发明创造名称：基于DLP的光固化3D打印成型方法、系统及设备
外观设计名称：
决定号：190733
决定日：2019-09-24
委内编号：1F258504
优先权日：
申请（专利）号：201610240624.X
申请日：2016-04-19
复审请求人：周宏志
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：张晓艳
合议组组长：郑楠
参审员：王扬
国际分类号：B29C67/00,B33Y10/00,B33Y30/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果发明要求保护的技术方案与最接近的现有技术之间的区别特征没有在最接近的现有技术中得以披露，已有的其他现有技术中也不存在将该区别特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，并且没有证据表明该区别特征是所属技术领域的公知常识，则不能据此认为该发明对本领域的技术人员而言是显而易见的。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610240624.X，名称为“基于DLP的光固化3D打印成型方法、系统及设备”的发明专利申请，申请人为周宏志。本申请的申请日为2016年4月19日，公开日为2016年8月31日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年5月17日发出驳回决定，驳回了本发明专利申请，其理由是：权利要求1-5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为申请日提交的说明书第1-28段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图，以及2017年12月25日提交的权利要求第1-5项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 基于DLP的光固化3D快速打印成型方法，其特征在于，其包括如下步骤：
1)将待打印零件的3D物理模型进行切片，得到模型的所有二维截面层的平面数据；
2)计算机控制系统控制DLP投影系统在树脂槽的工作面上沿着一个直线方向上以连续匀加速、匀速和均减速的方式移动，且在移动的过程中，计算机系统对模型的所有二维截面层的平面数据进行电信号转化，在DLP投影系统中得到相应的所有二维截面层的图案信息；其中连续匀加速、匀速和均减速的方式移动是使得DLP投影系统连续照射任一所述二维截面层的图案信息的照射时间为预设的照射时间；
3)重复上述步骤，直到模型的所有二维截面层的照射成型；其中所述计算机控制系统控制DLP投影系统在树脂槽的工作面上沿着一个直线方向上以连续匀加速、匀速和均减速的方式移动，其中，所述计算机控制系统包括控制模块，用以控制DLP投影系统在树脂槽的工作面上沿着一个直线方向上以连续匀加速、匀速和均减速的方式移动；且
所述计算机控制系统还包括检测模块和照射开关模块，当计算机系统检测到任一二维截面层的图案信息开启照射开关模块启动照射，当计算机系统未检测到任一二维截面层的图案信息开启照射开关模块关闭照射。
2. 根据权利要求1所述的基于DLP的光固化3D快速打印成型方法， 其特征在于，所述的一个直线方向上是X方向上、Y方向上的一种或两种。
3. 基于DLP的光固化3D快速打印成型系统，其特征在于，其包括如下：
切片模块，用以待打印零件的3D物理模型进行切片，得到模型的所有二维截面层的平面数据；
计算机控制模块，用以计算机控制系统控制DLP投影系统在树脂槽的工作面上沿着一个直线方向上以连续匀加速、匀速和均减速的方式移动，且在移动的过程中，计算机系统对模型的所有二维截面层的平面数据进行电信号转化，在DLP投影系统中得到相应的所有二维截面层的图案信息；其中连续匀加速、匀速和均减速的方式移动是使得DLP投影系统连续照射任一所述二维截面层的图案信息的照射时间为预设的照射时间；其中，所述计算机控制系统控制DLP投影系统在树脂槽的工作面上沿着一个直线方向上以连续匀加速、匀速和均减速的方式移动，其中，所述计算机控制系统包括控制模块，用以控制DLP投影系统在树脂槽的工作面上沿着一个直线方向上以连续匀加速、匀速和均减速的方式移动；且，所述计算机控制系统还包括检测模块和照射开关模块，当计算机系统检测到任一二维截面层的图案信息开启照射开关模块启动照射，当计算机系统未检测到任一二维截面层的图案信息开启照射开关模块关闭照射。
4. 根据权利要求3所述的基于DLP的光固化3D快速打印成型系统，其特征在于，所述的一个直线方向上是X方向上、Y方向上的一种或两种。
5. 基于DLP的光固化3D快速打印成型设备，其特征在于，其包括任一权利要求1-4所述的基于DLP的光固化3D快速打印成型方法及系统。”
驳回决定认为：独立权利要求1与对比文件1（CN104841937A，公开日2015年8月19日）的区别为：采用DLP投影系统照射在树脂槽工作面上进行光固化（而非激光烧结），且在DLP投影系统移动的过程中，计算机系统对模型的所有二维截面层的平面数据进行电信号转化，在DLP投影系统中得到相应的所有二维截面层的图案信息。所述计算机控制系统还包括检测模块和照射开关模块，当计算机系统检测到任一二维截面层的图案信息开启照射开关模块启动照射，当计算机系统未检测到任一二维截面层的图案信息开启照射开关模块关闭照射。基于上述区别，该权利要求的技术方案实际解决的技术问题为：如何将“加速、匀速、减速”的移动方式运用到光固化成型元件中提高光固化的成型精度和效率。光固化、激光烧结均是常见的两种3D打印方法，本领域技术人员可以根据实际原料的具体特性（热敏、光敏）的不同，调整成型元件的具体工作方式，这并不需要付出创造性的劳动。当进行光固化打印时，在发光系统（例如DLP投影系统）的移动过程中，计算机系统应当对模型的所有二维截面层的平面数据进行电信号转化，从而在发光系统（例如DLP投影系统）中得到相应的所有二维截面层的图案信息，从而进行逐层打印，是本领域（3D打印领域）技术人员容易想到的常规的操作方式。在独立权利要求1不具备创造性的基础上，从属权利要求2也不具备创造性。
独立权利要求3与对比文件1的区别为：采用DLP投影系统照射在树脂槽工作面上进行光固化（而非激光烧结），且在DLP投影系统移动的过程中，计算机系统对模型的所有二维截面层的平面数据进行电信号转化，在DLP投影系统中得到相应的所有二维截面层的图案信息。所述计算机控制系统还包括检测模块和照射开关模块，当计算机系统检测到任一二维截面层的图案信息开启照射开关模块启动照射，当计算机系统未检测到任一二维截面层的图案信息开启照射开关模块关闭照射。基于上述区别，该权利要求的技术方案实际解决的技术问题为：如何将“加速、匀速、减速”的移动方式运用到光固化成型元件中提高光固化的成型精度和效率。光固化、激光烧结均是常见的两种3D打印方法，本领域技术人员可以根据实际原料的具体特性（热敏、光敏）的不同，调整成型元件的具体工作方式，这并不需要付出创造性的劳动。当进行光固化打印时，在发光系统（例如DLP投影系统）的移动过程中，计算机系统应当对模型的所有二维截面层的平面数据进行电信号转化，从而在发光系统（例如DLP投影系统）中得到相应的所有二维截面层的图案信息，从而进行逐层打印，是本领域（3D打印领域）技术人员容易想到的常规的操作方式。在独立权利要求3不具备创造性的基础上，从属权利要求4-5也不具备创造性。
申请人（下称“复审请求人”）对上述驳回决定不服，于2018年8月16日向国家知识产权局提出了复审请求，复审请求人并未修改权利要求书。
复审请求人认为：
（1）对比文件1中的激光是基于振镜和激光器是不移动，由振镜系统移动带动点光源移动，实现匀加速、匀速、匀减速的方式移动，本申请结合DLP投影系统，采用的激光是根据DLP成型图像反射到树脂槽中，并以面光源为单位移动，一个面、一个面的拼接成一个区域，最终实现DLP投影系统对树脂槽的工作面进行连续照射，解决了因DLP投影系统照射面积有限而限制零件的打印尺寸，光固化扫描区域小，制造时间长的问题，制造成本也大大的降低，产生的有益效果是不容易想到的也是非显而易见的。
（2）虽然光固化3D打印成型方法和选择性激光烧结3D打印成型方法是现有技术中常见的两种3D打印方法，但也因其成型方法不同，对材料的要求、成型设备的精度、成型温度、激光器的选择以及激光路径方法的选择不同，而得到的成型件的表面质量、内部应力分散、力学性能均不同，应用的领域也不相同，将DLP投影系统采用“匀加速、匀速、匀减速”的方式并非简单应用。综上所述，申请人认为本申请具有创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年8月29日依法受理了该复审请求，并将案卷转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：
（1）公知证据1（《3D打印技术基础教程》，陈继民编，国防工业出版社，第105-107页，2016年1月）公开了以下内容：基于DLP技术的3D打印，利用投影图像，对光敏树脂进行曝光固化成型。如图5-4所示为一下置式投影3D打印机原理图。所谓下置式指投影机放置在树脂槽的下方。审查员认为将DLP投影系统应用于光固化3D打印成型实现面辐射以提高生产效率在教科书中已有记载，是现有技术中已经存在的内容，并非申请人所述DLP投影技术和光固化技术的结合是非显而易见的。
（2）无论采用怎样的辐射手段（激光或DLP），开关模块都是对辐射源的开启与关闭的控制，在对比文件1中开关模块也是对激光开启与关闭的控制而非对点光源移动的速度的控制，当选用DLP投影系统为3D打印的辐射源时，本领域技术人员有能力相应的对开关模块和检测模块调整，这属于本领域的常规技术手段。
（3）采用DLP投影系统进行3D打印成型时，之所以需要进行一个直线方向上的移动，是因为投影光源面积不足以一次覆盖整个所需成型的表面，而DLP投影辐射面与一般的点光源辐射相比，其优点就是单次辐射面较大从而提高了生产效率，但其为了完成单层制品的固化成型仍需要在平面内移动，该移动方式与点光源移动方式并无太大差异，是显而易见的。因而，坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
在上述程序的基础上，合议组认为，本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
（一）关于审查文本
复审请求人提出复审请求时未提交权利要求的修改替换页，故本复审请求审查决定所针对的文本为：申请日提交的说明书第1-28段、摘要附图、说明书附图图1-4、说明书摘要；2017年12月25日提交的权利要求第1-5项。
（二）关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
要求保护的发明与最接近的现有技术相比存在多个区别特征，如果其它现有技术中没有给出将上述区别特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，也没有足够的证据和理由表明上述区别特征属于本领域公知常识，则不能基于现有的证据和理由认为要求保护的发明是显而易见的。
对比文件1公开了一种用于制造三维物体的方法，并具体公开了以下的内容（参见说明书第2、12-28段）：其具体工艺主要包括分层切片、送铺粉、激光扫描步骤，其中激光扫描步骤是影响三维物体制件精度以及成型速度的关键因素。现有技术中，当启动激光扫描系统时，振镜和激光器同时开启并配合进行扫描，这样虽然可以完成三维物体制件的烧结成型，但烧结的三维物体制件，其边缘却存在过烧现象，从而影响了三维物体制件的表面质量以及内部性能……本振镜系统在接收到开启指令后，其不会马上达到某一速度，而是会存在加速阶段（从速度为零逐渐加速到某一速度），同理，振镜系统在收到关闭指令后，也会存在减速阶段（从某一速度逐渐减速至零），其中，开启与关闭之间可在指令的控制下保持速度值为某一速度的匀速阶段，这样在激光功率不变的情况下，则会使得扫描线两端（是指振镜系统加速和减速阶段）所接收的能量将远远大于振镜匀速运行过程中接收的能量，从而带来三维物体制件烧结过烧的问题……
步骤11：当接收到扫描信号时，开启振镜系统；
可以理解的是，振镜系统是根据指令工作，例如其运动速度也是由指令控制，但在此需说明的是，振镜系统开启时，不会马上达到指令要求速度，而需要从零开始，通过加速而达到指令要求速度；同理，振镜系统在收到关闭指令时，也不可能马上停止，而需要从某一速度，通过减速而停止；
步骤12：当振镜系统为匀速运动时，开启激光器，使得激光器发射的激光在匀速运动状态的振镜系统控制下扫描相应区域的第一行；
步骤13：当激光器发射的激光完成相应区域的第一行扫描时，关闭激光器，同时控制振镜系统减速；
步骤14：当振镜系统减速至零时，静止跳转，跳转后加速；
步骤15：当振镜系统为匀速运动时，开启激光器，使得激光器发射的激光扫描相应区域的第二行；
步骤16：当激光器发射的激光完成相应区域的第二行扫描时，关闭激光器，同时控制振镜系统减速；
步骤17：当振镜系统减速至零时，静止跳转，跳转后加速；
步骤18：当振镜系统为匀速运动时，开启激光器，使得激光器发射的激光扫描相应区域的第三行；
以此类推，对相应区域的第四行、第五行……进行逐行扫描，直到相应区域扫描完毕，结束流程。
该实施例中的跳转，是指振镜系统在指令的控制下进行的角度偏转，从而可以控制激光器发射的激光从当前行扫描跳转到下一行扫描。
经审查，合议组认为：本申请独立权利要求1要求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比区别至少在于：本申请是一种基于DLP的光固化3D快速打印成型方法，计算机控制系统控制DLP投影系统在树脂槽的工作面上沿一个直线方向上以连续匀加速、匀速和匀减速的方式移动。
对于上述区别，驳回决定认为：固化、激光烧结均是常见的两种3D打印方法，本领域技术人员可以根据实际原料的具体特性（热敏、光敏）的不同，调整成型元件的具体工作方式，这并不需要付出创造性的劳动；
前置审查意见认为，采用DLP投影系统进行3D打印成型时，之所以需要进行一个直线方向上的移动，是因为投影光源面积不足以一次覆盖整个所需成型的表面，而DLP投影辐射面与一般的点光源辐射相比，其优点就是单次辐射面较大从而提高了生产效率，但其为了完成单层制品的固化成型仍需要在平面内移动，该移动方式与点光源移动方式并无太大差异，是显而易见的。
对此，合议组认为，本申请的目的是针对现有的DLP投影成像技术因为DMD芯片分辨率有限，造成DLP投影成像技术零件成型尺寸较小的缺陷，提出了可以实现连续投影照射的基于DLP的光固化3D打印成型方法，突破了现有基于DLP投影成像技术的光固化3D打印成型对于成型件尺寸的限制，提高了零件快速成型效率。
虽然DLP投影系统应用于光固化3D打印成型实现面辐射以提高生产效率在教科书中已有记载，是现有技术中已经存在的内容，但是，其存在成型尺寸受限的技术问题，也就是本申请所要解决的技术问题。而对比文件1是一种制造三维物体的激光扫描方法，其要解决的技术问题是提供一种避免制件边缘过烧，提高制件表面质量和内部性能的用于制造三维物体的激光扫描方法。其通过激光扫描成型三维物体，通过振镜系统的加速、匀速和减速运动，来避免制件边缘过烧。因此，对比文件1是对激光扫描3D成型方法的一种改进，其所要解决的技术问题与本申请不同，不存在选择使用DLP投影成像技术制造三维物体并且将DLP投影系统采用“匀加速、匀速、匀减速”的技术需求和改进动机。
并且，虽然光固化3D打印成型方法和选择性激光烧结3D打印成型方法是现有技术中常见的两种3D打印方法，但也因其成型方法不同，对材料的要求、成型设备的精度、成型温度、激光器的选择以及激光路径方法的选择不同，而得到的成型件的表面质量、内部应力分散、力学性能均不同，应用的领域也不相同。本申请结合DLP投影系统，根据DLP成型图像反射到液态光敏树脂槽中，以面光源为单位移动，一个面、一个面的拼接形成一个区域，最终实现DLP投影系统对树脂槽的工作面进行连续照射；而对比文件1中公开的选择性激光烧结3D打印成型方法，其原理是利用二氧化碳激光逐层烧结塑料粉末，激光烧结是由点到线，由线到面的过程。基于DLP投影成像技术的光固化3D打印成型与选择性激光烧结3D打印成型两者成型原理并不相同或相似，因而，不存在将选择性激光烧结3D打印方法中的振镜系统的“加速、匀速和减速运动”运用到光固化3D打印成型方法中的技术启示。而且权利要求1也可达到“突破现有基于DLP投影成像技术的光固化3D打印成型对于成型件尺寸的限制，提高零件快速成型效率”的技术效果。进一步的，也没有证据表明上述区别技术特征解决如本申请所述技术问题是本领域公知常识。
综上，基于现有的证据和理由，驳回决定和前置意见中关于本申请独立权利要求1的技术方案不具备创造性的理由不能成立。
在独立权利要求1不具备创造性的理由不能成立的情况下，驳回决定和前置意见中关于从属权利要求2不具备创造性的理由也不能成立。
基于同样的理由，驳回决定和前置意见中关于本申请独立权利要求3的技术方案不具备创造性的理由不能成立。
在独立权利要求3不具备创造性的理由不能成立的情况下，驳回决定和前置意见中关于从属权利要求4-5不具备创造性的理由也不能成立。
基于上述事实和理由，合议组作出下述复审请求审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年5月17日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定所针对的审查文本基础上对本申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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