AT523222A1

AT523222A1 - Nachbelichtungseinheit

Info

Publication number: AT523222A1
Application number: ATA50997/2019A
Authority: AT
Original assignee: Sirona Dental Systems Gmbh; Dentsply Sirona Inc
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2021-06-15
Also published as: AT523222B1; BR112022005890A2; WO2021094617A1; US20220388234A1; KR20220100007A; EP4058277A1; CN114728479A; CA3156454A1; CN114728479B; AU2020382929A1; JP2023501652A

Abstract

Nachbelichtungseinheit (1) zur Nachbelichtung eines mittels eines additiven Herstellungsverfahrens aus einer durch Strahlung härtbaren Substanz hergestellten Körpers (2), wobei die Nachbelichtungseinheit (1) mindestens eine zur Nachbelichtung eingerichtete Strahlungsquelle (7) aufweist, wobei die Nachbelichtungseinheit (1) mindestens einen Strahlungssensor (8) aufweist, wobei der Strahlungssensor (8) zur Erfassung einer von der Strahlungsquelle (7) abgegebenen Strahlung eingerichtet ist, insbesondere der Strahlungsintensität und/oder der Strahlungswellenlänge dieser Strahlung.

Description

regeln sowie die Lichtsensoren auszulesen.

Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur intelligenten und Sensor unterstützen Nachbelichtung eines schichtweise aufgebauten Körpers aus einer durch Strahlung härtbaren Substanz, die in einer Wanne aufgenommen wird, welcher zumindest teilweise ausgehärtet bzw. formstabil vorliegt, wobei die für die Nachhärtung relevanten Prozessgrößen über geeignete Sensoren (Photodioden, Photowiderstand) erfasst werden und prozessrelevante Zustände der Belichtungskammer (Kammer) sowie des Körpers über zumindest einen Sensor erfasst werden können um einen stabilen und nachvollziehbaren Nachbelichtungsprozess, der ein Teil der Kette des Post Processings darstellt, sicher zu

stellen.

Vorrichtungen bzw. Verfahren zum schichtweisen Aufbau eines dreidimensionalen Körpers aus einer durch Strahlung härtbaren Substanz sind auch unter den Begriffen 3D-Druck, additive manufacturing oder rapid prototyping bekannt. Dabei wird die Querschnittsinformation der durch elektromagnetische Strahlung schichtweise auszuhärtenden Substanz, beispielsweise eines FotoHarzes, im Allgemeinen durch ein MaskenprojJjektionsverfahren oder durch eine Laser-Quelle erstellt. In generativen Fertigungsmaschinen, welche einen kontinuierlichen Druckprozess ermöglichen, werden für die Belichtung des Querschnittes bzw. der Schichten, meist pixelgesteuerte DLP (Digital Light Processing)-, MEMS (Microelectromechanical Systems)-, LC (1iquid crystal)-

Displays, LED-Displays oder steuerbare Laser eingesetzt. Dabei

gezogen bzw. gebildet.

Ein bekanntes Problem ist dabei, dass im Post Processing und vor allem während der Nachbelichtung nicht sichergestellt werden kann, ob die Prozessgrößen den Vorgaben entsprechen und ob der Zustand der Prozesskammer bzw. der Nachbelichtungseinheit einem

Soll-Zustand entspricht.

Die Anmeldung US2019/0240924 betrifft eine Vorrichtung zur Nachbearbeitung (Post Processing) eines 3D gedruckten Bauteiles aus fotoreaktivem Material. Dabei wird auch eine Nachbelichtungseinheit beschrieben, die über eine vertikale motorbetriebene Achse verfügt und in der der auszuhärtende Bauteil über Umlenkspiegel von der Strahlungsquelle bestrahlt wird. Dabei kann der Bauteil von mehreren Lampen bestrahlt werden

die auch unterschiedlichen Wellenlängen aufweisen können.

Obgleich die bekannten Vorrichtungen zum Endhärten eines 3D gedruckten Rohlings bekannt sind, besteht Bedarf an verbesserten gg£f. automatisierten Vorrichtungen, insbesondere an einer Vorrichtung die die weitergehende Erfassung von Zuständen und die

genaue Steuerung von Prozessparametern ermöglicht.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren wie eingangs angegeben zu schaffen, welche(s) auf möglichst einfache und zuverlässige Weise eine Erfassung und Steuerung von Prozessgrößen sowie die Erfassung des Zustandes der Nachbelichtungseinheit (Kammer) und somit eine sichere und vor allem stabile Nachhärtung des Körpers mit möglichst geringem Ausschuss ermöglicht. Zudem sollen Fehlerzustände im Nachbelichtungs-Schritt zuverlässig erfasst oder vermieden

werden.

Ansprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Nachbelichtungskammer einen Hohlraum bildet in der der nachzuhärtende Körper eingebracht werden kann, beispielwiese in dem er an einer Bauplattform hängt, wobei der Körper von zumindest einer Seite aus mit Strahlung bestrahlt werden kann und sich zumindest ein Lichtsensor in der Kammer befindet der in der Lage ist, die von einer Lichtquelle abgegebene Strahlung oder das

abgegebene Spektrum zu erfassen.

Die Nachbelichtungseinheit, stellt dabei zumindest einen Teil einer Anlage zur Nachbehandlung von 3D gedruckten Körpern dar und stellt einen Teilschritt des sogenannten Post Processings dar, wobei durch die Sensorik der gesamte Prozess stabiler gemacht werden kann und durch die ermittelten Daten der gesamten 3D-Druck Prozess bestehend aus dem „Drucken“ und dem gesamten Post

Processing besser automatisieren werden kann.

Die Nachbelichtungseinheit kann hierfür mit verschiedenen Strahlungsquellen ausgestattet sein, wie beispielwiese LEDs, die sichtbares Licht oder UV-Strahlung einer gewissen Wellenlänge ausstrahlen oder bei Kombination von beispielsweise mehreren LEDs

ein vorgegebenes Spektrum.

Der nachzuhärtende Körper kann dabei von oben in die Kammer mittels eines automatischen Greifers mit Hilfe der Bauplattform eingeführt werden und der Körper kann beispielsweise durch elektromagnetische Strahlung, insbesondere durch Licht, wie sichtbares Licht oder UV (Ultraviolettes)-Licht, endgehärtet werden. Insbesondere kann die Kammer durch eine Heizvorrichtung auf eine gewisse Temperatur gebracht werden, zum Beispiel 50 bis 120°C und auch gg£f. mit einem Prozessgas/Schutzgas wie zum

Beispiel Stickstoff beaufschlagt werden.

Die Bauplattform, welche zweckmäßig als ebene Platte ausgebildet

ist, dient als Plattform, auf welcher der Körper aufgebracht ist,

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Deckel für die Nachbelichtungskammer dienen.

Mit der in der Kammer verbauten Sensorik kann unter anderem auf die Leistungsdichte der Strahlungsquelle, den Zustand der Strahlungsquelle bzw. deren Alterung, sowie den Verschmutzungsgrad bzw. den Zustand der Kammer und dem Vorhandensein eines Körpers auf der Bauplattform geschlossen werden. Zusätzlich kann die Nachbelichtungskammer beim Einsatz mehrere Strahlungsquellen in Kombination mit mehreren Sensoren die Strahlungsintensität in Abhängigkeit der Position und der Art

des Körpers steuern.

Mit Hilfe der Sensoren die beispielsweise gegenüber der Strahlungsquelle angeordnet werden können, kann auch auf die Strahlungsverteilung innerhalb der Nachbelichtungseinheit

geschlossen werden.

Die Kammer kann mit einer Steuereinrichtung/Verarbeitungseinheit verbunden sein, die in der Lage ist, die Strahlungsquellen anzusteuern und die Sensorik auszulesen und alle Signale zur

Weiterverarbeitung zu übergeben.

Die Innenseite der Kammer ist zumindest teilweise reflektierend

ausgeführt.

Durch die Sensorik kann beispielsweise eine Alterung der Strahlungsquelle kompensiert werde, ein temperaturabhängiges Verhalten kompensiert werden, die Strahlungsintensität und gg£. die Wellenlängen bzw. das Spektrum angepasst werden, der Ausfall von Strahlungsquellen erfasst werden, eine Verschmutzung der Kammer erfasst werden, das Vorhandensein eines Körpers erfasst werden, die Kammer kalibriert werden und die Belichtungszeit

sowie die Dosis erfasst und eingestellt werden.

Zweckmäßiger Weise ist der Sensor in der Kammer aufgenommen bzw. beim Einsatz von LEDs als Strahlungsquelle gemeinsam mit dieser

auf einer entsprechenden Platine vorgesehen.

Wenn in der Beschreibung auf die Begriffe Höhe, horizontal,

vertikal, oben, unten, oberhalb oder unterhalb Bezug genommen

verstehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung kann der Sensor mit einer Steuerungseinheit/Verarbeitungseinheit verbunden sein, welche eingerichtet ist, den vom Sensor erfassten

Strahlungswert zu verarbeiten.

Die Verarbeitungseinheit kann hierfür einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller aufweisen. Zudem kann die Verarbeitungseinheit mit einem Datenspeicher verbunden sein, welcher Daten und/oder Programmbefehle für die Verarbeitung der mit dem Lichtsensors erfassten Strahlungswerte enthält. Für die Bedienung der Verarbeitungseinheit durch eine Bedienperson, kann die Verarbeitungseinheit mit einer Ein-/Ausgabevorrichtung, beispielsweise einem Touchscreen, verbunden sein. Durch das Vorsehen der Verarbeitungseinheit können für die Nachbelichtung des 3D-Körpers erforderliche Handlungen automatisch ausgeführt werden. Demgegenüber wären diese Handlungen ohne die Verarbeitungseinheit durch eine Bedienperson manuell vorzunehmen, wofür der Lichtsensor zumindest mit einer Anzeigeeinheit zur

Anzeige der erfassten Messwerte verbunden wäre.

Um die Vorrichtung zweckmäßig steuern zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Lichtsensor über die Verarbeitungseinheit mit einer Steuereinheit für eine Strahlungsquelle, welche für die Bestrahlung des nachzuhärtenden Körpers vorgesehen ist, verbunden ist, und die Verarbeitungseinheit eingerichtet ist, die Strahlungsquelle in Abhängigkeit des mit dem Lichtsensor

erfassten Wertes zu steuern.

Somit können beispielsweise die vom Lichtsensor erfassten Intensitätswerte vom Lichtsensor an die Verarbeitungseinheit übermittelt und in dieser verarbeitet werden. Wenn die Verarbeitungseinheit entsprechenden Informationen über den zu härtenden Körper hat und zur Steuerung der Strahlungsquelle

ausgebildet ist, kann die Bestrahlung des Körpers durch die

Strahlungsintensität in der Kammer erfolgen.

Eine Antriebseinheit ermöglicht die Bauplattform und somit den Körper zumindest in einer Richtung aus der Kammer zu bewegen. Bevorzugt ist die Antriebseinheit ausgebildet, die Bauplattform und/oder den Körper in die Kammer einzubringen. Die Antriebseinheit kann einen Elektromotor, beispielsweise einen Schrittmotor aufweisen, welcher mit der Bauplattform verbunden ist. Insbesondere kann der Elektromotor mit einer höhenverstellbaren Stange in Eingriff stehen, wobei die Stange

mit der Bauplattform verbunden ist.

Wenn die Verarbeitungseinheit mit der Steuereinheit für eine Strahlungsquelle zusätzlich mit einem Temperatursensor, der in der Lage ist die Temperatur an zumindest einer Stelle der Kammer zu messen verbunden ist, kann die Bestrahlung des Körpers durch die Strahlungsquelle in Abhängigkeit der Temperatur durchgeführt werden. Man könnte auch eine IR-Kamera nutzen um die Temperatur

des Körpers während der Endhärtung zu überwachen.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit für die Strahlungsquelle und somit auch die Verarbeitungseinheit zur Steuerung der Strahlungsintensität und/oder der Bestrahlungsdauer ausgebildet. Die Strahlungsquelle kann eine Lichtquelle, insbesondere eine Quelle für sichtbares Licht oder UV-Licht, sein. Die Strahlungsintensität und/oder die Bestrahlungsdauer haben im allgemeinen Einfluss auf Endeigenschaften des zu härtenden

Körpers.

Weiters ist es günstig, wenn die Kammer mit einer einstellbaren Heizvorrichtung zur Einstellung einer Temperatur in der Kammer und/oder einer einstellbaren Schutzgasquelle zur einstellbaren Zufuhr eines geeigneten Gases (zum Beispiel Stickstoff) in die

Kammer verbunden ist.

Um die Vorrichtung zweckmäßig steuern zu können, ist es weiters vorteilhaft, wenn der Lichtsensor über die Verarbeitungseinheit mit der einstellbaren Strahlungsquelle und/oder einer

einstellbaren Heizvorrichtung und/oder einer einstellbaren

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einer Strahlungsquelle in der Kammer.

Wenn der Lichtsensor über die Steuereinheit/Verarbeitungseinheit mit der einstellbaren Strahlungsquelle verbunden ist, kann die Strahlungsquelle von der Steuereinheit/Verarbeitungseinheit angesteuert werden, um die aktuelle Strahlungsintensität in der

Kammer zu ändern.

Wenn der Lichtsensor über die Steuereinheit/Verarbeitungseinheit mit der einstellbaren Heizvorrichtung verbunden ist, kann die Heizvorrichtung von der Steuereinheit/Verarbeitungseinheit angesteuert werden, um abhängig von der aktuellen Temperatur in der Kammer die Strahlungsquelle und/oder die Heizvorrichtung zu

steuern.

Wenn der Lichtsensor über die Steuereinheit/Verarbeitungseinheit mit der einstellbaren Schutzgasquelle verbunden ist, kann die Strahlungsquelle von der Steuereinheit/Verarbeitungseinheit angesteuert werden, um abhängig von der in der Kammer

vorliegenden Atmosphäre die Lichtintensität zu steuern.

Die zumindest eine Strahlungsquelle als auch der zumindest eine Strahlungssensor werden dabei durch ein Aufnahmebecken (Schutzfunktion) geschützt um eine direkte Verschmutzung der Strahlungsquelle und/oder der Lichtsensorfläche zu verhindern. Das Aufnahmebecken ist nach oben hin offen um die Bauplattform samt den an ihr befindlichen Körper aufzunehmen. Hinter jeder Fläche des Aufnahmebeckens kann zumindest eine Strahlungsquelle und/oder zumindest ein Lichtsensor sitzen. Das Aufnahmebecken ist dabei aus einem Werkstoff gefertigt, welcher für die eingesetzte Wellenlänge und/oder Spektrums eine besonders geringe Absorption

aufweist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung kann

vorgesehen sein, dass jede Strahlungsquelle über einen

und/oder sequenziell angesteuert und ausgelesen werden können.

Insbesondere können die Strahlungsquellen und Lichtsensoren auf einer Platine zusammengefasst sein und pro Nachbelichtungseinheit

zumindest eine Platine verbaut sein.

Hinsichtlich des Verfahrens ist gemäß der Erfindung zudem vorgesehen, dass der Sensor ein Lichtsensor ist, wobei mit dem Lichtsensor die Intensität einer Strahlungsquelle erfasst wird, wobei die Intensität der Strahlungsquelle veränderbar sein kann und der Lichtsensor über einen entsprechenden Messbereich

verfügen muss.

Um Wiederholungen aus dem Beschreibungsteil betreffend die Vorrichtung zu vermeiden, wird hinsichtlich der Beschreibung des Verfahrens auch auf die vorangegangene Beschreibung der Vorrichtung, soweit diese auf das Verfahren anwendbar ist,

verwiesen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die mit dem Lichtsensor erfasste Intensität in einer mit dem Lichtsensor verbundenen Verarbeitungseinheit mit einem Erwartungswert für die Intensität zumindest einer Strahlungsquelle verglichen wird und zumindest ein Verfahrensparameter abhängig von der Differenz zwischen der erfassten Intensität und dem Erwartungswert eingestellt wird. Der Wert des Verfahrensparameters kann durch den Lichtsensor erfassbar sein. Insbesondere kann durch einen wiederholten Vergleich der mit dem Lichtsensor erfassten Intensität mit einem Erwartungswert der Intensität, der Verfahrensparameter auf einen Zielwert eingestellt oder eingeregelt werden. Dabei kann die Einstellung des Verfahrensparameters durch die Verarbeitungseinheit selbst erfolgen oder durch diese gesteuert

werden.

Erfindungsgemäß können als Strahlungsquelle all Jene Lichtquellen eingesetzt werden, die eine Strahlung abgeben die in der Lage ist

den Körper auszuhärten. Zweckmäßigerweise sind dies meist

Strahlungsspektrum zu erreichen.

Besonders bevorzugt wird in der Anlage zumindest eine Platine und/oder mehrere Einzelplatinen die mit LEDs und Lichtsensoren bestückt sind, so platziert, dass sie den Belichtungsraum

möglichst homogen ausleuchten.

Insbesondere kann die Strahlungsleistung ca. 10mW/cm? bis

100mW/cm? betragen bevorzugt 40mW/cm?,

Besonders bevorzugt wird eine Strahlungsquelle die bei 405nm

emittiert eingesetzt.

Zweckmäßiger Weise kann Jede Strahlungsquelle über einen Lichtsensor verfügen, der in der Lage ist die optische Strahlung einer gegenüberliegenden Strahlungsquelle und/oder eines

Reflektors zu erfassen und an eine Steuereinheit zu übertragen.

Bevorzugterweise ist die Belichtungskammer nach oben hin oder zumindest an einer Stelle zugänglich und kann von einer Bauplattform, die Träger des zu härtenden Körpers ist

verschlossen werden.

Zweckmäßigerweise verfügt die Kammer über ein Aufnahmebecken, dass die Strahlungsquellen und die Lichtsensoren vor einer direkten Verschmutzung schützt, dabei ist das Aufnahmebecken aus einem Material gefertigt, welche für die von der Strahlungsquelle emittierte Strahlung möglichst transparent ist bzw. möglichst

wenig Absorption aufweist.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass auf Basis des mit zumindest einen Lichtsensor erfassten Intensitätswert einer Strahlungsquelle, auf eine Beeinträchtigung der

Strahlungsleistung zurückgeschlossen werden kann.

Strahlungsquelle erhöht werden kann.

Alternativ zu bestimmten erfassten Werten der Intensität kann auch eine relative oder absolute Änderung der Intensität im Laufe der Betriebszeit von zumindest einer Strahlungsquelle von der Verarbeitungseinheit zur Steuerung der zumindest einen

Strahlungsquelle herangezogen werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Lichtsensoren in Kombination mit den Strahlungsquellen dazu genutzt werden, um die Lage bzw. die Position zumindest eines zu härtenden Körpers festzustellen. Dabei wird der Schattenwurf von zumindest einen Körper genutzt um dessen Lage zu detektieren. Sollte sich während des Nachbelichtungsprozesses der Schattenwurf ändern so kann auf einen Fehlerzustand, wie zum Beispiel ein Ablösen des Körpers von der Bauplattform rückgeschossen werden. Auch kann so das

vorhanden sein eines Körpers im Aufnahmebecken detektiert werden.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass mit der von zumindest einen Lichtsensor erfassten Strahlung die von zumindest einer Strahlungsquelle ausgestrahlt wird, eine Kalibrierung der Nachbelichtungseinheit mit Hilfe der Steuereinheit vorgenommen

werden kann.

Insbesondere kann mit Hilfe mehrerer Lichtsensoren die Homogenität der Strahlung in der Kammer bzw. dem Aufnahmebecken örtlich und zeitlich durch die Steuereinheit erfasst werden,

sowie deren zeitliche und örtliche Änderung.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten, nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die

Zeichnungen noch weiter erläutert. ES zeigen:

Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Nachbelichtungseinheit

zum Nachbelichten eines 3D-Druckköprers;

erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einsatz kommen kann;

Fig. 3a schematisch ein beispielhaftes Intensitätsdiagramm zu Fig.l1l sowie Fig. 3b einen beispielhaften Abstrahlwinkel einer

möglichen Strahlungsquelle;

Fig. 4 schematisch ein kalibriertes Intensitätsprofil als

Beispiel zu Fig. 1;

Fig. 5 schematisch die Vorrichtung aus Fig. 1 mit diversen

Verschmutzungen an der Oberfläche des Aufnahmebecken;

Fig. 6 schematisch ein beispielhaftes Messsignal bei einer

Verschmutzung und Darstellung des eigentlichen Sollwertes;

Fig. 7 schematisch die Vorrichtung aus Fig. 1 mit einer zeit- und ortaufgelösten Intensitätsmessung sowie einem Diagramm mit

Messwerten der Intensität;

Fig. 8 schematisch die Vorrichtung aus Fig. 1 mit einem

abgelösten Bauteil in dem Aufnahmebecken;

Fig. 9 schematisch eine beispielhafte Alterungskurve einer

Strahlungsquelle in Abhängigkeit von den Betriebsstunden;

Fig. 10 schematisch die Vorrichtung aus Fig. 1 wobei die

ortsaufgelöste Intensität auf einen Sollwert eingestellt wird;

Fig. 11 schematisch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung bei welcher die Strahlungsquelle in Abhängigkeit der Temperatur geregelt wird;

Fig. 12a schematisch ein Diagramm das die Abhängigkeit der

Intensität der Strahlungsquelle von der Temperatur zeigt;

Fig. 12b schematisch ein Diagramm mit einem

Temperaturkompensierten Strahlungsquellenverhalten;

In den dargestellten Figuren sind der Übersichtlichkeit wegen Teile der Vorrichtung, die der Beschreibung der jeweiligen Figur

nicht dienen, weggelassen.

Jeweils gegenüberliegende Lichtsensoren 8.

Fig. 2 zeigt eine in der Nachbelichtungseinheit 1 beispielsweise einsetzbare Platine 5, die mit mehreren Strahlungsquellen 7 und Lichtsensoren 8 ausgestattet ist. Dabei verfügt jede Strahlungsquelle 7 über zumindest einen Lichtsensor 8 oder ggf.

über mehrere um die Örtliche Messauflösung zu erhöhen.

Fig. 3a und 3b zeigen schematisch ein Kalibrierergebnis passend zu dem beispielhaften Aufbau aus Fig.1. Dabei zeigt Fig. 3a die einzelnen erfassten Messwertkurven an den Lichtsensoren 8 nach einer gewissen Zeitspanne. Aus dem in Fig. 3b dargestellten winkelabhängigen Abstrahlungsverhalten der Strahlungsquelle kann auf eine zu erwartende Strahlungsintensität auf Basis der Lage der Strahlungsquelle geschlossen werden. Dabei wurde in Fig. 3b beispielhaft ein Abstrahlverhalten einer LED angenommen. Die an den Sensoren 8 gemessen Intensitäten lassen Rückschlüsse auf den

Abstrahlwinkel, den Status der Strahlungsquelle usw. zu.

In Fig. 4 ist schematisch ein Kalibrierergebnis basierend auf dem

in Fig. 1 dargestellten Beispiel gezeigt.

Verschmutzung sogar völlig verhindern kann.

Fig. 6 zeigt ein Diagramm in dem die bei nicht vorliegen einer Verschmutzung zu erreichende Strahlungsintensität Icaı aufgetragen ist. Dabei stellt Icaı den Referenzwert da, der vor jedem Belichtungsprozess erreicht werden sollte. Der Messwert Igire Stellt einen möglichen Messwert bei einer gewissen (wie beispielsweise in Fig. 5 dargestellten) Verschmutzung des Aufnahmebeckens 4 dar. Wird ein Ieaı unterschritten, so kann eine Fehlermeldung über die Steuereinheit/Verarbeitungseinheit 9 ausgegeben und/oder versucht werden die Strahlungsintensität der Strahlungsquellen 7 zumindest Bereichsweise so zu erhöhen, dass

Icaı erreicht wird.

Fig. 7 zeigt die Nachbelichtungseinheit 1 laut Fig. 1 mit einem

Körper 2 der in die Nachbelichtungseinheit 1 eingebracht ist und

stammen.

Anhand des Schattenwurfs kann optional auch ein Druckergebnis überprüft werden, z.B. ob die erfasste Kontur des Körpers einer erwarteten Kontur entspricht. Zu diesem Zweck können optional eine oder mehrere bewegliche Strahlungsquellen und/oder bewegliche Strahlungssensoren vorgesehen sein (z.B. Linear

beweglich oder um den Aufnahmeraum schwenkbar oder drehbar).

In Fig. 8 ist exemplarisch die Ablösung eines Körpers 2 von der Bauplattform 3 abgebildet. Dabei kann durch den Unterschied im Schattenwurf des Körpers 2, zum Beispiel im Vergleich zu den in Fig. 7 dargestellten Fall, eine Örtliche Änderung des Körpers 2 während und/oder nach dem Nachbelichtungsprozess erfasst werden. Durch Erfassen des Ablösens des Körpers 2 während des Nachbelichtungsprozesses kann eine Ausgabe an den Nutzer erfolgen, um den Körper 2 aus dem Aufnahmebecken 4 manuell zu entfernen. Dies sorgt für eine zusätzliche Prozesssicherheit und verhindert einen Zusammenstoss (Crash) beim Eintrag eines neuen

Körpers in das Aufnahmebecken 4,

Fig. 9 zeigt einen beispielhaften Verlauf der Abnahme der Intensität über die Betriebszeit einer Strahlungsquelle 7. Dabei ist hier als Strahlungsquelle 7 beispielhaft eine LED angenommen. Zu Beginn verfügt die Strahlungsquelle über eine Intenstität Inew die nach einer gewissen Betriebsstundenanzahl toıa auf den Wert Iagea abfällt. Durch Einsatz von zumindest einem Lichtsensor 8 kann der Jeweils aktuelle Intensitätswert der Strahlungsquelle 7

zusammen mit den Betriebsstunden erfasst werden. Dies lässt

Prozesssicherheit beitragen.

Fig. 10 zeigt die Nachbelichtungseinheit 1 wie zuvor in einer Schnittdarstellung, wobei bei nicht bestückter Bauplattform 3 eine Kalibrierung der gesamten Nachbelichtungseinheit 1 erfolgt. Dabei werden alle vorhandenen Strahlungsquellen 7 entweder gleichzeitig und/oder einzeln und/oder sequentiell eingeschaltet und die Messwerte dabei von den gegenüberliegenden Lichtsensoren

8 erfasst.

Im in Fig. 11 dargestellten Beispiel kann die Nachbelichtungseinheit 1 zusätzlich noch geheizt werden. Die Erhöhung der Temperatur im Aufnahmebecken 4 dient bspw. der Beschleunigung des Aushärteprozesses bzw. der Unterstützung durch Aktivierung zusätzlicher unverbrauchter Initiatoren im Körper 2. Eine Erhöhung der Temperatur in der Nachbelichtungseinheit 1 führt zu einer Änderung des Arbeitspunktes der Strahlungsquelle 7 und dadurch zu einem von der Temperatur abhängigen Strahlungsverhalten der zumindest einen Strahlungsquelle 7. Um dies zu kompensieren kann der Intensitätswert an zumindest einem Lichtsensor 8 erfasst werden und dieser bei Zunahme der Temperatur durch Regelung der Intensität der Strahlungsquelle 7 konstant gehalten werden. Beim Einsatz einer LED als Strahlungsquelle 7 kann dies durch nachführen des LED-Stromes

geschehen.

Dies ist auch Vorteilhaft da es durch die Strahlungsquelle 7 selbst zu einer Erhöhung der Temperatur in der Nachbelichtungseinheit 1 kommen kann, also auch ohne Vorhandensein einer Heizung. Somit kann auch in diesem Fall ein Intensitätsabfall der Strahlungsquelle 7 über den

Belichtungszeitraum kompensiert werden.

Fig. 12a zeigt den Verlauf der Temperatur in der Nachbelichtungseinheit 1, wobei mit steigender Temperatur die

Lichtintensität die von der Strahlungsquelle 7 abgegeben wird

kommen können, durch Regelung des LED-Stromes erreicht werden.

Folgende Varianten und Vorteile können optional mit der

gegenständlichen Offenbarung erzielt werden:

° LED Sensor gesteuerte Nachbelichtungseinheit

ee Mindestens ein Sensor pro Panel (Messung der Lichtintensität, LED Alterung/Verschmutzung)

ee Messung der Bestrahlungsleistung jedes Panels durch gegenüberliegendes Panel

ee Messung der Homogenität jedes Panels und Nachregelung

e° Kombination von mehreren Wellenlängen zur Erreichung eines breiteren Wellenlängenbereiches

®° Kalibrierung der Lichtleistung

®° Kompensation von LED Degeneration

®° Effiziente Kühlung/Temperaturkontrolle zur Verbesserung der Leistungsstabilität der LEDs

° Kalibrierung bei Jedem Einschalten

ee Messung des Schattenwurfes von Bauteilen

° Messung ob Bauteil in der Box vorhanden (Schatten)

e Clustern der LEDs

ee Messung der Verschmutzung des Glases bei Kalibrierung

®° Messung einer gerade aufgetretenen Verschmutzung während des Belichten

ee Individuelle Bestrahlung in Abhängigkeit der Belegung der Bauplattform

1. Vorrichtung zur Nachbelichtung eines mittels eines additiven Herstellungsverfahrens aus einer durch Strahlung härtbaren Substanz hergestellten Körpers 2, wobei die Vorrichtung ein Aufnahmebecken 4 zum Schutz der zumindest einen Strahlungsquelle und des zumindest einen Lichtsensoren 8 aufweist, wobei die Vorrichtung weiters eine Bauplattform 3 aufweist die Träger des Körpers 2 ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest teilweise geschlossene Kammer 10 gebildet wird, wobei die Kammer 10 aus einem Aufnahmebecken 3 das von zumindest einer Strahlungsquelle 7 durchstrahlt werden kann und das zumindest einen Lichtsensor 8 besitzt der in der Art platziert ist, dass er in der Lage ist, die von der Strahlungsquelle 7 abgegebene Strahlung zu erfassen und an eine

Steuereinheit/Verarbeitungseinheit 9 zu übergeben.

2. Vorrichtung nach Ausführungsbeispiel 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsensor 8 mit einer Steuerungseinheit/Verarbeitungseinheit 9 verbunden ist, welche eingerichtet ist, den vom Lichtsensor 8 erfassten Messwert zu

verarbeiten.

3. Vorrichtung nach Ausführungsbeispiel 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtsensor 8 über die Steuerungseinheit/Verarbeitungseinheit 9 mit zumindest einer Strahlungsquelle 7 verbunden ist und die Intensität zumindest

einer Strahlungsquelle 7 gesteuert werden kann.

4. Vorrichtung nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung des Zustandes der Kammer 10 zum Beispiel von einem definierten Kalibrierungswert mit Hilfe zumindest eines Lichtsensors 8 erfasst werden kann und über die Steuerungseinheit/Verarbeitungseinheit 9 entsprechende

Maßnahmen getroffen werden können.

5. Vorrichtung nach Ausführungsbeispiel 2 und Ausführungsbeispiel 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtsensor 8 zur Erfassung der Strahlung von zumindest einer Strahlungsquelle 7

gegenüber dieser angeordnet ist

3 die zumindest einen Körper 2 trägt verschlossen werden kann.

Claims

1. Nachbelichtungseinheit zur Nachbelichtung eines mittels eines additiven Herstellungsverfahrens aus einer durch Strahlung härtbaren Substanz hergestellten Körpers, wobei die Nachbelichtungseinheit mindestens eine zur Nachbelichtung eingerichtete Strahlungsquelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbelichtungseinheit mindestens einen Strahlungssensor aufweist, wobei der Strahlungssensor zur Erfassung einer von der Strahlungsquelle abgegebenen Strahlung eingerichtet ist, insbesondere der Strahlungsintensität und/oder der

Strahlungswellenlänge dieser Strahlung.

2. Nachbelichtungseinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbelichtungseinheit einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines nachzubelichtenden Körpers aufweist, wobei der Strahlungssensor zur Erfassung einer von der Strahlungsquelle abgegebenen und mindestens einen Teil des Aufnahmeraums mindestens einmal durchquerten Strahlung

eingerichtet ist.

3. Nachbelichtungseinheit gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungssensor und die Strahlungsquelle auf gegenüberliegenden Seiten des Aufnahmeraums angeordnet sind, wobei vorzugsweise bei mindestens zwei Strahlungssensoren und mindestens zwei Strahlungsquellen auf mindestens einer Seite des Aufnahmeraums sowohl eine

Strahlungsquelle als auch ein Strahlungssensor angeordnet sind.

4, Nachbelichtungseinheit gemäß Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum in einer Aufnahmekammer, insbesondere in einem Aufnahmebecken, gebildet ist, wobei die mindestens eine Strahlungsquelle und/oder der mindestens eine

Strahlungssensor außerhalb der Aufnahmekammer angeordnet sind.

5. Nachbelichtungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Strahlungssensor mit einer Steuerungseinheit/Verarbeitungseinheit verbunden ist, wobei die Steuerungseinheit/Verarbeitungseinheit zur Überwachung

eines erfassten Strahlungssignals und vorzugsweise zur

vordefinierten Erwartungswert eingerichtet ist.

6. Nachbelichtungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Strahlungssensor und die mindestens eine Strahlungsquelle mit einer Steuerungseinheit/ Verarbeitungseinheit verbunden sein, wobei die Steuerungseinheit/ Verarbeitungseinheit eingerichtet ist, die Strahlungsquelle auf Basis eines vom Strahlungssensor erfassten Strahlungssignals zu steuern, insbesondere deren

Strahlungsintensität und/oder Strahlungswellenlänge.

7. Nachbelichtungseinheit gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit/Verarbeitungseinheit zur Regelung der Strahlungsintensität und/oder Strahlungswellenlänge jeweils auf einen Zielwert eingerichtet

ist.

8. Nachbelichtungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Strahlungssensoren zur Erfassung der von der Strahlungsquelle in verschiedene Richtungen

abgegebenen Strahlung eingerichtet sind.

9, Anlage zur Nachbearbeitung eines mittels eines additiven Herstellungsverfahrens aus einer durch Strahlung härtbaren Substanz hergestellten Körpers mit einer Nachbelichtungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 und mit einer Transporteinrichtung mit einem Antrieb zur Bewegung einer

Bauplattform relativ zur Nachbelichtungseinheit.

10. Verfahren zur Nachbelichtung eines mittels eines additiven Herstellungsverfahrens aus einer durch Strahlung härtbaren Substanz hergestellten Körpers mit einer Nachbelichtungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 oder mit einer Anlage gemäß

Anspruch 9.