CN1057723A - 从光成型前体物片材制作三维物件的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种成像方法和装置能从物件的多个横截面部 分产生一个整体三维物件。这些横截面部分对应于 一种可光硬化液体组合物的邻接光成型前体物片材 的光硬化部分。

Description

本发明涉及从物件的许多横截面部分制作整体三维物件的方法和设备。这些横截面部分对应于一种可光硬化液体组合物的各邻接光成形前体物片材的光硬化部分。
已经有人提出很多利用光硬化生产三维仿型的系统。Scltex  Corporation  Ltd.1987年6月5日提交的欧洲专利申请No.250，121公开了一种利用可固化液体的三维仿型设备，并提供了有关这一技术的很好的文献总结。1986年3月11日公布的C.W.Hull美国专利No.4，575，330描述了一种通过在流体介质的选定表面上创造所要成形的物体的横截面图样产生三维物件的系统，该流体介质能对照射辐射、粒子轰击或化学反应所产生的适当协同激励做出响应而改变其物理状态。代表该物件各相继邻接横截面的各相继邻接层是自动形成并累积成一个整体，提供该预期物件的逐步分层积累，从而在成形过程中从该流体介质的一个基本上平的表面形成并堆积起一个三维物件。1988年6月21日公布的E.V.Fudlm美国专利4，752，498描述了一种改进的三维物件成形方法，该方法包括使有效量的光聚合物固化辐射透过一种与未固化液体光聚合物接触的辐射透射材料照射该未固化液体光聚合物。这种透射材料是一种使照射表面能进一步交联以便当下一层形成时能与之粘结的材料。使用这种方法，能制作多层物件。1989年1月31日公布的Fudlm的另一项美国专利4，801，477提到一种光导向部件，它可由含有铜、氧或其它可抑制光聚合物交联的成分的材料制成。
Hideo  Kodama（Rev.Scl.Instrum，52（11），1770-1773，1981年11月）所著题为“用光硬化聚合物自动制作三维塑料仿型的方法”的论文描述了一种自动制作三维塑料仿型的方法。这种固体仿型的制作是：让液体光硬化聚合物对紫外线曝光，并将各横截面固化层叠在一起。Alan  J  Herbert所著题为“固体物件生成”的论文（Journal  of  Applled  Photographic  Englneerlng，8（4），185-188，1982年8月）描述了一种能产生固体或三维物件复制品的设备，很像一台复印机能对二维物件执行同样的任务一样。这台设备能根据贮存在计算机存贮器中的信息用光聚合物产生简单的三维物件。A.J.Herbert最近发表的一篇题为“三维固体物件生成综述”的文章（Journal  of  Imaglng  Technology  15：186-190（1989）也对各种不同方法做了很好的总结。
这些方法多数涉及利用顺序照射想要固化的区域或体积，逐步生成三维物件的各固体部分。人们介绍了各种掩蔽技术以及直接激光写入法的利用，即：用一个激光束按照预期图样使可光硬化组合物曝光，逐层建造一个三维仿型。除了各种曝光技术外，也介绍了若干种产生薄液层的方法，使得既能在一开始涂布一个平台，也能涂布以前曝光固化的相继各层。
然而，上面提到的涂布方法既不能保证平整均匀的层厚，也不能保证迅速产生这样的涂层，它们也不能有效地防止在相继的涂布过程中对以前形成的涂层造成损害或失真，而且它们只能涂布较好为低粘度的液体配方。此外，它们也没有认识到在这种涂布工艺中所涉及的非常重要的参数，如在薄液层形成期间同时存在固体区和液体区的效应，流体流动和该流体流变学特征的影响，薄的光硬化层易因涂布期间的流体流动而变得失真的趋势，以及诸如氢键这样的弱力和诸如机械粘结与真空或压差力这样一些相当强的力对这些薄层及对正在成形的部分的影响。
例如，Hull专利描述一种浸涂工艺，该工艺是将一个平台浸没于一个容器中一层距离以下，然后提升至该可光硬化液体表面一层厚度以内。Hull进一步建议较好采用低粘度液体，但由于其它实际原因，该可光硬化液体一般是高粘度液体。该平台和在该液体内有悬臂或梁的区域（在Z方向上没有被以前的层段支撑）的部分的移动，会造成各层中的偏转，致使成品部件精度不足。此外，这种方法也是相当慢的。
1959年12月25日公布的O.J.Munz美国专利No.2，775，758和Scltex的申请描述了借助于泵或类似设备把可光硬化液体引入一容器中，使得能在以前的曝光层上以一层厚度形成新的液体水平面的方法。这样的方法，除了减少涂布期间各层的偏转外，具有上述Hull方法的缺点。
所公布的Fudim专利描述了利用一种透射材料把光聚合物液体表面固定成预期形状（假定是平的），通过它使具有预期厚度的光聚合物固化。这种透射材料通常是刚性的，而且或者是涂上去的，或者对固化的光聚合物本来就没有粘性。Fudlm所描述的这些方法没有解决使这样一种透射材料与紧密接触该透射材料表面形成的光聚合物分离方面固有的问题。虽然适合的涂层或固有适合的薄膜可显著降低化学键合的效应，但机械粘结连同氢键、真空力等依然存在，而且在某些情况下，大至足以引起在脱离该透射材料表面期间对光聚合物造成损害或失真。
从层压的固体可光固化组合物片材制作三维物件，已公开于Scitex申请，日期为1988年2月27日的日本专利申请昭和63-45540（1989年9月1日以No.HEI  1-218831向公众公开）以及出版日期为1989年11月30日的国际出版物WO  89/11680  A1中。在使用层压固体薄膜制作三维物件方面，除其它问题外，有两个严重缺点。首先，各层的光固化和彼此粘合是困难的，因为光活性基团在固体结构中的活动性，比起类似基团在刚性较小的结构如凝胶或液体结构中的活动性，大大降低了。第二，光固化后层压片材其余部分的脱除也是困难的，这是由于这些部分的结构强度以及耐溶剂性能-为了耐受其中所描述的工艺条件需要赋与这些片材的性能-所致。
在1988年6月21日公布的Feygln美国专利4，752，352中，公开了利用层压形成整体三维物件的设备与方法。该设备包括一个供料站，一个用于使材料形成许多层压片的工作站，一个装配站，用于使这些层压片按顺序叠放并使这些层压片粘合以完成该三维物件。
在美国专利4，752，498中，Fudim也公开了一种产生复杂物件的方法，即：用通过一种较好会排除空气的透明材料的辐射处理光聚合物，并分别制作若干三维部件或薄片，这些薄片有两个能进一步交联的表面，并把这些薄片粘在一起，然后，可以用辐射，较好是不存在氧及其它抑制剂，使这些薄片连成一体。
本发明提供一种用于从物件的许多横截面部分制作整体三维物件的方法和设备。这些横截面部分对应于一种可光硬化液体组合物的邻接光成形前体物片材的光硬化部分。
更具体地说，本发明涉及一种通过使相继各可光硬化片材对光化辐射成像曝光制作整体三维物件的改进方法，所述方法包括把一种可光硬化液体组合物盛放在一个容器内。所述方法中的改进包括：
（a）使该组合物的一个第一区域对光化辐射曝光，以便光成形一个前体物片材;
（b）把该前体物片材转移到该组合物的一个第二区域;
（c）使该前体物片材成像曝光，以便产生光硬化的和非光硬化的区域;
（d）使该组合物的第一区域再次对光化辐射曝光，以便光成形一个新的前体物片材;
（e）把该新前体物片材转移到该组合物的第二区域，置于以前成像曝光的前体物片材上面;
（f）使该新前体物片材成像曝光，以便也产生光硬化的和非光硬化的区域;和
（g）重复步骤（d）至（f），直至该三维物件已经完成。
更详细地说，本发明涉及一种从物件的许多横截面部分制作一个整体三维物件的方法，这些横截面部分对应于一种可光硬化液体组合物的邻接光成形前体物片材的光硬化部分，所述方法包括下列步骤：
（a）使该组合物的第一区域对光化辐射完全曝光，以充分光成形第一个前体物片材，使其完整性高得足以被处置和转移而不被破坏，但仍使该完整性保持得足够低，以便使该前体物片材在解体环境中依然会遭到破坏;
（b）把该片材转移到第二区域;
（c）使该转移的前体物片材以一种对应于该物件的一个相应横截面部分的图样对光化辐射成像曝光，使该横截面部分充分光硬化，从而使该片材分成光硬化部分和非光硬化部分;
（d）使该组合物的第一区域对光化辐射完全曝光，充分光成形一个新的前体物片材，使其完整性高得足以被处置和转移而不被破坏，但仍使该完整性保持得足够低，以便使该新前体物片材在解体环境中依然会遭到破坏;
（e）把该新片材转移并堆放在以前经受过步骤（a）至（c）的片材上;
（f）使新堆放的前体物片材以一种对应于该物件的另一个相应横截面部分的图样对光化辐射成像曝光，使该光硬化部分充分光硬化并连接到任何一个紧贴其下的光硬化部分，该新片材也被分成光硬化部分和非光硬化部分;和
（g）重复步骤（d）至（f），直至对应于该三维物件的所有横截面部分已经完成并互相连接在一起。
本发明也涉及一种用于从物件的许多横截面部分制作一完整三维物件的设备，这些横截面部分对应于一种可光硬化液体组合物的邻接光成形前体物片材的光硬化部分，所述设备包括：
第一曝光单元，用于使该组合物的第一区域对光化辐射完全曝光，光成形一个前体物片材;
用于使该前体物片材从第一区域转移到第二区域的装置;和
第二曝光单元，用于使第二区域中的该前体物片材以一种对应于该物件横截面部分的图样对光化辐射成像曝光。
参照以下的详细说明结合对附图的精读，将能加强读者对本发明较好具体方案的实际实施的理解，其中：
图1是说明本发明较好具体方案的轮廓视图。
图2是说明本发明另一较好具体方案的纵剖面视图。
本发明涉及用于从物件的许多横截面部分制作一整体三维物件的方法和设备。这些横截面部分对应于一种可光硬化液体组合物的邻接光成形前体物片材的光硬化部分。最初，一个前体物片材是按如下光成形的：使该组合物的第一区域对光化辐射完全曝光，充分产生具有足以被处置和转移到第二区域而不被破坏的高完整性的前体物片材，但其完整性仍足够低，从而该前体物片材在一个解体环境中仍会遭到破坏。在该片材被转移到第二区域之后，它以一种对应于该物件的横截面部分的图样对光化辐射成像曝光，使该横截面部分充分光硬化。然后，用同样的技术光成形另一个片材，并将其转移和堆放在前面处理的前体物片材上。新堆放的前体物片材再次以对应于该物件另一个相应横截面部分的图样对光化辐射成像曝光，充分光硬化并连接到任何一个紧贴于其下的光硬化部分。重复同样的步骤，直至对应于该三维物件的所有横截面部分已被完成和彼此连接在一起。然后，可以使用机械方法或使用溶剂，容易地除去非光硬化部分。这些前体物片材可以呈彼此重叠和成像曝光的若干单片形式，它们也可以是一个连续的片材，较好被卷起来，并在卷的过程中对光化辐射成像曝光。
使用前体物片材的本发明的方法和设备，与公开了使用未固化片材制作三维物件的有关工艺技术相比，一些主要优点是：
这些前体物片材（与固体未固化片材相比）是在用于使该三维物件各对应横截面部分光硬化的同一种设备中以同样简单的光成像技术产生的。因此，消除了片材的独立处理和叠放。
由于这些前体物片材（与固体未固化片材相比）是立即使用的，且处理量微乎其微，所以它们不必具有强的结构性能，因而它们可以有非常低的Tg，这促使光硬化速度更快，且各光硬化层之间粘结得更好。
使这些前体物片材光成形的方法本身，本来就能向它们提供光固化程度不如该片材主体的两个表面中的至少一个，如同在下文中将要解释的，这提供了一个片材对另一个片材在后来的光硬化区域的优异粘合，同时它还可观地减少了收缩率，提高了平整性和精确性。
由于这些前体物片材不必具有强大的结构性能，所以，为了产生最后三维物件，其非光硬化部分比起在有关技术中公开的片材的、结构上必然更强的未固化部分，可更为容易地除去。
图1是说明本发明的较好具体方案的轮廓视图。所提供的是一个成像站70，包括一个辐射源10，一个调制器14，一台计算机34，第一曝光单元16′，和第二曝光单元16。还提供了一个工作站。辐射装置10较好是一个能产生辐射束12的激光器。由于希望能高速产生固体物件，所以，本发明的设备较好利用相当高功率的辐射装置10，例如高功率激光器，其主要频带可以在可见区、红外区或紫外区。高功率被认为是，按辐射束12的强度量度时，功率大于20mW（毫瓦），且较好是超过100mW。某种类型激光器的选择应当与该可光硬化组合物的选择配套，以便使该可光硬化组合物的灵敏度与该激光器发射的波长相当合理地一致。其它类型的辐射装置也可以利用，如电子束、X射线等，只要它们的能量类型与该可光硬化组合物的灵敏度相匹配且能按照技术上已知的成熟方法知道其处置的适当条件即可。尽管可以提供装置来把该射束横截面的形状改变成任何所希望的形状，但通常形状是圆的，且射束强度的分布是高斯分布，最大值在圆形状的中心。
辐射束12通过调制器14，它较好是一种声光调制器。调制的辐射束12′依次通过第二曝光单元16，这个单元包括两面镜子20和22，每面镜子各有一个轴（图中未画出），使得该射束能在X方向和Y方向反射到该工作站，X方向和Y方向是互相垂直的。镜20和22可以借助于马达24和26绕它们对应的轴旋转移动，分别以矢量扫描方式可控地使射束偏转，在X方向和Y方向上偏转到工作站80的预定位置。
当该射束被第二曝光单元16引导时，它便产生一个从零水平到最大加速度的加速度和一个从零水平到最大恒速的速度。该射束的速度和强度仍然是互相成正比的，所以，曝光依然是基本上恒定的。射束12″按如下所述使一前体物片材的预选定部分成像曝光。为了本发明的目的，一般来说，辐射束12″不仅可以是从激光器产生的一个聚焦的射束，而且也可以是用许多不同方法改良的其它光源或光。例如，可以让它透过任何类型的可变光学密度光掩膜，如液晶显视屏，卤化银薄膜，电沉积掩膜等，或者让它从任何一种可变光学密度器件如反射式液晶池中反射出来。就此而言，曝光单元16和16′也可以包含或构成这样的器件，它们甚至还可以呈光化辐射束的形式。
第一曝光单元16′的功能是向该组合物的第一区域51提供光化辐射，以便产生一个前体物片材48，对此，下文还要更详细地加以解释。第二曝光单元16本身可用来执行全部功能。然而，若只使用第二曝光单元16（较好是一个扫描器），则该三维物件的成形速度可能会显著地降低。因此，在大多数情况下，使用曝光单元16和16′的组合是有好处的，特别是因为第一曝光单元16′能提供可重复的和/或连续的泛光曝光。较好的扫描类型是矢量扫描。然而，为了本发明的目的，任何其它类型的扫描都可以使用，例如光栅扫描、螺旋扫描等。也可以使用任何其它类型的成像曝光，例如，可变光学密度光掩膜等。
工作站80包括一个容器44，用于盛放可光硬化组合物40，提供一个自由表面53。容器44较好有一个浅段44′，在这个浅段上，可以在第一区域51制作前体物片材48。把一个有上表面41′的平台41布置在容器44中。用定位装置42控制平台41的位置。为简便起见，定位装置42可以如图1中所示那样完全浸没在组合物40中，或者更好的是，可以把它放置在一个紧靠容器44外部的区域并通过一个绕过该容器顶部以便连接和支撑平台41的弯曲支撑臂操作。也提供一些装置（为简便起见，在图中没有画出），用于把光成形的前体物片材48从第一区域51转移到第二区域51′。任何一种可在区域51轻轻抓住片材48并把它轻轻拉到区域51′的常用器具都适用于这一目的。理想的是把该抓取器具与该片材的接触区域保持得足够大，以避免该片材撕裂。
也提供了许多连接线50、52、54、58和60，使计算机34能分别控制调制器14、辐射源10、第二曝光单元16、第一曝光单元16′和定位装置42。用于使该前体物片材从第一区域转移到第二区域的装置也受计算机34控制。用一台计算机以储存在该计算机中的数据对不同部件和功能的控制，是一种普通的和众所周知的技术。
在本发明较好具体方案的操作方面，第一曝光单元16′使该组合物的第一区域51对光化辐射完全曝光到足以产生第一个前体物片材48，使得该片材的完整性高到足以被处置和转移到第二区域51′而不被破坏，但仍使该片材的完整性保持得足够低，因而该前体物片材在一个解体环境中仍会遭到破坏。这个条件是如此重要，以致在后来的一个阶段，可以容易地去掉片材48的某一部分，同时在一开始它仍可被轻轻处置而在向第二区域51′的转移过程期间不会受损害。前体物片材48所需结构性能的最佳化是用曝光协调组合物40的特征的一个非常简单的问题。
然后，把第一个前体物片材48转移到第二区域51′，在此将它放在平台41的上表面41′上面。平台41的上表面41′以及第二区域51′此时较好在组合物40的自由表面53附近。“自由表面附近”这一术语指自由表面53以上一个片材厚度和以下一个片材厚度范围内所包含的区域，优先考虑该自由表面以上的区域。在片材48已堆放在平台41的上表面41′上面之后，使它以对应于该三维物件的对应横截面部分的图样对射束12″的光化辐射成像曝光。这种曝光足以使横截面部分光硬化，从而使该片材分离成一个光硬化部分11和一个非光硬化部分11′。这种曝光较好也是高到足以保证第一前体物片材的光硬化，部分与平台41的上表面41′的粘合。
另一个前体物片材是以同一方式光成形的，并堆放在第一前体物片材上面，在此，它以对应于该物件另一个对应横截面部分的图样，再次对射束12″的光化辐射成像曝光。这一曝光使该光硬化部分能充分光硬化并连接到任何一个紧贴其下的、前一层的光硬化部分。这个新片材也是这样被分离成一个光硬化部分和一个非光硬化部分。在多数情况下，理想的是，在一个前体物片材在第二位置51成像光硬化的同时，在第一个位置51′正在形成一个新的前体物片材，以便使操作加快。
重复同样的步骤，直至对应于该三维物件的所有横截面部分均已完成和彼此连接。
该三维物件，由于是一个被这些前体物片材的易脱除非光硬化部分所包围的光硬化块，因而可以从该平台上取出来和进一步处理。然后，这些非光硬化部分既可以用机械方法脱除，例如用刷洗，摇荡，轻度喷砂，用气体如空气或氮气或者液体如水等吹脱，也可以在一些对该光硬化部分基本上没有影响的溶剂中部分或全部将其溶解。这种或这些溶剂的选择取决于该可光硬化组合物的性质、该前体物片材光成形的曝光程度和成像曝光步骤期间光硬化的程度。在这一方面，机械方法和溶剂方法的联合使用是非常有效的。
图2说明本发明的一个不同具体方案的工作站180。成像站基本上与图1中所示的成像站70相同。在此也是提供一个容器144，用于盛放可光硬化组合物140。工作站180也包括一个辊子141，这个辊子可用任何一种常用装置如马达通过一个轴149转动，这个轴又被装在底座145的一端。底座145的另一端紧固在一个支撑弯臂143上，它可以用定位装置142升降。
这个具体方案的操作类似于图1的具体方案的操作，不同之外如下文所指出。第一曝光单元116′使第一区域151全部对光化辐射曝光，连续光成形一个前体物片材，该片材被连续拉出并缠绕在辊子141上。辊子141用定位装置定位，使得该连续的前体物片材148的一部分总是处在第二个位置151′，较好在可光硬化组合物140的自由表面153附近（定义同上）。随着该片材被卷在辊子141上，它也遭受到通过第二曝光单元116的激光束112″所提供的光化辐射的成像曝光，以便以对应于该三维物件的横截面构型的图样光硬化。在该三维物件光硬化之后，用以上讨论的技术中的任何一种除去非光硬化部分。
不管该前体物片材是连续光成形还是分段光成形，都可以通过一个与该可光硬化组合物接触的固体透明元件进行一种或两种类型的曝光。在这样的情况下，较好是，在该透明元件和该可光硬化组合物的界面上光硬化抑制条件占优势，以便避免该前体物片材与该透明元件的粘合。
由于对光化辐射的曝光因吸收、散射和其它辐射损失而随深度减少，因此，在该片材成形期间，与用以提供曝光的那个表面相反的表面固化程度将必然低于该前体物片材的主体。这种固化程度降低也将是渐变的而不是突变的，这促进了在工艺的后一阶段一个片材与下一个片材的更好掺合，并减少了定域应力，进而改善了粘合。如果用以提供曝光的该片材表面处于一种倾向于抑制固化或光硬化的环境中，那么，该片材将有两个表面处于比该片材主体低的固化状态。这甚至比以上讨论的方法更有效。在氧是一种（例如）来自大气的、该光硬化过程的抑制剂的情况下，按图1和2中说明那样光成形的前体物片材将有两个固化程度比前体物片材主体低的表面。大多数自由基聚合都或多或少地受到氧的抑制。在图1和2所示的具体方案中，前体物片材就是在如下环境中光成形的：用于进行曝光的该片材表面受到空气中氧的抑制，如果该可光硬化组合物可被氧抑制的话。
可用于实施本发明的可光硬化组合物是任何一种在对光化辐射曝光下能发生固化的组合物。这样的组合物通常但不一定包括一种光敏材料和一种光引发剂。“光”这个字在此用来表示的不仅是光，而且也是任何其它类型的、可通过对其曝光使一种可形变组合物（较好是一种液体）转变成一种固体的光化辐射。阳离子型或阴离子型聚合，以及缩聚和自由基聚合及它们的组合，就是此类行为的实例。阳离子型聚合是较好的，而自由基聚合甚至更好。
在该组合物中可以使用一种或多种单体。单体可以是一官能、二官能、三官能或多官能的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基、烯丙基等。它们可以含有其它官能团和/或光敏基团，如环氧基、乙烯基、异氰酸酯、氨基甲酸酯等，既可以是这些基团本身，只要它们能使单体可光成形即可，也可以是添加到丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯上。可单独使用或与其它单体组合使用的，适用的烯类不饱和单体的实例，包括但不限于丙烯酸和甲基丙烯酸的叔丁酯，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的1，5-戊二醇酯，丙烯酸和甲在丙烯酸的N，N-二乙基氨基乙酯，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的乙二醇酯，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的1，4-丁二醇酯，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的二甘醇酯，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的1，6-己二醇酯，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的1，3-丙二醇酯，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的1，10-癸二醇酯，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的1，4-环己二醇酯，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的2，2-二（羟甲基）丙烷酯，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的甘油酯，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的三聚丙二醇酯，三丙烯酸和三（甲基丙烯酸）的甘油酯，三丙烯酸和三（甲基丙烯酸）的三（羟甲基）丙烷酯，三丙烯酸和三（甲基丙烯酸）的季戊四醇酯，三丙烯酸和三（甲基丙烯酸）的聚氧乙基化三（羟甲基）丙烷酯，和美国专利No.3，380，831中公开的类似化合物，二丙烯酸2，2-二（对羟基苯基）丙烷酯，四丙烯酸和四（甲基丙烯酸）的季戊四醇酯，二（甲基丙烯酸）2，2-二（对羟基苯基）丙烷酯，二丙烯酸三甘醇酯，二（甲基丙烯酸）聚氧乙基-2，2-二（对羟基苯基）丙烷酯，双酚A的二[3-（甲基丙烯酰氧基）-2-羟基丙基]醚，双酚A的二[2-（甲基丙烯酰氧基）乙基]醚，双酚A的二[3-丙烯酰氧基-2-羟基丙基）醚，双酚A的二[2-（丙烯酰氧基乙基）醚，1，4-丁二醇的二[3-（甲基丙烯酰氧基）-2-羟基丙基]醚，二（甲基丙烯酸）三甘醇酯，三丙烯酸聚氧丙基三（羟甲基）丙烷酯，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的丁二醇酯，三丙烯酸和三（甲基丙烯酸）的1，2，4-丁三醇脂，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇酯，1，2-二（甲基丙烯酸）-1-苯基亚乙酯，富马酸二（烯丙酯），苯乙烯，二（甲基丙烯酸）1，4-苯二酚酯，1，4-二异丙烯基苯，和1，3，5-三异丙烯基苯。也可使用分子量至少300的烯键不饱和化合物，例如，从2-15碳的亚烷基二醇或1-10个醚键的聚亚烷基醚二醇制备的二丙烯酸亚烷基或聚亚烷基二醇酯，及美国专利No.2，927，022中公开的那些化合物，例如，那些具有多个可加成聚合的烯键、尤其当作为末端键存在时的化合物。也包括所有甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸四氢化糠酯，甲基丙烯酸环己酯，富马酸二烯丙酯，丙烯酸苄酯，丙烯酸（聚乙二醇500）酯，丙烯酸甲基溶纤剂，丙烯酸二茂酯，丙烯酸异癸酯，丙烯酸2-（2-乙氧基乙氧基）乙酯，二丙烯酸聚丁二烯酯，三丙烯酸[异氰脲酸三（2-羟基乙酯）]酯，二丙烯酸环氧酯，二丙烯酸（四溴双酚A）酯。带有乙烯基基团的单体如乙烯基吡咯、N-乙烯基吡咯烷酮和乙烯基醚也可使用。带有一个或多个官能团的低聚物，如带有碳基团使之具有碱可脱除性的低聚物和同时带有丙烯酸酯和异氰酸酯端基的低聚物也可使用。特别优选的单体是三丙烯酸聚氧乙基化三（羟甲基）丙烷酯，三丙烯酸乙基化季戊四醇酯，一羟基五丙烯酸二季戊四醇酯，和二（甲基丙烯酸）1，10-癸二醇酯。其它单体是丙烯酸和甲基丙烯酸的（己内酯）酯，二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的丙氧基化新戊二醇酯。
双酚A的二（3-丙烯酰氧基-2-羟基丙基）醚和双酚A低聚体的二[3-（甲基丙烯酰氧基）-2-羟基丙基]醚，一般称之为不饱和双酚A低聚体，因其能提供较高光化速度而特别有用;此外，带有脂族或芳族主链的二丙烯酸和二（甲基丙烯酸）的（氨基甲酸酯）酯，称为不饱和氨基甲酸酯低聚物，因其既能提供较高光化速度也能提供较高挠曲性，也特别有用。
聚合时会膨胀的单体可部分地同标准单体一起使用，以便使组合物曝光时不发生收缩或弯曲。这些单体是以多环状开环机理为基础的。已知螺环原碳酸酯、螺环原酯和双环原酯就属于这一类。典型的单体是螺环原碳酸降冰片烯酯，和螺环原碳酸二亚甲酯。会发生阳离子型聚合的单体也可用于本发明。有代表性的单体类别是环状的醚，环状甲缩醛和乙缩醛，内酯，乙烯基单体，含硫单体，有机硅单体，单官能环氧，双官能环氧，环氧预聚物和较高级的低聚物，及末端为环氧基的硅氧烷树脂。它们可在公开的文献中找到。一篇这样的参考文献是“光引发的阳离子型聚合”，由James  V.Grivello撰写，收入于“紫外固化：科学与技术”一书，该书由S.P.Pappas编，由Technology  Marketing  Corporation出版，1978。其它开环单体可参阅“开环聚合”一书，由K.J.Ivin和T.Saegusa编，Elsevier应用科学出版社出版，伦敦和纽约，1984。
可单独或组合用于本发明的光引发剂实例详见美国专利No.2，760，863，且包括连酮醇，如苯偶姻，新戊偶姻，偶姻醚，如苯偶姻甲醚和乙醚，苯偶酰二甲缩酮;α-烃基取代的芳族偶姻，包括α-甲基苯偶姻，α-烯丙基苯偶姻和α-苯基苯偶姻，其它的有1-羟基环己基苯酚酮，二（乙氧基）苯酚乙酰苯，2-甲基-1-[4-（甲硫基）苯基]-2-吗啉代-丙烷-1，二苯酮，米蚩酮，取代的三苯基咪唑基二聚体连同链转移剂莰佛醌等。美国专利2，850，445，2，875，047，3，097，096，3，074，974，3，097，097和3，145，104中公开的可光还原的染料和还原剂，以及吩嗪、恶嗪和醌类染料、米蚩酮、二苯酮丙烯酰氧基二苯酮、2，4，5-三苯基咪唑基二聚体，连同授氢体，包括美国专利3，427，161，3，479，185和3，549，367中描述的白染料及其混合物一起，可用作引发剂。还可同光引发剂和光抑制剂一起使用的有美国专利4，162，162中公开的敏化剂。光引发剂或光抑制剂系统的存在量，以可光成形组合物的总重量为基准，为0.05-10%。会热失活但在等于或低于185℃对光化光线曝光时会产生自由基的其它适用光引发系统包括取代的或无取代的多核醌类，这是在一个共轭碳环的环系统中有两个环内碳原子的化合物，例如9，10-蒽醌，2-甲基蒽醌，2-乙基蒽醌，2-叔丁基蒽醌，八甲基蒽醌，1，4-萘醌，9，10-菲醌，苯并（a）蒽-7，12-二酮，2，3-并四苯-5，12-二酮，2-甲基-1，4-萘醌，1，4-二甲基蒽醌，2，3-二甲基蒽醌，2-苯基蒽醌，2，3-二苯基蒽醌，惹烯醌，7，8，9，10-四氢化并四苯-5，12-二酮，和1，2，3，4-四氢化苯并（a）蒽-7，12-二酮。此外，α-氨基芳族酮，卤代化合物如三氯甲基取代的环己二烯酮和三嗪或氯代的乙酰苯衍生物，叔胺存在下的噻吨酮，和并钛苯类（tltanocenes）。
阳离子型聚合引发剂的典型类别是芳基重氮盐，含非亲核对离子如SbF- 6、BF- 4、PF- 6、ClO- 4、CF3SO- 3、ASF- 6等的二芳基碘鎓盐，三芳基锍盐，三芳基硒盐或铁芳烃配合物。这些引发剂的实例包括但不限于2，5-二（乙氧基）-4-（对甲苯基巯基）苯重氮PF- 6，4-（二甲胺基）萘重氮PF、六氟砷酸二苯基碘鎓，六氟磷酸二叔丁基二苯基碘鎓，FX-512锍盐（3M公司），碘化三乙基锍，CG24-61（Ciba Geigy）。一本好的参考书是前面提到的《阳离子型聚合的光引发》。
可与这些光引发剂一起用于自由基聚合的敏光剂包括但不限于亚甲基蓝和在美国专利3，554，753;3，563，750;3，563，751;3，647，467;3，652，275;4，162，162;4，268，667;4，351，893;4，454，218;4，535，052;和4，565，769中公开的那些敏化剂。一组较好的敏化剂包括在Baum等人美国专利3，652，275中公开的二[对（二烷胺基）次苄基]酮和在Dueber美国专利4，162，162以及美国专利4，268，667和4，351，893中公开的亚芳基.芳基酮。可用的敏化剂也列于Dueber美国专利4，162，162第6栏1-65行。特别优选的敏化剂包括下列：DBC，即2，5-二[（4-（二乙胺基）-2-甲基苯基）-亚甲基]环戊酮;DEAW，即2，5-二[（4-（二乙胺基）苯基）亚甲基]环戊酮;二甲氧基-JDI，即2，3-二氢-5，6-二甲氧基-2-[（2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[i，j]喹嗪-9-基）亚甲基]-1H-茚-1-酮，和JAW，即2，5-二[2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[i，j]喹嗪-1-基）亚甲基]环戊酮。也可用2，5-二[2-（1，3-二氢-1，3，3-三甲基-2H-二氢亚吲哚-2-基）亚乙基]环戊酮，CAS  27713-85-5;和2，5-二[2-乙基萘并[1，2-d]亚噻唑-2（1H）-基）亚乙基]环戊酮，CAS  27714-25-6。
阳离子型聚合的敏化剂包括但不限于苝，吖啶橙、吖啶黄，磷杂环戊二烯R，苯并黄素和毛黄素T。
可在光聚合物组合物中用作链转移剂的授氢体化合物包括：2-巯基苯并噁唑，2-巯基苯并噻唑，4-甲基-4H-1，2，4-三唑-3-硫醇等;以及各种类型的化合物，如（a）醚，（b）酚，（c）醇，（d）含烯丙基或苄基氢枯烯的化合物，（e）乙缩醛，（f）醛，和（g）酰胺，如Maclachlan美国专利3，390，996第12栏18-58行中所公开的。
在这种可光成形组合物中也可以存在其它成分，如染料，颜料，增光剂，有机或无机填料，有机或无机增强纤维，阻聚剂，热稳定剂，粘度改性剂，层间的且一般是界面的粘合促进剂，如有机硅烷偶合剂，涂布助剂等，只要该可光成形组合物保持其基本性能即可。
尽管本申请者在此公开了本发明的特定较好具体方案，但本发明的一般范围只由所附的权利要求及其同等物所限定。

Claims (17)

1、在一种用于通过使相继各可光硬化片材对光化辐射成像曝光制作整体三维物体的方法中，所述方法包括把一种可光硬化液体组合物盛放在一个容器中，所述方法中的改进包括：
(a)使该组合物的一个第一区域对光化辐射曝光，以便光成形一个前体物片材；
(b)把该前体物片材转移到该组合物的一个第二区域；
(c)使该前体物片材成像曝光，以便产生光硬化的和非光硬化的区域；
(d)使该组合物的第一区域再次对光化辐射曝光，以便光成形一个新的前体物片材；
(e)把该新前体物片材转移到该组合物的第二区域，置于以前成像曝光的前体物片材上面；
(f)使该新前体物片材成像曝光，以便也产生光硬化的和非光硬化的区域；和
(g)重复步骤(d)至(f)，直到该三维物件已经完成。
2、一种从物体的许多横截面部分制作一个整体三维物件的方法，这些横截面部分对应于一种可光硬化液体组合物的邻接光成形前体物片材的光硬化部分，所述方法包括下列步骤：
（a）使该组合物的第一区域对光化辐射完全曝光，以充分光成形第一个前体物片材，使其完整性高得足以被处置和转移而不被破坏，但仍使该完整性保持得足够低，以便使该前体物片材在解体环境中依然会遭到破坏;
（b）把该片材转移到第二区域;
（c）使该转移的前体物片材以一种对应于该物件的一个相应横截面部分的图样对光化辐射成像曝光，使该横截面部分充分光硬化，从而使该片材分成光硬化部分和非光硬化部分;
（d）使该组合物的第一区域对光化辐射完全曝光，充分光成形一个新的前体物片材，使其完整性高得足以被处置和转移而不被破坏，但仍使该完整性保持得足够低，以便使该新前体物片材在解体环境中依然会遭到破坏;
（e）把该新片材转移并堆放在以前经受过步骤（a）至（c）的片材上;
（f）使新堆放的前体物片材以一种对应于该物件的另一个相应横截面部分的图样对光化辐射成像曝光，使该光硬化部分充分光硬化并连接到任何一个紧贴其下的光硬化部分，该新片材也被分成光硬化部分和非光硬化部分;和
（g）重复步骤（d）至（f），直至对应于该三维物件的所有横截面部分已经完成并互相连接在一起。
3、如权利要求1或2中所定义的方法，进一步包括使该非光硬化部分脱除的步骤。
4、如权利要求3中所定义的方法，其中曝光步骤（a）和（d）是通过泛光曝光进行的。
5、如权利要求3中所定义的方法，其中成像曝光步骤（c）和（f）是用一个激光束进行的。
6、如权利要求3中所定义的方法，其中成像曝光步骤（c）和（f）是通过一种可变光学密度光掩膜进行的。
7、如权利要求3中所定义的方法，其中完全曝光步骤（a）和（d）是用一个激光束进行的。
8、如权利要求3中所定义的方法，其中该前体物片材是以一种连续方式在第一区域中形成的，并在第二区域中将其缠绕成卷的形式。
9、如权利要求3中所定义的方法，其中该可光硬化组合物提供一个自由表面，且第一区域是该自由表面的一部分。
10、如权利要求9中所定义的方法，其中第二区域就在该自由表面附近。
11、如权利要求10中所定义的方法，其中第一个前体物片材被沉积在一个平台上。
12、如权利要求11中所定义的方法，进一步包括在步骤（c）之后和步骤（e）之前，使该平台降低一个横截面部分的厚度的步骤。
13、一种用于从物件的许多横截面部分制作一完整三维物件的设备，这些横截面部分对应于一种可光硬化液体组合物的邻接光成形前体物片材的光硬化部分，所述设备包括：
第一曝光单元，用于使该组合物的第一区域对光化辐射完全曝光，光成形一个前体物片材;
用于使该前体物片材从第一区域转移到第二区域的装置;和
第二曝光单元，用于使第二区域中的该前体物片材以一种对应于该物件横截面部分的图样对光化辐射成像曝光。
14、如权利要求13中所定义的设备，其中这些前体物片材呈不连续形式。
15、如权利要求13中所定义的设备，其中这些前体物片材呈连续形式。
16、如权利要求13中所定义的设备，其中第一和第二曝光单元构成一个单一的单元。
17、如权利要求15中所定义的设备，进一步包括在第二个位置用于把该连续前体物片材卷起来的装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1300638C (zh) * 2004-11-25 2007-02-14 上海交通大学 用x射线曝光制造不同深宽比的微机械构件的方法
CN101048273B (zh) * 2004-10-26 2012-01-18 松下电工株式会社 光成形方法，光成形系统，和光成形程序
CN107428091A (zh) * 2014-12-19 2017-12-01 希尔施贝格工程公司 成型体的逐层生产

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU4504089A (en) * 1988-10-05 1990-05-01 Michael Feygin An improved apparatus and method for forming an integral object from laminations
US5637175A (en) * 1988-10-05 1997-06-10 Helisys Corporation Apparatus for forming an integral object from laminations
US5876550A (en) * 1988-10-05 1999-03-02 Helisys, Inc. Laminated object manufacturing apparatus and method
US6585847B1 (en) * 1989-02-17 2003-07-01 Marc David Natter Actinic activation article shaping system
US5352310A (en) * 1989-02-17 1994-10-04 Natter Marc D Actinic activation shaping system and method
CA2045275A1 (en) * 1990-06-26 1991-12-27 John A. Lawton Solid imaging system using incremental photoforming
US5158858A (en) * 1990-07-05 1992-10-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Solid imaging system using differential tension elastomeric film
US5348693A (en) * 1991-11-12 1994-09-20 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Formation of three dimensional objects and assemblies
CA2087388A1 (en) * 1992-01-31 1993-08-01 Fritz B. Prinz Method for fabrication of three-dimensional articles
JPH0784033B2 (ja) * 1992-02-20 1995-09-13 帝人製機株式会社 光造形装置および光造形方法
AU4286693A (en) * 1992-04-15 1993-11-18 Soane Technologies, Inc. Rapid prototype three-dimensional stereolithography
US5545367A (en) * 1992-04-15 1996-08-13 Soane Technologies, Inc. Rapid prototype three dimensional stereolithography
JPH0761686B2 (ja) * 1992-10-28 1995-07-05 三洋機工株式会社 シート積層造形方法および装置
US5429908A (en) * 1993-04-12 1995-07-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Exposure method for reducing distortion in models produced through solid imaging by forming a non-continuous image of a pattern which is then imaged to form a continuous hardened image of the pattern
JP2706611B2 (ja) * 1993-10-14 1998-01-28 帝人製機株式会社 光造形方法および光造形装置
US5879489A (en) 1993-11-24 1999-03-09 Burns; Marshall Method and apparatus for automatic fabrication of three-dimensional objects
JPH07214675A (ja) * 1994-02-07 1995-08-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 樹脂造形体の形成方法および形成装置
US5779833A (en) * 1995-08-04 1998-07-14 Case Western Reserve University Method for constructing three dimensional bodies from laminations
JP4031062B2 (ja) * 1995-08-11 2008-01-09 株式会社荏原製作所 プラスチック製部品及びその製造方法
US5883357A (en) * 1996-03-25 1999-03-16 Case Western Reserve University Selective vacuum gripper
US5730817A (en) * 1996-04-22 1998-03-24 Helisys, Inc. Laminated object manufacturing system
US7332537B2 (en) * 1996-09-04 2008-02-19 Z Corporation Three dimensional printing material system and method
GB9702658D0 (en) 1997-02-10 1997-04-02 Imperial College Fabrication method and apparatus
US6207097B1 (en) 1998-02-18 2001-03-27 Norma Jean Iverson Method for manufacturing physical objects using precision stereolithography
WO2001034371A2 (en) * 1999-11-05 2001-05-17 Z Corporation Material systems and methods of three-dimensional printing
US7300619B2 (en) 2000-03-13 2007-11-27 Objet Geometries Ltd. Compositions and methods for use in three dimensional model printing
US8481241B2 (en) 2000-03-13 2013-07-09 Stratasys Ltd. Compositions and methods for use in three dimensional model printing
US20030207959A1 (en) 2000-03-13 2003-11-06 Eduardo Napadensky Compositions and methods for use in three dimensional model printing
US20010050031A1 (en) 2000-04-14 2001-12-13 Z Corporation Compositions for three-dimensional printing of solid objects
US6708071B1 (en) 2000-08-15 2004-03-16 Vought Aircraft Industries, Inc. Method and system for defining and verifying a part
US6376148B1 (en) 2001-01-17 2002-04-23 Nanotek Instruments, Inc. Layer manufacturing using electrostatic imaging and lamination
US7087109B2 (en) * 2002-09-25 2006-08-08 Z Corporation Three dimensional printing material system and method
CA2526100A1 (en) * 2003-05-21 2004-12-29 Z Corporation Thermoplastic powder material system for appearance models from 3d printing systems
US7261542B2 (en) * 2004-03-18 2007-08-28 Desktop Factory, Inc. Apparatus for three dimensional printing using image layers
CN100395098C (zh) * 2005-09-16 2008-06-18 上海电力学院 三维打印成型设备及方法
US20070241482A1 (en) * 2006-04-06 2007-10-18 Z Corporation Production of three-dimensional objects by use of electromagnetic radiation
US7931460B2 (en) * 2006-05-03 2011-04-26 3D Systems, Inc. Material delivery system for use in solid imaging
US7467939B2 (en) * 2006-05-03 2008-12-23 3D Systems, Inc. Material delivery tension and tracking system for use in solid imaging
US20080007595A1 (en) * 2006-07-10 2008-01-10 John William Krawczyk Methods of Etching Polymeric Materials Suitable for Making Micro-Fluid Ejection Heads and Micro-Fluid Ejection Heads Relating Thereto
EP2089215B1 (en) * 2006-12-08 2015-02-18 3D Systems Incorporated Three dimensional printing material system
US8167999B2 (en) * 2007-01-10 2012-05-01 3D Systems, Inc. Three-dimensional printing material system with improved color, article performance, and ease of use
US8003039B2 (en) * 2007-01-17 2011-08-23 3D Systems, Inc. Method for tilting solid image build platform for reducing air entrainment and for build release
US7614866B2 (en) * 2007-01-17 2009-11-10 3D Systems, Inc. Solid imaging apparatus and method
US20080170112A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-17 Hull Charles W Build pad, solid image build, and method for building build supports
US8105066B2 (en) * 2007-01-17 2012-01-31 3D Systems, Inc. Cartridge for solid imaging apparatus and method
US8221671B2 (en) * 2007-01-17 2012-07-17 3D Systems, Inc. Imager and method for consistent repeatable alignment in a solid imaging apparatus
US7706910B2 (en) * 2007-01-17 2010-04-27 3D Systems, Inc. Imager assembly and method for solid imaging
US20080226346A1 (en) * 2007-01-17 2008-09-18 3D Systems, Inc. Inkjet Solid Imaging System and Method for Solid Imaging
US7771183B2 (en) * 2007-01-17 2010-08-10 3D Systems, Inc. Solid imaging system with removal of excess uncured build material
US7731887B2 (en) * 2007-01-17 2010-06-08 3D Systems, Inc. Method for removing excess uncured build material in solid imaging
US20080181977A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-31 Sperry Charles R Brush assembly for removal of excess uncured build material
US7968626B2 (en) * 2007-02-22 2011-06-28 Z Corporation Three dimensional printing material system and method using plasticizer-assisted sintering
JP5724317B2 (ja) * 2010-11-18 2015-05-27 ソニー株式会社 ３次元造形装置
US20130196060A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Xavier Bruch Pla Forming three dimensional objects
US9636873B2 (en) 2012-05-03 2017-05-02 B9Creations, LLC Solid image apparatus with improved part separation from the image plate
US9034237B2 (en) 2012-09-25 2015-05-19 3D Systems, Inc. Solid imaging systems, components thereof, and methods of solid imaging
KR20160136408A (ko) * 2014-03-21 2016-11-29 레잉 오로케 오스트레일리아 피티와이 리미티드 복합형 물체를 제조하기 위한 장치 및 방법
US10449606B2 (en) * 2015-06-19 2019-10-22 General Electric Company Additive manufacturing apparatus and method for large components
US11478983B2 (en) 2015-06-19 2022-10-25 General Electric Company Additive manufacturing apparatus and method for large components
US11179926B2 (en) * 2016-12-15 2021-11-23 General Electric Company Hybridized light sources
CN112390934A (zh) * 2020-11-17 2021-02-23 松滋市华邦绝缘材料股份有限公司 一种水性非离子固化剂
US11951679B2 (en) 2021-06-16 2024-04-09 General Electric Company Additive manufacturing system
US11731367B2 (en) 2021-06-23 2023-08-22 General Electric Company Drive system for additive manufacturing
US11958250B2 (en) 2021-06-24 2024-04-16 General Electric Company Reclamation system for additive manufacturing
US11958249B2 (en) 2021-06-24 2024-04-16 General Electric Company Reclamation system for additive manufacturing
US11826950B2 (en) 2021-07-09 2023-11-28 General Electric Company Resin management system for additive manufacturing
US11813799B2 (en) 2021-09-01 2023-11-14 General Electric Company Control systems and methods for additive manufacturing

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2775758A (en) * 1951-05-25 1956-12-25 Munz Otto John Photo-glyph recording
US4575330A (en) * 1984-08-08 1986-03-11 Uvp, Inc. Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
ES2063737T3 (es) * 1986-06-03 1995-01-16 Cubital Ltd Aparato y metodo para modelizacion tridimensional.
US4752352A (en) * 1986-06-06 1988-06-21 Michael Feygin Apparatus and method for forming an integral object from laminations
US4752498A (en) * 1987-03-02 1988-06-21 Fudim Efrem V Method and apparatus for production of three-dimensional objects by photosolidification
US4801477A (en) * 1987-09-29 1989-01-31 Fudim Efrem V Method and apparatus for production of three-dimensional objects by photosolidification
JPH01218831A (ja) * 1988-02-27 1989-09-01 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 立体形状形成法
US5076974A (en) * 1988-04-18 1991-12-31 3 D Systems, Inc. Methods of curing partially polymerized parts
CA1337955C (en) * 1988-09-26 1996-01-23 Thomas A. Almquist Recoating of stereolithographic layers

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101048273B (zh) * 2004-10-26 2012-01-18 松下电工株式会社 光成形方法，光成形系统，和光成形程序
CN1300638C (zh) * 2004-11-25 2007-02-14 上海交通大学 用x射线曝光制造不同深宽比的微机械构件的方法
CN107428091A (zh) * 2014-12-19 2017-12-01 希尔施贝格工程公司 成型体的逐层生产
CN107428091B (zh) * 2014-12-19 2019-11-05 希尔施贝格工程股份公司 成型体的逐层生产

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Publication number Publication date
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