BE1020596A3

BE1020596A3 - Werkwijze voor het verminderen van differentiële krimp bij stereolithografie.

Info

Publication number: BE1020596A3
Application number: BE201200212A
Authority: BE
Inventors: Sam Coeck
Original assignee: Materialise Nv
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2014-01-07

Description

WERKWIJZE VOOR HET VERMINDEREN VAN DIFFERENTIËLE KRIMP BIJ STEREOLITHOGRAFIE

GEBIED VAN DE UITVINDING

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een nieuwe en verbeterde Stereolithografie werkwijze en -systeem voor het produceren van een driedimensionaal voorwerp door het vormen van opeenvolgende,-aangrenzendé doorsnede-laminae van dat voorwerp, daardoor een voorwerp verschaffend dat speciaal wordt bewerkt om differentiële krimp te verminderen.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Stereolithografie is een techniek die behoort tot de familie van snelle prototyperings- en vervaardigingstechnieken. Gewoonlijk maken deze technieken de fabricage van drie dimensionale voorwerpen mogelijk, direct uitgaande van computergegenereerde CAD-bestanden. Bij stereolithografie worden de delen eerst in een stapel opeenvolgende lagen verdeeld die zo getrouw mogelijk het driedimensionale voorwerp voorstelt. Daarna wordt het voorwerp zelf volgens de computergegenereerde lagen op de machines geconstrueerd. Eerst wordt een harslaag over het volledige bouwgebied gedeponeerd. Ten tweede worden de secties van het bouwgebied die deel zijn van het te construeren voorwerp verlicht, wat de hars op de verlichte, gebieden doet polymeriseren en harden. Na voltooiing van deze laag wordt een nieuwe harslaag gedeponeerd en het proces wordt herhaald tot het voorwerp volledig is voltooid. Vervolgens kan het geharde voorwerp van de hars worden verwijderd en verder worden bewerkt. Stereolithografie vertegenwoordigt daarom een snelle manier om zonder gereedschapsuitrusting complexe of eenvoudige delen te maken. Aangezien deze technologie afhankelijk is van het gebruiken van een computer om de doorsnedepatronen te genereren, bestaat er een natuurlijke gegevensverbinding naar CAD/CAM.

Met gebruikmaking van stereolithografie gebouwde voorwerpen hebben echter een neiging van hun met CAD ontworpen dimensies te vervormen. Differentiële krimp is een van de meest storende fouten die vaak in veel door stereolithografie gefabriceerde delen wordt waargenomen. Hij wordt veroorzaakt door de overgang van de hars naar het geharde polymeer. Deze overgang gaat vergezeld van een krimpen van het materiaal. Bovendien zijn bepaalde geometrieën of secties in een deel gevoeliger dan andere. In het bijzonder grote platte oppervlakken zijn gevoelig voor krimp. Omdat niet alle secties dezelfde hoeveelheid krimp vertonen, of differentiële krimp, worden de delen vervormd en stemmen ze niet langer overeen met hun oorspronkelijke CAD-voorstelling. Een groot plat oppervlak dat aansluit op dunne rechtopstaande structuren, kan bijvoorbeeld leiden tot aanzienlijke vervorming van de delen. Daarom is er een behoefte aan een techniek om verticale distorsies te verminderen.

In het veld zijn diverse pogingen ondernomen om te proberen dit type vervorming te voorkómen door de scantechnieken te veranderen, door het patroon te veranderen (bv. het gebruik van dicht opeengepakte hexagonale tegeltjes in het patroon), het gebruik van een aantal opeenvolgende blootstellingen van dezelfde lamina of door voor -tussenlaminae of -lagen tussenliggende hardingsstappen te verschaffen. Allison et al. (US 5256340) openbaren diverse scantechnieken voor het vormen van voorwerpen inclusief diverse technieken voor het verminderen van voorwerpdistorsie. Vinson et al. (US 5238639) openbaren een techniek voor het minimaliseren van omkrullen van delen door met betrekking tot een gebalanceerde laag een balanceerlaag zodanig uit te harden dat terugkrullen van de gebalanceerde laag veroorzaakt door de balanceerlaag normale omkrulling van de gebalanceerde laag veroorzaakt door de balanceerlaag compenseert of tenietdoet. Huil et al. (US 5273691) beschrijven een verbeterd stereolithografiesysteem met het doel van het verminderen van omkrullen, een verschijnsel dat nauw verwant is met differentiële krimp. Om dit te bewerkstelligen, worden daarin verschillende scantechnieken beschreven. Manners et al. (US 5965079) beschrijven een stereolithografiewerkwijze waarbij met het doel van net verminderen van krimp een patroon van dicht opeengepakte hexagonale tegeltjes wordt getekend. Guertin et al. (US 6399010) beschrijven het gebruik van een tijdvertraging tussen een eerste en tweede blootstelling van gedeelten van een lamina. De vertraging kan door een klok worden bepaald, of de tijdvertraging kan alternatief worden beschouwd te zijn verstreken nadat aan bepaalde fysische omstandigheden wordt voldaan. Manners et al. (US 6649113) beschrijven het gebruiken van een tussenliggende hardingsstap voor tussenlaminae of -lagen voor het verminderen van de hoeveelheid hars die na harding zal krimpen. Nguyen et al. (US 6699424) beschrijven een werkwijze die het gebied van het hoofddeel uithardt, gedurende een gewenste tijdsperiode vertraagt of pauzeert om krimp te laten plaatsvinden, en daarna in meervoudige tekeningen van de randen van het hoofddeel de randen uithardt vanaf het gedeelte het dichtst bij het hoofddeel naar buiten naar het gedeelte het verst weg van het hoofddeel.

Verschillende van deze technieken zijn gebaseerd op een niet-standaard manier van het verlichten van de te polymeriseren gebieden. Dit vereist echter een complexe reconstructie van de snij- en arceringssoftware, wat leidt tot zichtbare markeringen op de buitenkant van de delen en het negatief beïnvloeden van de kwaliteit van het deel. Bovendien resulteren deze technieken ook in een langzamere constructietijd. Andere technieken van de stand van de techniek berusten op het gebruiken van wachttijden op momenten in het bouwproces waar dit normaliter bij het bouwproces niet wordt gedaan. Dit vereist daarom complexe reconstructie van zowel bouw- als bereidingssoftware, wat leidt tot een langzamere productietijd en vermindering van de kwaliteit van de geproduceerde delen.

Dienovereenkomstig bestaat er in het veld een behoefte aan verbeterde stereolithografietechnieken. Het is dienovereenkomstig één van de 'doelen van de onderhavige uitvinding om ten minste één van de nadelen van de stand van de techniek te ondervangen of te verbeteren, of om een bruikbaar alternatief te verschaffen.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

De onderhavige uitvinding verschaft een nieuwe en verbeterde stereolithografiewerkwijze en -systeem voor het produceren van een driedimensionaal voorwerp door het vormen van opeenvolgende, aangrenzende doorsnede-laminae van dat voorwerp, uit een hars die in staat is in respons op stimulatie of verlichting zijn fysische toestand te wijzigen. De werkwijzen en hulpmiddelen van de onderhavige uitvinding maken de productie mogelijk van voorwerpen met verminderde differentiële krimp en verhoogde sterkte en met een grote kopieernauwkeurigheid.

Het is gevonden dat naast de geometrie van de opeenvolgende lagen parameters zoals de stimulatiekracht en prestimulatie wachttijd een cruciale rol spelen bij het minimaliseren van differentiële krimp. Bovendien vereist het wijzigen van deze parameters geen complexe reconstructie van de bouw- noch van de bereidingssoftware zoals bij andere oplossingen, en deze kunnen daarom gemakkelijk in elke bestaande software worden geïncorporeerd. Bovendien laat de modulatie van deze parameters in de werkwijzen volgens de uitvinding geen zichtbare markeringen op de delen achter, noch heeft zij negatieve effecten op algehele kwaliteit van de delen. In een eerste aspect verschaft de uitvinding werkwijzen voor de vervaardiging van ten minste één driedimensionaal voorwerp op basis van de erop volgende afzetting van laminae, in welke werkwijze differentiële krimp vergeleken met de in de stand van de techniek bekende werkwijzen aanzienlijk wordt verminderd. Meer in het bijzonder omvatten de werkwijzen van de uitvinding die betrekking hebben op de vorming van voorwerpen een aantal gehechte laminae, waarbij de werkwijzen het in aanmerking nemen omvatten van parameters van voorafgaande en/of volgende laminae bij het bepalen van de stimulatiekracht van een lamina n en/of de prestimulatietijd van de lamina n+1. Meer in het bijzonder omvatten de werkwijzen van de uitvinding de stappen van: a) het kalibreren van het toestel welke de stimulatie levert; b) het deponeren van een laag van een hars, bij voorkeur een vloeibare hars, over een vervaardigingsgebied omvattende voorafgaand gevormde larhina n-1 van genoemd voorwerp; c) het selecteren van een stimulatiekracht voor--het vormen van laag n, waarbij -genoemde stimulatiekracht hetzij een vooraf bepaalde waarde is of een waarde op basis van parameters van één of meer laminae geselecteerd uit laminae n-5 tot en met n+5 om krimp of- vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; d) het blootstellen van ten minste een deeLvan- genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp met gebruikmaking van de stimulatiekracht geselecteerd in stap c, waardoor de hars van de gestimuleerde gebieden polymeriseert en een lamina n van genoemd voorwerp vormend; e) het selecteren van de prestimulatie wachttijd voor het vormen van lamina n+1, waarbij genoemde prestimulatie wachttijd hetzij een vooraf bepaalde waarde is of een waarde op basis van parameters van één of meer van laminae n-5 tot en met n+5 om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; en f) het opeenvolgend herhalen van stappen b) tot en met e) waar in ten minste één van stappen (c) en (e) een niet vooraf bepaalde waarde wordt gekozen.

In specifieke uitvoeringsvormen van de uitvinding worden parameters van de volgende laag gébruikt om de kenmerken van het vervaardigingsproces aan te passen, meer in het bijzonder de stimulatiekracht van laag n en/of de prestimulatietijd van laag n+1. Aldus omvatten de werkwijzen van de uitvinding in specifieke uitvoeringsvormen de stappen van: a) het deponeren van een laag van een hars, bij voorkeur een vloeibare hars, over een vervaardigingsgebied omvattende voorafgaand gevormde lamina n-1 van genoemd voorwerp; b) het selecteren van een stimulatiekracht voor het vormen van laag n, waarbij genoemde stimulatiekracht hetzij een vooraf bepaalde waarde is of een waarde op basis van parameters van laminae n en/of n+1 om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; c) het blootstellen van ten minste een deel van genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp met gebruikmaking van de stimulatiekracht geselecteerd in stap (b), waardoor de hars van de gestimuleerde gebieden polymëriseert en een lamina n van genoemd voorwerp vormend; d) het selecteren van de prestimulatie wachttijd voor het vormen van lamina n+1, waarbij genoemde prestimulatie wachttijd hetzij een vooraf bepaalde waarde is of een waarde op basis van parameters van lamina n om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; e) het opeenvolgend herhalen van stappen a) tot en met d) waar in ten minste één van stappen (b) en (d) een niet vooraf bepaalde waarde wordt gekozen.

Meer in het bijzonder worden de parameters voor het bepalen van de stimulatiekracht voor lamina n gekozen uit de groep omvattende de totale scanafstand en/of de totale springafstand van het stimulatiepatroon voor lamina n, de voor lamina n+1 toegepaste prestimulatie wachttijd en/of het harstype. De parameters voor het bepalen van de prestimulatie wachttijd voor lamina n+1 worden gekozen uit de groep omvattende de totale scanafstand en/of de totale springafstand van het stimulatiepatroon voor lamina n, voor lamina n toegepaste stimulatiekracht en/of het harstype.

In specifieke uitvoeringsvormen heeft de onderhavige uitvinding betrekking op werkwijzen waarbij de stimulatiekracht voor laag n wordt bepaald door fuzzy logic.

In specifiekere uitvoeringsvormen heeft de onderhavige uitvinding betrekking op werkwijzen waarbij de prestimulatie wachttijd voor laag n+1 wordt bepaald door fuzzy logic.

Volgens specifieke uitvoeringsvormen heeft de onderhavige uitvinding betrekking op werkwijzen waarbij de lagen of laminae ten minste twee afzonderlijke secties of velden omvatten en waarbij de stimulatiekracht voor laag n van elk van genoemde secties of velden afzonderlijk wordt bepaald. Elk van genoemde secties of velden wordt volgens de afzonderlijk bepaalde stimulatiekrachten verlicht.

Volgens specifiekere uitvoeringsvormen heeft de onderhavige uitvinding betrekking op werkwijzen waarbij de lagen of laminae ten minste twee afzonderlijke secties of velden omvatten en waarbij de stimulatiekracht voor laag n van elk van genoemde secties of velden afzonderlijk wordt bepaald. De stimulatiekracht voor de volledige lamina n wordt bepaald als het minimum van alle stimulatiekrachten voor genoemde secties of velden. Volgens nog specifiekere uitvoeringsvormen heeft de onderhavige uitvinding betrekking op werkwijzen waarbij de lagen of laminae ten minste twee afzonderlijke secties of velden omvatten en waarbij de prestimulatie wachttijd voor laag n+1 wordt bepaald op basis van een berekening van de prestimulatie wachttijd voor elk van genoemde secties of velden. De voor laag of lamina n+1 gebruikte prestimulatie wachttijd wordt bepaald als het maximum van alle prestimulatie wachttijden voor genoemde secties of velden.

Volgens nog specifiekere uitvoeringsvormen heeft de onderhavige uitvinding betrekking op werkwijzen die verder een stap omvatten van het vergelijken van de geschatte vervaardigingstijd met de gewenste totale vervaardigingstijd en het dienovereenkomstig aanpassen van de prestimulatie wachttijd en/of de stimulatiekracht. Volgens specifieke uitvoeringsvormen heeft de onderhavige uitvinding betrekking op werkwijzen waarbij genoemde laminae omvatten of kunnen worden verdeeld in ten minste twee afzonderlijke secties of velden met verschillende berekende prestimulatie wachttijden en de werkwijzen omvatten het aanpassen van de volgorde waarin de secties of velden worden blootgesteld, waardoor de sectie(s) of velden waarvoor de langste prestimulatie wachttijd wordt berekend eerst wordt (worden) blootgesteld. Volgens volgende uitvoeringsvormen verschaft de onderhavige uitvinding werkwijzen voor het optimaliseren van de bouw van verschillende voorwerpen door additieve vervaardiging, welke werkwijzen omvatten (a) het bepalen van de optimale prestimulatie wachttijd voor de verschillende lagen van elk voorwerp door het bepalen van de prestimulatie wachttijd voor elke laag op basis van de totale scanafstand en de totale springafstand van de scanvectoren, de toegepaste stimulatiekracht en het type vloeibare hars om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; en (b) het selecteren om de vervaardiging van twee of meer van genoemde voorwerpen op één vervaardigingsplatform te combineren op basis van een vergelijking van de optimale prestimulatie wachttijden van genoemde voorwerpen. Volgens specifieke uitvoeringsvormen heeft de onderhavige uitvinding betrekking op werkwijzen waarbij de oriëntatie en/of distributie van genoemde twee of meer voorwerpen wordt aangepast op basis van een vergelijking van de optimale prestimulatie wachttijden van de twee of meer voorwerpen.

In een ander aspect verschaft de onderhavige uitvinding apparaten voor de vervaardiging van ten minste één driedimensionaal voorwerp of ten minste een gedeelte daarvan omvattende een aantal gehechte laminae, waarbij het apparaat wordt gekenmerkt doordat het omvat: a) een middel voor het deponeren van een laag van een vloeibare hars over een vervaardigingsgebied omvattende voorafgaand gevormde, lamina n-1 van genoemd voorwerp, b) een middel voor het blootstellen van ten minste een deel van genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp, daardoor de hars van de blootgestelde gebieden polymeriserend en een lamina n van genoemd voorwerp vormend, waarbij het apparaat is geprogrammeerd om stappen van het deponeren van een laag van een vloeibare hars over een vervaardigingsgebied en het blootstellen van ten minste een deel van genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp opeenvolgend te herhalen en de stimulatiekracht voor elke lamina n te bepalen op basis van parameters van één of meer van lagen n-5 tot en met n+5 en/of de prestimulatie wachttijd voor elke lamina n+1 te bepalen op basis van parameters van één of meer van lagen n-5 tot en met n+5. In specifieke uitvoeringsvormen worden parameters van laag n en n+1 in aanmerking genomen en is het apparaat geprogrammeerd om de stimulatiekracht voor elke lamina n te bepalen op basis van de totale scanafstand en de totale springafstand van de scanvectoren van laag n, prestimulatie wachttijd voor laag n+1 en het type vloeibare hars en/of om de prestimulatie wachttijd voor elke lamina n+1 te bepalen op basis van de totale scanafstand en de totale springafstand van de scanvectoren van laag n, de voor laag n toegepaste lichtbronkracht en het type vloeibare hars.

In bepaalde uitvoeringsvormen bevatten de apparaten volgens de onderhavige uitvinding verder ook een middel voor het kalibreren van het middel vernoemd onder (b) en/of door het feit dat het apparaat geprogrammeerd is om het middel dat vernoemd wordt onder (b) op voorhand te kalibreren.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

Figuur 1 verschaft eeh grafiek die een relatie illustreert tussen de fuzzy-logicwaarde en de scanafstand (a) en een relatie tussen de vage-logicawaarde en de verhouding van scanafstand tot springafstand (b), volgens een specifieke uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Figuur 2 verschaft een voorbeeld van een voorwerp (a), de berekende prestimulatietijd voor elk van de lagen die het voorwerp (b) samenstellen en de berekende stimulatiekracht voor elk van de lagen die het voorwerp (c) samenstellen, volgens een specifieke uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Figuur 3 verschaft een voorbeeld van twee delen (a), de berekende prestimulatietijden voor elk van de twee delen (b), de berekende scantijd voor elk van de twee delen (c) en de totale tijden van de lagen (scantijd + prestimulatietijd) voor verschillende volgorden van het scannen van de secties corresponderend met delen 1 en 2 (d), volgens een specifieke uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Figuur 4 verschaft een voorbeeld van twee.delen in twee verschillende oriëntaties (a en b) en de totale constructietijd van beide items (c), volgens een specifieke uitvoeringsvorm van de uitvinding.

»f'

Figuur 5 verschaft een voorbeeld van zes met gebruikmaking van de werkwijze volgens specifieke uitvoeringsvormen van de uitvinding te construeren delen.

Elk van deze illustraties vertegenwoordigt specifieke uitvoeringsvormen van de betreffende kenmerken en de corresponderende kenmerken moeten niet als beperkt tot deze specifieke uitvoeringsvorm worden geïnterpreteerd.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

De hierin gebruikte terminologie is niet bedoeld beperkend te zijn, aangezien de omvang van de onderhavige uitvinding louter door de aanhangige conclusies zal worden beperkt.

Zoals hierin gebruikt, omvatten de enkelvoudsvormen “een” en “de” zowel enkelvouds-als meervoudsreferenties, tenzij de context duidelijk anders voorschrijft.

De termen “omvattende”, “omvat” en “opgebouwd uit” zoals hierin gebruikt zijn synoniem met “inclusief, “bevattende” of “bevat” en zijn alomvattend of niet vastomlijnd en sluiten additionele, niet opgesomde leden, elementen of werkwijzestappen niet uit. De termen “omvattende", “omvat” en “opgebouwd uit” omvatten ook de term “bestaande uit”.

De opsomming van numerieke bereiken door eindpunten omvat alle getallen en breuken ondergebracht binnen de respectieve . bereiken, alsook de opgesomde eindpunten.

De term “ongeveer” zoals hierin gebruikt wanneer wordt verwezen naar een meetbare waarde zoals een parameter, een hoeveelheid, een tijdsduur en dergelijke, is bedoeld variaties van +/-10% of minder, bij voorkeur +/-5% of minder, meer te prefereren +/-1% of minder en nog meer te prefereren +/-0,1% of minder van en vanaf de gespecificeerde waarde te omvatten, in zoverre dergelijke variaties geschikt zijn om uit te voeren in de geopenbaarde uitvinding. Het spreekt vanzelf dat de waarde waarnaar de bepaling “ongeveer” verwijst, zelf ook specifiek, en bij voorkeur, wordt geopenbaard. Alle in de onderhavige beschrijving geciteerde documenten worden hierbij door verwijzing in hun geheel ingelast.

Tenzij anders gedefinieerd, hebben alle termen die worden gebruikt bij het openbaren van de uitvinding, inclusief technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals gewoonlijk begrepen door de gemiddelde vakman in het veld waartoe deze uitvinding behoort. Door middel van verdere hulp zijn definities voor de in de beschrijving gebruikte termen ingesloten om de leer van de onderhavige uitvinding beter te begrijpen.

Verwijzing in deze beschrijving naar “één uitvoeringsvorm” of “een uitvoeringsvorm” houdt in dat een specifiek kenmerk, structuur of karakteristiek beschreven in verband met de uitvoeringsvorm in ten minste één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is omvat. Aldus verwijzen verschijningen van de uitdrukkingen “in één uitvoeringsvorm” of “in een uitvoeringsvorm” op verschillende plaatsen in deze beschrijving niet noodzakelijkwijs allemaal naar dezelfde uitvoeringsvorm, maar het kan wel. Bovendien kunnen de specifieke kenmerken, structuren of karakteristieken op elke geschikte manier in één of meer uitvoeringsvormen worden gecombineerd, zoals voor de gemiddelde vakman uit deze openbaring duidelijk zal zijn. Bovendien zijn, hoewel sommige hierin beschreven uitvoeringsvormen sommige maar niet andere in andere uitvoeringsvormen omvatte kenmerken omvatten, combinaties van kenmerken van verschillende uitvoeringsvormen bedoeld binnen de omvang van de uitvinding te zijn, en ze vormen andere uitvoeringsvormen, zoalsdoor de gemiddelde vakman zal worden ingezien. In de volgende conclusies kan bijvoorbeeld elk van de uitvoeringsvormen waar bescherming voor wordt gevraagd, in elke combinatie worden gebruikt.

De onderhavige uitvinding verschaft nieuwe en verbeterde Stereolithografie werkwijzen en -systemen voor het produceren van een driedimensionaal voorwerp door het vormen van opeenvolgende, aangrenzende doorsnede-laminae van dat voorwerp op het oppervlak van een hars die in respons op stimulatie, specifieker verlichting, in staat is zijn fysische toestand te wijzigen, welke werkwijzen worden gekenmerkt doordat differentiële krimp van het voorwerp vergeleken met vergelijkbare werkwijzen beschreven in de stand van de techniek wordt verminderd. De vermindering van krimp bij de Stereolithografie productie van 3D-voorwerpen kan één of meer van de hierin beschreven voordelen hebben. In specifieke uitvoeringsvormen worden de werkwijzen gekenmerkt doordat de werkwijzen een grote kopieernauwkeurigheid hebben.

De uitvinders hebben gevonden dat voor de vervaardiging van een voorwerp door middel van stereolithografie parameters specifiek voor één of meer voorafgaande of volgende lagen kunnen worden gebruikt voor het bepalen van optimale omstandigheden voor lagen n (inclusief de prestimulatietijd voor n+1) om krimp te verminderen. Dit is in de beschrijving hierin specifiek uitgewerkt voor lagen n en n+1. Het spreekt echter vanzelf voor de gemiddelde vakman dat vergelijkbare werkwijzen kunnen worden ontwikkeld waarbij ook de parameters van meer dan één voorafgaande of volgende laag in aanmerking worden genomen.

ti*

Dienovereenkomstig heeft de uitvinding in specifieke uitvoeringsvormen betrekking op de waarneming dat om krimp te verminderen parameters specifiek voor lamina n kunnen worden gebruikt voor het bepalen van optimale omstandigheden voor laag n+1. Bovendien is gevonden dat om krimp te verminderen een combinatie van parameters specifiek voor lamina n en parameters specifiek voor lamina n+1 kan worden gebruikt voor het bepalen van verdere parameters voor lamina n. Meer in het bijzonder kan de lengte van de prestimulatie wachttijd vóór de stimulatie van lamina n+1 en/of de stimulatiekracht worden aangepast voor laag n, wat de krimp van het voorwerp zal verminderen. Volgens specifieke uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding worden deze parameters specifiek voor lamina n gebruikt voor het bepalen van de wachttijd voor lamina n+1 en/of worden parameters specifiek voor lamina n en n+1 gebruikt voor het bepalen van de stimulatiekracht voor lamina n.

In een eerste aspect verschaft de uitvinding werkwijzen voor de vervaardiging van ten minste één driedimensionaal voorwerp, dat een deel van een eindvoorwerp kan zijn, welke werkwijze betrekking heeft op de erop volgende afzetting van hechtende laminae, welke werkwijzen worden gekenmerkt doordat de daardoor verkregen voorwerpen onderhevig zijn aan verminderde differentiële krimp.

De werkwijzen van de onderhavige uitvinding zijn werkwijzen van stereolithografie. Zoals hierin gebruikt, heeft de term “stereolithografie” betrekking op een additief vervaardigingsprocës waarbij een driedimensionaal (3D) voorwerp per laag of lamina wordt gefabriceerd, door een eerste harslaag over een volledig bouwgebied te deponeren, de secties van het bouwgebied die onderdeel zijn van het te construeren 3D-voorwerp te stimuleren, wat de hars op de gestimuleerde gebieden doet polymeriseren en uitharden en een lamina doet vormen. Na voltooiing van deze lamina wordt een nieuwe harslaag gedeponeerd en wordt het proces herhaald tot het voorwerp volledig is voltooid.

Zoals hierin gebruikt, heeft de term “hars” betrekking op polymeriseerbaar materiaal, een mengsel van monomeren, oligomeren en/of polymeren dat uithardt of vast wordt wanneer blootgesteld aan stimulatie-energie, bij voorkeur licht in het ultravioletspectrum. Genoemde hars is bij voorkeur een harspoeder of vloeibare hars. Enkele commerciële merken wereldwijd omvatten -DSM Somos®-, Huntsman Renshape®- en 3D Systems Accura-harsen.

Typisch heeft de onderhavige uitvinding betrekking op werkwijzen die de stappen omvatten van: a) het kalibreren van het toestel welke de stimulatie levert .

b) het deponeren van een laag van een hars, bij voorkeur een vloeibare hars,' over een vervaardigingsgebied omvattende voorafgaand gevormde lamina n-1 van genoemd voorwerp; c) het blootstellen van ten minste een deel van genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp, daardoor de hars van de gestimuleerde gebieden polymeriserend en een lamina n van genoemd voorwerp vormend; d) het opeenvolgend herhalen van stappen (b) en (c) waarbij de opeenvolgende lagen hechten waardoor het voorwerp wordt gevormd.

Zoals hierin gebruikt, verwijst de term “stimulatie” typisch naar verlichting door het gebruiken van zichtbaar of ultraviolet licht of elektromagnetische straling. De straling wordt typisch door een laser geproduceerd. Blootstelling aan het uv-laserlicht hardt of hardt het patroon gedupliceerd op de hars uit en hecht hem aan de lamina eronder. Men zal natuurlijk inzien dat andere vormen van geschikte stimulatie voor een hars, zoals deeltjesbombardement (elektronenbundels en dergelijke), chemische reacties door het besproeien van materialen via een masker of door inkjets, of het laten botsen van andere straling dan ultraviolet licht in de praktijk van de uitvinding kunnen worden gebruikt zonder van het karakter en de omvang van de uitvinding af te wijken. De stimulatiekracht verwijst naar de sterkte van de stimulatie of verlichting die in bijvoorbeeld milliwatt wordt verschaft.

Op elke harslaag wordt een specifiek patroon gestimuleerd of verlicht, daardoor het hardingsproces op het gestimuleerde of verlichte patroon initiërend. Het hardingsproces bestaat typisch uit de harding-van verschillende regio’s, die typisch als “vectortypen” worden geclassificeerd. Het gebruik van grens-, arceer- en vulvectoren is in het veld welbekend en wordt in een aantal van de eerder geciteerde publicaties en octrooien geleerd. De woorden “vector” en “lijn” worden vaak onderling uitwisselbaar gebruikt, heel vaak wanneer naar een materiaalgedeelte wordt verwezen dat gehard is. In andere gevallen verwijst “vector” in hopfdzaak naar de geleverde data, terwijl “lijn” in hoofdzaak naar het geharde gedeelte kan verwijzen. Naast het gebruik van scanvectoren voor de bepaling van het verlichtingspatroon zal men inzien dat ook andere manieren van het produceren van verlichtingspatronen worden beoogd, zoals spatiale lichtmodulatie (SLM), zoals gebruikt door Envisiontec, 3D Systems of Huntsman en zoals bijvoorbeeld beschreven in US5247180 (verleend aan Texas Instruments Incorporated) en W00021735 (verleend aan Dicon AS), die hierbij door l' verwijzing worden ingelast. Technologieën van Envisiontec en 3D Systems VFIash maken gebruik van een oppervlakverlichtingstechniek op basis van een ‘masker’-type verlichting, terwijl het systeem van Huntsman Digitalis, op vector en oppervlak gebaseerde verlichting combineert.

Volgens de onderhavige uitvinding worden werkwijzen voor het verschaffen van voorwerpen verschaft die een aantal gehechte laminae omvatten; meer in het bijzonder worden Stereolithografie werkwijzen verschaft, welke werkwijzen de stappen omvatten van: a) het deponeren van een laag van een hars, bij voorkeur een vloeibare hars, over een vervaardigingsgebied omvattende voorafgaand gevormde lamina n-1 van genoemd voorwerp; b) het selecteren van een stimulatiekracht voor het vormen van laag n, waarbij genoemde stimulatiekracht hetzij een vooraf bepaalde waarde is of een waarde op basis van parameters van één of meer laminae geselecteerd uit laminae n-5 tot en met n+5 om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; c) het blootstellen van ten minste een deel van genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp met gebruikmaking van de stimulatiekracht geselecteerd in stap b, daardoor de hars van de gestimuleerde gebieden polymeriserend en een lamina n van genoemd voorwerp vormend; d) het selecteren van de prestimulatie wachttijd voor het vormen van lamina n+1, waarbij genoemde prestimulatie wachttijd hetzij een vooraf bepaalde waarde is of een waarde op basis van parameters van één of meer van laminae n-5 tot en met n+5 om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; en e) het opeenvolgend herhalen van stappen a) tot en met d) waar in ten minste één van stappen (b) en (d) een niet vooraf bepaalde waarde wordt gekozen.

Waarbij lagen n-5 tot en met n+5 lagen n-5, n-4, n-3, n-2, n-1, n, n+1, n+2, n+3, n+4 en n+4 omvatten. Het Wordt beoogd dat één of meer parameters van één of meer van elk van deze lagen in aanmerking kan worden genomen. Typisch zullen echter slechts een paar voorafgaande en/of volgende lagen in aanmerking worden genomen. In specifieke uitvoeringsvormen worden parameters van één of. meer laminae van laminae n-2 tot en met n+2 in aanmerking genomen.

..... ·.'. ,/

De werkwijzen van de uitvinding zijn specifiek uitgewerkt voor uitvoeringsvormen die de parameters van lagen n en n+1 in aanmerking nemen: Zodanig dat in specifieke . uitvoeringsvormen de werkwijzen1 van de uitvinding de stappen omvatten van: a) het deponeren van een laag van een hars, bij voorkeur een vloeibare hars, over een vervaardigingsgebied omvattende voorafgaand gevormde lamina n-1 van genoemd voorwerp; b) het selecteren van een stimulatiekracht voor het vormen van laag n, waarbij genoemde stimulatiekracht hetzij een vooraf bepaalde waarde is of een waarde op basis van parameters van laminae n en/of n+1 om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; c) het blootstellen van ten minste een deel van genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp met gebruikmaking van de stimulatiekracht geselecteerd in stap (b), daardoor de hars van de gestimuleerde gebieden polymeriserend en een lamina n van genoemd voorwerp vormend; d) het selecteren van de prestimulatie wachttijd voor het vormen van lamina n+1, waarbij genoemde prestimulatie wachttijd hetzij een vooraf bepaalde waarde is of een waarde op basis van parameters geselecteerd for lamina n om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; e) het opeenvolgend herhalen van stappen a) tot en met d) waar in ten minste één van stappen (b) en (d) een niet vooraf bepaalde waarde wordt gekozen; waarbij de methoden gekenmerkt zijn dat zij eerst een stap omvatten waarin het toestel dat de stimulatie verzekert gekalibreerd wordt.

Zoals hierin gebruikt, correspondeert de term “wachttijd” of “prèstimulatie wachttijd ” met de in het veld erkende term voor de tijdsperiode tussen de blootstelling van een harslaag op het vervaardigingsgebied aan stimulatie die polymerisatie veroorzaakt van de hars in deJ gestimuleerde gebieden die lamina n vormt, en de erop volgende stimulatie van hars voor het vormen van lamina n+1. Typisch wordt de prestimulatietijd gebruikt in de vorm van een pre-dip- of post-dip-wachttijd, respectievelijk de wachttijden ingebracht vóór en na de hercoating van dé hars die laag n+1 vormt.

Volgens de onderhavige uitvinding kan krimp van een door Stereolithografie gevormd voorwerp worden verminderd of geminimaliseerd door het waarborgen van de geschikte prestimulatie wachttijd en/of de geschikte stimulatiekracht. De geschikte prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht worden bepaald door verschillende parameters, die parameters van één of meer van de voorafgaande, huidige en volgende lagen kunnen omvatten.

Het zal door de gemiddelde vakman worden ingezien dat opeenvolgende lagen in de werkwijzen van de onderhavige uitvinding “n-1”, “n” en “n+1” worden genoemd om de ! volgorde van de laminae aan te geven, maar dat elke opeenvolgende laag na vorming als een laag “n” moet worden beschouwd.

Volgens een specifieke uitvoeringsvorm worden de parameters voor het bepalen van de stimulatiekracht voor lamina n gekozen uit de groep omvattende de totale scanafstand en/of de totale springafstand van genoemd stimulatiepatroon voor lamina n, de voor lamina n+1 toegepaste prestimulatie wachttijd en/of het harstype, en de parameters voor het bepalen van de prestimulatie wachttijd voor lamina n+1 worden , gekozen uit de groep omvattende de totale scanafstand en/of de totale springafstand van genoemd stimulatiepatroon voor lamina n, voor lamina n toegepaste stimulatiekracht en/of het harstype.

De “totale scanafstand” zoals hierin gebruikt verwijst naar de afstand of het formaat van het gestimuleerde patroon. Wanneer stimulatie via laserverlichting plaatsvindt, verwijst de totale scanafstand typisch, naar de totale afstand die de laser het vervaardigingsgebied verlicht wanneer het stimulatiepatroon wordt verlicht. Waar stimulatie op basis van scanvectoren wordt uitgevoerd, kan de totale scanafstand bijvoorbeeld worden bepaald doorjiet optellen van afstanden van alle gescande vectoren in die laag. ~ .

De “totale springafstand” zoals hierin gebruikt verwijst naar de afstand die de stimulatiebron, zoals bijvoorbeeld de laservlek, beweegt zonder het vervaardigingsgebied te verlichten. Het dient te worden opgemerkt dat het voor de gemiddelde vakman uit deze openbaring duidelijk zal zijn'dat de afstand gebruikt voor de berekening van de totale scanafstand en/of de totale springafstand ook kan worden bepaald volgens de tijd en snelheid waarmee het apparaat de stimulatie volbrengt.

Men zal inzien dat voor werkwijzen die geen vector op basis van verlichtingstechniek -gebruiken, andere parameters kunnen worden bépaald die het formaat en de vorm van het verlichte gebied beschrijven.

Om een sectie van een voorwerp te beschrijven, kunnen door de gemiddelde vakman inderdaad andere werkwijzen worden ontwikkeld die een verhouding tussen het oppervlak en de uitzetting [expanse] van de sectie weerspiegelen. Grote oppervlakken met beperkt niveau van uitzetting zijn in zeer hoge mate onderhevig aan krimp, terwijl kleine oppervlakken vrijwel nooit aan krimp onderhevig zijn. Uitgerekte vormen zoals een lange band of strook zullen niet veel krimpen tenzij ze een zeer groot oppervlak omvatten. Dergelijke werkwijzen kunnen bijvoorbeeld de verhouding oppervlak/omtrek in aanmerking nemen, kunnen betrekking hebben op het vinden waar de grootste cirkel kan worden geplaatst om het meest krimpgevoelige gebied te identificeren, etc. De gemiddelde vakman zal begrijpen dat verschillende werkwijzen kunnen worden ontwikkeld om een parameter te beschrijven die probeert de gevoeligheid voor krimp van de sectie te vertegenwoordigen.

Het in de stereolithografiewerkwijzen van de onderhavige uitvinding gebruikte harstype speelt ook een belangrijke rol, aangezien sommige specifieke harstypen vergeleken met andere gevoeliger voor differentiële krimp zijn.

Naast de boven beschreven parameters kan het worden beoogd dat parameters in aanmerking worden genomen die tijdens de vervaardigingstechnieken volgens de uitvinding bepaald worden, d.w.z. gemeten. Het kan inderdaad worden beoogd bv. de stimulatiekracht die effectief wordt toegepast te meten, om in staat te zijn potentiële afwijkingen van de krachtbron in aanmerking te nemen. Additioneel en/of alternatief kan één of meer kenmerken van het voorwerp tijdens het vervaardigen worden gemeten en kan tijdens het productieproces in aanmerking worden genomen.

Er is gevonden dat het aanpassen van de stimulatiekracht en/of prestimulatie wachttijd op basis van de boven beschreven parameters in werkwijzen kan resulteren waarin differentiële krimp wordt geminimaliseerd. Dienovereenkomstig beoogt de uitvinding het gebruik van een algoritme dat de invloed van de bovengenoemde parameters naar de optimale prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht vertaalt om krimp ten gevolge van differentieel uitharden van de lagen te minimaliseren. Het wijzigen van de prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht vereist geen1 complexe reconstructie van de bouw- noch van de bereidingssoftware zoals andere oplossingen en kan daarom gemakkelijk in elke bestaande software worden geïncorporeerd. Bovendien laat dë aanpassing van deze kenmerken in additieve vervaardigingswerkwijzen volgens de uitvinding geen zichtbare markeringen op de delen achter, noch heeft zij enig negatief effect op andere kwaliteitsaspecten van het voorwerp. Integendeel, de door de werkwijzen volgens de uitvinding gemaakte voorwerpen zijn van hogere kwaliteit doordat verminderde krimp niet alleen een beter uiterlijk van het voorwerp waarborgt, maar ook kan bijdragen aan de sterkte van het voorwerp en aan.de functionaliteit ervan. Als zodanig hebben de werkwijzen ook verbeterde reproduceerbaarheid.

De relatie tussen de parameters van de verschillende opeenvolgende lagen kari'door een algoritme worden voorgesteld. Dit wordt hierin specifiek gedemonstreerd voor lagen n en n+1. Meer in het bijzonder wordt het gedemonstreerd.dat de relatie tussen de parameters van laag n en/of n+1 en de vereiste-prestimulatie wachttijd voor laag n+1 en/of stimulatiekracht voor laag n teneinde krimp te verminderen of te voorkomen, door een algoritme kan worden voorgesteld. Volgens specifieke uitvoeringsvormen wordt de prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht in de werkwijzen van de uitvinding door fuzzy logic bepaald. Fuzzy logic verwijst naar een vorm van meerwaardige logica ontleend aan fuzzy-settheorie om redenering te behandelen die eerder benaderend dan precies is. In fuzzy logic kunnen de variabelen een waarheidswaarde hebben die zich uitstrekt tussen 0 en 1 en de waarheidswaarde wordt zodoende niet gedwongen tot de twee waarheidswaarden van de klassieke propositionele logica.

Volgens specifieke uitvoeringsvormen hebben de werkwijzen volgens de uitvinding betrekking op het gebruik van stimulatiekracht die is geoptimaliseerd om krimp te verminderen, waarbij genoemde stimulatiekracht (P) wordt bepaald volgens Formule I:

(Formule I) waarbij Tp verwijst naar genoemde prestimuiatietijd, Tref verwijst naar een referentieprestimulatietijd, freSin verwijst naar de harsdeelfactor en Pst verwijst naar de kracht berekend op basis van de totale scanafstand en de totale springafstand.

Volgens specifieke uitvoeringsvormen hebben de werkwijzen volgens de uitvinding betrekking op het gebruik van prestimulatie wachttijden die zijn geoptimaliseerd om krimp te verminderen, waarbij genoemde prestimulatie wachttijd (Tp) wordt bepaald volgens Formule II:

(Formule II) waarbij P verwijst naar genoemde lichtbronkracht, Pref verwijst naar een referentiestimulatiekracht, freSin verwijst naar de harsdeelfactor en Tst verwijst naar de tijd berekend op basis van de totale scanafstand en de totale springafstand.

Het gebruik van fuzzy logic voorziet de werkwijzen volgens-de uitvinding van een continu bereik van prestimulatie wachttijd en en/of stimulatiekrachten die niéi zijn beperkt tot een aantal vooraf gedefinieerde waarden of bereiken, zoals het geval is voor de algemene praktijk waar de machinebediener handmatig één of enkele wachttijden en/of krachten of systemen beschreven in de stand van de techniek selecteert, of waar een computeralgoritme een geautomatiseerde selectie maakt uit een aantal vooraf gedefinieerde waarden.

In specifieke uitvoeringsvormen beoogt de uitvinding een verdere optimalisatie van de productie van driedimensionale voorwerpen door middel van Stereolithografie door het bepalen van de optimale prestimulatie wachttijd voor laag n+1 niet louter op basis van parameters bepaald door het geheel van laag n, maar op basis van verschillende parameters bepaald voor subsecties van laag n. Aangezien de parameters binnen subsecties van een laag significant kunnen verschillen, kan er inderdaad een significant verschil zijn tussen de prestimulatie wachttijd bepaald op basis van het geheel van de laag en de prestimulatie wachttijd zoals bepaald voor een subsectie. Om krimp te minimaliseren, dient de maximale wachttijd vereist voor een subsectie van de laag in aanmerking te worden genomen.

Dienovereenkomstig heeft de onderhavige uitvinding in specifieke uitvoeringsvormen betrekking op werkwijzen waarin genoemde laag of lamina ten minste twee afzonderlijke secties of velden omvat, waarbij genoemde stimulatiekracht en/of prestimulatie wachttijd voor elk van genoemde secties of velden wordt berekend en waarbij de voor genoemde laag gebruikte stimulatiekracht wordt bepaald als het minimum van alle stimulatiekrachten voor genoemde secties of velden en/of waarbij de voor genoemde laag gebruikte prestimulatie wachttijd wordt bepaald als het maximum van alle prestimulatie wachttijd en voor genoemde secties of velden.

In deze werkwijzen wordt optimale vermindering van krimp verkregen door het bepalen van de prestimulatie wachttijd voor laag of lamina n+1 als het maximum (hoogste waarde) van alle prestimulatie wachttijd en bepaald.voor genoemde secties of velden. Dit optimaliseert verder het productieproces van het voorwerp. Optioneel kunnen de verschillende prestimulatie wachttijd en in aanmerking worden genomen bij de oriëntatie van het voorwerp in de vervaardigingsinrichting (zoals beneden in detail zal worden beschreven).

In specifiekere uitvoeringsvormen beoogt de uitvinding een verdere optimalisatie van de productie van driedimensionale voorwerpen door middel van Stereolithografie door het bepalen van de optimale stimulatiekracht niet louter op basis van parameters bepaald door het geheel van laag n, maar op basis van verschillende parameters bepaald voor subsecties van laag n. Om krimp te minimaliseren, dient de minimale stimulatiekracht vereist voor een subsectie van de laag in aanmerking te worden genomen of, meer te prefereren, elke sectie dient met de overeenstemmende stimulatiekracht te worden gestimuleerd.

In volgende specifieke uitvoeringsvormen beoogt de uitvinding optimalisatie van het productieproces door het bepalen van de optimale prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht voor elke sectie op basis van de parameters bepaald voor individuele stimulatiepatronen of scanvectoren.

Dienovereenkomstig heeft de onderhavige uitvinding in specifieke uitvoeringsvormen betrekking op werkwijzen.waarin een stimulatiekracht en/of een prestimulatie wachttijd voor elk stimulatiepatroon of scanvectoren binnen genoemd veld wordt berekend en waarbij de stimulatiekracht van genoemd veld wordt bepaald als het minimum van alle stimulatiekrachten voor genoemde stimulatiepatronen en/of waarbij de prestimulatie wachttijd van genoemd veld wordt bepaald als het maximum van alle prestimulatie wachttijd en voor genoemde stimulatiepatronen.

In volgende specifieke uitvoeringsvormen wordt het type van de stimulatiepatronen of vectoren in aanmerking genomen en voor elk stimulatiepatroon worden wachttijden bepaald. Het wordt beoogd dat bepaalde typen van scanvectoren hogere prestimulatie wachttijd en zullen genereren dan andere.

Dienovereenkomstig omvat genoemde laag of lamina in specifieke uitvoeringsvormen ten minste twee afzonderlijke secties of velden, waarbij genoemde stimulatiekracht wordt berekend voor elk van genoemde secties of velden en waarbij elk van genoemde secties of velden volgens de berekende stimulatiekracht wordt gestimuleerd.

In specifieke uitvoeringsvormen wordt binnen genoemde sectie of veld voor elk specifiek type stimulatiepatroon of type scanvector een prestimulatie wachttijd berekend en de prestimulatie wachttijd van genoemde laag of van genoemde sectie of veld wordt als het maximum van alle prestimulatie wachttijd en voor genoemde specifieke typen stimulatiepatronen of typen scanvectoren bepaald.

Het wordt bovendien opgemerkt dat afhankelijk van de aard van het te maken voorwerp en de gewenste karakteristieken ervan het hardingsproces typisch uit de harding van verschillende regio’s bestaat, die als “specifieke stimulatiepatroontypen” worden geclassificeerd. Het patroon kan in verschillende secties zoals een rand, wandvulling, etc. worden verdeeld. In deze context is ook het gebruik van grens-, arceer- en vulscanvectoren in het veld welbekend. Het zal voor de gemiddelde vakman duidelijk zijn dat de aanwezigheid van dergelijke specifieke stimulatiepatroontypen in »f* aanmerking kan worden genomen bij de werkwijzen volgens de onderhavige uitvinding. Volgens specifieke uitvoeringsvormen- wordt binnen genoemd veld voor elk stimulatiepatroon een stimulatiekracht berekend, waarbij elk van genoemde stimulatiepatronen volgens de berekende stimulatiekracht wordt gestimuleerd.

Volgens specifieke uitvoeringsvormen wordt binnen genoemde sectie of veld voor elk specifiek stimulatiepatroontype een prestimulatie wachttijd berekend en de prestimulatie wachttijd van genoemde sectie of ve|d wordt bepaald als het maximum van alle prestimulatie wachttijd en voor genoemd specifiek stimulatiepatroontype.

In specifieke uitvoeringsvormen worden de boven beschreven werkwijzen ontworpen om verder externe factoren in aanmerking te nemen, zoals de totale vervaardigingstijd die vereist of beschikbaar is.

De totale vervaardigingstijd kan worden bepaald als de totale tijd die vereist is voor elk van de processtappen voor elk van de lagen. Deze tijd wordt in drie groepen verdeeld: de prestimulatie wachttijd, de tijd vereist voor stimulatie en de rësttijden vereist voor processen zoals hercoaten, meten, etc. De geschatte totale vervaardigingstijd verwijst naar de totale vervaardigingstijd geschat op basis van de tekeningen van het voorwerp, terwijl de gewenste totale vervaardigingstijd naar een tijd ingesteld door een gebruiker verwijst. Afhankelijk van de gewenste totale vervaardigingstijd kan de stimulatiekracht en/of de prestimulatie wachttijd voor elke laag worden aangepast om hetzij de kwaliteit van genoemd voorwerp te optimaliseren, wanneer de gewenste totale vervaardigingstijd langer is dan de geschatte vervaardigingstijd, of om de totale bouwtijd te verkorten wanneer de gewenste totale vervaardigingstijd korter is dan de geschatte vervaardigingstijd.

In situaties waar de beschikbare totale vervaardigingstijd langer is dan de geschatte vervaardigingstijd (bv. productie overnacht), of waar een beperkte bouwtijdverlenging getolereerd kan worden, is het inderdaad mogelijk productie verder te optimaliseren en/of krimp te verminderen door de wachttijden en/of stimulatiekracht aan te passen. Dienovereenkomstig wordt in specifieke uitvoeringsvormen van de werkwijzen van de onderhavige uitvinding de stap van het bepalen van de stimulatiekracht en/of prestimulatie wachttijd voor elke gedeponeerde laag uitgevoerd terwijl een gewenste totale vervaardigingstijd in aanmerking wordt genomen die langer is dan de geschatte vervaardigingstijd, en omvat het dienovereenkomstig voor elke laag aanpassen van genoemde stimulatiekracht en/of genoemde prestimulatie wachttijd om de kwaliteit van genoemd voorwerp te optimaliseren.

In andere situaties kan het noodzakelijk zijn met het oog op commerciële of managementsbeperkingen de totale vervaardigingstijd te verminderen. Evenzo is het mogelijk, dit in aanmerking nemend, wachttijd en/of stimulatiekracht aan te passen. Dienovereenkomstig wordt in specifieke uitvoeringsvormen in de werkwijzen van de onderhavige uitvinding de stap van het bepalen van de stimulatiekracht en/of prestimulatie wachttijd voor elke gedeponeerde laag uitgevoerd terwijl een gewenste totale vervaardigingstijd in aanmerking wordt genomen die langer is dan de geschatte vervaardigingstijd en het dienovereenkomstig voor elke laag aanpassen van genoemde stimulatiekracht en/of genoemde prestimulatie wachttijd om de kwaliteit van genoemd voorwerp te optimaliseren.

De werkwijzen volgens de onderhavige uitvinding kunnen daarom een stap omvatten van het vergelijken van de geschatte vervaardigingstijd met de gewenste totale vervaardigingstijd én het dienovereenkomstig aanpassen van de prestimulatie wachttijd en/of de stimulatiekracht. In deze context verwijst de eindtijd naar de tijd wanneer de vervaardigingstijd is berekend te eindigen.

Dienovereenkomstig wordt in specifieke uitvoeringsvormen in de werkwijzen van de onderhavige uitvinding de stap van het bepalen van de stimulatiekracht en/of prestimulatie wachttijd voor elke gedeponeerde laag uitgevoerd terwijl een gewenste totale vervaardigingstijd in aanmerking wordt genomen die korter is dan de geschatte vervaardigingstijd en het dienovereenkomstig aanpassen van genoemde stimulatiekracht en/of genoemde prestimulatie wachttijd en om totale bouwtijd te verminderen.

In specifieke uitvoeringsvormen van de werkwijzen van de uitvinding wordt genoemde vergelijking van tevoren uitgevoerd en wordt de prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht voor de verschillende lagen dienovereenkomstig aangepast.

Additioneel of alternatief wordt in de werkwijzen van de onderhavige uitvinding genoemde vergelijking na één of meer lagen uitgevoerd en wordt de prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht voor de erop volgende laag (lagen) dienovereenkomstig aangepast.

Na het bouwen van een eerste laag wordt de geschatte totale vervaardigingstijd opnieuw geëvalueerd terwijl de nieuw gemeten laserkrachten en mogeiijke veranderingen in de gegevensbestanden in aanmerking worden genomen. Vervolgens worden twee tijden berekend: de tijd die over is tot de geschatte, eindtijd met gebruikmaking van de huidige set prestimulatie wachttijd en, de scantijden (nieuwe informatie met betrekking tot stimulatiekracht in aanmerking nemend) en resttijden, en de tijd die over is tot de gewenste eindtijd: Gebaseerd op het verschil van deze twee en de prestimulatie wachttijd en en/of stimulatiekrachten van de nog komende lagen wordt een nieuwe set prestimulatie wachttijd en en/of stimulatiekrachten voorgesteld waarmee de geschatte eindtijd en gewenste eindtijd (vrijwel) gelijk zijn. Vervolgens wordt de volgende laag gebouwd, met gebruikmaking van de nieuw berekende prestimulatie wachttijd en/of stim'ulatiekracht. Hierna wordt opnieuw de schatting van de totale bouwtijd geëvalueerd, de tijden die over zijn worden berekend en de nieuwe prestimulatie wachttijd en en/of stimulatiekrachten worden berekend. Dit proces wordt herhaald tot de bouw voltooid is.

De bovenbeschreven werkwijzen maken het mogelijk onnauwkeurigheden van de aanvankelijke schatting van de bouwtijd uit te werken, veranderende machineparameters (krachtverlies, langzamere hercoating, etc.) in aanmerking te nemen en waarborgt maximale flexibiliteit om een veranderende productieomgeving het hoofd te bieden. De gebruiker kan inderdaad tijdens het bouwproces de gewenste eindtijd veranderen en het algoritme zal dit in aanmerking nemen.

Alternatief wordt de vergelijking tussen de geschatte vervaardigingstijd met de gewenste totale vervaardigingstijd voorafgaand aan het begin van vervaardigen uitgevoerd en de prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht voor alle lagen wordt dienovereenkomstig aangepast.

Het wordt opgemerkt dat, onafhankelijk van het bovenstaande, verschillende regimes kunnen worden beschouwd voor het aanpassen van de prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht van de verschillende lagen. Men kan inderdaad beogen op basis van hun waarden de stimulatiewachttijd en/of stimulatiekracht voor alle lagen met dezelfde hoeveelheid te verhogen/verlagen, de stimulatiewachttijden en/of stimulatiekrachten lineair te verhogen/verlagen, of de stimulatiewachttijden en/of stimulatiekrachten differentieel te verhogen/verlagen.

Het kan bijvoorbeeld worden beoogd dat in een specifieke uitvoeringsvorm de totale bouwtijd kan worden uitgebreid en er wordt gekozen alle prestimulatie wachttijd en met dezelfde hoeveelheid te verhogen.

Een formule om alle

prestimulatie wachttijd en met dezelfde hoeveelheid te verhogen is:

Een formule die kan worden gebruikt om alle prestimulatie wachttijd en lineair te verhogen is

Waar “prestimulatie” verwijst naar “prestimulatie wachttijd ”, tnew de nieuwe prestimulatie wachttijd is en f0/«/ de oude prestimulatie wachttijd .

In een alternatieve uitvoeringsvorm wordt het beoogd dat de totale bouwtijd moet worden verlaagd. De gebruiker dient zich bewust te zijn dat wanneer dit wordt toegestaan, er een risico is dat vergeleken met de standaardsituatie kwaliteit van de delen wordt verlaagd. Een vergelijkbare formule voor het verlagen van alle prestimulatie wachttijd en met dezelfde hoeveelheid is:

Volgens een specifieke-uitvoeringsvorm van de werkwijzen van de onderhavige uitvinding worden alle prestimulatie wachttijd en en/of stimulatiekrachten evenredig verhoogd of verlaagd.

Meer in het bijzonder beoogt de onderhavige uitvinding werkwijzen waarbij een vermindering van de totale bouwtijd vereist is en waarbij de stimulatiekrachten zodanig worden aangepast dat de hogere krachten het meest worden verhoogd en/of waarbij de prestimulatie wachttijd en zodanig worden aangepast dat de lagere wachttijden het meest worden verminderd.

Een voorbeeldformule voor het meest verlagen van de laagste tijden is:

waar tnew de nieuwe prestimulatie wachttijd is, tokj de oude prestimulatie wachttijd en p een parameter die zodanig tussen 0 en 25 (of meer, afhankelijk van hoever men de tijden zou toelaten te dalen) kan worden gevarieerd dat de totale tijdwinst voldoende is. Het grootste voordeel van een dergelijke werkwijze is dat de krimpgevoelige secties nog steeds voldoende tijd wordt gegeven.

Volgens alternatieve specifieke uitvoeringsvormen heeft de onderhavige uitvinding betrekking op werkwijzen waarbij een vermindering van de totale bouwtijd vereist is en de stimulatiekrachten zodanig worden aangepast dat de hoogste stimulatiekrachten het méést worden verhoogd.

Volgens nog alternatieve specifieke uitvoeringsvormen heeft de.onderhavige uitvinding betrekking op werkwijzen waarbij een toename van.de totale bouwtijd vereist is én de stimulatiekrachten zodanig worden aangepast dat de lagere krachten het meest worden verlaagd en/of de prestimulatie wachttijd en zodanig worden aangepast dat de langere wachttijden het meest worden verhoogd.

De methoden volgens de onderhavige uitvinding omvatten ook de stap van kalibratie van het toestel dat de stimulatie verzekert. Dit is noodzakelijk om een correcte uitvoering van de stimulatie in de methoden volgens de huidige uitvinding te verzekeren.

Zoals boven aangegeven, heeft de onderhavige uitvinding volgens specifieke uitvoeringsvormen betrekking op werkwijzen waarbij de lamina ten minste twee afzonderlijke subsecties of velden met verschillende berekende prestimulatie wachttijd en omvat en genoemde werkwijze het aanpassen omvat van de volgorde waarin de subsecties of velden worden blootgesteld, waardoor de subsectie(s) of velden waarvoor de hoogste prestimulatie wachttijd wordt berekend het eerst wordt (worden) blootgesteld.

Dit maakt een optimalisatie van de productiewerkwijze mogelijk. Voor deze subsecties kunnen polymerisatie en wachten inderdaad beginnen terwijl de rest van de subsecties nog wordt gestimuleerd. In deze uitvoeringsvormen wordt .de resterende stimulatietijd, corresponderend met de tijd vereist voor de stimulatie van de rest van de subsecties of velden van het vervaardigingsgebied, in aanmerking genomen.

Het is als een manier voor het elimineren of ten minste minimaliseren van de invloed die de prestimulatie wachttijd op de totale bouwtijd heeft, inderdaad mogelijk een slim blootstellingspatroon te gebruiken dat gebieden met de langste prestimulatie wachttijd en het eerst blootstelt, gevolgd door blootstelling van minder kritische gebieden met de kortste prestimulatie wachttijd en. In feite kan het aftellen van de prestimulatie wachttijd beginnen zodra de blootstelling van een specifieke kritische regio voltooid is.

In een ander aspect kunnen de werkwijzen van de onderhavige uitvinding worden gebruikt om de vervaardiging van verschillende voorwerpen gelijktijdig te optimaliseren. Dergelijke werkwijzen beogen het in aanmerking nemen van de optimale prestimulatie wachttijd en voor verschillende voorwerpen en het dienovereenkomstig combineren van de vervaardiging van de voorwerpen.

Dienovereenkomstig heeft de onderhavige uitvinding in specifieke uitvoeringsvormen betrekking op werkwijzen voor het optimaliseren van _de bouw van verschillende voorwerpen door additieve vervaardiging, welke werkwijzen omvatten t / (a) het bepalen van de optimale prestimulatie wachttijd voor de verschillende lagen van elk voorwerp door het bepalen van de prestimulatie wachttijd voor elke laag op basis van de totale scanafstand en de totale.- springafstand van de scanvectoren, de toegepaste stimulatiekracht en het type vloeibare hars om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; en (b) het selecteren om de vervaardiging van twee of meer van genoemde voorwerpen op één vervaardigingsplatform te combineren op basis van een vergelijking van genoemde optimale prestimulatie wachttijd en van genoemde voorwerpen.

In specifieke uitvoeringsvormen van de werkwijzen van de onderhavige uitvinding wordt de oriëntatie en/of distributie van genoemde twee of meer voorwerpen aangepast op basis van een vergelijking van de optimale prestimulatie wachttijd en voor genoemde voorwerpen.

Een volgend aspect van de uitvinding verschaft hulpmiddelen en apparaten die geschikt zijn voor het uitvoeren van de werkwijzen volgens de uitvinding, d.w.z. hulpmiddelen en apparaten die geschikt zijn voor het vervaardigen van een voorwerp - door stereolithografie, waarbij krimp van het voorwerp wordt beperkt. Volgens specifieke uitvoeringsvormen verschaft de onderhavige uitvinding apparaten voor het vervaardigen van ten minste één driedimensionaal voorwerp of ten minste een gedeelte daarvan dat een aantal gehechte laminae omvat, omvattende: a) een middel voor het deponeren van een laag van een vloeibare hars over een vervaardigingsgebied omvattende voorafgaand gevormde lamina n-1 van genoemd voorwerp, b) een middel voor het blootstellen van ten minste een deel van genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp, daardoor de hars van de blootgestelde gebieden polymeriserend en een erop volgende lamina n van genoemd voorwerp vormend, waarbij genoemd apparaat is geprogrammeerd om stappen van het deponeren van een laag van een vloeibare hars over een vervaardigingsgebied en het blootstellen van ten minste een deel van genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp opeenvolgend te herhalen en de prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht voor elke lamina te bepalen op basis van parameters van één of meer laminae geselecteerd uit lamina n-5 tot en met n+5 om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren. In specifiekere uitvoeringsvormen zijn de parameters van laminae n en/of n+1.

In bepaalde uitvoeringsvormen is het apparaat verder gekenmerkt door de aanwezigheid van een middel voor het kalibreren van het middel genoemd onder (b) dat zorgt voor de stimulatie en/of is het geprogrammeerd om een kalibratie van dit middel uit te voeren alvorens de eerste laag gedeponeerd wordt.

Volgens een specifieke uitvoeringsvorm verschaft de onderhavige uitvinding een apparaat omvattende: a) een middel voor het deponeren van een laag van een hars, bij voorkeur een vloeibare hars, over een vervaardigingsgebied omvattende voorafgaand gevormde lamina n-1 van genoemd voorwerp; b) een middel voor het selecteren van een stimulatiekracht voor het vormen van laag n, waarbij hetzij een vooraf bepaalde waarde of een waarde op basis van parameters van één of meer van laminae n-5 tot en met n+5 wordt gekozen om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; c) een middel voor het blootstellen van ten minste een deel van genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp met gebruikmaking van de voorafgaand geselecteerde stimulatiekracht, daardoor de hars van de gestimuleerde gebieden polymeriserend en een lamina n van genoemd voorwerp vormend; d) een middel voor het selecteren van de prestimulatie wachttijd voor het vormen van lamina n+1, waarbij hetzij een vooraf bepaalde waarde of een waarde op basis van parameters van één of meer van laminae n-5 tot en met n+5 wordt gekozen om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; waarbij genoemd apparaat is geprogrammeerd om de stappen uitgevoerd door middelen (a) tot en met (d) opeenvolgend uit te voeren en te herhalen en waar in ten minste één van de stappen uitgevoerd door middel (b) en (d) een niet vooraf bepaalde waarde wordt gekozen. In specifieke uitvoeringsvormen omvat het apparaat een middel voor het selecteren van een stimulatiekracht voor het vormen van laag n door het kiezen van een waarde op basis van. parameters van laminae n en/of n+1 en/of een middel voor het selecteren van de prestimulatie wachttijd voor het vormen van lamina n+1 door het kiezen van een waarde op basis van parameters van lamina n.

In volgende specifieke uitvoeringsvormen worden de parameters voor het bepalen van de stimulatiekracht voor lamina n gekozen uit de groep omvattende de totale scanafstand en/of de totale springafstand van genoemd stimulatiepatroon voor lamina n, de voor lamina n+1 toegepaste prestimulatie wachttijd en/of het harstype. De parameters voor het bepalen van de prestimulatie wachttijd voor lamina n+1 worden gekozen uit de groep omvattende de totale scanafstand en/of de totale springafstand van genoemd stimulatiepatroon voor lamina n, voor lamina n toegepaste stimulatiekracht en/of het harstype.

Volgens specifieke uitvoeringsvormen heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een apparaat volgens de onderhavige uitvinding, waarbij genoemde parameters voor het bepalen van de stimulatiekracht voor lamina ; n worden gekozen uit de groep omvattende de totale scanafstand en/of de totale springafstand van genoemd stimulatiepatroon voor lamina n, de voor lamina n+1 toegepaste prestimulatie wachttijd en/of het harstype.

Volgens specifieke uitvoeringsvormen heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een apparaat volgens de onderhavige uitvinding, waarbij genoemde parameters voor het bepalen van de prestimulatie wachttijd voor lamina n+1 worden gekozen uit de groep omvattende de totale scanafstand en/of de totale springafstand van genoemd stimulatiepatroon voor lamina n, voor lamina n toegepaste stimulatiekracht en/of het harstype.

Teneinde de kenmerken van de uitvinding beter uit te leggen, worden de volgende specifieke uitvoeringsvormen louter als voorbeelden beschreven zonder op enige manier als beperkend bedoeld te zijn.

VOORBEELDEN Voorbeeld 1

Het onderhavige voorbeeld beschrijft een specifieke uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding waarbij de prestimulatie wachttijd (Tp) wordt bepaald volgens Formule II voor een P gelijk aan Pref en een harsdeelfactor van 1 en waarbij Tst wordt bepaald door het volgende fuzzy systeem:

Waarbij de fuzzy-logicwaarde correspondeert met:

De matrix moet worden geïnterpreteerd als:

Indien de logicwaarde van de scanafstand zeer hoog is en de verhouding van scanafstand tot springafstand zeer hoog is, dan is de tijd ++, indien de scanafstand hoog is en de verhouding van scanafstand tot springafstand zeer hoog is, dan is de tijd ++, indien de scanafstand laag is en de verhouding van scanafstand tot springafstand zeer hoog is, dan is de tijd +, ...

De relatie tussen de fuzzy-logicwaarde en de scanafstand wordt verschaft in figuur 1a. De relatie tussen de fuzzy-logicwaarde en de verhouding van scanafstand tot springafstand wordt verschaft in figuur 1 b.

Voorbeeld 2

Om het begrijpen van de onderhavige uitvinding te helpen en de sterke punten van het systeem te laten zien, worden verschillende voorbeeldgeometrieën gepresenteerd waarvoor de te gebruiken prestimulatie wachttijd voor de volgende laag wordt berekend volgens voorbeeld 1 en aannemend dat alle lagen met gebruikmaking van een constante stimulatiekracht worden gebouwd. Er worden vier geometrieën gebruikt en voor één van de geometrieën zijn twee: afzonderlijke vectortypen (wandvulling en arcering) gebruikt.

Zoals kan worden gezien, worden gebieden gevoelig voor differentiële krimp . geïdentificeerd en leiden ze tot verhoogde wachttijden.

Terwijl de gemiddelde vakman voor eenvoudige geometrieën verschillende bereiken van prestimulatie wachttijd en zou kunnen toekennen, kunnen voor complexe delen op deze manier geen individueel bepaalde prestimulatie wachttijd en worden verkregen die een continu bereik van mogelijke tijden bestrijken. Een voorbeeld van een dergelijk complex deel wordt getoond in figuur 2a en de berekende prestimulatietijden worden in figuur 2b getoond. Zoals kan worden gezien, worden secties die wandvulvectoren bevatten, hogere prestimulatie wachttijd- en toegekend dan lagen die dergelijke vectoren niet bevatten. Het handmatig aan een complex deel als dit toekennen van prestimulatie wachttijd en kan binnen de gegeven bouwtijd nooit kwaliteit van delen maximaliseren.

Voorbeeld 3

Analoog met voorbeeld 2 worden verschillende voorbeeldgeometrieën gepresenteerd waarvoor de gesuggereerde, in deze laag te gebruiken stimulatiekrachten worden berekend, uitgaande van constante prestimulatie wachttijd en voor alle lagen.

Voor het in figuur 2a getoonde complexe deel worden de stimulatiekrachten voor al de individuele lagen van het voorbeelddeel in figuur 2c getoond, uitgaande van een constante prestimulatie wachttijd voor alle lagen.

Voorbeeld 4

Analoog met de voorafgaande voorbeelden zouden voor genoemde voorbeeldgeometrieën zowel de stimulatiekracht als de prestimulatie wachttijd en kunnen worden bepaald.

De combinatie van beide parameters wordt zodanig gekozen dat de totale bouwtijd voor een gegeven mate van krimp wordt geminimaliseerd. Om dit te bewerkstelligen, wórdt eerst afzonderlijk de gesuggereerde prestimulatietijd berekend, Tpredip, uitgaande van een standaard stimulatiekracht (150 mW in dit geval). Vervolgens moet voor de referentiestimulatiekracht de totale feitelijke scantijd, Tscan, van de geometrie worden bepaald. Merk op dat deze kan verschillen van de echte scantijd aangezien door scannervertragingen geïntroduceerde vertragingen en dergelijke niet zijn ingesloten. De aldus verkregen waarde wordt door andere machine-instellingen beïnvloed die scansnelheid beïnvloeden. De optimale bouwtijd wordt vervolgens verkregen wanneer de referentiekracht wordt vermenigvuldigd met een factor ƒgegeven door:

(Formule lil)

De prestimulatie wachttijd wordt door dezelfde factor gedeeld. Voor de kleine geometrie van 10x10 mm zijn de maximale kracht en minimale prestimulatie wachttijd al bereikt en vindt dus geen verdere optimalisatie plaats.

Afhankelijk van gebruikersvoorkeuren zou men kunnen kiezen om de minimalisatie van ‘ totale bouwtijd niet als het (enige) criterium te gebruiken voor het combineren van de berekende stimulatiekrachten en berekende prestimulatie wachttijd en. Men zou zich voor kunnen stellen dat de gebruiker eerder de voorkeur geeft aan lagere stimulatiekrachten dan om de prestimulatie wachttijd té verhogen. Dit zou dan allemaal in de berekening kunnen worden ingesloten.

Bovendien zou men, wanneer een platform meervoudige secties bevat, het feit in aanmerking kunnen nemen dat een verlaging in scantijd verkregen door een verhoogde stimulatiekracht alleen effectief is voor de sectie waarop het wordt toegepast, terwijl een verhoogde prestimulatie wachttijd een effect heeft op alle secties tegelijk.

Voorbeeld 5

Ook de vervaardiging van verschillende voorwerpen tegelijk kan door gebruik van de onderhavige uitvinding worden geoptimaliseerd. In het onderhavige voorbeeld wordt het gedemonstreerd hoe, door middel van een verandering van de verlichtingsvolgorde van secties van de lamina die wordt gevormd, de tijd van de totale laag kan worden verkort terwijl voor elk van de secties de optimale prestimulatie wachttijd wordt gehandhaafd, en daardoor de kwaliteit van de voorwerpen onder constructie wordt behouden.

De berekende prestimulatietijden voor elk van de twee delen van figuur 3a wordt in figuur 3b getoond en de berekende scantijd voor elk van de twee delen weergegeven in figuur 3c. Figuur 3d verschaft de tijden van de totale laag (scantijd + prestimulatietijd) voor verschillende volgorden van scannen van de secties die corresponderen met delen 1 en 2 zoals weergegeven in figuur 3a.

De onderhavige uitvinding verschaft dat de prestimulatie wachttijd voor de gelijktijdige bouw van voorwerpen 1 en 2 (getoond in figuur 3a) wordt gekozen als het maximum van de individueel berekende prestimulatie wachttijd en. Dit waarborgt de optimale kwaliteit, maar is niet altijd het meest efficiënt met het oog op totale constructietijd. Dit wordt gedemonstreerd in figuur 3d onder “Max”. Bovendien wordt de totale constructietijd verminderd door het aftellen van de prestimulatieperiode geassocieerd met het eerste voorwerp te beginnen nadat de stimulatie van genoemd eerste voorwerp is voltooid. Nadat de secties geassocieerd met het tweede voorwerp zijn gestimuleerd, begint ook de prestimulatieperiode geassocieerd met genoemd voorwerp. Na voltooiing van beide prestimulatietijdsperioden wordt van de totale prestimulatie wachttijd gezegd dat hij voltooid is. Dit wordt ook geïllustreerd in figuur 3d, waar de constructietijd voor elke laag wordt gegeven, aannemend dat secties geassocieerd met voorwerp 1 eerst en afzonderlijk worden gestimuleerd voor het geval waar secties geassocieerd met voorwerp 2 eerst worden gestimuleerd. Dit wordt gedemonstreerd in figuur 3d onder “Deel 1” en “Deel 2”. ''

Ook specifieke uitvoeringsvormen van de werkwijzen van de onderhavige uitvinding verschaffen dat de totale constructie verder wordt geminimaliseerd door de volgorde te kiezen waarin de secties geassocieerd met de voorwerpen worden gescand, en meer in het bijzonder deze zodanig aan te passen dat de secties die de langste prestimulatieperiode nodig hebben, het eerst worden gescand. Dit wordt gedemonstreerd in figuur 3d onder “In volgorde”.

Voorbeeld 6

De onderhavige uitvinding verschaft ook een werkwijze waardoor de gelijktijdige constructie van verschillende voorwerpen kan worden geoptimaliseerd door het wijzigen van de oriëntatie van de voorwerpen met betrekking tot elkaar. Stel dat beide voorwerpen afgebeeld in figuur 4a gelijktijdig moeten worden geconstrueerd. Aannemend dat de oriëntatie van voorwerp 1 constant is, kan de oriëntatie van voorwerp 2 worden aangepast (zie figuur 4b) om de totale constructietijd van beide items te minimaliseren (zie figuur 4c) door in beide voorwerpen een maximale overlap te waarborgen in lagen die lange (korte) prestimulatietijden vereisen.

Voorbeeld 7

In specifieke uitvoeringsvormen verschaffen de werkwijzen volgens de onderhavige uitvinding ook dat de constructie van verschillende voorwerpen kan worden geoptimaliseerd door te selecteren welke voorwerpen in elke run (aannemend dat meer voorwerpen moeten worden geconstrueerd dan in een enkelvoudige run kunnen worden gepast) moeten worden gecombineerd. Stel, als een voorbeeld, dat alle in figuur 5 weergegeven delen moeten worden geconstrueerd, maar slechts vier van ze in één keer in de machine passen. Volgens specifieke uitvoeringsvormen van de werkwijzen van de onderhavige uitvinding worden dë samen te bouwen voorwerpen zodanig gekozen dat de prestimulatietijden voor de verschillende lagen voor de verschillende voorwerpen zo veel mogelijk overeenstemmen.

In het onderhavige voorbeeld worden deel 5 en 6 vervolgens het beste afzonderlijk gebouwd, omdat geen van de andere delen lange prestimulatiewerktijden vereisen, zoals het geval is voor deel 6, of de secties die langere prestimulatie wachttijd en in andere delen vereisen vallen niet samen met secties die lange prestimulatietijd vereisen zoals het geval voor deel 5 en/of kunnen niet worden georiënteerd om ze te doen samenvallen.

... >

Claims

1. Werkwijze voor de vervaardiging van ten minste één driedimensionaal voorwerp waarbij genoemd voorwerp of deel daarvan een aantal gehechte laminae omvat, omvattende de stappen van: a) het deponeren van een laag van een hars, bij voorkeur een vloeibare hars, over een vervaardigingsgebied omvattende voorafgaand gevormde lamina n-1 van genoemd voorwerp; b) het selecteren van een stimulatiekracht voor het vormen van laag n, waarbij genoemde stimulatiekracht hetzij een vooraf bepaalde waarde is of een waarde op basis van parameters van één of meer laminae geselecteerd uit laminae n-5 tot en met n+5 om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; ' _ c) het blootstellen van ten minste een deel van genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp met gebruikmaking van de stimulatiekracht geselecteerd in stap b, waardoor de hars van de gestimuleerde gebieden polymeriseert en een lamina n van genoemd voorwerp vormend; d) het selecteren van de prestimulatie wachttijd voor het vormen van lamina n+1, waarbij genoemde prestimulatie wachttijd hetzij een vooraf bepaalde waarde is of een waarde op basis van parameters van één of meer van laminae n-5 tot en met n+5 om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; en e) het opeenvolgend herhalen van stappen a) tot en met d) waar in ten minste één van stappen (b) en (d) een niet vooraf bepaalde waarde wordt gekozen; waarbij de methode bijkomend gekenmerkt wordt door een stap waarin het toestel dat de stimulatie verzekert onder (c) op voorhand gekalibreerd wordt.

2. Werkwijze voor de vervaardiging van ten minste één driedimensionaal voorwerp volgens conclusie 1, omvattende de stappen van: a) het deponeren van een laag van een hars, bij voorkeur een vloeibare hars, over een vervaardigingsgebied omvattende voorafgaand gevormde lamina n-1 van genoemd voorwerp; b) het selecteren van een stimulatiekracht voor het vormen van laag n, waarbij genoemde stimulatiekracht hetzij een vooraf bepaalde waarde is of een waarde op basis van parameters van laminae n en/of n+1 om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; c) het blootstellen van ten minste een deel van genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp met gebruikmaking van de stimulatiekracht geselecteerd in stap b, waardoor de hars van de gestimuleerde gebieden polymeriseert en een lamina n van genoemd voorwerp vormend; d) het selecteren van de prestimulatie wachttijd voor het vormen van lamina n+1, waarbij genoemde prestimulatie wachttijd hetzij een vooraf bepaalde waarde is of een waarde op basis van parameters van lamina n om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; en e) het opeenvolgend herhalen van stappen a) tot en met d) waar in ten minste één van stappen (b) en (d) een niet vooraf bepaalde waarde wordt gekozen.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij genoemde parameters voor het bepalen van de stimulatiekracht voor lamina n worden gekozen uit de groep omvattende de totale scanafstand en/of de totale springafstand van genoemd stimulatiepatroon voor lamina n, de prestimulatie wachttijd voor lamina n+1 en/of het harstype.

4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, waarbij de parameters voor het bepalen van de prestimulatie wachttijd voor lamina n+1 worden gekozen uit de groep omvattende de totale scanafstand en/of de totale springafstand van genoemd stimulatiepatroon voor lamina n, voor lamina n toegepaste stimulatiekracht en/of het harstype.

5. Werkwijze volgens één van conclusies 1 tot en met 4, waarbij genoemde prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht doorfuzzy logic wordt bepaald.

6. Werkwijze volgens een van de conclusies 1 tot en met 5, waarbij genoemde stimulatiekracht (P) wordt bepaald volgens Formule I:

(Formule I) waarbij Tp verwijst naar genoemde prestimulatietijd, Tref verwijst naar een referentieprestimulatietijd, freSin verwijst naar de harsdeelfactor en Pst verwijst naar de kracht berekend op basis van de totale scanafstand en de totale springafstand.

7. Werkwijze volgens een van de conclusies 1 tot en met 6, waarbij genoemde prestimulatie wachttijd (Tp) wordt bepaald volgens Formule II:

(Formule II) waarbij P verwijst naar genoemde stimulatiekracht, Pref verwijst naar een referentiestimulatiekracht, fresin verwijst naar de harsdeelfactor en Tst verwijst naar de tijd berekend op basis van de totale scanafstand en de totale springafstand.

8. Werkwijze volgens een van de conclusies 1 tot en met 7, waarbij genoemde laag of lamina ten minste twee afzonderlijke secties of velden omvat, waarbij genoemde stimulatiekracht en/of prestimulatie wachttijd voor elk van genoemde secties of velden wordt berekend en waarbij de voor genoemde laag gebruikte stimulatiekracht wordt bepaald als het minimum van alle stimulatiekrachten voor genoemde secties of velden en/of waarbij de voor genoemde laag gebruikte prestimulatie wachttijd wordt bepaald als het maximum van alle prestimulatie wachttijd en voor genoemde secties of velden.

9. Werkwijze volgens een van de conclusies 1 tot en met 8, waarbij genoemde laag of lamina ten minste twee afzonderlijke secties of velden omvat, waarbij voor elk van genoemde secties of velden genoemde stimulatiekracht wordt berekend en waarbij elk van genoemde secties of velden volgens de berekende stimulatiekracht wordt gestimuleerd.

10. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot en met 9, die elk verder het in aanmerking nemen omvat van een gewenste totale vervaardigingstijd die langer is dan de geschatte vervaardigingstijd en het voor elke laag dienovereenkomstig aanpassen van genoemde stimulatiekracht en/of genoemde prestimulatie- wachttijd om kwaliteit van genoemd voorwerp te optimaliseren, of het in aanmerking nemen van een gewenste totale vervaardigingstijd die korter is dan de geschatte vervaardigingstijd en het dienovereenkomstig aanpassen van genoemde stimulatiekracht en/of genoemde prestimulatie wachttijd en om totale bouwtijd te verminderen.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij genoemde vergelijking wordt uitgevoerd hetzij: nadat één of meer lagen en de prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht voor de erop volgende laag (lagen) dienovereenkomstig is aangepast; of voorafgaand aan het begin van het vervaardigen en de prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht voor alle lagen dienovereenkomstig is aangepast.

12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, waarbij alle prestimulatie wachttijd en en/of stimulatiekrachten evenredig worden verhoogd of verlaagd.

13. Werkwijze volgens een van de conclusies 1 tot en met 12, waarbij genoemde lamina ten minste twee afzonderlijke secties of velden met verschillende berekende prestimulatie wachttijd en omvat, en genoemde'werkwijze het aanpassen omvat van de volgorde waarin de secties of velden worden blootgesteld, waardoor de sectie(s) of velden waarvoor de hoogste prestimulatie wachttijd wordt berekend, het eerst wordt (worden) gestimuleerd..

14. Werkwijze voor het optimaliseren van de bouw van verschillende voorwerpen door additieve vervaardiging, waarbij genoemde werkwijze omvat: (a) het bepalen van de optimale prestimulatie wachttijd voor de verschillende lagen van elk voorwerp door het bepalen van de prestimulatie wachttijd voor elke laag op basis van de totale scanafstand en de totale springafstand van de scanvectoren, de toegepaste stimulatiekracht en het type vloeibare hars om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren; en ' (b) het selecteren om de vervaardiging van twee of meer van genoemde voorwerpen op één vervaardigingsplatform te combineren op basis van een vergelijking van genoemde optimale prestimulatie wachttijden van genoemde voorwerpen.

15. Apparaat voor de vervaardiging van ten minste één driedimensionaal voorwerp of ten minste een gedeelte daarvan omvattende een aantal gehechte laminae volgens de werkwijze van één van de conclusies 1 tot en met 13, omvattende a) een middel voor het deponeren van een laag van een vloeibare hars over een vervaardigingsgebied omvattende voorafgaand gevormde lamina n-1 van genoemd voorwerp b) een middel voor het blootstellen van ten minste een deel van genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie.volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp, waardoor de hars van de blootgestelde gebieden polymeriseert en een erop volgende lamina n van genoemd voorwerp vormend, waarbij genoemd apparaat is geprogrammeerd om de stappen van het deponeren van een laag van een vloeibare hars over een vervaardigingsgebied en het blootstellen van ten minste een deel van genoemd vervaardigingsgebied aan stimulatie volgens een stimulatiepatroon bepaald op basis van een computergegenereerd CAD-bestand van het voorwerp uitgevoerd door middelen (a) en (b) opeenvolgend te herhalen en de prestimulatie wachttijd en/of stimulatiekracht voor elke lamina te bepalen op basis van parameters bepaald voor één of meer van laminae n-5 tot en met n+5 om krimp of vervorming van genoemd voorwerp te minimaliseren.

16. Het apparaat volgens conclusie 15, dat verder omvat een middel voor het kalibreren van het middel genoemd onder (b) en/of geprogrammeerd is om een kalibratie van het middel vernoemd onder (b) uit te voeren alvorens de eerste laag gedeponeerd wordt.