AT510306A2

AT510306A2 - Dreidimensionale modelliervorrichtung, gegenstand sowie verfahren zur herstellung eines gegenstands

Info

Publication number: AT510306A2
Application number: AT0115911A
Authority: AT
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2012-03-15
Also published as: US10022911B2; CN102371680A; US20180290379A1; JP5774825B2; US11203149B2; AT510306A3; US20120045617A1; JP2012040757A; CN102371680B

Description

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DREIDIMENSIONALE MODELLIERVORRICHTUNG, GEGENSTÄND SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES GEGENSTANDS

Hintergrund

Diese Erfindung betrifft eine dreidimensionale Modelliervorrichtung, die einen dreidimensionalen Gegenstand aus einem unter Licht aushärtenden Material ausbildet, einen Gegenstand, der mit dieser Vorrichtung ausgebildet wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands.

In der Vergangenheit wurde eine Modelliervorrichtung, die einen dreidimensionalen Gegenstand ausbildet, als Vorrichtung mrt einer schnellen Prototypenentwicklung bekannt, die für kommerzielle Zwecke weit verbreitet ist, Im Allgemeinen bildet eine dreidimensionale Modelliervorrichtung einen Gegenstand Schicht für Schicht in Übereinstimmung mit Formdaten für jede vorgegebene Dicke eines Ziels aus, das modelliert werden soll, d.h. mit Formdaten für jede Schicht.

Als eines der Hauptverfahren für die dreidimensionale Modelliervorrichtung wird eine Stereclithographie beispielhaft angeführt., bei der ein unter Licht aushärtendes Harz gezielt mit einem Laserlicht sc bestrahlt wird, dass gewünschte Teile des Harzes ausgehärtet und abgelöst werden, um dadurch einen Gegenstand auszubilden.

Jie Stereolithographie umzasst beispielsweise ein Freiflächenverfahren sowie ein Eingrenzflächen-Verfahren. Beim treiflächen-Verfahren wird die flüssige Oberfläche des unter Licht aushärtenden Harzes der Luft ausgesetzt, wobei das Laserlicht auf eine Zwischen!iäche zwischen der Luft und der flüssigen Oberfläche fokussiert wird, so dass die Zeichnung ausgeführt wird. Beim Freiflächen-Verf ahren besteht ein Problem darin, dass die Genauigkeit beim Aufschichten des Harzes (die Genauigkeit der Dicke für jede Schient oder die Genauigkeit des Oberflächenzustands des Harzes für jede Schicht) von der Oberf-ächengenaaigkeit der flüssigen Oberfläche abhängt.

Im Gegensatz dazu wird beim Eingrenzflächen-Verfahren die 2 2 « ι * Ffarzes flüssige Oberfläche des unter Licht aushäiJtefibleh1 beispielsweise von einer ebenen Glasfläche eingegrenzt, wobei aas Laserlichu durch das G_as auf eine Zwischenfläche zwischen der flüssigen Oberfläche und der Glasfläche fokussiert wird, so dass eine Zeichnung ausgeführt wird.

Die Japanische Patentanmeldung, Offenlegungsnummer 2009-137048 (später als Patentdokument 1 bezeichnet) offenbart eine Stereolithographie-Vorrichtung, die das Eingrenzflächen-Verfahren verwendet. Diese Stereolithographie-Vorrichtung umfasst einen Lage-Eingrenzmechanismus, um ein Auslenken des Glases zu verhindern und das Glas eben zu halten (siehe beispielsweise Ziffer [0077] und Ähnliches in der Beschreibung sowie Fig. 7 bis 10 des Pafentdokuments 1).

Zusammenfassung

Bei einem Eingrenzflächen-Verfanren, bei dem das Glas so wie im Fatendokumer.t 1 verwendet wird, ist es notwendig, dass das ausgehärtete Harz von dem Glas abgeiöst wird, nachdem die Modellierung für jede Schicht beendet ist. Wenn jedoch ein 3ereich, der für jede Schicht modelliert werden soll, größer wird, wird auch die Kraft größer, die für das Ablösen erforderlich ist. In manchen Fällen kann damit der Gegenstand zerbrechen, oder der Gegenstand wird von seinem Sitz getrennt (Bühne, auf der der Gegenstand aufgeschichtet werden soll).

Wenn weiters der Bereich, der für jede Schicht modelliert werden soll, größer wird, wie dies oben beschrieben wurde, kann das Glas infolge einer Kontraktionskraft des auscehärteten Harzes überbeansprucht oder verzogen und zum Harz ausgelenkt werden. Damit wird die Ebenheit des Gegenstands für jede Schicht beeinträchtigt. An dieser Stelle wird im oben erwähnten Patentdokument 1 nur die Äuslenkung des Glases überlegt, wobei keine Gegenmaßnahmen gegen die Erscheinung getroffen werden, dass das Glas entgegengesetzt zur Auslenkrichtung verzogen wird.

Wenn die Viskosität des unter Licht aushärtenden Harzes größer wird, wird zusätzlich eir. Druck größer, den das Harz auf die Sitzfläche oder die Glasfläche ausübt. Dadurch wird die Glasfläche beansprucht, wodurch ein anderes Problem auftritt, 3 · ·* ·· ·**· 9 #* * · · «9 * ··«« 9 *99«·» I · » 9 ·····* I I.«

• f· * · ♦ · » · ♦ I dass die Dicke des Harzes für jede Schicht nich*t s*o ^dstfeuert werden kann, dass sie eine vorgegebene Dicke besitzt.

Im Hinblick auf die oben erwähnten Umstände besteht Bedarf darin, eine dreidimensionale Modelliervorrichtung zu liefern, die es ermöglicht, dass von einem Eingrenzkörper, der eine obere Fläche eines Materials eingrenzt, um einen Gegenstand auszubilden, eine ausgehärtete Schicht des Materials sauber abgetrennt werden kann, und die ermöglicht, dass die Ebenheit einer jeden Schicht: verbessert oder die Dicke einer jeden Schicht mit großer Genauigkeit gesteuert werden kann. Weiters besteht Bedarf daran, einen Gegenstand, der mit dieser Vorrichtung ausgebildet werden kann, sowie ein Verfahren zu liefern, um einen Gegenstand herzustellen.

In Übereinstimmung mit Offenlegung wird eine geliefert, die eine Zuführdüse, eine Bewegungsmechanismus umfasst. einer Ausführungsform der vorliegenden dreidimensionale Modelliervorrichtung Bühne, einen Eingrenzkörper, eine

Bestrahlungseinheit sowie einen

Der Eingrenzkörper umfasst eine Fläche, die einen linearen Bereich entlang einer ersten Richtung aufweist, wobei sie so angeordnet ist, dass sie der Bühne so gegenüberliegt, dass der lineare Bereich der Fläche am nächsten zur Bühne liegt.

Die Zuführdüse ist so ausgebildet, dass sie ein Material, das mit der Energie einer Energiestrahlung ausgehärtet werden kann, in einen Schlitzbereich zuführt, bei dem es sich um einen Bereich zwischen der Bühne und dem linearen 3ereich handelt.

Die Bestrahlungseinheit ist sc· aufgebaut, dass sie das Material, das von der Zuführdüse in den Schlitzbereich zugeführt wird, durch den Eingrenzkörper mit der Energiestrahlung bestrahlt.

Der Bewegungsmechanismus ist so aufgebaut, dass er die 3ühne relativ zum Eingrenzkörper entlang einer zweiten Richtung bewegt, die sich von der ersten Richtung unterscheidet, um eine ausgehärtete Schicht des Materials für eine Schicht unter der Verwendung der Energiestrahlung auszubilden. Weiters ist so der Bewegungsmechanismus Eingrenzkörper und die Bühne Aufschiebtriehtung bewegt, um Materials aufzuschichten. aurgeoaut, dass ’*dr" den relativ zueinander entlang einer die ausgehärteten Schichten des

Der Eingrenzkörper ist so angeordnet, dass der lineare Bereich der Fläche am nächsten zur Bühne liegt. Damit wird das Material mit der Energie Strahlung bestrahlt und im Schlitzbereich oder in einem Bereich in dessen Nähe ausgehärtet. Das bedeutet, dass das Material im Wesentlichen im Schlitzbereich zwischen der Bühne und dem linearen Bereich ausgehärtet wird. Stromabwärts zum Eingrenzkörper werden die beiden relativ zueinander vom Bewegungsmechanismus so bewegt, dass die Fläche des Eingrenzkörpers von der Bühne getrennt wird. Damit kann die ausgehärtete Schicht des Materials sauber vom Eingrenzkörper abgelöst werden.

Weiters wird der Schlitzbereich nicht von einem breiten und flachen Bereich sondern vom linearen Bereich des Eingrenzkörpers gebildet. Wie eben beschrieben wurde, kann damit das Material leicht vom Eingrenzkörper getrennt werden. Auch dann, wenn die Kontrakticnskraft auf den EingrenzKörper aufgebracht wird, wenn das Material ausgehärtet ist, wird der Eingrenzkörper daran gehindert, dass er überbeansprucht oder verformt wird. Damit ist es möglich, die Ebenheit einer jeden ausgehärteten Schicht zu verbessern und die Dicke einer jeden ausgehärteten Schicht mit großer Genauigkeit zu steuern.

Der lineare Bereich kann eindimensional oder zweidimensional sein. Wenn der lineare Bereich zweidimensional ist, kann der lineare Bereich eine ebene Fläche oder eine gekrümmte Fläche sein. Wenn es sich beim linearer. Bereich tatsächlich um eine gekrümmte Fläche handelt, tritt so lange kein Problem auf, als der lineare Bereich eine solche Fläche aufweist, so dass die obere Fläche der ausgehärteten Schicht des Gegenstands die gewünschte Genauigkeit der ebenen Fläche behalten kann.

Der Eingrenzkörper kann so ausgebildet werden, dass er die Ferm eines Zylinders besitzt. In diesem Fall besteht die Fläche, die den linearen Bereich aufweist, ans einer äußeren Mantelfläche des Eingrenzkörpers, der die Form eines Zylinders 5 ··*·»· · «« • ** ·· · « 9 · · f ft··*···« · · besitzt. In diesem Fall entspricht eine Achsenrichtung* des Zylinderkörpers im Wesentlichen der ersten Richtung. Ein Teil der äußeren Mantelfläche entlang dieser Achsenrichtung stellt den linearen Bererch dar. Wenn der Eingrenzköroer in Form eines Zylinders ausgebildet ist, kann die Funktion des Eingrenzkörpers mit einer einfachen Form vorgesehen werden. Wenn weiters der Eingrenzkörper in Form eines Zylinders ausgebilaet ist, kann sich der Eingrenzkörper in einem Zustand, in dem das Material in den Schlitzbereich zugeführt wird, wenn der Bewegungsmechanismus den Eingrenzkörper und die Bühne relativ zueinander bewegt, infolge der Reibungskraft zwischen dem Eingrenzkörper und dem Material um die Achse drehen und bewegen.

Die Bestrahlungseinheit .^ann innerhalb des Ei^-grenzköroers angeordnet sein, der in Form eines Zylinders ausgebildet ist. Bamil wird ein Vorzug verbessert, wenn der Einorenzkorper so ausgeb_lde _ _st, dass er Qie Form eines Zylinders besitzt. Im. Vergleich zu einem Fam, bei dem die Bestrahlungseinheit a.ußerha.io des i.y.— nderkörpers angeordnez ist, kann weiters die dreidimensionale Modeiliervorrichtung kleiner cremacht werden. wird eine weitere Lagerung

Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann weiters eine Vieizar.i von Führungsrollen aufweisen, die so ausgebiidet sind, dass sie den Eingrenzkörper so halten, dass er in mehung versetzt werden kann. Dami·1 überflüssig.

Die dreidimensionale Modeiliervcr A---r_ebste11 aufweisen, der zumindest ein ’icntung kann weiters einen so aufgebaut ist, dass er der vielen Führungsrollen der An^riebsteil den Eircrenzköroer antreibt. Damit kann n Drehung versetzen. Beispielsweise dann, wenn die Zuführdüse das Material dem umgrenzkörper zuführt, versetzt der Antriebsteil den e^.i-körper xn Drenung, wobei das Material in den

Sc.il-Lzbw.eict zugeführt werden kann. Alternativ kann dann, wenn überschüssiges Material an einem Teil der äußeren

Mantelfläche des Eingrenzkörpers anhaftet, der Antriebsteil den Ein^fenzkörper so m Drehung versetzen, dass zwischen dem Bereich einer unbenutzter. Fläche, an dem das überschüssige Ma<-e__al nicht anhaftet, und der Bühne der Schlitzbereich 6 ·« » * * · «·*» * ·· • ·· * · · «»*« * *««·· * * · * « · t ·· · · * * * * ausgebildet wird.

Der Eir.grenzkörper kar.r. so aufgebaut sein, dass er die Form einer Platte besitzt, die eine Ooerfiäche aufweist, bei der es sich uir. eine gekrümmte Fläche handelt. Damit kann unterdrückt werden, dass die dreidimensionale Modelliervorrichtung größer wird, wobei gleichzeitig der Bereich des linearen Bereichs vergrößert werden kann, der als ebene Fläche angesehen werden kann.

Der Eingrenzkörper kann so auf gebaut sein, dass er ein Teil eines Zylinderkörpers ist. In dem Fall, in dem der Eingrenzkörper von einem Zylinderkörper gebildet wird, ist die Bestrahlungseinheit innerhalb des Zylinderkörpers vorgesehen, wodurch die Länge des optischen Wegs der Energiestrahlung begrenzt wird. So wie dies bei der vorliegenden Offenlegung der Fall ist, kann die Einschränkung der Länge des optischen Wegs der Energiestrahlung aufgehoben werden, wenn ein EingrenzKörper verwendet wird, der eine Ferm besitzt, die man durch das Ausschneiden eines Zylinderkörpers erhält.

Der Bewegungsmechanismus kann so aufgebaat sein, dass er den Eingrenzkörper und die Bühne relativ zueinander entlang einer Richtung bewegt, die eine vertikale Komponente besitzt. Dadurch kann das überschüssige Material vom Gegenstand infolge seines Eigengewichts nach unten fließen, um dadurch das überschüssige Material verlässlich zu beseitigen, womit eine Modellierung mit hoher Genauigkeit realisiert werden kann.

Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann weiters eine

Reinigungsdüse aufweisen, die so ausgebildet ist, dass sie dem Gegenstand ein Reinigungsmittel zuführt, der auf der Bühne ausgebildet wird. Dabei wird das Reinigungsmittel von der Rein_gungsdü^e z_un Gegenstand abgegeben. Auen dann, wenn der Gegenstand unter Verwendung des Reinigungsmittels gereinigt wird, fließt das Reinigungsmittel vom Gegenstand nach unten, womit der Gegenstand, d.h. die obere Fläche der ausgehärteten Schient, gereinigt werden kann. Damit kann die

Modeilierger.auigkeit verbessert werden

Die Zuführdüse kann eine Vielzahl wobei die Vielzahl von Zuführdüsen von Zuführdüsen aufweisen, so ausgelegt ist, dass sie so unterschiedliche Materialen abgibt. Im Besonderen dann, wenn der Bewegungsmechanismus den Eingrenzkörper oder die Bühne entlang einer Richtung bewegt, die eine vertikale Komponente aufweist, wird es leicht, dass überschüssige Material zu entfernen, womit es leicht wird, das überschüssige Material für jede Schicht zu entfernen. Zusätzlich wird es leichr, einen Gegenstand auszubilden, der unterschiedliche Materialarten für jede Schicht besitzt.

Die Zuführdüse kann eine Düse aufweisen, bei der es sich um eine Schlitzbeschichtungs-Düse handelt. Damit ist es möglich, die Dicke der ausgehärteten Schicht für eine Schicht mit hoher Genauigkeit zu steuern.

Die Zuführdüse kar.r. so aufgebaut sein, dass sie ein Material zuführt, das thixotrop ist. Damit kann beispielsweise ein Gegenstand ausgebildet werden, der einen überhängenden Teil besitzt.

Der Eingrenzkörper und die Zuführdüse können eine Vielzahl von Eingrenzkörpern und eine Vielzahl von Zuführdüsen aufweisen, wobei ein Paar von jedem der vielen Eingrenzkörper und jeder der vielen Zuführdüsen einen Satz bildet. In diesem Fall genügt es, dass die Vielzahl von Sätzen von Eingrenzkörpern und Zuführdüsen entlang der zweiten Richtung angeordnet sind, in cie der Bewegungsmechanismus die Bühne bewegt. Dadurch können unterschiedliche Materialarten für die Ausbildung eines Gegenstands verwenaet werden.

Die Bestrahlungseinheit kann die Energiestrahlung so ausstrahlen, dass ein Hauptkörper, bei dem es sich um das Ziel handelt, das modelliert werden soll, sowie ein Ankermuster ausgebildet werden, das in zumindest einem Randteil des Hauptkörpers des Gegenstands angeordnet ist. Damit kann ein Randteii des Hauptkörpers des Gegenstands mit hoher Genauigkeit ausgebildet werden.

Die Bestrahlungseinheit kann eine Generatorquelle, die so aufgebaut ist, dass sie die Energiestrahlung erzeugt, sowie einen Detektor anfweisen, der so aufgebaut ist, dass er die Intensitätsverteilung der Energiestrahlung abtastet, die von der Generatorqaelle erzeugt wird. In diesem Fall kann die 8 Φ φ φ · · « *14* • * * φ φ · · · · · * * ·»··«* · * φ φ φ *· * · · * ΦΦ φφ 4 I * φ φ ι ι dreidimensionale Modelliervorrichtung weiters. einen Steuermechanismus aufweisen, der so aufgebaut ist, dass er die relativen Stellungen des Eingrenzkörpers und der Bestrahlungseinheit aufgrund der Intensitätsverteilung der Energiestrahlung steuert, aie vom Detektor abgetastet wird. Damit kann die Lage des Eir.grenzkörpers entsprechend gesteuert werden, wodurch die Dicke der Dünnschicht des Materials mit hoher Genauigkeit gesteuert werden kann.

Die dreidimensionale Modelliervorrichtung kann weiters einen Drehmechanismus aufweisen, der sc aufgebaut ist, dass er die Bühne um eine Achse entlang der .Aufschichtrichtung in Drehung versetzen kann. Damit kann eine Abtastung mit einer

Energiestrahlung in einer gewünschten Richtung ausgeführt werden. Dadurch kann verhindert werden, dass sich beispielsweise eine Verformung (Einfallsstellen oder Wölbungen) im Gegenstand ausbildet, wenn der Gegenstand von der Bühne entfernt wird.

Die dreidimensionale Modeliiervorrichtnng kann weiters eine Schutz-Dünnschicht aufweisen, die auf der Oberfläche des Eingrenzkörpers vorgesehen ist. Beispielsweise dann, wenn es sich bei der Schurz-Dünnschicht um eine Dünnschicht handelt, die entfernt werden kann, kann durch ein Entfernen dieser Dünnschicht die Oberfläche des Eingrenzkörpers gereinigt werden. Alternativ ist es dann, wenn auf der Oberfläche des Eingrenzkörpers die Schutz-Dünnschicht vorher ausgebildet wurde, beispielsweise möglich, die Oberflächenreinigung dadurch durchzuführen, dass eine einfache Reinigung erfolgt oder mit einem Gas abgeblasen wird.

Die dreidimensionale Modeiliervcrrichtung kann weiters einen Bestrahlungsmechanismus und einen Steuerteil aufweisen.. Der Bestrahlungsmechanismus ist so aufgebaut, dass er eine Vielzahl von Energiestrahlen als Energiestrahlung ausstrahlt. Der Steuerteil ist so auf gebaut, dass er den Bestrahlungsmechanismus so steuert, dass ein Zeitintervall, in dem alle der vielen Energiestrahlen abgestrahlt werden, ein Zeitintervall aufweist, in dem zumindest zwei Energiestrahlen der Vielzahl von Energiestrahlen gleichzeitig abgestrahlt werden. Damit kann ein weiter Bereich auf dem Material 9 I ι «· · · ·»*· * # » * 4Φ * · * * * · * · 4 I * «41 · ««· • t * I » * * · «t« 4 · · 4 (I 4 · I * *· * · » # ·* 4 · gleichzeitig einem Belichtungsvorgang unterworfen werden, womit ein Zeitintervall, das für den Modelliervorgang erforderlich ist, verkürzt werden kann.

In Übereinstimmung mit einer anderen Aus führungsform der vorliegenden Offenlegung wird ein Gegenstand geliefert, der von einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung ausgebildet werden soll, wobei die dreidimensionale Modeliiervorrichtung eine Bühne sowie einen Eingrenzkörper aufweist, der eine Fläche aufweist, die einen linearen Bereich entlang einer ersten Richtung umfasst, wobei er so ausgebildet ist, dass er der Bühne so gegenüberliegt, dass der lineare Bereich der Fläche am nächsten zur Bühne liegt. Der Gegenstand wird mit dem folgenden Verfahren aosgefcildet.

Ein Material, das mit der Energie einer Energiestrahlung ausgehärtet werden kann, wird in einen Schlitzbereich zugeführt, bei aem es sich um einen Bereich zwischen der Bühne und dem linearen Bereich handele.

Das in den Schlitzbereich zugeführte Material wird durch den Eingrenzkörper mir der Energieszrahlung bestrahlt.

Um eine ausgehärzeze Schicht des Materials für eine Schicht unter der Verwendung der Energiestrahlung auszubilden, wird die Bühne relativ zum Eingrenzkörper entlang einer zweiten Richtung bewegt, die sich von der ersten Rechnung unterscheidet.

Um die ausgehärtezen Schichten des Materials aufzuschichten, werden der Eingrenzkörper und die Bühne relativ zueinander in einer AufSchichtrichtung bewegt.

In Übereinstimmung mit einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands mit einer dreidimensionalen

Modelliervorrichtung geliefert, wobei die dreidimensionale Modelliervorrichznng eine Bühne sowie einen Eingrenzkörper aufweist, der eine Fläche aufweist, die einen linearen Bereich entlang einer ersten Richtung umfasst, wobei er so angeordnet ist, dass er der Bühne so gegenüberliegt, dass der lineare Bereich der Fläche am nächsten zum Bühne liegt. 10 • 4 *· »· ·«!· * ·· « · * · · ·«·· · • ! t 4 11 · · · I I · · k # · ♦ * · ····*·· Ψ * « · » t I | » | I · « · f

Ein Material, das mit der Energie einer Energiestrahlung ausgehärtet werden kann, wird in einen Schlitzbereich zugeführt, bei dem es sich um einen Bereich zwischen der Bühne und dem linearen Bereich handelt.

Bas in den Schlitzbereich zugeführte Material wird durch den Eingrenzkörper mit der Energiestrahlung bestrahlt.

Um eine ausgehärtete Schicht des Materials für eine Schicht unter Verwendung der Energiestrahlung auszubilden, wird die Bühne relativ zum Eingrenzkörper entlang einer zweiten Richtung bewegt, die sich von der ersten Richtung unterscheidet.

Um die ausgehärteten Schichten des Materials aufzuschichten, werden der Eingrenz Körper und die Bühne relativ zueinander entlang einer Aufschichtrichtang beweg-.

Wie bereits oben in Übereinstimmung mit den Ausführungsformen der vorliegenden Offenlegung erwähnt wurde, ist es möglich, von einem Eingrenzkörper, der eine obere Fläche eines Materials eingrenzt, eine ausgehärtete Schicht des Materials (des Gegenstands) abzutrennen und die Ebenheit einer jeden Schicht zu verbessern, oder die Dicke einer jeden Schicht mit hoher Genauigkeit zu steuern.

Biese sowie andere Gegenstände, Merkmale und Verteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nun folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten der Ausführungsformen ersichtlich, wie sie in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Schrägriss, in dem eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung dargestellt ist;

Fig. 2 eine Vordersicht einer dreidimensionalen Modelliervorrichtur.g gesehen in Richtung der Y-Achse;

Fig. 3 eine vereinfachte Seitenansicht der dreidimensionalen Modelliervorrichtung sowie ein

Blockschairbild eines Aufbaus eines dafür vorgesehenen Steuersystems;

Fig. 4A bis 4C Ansichten, in denen eine Arbeitsweise der dreidimensionalen Modelliervorrichtung Schritt für Schritt dargestellt ist;

Fig. 5A bis 5C Ansichten, in denen die Arbeitsweise der dreidimensionalen Modeliiervorrichtung Schritt für Schritt dargestellt ist;

Fig. 6 eine Ansicht, in der ein Schlirzbereich und sein Rand in einem vergrößerten Maßstab dargestellt sine;

Fig. 7 eine Ansicht, in der ein Flüssigharz sowie eine ausgehärtete Schicht auf einer Modeliierbühne, wie dies Fig. 4C zeigt, in einem vergrößerten Maßstab dargestellt sind;

Fig. 8 eine Ansicht, in der ein Muster in einem BelichtungsVorgang für eine Schicht, gesehen in Richtung der Σ-Achse, dargestellt ist;

Fig. 9 eine Seitenansicht, in der Hauptteile einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung dargestellt sind;

Fig. 10A und 103 eine Seitenansicht b zw. eine Vordersicht, in denen Hauptteile einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung dargestellt sind;

Fig. 11 eine Ansicht, in der Hauptteile einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung dargestellt sind;

Fig. 12 eine Ansicht, ir. der eine Arbeitsweise der dreidimensionalen Modelliervorrichtung von Fig. 11 beschrieben wird;

Fig. 13A bis 13F Ansichren, in denen Hauptteile einer dreidimensionaler. Modelliervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung dargestellt sind;

Fig. 14 eine Ansicht, in der eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung beschrieben wird;

Fig. 15A bis 15C Ansichten, in denen ein Beispiel eines 12

Gegenstands dargestel^t ist, der einen überhängenden Teil besitzt;

Fig. -6 eine Ansicht, in der Hauptteile einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung gemäß einer siebter. Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung dargestellt sind;

Fig. 17 eine Ansicht eines optischen Systems, das bei der dreidimensionalen Modelliervorrichtung verwendet wird, dte m rig. 16 cargestellt ist, sowie ein Blockschaltbild eines aatür vorgesehenen elektrischen Schaltkreises;

Fig. IS eine Ansicht, in der Hauptteile einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung dargestellt sind; und

Fig. 19 eine Ansicht, m der Hauptteiie einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsf orir. der vorliegenden Offenlegung dargestellt sind.

Ausführliche Beschreibung von Austührungsrormen

Nunmehr sollen Ausführungsrormen der vorliegenden Offenlegung im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben werden.

[Erste Ausführungsform] (Aufbau der dreidimensionalen Modeiiiervorrichtunq)

Fig. 1 zeigt einen Schrägriss, in dem eine dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsferm der vorliegender. Offenlegung dargestellt ist. Fig. 2 zeigt eine Vordersicht der dreidimensionalen Modelliervorrichtung, gesehen in Richtung der Y-Achse.

Eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 100 umfasst eine Basis 1, zwei Seitenwände 2, eine Moöeilierbühne 15 sowie eine Trommel 10. Die Seitenwände 2 sind an einer Hinterseite auf der Basis 1 aufragend vorgesehen. Die Modellierbühne 15 ist zwischen den Seitenwänden 2 angeordnet. Die Trommel 10 dient als Eingrenzkcrpar, der so angeordnet ist, dass er der ft

Modellierbühne 15 gegenüberliegt. rig. 3 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht, in der die dreidimensionale Modelliervorricntung 100 dargestellt ist, sowie ein Blockschaltbild eines Aufbaus für ein dafür vorgesehenes Steuersystem.

Die Trommel 10, die als Eingrenzkcrper dient, grenzt die Höhe einer oberen Fläche eines Materials ein, das von einer 2uführdüse auf die Mocellierbühre 15 zugeführt wird, wie dies später beschrieben wird. Die Trommel io ist so ausgebilcet, dass sie im Wesentlichen die Form eines Zylinders besitzt, wobei sie beispielsweise aus Glas hergestellt ist. Die Trommel 10 besitze eine Durchgangsöffnung, die in Richtung der X-Achse ausgebildet ist. Anders ausgedrückt: die Trommel IC ist so ausgebildet, dass sie die Form eines Rohrs besitzt. Wie später beschrieben wird, ist ein Trägerelement 4, das eine Bestrahlungseinheit 30 trägt, so vorgesehen, dass es durch die Durchgangsöffnung (die Innenseite des Zylinderkörpers) der Trommel 10 verläuft.

Anstelle von Glas kann die Trommel 10 auch aus Acrylharz oder einem anderen durchsichtigen Harz hergestellt werden. Das Material der Trommel 10 ist nicht notwendigerweise auf diese Materialen beschränkt. Es kann irgendein Material für die Trommel 10 verwendet werden, solange das Material die Energiestrahlung durchlässt, die von der Bestrahiungseinheit 30 ausgestrahlt wird.

Der Innendurchmesser der Trommel 10 liegt im Bereich von etwa 30 bis 70 mm, wobei die Wandstärke etwa 2 mm beträgt. Dieser Bereich kann jedoch entsprechend abgeändert werden.

Die Modellierbühne wird von einem Anheb/Absenk-Mechanismus 14 getragen, um sie anheben und absenken zu können. Die Modellierbühne 15 und der Anheb/Absenk-Mechanismus 14 sind auf einer bewegbaren Basis 11 angeordnet. Die bewegbare Basis 11 ist so eingestellt, dass sie mithilfe eines Y-Achsen Bewegungsmechanismus 70 (siehe Fig. 3) bewegt werden kann. Der Y-Achsen Bewegungsmechanismus 7C umfasst einen Y-Achsen Bewegungsmotor 72 sowie Führungsschienen 71. Die Führungsschienen 71 sitzen auf der Basis 1 und führen die 14 «t ·« ·· «··» · «« » i · t · »··· « 9 « · * » · · · « • | * * · · · # * t « ··»····· · t ·* » · ·« ·· »·« f|

Bewegung der Bewegungsbasis 11.

Wie Big. 1 und 2 zeigen, ist innerhalb der Seitenwände 2 eine Vielzahl von Führungsrollen angeordnet, die die Trommel 10 so halten, dass sie um eine Achse in Richtung der X-Achse in

Drehung versetzt werden kann. Beispielsweise sind für eine der Seitenwände 2 drei Führungsrollen 5, 6 und 7 vorgesehen. Die Führungsrolle 7 hält die innere Mantelfläche der Trommel 10 nach unten. Die beiden Führungsrollen 5 und 6 halten die äußere Mantelfläche (Oberfläche) 10a der Trommel 10 von unten. Das bedeutet, dass die drei Führungsrollen 5, 6 und 7 die Wand der Trommel 10 so zwischen sich aufnehmen, dass die Trommel 10 gehalten wird. Wie bereits oben beschrieben wurde, halten die Führungsrollen 5, 6 und 7 die Trommel 10 so, dass sie nicht gelagert werden muss.

Die Führungsrollen 5, 6 und 7 halten die Trommel 10 in einer vorgegebenen Höhenstellung in Richtung der Z-Ächse so, dass ein Schlitzbereich S (siehe Fig. 6), der später beschrieben wird, zwischen der Bühne und der äußeren Mantelfläche 10a der Trommel 10 ausgebildet wird. Dies erfolgt so, dass die obere Fläche der Modellierbühne 15 gegenüber einem linearen Bereich Al entlang der Richtung der X-Achse (erste Richtung) liegt, wodurch der Schlitzbereich S ausgebildet wird, wobei der lineare 3ereich Al der unterste Teil der äußeren Mantelfläche 10a der Trommel 10 (der Teil der Trommel 10, der am nächsten zur Bühne liegt) ist. Der lineare Bereich Al bildet einen Teil der äußeren Mantelfläche 10a der Trommel IC, wobei es sich um einen Bereich handelt, der im Wesentlichen als ebene Fläche angesehen werden kann.

Die Breite des linearen Bereichs Ä.1 in Richtung der Y-Achse (zweite Richtung) liegt irr. Bereich von 0,1 bis 1 mm. Weiters liegt der Punktdurchmesser des Laserlichts, das von der Bestrahlungseinheit 30 ausgestrahlt wird, wie dies später beschrieben wird, im Bereich von 1 bis 100 pm. Die Breite des linearen Bereichs Al und der Punktdurchmesser können jedoch in Abhängigkeit von der Größe der Trommel, der Größe des

Gegenstands, der Modelliergenauigkeit und Ähnlichem entsprechend verändert werden. Daher können die Breite des linearen Bereichs Al und der Punktdurchmesser von den oben * · · * · · · · · · · · · • * · » t t · «· · · • « « · · · · · · · ··«*»· · · * · • ft····· · · erwähnten Bereichen abweichen.

Wie Fig. 3 zeige, ist von den drei Führungsrollen 5, 6 und 7 beispielsweise eine Führungsrolle 5 so angeordnet, dass sie von einem Rolienmotor 8 angerrieben wird. Dadurch wird die Trommel 10 von der Führungsrolle in Drehung versetzt. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Ausführungsform verwendet werden kann, bei der zwei oder mehr der Führungsrollen 5, 6 und 7 sc angeordner sind, dass sie von einem Motor angetrieben werden.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Anordnung dieser drei Führungsrollen 5, 6 und 7 nicht auf die Anordnung in der Ausführungsform von Fig, 1 beschränke ist und entsprechend abgeändert werden kann.

Zwischen den Seitenwänden 2 ist eine Zuführdüse 26 vorgesehen, die emlang der X-Achse ausgebildet ist und der Trommel 10 eir. unter Licht anshärtendes Material R zuführt. Die Zuführdüse 26 ist beispielsweise unterhalb der Trommel 10 an einer Stelle angeordnet, die vom linearen Bereich Al beabstandet ist, bei dem es sich um den untersten Teil der Trommel 10 handelt. Als Zuführdüse 26 kann eine Düse, die entlang ihrer Längsrichtung eine Vielzahl von Öffnungen (nicht dargestellt) für die Abgabe des unter Licht aushärtenden Materials R besitzt, verwendet werden. Alternativ kann als Zuführdüse 26 eine Schlitzbeschichtungs-Düse vorgesehen sein, die einen Schlitz besitzt, der in ihrer Längsrichtung vorgesehen ist. Die Vielzahl von Öffnungen oder der Schlitz öffnen sich zu einer Seite, auf der die Trommel 10 angeordnet ist.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Zuführdüse 25 beispielsweise mit einer Pumpe, einer Leitung, einem. Ein/Aus-Ventil und Ähnlichem (nicht dargesteilt) verbunden sein kann, um in die Zuführdüse 26 das unter Licht aushärtende Material R einzuleiten.

Wie Fig. 1 zeigt, weist die dreidimensionale Modelliervorrichtung 100 den Anheb/Absenk-Mechanismus (Teil des Bewegungsmechanismns) 14 auf, der die Modeliierbühne 15 trägt und die Modellierbühne 15 zur bewegbaren Basis 11 anhebt und absenkt. Der Anheb/Absenk-Mechanismus 14 verwendet einen Ar.heb/Absenk-Motor 19, um die Modellierbühne 15 anzuheben und 16

abzusenken um dadurch einen Abstand zwischen der

Modellierbühne 15 und dem linearen Bereich AI der Trommel 10 zu steuern. Die alleroberste Stellung der Modellierbühne 15, die mit dem Anheb/Absenk-Mechanismus 14 angehoben wurde, wird im Wesentlichen auf eine Stellung eingestellt, in der der lineare Bereich Al der Trommel 10 angeordnet ist. Obwohl die Modellierbühne 15 in horizontaler Ebene (in der X-Y Ebene) kreisförmig ist, ist die Form nicht auf die Form eines Kreises beschränkt. Die Form kann eine rechteckige Form oder irgendeine andere Form sein. Als unter Licht aushärtendes Material R wird typisch ein unter ultraviolettem Licht aushärtendes Harz verwendet.

Wie Fig. 1 zeigt, weist die dreidimensionale Modelliervorrichtung 100 die Bestrahlungseinheit 30 auf, die das unter Licht aushärtende Material R, das von der Zuführdüse 26 zugeführt wird, mit dem Laserlicht als Energiestrahlung bestrahlt. Auf der Hinterseite der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 100 sind zwei Tragstützen 3 vorgesehen, die von der 3asis 1 aufragen. Zwischen diesen beiden Tragstützen 3 ist das Trägerelement 4 vorgesehen. Wie bereits oben beschrieben wurde, ist das Trägerelement 4 so vorgesehen, dass es durch die Innenseite der Trommel 10 verläuft. Die Bestrahlungseinheit 30 ist an der Innenseite der Trommel 10 angeordnet und kann in Richtung der X-Achse von einem X-Achsen Bewegungsmechanismus 60 bewegt werden, der auf dem Trägereiement 4 vorgesehen ist. Der X-Achsen Bewegungsmechanismus 60 weist einen X-Achsen Bewegungsmotor 63 (siehe Fig. 3), eine Schienenplatte 62, die Führungsschienen 62a aufweist und auf dem Trägerelement 4 befestigt ist, sowie eine bewegbare Platte 61 auf, die an der Schienenplatte 62 so angebracht ist, dass sie bewegt werden kann. Der X-Achsen Bewegungsmechanismus 60 dient als Abtastmechanismus für eine Abtastung mit dem Laserlicht in Richtung der X-Achse.

Die Bestrahlungseinheit 30 ist auf der bewegbaren Platte 61 angebracht und weist eine Laserlxchtquelle 31, eine Obj ektivlinser.halterung 32, die unmittelbar unter der Laserlichtquelle 31 angeordnet ist, eine Objektivlinse 34 (siehe Fig. 2, 3 und Ähnliche), die von der 17 *· » Μ · * · * · · « m * · ι * · · ·* · * ···«* · t ft ft «««ft·· ft * ί t «·«··«« · * «« *· « * «· «ftft ftt

Objektivlinsenhalterung 32 gehalten wird, sowie eine Befestigungsplatte 33 auf. Die Befestigungsplatte 33 trägt die Laserlichtquelle 31 und die Objektivlinsenhalterung 32 und fixiert sie im Hinblick auf die bewegbare Platte 61.

Die Bestrahlungseinheit 30 begrenzt den Punktdurchmesser des Laserstrahls, aer von der Laseriichtquelle 31 durch die Objektivlinse 34 ausgestrahlt wird, und fokussiert ihn durch die Wand der Trommel 10 auf das unter Lichr aushärtende Material R, das im Schiitzbereich S angeordnet ist, oder auf das unter Licht aushärtende Material R, das im Schlitzbereich S und in der Nähe des Schlitzbereichs S angeordnet ist. Das bedeutet, dass cie Objektivlinse 34 typisch so auf der optischen Achse angeordnet ist, dass der Brennpunkt des Laserlichts zumindest dem unter Licht aushärtenden Material R im Schiitzbereich S entspricht.

Der Anheb/Absenk-Mechanismus 14, der Y-Achsen 3ewegungsmechanismus 70 und der X-Achsen

Bewegungsmechanismus 60, die in Fig. 3 dargestellt sind, können beispielsweise mit einem Mechanismus mit einem

Kugelgewindetrieb, einem Antriebsmechanismus mit einer

Zahnstange und einem Ritzel, einem Riemen-Antriebsmechanismus oder einem Antriebsmechanismus mit einem Fiuiddruck-

ZylinderKörper realisiert werden.

Weiters weist die dreidimensionale Modelliervcrrichtung ICO eine Steuerung für den Anheb/Absenk-Mctor 51, eine Steuerung für den Rollenmotor 54, eine Steuerung für den X-A.chsen Bewegungsmotor 55 sowie eine Steuerung für den Y-Achsen Bewegungsmotcr 53 auf. Die Steuerung für den A.nheb/Absenk-Motor 51 steuert den Antrieb des Anheb/Absenk-Motors. Die

Steuerung für den Rollenmotor 54 steuert der. Antrieb des Rcllenmotcrs 8. Die Steuerung für den Y-Achsen 3ewegungsmctcr 53 steuert den Antrieb des Y-Achsen

Bewegungsmctors 72. Die Steuerung für den X-Achsen

Bewegungsmctor 55 steuert den Antrieb des X-.Acnsen Motors 63. Weiters weist aie dreidimensionale Modelliervcrrichtung ICC eine Laser-Leistungssteuerung 52 auf, die die Leistung des Laserlichts steuert, das von der Laseriichtquelle 31 ausgesandt wird. Die entsprechenden Arbeitsweisen dieser

IS f » I« ·»*· it • I · • * * * * w Φ *

Steuerungen werden im Allgemeinen mit einem Hostrechner 50 gesteuert. Obwohl dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, weist die dreidimensionale Modelliervorrichtung 100 weiters eine Steuerung für den Antrieb der Pumpe und das Fin/Aus-Ventil auf, die mit der Zuführdüse 26 verbunden sind.

Der Hostrechner und die entsprechenden Steuerungen weisen eine zentrale Steuereinheit (Central Processing Unit, CPU) einen RAM (Random Access Memory, Speicher mit wahlfreiem Zugriff), einen ROM (Read Oniy Memory, nur auslesbarer Speicher) sowie Ähnliches auf. An Steile der zentralen Steuereinheit können auch ein digitaler Signalprozessor (Digital Signal Processor, DSP), eine programmierbare Logikstufe (Programmable Logic Device, PLD) (beispielsweise eine im Feld programmierbare Gatteranordnung, Feed Programmable Gate Array, FPGA), ein anwenderspezifischer integrierter Schaltkreis (Applicant Specific Integrated Circuit, ASIC) oder Ähnliches verwendet werden. Obwohl es typisch ist, dass die Steuerungen miteinander verdrahtet sine, kann zumindest eine dieser Steuerungen mit einem Steuersystem der dreidimensionalen Modelliervorrichtung ICC drahtlos verbunden sein. Alle Steuerungen können hardwaremäßig ausgebildet sein. (Arbeitsweise der dreidimensionalen Modelliervorrichtung) dreidimensionalen die auf die oben zeigen Ansichten

aer werden, bis 4C

Nunmehr soll eine Arbeitsweise Modelliervorrichtung 100 beschrieben erwähnte Art auf gebaut ist. Fig. 4A von Schritten der Arbeitsweise.

Fig. 4A zeigt einen Zustand, in dem die dreidimensionale Modelliervorrichtung 100 angehalten wurde und sich die Bewegungsbasis 11 in einer Ausgangsstellung befindet. Bevor das Modellieren tatsächlich ausgeführt wrird, wird die Dicke für eine Schicht der ausgehärteten Schicht, die aus dem unter Licht aushärtbarem Harz R besteht, mit dem Hostrechner eingestellt. Daraufhin wird, beispielsweise durch ein Inbetriebsetzen des Anheb/Absenk-Mechanismus 14 mithilfe der Steuerung für den Ar.heb/Absenk-Motor 51, die Höhenstellung der Modellierbühne 15 eingestellt, wobei dann, wenn die Modellierbühne 15 mit dem linearen Bereich Al in Berührung gebracht, wird, bei dem es sich um den untersten Teil der Trommel 10 handelt, dies als Ursprung für die Richtung der Z-Achse eingestellt ward.

Es sei darauf hingewiesen, dass in Bezug auf eine Stellung der Modellierbühne 15 in Richtung der Y-Achse zum Zeitpunkt der Einstellung des Ursprungs, diese entsprechend eingestellt werden kann.

Wenn der Ursprung eingestellt ist, wird die Modellierbühne 15 für die vorgegebene Dicke von einer Schicht des unter licht aushärtenden Materials R abgesenkt.

Nachdem die Modellierbühne 15 abgesenkt wurde, wird die Modellierbühne 15 vom Y-Achsen Bewegungsmechanismus 70 zu einer Moöellier-Ausgargssteilung bewegt, bei der es sich um eine vorgegebene Steilung handelt, wie dies Fig. 4E zeigt. Die Modellier-Ausgangsstellung bedeutet eine Steilung der Modellierbühne 15 in einer Richtung entlang der Y-Achse, so dass der Schlitzbereich S zwischen der Modellierbühne 15 und dem linearen Bereich Al der Trommel IC ausgebildet werden ΚςΥΓτΠ * G lange es such dabei um eine Stellung der Modeliierbühne 15 handelt, in der der Schlitzbereich S ansgebildet werden kann, kann die Einstellung der Modellaer-Ausgangsstellung an Abhängigkeit von der Größe des Gegenstands in Richtung der Y-Achse entsprechend verändert werden, der ausgebildet werden soll.

Wenn die Modellierbühne 15 in der Modeilier-Ausgangsstellung angeordnet ist, führt die Zuführdüse 26 das unter Licht aushärtende Material R zur unteren Fläche der Trommel 10 zu.

Wie oereits oben erwähnt wurde, wird als unter Licht aushärtendes Mater ral R beispi eisweise ein unter ultraviolettem licht aushärtendes Karz verwendet. In der Folge ward das unter Lacht aushärtende Material R als Flüssigharz R bezeichnet, um. die Beschreibung zu vereinfachen.

Wenn das Flüssigharz R auf die Trommel IC, wie das oben beschrieben wurde, mithilfe der Steuerung für den Rollenmctor 54 übertragen wird, treibt der Rcllenmotor die Führungsrollen 4 an. Dadurch wird die Trommel 10 in Drehung versetzt, bis ein Teil der Trommel 10, an dem das Flüssigharz R anhaftet, im untersten Teil der Trommel 10 angeordnet ist. Daraufhin wird die Drehung der Trommel 10 ar.gehalten. Der Schiit zbererch S und sein Rand sind zu diesem Zeitpunkt in Fig. 6 vergrößert dargestellt. In diesem Zustand wird mit der Bestrahlung des Flüssigharzes R mit dem Laserlicht begonnen, d.h. mit der Belichtung.

Bei einigen Arten des Flüssigharzes R fließt das Flüssigharz R von der Trommel 10 infolge seines Eigengewichts nach unten, so dass ezn Raum, der den Schlitzbereich zwischen der unterer. Fläche der Trommel 10 und der oberen Fläche der Modellierbühne 15 aufweist, mit dem Flüssigharz R gefüllt wird.

Wenn das Flüssigharz R entlang der äußere Mantelfläche 10a der Trommel 10 infolge seines Eigengewichts nach unten fließt, muss die Trommel IC nicht in Drehung versetzt werden.

Daraufhin erfolgt eine Bestrahlung mit dem. Baserlicht durch die Bestrahlungseinheit 30. Das Laserlicht, das von aer Laserlichtquelle 31 erzeugt wird, läuft durch die Objektivlinse 34 und dringt durch die Trommel 10 in das Flüssigharz R im Schiitzbereich S ein. Die Bestrahlungseinheit 30 wird von der Steuerung für den X-Achsen Bewegungsmotor 55 gesteuert, um sie in Richtung entlang der X-Achse zu bewegen. Gleichzeitig belichtet die Bestrahlungseinheit 30 das Flüssigharz R mit dem Licht gezielt in Richtung der X-Achse aufgrund von Daten für eine Reihe von einer Schicht des Ziels, das modelliert werden soll, unter der Steuerung der Laser-Leistungssteuerung 52.

Im Besonderen erzeugt die Laser-Leistungssteuerung 52 ein Modulationssignal für die Laserleistung aufgrund der Daten für eine Reihe, wobei sie das Modulationssignal zur Laserlichtquelle 31 überträgt. Damit wird das Flüssigharz R in Richtung der X-Achse für eine Reihe von einer Schicht gezielt mit dem Licht belichtet und ausgehärtet. Zumindest das Flüssigharz R im Schlitzbereich S ist dem Licht ausgesetzt. Während der Belichtung durch die Bestrahlung mit Laserlicht wird die Trommel 10 angehalten. das eine Wellenlänge

Als Laserlicht wird ein Licht verwendet 21 im Bereich des ultravioletten Lichts besitzt. Obwohl die Dicke für eine Schicht des Gegenstands im Bereich von 1 μπι bis 100 gm liegt, ist die Dicke nicht auf einen derartigen Bereich beschränkt, wobei sie entsprechend eingestellt werden kann.

Wenn die Belichtung für eine Reihe entlang der Richtung der X-Achse des Flüssigharzes R beendet ist, wird der Bestrahlungsvorgang mit dem Laserlicht angehalten. Daraufnin bewegt der Y-Achsen Bewegungsmechanismus 70 die Modellierbühne 15 um einen vorgegebenen Schritt in Richtung entlang der Y-Achse zur Hinterseite (zur rechten Seite in Fig. 4B). Daraufhin erfolgt eine gezielte Belichtung für die nachfolgende Reihe der ersten Schicht (eine Reihe neben der ersten Reihe) auf die oben erwähnte Art.

Wenn die dreidimensionale Modelliervcrrichtung 100 eine abtastende Bestrahlung des Laserlichts entlang der Richtung der X-Achse wiederholt und die Modellierbühne 15 entlang der Richtung der Y-Achse schrittweise verschiebt, wie dies eben beschrieben wurde, werden, wie dies Fig. 4C zeigt, die gezielt ausgehärteten Schichtteile des Flüssigharzes R für eine Schicht ausgebildet, d.h. der Gegenstand für eine Schicht. Wie oben beschrieben wurde, wird gleichzeitig zu einer sogenannten Leuchtabtastung der Belichtungsvorgang für eine Schicht ausgeführt. Obwohl die Schrittgröße einer schrittweisen Bewegung der Modellierbühne in Richtung der Y-Achse, wie dies oben beschrieben wurde, vom Punktdurchmesser des Laserstrahls abhängt, d.h. von der Auflösung, wenn der Gegenstand ausgebildet wird, kann die Schrittgröße der schrittweisen Bewegung entsprechend eingestellt werden.

Fig. 7 zeigt eine Ansicht, in der das Flüssicharz R und die ausgehärtete Schicht auf der Modellierbühne 15, die in Fig. 4C gezeigt werden, in einen vergrößerten Maßstab dargestellt sind. In Fig. 7 sind die ausgehärteten Schichtteile Rl für eine Schicht schwarz dargestellt. Wie Fig. 7 zeigt, haftet auf der rechten Seite stromabwärts zum Schlitzbereich S nicht ausgehärtetes Flüssigharz R an der Trommel 10 an. Weiters haftet auch auf dem ausgebildeten, ausgehärteten Schichtteil Rl eine Schicht nicht ausgehärtetes Flüssigharz R an. Es treten jedoch keine Probleme auf, wobei der Grund dafür später 22 • · * · 4« *««· * · * · * * a • · · · · · « « * * *···« φ • # · · · ·* φ beschrieben werden soll.

Wenn die Belichtung für eine Reihe entlang der Richtung der X-Achse beendet ist und die Modellierbühne 15 (und die 3ewegungsbasis 11) vom Y-Achsen Bewegungsmechanismus 70 durch die Reibungskraft zwischen der Trommel 10 und der

Modeliierbühne 15 in Richtung der Y-Achse bewegt wurden, wird die Trommel. 10 mitgenommen und gegen den Uhrzeigersinn von Tig. 3 und 7 in Drehung versetzt. Andererseits können zu diesem Zeitpunkt die Führungsrollen 5 mit dem Rollenmotor 3 angetrieben werden, um dadurch die Trommel 10 in Drehung zu versetzen.

Zu dem Zeitpunkt, an dem die Belichtung für eine Reihe des Flussigharzes R beendet isr und die Modellierbühne 15 um einen vorgegebenen Einzelschritt stromabwärts in Hinblick auf der. Schlitzbereich S (beispielsweise nach rechts in Hinblick auf den Schlitzbereich S in Fig. 6} bewegt wird, wird die Modeliierbühne 15 so bewegt, dass die Trommel 10 von der Modellierbühne 15 in Richtung der Z-Achse getrennt wird. Dadurch können die gerade ausgebildeten, ausgehärteten Schichtteile RI (ausgehärtete Schichtteile, die an der äußeren Mantelfläche 10a der Trommel IC anhaften) sauber von der Trommel 10 gelöst werden.

Weiters kann beim herkömmlichen Eingrenzflächenverfahren die Ebenheit des Gegenstands durch eine Überbeanspruchung der Dünnschicht oder der Glasfläche beeinträchtigt werden, wobei es sich dabei um eines der Probleme gehandelt hat. Im Gegensatz dazu handelt es sich bei dieser Ausführungsform bei der Form der äußeren Mantelfläche 10a der Trommel 10 um eine gekrümmte Fläche (Zyiinderfläche), wobei die flüssige Oberfläche vom linearen Bereich Al eingegrenzt wird. Auch wenn die Kontraktionskraft beim Aushärten des Flüssigharzes R auf die Trommel 10 aufgebracht wird, ist es nicht leicht möglich, dass eine Verformung und eine Überbeanspruchung der Trommel 10 hervorgerufen werden. Weiters ist es möglich, die Verformung der Trommel 10 durch die Viskosität des Fiüssigharzes R vor der Belichtung zu verhindern. Dadurch ist es möglich, die Ebenheit der ausgehärteter. Schicht RI zu verbessern und weiters deren Dicke mit hoher Genauigkeit zu steuern. « · 23 * «

Durch einen Versuch wurde vom Erfinder bestätigt, dass im Vergleich der Fläche, bei der es sich um eine gekrümmte Fläche handelt (beispielsweise die äußere Mantelfläche 10a der Trommel 10} mir der Oberfläche, bei der es sich um eine ebene Fläche (beispielsweise die obere Fläche der Modellierbühne 15) handelt, die Adhäsionskraft; der ausgehärteten Karzschichr an der Oberfläche, bei der es sich um eine gekrümmter. Fläche handelt, kleiner als bei der ebenen Fläche ist, wobei die ausgehärtete Harzschicht eher auf der ebenen Fläche als auf der gekrümmten Fläche zurückbieibt. Bei diesem Versuch, bei dem ein derartiges Ergebnis erzielt wurde, waren die gekrümmte Fläche und die ebene Fläche ans dem selben Material hergestellt.

Wenn einmal eine ausgehärtete Schicht für eine Schicht auf der Modellierbühne 15 ausgebildet ist, zeige weiters das Harzmaterial für die nachfolgende ausgehärtete Schicht eine größere Adhäsionskraft an der vorhergehenden Schicht, die aus dem selben Material hergesteilt wurde, als an der äußeren Mantelfläche 10a der Trommel 10. Mir dem Versuch wurde bestätigt, dass auch dann, wenn der Krümmungsradius des Eingrenzkörpers aus Glas einen Meter beträgt, die ausgehärtete Schicht ausreichend sauber abgelöst werden kann.

Damit kann bei dieser Ausführungsform die ausgehärtete Schicht verlässlich von der Trommel abgetrennc werden.

Wenn die Belichtung für das Flüssigharz R für eine Schicht beendet ist, wird die Modellierbühne 15 um die Dicke für eine Schicht der ausgehärteren Schicht RI abgesenkt. Daraufhin werden die Bewegungsbasis 11 und die Modellierbühne 15 aus der in Fig. 4C gezeigten Stellung zurück in die Modellier-Ausgsngsstellung bewegt, die ir. Fig, 43 dargestellt ist. Obwohl die Modellierbühne 15 abgesenkt 'wurde, können in diesem. Fall die Bewegungsbasis 11 und die Modellierbühne 15 zurück in die Modeilier-Ausgangssreilung bewegt werden.

Wenn die Belichtung des Flüssigharzes R für eine Schicht beendet ist; und die Modellierbühne 15 abgesenkt -wurde, werden weiters die Führungsrollen 5 angerrieben, so dass die Trommel 10 um einen vorgegebenen Winkel gegen den • · • ·

• · · · · · I · ι

Uhrzeigersinn von Fig. 3, 7 und Ähnliche in Drehung versetzt wird. Dadurch wird eine benutzte äußere Mantelfläche 10a der Trommel 10, an cer kein Flüssigharz R anhaftet, gegenüber der Modellierbühne 15 angeordnet. Das überschüssige Flüssigharz R, das an der äußeren Mantelfläche 10a der Trommel anhaftet, wird regelmäßig mit einer Reinigungsvorrichtung (nicht dargestellt) entfernt.

Daraufhin wird beim Modelliervorgang (Belichtungsvorgang) für die zweite Schicht das nicht ausgehärtete Flüssigharz R, das auf der gehärteten Schicht Rl zurückbleibt, bei der es sich um die erste Schicht handelt, dem Licht mit dem selben Vorgang ausgesetzt, wie dies bei der ersten Schicht der Fall war, um dadurch eine ausgehärtete Schicht Rl auszubilden, bei aer es sich um die zweite Schicht handelt. Obwohl Schichten des Gegenstands in Richtung der Z-Achse auf diese Weise aufgeschichtet werden, wird das Fiüssigharz R regelmäßig der Trommel 10 zugeführt.

Es muss nicht extra betont werden, dass das Flüssigharz R für jeden Modelliervorgang für eine Schicht oder mit einem kürzeren Intervall oder konstant zugeführt werden kann.

Bei der obigen Beschreibung wird die Trommel 10 um einen vorgegebenen Winkel gedreht, nachdem cer Belichtungsvcrgang für eine Schicht oeendet ist. In dem Fallf ir_ dem die anhaftet, nachdem das ine Schicht be ür e^ne vVelzahl von Schichten ausgeführt weraen, ohne dass die Trommel 10 einen vorgegebenen Winkel

Formgenauigkeit vom Benutzer nicht verlangt wird, kann auch dann, wenn das überschüssige FlÜ3sigharz R £n der äußeren Mantelfläche 10a der Trommel i_g

Belichten des Flüssigharzes R für eine Schicht beendet wurde, das Modellieren ;n, ohne gedreht wird, ^ ustar.d, in dem der Gegenstand bereits von den ich-cn ausgebi-det wurde, aia mit einer entsprechenden

Dicke aufgeschichtet sind, wie die, oben beschrieben wurce, wird eine zusätzliche ausgehärtete Schichte Rl, wie dies die

Fig. 5A bis 5C zeigen, für eine Sch·;-Fr +. ^ +. ^ '-Ui.d.nu aaj_ aem Gegenstand mit oem selben Vorgang ausgebildet, wie dies in Fia. 4 der Fall war.

Die dreidimensionale Modelliervorrichtung ICC kann ein Ankermuster wie folgt ausbilden. Fig. 8 zeigt eine Ansicht, in der ein Muster des Belichtungsvorgangs für eine Schicht, gesehen in Richtung der 2-Achse, dargestellt ist. Bei diesem Beispiel wird entlang der Richtung der X-Achse am Ausgangspunkt und am Endpunkt einer Abtastung das Laserlicht von der Bestrahlungseinheit 30 abgestrahlt, um dadurch Ankermuster Rb als Teile des Gegenstands auszubilden. Das bedeutet, dass der Gegenstand (ausgehärtete Schicht RI) einen Hauptkörper Ra sowie die Ankermuster Rb aufweist, die rund um den Hauptkörper Ra ausgebildet sind.

Die Ankermuster Rb werden so, 'wie aies oben beschrieben wurde, ausgebildet, wodurch es möglich ist, nachteilige Auswirkungen auf aie Modelliergenauigkeit zu unterdrücken, die von einer Änderung der Abtastgeschwindigkeit beim Anlaufen und Beenden der Abtastung durch die Bestrahlungseinheit 30 stammen. Damit kann der Belichtungsvorgang für die Randteile Re in Richtung der X-Achse des Hauptkörpers Ra, der an der Innenseite der .Ankermuster Rb ansgebildet ist, in Richtung der Y-Achse vereinheitlicht werden. Dadurch können die Rar.dteile Re des Hauptkörpers Ra mit hoher Genauigkeit ausgebildet werden.

Dedes der Ankermuster Rb wird bei dem in Fig. S gezeigten Beispiel sc ausgebilaet, dass es beispielsweise entlang der Richtung der Y-Achse eine lineare Form besitzt. Die Form des Ankermusters Rb entlang der Richtung der Y-Achse muss jedoch nicht unbedingt eine lineare Ferm besitzen. Die Form der Ankermuster Rb kann die Form einer Klammer besitzen (beispielsweise <>) . Alternativ kann die Form des Ankermusters Rb eine Zickzack!orm oder eine Form sein, die der Form des Gegenstands entspricht. Die Länge des Ankerrr.usters Rb in Richtung der X-Achse kann entsprechend eingestellt werden.

Wie oben beschrieben wurde, kann bei dieser Ausführungsform die Dicke für jede Schicht des Gegenstands richtig konstant gehalten werden. Dadurch kann die Gleichförmigkeit der ebenen Fläche der ausgehärteten Schichte Rl für eine Schicht verbessert werden. diese

Ausführungsferm wird wie dies oben beschrieben • » • ♦ ♦ · 26 wurde, die Modellierbühne 15 so bewegt, dass die Trommel 10 von der Modellierbühne 15 in Richtung der Z-Achse getrennt wird, wodurch die ausgehärtete Schicht RI aus dem Harz sauber von der Trommel IC abgelöst werden Kann.

Bei dieser Ausfübruncsfcrm grenzt der lineare Bereich Al die flüssige Oberfläche des Flüssigharzes R ein, wobei auch dann, wenn ein Harzmaterial verwendet wird, das eine hohe Viskosität besitzt, der Gegenstand mit einer korrekten Schichtdicke ausgebildet werden kann. Damit kann der Auswahlbereich für das Material, das verwendet werden soll, erweitert werden.

Beim herkömmlichen Eingrenzflächen-Verfahren hat es lange Zeit in Anspruch genommen, um den Gegenstand von der Dünnschicht oder der Glasfläche abzulösen. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch während des Belichtungsvorgangs zum Zeitpunkt des schrittweisen Vorschubs der Modellierbühne 15 in Richtung der Y-Achse der Gegenstand von der Trommel 10 abgelöst. Das bedeutet, dass sich und der Abtrenrvor Zeicintervai.1 zum. Au kann. der Belichtungsvorgang für eine Schicht gang zeitlich überlappen, womit ein sbilden des Gegenstands verkürzt werden

Bei cieser Ausführungsform erfolgt auf dem linearen Bereich Al der Trommel 10 die Abtrennunc der Trommel 10, bei der es sich um den Eingrenzkörper handelt, von der Modellierbühne 15 nach und nach scnritcweise (für jeden schrittweisen Vorschub entlang der Richtung der Y-Achse). Damit ist die Abtrennkraft klein und es ist möglich, dass eine Beschädigung der ausgehärteten Schicht RI verhindert wird. Das bedeutet, dass die ausgehärtete Schicht RI leicht vom Eingrenzkörper getrennt werden kann. 'Weiters ist, wie dies oben beschrieben wurde, die Abtrer.n kraft klein, womit auch verhindert werden kann, dass die ausgehärtete Schlehe RI von der Modellierbühne 15 abaetrennt wird. unterste Teil der IC den lir.e aren eich Al ur.d der gebildet wird, bei bedeutet

Bei dieser Ausführungsferm stellt der äußeret Mantelfläche 10a der Trommel Bereicn Al dar, wobei zwischen dem B Modellierbühne 15 der Schlitzbereich S & dem es sich um den belichteter. Teil handelt. Das * * • · • * «*«φ 27 • * * · * * · * · * « ****** · ··* *··»** · I , « ··♦·*··* · · * 4 ** * · «· ··* ·· dass dann, wenn die Trommel IC, bei der es sich um den

Eingrenzkörper handelt, in Form eines Zylinders ausgebildet ist, die Funktion als Eir.grenzkörper mit einer einfachen Form vorgesehen werden kann.

Bei dieser Ausführung«form ist die Bestrahlungseinheit 30 innerhalb der Trommel 10 angeordnet. Dadurch wird ein Vorzug vergrößert, wenn die Trommel 10 in Form eines Zylinders ansgebildet ist. Weiters kann im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Bestrahlungseir.heio 30 außerhalb der Tremmel 10 angeordnet ist, die Größe der dreidimensionalen Modellierverrichtung 100 herabgesetzt werden.

[Zweite Ausführungsform;

Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht, in der Hauptteile einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsferm der vorliegenden Offenlegung dargestellt sind. In der nun folgenden Beschreibung wird die Beschreibung vor. gleichartigen Bauelementen, Funktionen und Ähnlichem, die bereits in der dreidimensionalen Modeiliervcrricntung 100 gemäß der Ausführur.gsform von Fig. 1 und Ähnlichem enthalten sind, vereinfacht oder weggelassen, während unterschiedliche Punkte im Wesentlichen beschrieben werden.

Eine dreidimensionalen Modelliervorrichtung 200, wie sie Fig. 9 zeigt, weist anstelle der oben erwähnten Trommel, oie als Eingrenzkörper dient, ein Plattenelement 20 auf, das eine Oberfläche aufweist, die als gekrümmte Fläche ausgebildet ist. Das Flattenelement 20 ist typisch Teil eines Zylinderkörpers. Das Flattenelement 20 weist eine untere Fläche 2Ca sowie eine obere Fläche 20b auf. Die untere Fläche 2Ca liegt der Modellierbühne 15 gegenüber und wird beispielsweise von einer Vielzahl von Führungs rollen 45 und 4 6 getragen. Die obere Fläche 20b wird von einer Führungsrolle 47 gehalten. Auf der Seite der oberen Fläche 20b des Plattenelements 20 ist die Eestrahiungseinheit 30 angeordnet.

Zumindest eine dieser Führungsrollen 45 bis 47 kann angetrieben werden, oder es kann irgendeine der Führungsrollen nicht angetrieben werden.

Iir. untersten Teil der unteren Fläche 20a, die der Modellierbiihne 15 gegenüberliegt, des Plattenelements 20, das so wne oben beschrieben vorgesehen ist, wird zwischen dem linearen Bereich Al, der als eine iir. Wesentlichen ebene Fläche angesehen werden kann, und der Modellierbürne 15 (der ausgehärteten Schicht RI auf der Modellierbühne 15) der Schlitzbereich S ausgebilaet. ιΓ- dem Fall, an dem die Trommel 10, bei der es sich um einen Zylrnderkörper handeln, sc wie in der ersten Ausführungsform verwendet wird, wird dann, wenn der Durchmesser des Zylinderkörpers größer gemacht wird, die Krümmung der äußeren Mantelfläche kleiner. Damit kann die Fläche des linearen Bereichs Al, der als ebene Fläche angesehen werden kann, größer gemacht werden. Wenn jedoch der Durchmesser des Zylinderkcrpers größer gemacht wird, wird die dreidimensionale Modelliervorrichtung auch größer. Im Hinblick darauf wird der Eingrenzkcrper so ausgebilaet, dass er bei dieser Ausführungsform die Form einer Platte besitzt. Damit ist es möglich, die dreidimensionale Modelliervorrichtung 200 kleiner zu machen und die Fläche des linearer. Bereichs Al zu vergrößern, der als ebene Fläche angesehen werden Kann.

Fs sei darauf hingewiesen, aass das Plattenelement nicht auf die Ausführungsform begrenzt ist, bei der das Plattenelemer.z ein Teil des Zylinder kcrper s ist, wobei die Form, gesehen von der Seitenfläche in Fig. 9, eine Form sein kann, die einer ovaler. Kurve oder einem Teil einer quadratischen Kurve entspricht, beispielsweise einer Hyperbel.

[Dritte Ausführungsfcrirl

Fig. 1CA und 103 zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Vordersicht, in denen Hauptteile einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsferm der vorliegenden Offenlegung dargesceilt sind.

Ein Eingrenzkörper einer dreidimensionalen Modeliiervorrichtung 210 gemäß dieser Ausführungsforrr. besteht aus einem Halbzylinderkcrper 40, der einem Teil eines Zvlinderköroers entspricht. Des bedeutet, dass sowohl der Halbzylinderkcrper 40 als auch das Platteneiement 2C gemäß der • « • * • · 29 • · · · · * * * · · ***** » ··· • * »· * * · * 4 « *··*·*· * · zweiten Ausführungsform einem Teil des Zylinderkörpers entsprechen, wobei sie die selben Einwirkungen und Auswirkungen mit der Ausnahme besitzen, dass die äußeren Mantelflächen verschieden gekrümmt sind.

Eine Bestrahiungseinheit 80 der dreidimensionalen Modeliiervcrrichtung 210 gemäß dieser Ausführungsform weist die Laserlichtquelle 31 sowie eine Kcndensorlinse 134 auf. Die Kondensorlinse 134 dient dazu, um aas Laserlicht zu sammeln. Das Laserlicht vor. der Bestrahiungseinheit 8C tastet aas Fiüssigharz R in Richtung der X-Achse über einen Galvanometerspiegel 35 eines Galvanometer-Abtastmechanismus ab. Der Galvanometerspiegel ist so eingestellt, dass er über einen Motor oder über ein Stellglied (nicht dargestelic) um einer, vorgegebener. Winkel um eine Drehachse in Richtung der Y-Achse gedreht werden kann, um eine Abtastung in Richtung der X-Achse auszuführen.

Wenn ein derartiger Galvanometer-Abtastmechanismus verwendet wird, kann im Vergleich zum Abtastmechanismus der Bestrahlungseinheit 30 gemäß der ersten Ausführungsform die Abtastgeschwindigkeit in Richtung der X-Achse vergrößere werden.

Weiters übt cie dreidimensionale Modelliervorrichtung 210 gemäß dieser Ausführungsform folgende Einwirkungen und Auswirkungen aus. In jenem Fall, in dem der EingrenzKörper so ausgebildet ist, dass er cie Form eines Zylinders besitzt, wie dies bei der dreidimensionalen Modeliiervcrrichtung ICO vor. Fig. 1 der Fall ist, ist die Bestrahlungseinheit 30 innerhalb der Trommel 10 vorgesehen. In diesem Fall ist die Länge des optischen Wegs des Laserlichts begrenzt. Wenn jedoch, wie dies bei der Ausführungsform der Fall ist, der Halbzylinderkorper 40 verwendet wird, der eine Form besitzt, die man durch das Ausschneiden eines Zylinderkörpers erhält, kann die Einschränkung der Länge des optischen Wegs des Laserlichts beseitigt werden.

Die Bestrahiungseinheit 8C und der Galvanometerspiegei 35 können auf die dreidimensionale Mocelliervorri chtur.g 200 angewandt werden, die in Fig. 9 cargestellt ist. 30 * · * * * * » • · · »· « Μ ♦ 4 * • · «

35 kann ein rotierender

Anstelle des Galvanometerspiegel Polygonspiegel vorgesehen werden.

Obwohl im Beispiel, das in Big. 10A dargesteilt ist, der Halbzylinderkörper 4C so vorgesehen ist, als ob der Zylinderkörper schräg geschnitten ist, kann der Halbzylinderkörper 40 auch so vorgesehen sein, dass seine Schnittfläche im Wesentlichen parallel (horizontal) zur X-Y Ebene verläuft. Die Schnittfläche ist nicht auf eine horizontale Fläche begrenzt, wobei irgendein Winkel für die Schnittfläche vorgesehen sein kann.

Die Form des Eingrenzkörpers ist nicht auf die Halbzylinderform eingeschränkt, wobei der Winkel für das Schneiden des Zylinderkörpers nicht besonders eingeschränkt ist.

[Vierte Ausführungsform]

Fig. 11 zeigt eine Ansicht, in der Hauptteile einer dreidinensiona_en Modelliervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung dargestellt sind.

Eine dreidimensionalen Modelliervorrichtung 300 gemäß dieser Ansführungsform weist als Bewegungsmechanismus, der die Modellierstufe 15 bewegt, den Y-Achsen Bewegungsmechanismus 70 sowie einen Z-.Achsen Bewecungsmechanismus 17 auf. Der Y-Achsen Bewegungsmechanismus 70 bewegt die Modeiiierbühne 15 in vertikaler Richtung. Der Z-Achsen Bewegungsmechanismus 17 bewegt den Y-Achsen Bewegungsmechanismus 70, um ihn der Trommel IC anzunähern und ihr. von der Trommel 10 zu -rennen. Das bedeutet, dass der Z-Achsen Bewegungsmechanismus 17 den Y-Achsen Bewegungsmechanismus 7C horizontal bewegt, um dadurch zu verursachen, dass sich die Modeiiierbühne 15 der Trommel 10 nähert oder von dieser getrennt wird. Bei der Beschreibung dieser Ausführungsform wird die vertikale Richtung als die Richtung der Y-Achse bezeichnet, wobei eine Annäheruncs- und Abtrennrichtung (die horizontale Richtung) der Modeiiierbühne 15 in Hinblick auf die Trommel 10 als Richtung der Z-Achse bezeichnet wird. betrifft, so

Was den Aufbau des Z-Achsen Bewegungsmechanismus • · · · * » · · · · ·· * * * · 1 « · »4 I < Q" ****** · *·« ·*·*·· · » ' *

* .....* * * I • * · * · · * * * * ·* kann der Z-Achsen 3ewegungsmechar.ismns 17 die Modellierbühne 15 direkt in Richtung der Z-Achse bewegen, statt dass die Modellierbühne 15 in Richtung der Z-Achse durch den Y-Achsen Bewegungsmechanismus 70 bewegt wird.

Es genügt, dass der Z-Achsen Bewegungsmechar.ismus 17 den selben Aufbau wie der Anheb/Absenk-Mechanisrnus besitzt, der bei der oben erwähnten Ausführungsform beschrieben wurde. Aas ist beim. Y-Achsen Bewegnngsmechanisinus 7 0 der Fall. Weiters weist die dreidimensionale Modelliervcrrichtung 300 gemäß dieser Ausf ührungsf orrr. die Bestrahlungsemheit 30 sowie den X-Achsen Bewegur.gsmechanisraus 60 (siehe Fig. 1) auf, die der eben beschriebenen Ausführungsform ähnlich sind. In diesem Fall strahlt die Bestrahlungseinheit 30 das Laserlicht zur Bühne ir. horizontaler Richtung ab.

Bei einer vorgegebenen Stelle auf der äußeren Mantelfläche ICa der Trommel IC ist die Zuführdüse 2 6 vorgesehen, die das Flüssigharz zuführt. Die vorgegebene Stelle wird in der Nähe der Trommel 10 auf einer oberer. Seite ir. Richtung der Y-Achse zum linearer. Bereich Al an einer Stelle eingestellt, an der ein .Abstand zwischen der äußeren Mantelfläche 10a der Trommel 10 und der oberen Fläche der Modeilierbühne 15 minimal ist.

In der Nähe der Trommel 10 ist an der unteren Seite im Hinblick auf der. linearen Bereich Al eine Reiniounaseinneit 27 anceoj inei

Die

Reinigur.gseir.heit 27 weist

Reinigungsduse 2 Re i n iounosdüs e unc eine Luftaufbiasdüse runr: aem

Gecn ind, 29 der eine if. Die uf der sdüse 29 die Luft auf den Gegenstand Sowohl die düse 28 als auch die Luftaufbiasdüse 23 sind in der X-Achse länglich ausgebildet, w obei sie in der Y-Achse paralie 1 angeerdnet sind. Die

Moaellierbühr.e 15 ausgebildet wird, eine Rei.nigur.gsflüssigkeit (ein Reinigungsmittel) zu. Beispielsweise bläst die Auf tauffcl;

Reinigung:

Richtung Richtung

Reinigungsduse 2 8 und die Luftaufbiasdüse 2 3 können ir. vertikaler Richtung auch umgekehrt angeordnet sein. die der. selben .Aufbau wie die

Zusätzlich ist oberhalb der Trommel IC auch eine Reinigungseinheit 37 angeerdnet, 32 32 ► · * Φ · ·* %l ·!*· k » « Φ t I · * * % » * · » - * ^ * * »

Reinigungseinheit 27 besitzt. Eine Reinigungsdüse 38 führt der äußeren Mantelfläche 10a der Trommel 10 eine Reinigungsflüssigkeit zu. Eine Luftaufblasdüse 39 bläst die Luft auf die äußere Mantelfläche der Trommel 10.

Als Reinigungsflüssigkeit, dis von den Reinigungsdüsen 28 und 38 abgegeben wird, können beispielsweise Ethanol oder Methanol verwendet werden. Von den Luftaufblasdüsen 29 und 39 kann anscelle von Luft ein anderes Gas, beispielsweise ein inertes Gas, aufgeblasen werden.

Im unteren Teil der Trommel 10 ist ein Abfallbehälter 18 vorgesehen. Im Abfallbehälter 18 werden überschüssiges Material (Flüssigharz}, die Reinigungsflüssigkeit und Ähnliches aufbewahrt.

Nunmehr soll eine Betriebsweise der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 30C beschrieben werden, die so aufgebaut ist, wie dies oben beschrieben wurde. Nunmehr wird die Arbeitsweise für eine Schicht des Gegenstands beschrieben.

Wenn die Zuführdüse 26 das Flüssigharz zur äußeren Mantelfläche 10a der Trommel 10 zuführt, wird eine Führungsrolle (nicht dargestellt) angetrieben, die die Trommel 10 trägt. In Fig. 11 wird die Trommel 10 beispielsweise um einen vorgegebenen Winkel im Uhrzeigersinn in Drehung versetzt. Wenn die Trommel 13 gedreht wurde, wird das Flüssigharz, das an der Trommel 10 anhaftet, zum Schlitzbereich bewegt, der zwischen dem linearen Bereich AI der Trommel 10 und der Modellierbühne 15 ausgebildet ist. Alternativ kann das Flüssigharz, das an der Trommel 10 anhaftet, an der äuPjeren Mantelfläche 10a infolge seines Eigengewichts nach unten fließen und in den Schlitzbereich zugeführt werden.

Das Flüssigharz wird im Schlitzbereich infolge seiner eigenen Oberflächenspannung gehalten. Während die Bestrahiungseinheit 30 eine Abtastung in Richtung der X-Achse ausführt, wird dann weiters die Modellierbühne 15 nach unten in Richtung der Y-Achse von dem Zustand, den Fig. 11 zeigt, mit einem schrittweisen. Vorschub bewegt, wobei das r'lüssigharz im Schlitzbereich S mir dem Laserlichr bestrahle wird. Dadurch wird die ausgehärtete Schicht RI ausgebildet.

Nunmehr wird auf Fig. 12 Bezug genommen. Wenn die gesamre ausgehärtete Schicht RI unter dem linearen Bereich Al der Trommel 10 angeordnet ist, wird die Modell! erstuf e 15 nach unten bew'egt. Daraufhin führe die Reinigungseinheit 27 die Reinigungsflüssigkeit und die Luft zur ausgehärteten Schicht Rl zu, wobei beispielsweise überschüssiges Flüssigharz entfernt wird, das auf der ausgehärteten Schicht Rl zurückgeblieben ist. Weiters führt die Reimgungseinheir 37 die Reinigungsflüssigkeit und die Luft der Trommel 10 zu, wobei überschüssiges Flüssigharz, das an der äußeren Mantelfläche der Trommel 10 anhaftet, ebenfalls entfernt wird.

Ein derartiger Vorgang für eine Schicht des Gegenstands -wird in einer vorgegebenen Anzahl wiederholt und der Gegenstand ausgebildet.

Bei dieser Ansführungsform kann das überschüssige Material von der ausgehärteten Schicht Rl verlässlich dadurch entfernt werden, dass das überschüssige Material infolge der Schwerkraft nach unten fließt, wobei die Oberfläche der ausgehärteten Schicht Rl gereinigt wird. Damit kann der Modelliervorgang mit einer hc-hen Genauigkeit realisiert werden.

Der Zeitpunkt für das Reinigen mit den Reinigungseinheiten 27 und 37 kann wahlweise eingestellt werden. Beispielsweise kann die Reinigung mit den Reinigungseinheiten 27 und 37 für jede aer Schichten des Gegenstands oder für eine Vielzahl der Schichten des Gegenstands ausgeführt werden. Alternativ kann eine derartige Reinigung über den Modelliervorgang durchgehend ausgeführt werden. Die Reinigungsflüssigkeit fließt nach unten, womit in dieser vierten Ausführungsform keine Luftaufblasdüse erforderlich ist.

[Fünfte Ausführungsferm]

Fig. 13A bis 13F zeigen .Ansichten, in denen Hauptteile einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung dargestellt sind. • » · · 34 « · • ·

Modelliervorrichtung 310 weist

Eine dreidimensionale Farbdüseneinheit 48 dreidimensionalen Modelliervorrichtung 33C gemäß der vierten Aus führ rings ferm auf. Mit Ausnahme dessen besitzt die dreidimensionale Modelliervorrichtung 313 im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie aie dreidimensionale Modelliervorrichtung 300. Die Farbdüseneinheit 4 8 weist eine Düse 4 8R auf, die ein rot gefärbtes Flüssigharz zuführt, eine Düse 4 SG auf, die ein grün gefärbtes Flüssigharz znführt, sowie eine Düse 483 auf, die ein blau gefärbtes Flüssigharz zuführt. Das bedeutet, dass die dreidimensionale Modelliervorrichtung 310 einen vollständig bunten Gegenstand ansbilden kann. Die .Anordnung der Düsen 48R, 48G und 48B kann entsprechend geändert werden. Wie Fig. 13A zeigt, führt die Düse 48R das rote Flüssigharz in den Schlitzbereich zu. Während die Bestrahlungseinheit 30 (siehe Fig. 11) in Richtung der X-Achse bewegt wird, wird das rote Flüssigharz, das in den Schlitzbereich zugeführt wurde, mit dem Laserlicht von der Bestrahlungseinheit 30 bestrahlt. Wenn weiters ein schrittweiser Vorschub erfolgt, wird die Modellierbühne 15 in Richtung der Y-Achse bewegt, wobei rote ausgehärtete Schichtteile Rl(R) für eine Schicht ausgebildet werden. Daraufhin entfernt, wie dies Fig. 13B zeigt, die Reinigungseinheit 27 überschüssiges Flüssigharz. eine anstelle

Zuführdüsä 26 □er aucn Ähnlich wie in den Fig. 13A und 13B werden in den Fig. 13C und 13D in der selben Schicht wie die ausgehärteten Schichtteile Rl(R), die aus dem roten Flüssigharz ausgebildet wurden, ausgehärtete Schichtteile Rl(G) aus dem grünen Flüssigharz ausgebildet. Weiters wird, ähnlich wie dies in den Fig. 13E und 13F der Fall ist, in der selben Schicht wie die ansgehärteten Schichtteiie Rl(R) und Rl(G) ausgehärtete Schichtteile Rl (B) aus dem blauer. Flüssigharz ausgebildet. Damit werden die ausgehärteten Schichtteiie für eine Schicht ausgebildet. In cen Fig. 13A bis 13F sind dieselben ausgehärteten Schichtteile in Richtung der X-Achse nicht vorhanden, wobei jedoch die roten, grünen und blauen ausgehärteten Schichtteile auch in Richtung der X-Achse Gemischt sind. 35 35

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Der Punktdurchmesser des Laseriichts von der

Bestrahlungseinheit kann entsprechend eingestellt werden, wodurch der bunte Gegenstand ansgebildet werden kann, wobei dies von einer schwachen Auflösung bis zu einer . heben Auflösung in Abhängigkeit von der Auflösung der Bestrahlung des Laserlichts abhängt. 'Wenn beispielsweise der Punktdurchmesser des Laserlichts etwa 10 μπι beträgt, kann eine hochauflösende Einfärbung ausgeführt werden.

Wie oben beschrieben wurde, wird bei dieser Ausführungsform die Modellierbühne 15 in vertikaler Richtung bewegt, womit es leichter ist, überschüssiges Material zu entfernen. Es wird somit leichter, das überschüssige Material für jede Schicht zu entfernen, wobei es weiters leichter ist, einen Gegenstand auszubilden, der verschiedene Färber, für jede Schicht besitzt.

Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, auch die Innenseite des Gegenstands einzufärben. Wenn daher beispielsweise der Benützer den Gegenstand schneidet, findet er den Schnitt bunt vor. Auch wenn der Benutzer wünscht, dass die Struktur des Schnitts des Gegenstands ausgedrückt wird, besitzt diese Ausführungsform einen Vorzug.

Es sei darauf hingewiesen, dass bei dieser Ausf ühruncsf orir. anstelle des RGB-Flüssigharzes auch Flüssigharz aus Zyan, Magenta, Gelb (Cyan, Magenta, Yel_ow, CMY) Verwendet werden kann.

Wenn zusätzlich zum RGB oder CMY durchsichtiaes Fiüssigharz verwendet wird, ist es auch möglich, einen durchsichtigen Gegenstand auszubilden, der in seinem Inneren oder auf seiner Außenfläche bunt ist.

Wenn zusätzlich zum RGB oder CMY weißes Flüssicharz verwendet wird, kann aas Weiß eine Grundfarbe für den Gegenstand dars„eilen. Demi.. ist es möglich, einen Geoerstand zu realisieren, der deutlicher eingefärbt ist.

Wenn anstelle von RGB oder CMY weißes Fiüssigharz und schwarzes Flüssigharz verwendet werden, kann ein Gegenstand mit einer Grauskala ausgebildet werden. 36 * · * ι

Anders als bei jener Ausführungsform, bei der eine Vielzahl von Materialien mit unterschiedlichen Farben verwenden wird, s t e^ne Au*f ührungsxcrin denxb>cirf bei der eine Vielzahl von Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet wäre. Unter unterschiedlichen Eigenschaften sind Unterschiede _n der Steirigkeit, der Dichte, des Lichtaufnahmevermögens, der Viskosität, der LeitFähigkeit, des Magnetismus (des

Nichtmagnetismus) und Ähnliches zu verstehen. Es muss nicht extra gesagt werden, dass das Verfahren, das die Vielzahl von Materialien verwendet, nicht nur auf jenen Fall eingeschränkt ist, bei dem es auf die Ausführungsform angewandt wird, bei der die Reinigungseinheit 27 eine Reinigung für jede Schicht ausführt, wobei es auch auf die erste bis dritte Ausführungsform angewandt werden kann.

[Sechste Ausführungsform]

Fig. 14 zeigt eine Ansicht, in der eine sechste Ansführungsform der vorliegenden Offenlegung beschrieben wird.

Bei dieser Ausführungsferm wird als Zuführdüse, die das Harzmateriai zuführf, eine Schlitzbeschichtungsdüse 26 verwendet. Weiters wird als Harzmaterial ein thixotropes Material verwendet. Es können sowohl die Trommel 10, das Plattenelement 20, der Halbzylinderkörper 40 und Ähnliches als Eingrenzkörper verwendet werden, solange sie einen linearen Bereich Al besitzen.

Die Schlitzbeschichtungsdüse 26 führt thixotropes Flüssigharz R2 zu, wobei eine Dünnschicht auscebiidet wird, die eine überhängende Form besitzt, wie dies die Zeichnung zeigt.

In der Vergangenheit wurde als Verfahren zum Ausbilden eines Gegenstands, der einen überhängenden Teil besitzt, beispielsweise felgendes Verfahren verwendet. Im Besonderen wurde bei diesem Verfahren ein unter Licht aushärzendes Harzmaterial verwendet, das einer, lichtabsorbierenden Zusatz enthielt, wobei die Intensität des Laserlichts, das abgestrahlt werden soll, geregelt wird, um dadurch die Tiefe zu begrenzen, in der das unter Licht aushärtende Harzmateriai ansgehärtet wird. Bei diesem Verfahren ist es jedoch nicht möglich, die Aushärttiefe genau zu steuern und die •· ·*»· * 37

Oberflächenrauheit des überhängenden Teils zu steuern.

Bei dieser Ausführungsform wird das thixotrope Material R2 verwendet, womit es möglich wird, einen überhängenden Teil A3 mit großer Genauigkeit unabhängig von der Aushärtdicke auszubilden. Weiters kann bei dieser Ausführungsform durch die Verwendung der Düse 26, bei der es sich um eine Schiitzbeschichtungs-Düse handelt, die Dünnschicht ansgebildet werden, die eine überhängende Form besitzt.

Im Besonderen wird der Eingrenzkörper verwendet, der den linearen Bereich Al besitzt, womit, wie oben beschrieben wurde, die Abtrennkraft des Gegenstands vom Eingrenzkörper (der Trommel 10) sehr klein gemacht wird, wobei die Kraft die auf den Gegensuand aufgebracht wird, sehr klein gemacht wird. Damit kann ein dünner, überhängender Teil ausgebildet werden.

Die Dicke der Dünnschicht des überhängenden Teils R3 kann so eingestellt werden, dass sie kleiner als die Wandstärke der Trommel 10 ist.

Im vergleich zur Intensität des Laserlichts, mit dem die ausgehärtete Schicht (die ausgehärtete Schicht RI im unteren Teil des Gegenstands) ausgebildet wird, bei der es sich nicht um den überhängenden Teil R3 handelt, kann die Intensität des Laserlichts zum Ausbilder, des überhängenden Teils R3 größer eingestellt werden. Mit dieser Einstellung ist es möglich, das Flüssigharz des überhängenden Teils R3 verlässlich auszuhärten.

Das Material für die ausgehärtete Schicht (die ausgehärtete Schicht RI im unteren Teil des Gegenstands), bei der es sich nicht um den überhängenden Teil R3 handelt, kann sich vom Material für den überhängenden Teil R3 unterscheiden. In diesem Fall genügt es, dass Zuführdüsen vorgesehen sind, die jeweils ihre Materialen liefern. Beispielsweise können die vierte Ausführungsform und die fünfte Ausführungsform auf die sechste Ansführungsferm angewandt 'werden.

Das thixotrope Material R2 kann auf die erste bis fünfte Ausführungsferm angewandt werden. 38 • ♦ * · · * • · · « » · • · · · * · * · · · · ·

Anstelle des thixotropen Materials R2 kann ein gelatineartioes Material, das so ausgebildet ist, dass es die Ferm einer Dünnschicht besitzt, rund um die äußere Mantelfläche 10a der Trommel 10 gewickelt werden, wobei das gelatineartige Material dem Licht ausgesetzt werden kann, um dadurch den überhängenden Teil R3 auszubilden.

Die Flg. ISA bis 15C zeigen eine Ansicht, in der ein Beispiel eines Gegenstands darcestellt ist, der einen überhängenden Teil aufweist. Dieser Gegenstand wird beispielsweise bei einer Mikrokanaleinrichtung angewandt.

Auf ausgehärtete Schichtteile 102, die die Kanäle 101 bilden, die so ausgebiidet sind, wie dies Fig. 15A zeigt, wird ein Deckelelement 103 als Dünnschicht ausgebildet, die einen überhängenden Teil besitzt, wie dies Fig. 15B zeigt. Daraufhin werden, wie dies Fig. 15C zeigt, auf derr. Deckeielement 103 weitere ausgehärtete Schichten 105 ausgebildet, die Kanäle 104 bilden. Dadurch kann bei dieser Ausführungsform die Mikrokanaleinrichrung als ein Gegenstand ausgebildet werden, der räumliche Kanäle besitzt.

Mit einer derartigen Mikrokanaleinrichcung kann ein passiver elektrischer Schaltkreis (Kondensator, Induktivität, Widerstand und Ähnliches) dadurch ausgebildet werden, dass in die Kanäle eine Galvanisiertlüssigkeit eingeleitet wird, um die Kanäle zu galvanisieren. Weiters kann durch die Galvanisierung die Festigkeit erhöht werden.

[Siebente Ausführungsform]

Fig. 16 und 17 zeigen Ansichten, in denen Hauptteiie einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung gemäß einer siebenten Ausführungsferm der vorliegenden Offenlegung dargestelit sind.

Die dreidimensionale Modelliervorrichtung 320 gemäß dieser Ausführungsform weist einen Trommellage-Steuermechanismus auf. Der Trommellage-Steuermechanismus dient dazu, um die Lage der Trommel 10, die als Eingrenzkörper dient, in Richtung der optischen Achse (Richtung der Z-Achse) des laseriiehts zu steuern. Fs sei darauf hingewiesen, dass die dreidimensionale Modelliervorrichtung 320 von Fig. 16 beispielsweise eine 39 39 * « • ♦ * · · · * * · · • ♦ • · • · • * · * * *

Vorrichtung ist, bei der die Modellierbühne 15 in vertikaler Richtung bewegt wird, wie dies Fig. 11 und Ähnliche zeigen.

Das Laserlicht von der Bestrahlungseinheit 130 wird durch die Trommel 10 auf die Modellierbühne (nicht dargestellt) abqestrahlt. Um den fokussierten Zustand des Laserlichts aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, dass die Lage der Trommel 10 in Richtung der Z-Achse auf eine vorgegebene Lage eingestellt wird. Im Hinblick darauf steuert der Trommellage-

Steuermechanismus die Lage der Trommel 10, um dadurch den fokussierten Zustand des Laserlichts aufrecht zuerhalter.. Durch die Steuerung der Lage der Trommel 10 kann weiters die Dicke der Dünnschichc des Harzmaterials mit hoher Genauigkeit gesteuert werden.

In Fig. 16 halten vier Führungsrcllen 56 und 57 (die Führungsrollen 56 und 57 sind auch in Richtung der X-Achse auf den Blatt von Fig. 16 angeordnet) die Trommel 10.

Mit zwei Führungsrollen 56 von diesen vier Führungsrollen ist ein Stellglied 65 (siehe Fig. 17) verbunden, das ein Piezoelemer.t und Ähnliches aufweist, wobei es die Lagen der Führungsrollen entlang der Richtung der Z-Achse bewegen kann.

Die Bestrahiungseinheit 13C weise eine Laserlichtquelle 131, einen Spiegel 133, die Objektivlinse 34, einen Strahlabtaster 132, eine Kondensorlinse 135 sowie einen optischen Detektor 136 auf. Der Strahlabtaster 132 tastet einen Teil des Laserlichts ab, das von der Laseriichtqueile 131 ausgestrahlt wird. Die Kondensorlinse 135 sammelt das vom Strahlabtaster 132 ausgestrahlte Licht auf dem optischen Detektor 136.

Der optische Detektor 136 setzt der. Zustand der empfangenen Ir.tensitätsverteilung in ein elektrisches Signal um und gibt dieses Signal an eine Fokussierungssteuerung 64 ab. Die Fokussierungssteuerung steuert den Antrieb des Stellglieds 65, um den fokussierten Zustand des Laseriichts aufrechtzuerhalten, beispielsweise aufgrund des

Eingangssignals der Ir.tensitätsverteilung. In diesem Fall dienen die rührungsrollen 56, das Stellglied 65 und die Fokussierungssteuerung 64 als Steuermechar.ismus. Durch den 40

Antrieb aes Stellglieds 65 werden die Führungsrollen 56 entlang der Richtung der Z-Achse bewege. Auf diese Weise wird die Lage der Trommel IC in Richtung der Z-Achse gesteuert.

Ein derartiger Trommellage-Steuermechanismus kann auch auf die dreidimensionaler. Modeliiervorrichtungen angewandt werden, von denen jede die Modellierbühne aufweist, die horizontal bewege wird, wie dies in der ersten bis dritten A.usführungsform und in der sechsten Ausführungsform der Fall ist.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Fokussierungssteuerung 64 nicht nur den Antrieb des Stellglieds 65 sondern auch den Antrieb des Z-Achsen Bewegungsmechani smus 17 (siehe Fig. 11 und Ähnliche) steuern kann, der die Modellierbühne 15 in Richtung der Z-Achse bewegt.

[Achte A.usfuhrungs 1 erm]

Fig. IS zeigt eine Ansicht, in der Hauptteile einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung gemäß einer achten Aasführungsform der vorliegenden Offenlegung dargestellt sind.

Eine dreidimensionale Modelliervorrichtung 333 gemäß dieser Ansführungsform weise eine schräge Fläche 59 auf. Entlang der schrägen Fläche 5 9 sind ein erster Satz 41, der auf einer oberen Seite vorgesehen ist, sowie ein zweiter Satz 42 angeordnet, der auf einer unteren Seite vorgesehen ist. Sowohl der erste Satz 41 als auch der zweite Satz 42 weisen eie Trommel 10, die Bestrahlungseinheiz 30, einen X-Achsen

Bewegungsmechanismus (nicht dargeste] _1t), mit dem die Bestrahlungseinheit 3C eine .Abtastung durchführen kann, die Zuführdüse 26 sowie die Reinigungse inheit 27 auf. Die

Reinigungseinheit 27 weist, wie dies oben beschrieben wurde, dze Reir.igungsdüse 28 und die Luftaufbiasdüse 2 9 auf.

Der erste Satz 41 unterscheidet sich vom zweiten Satz 42 uren, dass die Zuführdüsen 26 verschiedene Materialen Ihren. Der Unterschied der Materialien beinhaltet einen

Unterschied zumindest in der rarbe oder den Eigenschaften, wie dies oben beschrieben wurde.

Die dreidimensionale Modelliervorrichtung 330 weist einen 41 ·» »» • * * · • · * > • · · ♦ · > 1 » · · ·

schrägen Bewegungsmechanismus 58, der die Modellierbühne 15 bewege, sowie den Anheb/Absenk-Mechanismus 14 auf, der die Modellierbühne 15 entlang der schrägen Fläche 59 anhebt und absenkt. Der Winkel der schrägen Fläche 59 zur horizontalen Fläche wird beispielsweise im Bereich von 30° bis 70® eingestellt. Der Winkel ist jedoch nicht auf diesen Bereich beschränkt. In diesem Fall hebt der Anheb/Absenk-Mechanismus 14 die Modellierbühne 15 in einer Richtung (der AufSchichtrichtung der Modellierung; im Wesentlichen senkrecht zur schräger. Fläche 59 an und senkt sie ab.

Nunmehr soll eine Arbeitsweise der dreidimensionalen Modelliervorrichtung 330, die auf die oben beschriebene Art aufgebaut ist, beschrieben werden.

Zuerst wird die Modellierbühne 15 aus einer Anfangsstellung, in der die Modellierbühne 15 auf der oberen Seite wartet, wie dies in Fig. 18 dargestellt ist, entlang der schrägen Fläche 59 abgesenkt. Daraufhin führt der erste Satz 41 einen Belichtungsvorgang und einen Reinigungsvorgang auf der Modellierbühne 15 aus. Der Belichtungsvorgang und der Reir.igungsvorganc verlaufen so, "wie dies oben im Zusammenhang mit den Fig. 11 und 12 beschrieben wurde. Überschüssiges Flüssigharz und Reinigungsflüssigkeit, die wahrende des Belichtungsvorgangs und des Reir.igungsvorgangs nach unten fließen, durchlaufen einen Ablaufkanai, der entlang aer schrägen Fläche 59 vorgesehen ist, und werden in einen Abfallbehälter (nicht dargestelit) oder Ähnliches abgeleitet.

Wenn der erste Satz 41 den Belichtungsvorgang und den Reinigungsvorgang beendet, 'wird die Modellierbühne 15 weiter abgesenkt. Daraufhin führt der zweite Satz 42 einen Belichtungsvorgang und einen Reinigungsvorgang auf der Modellierbühne 15 ans. Der zweite Satz führt die Vorgänge so ans, dass eine Schicht ausgebildet wird, die die selbe Höhe (Höhe in Richtung des Anhebens und Absenkens oes Anheb/Absenk-Mechanismus 14) wie die ausgehärtete Schicht besitzt, die mit dem ersten Satz 41 ausgebildet 'wurde, d.h. ohne die Höhe der Modellierbühne 15 zwischen dem ersten Satz 41 und dem zweiten Satz 42 zu verändern. 42 » * • ι * 4 • *

Wenn der zweite Satz 42 der. Belichtungsvorgang und den Reinigungsvorgar.g beendet, wiederhole die Modellierbühne 15 die Vorgänge des ersten Satzes 41.

Wie oben beschrieben 'wurde, wird bei dieser Aus führungs form die Modellierbühne 15 entlang der schräger. Fläche 5 9 bewegt, wobei die beiden Sätze 41 und 42 die Modelliervorgänge mit unterschiedlichen Materialien ausführen. Beim

Belichtungsvorgang und beim Reinigungsvorgang mit dem ersten Satz 41 fließen das überschüssige Flüssigharz und die Reinigungsflüssigkeit infolge der Schwerkraft vertikal nach unten, wodurch verhindert wird, dass das Flüssigharz und die Reinigungsflüssigkeit verteilt werden und am zweiten Satz 42 anhaften. Dies ist ein Vorzug, wenn die schräge Fläche 59 verwendet wird.

Auf diese Weise wird der Modelliervcrgang mit zwei Materialarten ausgeführt, während die Reinigungseinheit 27 die Reinigung für jede Schicht ausführt. Dadurch ist es, ähnlich wie bei der Ausführungsform von Fig. 13, möglich den Gegenstand, der zwei Materialarten enthalt, mit hoher Genauigkeit auszubilden.

Wenn man die fünfte Ausführungsform, die in Fig. 13 dargestellt ist, mit dieser Ausführungsferm vergleicht, so ist es bei der fünften Ausführungsform notwendig, die Modellierbühne 15 bei jeder Zufuhr von einer Art des Flüssigharzes in die Ausgangsstellung zu newegen, doch ist diese Bewegung bei dieser Ausführungsform nicht notwendig, wobei dies ein Vorzug dieser -Ausführungsform ist. Die dreidimensionale Modelliervomchrung 310 gemäß der fünften Ausführungsform besitzt jedoch einen Vorzug darin, dass die Große der Vorrichtung, beispielsweise die Standfläche der Vorrichtung, herabgesetzt und die Anzahl von Bauteilen im Vergleich zur dreidimensionalen Modelliervorrichtung 330 gemäß dieser Ausführungsform verkleinert werden können.

Obwohl in der obigen Beschreibung die zwei Sätze 41 und 42 vorgesehen sind, können drei oder mehr Sätze vorgesehen sein, um drei oder mehr Kateriaiarter. znzufUhren.

Obwohl in der obigen Beschreibung ausgehärtete Schichtteile 43 « 4 • * ·«»! ♦ · * 4 • fl die die gleiche Höhe besitzen, aus den unterschiedlichen Materialen mit den beiden Sätzen 41 und 42 ausgebildet werden, können ausgehärtete Schichtteile, die unterschiedliche Höhen besitzen, ans dem selben Material mit den beiden Sätzen 41 und 42 ausgebildet werden.

Obwohl in dieser Ausführuncsform die schräge Fläche 59 vorgesehen ist, kann die Vielzahl vor. Sätzen, von denen jeder Trommeln 10 und Ähnliches aufweist, auch entlang einer horizontalen Fläche vorgesehen werden.

Die Bestrahlungseinheir 30 muss nicht sowohl beim ersten Satz 41 als auch beim zweiten Satz 42 vorgesehen sein. In diesem Fall genügt es, dass beispielsweise als Eingrenzkörper die Trommel 10 durch das Plattenelement 20 von Fig. 9 oder durch den Halbzylinderkcrper 40 ersetzt wird, den Fig. 10 zeigt, und dass ein Bauteil vorgesehen wird, der die Bestrahlungseinheit 30 zwischen den Sätzen 41 und 42 bewegt.

[Neunte Ausführungsform]

Fig. 19 zeigt eine Ansicht, in der Hauptteile einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung dargestellt sind.

Die dreidimensionale Modelliervorrichtung 340 gemäß dieser Ausführungsform weise einen Y-Achsen Bewegungsmechanismus 36, der die Modeliierbühne 15 in Richtung der Y-Achse, wobei es sich um die vertikale Richtung handelt, bewegt, sowie einen Z-Achsen Bewegungsmechanismus 16 auf. Weiters sind ein erster Satz 43 und ein zweiter Satz 44 in Richtung der Y-Achse angeordnen.

Der erste Satz 43 weist die Trommel 10, die Bestrahlungseinheit 3C, die Zuführdüse 26 sowie einen X-Achsen Bewegungsmechanismus (nicht dargestellt) auf. Der zweite Satz 44 ‘weist zusätzlich zu den Bauteilen, die im ersten Satz 43 enthalten sind, die Reinigungseinheit 27 auf. Die Zuführdüsen 26 der beiden Sätze 43 und 44 führen unterschiedliche Materialarten zu.

Nunmehr wird eine Arbeitsweise der dreidimensionalen 44 • · * · • · » « * · * « · ♦··· * ·« ♦ · · · · «

Modelliervorrichtung 340 beschrieben, die so aufgebaut ist, wie dies oben beschrieben wurde.

Aus einer Ausgangsstellung der Modellierbühne 15, die in der Zeichnung dargestelit ist, wird die Modellierbühr.e 15 abgesenkt, wobei der erste Satz 43 einen Belichtungsvorgang auf der Modellierbühne 15 ausführt. Nachdem der erste Sauz 43 den Belichtungsvorgang beendet und bevor oder wahrend die Modellierbühne 15 abgesenkt wird, zieht der Z-Achsen Bewegungsmechanismus 16 die Modellierbühne 15 entlang der Richtung der Z-Achse um einen vorgegebenen Abstand zurück. Um zu verhindern, dass die ausgehärtete Schicht RI, die vom ersten Satz 43 ausgebiidet wurde, den zweiten Satz 44 behindert, wird die Modellierbühne 15 um einen vorgegebenen Abstand zurückgezogen, wie dies oben beschrieben wurde.

Wenn die Modellierbühne 15 in eine Stellung abgesenkt wird, in der die ausgehärtete Schicht Rl mit der Reinigungseinheit 27 gereinigt werden kann, wird die ausgehärtete Schicht Rl mit der Reinigungseinheit 27 gereinigt, wobei überschüssiges Flüssigharz und Reitigungsflüssigkeit in den Abfallbehälter 18 abgelassen werden.

Wenn die Reinigungseinheit 27 den Reinigungsvorgang oeendet, wird die Modellierbühne 15 in eine Steilung angehoben, in der ein Belichtungsvcrgang mit dem zweiten Satz 44 durchgeführt werden kann. Daraufhin wird die Modellierbühne 15 um den Abstand zurück geführt, um den die Modellierbühne 15 in Richtung der Z-Achse zurückgezogen wurde. Daraufnin führt der zweite Satz 4 4 Fiüssigharz zu, bei dem es sich um ein anderes Flüssigharz als das um jenes Flüssigharz handelt, das vom erster. Satz 43 zugeführt wurde, wobei der Belichtungsvorgang auf der selben Schicht (jene Schicht, die die selbe Höne in AufSchichtrichtung besitzt) ausgeführt wird, wie dies bei der Schicht der Fall war, die vom ersten Satz 43 verarbeitet wurde.

Wenn der zweite Satz 44 den Belichtungsvorgang beendet, wird die Modellierbühne 15 in eine Stellung abgesenkt, in der die ausgebiidete ausgehärtete Schicht Rl mit der Reinigungseinheit 27 gereinigt werden kann. Daraufhin reinigt

4 5 die Reinigungseinheit 27 die ausgehärtete Schicht RI, wobei überschüssiges Flüssigharz und Reinigungsflüssigkeit in der. Abfallbehälter IS abgelassen werden.

Der oben erwähnte Vorgang wird von Schicht zu Schicht der ausgehärteten Schicht wiederholt.

Wie oben beschrieben wurde, kann auch bei dieser

Ausführungsform die Vielzahl von unterschiedlichen Materialien zugeführt werden. Weiters reinigt die Reinigungseinheit die ausgehärtete Schicht RI. Damit ist es möglich, der. Gegenstand, der die Vielzahl von Materialien enthält, mit hoher

Genauigkeit auszubilden.

[Andere Ausführungsformer.]

Die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenlegung sind nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt, wobei verschiedene Ausführungsfermen ausgeführt werden können.

In jeder der ooen erwähnten Ausführungsformen besitzt die Modeilierbühne 15 einen Bewegungsaufbau, der sich in zwei Achsen, die Y-Achse und die Z-Achse, bewegen kann. Zusätzlich zum Bewegungsaufbau für eine Bewegung in zwei Achsen kann ein Drehmechar.ismus vorgesehen sein, der die Modeilierbühne 15 um die AufSchichtrichtung [Richtung der Z-Achse) der ansgehärteten Schichten dreht. Beispielsweise besteht in einem Fall, in dem eine Abtastung mit dem Daserlicht nur in Ric.ntung der X-Achse (einer vorgegebenen Richtung) erfolgt, in einigen Zuständen des Modelliervorgangs, nachdem der Gegenstand von der Modeilierbühne 15 entfernt wurde, die Gefahr, dass Verformungen (Eir.f allstellen oder Wölbungen) im Gegenstand erzeugt werden können. Mit dem oben erwähnten Drehmechanismus kann eine Abtastung mit dem Laserlicht in einer gewünschten Richtung ausgeführt werden. Während beispielsweise die Modeilierbühne 15 um einen vorgegebenen Winkel für jeae Schicht, für eine Vielzahl von Schichten oder wahllos in Drehung versetzt wird, wird der Gegenstand ausgebildet, womit derartige Verformungen auf dem Gegenstand verhindert werden können. Unter dem vorgegebener. Winkel ist beispielsweise ein Winkel von 30°, 90°, 18C° oder Ähnliches, eine Kombination davon oder ein wahlloser Winkel zu verstehen. 46 4 « ·« ·· *··· « Μ • 4 « * · * «·· 4 ··*·*· * «« • 4 · * 4 · · » ·· ·♦··«··· · · 3ei jeder der oben erwähnten Ausführungsformen kann die Fläche des Eingrenzkörpers (beispielsweise die äußere Mantelfläche 10a der Trommel 10) ir.it einer Schutz-Dünnschicht versehen sein. Im Besonderer, wird eine Schutz-Dünnschicht rund um die Fläche des Eingrenzkörpers geschlungen. Damit kann die Fläche des Eingrenzkörpers dadurch gereinigt werden, dass die Schatz-Dünnschicht entsprechend entfernt wird, statt dass die Fläche des Eingrenzkörpers gereinigt wird. Alternativ kann vorher auf der Fläche des Eingrenzkörpers die Schutz-Dünnschicht ausgebildet werden, die eiwa aus Teflon (eingetragene Marke) besteht, womit unterdrückt werden kann, dass Flüssigharz oder Ähnliches zurückbleibt. In diesem Fall ist es beispielsweise möglich, dass die Fläche dadurch gereinigt wird, dass sie einfach gereinigt oder mit Gas abgeblasen wird.

Als Schurz-Oünnschicht wird ein Material verwendet, das für die Energiestrahlung durchlässig ist. Um die Schutz-Dünnschicht aus dem iichrdurchlässigen Material auszubilden, wird beispielsweise ein Polycarbonat, Polyethylen, Polyvinylchlorid oder Ähnliches verwendet.

Obwohl in jeder der oben erwähnten Ausführungsformen die Bestrahlungseinheit einen Laserstrahl ausstrahlt, kann auch eine Vielzahl von Laserstrahlen ausaestrahit werden. Dair.it ein Zeitintervall, in dem alle der vielen Laserstrahlen susgesnrahlt werden, ein Zeitintervall umfasst, in dem zumindest zwei Laserstrahlen aus der Vielzahl von Laserstrahlen gleichzeitig ausgestrahlt werden, werden Bestrahlungsmecnanismen mit der Steuereinheit gesteuert. Typisch werden alle Laserstrahlen im Wesentlichen gleichzeitig susgestrahit. Damit kann der Belichtungsvorgang in einem breiten Bereich auf dem Material gleichzeitig realisiert werden, womit das Zeitinnervall verkleinert werden kann, das für den Modelliervcrgang notwendig ist. 3ei diesem Beispiel kann eine Vielzahl von Laserlichtquellen vorgesehen sein, oder es können n (n ist eine ganze Zahl gleich oder größer als l) Lichtquellen verwenden werden, wobei der Laserstrahl in eine Vielzahl von Laserstrahlen geteilt werden kann, um dadurch n+l oder mehr Laserstrahlen auszubiiaen.

Obwohl bei der obigen Beschreibung, um den bunten Gegenstand 47 47 t auszubilden, beispielsweise das farbige Flüssigharz verwendet wird, kann statt dieses Flüssigharzes ein Material verwendet werden, das man dadurch erhält, dass farbige Füllstoffe in das Flüssigharz gemischt werden. Beispielsweise kann ein Material verwendet werden, das man dadurch erhält, dass bunte Mikroteilchen, von denen jedes eine Größe besitze, die kleiner als die minimale Aufschichtdicke ist, in das Flüssigharz gemischt werden. Als .Mikroteilchen werden Glas, Harz, Metallpulver, Stärke, Gips, Salz, Zucker oder Ähnliches verwendet.

Alternativ kann als Füllstoff beispielsweise ein transparenter oder weißer Füllstoff verwendet werden, wobei ein derartiger Füllstoff mit einem Farbstoff gefärbt werden kann.

Wenn die Aufschichtdicke des Gegenstands ausreichend klein ist, kann nur unter Verwendung von einer Farbe für jede Schicht ein schöner, farbenfroher Gegenstand ausgebildet werden.

Das Material für den Gegenstand ist nicht auf cas unter Licht aushärtende Material beschränkt, sondern es kann auch ein Material verwendet werden, das mit Wärmeenergie, mit einem Elektronenstrahl, oder mit einer Ultraschallweile ausgehärtet werden kann. Weiters kann in Abhängigkeit vom Material die EnergieStrahlung, die von der Bestrahlungseinheit ausgestrahlt wird, auch entsprechend geändert werden. Als Energiestrahlung seilen zusätzlich zur ult ravt ölet t er. Strahlung eine Infrarotstrahlung, sichtbares Licht, ein Elektronenstrahl, eine Wärmestrahlung sowie eine Ultraschallwelle beispielhaft angeführt werden. Bei der Wärmestrahlung kann es steh um eine Infrarotstrahlung handeln, wobei in diesem Fall der Aushärtungsvorgang mit einer punktförmigen Erhitzung ir.it einem Infrarotlaser ausgeführt wird. Die Wärmestrahlung, die Ultraschallwelle oder Ähnliches werden beispielsweise verwendet, um einen Gegenstand aus zubilder., der eine relativ geringe Modelliergenauigkeit besitzt.

Bei der oben erwähnten Ausf ührungs f errr. sind die Führnngsrollen 5 und Ähnliches als Mechanismus dargestellt, der der. Eingrenzkörper (die Trommel IC, das Plattenelement 20, den Halbzylinderkörper 40 oder Ähnliches) so trägt, dass er in Drenung versetzt werden kann. Die Fiihmngsrollen können jedoch auch durch Lager ersetzt werden. In diesem Fall genügt es, dass ein Tragelement, das eine Drehwelle aafweist, den Eingrenzkörper trägt, wobei die Lager mit der Drehwelie verbunden sind.

Obwohl in der oben erwähnten Ansführungsform die Mocellierbühne 15 in Richtung der Y-Achse bewegt wird, können auch der Eingrenzkörper und die Bestrahlungseinheit in R_chtung der Y-Achse bewegt werden.

In einem Fall, bei dem die Trommel 10 als Eingrenzkörper verwendet wird, kann die Trommel 10 einen festen Aufbau besitzen, wenn keine hohe Modelliergenauigkeit gefordert wird.

Wie Fig. 9 zeigt, kann ais Eingrenzkörper das Plattenelement 20, das die gekrümmte Fläche besitzt, durch das Plattenelement ersetzt werden, das die ebene Fläche aufweist, wobei dieses Plattenelement so gehalten werden kann, dass es durch sein Eigengewicht ausgelenkt 'wird. Als Tragmechanismus können die Führungsroilen verwendet werden, die in Fig. 9 dargesteilt sind.

Bei der dreidimensionalen Modelliervorrichtung gemäß jeder der oben erwähnten Ausführungsformen können eine Rolle oder eine Rakel vorgesehen sein, um das überschüssige Flüssigharz der ausgehärteten Schicht zu entfernen. Die Rolle oder die Rakel kennen an Stelle der Reinigungseinheit 27 vorgesehen werden.

Bei der ersten und zweiten Ausführungsferm kann die Reinigungseinheit zum Beseitigen des überschüssigen Flüssigharzes sc wie bei der vierten Ans führungs form, vorgesehen sein (siehe die Fig. 11 und 12; . In diesem Fall kann ohne Reinigungsdüse nur die Luftanfbiasdüse vorgesehen sein. "[Andere

Zumindest zwei Merkmale der oben erwähnten Ausführungsformen können kombiniert werden. Beispielsweise können das Plattenelement 20 oder der Halbzylinderkörper 40 auf jede der vierten bis neunten Ansführungsform sowie auf jene Ausführungsfermen angewandt werden, die im Abschnitt 49

Ausführungsformen]" beschrieben sind. Schließlich ist eine entsprechende Kombination derartiger Merkmale für Fachleute ersichtlich.

Die vorliegende Offenlegung enthält den Gegenstand, der sich auf den Gegenstand bezieht, der in oer japanischen Prioritätspatentanmeldung J? 2C1C/183540 geoffenbart ist, die beim japanischen Patentamt am 18. August 2010 angemeldet wurde, wobei deren gesamter Inhalt hier als Bezugsauelle verwendet wird.

Es ist für Fachleute ersichtlich, dass verschiedene Abänderungen, Kombinationen, Subkombinationen und Änderungen in Abhängigkeit von Anforderungen an die Form und andere Faktoren insofern vorgenommen werden können, als sie innerhalb des Gebiets der angeschlcssenen Ansprüche oder deren Äquivalente liegen.

Claims

i * 5C Patentansprüche rricr.tung mii Dreidimensionale Modellierv< einer Bühne; einem Eingrenzkörper, der eine Fläche aufweist, die einen linearen Bereich entlang einer ersten Richtung aufweist, und der so angeordnet ist, dass er der Buhne so gegenüberliegt, dass der lineare Bereich der Fläche am nächsten zur Bühne liegt; einer Zuführdüse, die so aufgebaut ist, dass sie ein Material, das mit der Energie einer Energiestrahlung ausgehärtet werden kann, in einen Schlitzbereich zuführt, bei dem es sich um einen Bereich zwischen der Bühne und dem linearen Bereich handelt; einer Bestrahiungseinheit, die so aufgebaut ist, dass sie das von der Zuführdüse in den Schlitzbereich zugeführte Material durch den Eingrenzkörper mit der Energiestrahlung bestrahlt; und einem Bewegungsraechanismus, der so auf gebaut ist, dass er die Bühne relativ zum Eingrenzkcrper entlang einer zweiten Richtung bewegt, die sich von der ersten Richtung unterscheidet, um eine ausgehärtete Schicht des Materials für eine Schicht unter Verwendung der Energiestrahlung auszubilden, und den Eingrenzkörper und dne Bühne relativ zueinander ent_ang einer Aufschichtrichtung bewegt, um die auscehärteten Schichten des Materials aufzuschichten.
2. Dreidimensionale Modeliiervcrrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: der Eingrer.zKcrper so ausgefcüdet ist, dass er die Form eines Zylinders besitzt, und die Fläche, die den linearen Bereich aufweist, eine äußere Mantelfläche des Eingrenz Körpers umfasst, der die Form eines Zylinders besitzt.
3. Dreidimensionale Mode11i e rvo r r i cht ung gemäß Anspruch 2, wobei die Bestrahlungseinheit an der Innenseite des Eingrenz körpers angeordnet ist, der die Form eines Zylinders besitzt. I 51 ·· ·· · ·«« · * * • * ·· ··*· # • « 4 *« * * * * 4 4 * * · 4 «4· gemäß Anspruch 2, so aufgebaut sind, dass er in Drehung Dreidimensionale Modell! ervor rieht urig wobei die Vorrichtung weiters umfasst:: eine Vielzahl von Führungsrollen, die dass sie den EingrenzKörper so halten, versetzt werden kann.
5. Dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei eie Vorrichtung weiters umfasst: einen Antriebsteil, der so aufgebaut ist, dass er zumindest eine der Vielzahl von Führungsroiien antreibt.
6. Dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei aer Eingrer.zkcrper so ausgebildet ist, dass er die Ferm einer Plante ioesitzt, die die Fläche aufweist, bei der es sich um eine gekrümmte Fläche handelt.
7. Dreidimensionale Modeiliervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Eingrenzkörper so ausgebildet ist, dass er einen Teil eines Zylinderkörpers besitzt. δ. Dreidimensionale Modeiliervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Bewegungsmechanismus so auf gebaut ist, dass er den Eingrenzkörper und die Bühne relativ zueinander entlang einer Richtung bewegt, die eine vertikale Komponente aufweist.
9. Dreidimensionale Modeiliervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung weiters umfasst: eine Reinigungsdüse, die sc aufgebaut ist, dass sie ein Reinigungsmateriai zum Gegenstand zuführt, aer auf der Bühne ansgebildet ist.
10. Dreidimensionale Modeiliervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: die Zuführdüse eine Vielzahl von Zuführdüsen aufweist und die Vielzahl von Zuführdüsen so auf gebaut ist, dass sie unterschiedliche Materialien abgeben. * « ·· ♦ · » · ♦ « « « φ * t * · f * · · · φ · »····« · ··»
11. Dreidimensionale Modelliervcrrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zuführdüse eine Düse aufweist, bei der es sich um eine Schlirzbeschientungs-Düse handelt.
12. Dreidimensionale Modelliervcrrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zuführdüse so aufgebaut ist, dass sie ein Material zuführt, bei dem es sich um ein thixotropes Material handelt.
13. Dreidimensionale Modelliervcrrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: der Eingrenzkcrper und die Zuführdüse eine Vielzahl von Eingrenzkörpern sowie eine Vielzahl von Zuführdüsen aufweist, wobei ein Paar aus jedem der Vielzahl von Eingrenzkörpern und aus jeder der Vielzahl von Düsen einen Satz bildet, und die Vielzahl von Sätzen der Eingrenzkörper und der Zuführdüser. entlang der zweiten Richtung angeordnet sind, entlang der der Bewegungsmechanismus so aufgebaut ist, dass er die Bühne bewegt.
14. Dreidimensionale Modeiliervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Bestrahlungseinheit die Energiestrahlung so ausstrahlt, dass ein Hauptkörper, der ein Ziel darstellt, das modelliert werden soll, sowie ein Ankermuster ausgebildet werden, das in zumindest einem Teil eines . Rands des Hauptkörpers des Gegenstands angeordnet ist.
15. Dreidimensionale Modelliervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: die Bestrahlungseinheit aufweist: eine Generatorquelle, die so aufgebaut Energiestrah_ung erzeugt, und ist, dass sie eine einen Detektor, der so aufgebaut i st, dass er die Energieverteilung der Energiestrahlung abtastet, die von der Generatorquelle erzeugt wird, und wobei sie weiters umfasst: einen Steuermechanismus, der so aufgebaut ist, dass er die relativen Lagen zwischen dem Eingrenzkörper und der Bestrahlungseinheit aufgrund der Intensitätsverteilung der I • 1 · 53 Energiestrahlung steuert, die mit dem Detektor abgerastet wird.
16. Dreidimensionale Modeiliervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei dre Vorrichtung weiters umfasst: einer. Drehmechanismus, der sc aufgebaut ist, dass er die Bühne um eine Achse entlang der Aufschientrichtung dreht.
17. Dreidimensionale Modeiliervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung weiters umfasst: eine Schutz-Dünnschicht, die auf der Oberfläche des Eingrer.zkörpers vorgesehen ist.
18. Dreidimensionale Modeiliervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung weiters umfasst: einen Bestrahlungsmechanismus, der sc aufgebaut ist, dass er eine Vielzahl von Energiestrahlen als Energiesirahlung ausstrahlt; und einen Steuerteil, der so aufgebaut ist, dass er den Bestranlur.gsmechanismus so steuert, dass ein Zeitintervall, in dem alle der Vielzahl von Energiestrahler. ausgestrahli werden, ein Zeitintervall aufweist, in dem zumindest zwei Energiestrahlen der Vielzahl von Energiestrahlen gleichzeitig ausgestrahlt werden.
19. Gegenstand, der mit einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung ausgebildet wird, wobei die dreidimensionale Modelliervorrichtung eine Bühne sowie einen Eing renzkörper aufweist, der eine Fläche aufweist, die einen linearen Bereich entlang einer ersten Richtung aufweist, i :nd der so angeordnet ist , dass er der Bühne so gegenüberliegt, dass der lineare Bereich der Fläche am nächsten zur Bühne liegt, wobei der Gegenstand ausgebildet wird durch: Zuführen eines Materials, das mit der Energie einer Energiestrahlung ausgehärtet werden kann, in einen Schlitzbereich, bei dem es sich um einen Bereich zwiscr.en der Bühne und dem linearer. Bereich handelt; 54 · · * * · * · · · * * « * * » * · |i·· · «·««** * · · · «*·*«» · * » » I » · · · · · I * · ·* 4k» I I ·· * · * Μ Bestrahlen des Materials, das in den Schlitzbereich zugeführt wurde, durch den Eingrenzkörper mit der Energiestrahlung; Bewegen der Bühne, um eine ausgehärtete Schicht des Materials für eine Schicht unter der Verwendung der Energiestrahlung auszubilden, relativ zum Eingrenzkcrper entlang einer zweiten Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet; und Bewegen des Eingrenzkörpers und der Buhne relativ zueinander entlang einer AufSchichtrichtung, um die ausgehärteten Schichten des Materials aufzuschichten. 0. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands mit einer dreidimensionalen Modelliervorrichtung, wobei die dreidimensionale Modelliervcrrichtung eine Bühne und einen EingrenzKörper aufweist, der eine Fläche aufweist, die einen linearen Bereich entlang einer ersten Richtung aufweist, und der sc angeordnet ist, dass er der Bühne so gegenüberliegt, dass der lineare Bereich der Fläche am nächsten zur Bühne liegt, wobei das Verfahren umfasst: Zuführen eines Materials, das mit der Energie einer Energiestrahlung ausgehärtet werden kann, in einen Schlitzbereich, bei dem es sich um einen Bereich zwischen der Bühne und dem linearen Bereich handelt; Bestrahlen des Materials, das. in den Schlitzbereich zugeführt wrurde, euren den Eingrenzkörper mit der Energie strahlung; Bewegen der Bühne relativ zum Eingrenzkörper entlang einer zweiten Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet, um eine erste ausgehärtete Schicht des Materials für eine Schicht unter Verwendung der Energiestrahlung auszubilden; und Beweger. des Eingrenz körpers und der Buhne relativ zueinander entlang einer AufSchichtrichtung, um die ausgehärteten Schichten des Materials aufzuschichten.