少部分重叠。在所示的实施例中，覆盖区域19和其上施加所述介质的表面在方向X上相对运动，从而导致其各自部分重叠的路径35。以这种方式，通过实施沿X方向的单个冲程或运行，能够获得完整覆盖。

图11显示了覆盖区域19在不同的时间步长下沿行进方向相对运动而形成路径35的俯视图。在该实施例中，在行进方向上看，覆盖区域19没有重叠。连续层通过在所述至少一个行进方向A上执行多次运行(分别参见图11中的(a)-(c))而提供。图11中的(a)显示了第一运行，其中在至少一个行进方向A上从所述多个喷嘴13排出的连续流股的覆盖区域19的路径35彼此间隔开，而其间有未覆盖区域37。随后通过执行一个或多个附加运行而覆盖所述未覆盖区域37(参见图11中的(b)，(c))，其中在执行一个或多个附加运行之前，覆盖区域19在所述行进方向Y的横向方向上位移，从而使所述覆盖区域19的路径35在所述附加运行期间覆盖至少一部分所述未覆盖区域37。

因此，在所述附加的连续运行期间，所述覆盖区域能够相对移动，以便完全覆盖第一运行的先前未覆盖区域37。以此方式，能够获得均匀的介质施加层。在所示的实施例中，在初始运行期间，沉积具有预定间距的线图案。所述多个覆盖区域横向于所述行进方向(Y-方向)相对移动。在该实施例中，所述喷嘴头移位了半个间距。然而，也能够执行其他移位。接着，如图11中的(b)所示，执行附加的运行，即第二重涂冲程，以在先前通过执行初始运行而未被覆盖的区域37至少部分区域中沉积线图案。在一个进一步的附加运行中，即第三次重涂冲程中，沉积所述线图案以覆盖整个覆盖宽度W。然后，在重复执行上述步骤以施加下一个连续层之前，能够将所述喷嘴头移回所述行进方向的横向(例如，-Y方向)。

图12显示了用于由能够固化的介质逐层形成物体的方法1000的示意图。在第一步骤1001中，通过在支撑件和/或所述物体已经形成的部分上重复提供介质层而逐层构建所述物体。在第二步骤1002中，随后在以相同方式形成连续层之前，根据特定图案固化所述介质层的一个或多个预定区域。重复执行这些步骤，以逐层形成具有所需几何结构的所述物体。此外，使用包括多个彼此间隔开的喷嘴的喷嘴头施加所述介质的连续层。每个喷嘴具有开口区域，在连续层的施加期间，通过该开口区域排出连续介质流股，以在所述支撑件和/或所述物体已经形成的部分上的介质层上喷成覆盖区域，其中所述多个喷嘴进行设置而提供不相交的连续流股。所述喷嘴头和所述支撑件在所述至少一个行进方向上相对于彼此进行相对移动，并且在所述至少一个行进方向上，所述连续流股的覆盖区域覆盖整个覆盖宽度。

沿着所述至少一个行进方向由喷嘴提供的连续流股的覆盖区域的路径能够被视为连续介质递送路径，其与所述喷嘴头的其他喷嘴的其他连续介质递送路径一起施加均匀的介质层。该方法能够以有利的高度分布或均匀性无接触地沉积高粘度树脂。

所述介质可以具有能够通过提供曝光而硬化的光敏组合物。根据本发明的方法和系统能够用于生产高科技市场、航天市场、医疗和牙科行业、电子工业等的物体。

图13显示了喷嘴处的液滴形成。为了防止在喷嘴处形成的液滴40彼此接触，例如，在开始重涂过程之时，能够在相邻喷嘴之间选择最小的中心至中心距离。

应当理解的是，最小距离可以取决于各种因素，如例如喷嘴的设置，重涂器的构造，用于重涂的树脂，喷嘴直径，树脂的密度和表面张力等。在一个实施方式中，所述最小中心至中心距离为至少1.8mm，更优选至少2mm，更加优选至少2.2mm。

各种喷嘴中心至中心距离能够进行选择，以防止在喷嘴处形成的液滴40彼此接触。然而，在许多实际情况下，当最小喷嘴中心至中心距离≥2.5mm时，这能够得以保证。所述流体的重量能够通过表面张力进行平衡：

σ＝33mN/m

d外部-喷嘴＝760μm

d液滴＝2.407mm(理论值)

d液滴～2.2mm(实验值)

以上为示例性实施例给出了为了防止液滴在喷嘴处接触的两个相邻喷嘴的最小中心至中心距离的指示。

图14显示了示例性设置的示意图。在一个实施方式中，该装置能够构造成产生通过喷嘴的包括流动脉冲的排出流。该流动脉冲能够在连续介质流股排出的初始开始期间提供。在通过喷嘴排出连续介质流股开始期间，该脉冲可能导致流速达到峰值。

在一个实施例中，在通过喷嘴排出介质连续流股之前，构建压力以便在初始排出期间获得流动速度的脉冲。当开始通过所述喷嘴排出树脂时，能够获得初始峰值流量。以这种方式，能够获得有利的排出启动方法。

即使所述中心至中心距离相当小，例如，小于2.2mm，仍能够通过在打开泵之前关闭供应喷嘴头的阀门而产生射流。由于关闭所述阀门，会累积流体压力。通过随后打开所述阀，产生压力脉冲或流量脉冲，瞬间产生喷射流。

累积压力能够确保直接进入喷射状态，而防止所述喷射流彼此相互作用而导致单独喷射流发散。在图14中，P阀是所述阀的树脂入口处的压力，Pa是环境压力，R1是从所述阀到喷嘴的液压阻力，而R2是在喷嘴处的液压阻力。

图15显示了示例性装置的示意图。该装置能够进行构造，使得在通过喷嘴排出介质流股停止时，将空气注入所述喷嘴头中以防止所述喷嘴头润湿。

通过在排出周期结束时引导空气通过所述喷嘴，能够以有利的方式停止所述介质的排出。这能够以各种方式执行。例如，三通阀能够用于将压缩空气注入到重涂机中，以高流量将所述树脂从中推出，以防止整个重涂机表面的最终成滴和润湿。在图15中，P1是所述阀的空气进口的压力，Pa是环境压力，R1是从所述阀到喷嘴的液压阻力，R2是所述喷嘴处的液压阻力。

图16图示说明了不同的运行状态。为了沉积连续的树脂薄板，期望防止射流弯曲。由于所述弯曲，排出的连续树脂流股可能破裂，而使其不连续。至少所述射流高度、流量和基底速度会影响射流弯曲，请参见图16中描述的曲线图。对于示例性实施方式，如果所述高度和流量足够大(例如，每个喷嘴1.5mL/min，并且高度为60mm)，则对于宽范围的基底速度可以防止射流弯曲。

图17中的(a)和图17中的(b)显示了两个示例性喷嘴的设置。为了以高基底速度(例如＞0.5m/s)获得连续薄板，所述重涂机可以进行构造以使沉积的线充分重叠。因为所述射流在下落时趋于收缩，由于表面张力，所沉积的线的宽度能够小于喷嘴直径。例如，采用360μm的喷嘴，1.5mL/min的流量和60mm的高度，所沉积的线的宽度可以为约200μm(参见，例如，图19A和图19B所示的实验结果)。对于坚固的薄板沉积，所述沉积的线可以具有，例如，约100μm的重叠。然而，其他值也可能用于所述粘性弯月形(menisci)之间的立即凝合。例如，所建议的重叠优选可以处于80-120μm的范围内。

在具有100μm重叠的实施例中，为了满足所述重叠和喷嘴中心至中心距离的要求的所需倾斜角为2.30，并且最后每列需要25个喷嘴以沿着所述基底的宽度方向形成连续薄板。

在图17中的(a)中，所述重叠为311μm。在沉积时提供了111μm的间隙(参见无重叠)。在图17中的(b)中，所述重叠为100μm。在沉积时未提供间隙(参见立即重叠)。

图18显示了用于预测下游位置处的射流的形状/直径的模型。该模型允许计算从喷嘴排出的射流的形状。因此，该模型能够用于设计和/或构造所述重涂机。

图19A和图19B图示说明了不同的射流形状。图19A图示说明了采用固定流量1.5mL/min时粘度对射流形状的影响。图19B显示了采用固定粘度1.827Pa·s时流量对射流形状的影响。在图19A和图19B的两个曲线图中，相对于径向距离a(z)绘制轴向距离(z)。根据模型和实验结果，获得了令人满意的一致性。流量对射流直径的影响比粘度更突出。因此，正验证的模型能够用于估算下游位置的射流直径。所示结果表明，射流由于重力而向下移动时会径向收缩。

图20图示说明了使用不同的示例性方法获得连续薄板形成的扫描策略。在图20中的(a)中，采用包括第一扫描和第二扫描的隔行扫描(interlacing)，其中在第一扫描和第二扫描之间，所述重涂器在y方向上移位距离b。在图20中的(b)中，采用包括第一扫描和第二扫描的双扫描缝合(stitching)，其中在第一扫描和第二扫描之间，所述重涂器沿y方向移动距离a。在图20中的(c)中，显示了包括用于形成连续相继介质材料薄板的单次扫描的单次扫描沉积。

所沉积的连续薄板的厚度曲线能够取决于所述重涂机的速度。

正如本文在说明书和权利要求书中所用，包括在实施例中所用，并且除非另有明确说明，否则所有数字可以被读作好像由单词“约”或“近似地”开头，即使该术语没有明确出现。当描述幅度和/或位置时，可以使用短语“约”或“大约”表示所描述的值和/或位置处于这些值和/或位置的合理预期范围内。例如，数字值可以具有所陈述的值(或值的范围)的+/-0.1％，所陈述的值(或值的范围)的+/-1％，所陈述值(或值的范围)的+/-2％，所陈述值(或值的范围)的+/-5％，所陈述值(或值的范围)的+/-10％等的值。本文列举的任何数值范围旨在包括其中包含的所有子范围。

尽管本文可以使用术语“第一”和“第二”描述各种特征/要素，但除非上下文另外指出，否则这些特征/要素不应该受这些术语的限制。这些术语可以用于将一个特征/要素与另一特征/要素区分开。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，以下讨论的第一特征/要素可以称为第二特征/要素，并且类似地，以下讨论的第二特征/要素可以称为第一特征/要素。

为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语，如“在…之下”、“低于”、“下方”、“上方”、“上部”等，以描述一个要素或特征与另一个要素或特征的关系，如图中所示。应该理解的是，除了附图中描绘的取向之外，空间相对术语还旨在涵盖所述设备在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置是倒置的，则描述为在其他元件或特征“在…之下”或“之下”的元件将定向为在其他元件或特征“之上”。因此，示例性术语“在...之下”能够涵盖“在...上方”和“在...下方”两个方位。设备可以以其他方式定向(旋转90度或其他取向)，并据此解释此处使用的空间相对描述语。类似地，除非另外特别指出，否则在本文中仅出于解释的目的而使用所述术语“向上”、“向下”、“垂直”、“水平”等。

当特征或要素在本文中被称为在另一特征或要素“之上”时，它能够直接在另一特征或要素上，或也能够存在中间特征和/或要素。相反，当特征或要素被称为“直接在”另一特征或要素“上”时，则不存在中间的特征或要素。还应该理解的是，当特征或要素被称为“连接”、“附接”或“耦接”到另一特征或要素时，它能够直接连接、附接或耦接至另一特征或要素或可能存在中间特征或要素。相反，当特征或要素称为“直接连接”、“直接附接”或“直接耦接”至另一特征或要素时，则不存在中间特征或要素。尽管关于一个实施方式进行了描述或显示，但如此描述或显示的特征和要素能够适用于其他实施方式。本领域的技术人员还将理解的是，提及与另一特征“相邻”设置的结构或特征可以具有与相邻特征重叠或位于其附近(underlie)的部分。

应该理解的是，该方法可以包括计算机实现的步骤。所有上述步骤可以是计算机实现的步骤。实施方式可以包括计算机设备，其中过程在计算机设备中执行。本发明还拓展到适于将本发明付诸实践的计算机程序，特别是载体上或内的计算机程序。该程序可以是源代码或目标代码的形式，或是适合用于实现根据本发明的工艺方法的任何其他形式。所述载体可以是能够承载所述程序的任何实体或设备。例如，所述载体可以包括存储介质，如ROM，例如，半导体ROM或硬盘。此外，载体可以是可传输的载体，如电或光信号，其可以通过电缆或光缆或通过无线电或其他方式，例如，经由互联网或云进行传送。

一些实施方式可以，例如，使用机器或有形计算机可读介质或制品进行实现，该机器或有形的计算机可读介质或制品可以存储指令或一组指令，如果该指令或指令集由机器执行，则可以使该机器执行根据该实施方式的方法和/或操作。

各个实施方式可以使用硬件元件、软件元件或两者的组合实现。硬件要素的实例可以包括处理器、微处理器、电路、应用专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备(PLD)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、逻辑门、寄存器、半导体设备、微芯片、芯片组等。软件的实例可以包括软件组件、程序、应用、计算机程序、应用程序、系统程序、机器程序、操作系统软件、移动应用、中间件、固件、软件模块、例程、子例程、功能、计算机实现方法、工序、软件接口、应用程序接口(API)、方法、指令集、计算代码、计算机代码等。

本文中，参考本发明的实施方式的特定实施例描述了本发明。然而，显而易见的是，在不脱离本发明的实质的情况下，可以在其中进行各种修改、变型、替代和改变。为了清楚和简明的目的，本文中将特征描述为相同或分开的实施方式的部分，然而，将具有在这些分开的实施方式中描述的所有或一些特征的组合的替代实施方式都设想并理解为落入权利要求书所概述的本发明的框架内。因此，说明书、附图和实施例应该认为是说明性的而非限制性的。本发明旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有替代、修改和变化。此外，所描述的许多要素是功能实体，可以以任何适当的组合和位置将其实现为离散或分布式组件或与其他组件结合。

在权利要求书中，放在括号之间的任何参考标记都不应该解释为对权利要求的限制。“包括”一词并不排除存在权利要求中所列特征或步骤以外的其他特征或步骤。此外，“一种”和“一个”一词不应解释为限于“仅一个”，而是用来表示“至少一个”，并且不排除多个。在互不相同的权利要求中记载某些措施的仅有事实并不表示不能将这些措施的组合用于优点。

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