光聚合物固化装置中的有机染料偏振片的制作方法

本公开涉及一种用于增材制造系统的具有增强型偏振片的液晶面板。

背景技术：

1、增材制造，例如三维(3d)打印，通常通过使构建材料的各部分在特定位置凝固来提供制造物体的技术。增材制造技术可以包括立体光刻、选择性或熔融沉积成型、直接复合材料制造、层压物体制造、选择性相区域沉积、多相喷射凝固、弹道粒子制造、粒子沉积、激光烧结或其组合。许多增材制造技术通过形成通常为所期望的物体的横截面的连续层来构建部件。通常，每个层都被形成为使得其粘附到先前形成的层或粘附到在其上构建物体的构建表面。

2、在一种称为立体光刻的增材制造方法中，通过依次形成可固化聚合物树脂的薄层来创建固体物体，所述可固化聚合物树脂的薄层通常首先在构建表面上形成，然后一层形成在另一层之上。暴露于光化辐射会使液态树脂的薄层固化，从而使其硬化并粘附到构建表面的底表面或构建表面的底表面上的先前固化的层。

3、立体光刻打印机通常含有一桶光固化树脂，当所述树脂与光相互作用时，通常在近紫外(uv)波长(例如，365-415nm)中，主要是在405nm下，所述光固化树脂会固化。历史上，使用激光进行光传递，但近年来，已使用区域投影技术如数字光处理(dlp)和液晶显示(lcd)进行光传递。lcd光学系统由通过显示器行业的lcd屏幕传输光的uv背光组成。所述lcd屏幕用作空间掩模，逐层描绘出要打印的组件的每一层的几何形状。

技术实现思路

1、本公开的一个方面提供了一种用于增材制造系统的固化系统。所述固化系统包括光源、液晶单元和第一偏振片。所述光源被配置为发出适合固化光聚合型材料的波长的光。所述液晶单元被配置为接收来自所述光源的光。所述第一偏振片设置在所述光源和所述液晶单元之间，其中所述第一偏振片包括聚乙烯醇(pva)基质和浸渍于所述pva基质中的有机染料。

2、本公开的这个方面可以包括以下一个或多个可选特征。在一些实施例中，所述光源的波长在365nm和415nm之间。在一些实施例中，所述光源被配置为在所述第一偏振片处提供大于20mw/cm2的通量。在一些实施方式中，所述光源被配置为在所述光聚合型材料处提供大于2mw/cm2的通量。在一些配置中，所述第一偏振片被配置为在10℃至120℃的温度范围内操作。

3、任选地，所述有机染料包含由以下化合物中的一种或多种制成的至少一种染料：金属重氮化合物，三偶氮化合物，联苯重氮、三偶氮或双偶氮单偶氮氧基化合物，或含金属的联苯重氮、三偶氮或双偶氮单偶氮氧基化合物。在一些实施例中，所述第一偏振片与所述液晶单元间隔第一距离。在一些实施方式中，所述第一偏振片被层压到所述液晶单元。在一些配置中，所述第一偏振片被配置为与所述固化系统解耦。

4、在一些实施例中，所述光源包含高功率发光二极管。在一些实施方式中，所述液晶单元的光接收表面的尺寸等于或大于所述第一偏振片的发光表面的尺寸。

5、在一些配置中，所述系统还包括处在所述光源和所述第一偏振片之间的准直透镜。在一些实施方式中，所述系统还包括处在所述第一偏振片和所述液晶单元之间的发散透镜。

6、在一些配置中，所述系统包括设置在所述液晶单元的与所述第一偏振片相对的一侧上的第二偏振片。在一些配置中，所述第二偏振片包括pva基质和浸渍于所述pva基质中的有机染料。在一些配置中，所述第二偏振片与所述液晶单元间隔第二距离。在一些实施方式中，所述第二偏振片被层压在所述液晶单元上。在一些实施例中，所述第二偏振片被配置为与所述固化系统解耦。

7、本公开的另一个方面提供了一种用于固化光聚合型材料的增材制造方法。所述方法包括被配置为发出适合固化所述光聚合型材料的波长的光的光源。所述光在液晶单元处被接收，并在设置在所述光源和所述液晶单元之间的第一偏振片处被偏振。所述第一偏振片包括聚乙烯醇(pva)基质和浸渍于所述pva基质中的有机染料。在一些实施例中，所述方法包括在设置在所述液晶单元的与所述第一偏振片相对的一侧上的第二偏振片处使所述光偏振。所述第二偏振片包括聚乙烯醇(pva)基质和浸渍于所述pva基质中的有机染料。

8、附图和以下描述中阐述了本公开的一个或多个实施方式的细节。其它方面、特征和优点将从发明描述和附图以及权利要求书中显而易见。

技术特征：

1.一种用于增材制造系统的固化系统(170)，所述固化系统(170)包含：

2.根据权利要求1所述的固化系统(170)，其中所述光源(210)的波长为365nm至415nm。

3.根据权利要求1或2所述的固化系统(170)，其中所述光源(210)被配置为在所述第一偏振片处提供大于20mw/cm2的通量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的固化系统(170)，其中所述光源(210)被配置为在所述光聚合型材料处提供大于2mw/cm2的通量。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的固化系统(170)，其中所述第一偏振片(230)被配置为在10℃至120℃的温度范围内操作。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的固化系统(170)，其中所述有机染料包含由以下化合物中的一种或多种制成的至少一种染料：金属重氮化合物，三偶氮化合物，联苯重氮、三偶氮或双偶氮单偶氮氧基化合物，或含金属的联苯重氮、三偶氮或双偶氮单偶氮氧基化合物。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的固化系统(170)，其中所述第一偏振片(230)与所述液晶单元(220)间隔第一距离(d1)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的固化系统(170)，其中所述第一偏振片(230)被层压到所述液晶单元(220)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的固化系统(170)，其中所述第一偏振片(230)被配置为与所述固化系统(170)解耦。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的固化系统(170)，其中所述光源(210)包含高功率发光二极管(214)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的固化系统(170)，其中所述液晶单元(220)的光接收表面的尺寸等于或大于所述第一偏振片(230)的发光表面的尺寸。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的固化系统(170)，其还包含位于所述光源(210)和所述第一偏振片(230)之间的准直透镜(810)。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的固化系统(170)，其还包含位于所述第一偏振片(230)和所述液晶单元(220)之间的发散透镜(850)。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的固化系统(170)，其还包含位于所述液晶单元(220)的与所述第一偏振片(230)相对的一侧上的第二偏振片(240)。

15.根据权利要求1所述的固化系统(170)，其中所述第二偏振片(240)包含pva基质和浸渍于所述pva基质中的有机染料。

16.根据权利要求1或15所述的固化系统(170)，其中所述第二偏振片(240)与所述液晶单元(220)间隔第二距离(d2)。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的固化系统(170)，其中所述第二偏振片(240)被层压到所述液晶单元(220)上。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的固化系统(170)，其中所述第二偏振片(240)被配置为与所述固化系统(170)解耦。

19.一种增材制造方法(900)，所述方法(900)包含：

20.根据权利要求19所述的方法(900)，其还包含：

技术总结本发明涉及用于增材制造系统的固化系统(170)，其包括光源(210)、液晶单元(220)和第一偏振片(230)。所述光源(170)被配置为发出适合固化材料的波长的光。所述液晶单元(220)被配置为接收来自所述光源(170)的光。所述第一偏振片(230)包含聚乙烯醇(PVA)基质和浸渍于所述PVA基质中的有机染料。技术研发人员：安德鲁·戈德曼,海莉·惠兰,亨利·惠特尼,马克西姆·洛博夫斯基,穆罕默德·多根受保护的技术使用者：福姆实验室公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26