CN107791512B - 三维制造装置、三维制造物体制作方法和用于三维制造装置的容器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了三维制造装置、三维制造物体制作方法和用于三维制造装置的容器。提供三维制造装置，其特征在于包括：容器，所述容器被配置为保持液体光固化树脂；基台，所述基台被配置为支撑通过使所述液体光固化树脂固化而获得的固体制造物；移动单元，所述移动单元被配置为移动所述基台；以及光源单元，所述光源单元被配置为照射用于使所述液体光固化树脂固化的光。所述容器包括光透过部分，所述光透过部分被设置在所述光源单元与基台之间并且与所述液体光固化树脂接触。所述三维制造装置包括流动促进单元，所述流动促进单元被配置为促进与所述光透过部分接触的光固化树脂的流动，所述流动由基台的移动伴随。

Description

三维制造装置、三维制造物体制作方法和用于三维制造装置 的容器

技术领域

本发明涉及通过将曝光图像投影在光固化液体树脂材料上来制作三维制造物体的三维制造装置、制作三维制造物体的三维制造物体制作方法和用于三维制造装置的容器。

背景技术

近年来，对所谓的三维打印机的期望正在增加。特别地，使用通过将曝光图像投影在光固化液体树脂材料上来制作三维制造物体的方法的装置的开发充满活力。

例如，在日本专利申请公开No.H05-96632中，公开了在其上表面开放的容器中容纳光固化树脂溶液、从光固化树脂溶液的自由液体表面上方照射光、在自由液体表面附近执行光固化并由此形成树脂固化层的装置。在像这样的装置中，在形成树脂固化层之后，用于支撑树脂固化层的可动台被降低。然后，当从光固化树脂溶液的液体表面到树脂固化层的深度达到预定深度时，光被再次照射，并且树脂固化层被层叠。重复这种处理以形成三维制造物体。

在美国专利申请公开No.2015/54198中，公开了已使得填充有液体光固化树脂材料的容器的底部是光透性的并且利用通过容器的底部将曝光图像投影在树脂上来形成希望形状的树脂固化层的装置。在像这样的装置中，形成树脂固化层的一个层，制造物体被提升，液体光固化树脂被引入制造物体与容器的底部之间以用于补充，并且当完成补充时，投影下一个曝光图像以层叠树脂固化层。然后，重复这种处理以形成三维制造物体。

在美国专利申请公开No.2015/54198中所公开的装置的情况下，由于通过容器的底部照射光，因此存在即使树脂的液体水平波动光学曝光条件也不受影响的优点。

顺便提及，对于三维打印机，来自产业界的对增加制造速度的要求正在增加。并且，对于使用光固化液体树脂材料作为原材料的方法，相关的要求也增加。

通常，通过将光照射到光固化液体树脂材料而形成的固化层的厚度为每层约0.02mm-0.2mm。为了增加三维制造速度，在形成前一固化层之后多快地完成用于形成下一固化层的准备处理是重要的。换句话说，如何将用于下一层的液体树脂材料高速补充到制造区域是重要的。这是因为，光固化液体树脂材料通常具有高粘度，使得相关材料花费时间来流动。

特别地，当形成大尺寸的三维制造物体时，由于制造区域的面积增加，因此补充光固化液体树脂材料以形成下一层所需的时间延长。此外，随着要层叠的层的数量增加，补充的次数相应地增加，使得完成三维制造物体所需的时间延长。

在日本专利申请公开No.H05-96632中所公开的装置的情况下，为了增加将液体树脂材料补充到制造区域的速度，对液体树脂材料施加超声振动以提高材料的流动性。但是，由于在日本专利申请公开No.H05-96632中公开的装置是从树脂的自由液体表面上方照射光的装置系统，因此液体水平的波动趋于影响光学曝光条件。因此，如果增加液体树脂材料的流动性以缩短补充时间，则可能在固化层的形状精度上出现问题。

在美国专利申请公开No.2015/54198中所公开的装置的情况下，如上所述，由于通过容器的底部照射光，因此存在即使树脂的液体水平波动光学曝光条件也不受影响的优点。

另一方面，当固化层被提升以准备形成下一层时，由于容器的底部和固化层之间的空间(距离)窄，因此流导(conductance)小，使得存在从周围补充液体树脂材料花费时间的问题。

发明内容

根据本发明的三维制造装置的特征在于包括：容器，所述容器被配置为保持液体光固化树脂；基台，所述基台被配置为支撑通过使所述液体光固化树脂固化而获得的固体制造物；移动单元，所述移动单元被配置为移动所述基台；以及光源单元，所述光源单元被配置为照射用于使所述液体光固化树脂固化的光，并且特征在于，所述容器包括光透过部分，所述光透过部分被设置在所述光源单元与基台之间并且与所述液体光固化树脂接触，以及所述三维制造装置包括流动促进单元，所述流动促进单元被配置为促进与所述光透过部分接触的光固化树脂的流动，所述流动由基台的移动伴随(attend)。

此外，根据本发明的三维制造物体制作方法的特征在于包括：通过将光源单元的光通过光透过部分照射到液体光固化树脂的一部分来使所述液体光固化树脂固化；在远离所述光源单元的方向上移动经固化的光固化树脂；以及在经固化的光固化树脂与所述光透过部分之间补充流动已被促进的液体光固化树脂。

从参照附图的示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是根据第一实施例的三维制造装置的截面图。

图2A是具有加热源的光透过部分的平面图，图2B是其截面图，图2C是其另一截面图。

图3是根据第一实施例的三维制造装置的框图。

图4是用于描述三维制造处理的流程图。

图5是用于描述相对于温度的液体光固化树脂的粘度特性的示图。

图6A是具有加热源的光透过部分的平面图，图6B是其截面图，图6C是其另一截面图。

图7A是具有加热源的光透过部分的平面图，图7B是其截面图，图7C是其另一截面图。

图8A是具有加热源的光透过部分的平面图，图8B是其截面图，图8C是其另一截面图。

图9A是根据第二实施例的三维制造装置的截面图，图9B是根据第三实施例的三维制造装置的截面图，图9C是根据第四实施例的三维制造装置的截面图。

图10是用于描述根据本发明的第五实施例的三维制造装置的构成的解释图。

图11是图10所示的装置的放大的主要部分的解释图。

图12是用于描述由于振动的施加而导致的未固化的光固化树脂的液滴的润湿角(接触角)的变化的解释图。

图13A是用于描述根据本发明的第六实施例的三维制造装置的构成的解释图，图13B是用于描述根据本发明的第七实施例的三维制造装置的构成的解释图。

图14A是用于描述激励设备的平面布置形式的解释图，图14B是用于描述激励设备的另一平面布置形式的解释图，图14C是用于描述激励设备的又另一平面布置形式的解释图。

图15是用于描述根据本发明的三维制造装置的控制系统的构成示例的框图。

图16是用于描述根据本发明的三维制造控制过程的流程图。

图17是用于描述根据本发明的另一三维制造控制过程的流程图。

图18是用于描述根据本发明的第八实施例的三维制造装置的构成的解释图。

图19A和19B是用于描述根据本发明的第九实施例的三维制造装置的构成的解释图。

图20A是用于描述共振部件的平面布置形式的解释图，图20B是用于描述共振部件的另一平面布置形式的解释图。

图21是根据第十实施例的三维制造装置的示意性截面图。

图22是根据第十实施例的三维制造装置的控制框图。

图23A是第十实施例的光透过部分的垂直方向示意性截面图，图23B是第十实施例的光透过部分的水平方向示意性截面图。

图24是根据第十一实施例的三维制造装置的示意性截面图。

图25A是第十一实施例的光透过部分的垂直方向示意性截面图，图25B是第十一实施例的光透过部分的水平方向示意性截面图。

图26A是第十二实施例的光透过部分的垂直方向示意性截面图，图26B是第十二实施例的光透过部分的水平方向示意性截面图。

图27是用于描述根据本发明的第十三实施例的三维制造装置的构成的解释图。

图28是用于描述图27所示的制造区域的附近的放大解释图。

图29是用于描述根据本发明的第十四实施例的三维制造装置的构成的解释图。

图30是用于描述供给具有固化阻止性能的气体的供给部件的截面构成的解释图。

图31是用于描述根据本发明的第十五实施例的三维制造装置的构成的解释图。

图32是用于描述根据本发明的三维制造装置的控制系统的构成示例的框图。

图33是用于描述根据本发明的三维制造控制过程的流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图描述本发明的优选实施例。

在下面的描述中，尚未固化或硬化的液体光固化树脂被称为液体光固化树脂。此外，通过对液体光固化树脂进行光固化而获得的固体制造物被称为三维制造物体。这里，假定三维制造物体不仅包括成品或完成品，而且还包括已层叠直到所有层的中间的层的半成品。

[第一实施例]

图1是用于描述根据本发明的第一实施例的三维制造装置的构成的示意性截面图。

(装置的构成)

在图1中，示出了容器1、液体光固化树脂2、树脂供给单元3、光透过部分4、光遮蔽部分5、光源7、镜子单元8、透镜单元9、光源单元10、基台11、提升/降低臂12、提升/降低单元13、三维制造物体14、观察部分15、红外热查看器16和红外温度计17。

作为用于保持液体光固化树脂2的容器的容器1由阻挡其中液体光固化树脂被固化或硬化的波长区域的光的材料形成。

树脂供给单元3包括用于存放液体光固化树脂的罐以及泵，并且供给液体光固化树脂，使得适量的液体光固化树脂2保持在容器1中。

液体光固化树脂2是当照射特定波长区域的光时被固化(硬化)的液体树脂。液体光固化树脂2被填充在容器1中直到光透过部分4和光遮蔽部分5的下表面，并且被保持以防止气泡进入。光透过部分4和光遮蔽部分5一起用作容器1的盖子，并且可以打开和关闭。即，透过部分4和光遮蔽部分5也包括在容器1中。

光透过部分4是透过其中液体光固化树脂2被硬化的波长区域的光的部分，并且例如是玻璃板。光遮蔽部分5是由用于阻挡其中液体光固化树脂2被硬化的波长区域的光的部件制成的部分。在本实施例中，在用作盖子的部分中，光透过部分4被设置在用作光源单元10与基台11之间的光路的部分处，并且，光遮蔽部分5在其周边区域中形成。希望光遮蔽部分5由具有高的热绝缘性能的材料形成。这是因为，当光透过部分4被加热时，可以抑制光遮蔽部分5的温度的增加。

在光透过部分4处，设置后面描述的加热源。

光源7、镜子单元8和透镜单元9一起构成用于用对应于待制造的三维模型的形状的光照射液体光固化树脂的光源单元10。光源7是照射其中液体光固化树脂被硬化的波长区域的光的光源。例如，当使用对紫外光敏感的材料作为光固化树脂时，使用诸如He-Cd激光器、Ar激光器等的紫外光源。镜子单元8是与待制造的三维模型的形状对应地调制从光源7照射的光的单元，并且，对镜子单元使用以阵列布置微镜子器件的设备。透镜单元9是用于将调制光会聚到光透过部分4下面的预定位置处的液体光固化树脂2上的透镜。预定位置处的液体光固化树脂2在它被足够强度的会聚光照射时固化。

为了确保固化物体的形状的精度，希望将聚光透镜的焦点位置设定到光透过部分附近。但是，如果焦点位置太接近光透过部分，则存在固化树脂粘附到光透过部分4的可能性。因此，希望将透镜单元9的焦点位置设定到光透过部分4的下表面下方60μm-110μm的位置。

顺便提及，只要光源单元10具有用于与待制造的三维制造物体的形状对应地调制其中液体光固化树脂被硬化的波长区域的光以及将调制光会聚在预定位置中的功能，光源单元就不限于如以上所例示的光源单元。例如，可以能够使用紫外光源和液晶快门的组合、半导体激光二极管阵列、扫描镜子、成像镜子等。

作为用于支撑放置在其上表面上的三维制造物体14的基台(台子)的基台11经由提升/降低臂12连接到提升/降低单元13。提升/降低单元13是用于通过使提升/降低臂12上下移动来调整基台11的高度的机构，并且是用于移动基台的移动单元。

观察部分15是用于从容器1的外部观察其内部的部分(窗口)，并且，红外热查看器16通过观察部分15观察容器中的液体光固化树脂的温度。特别地，存在于光透过部分4与基台11之间的液体光固化树脂中的垂直方向温度分布被测量。

红外温度计17是以非接触方式测量光透过部分4的温度的温度计。

(光透过部分)

接下来，将详细描述具有加热源的光透过部分4。

图2A是光透过部分4的平面图，图2B是沿连接平面图中的点A和B的线取得的光透过部分4的截面图，图2C是沿连接平面图中的点C和D的线取得的光透过部分4的截面图。

在附图中，示出了基板21、透明加热器22以及电极23和24。当将这些元件加入在三维制造装置中时，基板21的下表面被定向为与液体光固化树脂接触。

基板21在其中液体光固化树脂被硬化的波长区域中具有高的光透过率，并且，能够确保支撑透明加热器和电极所需的强度的材料适合于基板。更具体地说，使用厚度等于或小于2.0mm的石英玻璃板。

光透过性的透明加热器22是当在电极23和24之间执行通电时产生热的电阻器。如图2A所示，作为能够产生热的热产生单元，透明加热器22具有矩形形状。从光源单元10照射并具有其中液体光固化树脂被硬化的波长区域的光通过透明加热器22和基板21，并被照射到液体光固化树脂。透明加热器22可以是任何东西，只要它在其中液体光固化树脂被硬化的波长区域中的光的透过率上是优异的且具有适当电阻即可。例如，透明加热器由选自作为氧化物材料的锡掺杂氧化铟(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、锑掺杂氧化铟(ATO)等的材料的薄膜制成。当然，可以使用另一种材料。

电极23和电极24是用于使透明加热器22通电的电极。例如，银浆或银丝用于电极，但可以使用另一电极。

如下所述，通过经由电极23和电极24使透明加热器22通电，使透明加热器22产生热，并且对位于基板21正下方的液体光固化树脂局部加热以降低粘度，使得能够使液体光固化树脂迅速流动。即，透明加热器(热产生单元)22用作促进与光透过部分4接触的光固化树脂2的流动的流动促进单元，该流动由基台11的移动伴随。

(控制系统)

接下来，将描述图1所示的三维制造装置的控制系统。

图3是三维制造装置的框图，该三维制造装置包括控制单元31、外部设备32、操作面板33、红外热查看器16、红外温度计17、树脂供给单元3、光源单元10、提升/降低单元13和加热器驱动单元34。

控制单元31包括CPU(中央处理单元)、作为存储控制程序和用于控制的数值表的非易失性存储器的ROM(只读存储器)、作为要用于计算等的易失性存储器的RAM(随机存取存储器)和用于与装置的内部和外部通信的I/O(输入/输出)端口等。顺便提及，用于控制三维制造装置的基本操作的程序被存储在ROM中。

从外部设备32，三维制造物体的形状数据经由I/O端口被输入到三维制造装置的控制单元31。

操作面板33包括用于使三维制造装置的操作者向装置给出指令的输入单元和用于向操作者显示信息的显示单元。输入单元包括键盘和操作按钮。显示单元包括用于显示三维制造装置的操作状态等的显示面板。

加热器驱动单元34是驱动设置在光透过部分4处的加热源的驱动电路，并且响应于来自控制单元31的指令而操作。

红外热查看器16测量容器1中光透过部分4和基台11之间存在的液体光固化树脂的温度分布，并将测量结果输出到控制单元31。

红外温度计17测量光透过部分4的温度，并将测量结果输出到控制单元31。

控制单元31主要控制树脂供给单元3、光源单元10、提升/降低单元13和加热器驱动单元34以执行三维制造处理。

(三维制造处理)

接下来，将描述使用上述三维制造装置的三维制造处理。

图4是用于描述三维制造处理的流程图。

首先，控制单元31开始光固化处理(S1)。

控制单元31通过使用未示出的传感器确认在容器1中是否容纳预定量的液体光固化树脂(S2)。

当液体光固化树脂不足时，树脂供给单元3被驱动和操作以用预定量的液体光固化树脂2填充容器1的内部(S3)。

接下来，控制单元31操作提升/降低单元13以设定基台11的位置(初始位置)，使得基台11的上表面的高度略低于光源单元10的焦点位置。例如，如果假定在形成三维制造物体时一个层的厚度为40μm，则基台11的上表面被调整为位于焦点位置下方10μm-30μm(S4)。

基于从外部设备32输入的三维制造模型形状数据，控制单元31产生在层叠制造处理中使用的每个层的形状数据(切片(slice)数据)，或者接收由外部设备产生的切片数据32。

然后，控制单元31驱动光源单元10以照射光，并且用基于三维制造物体的第一层形状数据(切片数据)调制的光照射光固化树脂2。然后，被照射部位处的液体光固化树脂2固化，并且，在基台11上形成三维制造物体的第一层部分(S5)。

接下来，作为用于形成第二层的准备，控制单元31操作加热器驱动单元34以增加光透过部分4的温度(S6)。

控制单元31在参照从红外温度计17输入的光透过部分4的温度信息的同时控制加热器驱动单元34。当不使用红外温度计17时，控制单元31可以根据预设程序通过定时器控制来操作加热器驱动单元34。

并且，代替从红外温度计17输入的光透过部分4的温度信息，控制单元31可以基于从红外热查看器16输入的液体光固化树脂的温度信息控制加热器驱动单元34。此外，控制单元31可以基于从红外温度计17输入的光透过部分4的温度信息和从红外热查看器16输入的液体光固化树脂的温度信息这两者控制加热器驱动单元34。

优选地，控制单元31通过根据要使用的液体光固化树脂的种类、耐热温度、粘度的温度特性等适当地改变目标温度来控制加热器驱动单元34。

图5中示例性地示出的曲线图是表示相对于四种类型的液体光固化树脂的温度的粘度特性的曲线图。如该曲线图所示，液体光固化树脂的粘度通常趋于随着温度增加而降低。因此，可以考虑通过尽可能高地增加温度来降低粘度是较好的。但是，应考虑以下条件来选择最佳温度。

首先，希望考虑依赖于液体光固化树脂的种类的耐热温度特性的差异。

此外，要通过增加温度来降低粘度的目标仅是要在光透过部分4与三维制造物体之间补充以形成下一层的液体光固化树脂。即，相对于其它液体光固化树脂，希望不增加温度以防止特性劣化。

此外，在在通过照射光使树脂固化时液体光固化树脂的温度高的情况下，如果在制造后树脂被取出到室温环境，则树脂变形并且形状精度降低。因此，希望在在光透过部分4与三维制造物体之间完成补充的时间点，这种区域中的液体光固化树脂的温度不太高。

并且，为了缩短补充液体光固化树脂所需的时间，液体光固化树脂的粘度优选被设定为等于或小于700mPa·s，更优选等于或小于100mPa·s。

考虑这些各种条件，优选将光透过部分4的温度或由光透过部分4加热的液体光固化树脂的温度控制为处于从40℃到80℃的范围中。

控制单元31操作提升/降低单元13，以将其上已形成第一层部分的基台11降低40μm(对应于一个层)(S7)。液体光固化树脂2从周边流入到降低的基台11与光透过部分4之间的空间中。

根据本实施例，由于与光透过部分4接触的液体光固化树脂2被光透过部分4加热，因此液体光固化树脂2的粘度降低，并且流动阻力降低。因此，液体光固化树脂2的流入速度增加，使得能够缩短形成第二层的准备步骤所需的时间。即，当制作三维制造物体时，使光源单元照射光以使液体光固化树脂部分固化，然后，光透过部分附近的液体光固化树脂被光透过部分加热以降低粘度，由此实现高速补充。

在完成光固化树脂的补充之前，控制单元31控制加热器驱动单元34以停止光透过部分4的热产生(S8)。换句话说，控制单元控制加热器驱动单元34，使得设置在光透过部分4处的加热器在开始用于形成下一层的光照射之前的预定时间停止产生热。这是因为，如已经描述的，希望在通过光照射使树脂固化时液体光固化树脂的温度不太高。例如，在开始用于形成下一层的光照射之前的一分钟，控制单元31停止设置在光透过部分4处的加热器的热产生。

在完成液体光固化树脂2的流入即补充的定时，控制单元31驱动光源单元10以照射基于三维制造物体的第二层的形状数据调制的紫外光。然后，被照射部位处的液体光固化树脂2固化，并且，在三维制造物体的第一层上层叠并形成第二层的部分(一个层)(S9)。

此后，重复从(S6)到(S9)的步骤，直到完成具有希望形状的三维制造物体的形成，并然后顺次层叠第三层、第四层……。

当最后层的形成完成或结束(S10)时，光固化处理完成(S11)。

如上所述，根据本实施例，通过在形成下一层之前使用透明加热器增加光透过部分的温度，光透过部分附近的液体光固化树脂被加热，并且，液体光固化树脂被补充到制造区域中，使得能够在短时间内形成三维制造物体。

根据本实施例，与不具有热产生机构的光透过部分的三维制造装置相比，液体光固化树脂2的流动阻力降低，并且确认在基台降低时光固化树脂的溶液的流入速度约快12％-40％。例如，当要形成具有750层、5cm×5cm底部和约30mm高度的三维物体时，可以大大缩短包括光固化处理的三维制造所需的时间。

根据本实施例，液体光固化树脂仅在树脂被补充到制造区域时被加热短的时间段，并且温度的增加受控，使得液体光固化树脂几乎不劣化。此外，由于补充的液体光固化树脂的温度不太高，因此能够防止形状精度由于树脂在通过光固化制造之后被取出到室温环境时的变形而降低。

(光透过部分的另一形式)

光透过部分不限于参照图2A-2C描述的形式，并且，可以使用另一形式。

图6A是可以用作光透过部分4的另一形式的平面图，图6B是沿连接平面图中的点E和F的线取得的光透过部分4的截面图，图6C是沿连接平面图中的点G和H的线取得的光透过部分4的截面图。

在附图中，示出了基板61、条带(strip)透明加热器62、电极63和64以及透明绝缘体65。当光透过部分被加入在三维制造装置中时，基板61的下表面处于与液体光固化树脂接触的方向。

基板61在其中液体光固化树脂被硬化的波长区域中具有高的光透过率，并且能够确保支撑透明加热器和电极所需的强度的材料适合于基板。更具体地说，使用石英玻璃板。

与参照图2A-2C描述的实施例的不同之处在于，不在基板上设置一个矩形加热器，而是条带透明加热器和透明绝缘体被交替布置。在图6A的示例中，为了便于解释，五个条带透明加热器62被布置，其中四个透明绝缘体65被夹在其间。但是，条带透明加热器的数量不限于五个，并且可以适当地改变。例如，条带透明加热器62可以被设定为具有0.5mm-2.0mm的宽度和1.5mm-4.0mm的间距，并且大量的加热器可以并行布置。在这种情况下，条带透明加热器62的厚度例如为50μm-200μm。

在参照图2A-2C描述的实施例中，如果透明加热器的膜厚度不均匀，则存在电阻值在平面内变化并且热产生可能不均匀的可能性。但是，在参照图6A-6C描述的示例中，适当地设计条带的形状和数量，使得能够使热产生的均匀性稳定。

条带透明加热器62是光透过性的并且在通电时产生热的加热器。可以使用任何材料，只要它在其中液体光固化树脂被硬化的波长区域中的光透过率上是优异的且具有适当的通电电阻即可。例如，通过对选自作为氧化物材料的锡掺杂氧化铟(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、锑掺杂氧化铟(ATO)等的材料的薄膜构图来构成加热器。但是，可以使用另一种材料。

如果照射光的光路由于条带透明加热器62的存在而被扰乱，则在光学图像中出现歪曲(distortion)，使得存在它干涉三维形状的制造的担心。因此，在本实施例中，其折射率与条带透明加热器62的折射率类似的透明绝缘体65被布置在条带透明加热器62的周围，以减少由折射引起的光学图像的歪曲。透明绝缘体65可以由例如光固化树脂形成。

具有其中液体光固化树脂被硬化的波长区域的光从光源单元10产生，透过条带透明加热器62和基板61或透过透明绝缘体65和基板61，并然后照射到液体光固化树脂。

电极63和电极64是将条带透明加热器62并行电连接并使其通电的电极。例如，银浆或银丝用于电极，但可以使用另一材料。

与参照图2A-2C描述的实施例一样，通过经由电极63和电极64使条带透明加热器62通电来产生热，并且，位于基板61正下方的液体光固化树脂被加热以降低其粘度，使得能够将树脂迅速地补充到制造区域。

(光透过部分的又另一形式)

并且，光透过部分可以具有又另一形式。

图7A是可以用作光透过部分4的另一形式的平面图。图7B是沿连接平面图中的点I和J的线取得的光透过部分4的截面图，图7C是沿连接平面图中的点K和L的线取得的光透过部分4的截面图。

在附图中，示出了下基板71、透明加热器72、电极73和74以及上基板75。当光透过部分被加入在三维制造装置中时，下基板71的下表面处于与液体光固化树脂接触的方向。

下基板71和上基板75优选是在其中液体光固化树脂被硬化的波长区域中具有高的光透过率并且可以确保支撑透明加热器和电极所需的强度的材料。更具体地说，使用石英玻璃板。

与参照图2A-2C描述的实施例的不同之处在于，透明加热器72被设置为被下基板71和上基板75夹持。

在参照图2A-2C描述的实施例中，当透明加热器和基板的热膨胀系数之间的差异大时，在光透过部分中出现翘曲或变形，使得存在照射光的光路被扰乱的可能性。在图7A-图7C所示的示例中，能够通过将透明加热器72夹在下基板71和上基板75之间来减少翘曲。

具有其中液体光固化树脂被硬化的波长区域的光从光源单元10产生，透过上基板75、透明加热器72和下基板71，并照射到液体光固化树脂。

电极73和电极74是使透明加热器72通电的电极，例如，使用银浆或银丝，但可以使用另一电极。

与参照图2A-2C描述的实施例一样，能够通过经由电极73和电极74使透明加热器72通电以产生热并由此加热位于下基板71正下方的液体光固化树脂以降低其粘度来将液体光固化树脂迅速地补充到制造区域。

(光透过部分的还另一形式)

并且，光透过部分可以具有还另一形式。

图8A是可以用作光透过部分4的另一形式的平面图。图8B是沿连接平面图中的点M和N的线取得的光透过部分4的截面图，图8C是沿连接平面图中的点O和P的线取得的光透过部分4的截面图。

在附图中，示出了下基板81、条带透明加热器82、电极83和84、透明绝缘体85以及上基板86。当光透过部分被加入在三维制造装置中时，下基板81的下表面处于与液体光固化树脂接触的方向。

下基板81和上基板86优选是在其中液体光固化树脂被硬化的波长区域中具有高的光透过率并且可以确保支撑透明加热器和电极所需的强度的材料。更具体地说，使用石英玻璃板。

与参照图6A-6C描述的实施例的不同之处在于，条带透明加热器82和透明绝缘体85被设置为被下基板81和上基板86夹持。

在参照图6A-6C描述的实施例中，当条带透明加热器和基板的热膨胀系数之间的差异大时，在光透过部分中出现翘曲或变形，使得存在照射光的光路被扰乱的可能性。但是，在图8A-8C所示的示例中，能够通过将透明加热器82夹在下基板81和上基板86之间来减少翘曲。

具有其中液体光固化树脂被硬化的波长区域的光从光源单元10产生，透过上基板86、条带透明加热器82和下基板81，或透过上基板86、透明绝缘体85和下基板81，并照射到液体光固化树脂。

电极83和电极84是将条带透明加热器82并行电连接的电极，并且，例如使用银浆或银丝，但可以使用另一电极。

与参照图6A-6C描述的实施例一样，能够通过经由电极83和电极84使条带透明加热器82通电以产生热并由此加热位于下基板81正下方的液体光固化树脂以降低其粘度来将液体光固化树脂迅速地补充到制造区域。

[第二实施例]

图9A-9C是用于描述根据本发明的第二实施例的三维制造装置的构成的示意性截面图。

第一实施例的装置通过通电产生热的透明加热器加热光透过部分。但是，第二实施例的装置与光透过部分被红外加热设备加热的第一实施例的装置不同。

(装置的构成)

在图9A-9C中，示出了容器1、液体光固化树脂2、树脂供给单元3、光源7、镜子单元8、透镜单元9、光源单元10、基台11、提升/降低臂12、提升/降低单元13、三维制造物体14、观察部分15和红外热查看器16。

由于以上构成要素与参照图1描述的第一实施例的构成要素相同，因此省略其详细描述。

在图9A和9B中，示出了红外光源90、光透过部分94和反射部分95。

红外光源90是可以将红外光照射到光透过部分94的光源。红外光源90的操作由未示出的控制单元控制，并且，在适当的定时照射包括具有例如860nm的波长的光的红外光。

光透过部分94是透过由光源7照射的用于硬化液体光固化树脂2的波长区域的光并且吸收由红外光源90照射的红外光的部分(窗口)。作为光透过部分94的材料，具有适合于使液体光固化树脂2硬化的、短波长光的高透过率且红外光的高吸收率的、由诸如聚碳酸酯或丙烯酸等的树脂材料制成的板是适合的。

反射部分95是阻挡具有其中液体光固化树脂2被硬化的波长区域的光并且反射红外光的部分。在本实施例中，光透过部分94被设置在用作盖子的部分中的、充当光源单元10与基台11之间的光路的部分处，并且，反射部分95在其周边区域中形成。无电解镀镍膜、或者银、铝、钛氧化物等的气相沉积膜在反射部分95的外表面上形成，以反射由红外光源90照射的红外线。这是要防止当红外光从红外线光源90照射以加热光透过部分94时光透过部分94以外的部分被加热。

(光透过部分)

对于光透过部分94，例如，使用由Sumika Styron PolycarbonateLimited制造的PCX-6397(聚碳酸酯)。在这种情况下，由光源7照射的光的波长被设定为460nm-500nm，并且，由红外光源90照射的光的波长被设定为860nm。

(控制系统)

接下来，将描述图9A-9C所示的三维制造装置的控制系统。由于与第一实施例的框图存在许多共同点，因此这里将参照图3描述共同点和不同点。

与根据第一实施例的装置一样，根据第二实施例的装置也包括控制单元31、外部设备32、操作面板33、红外热查看器16、树脂供给单元3、光源单元10和提升/降低单元13。省略对这些功能的描述。

但是，第一实施例的装置包括加热器驱动单元34，而第二实施例的装置具有用于驱动红外光源90的红外光源驱动单元。这是不同点。

控制单元31主要控制树脂供给单元3、光源单元10、提升/降低单元13和红外光源驱动单元以执行三维制造处理。

(三维制造处理)

接下来，将描述使用第二实施例的三维制造装置的三维制造处理。由于与第一实施例的流程图中的那些存在许多共同点，因此这里将参照图4的流程图描述该处理。

同样，根据第二实施例的装置根据图4所示的三维制造处理的流程图的各步骤(S1)-(S11)操作。

从(S1)到(S5)的步骤与第一实施例的装置的步骤相同。

在第一实施例的装置中，在步骤(S6)中，加热器驱动单元34作为用于形成下一层的准备而操作，而在第二实施例的装置中，控制单元31操作红外光源驱动单元。即，红外光源90被接通以增加光透过部分94的温度。

控制单元31基于从红外热查看器16输入的液体光固化树脂的温度信息控制红外光源90。当不使用红外热查看器16时，控制单元31可以根据预设程序通过定时器控制来操作红外光源驱动单元。

优选地，控制单元31通过依赖于要使用的液体光固化树脂的种类、耐热温度、粘度的温度特性等适当地改变目标温度来控制红外光源90。

首先，希望考虑依赖于液体光固化树脂的种类的耐热温度特性的差异。

此外，要通过增加温度来降低粘度的目标仅是要在光透过部分94与三维制造物体之间补充以形成下一层的液体光固化树脂。即，相对于其它液体光固化树脂，希望不增加温度以防止特性劣化。

此外，在在通过照射光使树脂固化时液体光固化树脂的温度高的情况下，如果在制造后树脂被取出到室温环境，则树脂变形并且形状精度降低。因此，希望在在光透过部分94与三维制造物体之间完成补充的时间点，这种区域中的液体光固化树脂的温度不太高。

并且，为了缩短补充液体光固化树脂所需的时间，液体光固化树脂的粘度优选被设定为等于或小于700mPa·s，更优选等于或小于100mPa·s。

考虑这些各种条件，优选将光透过部分94的温度或由光透过部分94加热的液体光固化树脂的温度控制为处于40℃到80℃的范围中。

控制单元31操作提升/降低单元13，以将其上已形成第一层部分的基台11降低40μm(对应于一个层)(S7)。液体光固化树脂2从周边流入到由降低的基台11支撑的三维制造物体14与光透过部分94之间的空间中。

根据本实施例，由于位于光透过部分94正下方的液体光固化树脂2被通过红外光的照射加热的光透过部分94加热，因此液体光固化树脂2的粘度降低，并且流动阻力降低。因此，液体光固化树脂2的流入速度增加，使得能够缩短形成第二层的准备步骤所需的时间。即，当制作三维制造物体时，使光源单元照射光以使液体光固化树脂部分固化，然后，光透过部分附近的液体光固化树脂被光透过部分加热以降低粘度，由此实现高速补充。换句话说，红外光源90用作促进与光透过部分94接触的光固化树脂2的流动的流动促进单元，该流动由基台11的移动伴随。

在完成光固化树脂的补充之前，控制单元31控制红外光源驱动单元以停止光透过部分94的热产生(S8)。换句话说，红外光源驱动单元被控制，使得光透过部分94在开始用于形成下一层的光照射之前的预定时间停止产生热。这是因为，如上所述，希望在通过光照射使树脂固化时液体光固化树脂的温度不太高。因此，在开始用于形成下一层的光照射之前的一分钟，控制单元31停止红外光源驱动单元。

从(S9)到(S11)的步骤与在第一实施例中描述的步骤相同。

如上所述，根据本实施例，通过利用红外光的照射适时地加热光透过部分以加热和补充液体光固化树脂，能够在短时间内形成三维制造物体。

根据本实施例，与具有没有热产生机构的光透过部分的三维制造装置相比，能够增加基台降低时光固化树脂的溶液的流入速度。因此，可以大大缩短包括光固化处理的三维制造所需的时间。

根据本实施例，液体光固化树脂仅在树脂被补充到制造区域时被加热短的时间段，并且温度的增加受控，使得液体光固化树脂几乎不劣化。此外，由于补充的液体光固化树脂的温度不太高，因此能够防止形状精度由于树脂在通过光固化制造之后被取出到室温环境时的变形而降低。

[第三实施例]

图9B是用于描述根据本发明的第三实施例的三维制造装置的构成的装置的示意性截面图。

与第二实施例的装置一样，在第三实施例的装置中，光透过部分被红外加热设备加热。但是，第三实施例中的装置的光透过部分与第二实施例中的装置的不同点在于，光透过部分透过阻止光固化树脂的固化的诸如氧气等的气体。

(装置的构成)

在图9B中，示出了容器1、液体光固化树脂2、树脂供给单元3、光源7、镜子单元8、透镜单元9、光源单元10、基台11、提升/降低臂12、提升/降低单元13、三维制造物体14、观察部分15、红外热查看器16、红外光源90和反射部分95。

由于以上构成要素与参照图1和图9A描述的构成要素相同，因此省略其详细描述。

在图9B中，还示出了氧气供给单元100、冷却单元101和光透过部分104。

氧气供给单元100将氧气供给到光透过部分104的外表面附近。在第三实施例的装置中，设置透过诸如氧气等的气体的光透过部分104。在作为液体光固化树脂使用在含有诸如氧气的气体时降低光固化灵敏度的自由基聚合树脂材料的情况下，由于通过透过的气体在光透过部分附近形成固化被阻止的区域，因此存在固化物体不粘附到光透过部分的优点。氧气也包含在大气中。但是，为了充分增加透过光透过部分的氧气的量，优选制作氧气含有比率比光透过部分104的外表面附近的气氛高的气氛。出于这种原因，优选设置氧气供给单元100。在一些情况下，氧气供给单元100可以具有用于在等于或大于1个大气压的压力下对光透过部分104进行加压的机构。

冷却单元101是使容器1中的液体光固化树脂2冷却下来的机构。为了防止由于容器1中的整个液体树脂材料的温度变得太高而劣化或固化进行的问题或由于硬化后的冷却而使制造物体变形的问题，本实施例的装置包括用于使液体光固化树脂2冷却下来的机构。即，液体或气体制冷剂流过的管道被布置在装置中的适当位置处。在图9B的装置中，冷却单元101的管道被布置在容器1的壁内的七个地方和基台11内的三个地方，但是可以适当地改变布置和数量。更具体地说，保持在20℃-35℃的温度下的冷却水可以通过泵在管道中循环。

(光透过部分)

光透过部分104是透过由光源7照射且具有其中液体光固化树脂2被硬化的波长区域的光并且吸收由红外光源90照射的红外光的部分(窗口)。并且，光透过部分是透过或渗透用于阻止液体光固化树脂的固化的诸如氧气等的气体的部分。作为光透过部分104的材料，可以使用诸如PFA、FEP、ETFE、PE等的树脂。在它们当中，氟基树脂在离型性(releasability)上是优异的，并且可以被适合地使用。例如，四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的共聚物是适合的，并且，使用由DAIKIN INDUSTRIES,Ltd.制造的NEOFLON^TM PFA。

(控制系统)

接下来，将描述图9B所示的第三实施例的三维制造装置的控制系统。基本上，相关的控制系统与第二实施例的装置的控制系统相同。但是，第三实施例与第二实施例的不同点在于，控制单元控制氧气供给单元100和冷却单元101的操作。

(三维制造处理)

接下来，将描述使用第三实施例的三维制造装置的三维制造处理。基本上，相关的制造处理与第二实施例的装置的制造处理相同。但是，第三实施例与第二实施例的不同点在于，控制单元控制氧气供给单元100和冷却单元101的操作，使得连续且稳定地执行制造处理。

根据本实施例，由于光透过部分104正下方的液体光固化树脂2被光透过部分104加热，因此液体光固化树脂2的粘度降低，并且因此流动阻力降低。因此，液体光固化树脂2的流入速度高，使得可以缩短用于形成下一层的准备处理所需的时间。即，当制作三维制造物体时，使光源单元照射光以光固化液体光固化树脂的一部分，然后，光透过部分附近的液体光固化树脂被光透过部分加热以降低其粘度，使得可以高速补充液体光固化树脂。换句话说，红外光源90用作促进与光透过部分104接触的光固化树脂2的流动的流动促进单元，该流动由基台11的移动伴随。

并且，根据本实施例，通过透过光透过部分的气体在光透过部分附近形成阻止固化的区域，使得固化物体不粘附到光透过部分。

根据本实施例，与具有没有热产生机构的光透过部分的三维制造装置相比，能够增加基台降低时光固化树脂的溶液的流入速度。因此，可以大大缩短包括光固化处理的三维制造所需的时间。

根据本实施例，液体光固化树脂仅在树脂被补充到制造区域时被加热短的时间段，并且温度的增加受控，使得液体光固化树脂几乎不劣化。此外，由于补充的液体光固化树脂的温度不太高，因此能够防止形状精度由于树脂在通过光固化制造之后被取出到室温环境时的变形而降低。

[第四实施例]

图9C是用于描述根据本发明的第四实施例的三维制造装置的构成的装置的示意性截面图。

在根据第一实施例至第三实施例中的每一个的三维制造装置中，光透过部分被设置在容器的顶部。但是，在第四实施例中，光透过部分被设置在容器的底部。与第一实施例的装置一样，在第四实施例的装置中，光透过部分被透明加热器加热。但是，第四实施例的装置的光透过部分是透过用于阻止光固化树脂的固化的诸如氧气等的气体的光透过部分。

(装置的构成)

在图9C中，示出了容器1、液体光固化树脂2、树脂供给单元3、光源7、镜子单元8、透镜单元9、光源单元10、基台11，提升/降低臂12、提升/降低单元13、三维制造物体14、观察部分15和红外热查看器16。由于以上构成要素与参照图1描述的第一实施例的构成要素基本上相同，因此省略其详细描述。顺便提及，在图1的装置中，三维制造物体14被支撑在基台11的上表面上，但是在图9C的装置中，三维制造物体14被悬挂和支撑在基台11的下表面上。

此外，由于氧气供给单元100与第三实施例的氧气供给单元100相同，因此省略其详细描述。

与第三实施例的冷却单元101一样，冷却单元101是使容器1中的液体光固化树脂2冷却下来的机构。在第四实施例中，冷却单元101被设置在具有透明加热器的光透过部分114周围的光遮蔽部分115中。

虽然在第一实施例的装置中光透过部分和光遮蔽部分构成容器的盖子，但是在第四实施例的装置中，光透过部分114和光遮蔽部分115构成容器的底部。

光透过部分114是透过其中液体光固化树脂2被硬化的波长区域的光的部分(窗口)。光遮蔽部分115是由用于阻挡(遮蔽)其中液体光固化树脂2被硬化的波长区域的光的部件制成的部分。在本实施例中，光透过部分114被设置在用作光源单元10与基台11之间的光路的部分处，并且光遮蔽部分115在其周边区域中形成。

(光透过部分)

接下来，将描述具有加热源的光透过部分114。光透过部分114是透过其中被光源7照射的液体光固化树脂2被硬化的波长区域的光并且透过用于阻止液体光固化树脂的固化的诸如氧气的气体的部分。

基本上，使用具有参照图2A-2C、图6A-6C、图7A-7C和图8A-8C描述的构成的光透过部分。但是，在第四实施例中，由于需要透过阻止液体光固化树脂的固化的诸如氧气等的气体，因此存在光透过部分由与第一实施例的光透过部分不同的材料制成的情况。

在第一实施例中，图2A-2C所示的基板21、图6A-6C所示的基板61、图7A-7C所示的下基板71和上基板75以及图8A-8C所示的下基板81和上基板86例如为石英玻璃板。但是，在第四实施例中，使用诸如PFA、FEP、ETFE、PE等的树脂。例如，四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的共聚物是适合的，并且，可以使用由DAIKININDUSTRIES,Ltd.制造的NEOFLON^TM PFA。

透明加热器是具有光透过性和气体透过性(或渗透性)并且在被通电时产生热的加热器。例如，透明加热器由选自作为氧化物材料的锡掺杂氧化铟(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、锑掺杂氧化铟(ATO)等的材料的薄膜制成。当然，可以使用另一材料。

例如，银浆或银丝被用作用于使透明加热器通电的电极，但是可以使用另一电极。

(控制系统)

接下来，将描述图9C所示的三维制造装置的控制系统。由于与第一实施例的框图存在许多共同点，因此这里将参照图3描述共同点和不同点。

与第一实施例的装置一样，第四实施例的装置也包括作为控制块的控制单元31、外部设备32，操作面板33、红外热查看器16、树脂供给单元3、光源单元10、提升/降低单元13和加热器驱动单元34。因此省略对这些功能的描述。

但是，第四实施例与第一实施例的不同点在于，控制单元还控制氧气供给单元100和冷却单元101的操作。

控制单元31主要控制树脂供给单元3、光源单元10、提升/降低单元13、加热器驱动单元34、氧气供给单元100和冷却单元101以执行三维制造处理。

(三维制造处理)

接下来，将描述使用第四实施例的三维制造装置的三维制造处理。由于与第一实施例的流程图存在许多共同点，因此这里将参照图4的流程图大致描述整个处理。

第四实施例的装置也根据图4所示的三维制造处理的流程图的步骤(S1)-(S11)操作。

但是，在图11的装置中，由于三维制造物体14被悬挂和支撑在基台11的下表面上，因此在步骤(S4)中，基台11的初始位置被设定为与作为容器1的底部的光透过部分114向上分隔开预定距离的位置。

并且，在步骤(S7)中，将基台11升高一个层。例如，将基台升高40μm。

液体光固化树脂2从周边流入到由升高的基台11悬挂和支撑的三维制造物体14与光透过部分114之间的空间中。

顺便提及，控制单元控制氧气供给单元100和冷却单元101的操作，使得可以稳定且连续地执行制造处理。

根据本实施例，由于位于光透过部分114正上方的液体光固化树脂2被光透过部分114加热，因此液体光固化树脂2的粘度降低，使得流动阻力降低。因此，液体光固化树脂2的流入速度高，使得可以缩短形成第二层和后续层的准备步骤所需的时间。即，当制作三维制造物体时，使光源单元照射光以光固化液体光固化树脂的一部分，然后，光透过部分附近的液体光固化树脂被光透过部分加热以降低其粘度，使得可以高速补充液体光固化树脂。即，透明加热器用作促进与光透过部分114接触的光固化树脂2的流动的流动促进单元，该流动由基台11的移动伴随。

并且，根据本实施例，通过透过光透过部分的气体在光透过部分附近形成阻止固化的区域，使得固化物体不粘附到光透过部分。

根据本实施例，与具有没有热产生机构的光透过部分的三维制造装置相比，能够增加基台升高时光固化树脂的溶液的流入速度。因此，可以大大缩短包括光固化处理的三维制造所需的时间。

根据本实施例，液体光固化树脂仅在树脂被补充到制造区域时被加热短的时间段，并且温度的增加受控，使得液体光固化树脂几乎不劣化。此外，由于补充的液体光固化树脂的温度不太高，因此能够防止形状精度由于树脂在通过光固化制造之后被取出到室温环境时的变形而降低。

虽然已如上所述描述了第一至第四实施例，但是本发明的实施例不限于此。即，可以改变和恰当地组合在上述实施例中的每一个中例示的构成要素的材料、布置、尺寸等。

例如，设置光透过部分的位置不限于液体光固化树脂容器的容器的上表面或底表面。即，光透过部分可以设置在容器的侧表面上。

此外，用于加热光透过部分的单元(手段)不限于单独使用的透明加热器或红外光源。即，能够组合透明加热器和红外光源，或者用诸如暖管、高频加热器等的另一加热单元替换它们。

此外，能够改变冷却单元(手段)的种类和布置。例如，也可以使用Peltier冷却元件。

此外，希望依赖于要使用的液体光固化树脂的种类以及要形成的三维制造物体的尺寸和形状适当地改变光透过部分的热产生率和温度的控制。

[第五实施例]

图10是用于在本实施例中将用于制作三维制造物体的三维制造装置的构成描述为截面构成的框图。在图10中，熔融(未固化)状态的光固化树脂201保持在容器205中。

在本实施例中，经由光透过部分206从容器205上方照射用于使光固化树脂201固化的固化光。充当具有固化阻止性能的气体的供给部件的制造台架203用作用于支撑制造物体202的制造部位的基台。随着制造物体202的硬化和制造的进行，制造台架203通过提升/降低设备204向下移动。在如下所述的间歇制造方法的情况下，照射固化光以执行一个层的制造，然后，通过提升/降低设备204向下(在图中)移动制造台架203。此时，制造台架203的移动距离基本上对应于要通过例如固化光的照射而硬化的一个层的厚度。例如，移动距离被设定为约0.02mm-0.2mm。通过制造台架203的移动，在制造物体202的制造部位上方供给用于下一层的光固化树脂201。在如下所述的连续制造方法的情况下，同时且连续地执行固化光的照射和制造台架203的移动。

从由例如光源208、镜子单元209和透镜单元210构成的光照射单元(设备)照射固化光。光源208例如是激光光源等。例如，在光固化树脂201是紫外线固化类型的情况下，在适合于诸如光固化树脂201的材料等的条件的约200nm-400nm的范围中，选择光源208的照射光的波长。固化光的典型光波长为254nm或365nm。但是，光源208的照射光的波长不一定限于紫外光区域，并且，可以依赖于光固化树脂201的材料使用另一波长区域的照射光。

镜子单元209由电流镜(galvano mirror)单元等构成，并且经由透镜单元210在X和Y方向上扫描光源208的照射斑点。因此，能够使对应于光固化树脂201的制造物体202的特定高度的部位固化。

作为制造方法，例如，除了其中交替地执行固化光的平面扫描和制造台架203的移动的所谓的间歇制造方法之外，还可想到使用其中在通过提升/降低设备204连续地移动制造台架203的同时以移动图像(moving image)的形式投影固化光的连续制造方法。在连续制造方法的情况下，包括光源208、镜子单元209和透镜单元210的光照射单元可以被构成为在表面上照射移动图像的移动图片投影仪。

在图10的构成中，由于从容器205的上方向执行用于使光固化树脂201固化的光照射，因此由光透过性材料制成的光透过部件即光透过性盖子被设置在容器205的顶部。在图10中，光透过部分206对应于相关的光透过部件。并且，出于视觉地识别制造的进行或通过未示出的照相机等拍摄制造的进行的目的，容器205的侧壁可以由光透过性材料制成。

光透过部分206由诸如PTFE、PFA、PE、PP、PC、PMMA、石英、玻璃等的光透过性材料制成。光透过部分206的厚度可以考虑制造区域211的尺寸、树脂的重量等被确定，并且可以在例如约0.5mm-10mm的范围中被选择。

顺便提及，对于光透过部分206可以使用气体透过性的树脂或玻璃材料。因此，能够从容器205的外部通过光透过部分206向光固化树脂201供给具有固化阻止性能的气体，例如作为简单物质(simplesubstance)存在的氧气或含有诸如氧气或臭氧的同素异形体的气体。因此，能够抑制在制造区域211中或在光透过部分206附近出现光固化树脂201的不必要的固着和粘度增加。

在本实施例中，未固化的液体光固化树脂201可以由供给设备207供给，以处于光透过部分206的下表面的液体水平或刚好在其附近的水平。在这种情况下，例如，在供给设备207中，可以设置用于根据检测光固化树脂201的液体水平的未示出的液体水平检测单元(手段)的输出将光固化树脂201自动地供给到容器205中的构成。

在本实施例中，作为具有促进与光透过部分206接触的光固化树脂201的流动(该流动由基台203的移动伴随)的功能的流动促进单元，使光透过部分206振动的激励设备212相对于光透过部分206安装。激励设备212作为换能器被安装到光透过部件，并且包括电驱动的振动器。例如，使用诸如音圈的电磁振动器或诸如压电元件的振动器作为激励设备212的换能器。激励设备212的振动器在依赖于光固化树脂201的材料物理性能和光透过部分206的物理性能的最佳驱动条件下被驱动。

将在后面描述随同制造的进行的激励设备212的驱动定时的控制细节。例如，在间歇制造方法中，可想到特别是在照射固化光之后在与制造台架203被提升/降低设备204移动的相同时间或紧接着其移动之后驱动激励设备。

通过用激励设备212使光透过部分206振动，制造区域211、特别是光透过部分206附近的光固化树脂201的温度增加。因此，粘度局部降低，并且在光透过部分206与光固化树脂201之间的接触界面处润湿性提高，使得树脂容易侵入。即，激励设备212用作具有促进与光透过部分206接触的光固化树脂201的流动的功能的流动促进单元，该流动由基台203的移动伴随。

然后，例如，在光固化树脂201被供给到由于制造区域211中的制造台架203的移动而出现的空间之后，停止激励设备212的驱动，并且，照射用于下一层的固化光。在间歇制造方法中，在照射固化光时，能够通过停止激励设备212的驱动抑制由于光固化树脂201的振动而在在光固化树脂201中传播的固化光中出现不必要的折射和散射。总之，能够通过执行如上所述的制造控制来通过间歇制造方法完成制造物体202。

这里，参照图11和12，将考虑通过激励设备212经由光透过部分206振动的未固化光固化树脂201的物理性能。

当光透过部分206被激励设备212激励时，振动传播到对应于光透过部分的附近(例如制造台架203和已经制造的制造物体202的附近)的制造区域211的未固化光固化树脂201。通过该振动，能够将光固化树脂201加热到适当的温度，由此具有提高其流动性的效果。

顺便提及，依赖于光固化树脂201的种类、粘度、耐热温度等，可以根据情况对光固化树脂201执行温度控制。例如，通过温度传感器测量光固化树脂201的温度，并且控制激励设备212的激励驱动，使得光固化树脂201的测量温度维持在适当的温度范围内。例如，可以如图10所示的那样布置要用于这种目的的温度传感器233。更具体地说，通过在容器5的内壁表面上设置诸如热敏电阻的温度检测元件来构成温度传感器233。在这种情况下，温度传感器233与其接触的光固化树脂201的温度被测量。但是，温度传感器233也可以构成为以非接触方式测量制造区域211附近的光固化树脂201的温度。在这种情况下，例如，温度传感器233可以由能够测量红外辐射的热成像(thermographic)设备等构成。通过温度传感器233，通过光透过部分206从上侧或者通过容器205的透明材料侧壁从侧面以非接触方式测量制造区域211附近的光固化树脂201的温度。在通过温度传感器233的温度管理中，例如，控制设备(例如后面描述的CPU 601)控制激励设备212的激励驱动时间和激励输出，使得测量的光固化树脂201的温度不超过上限值。光固化树脂201的优选温度范围依赖于光固化树脂201的种类、粘度、耐热温度等而变化。在由上述材料制成的光固化树脂201的情况下，例如，通常考虑从40℃到80℃的温度范围。

并且，通过利用激励设备212通过光透过部分206使光固化树脂201振动，光固化树脂201的流动性增强。可想到，流动性的这种增强的原因是光固化树脂201的表面张力通过振动而降低，因此粘度降低。因此，能够高速且平稳地将光固化树脂201供给到制造区域211。顺便提及，由激励设备212激励光透过部分206时的驱动条件依赖于光固化树脂201的种类、粘度、耐热温度等被适当地确定。

例如，在由上述材料制成的光固化树脂201的情况下，可想到激励频率在10Hz-100kHz的范围中并且激励输出在约10W-1kW的范围中。此外，只要如后面描述的那样间歇地执行激励驱动，一次激励驱动时间就可以被限制到0.5秒-5.0秒的范围。还可想到，激励设备212的激励频率被取作要被振动的光透过部分206的共振频率(f0)。因此，能够通过激励设备212有效地使光透过部分206振动。

图11是用于描述光固化树脂201的表面张力的影响的示图，其示出了在图10的构成中光固化制造物体202通过制造台架203向下移动的状态。在图11中，边界213中的每一个表示通过制造物体202的移动在制造物体202正上方产生的光固化树脂201的低压部分与低压部分周围的不受压力影响的光固化树脂201的部分之间的压力边界。这里，尽管边界213不一定是视觉可观察的，但是可想到光固化树脂201的表面张力像这样在压力边界213的部位起作用。

在光固化树脂201的粘度高的情况下，强的表面张力作用在边界213处，使得变得难以使树脂从周围流动到制造区域211中。为了应对这种不便，例如，可想到通过一次移动制造台架203大于原本(基本)的移动量以扩大已经制造的制造物体202上方的空间来将光固化树脂201引导到制造区域211中。这里，例如，假定在间歇制造中，要通过一次平面扫描被光固化的层厚度为0.02mm-0.2mm。在这种情况下，制造台架203一次降低，使得在已经制造的制造物体202上方形成高度等于或高于0.2mm的空间。然后，在光固化树脂1被充分供给之后，制造台架203再次升高，使得已经制造的制造物体202上方的空间具有对应于0.02mm-0.2mm的期望范围中的一个层的厚度的高度。但是，如果在间歇制造中对每个单层制造执行这种控制，则存在制造处理时间明显延长的可能性。

另一方面，在本实施例中，通过利用激励设备212通过光透过部分206使面对光透过部分206的光固化树脂201振动，能够在不执行制造台架203的上述移动控制的情况下高速且平稳地供给光固化树脂201。例如，通过利用激励设备212通过光透过部分206使光固化树脂201振动，能够通过暂时减小光固化树脂201的分子间接合力来减小在诸如边界213的部位处产生的表面张力。因此，在本实施例中，即使在树脂的粘度和表面张力降低、流动性增加并且制造台架203的移动量小的情况下，也能够使光固化树脂201高速且平稳地前进到通过这些条件出现的空间。

例如，图12的示图表示通过在与上述相同的材料的光固化树脂201在21.8℃的环境温度下作为例如100μl的液滴被滴到由与光透过部分206的材料相同的材料制成的基台上时测量液体厚度(μm)和液体投影直径(mm)获得的结果。在激励A(2302：20kHz/200W)和激励B(2303：40kHz/600W))的两个条件下，可以通过与激励设备212等同的激励设备激励和驱动与光透过部分206的材料相同的材料的基台。应当注意，这些激励频率是超过可听范围的所谓的超声带中的频率。

图12进一步表示当作为比较条件不执行对基台的激励时获得的结果2301。在该结果中，液体厚度为720μm，液体投影直径为13.3mm。另一方面，在上述激励A(2302)的条件下，液体厚度为420μm，液体投影直径为16.6mm，并且在上述激励B(2303)的条件下，液体厚度为340μm，液体投影直径为18.7mm。即，与不执行激励的情况相比，当执行激励时，光固化树脂201的流动性增强，使得滴在具有相同润湿性的基台表面上的宽且薄的区域上的液滴状的光固化树脂201容易扩展。如从由图12表示的实验结果可以看出的，可以理解的是通过使光透过部分206振动，光固化树脂201的流动性提高，并且其供给效率增加。顺便提及，图12中的液体厚度和液体投影直径可以被考虑为光固化树脂201滴落的基台上的润湿角的指标。

随后，将描述制造装置的具体控制系统及其制造控制过程的示例。图15是用于描述图10的制造装置的控制系统的构成的框图。顺便提及，可以在后面描述的其它实施例中类似地实现图15所示的控制系统的构成。

在图15所示的控制系统中，ROM 602、RAM 603、接口(IF)604、接口(IF)608、网络接口(NIF)609等被布置在充当控制设备的主要功能的CPU 601的周围。

ROM 602、RAM 603以及各种接口604、608和609连接到CPU601。诸如BIOS(基本输入/输出系统)的基本程序被存储在ROM 602中。ROM 602的存储区域可以包括诸如EPROM(可擦除可编程只读存储器)或EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)的可重写设备。RAM 603被用作暂时存储CPU 601的计算处理结果的工作区域。通过执行记录(存储)在ROM 602中的程序，CPU 601执行后面描述的制造控制过程。

在将用于执行后面描述的制造控制过程的程序记录(存储)在ROM 602中的情况下，这种记录介质构成在其中存储用于执行本发明的控制过程的计算机可读记录介质。顺便提及，除了诸如ROM 602的固定记录介质之外，用于执行后面描述的制造控制过程的程序还可以存储在诸如各种闪速存储器、光(磁)盘等的可拆卸计算机可读记录介质中。当安装或更新用于执行用于实现本发明的控制过程的程序时，可以使用这种存储形式。另外，当像这样安装或更新控制程序时，除了如上所述使用可拆卸记录介质之外，还能够使用经由网络接口609从网络611下载程序的方法。

CPU 601可以与经由网络接口609连接的通过使用诸如TCP/IP(传输控制协议/因特网协议)的协议执行通信的网络(未示出)上的其它资源通信。能够通过诸如有线连接(IEEE(电气和电子工程师协会)802.3等)、无线连接(IEEE 802.xx等)等的各种网络通信方法构成网络接口609。还能够从布置在网络611中的服务器下载后面描述的制造控制程序，并且将它安装在诸如ROM 602或HDD(硬盘驱动器)的未示出的外部存储设备中，或者将已经安装的程序更新到新版本。

用于制造物体202的层叠三维(3D)制造的三维(3D)数据以诸如3D CAD(计算机辅助设计)的数据格式从高层主机设备610经由接口608被传送。可以基于例如各种类型的串行或并行接口标准构成接口608。并且，主机设备610还可以作为网络终端连接到网络611。并且，在这种情况下，主机设备610可以以与上述相同的方式向制造装置供给制造数据。

CPU 601经由接口604和光照射控制单元605控制光源208和镜子单元209。此外，CPU 601经由接口604和台架控制单元607控制提升/降低设备204的提升和降低操作。此外，CPU 601经由接口604和激励控制单元606控制激励设备212。CPU 601根据预定的制造顺序控制这些单元，由此使整个制造处理进行。

接口604和608可以基于例如各种串行或并行接口标准构成。在图15中，为了简单起见，接口604通过一个块示出。但是，接口604可以由接口电路构成，这些接口电路依赖于其右侧示出的各部分的通信规范等分别具有不同的通信方法。

随后，将描述使用上述控制系统的制造控制。图16和17示出图10的装置中的制造控制过程的流程。更具体地说，图16示出在其中交替地执行固化光的照射(S210)和制造台架203的移动(S213)的所谓的间歇制造方法的情况下要执行的控制过程。图17示出在其中同时并且并行地执行固化光的照射(S210)和制造台架203的移动(S213)的所谓的连续制造方法的情况下要执行的控制过程。图16和17所示的控制过程被描述为可以由例如CPU 601(控制设备：计算机)读取和执行的控制程序，并且可以存储在例如ROM 602(或未示出的外部存储设备)中。

在制造之前，熔融(未固化)状态的光固化树脂201通过供给设备207被供给到容器205中。替代地，该过程可以由工作者(操作者)手动执行。在通过供给设备207供给光固化树脂201的构成中，可以能够执行自动控制，使得容器205中的光固化树脂201的量依赖于用于检测光固化树脂201的液体水平的液体水平检测单元(手段)的适当输出被自动地控制到适当的量。此外，在设置供给设备207的情况下，可以能够添加用于从容器205抽吸和排出光固化树脂201的树脂收集设备，使得光固化树脂201从树脂收集设备循环到树脂供给设备，并且再次到容器205。

预先从主机设备610等传送制造物体202的3D制造数据。通过将3D制造数据转换为例如多个制造层的(截面)形状数据，产生构成制造物体202的多个层的制造数据。取出多个层的一个层的制造数据，并且进行驱动以照射对应于该一个层的制造数据的形状的部分。在间歇制造方法中，CPU 601驱动并控制镜子单元209，以执行对应于一个层的制造数据的形状的区域的平面扫描。在连续制造方法中，例如，CPU 601产生通过将多个层的制造数据分解为帧而获得的移动图像数据，并且基于产生的移动图像数据，驱动并控制镜子单元209或代替透镜单元210而布置的移动图像投影仪。

当光固化树脂201被供给到容器205中并且获得待制造的制造物体202的制造数据时，CPU 601决定是否开始制造。通过决定是否已从主机设备610等接收到制造开始的指令或者通过决定是否已对未示出的操作面板执行了预定的制造开始操作来执行制造开始的决定。

在本实施例中，至少当充当制造物体202的基台的制造台架203移动时，光透过部分206通过激励设备212振动。例如，在图16所示的间歇制造处理中，当照射对应于制造物体202的一个层的固化光(S210)并停止照射时(S211)，CPU 601经由激励控制单元606开始驱动激励设备212。CPU 601在制造台架203移动的同时通过激励设备212使光透过部分206振动，直到在S214中制造台架203的移动停止。

通过光透过部分206的振动，面对光透过部分206的光固化树脂201被激励并适当地加温，并且其流动性增强。因此，能够平稳且高速地将熔融的光固化树脂201供给到通过制造区域211、特别是制造台架203的移动产生的用于下一层的空间。通过利用激励设备212使光透过部分206并进一步使光固化树脂201振动的构成，此时能够实现0.3ml/sec-30ml/sec的树脂供给速度，尽管该树脂供给速度依赖于光固化树脂201的粘度和制造形状而不同。

然后，当制造台架203移动例如依赖于一个层的高度而确定的距离时，CPU 601停止移动制造台架203(S214)，并且进一步停止通过激励设备212激励光透过部分206。重复上述处理，直到在S216中确认制造物体202的制造完成(结束)。可以通过决定是否已通过使用用于制造制造物体202的所有层的数据执行了光照射和台架移动来执行S216的处理。

在间歇制造的情况下，如上所述，仅当制造台架203移动(S213)时才通过激励设备212执行光透过部分206的激励。即，当执行固化光照射(S210)时，能够控制不驱动激励设备212。因此，固化光的光路没有不必要地受透过固化光的光透过部分206的振动和面对光透过部分206的光固化树脂201的振动影响，使得能够以高的精确程度制造对应于制造物体202的每个层的部位。

另一方面，在图17中的连续制造的情况下，同时且并行地执行固化光的照射(S210)和制造台架203的移动(S213)。即，与通过光照射设备照射固化光并发地，制造台架203被移动以连续地制作制造物体。当固化光的照射(S210)和制造台架203的移动(S213)开始时，CPU通过激励设备212使光透过部分206振动(S221)。顺便提及，为了方便，在S210和S213之后示出了S221的“接通激活”。但是，激励设备212的驱动可以在S210和S213之前开始。制造台架203的移动(S213)的速度依赖于例如移动图像形式的固化光的帧速率被确定。在S222中，激励被关闭。

即使在图17所示的连续制造的情况下，当光透过部分206振动时，面对光透过部分206的光固化树脂201也被激励并适当地加温，并且其流动性增强。因此，能够平稳且高速地将熔融的光固化树脂201供给到通过制造区域211、特别是制造台架203的移动而出现的空间。

在图17所示的连续制造的情况下，当至少制造台架203移动时，光透过部分206类似地通过激励设备212振动(S221)。这里，在连续制造方法的情况下，同时执行固化光的照射。在这种情况下，尽管存在光透过部分206和光固化树脂201的振动可能影响固化光的光路的可能性，但是能够抑制光固化树脂201的流体振动和搅拌部分的固着。因此，能够防止光透过部分206的固着和光固化树脂201的粘度增加，使制造台架203和制造物体202的制造部位平稳地移动，而不引起速度不均匀等，使得可以预期制造精度的提高。特别地，在通过对光透过部分206使用诸如气体渗透树脂或玻璃的材料通过光透过部分206将具有固化阻止性能的气体(纯氧气或空气)供给到光固化树脂201的一侧的情况下，抑制光透过部分206的固着和光固化树脂201的粘度增加的效果提高。

如上所述，根据本实施例，在重复光固化树脂的光固化和制造台架的移动的三维制造中，能够增加将未固化的光固化树脂补充在用于下一层的空间中的速度。并且，例如，通过利用具有固化阻止性能的气体，能够抑制固化光(制造光)的透过部件附近的光固化树脂的硬化、固着和粘度降低。

以下，将描述不同的实施例。在下面的描述中，当总体构成、控制系统的构成等与以上描述的那些相同时，将省略冗余的解释和描述。此外，相对于装置、设备和电路的构成部件，对与以上描述的那些相同或对应的部件给出相同的附图标记和符号，并且将省略其详细描述。

[第六实施例]

在第五实施例中，光透过部分206设置在容器205的上部，并且，通过包括光源208、镜子单元209和透镜单元210的光照射设备将制造光照射到制造区域211中的光固化树脂201。在本实施例中，描述用于从与图10中的方向不同的方向照射制造光即固化光的构成。

在图13A中，包括光源208、镜子单元209和透镜单元210的光照射设备被设置在容纳光固化树脂1的容器5的下部。光透过部分206被设置在容器205的底部部位，并且，其一部分具有用于使光透过部分206振动的激励设备212。在图13A的构成中，制造光从容器205下方通过光透过部分206照射到制造区域211中的光固化树脂201。制造台架203依赖于制造的进行通过提升/降低设备204向上移动，由此在制造台架203的下表面上形成制造物体202。

如上所述，图13A所示的构成与第五实施例的构成的不同仅在于制造光的照射方向和由于制造而导致的制造物体202和制造台架203的移动方向。并且，在上述的本实施例的构成中，通过利用激励设备212使光透过部分206并进一步使面对光透过部分206的制造区域211附近的光固化树脂201振动，可以预期与上述实施例的操作和效果相同的操作和效果。即，同样在本实施例中，能够通过激励设备212的激励增加光固化树脂201的流动性。因此，例如，能够防止树脂与光透过部分206之间的固着并且将光固化树脂201高速且平稳地供给到在制造物体202和制造台架203的移动之后出现的空间中。也可以以与第五实施例中相同的方式执行用于制造控制的控制系统(图15)和制造控制过程(图16和17)。

[第七实施例]

在第五实施例和第六实施例中，描述了容器205的基本上整个上表面和下表面分别由光透过部分206构成并且它们分别被激励设备212激励的示例。在本实施例中，将例示光透过部分206周围的不同构成。

图13B示出本实施例中的光透过部分206周围的构成。为方便起见，与图13A一样，使用从下方照射制造光的构成。但是，与图13B中类似的光透过部分206周围的构成可以被应用于图10中描述的上方照射方法的构成。

在图13B中，光透过部分215是与上述光透过部分206类似的光透过部分。在本实施例中，光透过部分215形成为具有需要实际在容器205的中心部分中透过制造光的面积，并且其周边由振动吸收部件214支撑。在本实施例中，例如，光透过部分215和振动吸收部件214可以形成为具有基本上相同的表面，并且光透过部分215和振动吸收部件214一起限定容器205的底表面部分。激励设备216是类似于激励设备212的激励设备，并且可以由例如诸如压电元件的振动器构成。由于与上述实施例中描述的那些相同的部件和由与上述实施例中描述的那些相同或相似的附图标记表示的其它部件的构成和操作分别与以上描述的那些相同，因此这里省略重复的描述。

通过利用激励设备216使光透过部分215和光固化树脂201振动的基本操作和效果分别与上述实施例中描述的那些相同。即，制造区域211附近的光固化树脂201的流动性增加。因此，能够通过提升/降低设备204以低的阻力移动制造台架203，并且还能够将光固化树脂201高速且平稳地供给到在制造台架203的移动之后出现的空间中。

并且，在本实施例中，设置在容器205的底表面的中心的光透过部分215的周边边缘被支撑，使得边缘被振动吸收部件214围绕，并且激励设备216被设置在光透过部分215的周边部分。进行这种构成的原因是要使由激励设备216产生的振动作为从光透过部分215的周边部分向中心部分前进的行波进行传播。

即，根据本实施例，由于光透过部分215的外周被振动吸收部件214连接，因此被光透过部分215的外周边缘反射的振动成分小，并且通过激励设备216产生的振动从光透过部分215的周边向中心前进。

如图11所示，在照射固化光之后，光固化树脂201从制造区域211的外周部分向中心进入通过移动制造台架203形成的空间。因此，如上所述，通过使由激励设备216产生的振动作为从光透过部分215的周边向中心前进的行波进行传播，与上述实施例相比，能够更高速且更平稳地将光固化树脂201供给到制造区域211附近。

如图14A-14C所示，可以构成光透过部分206的安装表面上的激励设备216的布置。

图14A是用于描述在例如容器205具有拥有矩形横截面的箱型形状的情况下设置在容器205的上部或下部的振动吸收部件214、光透过部分215和激励设备216的构成的示图。在图14A的构成中，由振动吸收部件214围绕并支撑的光透过部分215具有矩形形状。具有条带形状的两个激励设备216和216附接到光透过部分215的两个相对侧的边缘。因此，分别由激励设备216和216产生的振动从光透过部分215的两个相对侧向中心前进，由此增强光固化树脂201的流动性并促进光固化树脂201向这些方向的移动。

在图14A的构成中，并不总是需要同时驱动两个激励设备216和216这两者。例如，依赖于制造物体202的形状，可以方便地仅在图中从左到右或者在其相反方向上促进光固化树脂201的流动。因此，如图14A所示，当使用包括多个可独立驱动的振动器的激励设备时，例如，控制系统的CPU 601(图15)可以依赖于制造物体202的形状等进行控制以选择性地驱动激励设备的振动器即其换能器。

图14B是用于描述在例如容器205具有中空圆筒形状等的情况下设置在容器205的上部或下部的振动吸收部件214、光透过部分215和激励设备216的构成的示图。在图14B的构成中，振动吸收部件214和光透过部分215分别是同心的。例如，圆形光透过部分215的圆周被振动吸收部件214围绕并支撑。环形激励设备216安装在圆形光透过部分215的周边。在所示的示例中，环形激励设备216和圆形光透过部分215具有基本上相同的外径。因此，在这种构成中，由激励设备216产生的振动从光透过部分215的外周边缘向中心部分前进，由此增加光固化树脂201的流动性并促进光固化树脂201向这种方向的移动。

图14A所示的构成可以被改变为例如图14C所示的构成。在图14C中，阴影线所表示的激励设备216被设置在被振动吸收部件214围绕的矩形光透过部分215的四个角部和四个边的中心。通过一起驱动激励设备216，可以以与图14B所示的环形布置的情况类似的模式产生从光透过部分215的周边部分向中心前进的行波，并且产生的行波可以被传送到光固化树脂201。并且，同样在控制系统的CPU 601(图15)依赖于例如制造物体202的形状等进行控制以选择性地驱动激励设备的振动器的情况下，能够精细地选择要振动的振动器的组合。因此，可以能够广泛地应对具有复杂截面形状的制造物体202。

[第八实施例]

在第八实施例中，将描述光透过部分的详细构成的示例。与图13A和13B一样，图18是用于描述光透过部分215被设置在容器205的底表面上的构成的主要部分的框图。尽管在图18中未示出光照射设备，但是制造光从下方经由光透过部分15照射到位于制造物体202和制造台架203下方的制造区域211。

在图18中，激励设备216被安装在光透过部分215的下表面上。图18的截面图对应于图13A、14A和14B所示的激励设备216的布置。但是，可以采用激励设备216的不同布置图案。此外，即使不存在激励设备216，也可以实现本发明的效果。

本实施例的特征在于，凹凸形状227被设置在光透过部分215的面对光固化树脂201的表面上。例如，凹凸形状227中的每一个形成为具有例如高度为5μm-50μm、间距为10μm-0.2mm的矩形截面。通过光透过部分215的表面的直接处理或一体化形成，获得凹凸形状227。另外，通过用与光透过部分215相同的材料通过一体化形成粘附具有不均匀(凹凸)形状的薄部分，获得凹凸形状227。

通过在光透过部分215的面对光固化树脂201的表面上设置各自具有上述尺寸的细微凹凸形状227，能够有效地将由激励设备216激励的光透过部分215的振动经由凹凸形状227传送到光固化树脂201。因此，能够有效地增加制造区域211附近的光固化树脂201的流动性。当制造物体202和制造台架203移动时，能够将光固化树脂201高速且平稳地供给到制造区域211附近。此外，即使在制造区域211附近出现光固化树脂201的固着或粘度增加，也能够通过振动促进制造物体202和制造台架203的移动时的光固化树脂201的剥离。因此，提升/降低设备(204)可以以小的驱动力移动制造物体202和制造台架203。

并且，当凹凸形状227以例如上述尺寸和形状布置在光透过部分215的面对光固化树脂201的表面上时，例如，可想到将通过激励设备216激励光透过部分215的幅度设定为等于或高于5μm并且将周期设定为等于或高于10μm。通过使激励设备216的激励周期和幅度与凹凸形状227的尺寸和形状特别是周期一致，变得能够使通过光透过部分215照射的制造光扩散和模糊。即，能够使由于在制造光进入细微凹凸形状227时的图像歪曲而引起的轮廓偏差模糊。因此，能够平滑地连接制造物体202的轮廓。

此外，在使用图13A或图10所示的透镜单元210和镜子单元209的情况下，当在制造区域211的特定平面范围上扫描制造光时，与入射到制造物体202的中心的光的光路相比，制造光的光路在周边部分中倾斜。

因此，为了补偿由这种倾斜引起的像差和歪曲，可想到通过利用凹凸形状227构成光固化树脂201的一侧的光透过部分215的表面作为透镜。例如，凹凸形状227用于构成菲涅尔透镜。

此外，如果凹凸形状227的几何形状处于5μm-50μm的高度和10μm-0.2mm的间距的范围中，则可以通过使用凹凸形状227构成衍射透镜。在衍射透镜中，形成凹凸形状227的凹槽构成被布置为形成同心圆。这里，例如，其间距是在光透过部分215的中心区域中稀疏且在其周边区域中致密的不规则间距图案。因此，能够校正向制造区域211的照射部分引导的制造光的光路使得它们对齐，例如在制造物体202的中心和周边部分处基本上平行。结果，能够明显提高制造物体202的制造精度。

[第九实施例]

将参照图19A-20B描述另一不同的实施例。在上述的第五至第八实施例中，激励设备212和216分别被安装在光透过部分206和215上，并且光透过部分206和215在接触状态下振动。另一方面，本实施例与第五至第八实施例的不同点在于，布置用于以非接触方式使光透过部分215振动的激励设备120。

图19A和19B是用于描述本实施例的构成示例的示图。更具体地说，与图10和13A一样，图19A描述从上侧照射制造光的基本构成中的布置，并且与图13B一样，图19B描述从下方照射制造光的基本构成中的布置。

图19A和19B与上述的第五至第八实施例的不同点在于，面对光透过部分215设置用于以非接触方式使光透过部分215振动的激励设备120。在本实施例中，激励设备120由用于以声能的形式辐射振动的手段(例如，电磁驱动或压电驱动的扬声器)构成。特别地，优选激励设备120能够以具有指向性的非接触方式使光透过部分215的部位集中振动。出于这种原因，优选使用例如参数化扬声器作为激励设备120的换能器。通常，作为参数化扬声器，布置以具有强指向性且比可听范围高的所谓的超声带驱动的多个扬声器，并且能够通过这些扬声器在特定方向上在空气中传送声能。

省略作为参数化扬声器的激励设备120的详细构成的描述。构成激励设备120的多个扬声器元件以具有强指向性且高于可听范围的超声带驱动。在这种情况下，以AM(幅度调制)、DSB(双边带)、SSB(单边带)或FM(频率调制)的传送方法向驱动信号应用传送信号。这里，传送信号是具有要使光透过部分215振动的激励频率的信号。因此，可以将振动作为声能以指向性向光透过部分215传送。当然，清楚的是，从光透过部分215的布置来看，激励设备120被设置为在图19A的布置中从上侧并且在图19B的布置中从下侧使其指向性方向符合光透过部分215的方向。

例如，激励设备120的传送信号的激励频率即用于使光透过部分15振动的激励频率优选被设定为光透过部分215的共振频率(f0)。因此，能够以小的驱动力有效地使光透过部分215振动。

在图19A和19B两者中，与图13B所示的构成一样，光透过部分215具有其周边被振动吸收部件214围绕并支撑的支撑构成。顺便提及，在图19A和19B中，分别具有与图10、13A、13B等中所描述的附图标记相同的附图标记的其它部件的布置和构成与上述实施例中的那些相同，并且省略重复的描述。

也可以以与上述第五实施例中的方式相同的方式实现和执行用于制造控制的控制系统(图15)和制造控制过程(图16和17)。但是，激励控制单元606被改变为可以驱动构成激励设备120的扬声器和参数化扬声器的构成。特别是在参数化扬声器的情况下，用于产生希望的传送信号即具有要使光透过部分215振动的频率的信号的调制电路等被设置在激励设备120中。

利用上述构成，在本实施例中，如图19A和19B所示，光透过部分215通过激励设备120以非接触方式振动。特别地，通过用参数化扬声器构成激励设备120，能够有效地增强制造区域211附近的光固化树脂201的流动性。因此，当制造物体202和制造台架203移动时，能够将光固化树脂201高速且平稳地供给到制造区域211附近。即使在制造区域211附近出现光固化树脂201的固着或粘度增加，也能够通过振动促进在制造物体202和制造台架203的移动时的光固化树脂201的剥离。因此，提升/降低设备204可以以小的驱动力移动制造物体202和制造台架203。

如第七实施例(图13B-14C)中所描述的那样，希望由激励设备120产生的振动作为从光透过部分215的周边部分向中心部分前进的行波传播。出于该目的，能够使用图20A和20B所示的构成。

在图20A和20B中，与第七实施例的图14B和14C所示的构成一样，圆形和矩形光透过部分215分别被振动吸收部件214围绕并支撑。在图20A和20B中，由阴影线表示的部分(对应于图14B和14C中的激励设备216)是共振部件121。

例如，在图20A中，相对于激励设备212的参数化扬声器的激励频率具有共振特性的共振部件121被布置为在光透过部分215周围形成圆周形状。此外，在图20B中，相对于激励设备212的参数化扬声器的激励频率各自具有共振特性的多个共振部件121被布置在光透过部分215的周边部分中，例如，布置在角部和边部的中心部分。尽管在本实施例中未示出，但是与图14A中的激励设备216和216的布置一样，可以能够采用共振部件121被安装到光透过部分215的两个相对侧的边缘的构成。

在图19A和19B中，未示出共振部件121。因此，具有对应于光透过部分215的共振频率(f0)的激励频率的信号以非接触方式从激励设备120被传送到光透过部分215。另一方面，在如图20A和20B所示的那样布置共振部件121的情况下，对应于共振部件121的共振频率(f0)的信号以非接触方式从激励设备120被传送到共振部件121。激励设备120的指向性方向被适当地调整，以覆盖图20A和20B中的共振部件。并且，光透过部分215的共振频率(f0)优选被设定为偏离共振部件121的共振频率(f0)的值。因此，激励设备120首先将振动作为声能传送到共振部件121，并且将振动作为行波从光透过部分215的周边部分中的共振部件121向光透过部分215的中心部分传送。在本实施例中，振动吸收部件214起作用，以主要将振动从光透过部分215的周边部分向中心部分引导。

根据图20A和20B所示的构造，传送到共振部件121的振动从光透过部分215的外周边缘向其中心部分前进，由此增强光固化树脂201(图19A和19B)的流动性，并且促进光固化树脂201向中心部分的移动。如刚才所描述的，通过将振动作为从光透过部分215的周边向中心前进的行波传播，能够将光固化树脂201高速且平稳地供给到制造区域211附近，由此进一步提高以上操作和效果。

[第十实施例]

图21是用于描述根据本发明的第十实施例的三维制造装置的构成的示意性截面框图。

(装置的构成)

在图21中，示出了容器301、液体光固化树脂302、树脂供给单元303、光透过部分304、光遮蔽部分305、凸部形成区域306、光源307、镜子单元308、透镜单元309、光源单元310、基台311、提升/降低臂312、提升/降低单元313和三维制造物体314。

作为用于保持液体光固化树脂302的容器的容器301由阻挡其中液体光固化树脂被固化或硬化的波长区域的光的材料形成。

树脂供给单元303包括用于存放液体光固化树脂的罐和泵，并且供给液体光固化树脂，使得适量的液体光固化树脂302保持在容器301中。

液体光固化树脂302是当照射特定波长区域的光时被固化(硬化)的液体树脂。液体光固化树脂302被填充在容器301中直到光透过部分304和光遮蔽部分305的下表面，并且被保持以防止气泡进入。光透过部分304和光遮蔽部分305一起用作容器301的底部。

光透过部分304是透过其中液体光固化树脂302被硬化的波长区域的光并且透过或渗透用于阻止液体光固化树脂的固化的气体的部分。例如，光透过部分由诸如含氟聚合物、硅酮聚合物等的树脂(PFA、PTFE、PE等)或多孔玻璃形成。

通过已通过光透过部分304的固化阻止气体的作用，光透过部分304附近的液体光固化树脂在光固化灵敏度上降低。由于发挥固化阻止作用的气体例如为氧气，因此如果在光透过部分304外部存在通常的大气气体则是足够的。但是，为了使气体的作用更有效，可以设置用于控制光透过部分的外部空气的组成和压力的机构。

更具体地说，为了通过使光固化树脂固化来获得固化物体，能量射束被照射到光固化树脂的要被固化的部分。然后，初始地，包含在光固化树脂中的聚合引发剂通过能量射束的照射而裂解(cleave)，并且产生自由基。接着，包含在光固化树脂中的聚合阻止剂和溶解的氧与自由基反应，并且与自由基一起被消耗。当这种状态继续时，变为包含在光固化树脂的聚合阻止剂和溶解的氧气几乎不存在的状态。随后，当能量射束照射继续时，产生的自由基与包含在光固化树脂中的可聚合化合物反应，并且出现自由基聚合反应。此后，连续出现自由基聚合反应，使得低分子可聚合化合物被聚合。在将上述化学反应看作物理现象的情况下，发现当能量射束照射到处于液体状态的光固化树脂时，光固化树脂被固化和硬化。

另一方面，当在含有氧气的气体中(例如在大气中)将能量射束照射到光固化树脂时，即使当相关部分被能量射束充分照射时，也出现与大气接触的表面部分不固化的现象。这是因为包含在光固化树脂中的聚合阻止剂或溶解的氧气通过能量射束的照射与自由基反应并且被消耗，并且同时，大气中的氧气继续溶解到光固化树脂中，使得它不能达到不存在溶解的氧气的状态。因此，自由基不与可聚合化合物反应。

通过从光透过部分一直供给光固化树脂的固化阻止剂，能够在光透过部分和制造物体之间维持固化阻止区域(未固化层)。通过利用这种现象，能够容易地形成连续的三维制造物体。例如，使用具有高氧气渗透系数[m³·m/m²·s·Pa]的材料作为光透过部分的材料，并且在光透过部分的不与光固化树脂接触的一侧填充含有氧气的气体，例如，大气。因此，从光透过部分一直供给氧气，并且在光透过部分与制造物体之间维持固化阻止区域，使得可以连续地形成三维制造物体。

这里，未固化层的厚度被限定为氧气供给和氧气消耗平衡的位置。控制氧气供给的因素主要是氧气分压、光透过部分的氧气渗透系数和光固化树脂的氧气渗透系数。控制氧气消耗的因素主要是能量射束强度、聚合引发剂浓度和聚合引发剂的裂解能。关于这些控制因素，当使用具有足够的氧气渗透系数的材料作为光透过部分、使用1个大气压的大气并且使用一般用于光学制造的光固化树脂和光固化处理时，维持约30μm的未固化层。另一方面，当使用1个大气压的纯氧气并且将能量射束强度设定为作为能够执行制造的最小限制的通常条件的四分之一时，维持约100μm的未固化层。

接下来，光遮蔽部分305是由用于阻挡具有其中液体光固化树脂302被硬化的波长区域的光的部件组成的部分。在本实施例中，光透过部分304被设置在用作容器底部的部分当中的、充当光源单元310与基台311之间的光路的部分处，并且光遮蔽部分305被设置在其它区域中。

在光透过部分304的上表面上，即，在与液体光固化树脂接触的表面上，设置透过或渗透充当能量射束的UV(紫外)光和充当固化阻止剂的氧气的凸部形成区域306。将在后面详细描述凸部形成区域306。

光源307、镜子单元308和透镜单元309一起构成用于用对应于待制造的三维模型的形状的光照射液体光固化树脂的光源单元310。光源307是照射其中液体光固化树脂被硬化的波长区域的光的光源。例如，当使用对紫外光敏感的材料作为光固化树脂时，使用诸如He-Cd激光器、Ar激光器等的紫外光源。镜子单元308是与待制造的三维模型的形状对应地调制从光源307照射的光的单元，并且，对镜子单元使用以阵列布置微镜子器件的设备。透镜单元309是用于将调制光会聚在光透过部分附近的固化阻止区域上方的预定位置处的透镜。预定位置处的液体光固化树脂302在它被足够强度的会聚紫外光照射时固化。

为了确保固化物体的形状的精确性，希望将聚光透镜的焦点位置设定到光透过部分附近。但是，如果焦点位置太接近光透过部分，则存在与固化阻止区域重叠的可能性。因此，希望将透镜单元309的焦点位置设定到光透过部分304的上表面上方60μm-110μm的位置。

顺便提及，只要光源单元310具有用于与待制造的三维制造物体的形状对应地调制其中液体光固化树脂被硬化的波长区域的光以及将调制光会聚在预定位置的功能，光源单元就不限于如以上所例示的光源单元。例如，可以能够使用紫外光源和透过型液晶快门的组合、紫外光源和反射型液晶元件的组合、半导体激光二极管阵列、扫描镜子、成像镜子等。

作为用于在其下表面上悬挂和支撑三维制造物体314的基台(台子)的基台311经由提升/降低臂312连接到提升/降低单元313。提升/降低单元313是用于通过使提升/降低臂312上下移动来调整基台311的高度的机构，并且是用于移动基台的移动单元。

图22是三维制造装置的框图，该三维制造装置包括控制单元321、外部设备322、操作面板323、树脂供给单元303、光源单元310和提升/降低单元313。

控制单元321包括CPU、作为存储控制程序和用于控制的数值表的非易失性存储器的ROM、作为要用于计算等的易失性存储器的RAM和用于与装置的各单元和外部通信的I/O端口等。顺便提及，用于控制三维制造装置的基本操作的程序被存储在ROM中。

从外部设备322，三维制造物体的形状数据经由I/O端口被输入到三维制造装置的控制单元321。

操作面板323包括用于使三维制造装置的操作员向装置给出指令的输入单元和用于向操作员显示信息的显示单元。输入单元包括键盘和操作按钮。显示单元包括用于显示三维制造装置的操作状态等的显示面板。

控制单元321控制树脂供给单元303、光源单元310和提升/降低单元313，由此使得能够执行三维制造处理。

(凸部形成区域)

光透过部分304的上表面即与液体光固化树脂接触的一侧的表面包括凸部形成区域306。图23A是用于示意性地描述图21所示的光透过部分304的附近的截面图。

凸部形成区域306包括固化光和固化阻止剂透过的多个凸部331和在平面视图中与光透过部分的外部连通并且填充有液体光固化树脂302的空间332。

图23B是用于示意性地描述沿图23A中的点线A取得的水平截面的放大部分的顶视图。顺便提及，点线A表示与光透过部分的主表面平行的平面。图23A是用于示意性地描述沿图23B中的点线B取得的垂直截面的侧视图。应当注意，由于为了便于解释而示意性地示出这些附图，因此凸部的数量、形状和布置不必精确地示出。

在第十实施例中，光透过部分304的基部和凸部331由相同的材料一体化地形成。基部的厚度t1通常被设定为1mm-10mm，并且，六角柱凸部331以具有间隔的六方密排布置被布置。

凸部形成区域306具有以下方面。

(1)隔开凸部的空间332在水平方向上即在与光透过部分的主表面平行的平面中与光透过部分的外部连通。

(2)优选地，相邻凸部之间的距离L1在从60μm到200μm的范围中。

(3)优选地，相对于光透过部分的主表面上的被固化光照射的区域的面积，凸部在与光透过部分的主表面平行的截面中的截面面积(水平截面面积)等于或高于45％且等于或小于80％。

当设置具有上述方面的凸部形成区域时，在光透过部分304与三维制造物体314之间维持足够厚的固化阻止区域，并且同时，固化阻止区域可以也在空间332中形成。

这里，由于空间332在平面视图中与光透过部分的外部连通，因此当三维制造物体314在远离光透过部分的方向上即在Z方向上移动时，能够使用空间332作为用于向三维制造区域供给液体光固化树脂的流路。在第十实施例中，如图23B所示，由于空间332与光透过部分周围的光遮蔽部分305的上部空间连通，因此存在于光遮蔽部分305的上部空间中的液体光固化物容易通过连通通道流入到空间332中。通过设置凸部形成区域306，能够增加在向三维制造区域供给液体光固化树脂时的流导。

这里，优选隔开凸部的距离等于或小于200μm，并且，凸部331的水平截面面积的百分比等于或高于45％。

在图23B中，凸部331的水平截面面积的百分比是阴影部分相对光透过部分304的总面积的百分比。在第十实施例中，柱状凸部331在Z方向上的任意高度处具有相同的水平截面面积。但是，在使用具有其中截面面积的大小依赖于高度而变化的形式的凸部的情况下，基于最小的截面面积计算水平截面面积的百分比。

通过将水平截面面积的百分比设定为等于或高于45％，能够在光透过部分上维持足够厚的固化阻止区域。此外，充当固化阻止剂的氧气不仅从凸部331的上表面扩散，而且还从其侧表面扩散，并且被供给到液体光固化树脂，使得能够也在空间332中形成并维持固化阻止区域。

如果隔开凸部的距离大于200μm，则对填充空间332的液体光固化树脂的氧气供给变得不足，并且变得难以在空间332中维持固化阻止区域，使得凸部331和空间332上方的固化阻止区域的平坦性也降低。出于这种原因，希望将隔开凸部的距离设定为等于或小于200μm。

此外，优选通过将隔开凸部的距离L1设定为等于或大于60μm来充分确保流路的流导。这是因为，如果隔开凸部的距离L1小于60μm，则流路变窄，并且不能够获得作为供给路径的充分效果。

此外，优选凸部331的水平截面面积的百分比在45％-80％的范围中。这是因为，如果凸部331的水平截面面积的百分比大于80％，则流路变窄，并且空间332不能发挥作为光固化树脂的供给路径的充分效果。更优选地，相关百分比在45％-70％的范围中。

此外，优选凸部331在垂直方向上的高度t2在从50μm到800μm的范围中。如果凸部331的高度t2小于50μm，则能够作为流路被利用的空间332小，并且不能够获得作为供给路径的充分效果。另一方面，如果高度t2大于800μm，则变得难以在空间332中维持固化阻止区域。

如上所述，根据设置凸部形成区域的本实施例，当三维制造物体314在远离光透过部分的方向上即在Z方向上移动时，液体光固化树脂被供给到三维制造区域的速度增加，使得能够明显缩短三维制造所需的时间。

(光固化树脂)

在本实施例中要使用的光固化树脂至少含有可聚合化合物，并且还可以含有树脂材料以及各种类型的添加剂(诸如聚合引发剂、聚合阻止剂、抗氧化剂、耐热稳定剂、耐光稳定剂、离型剂等)。

要在本发明中使用的可聚合化合物的示例包括例如丙烯酸化合物、甲基丙烯酸酯化合物、乙烯基化合物等。但是，可聚合化合物不限于此。

树脂材料的示例包括例如丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂等。应当注意，树脂中的每一种可以被单独使用，或者可以组合使用两种或更多种树脂。

本发明的光固化树脂中含有的树脂的含量优选等于或高于0.0重量％且等于或小于99重量％，更优选等于或高于0.0重量％且等于或小于50重量％。

聚合引发剂的示例包括通过光照射产生自由基物种的那些、通过光照射产生阳离子物种的那些、通过热产生自由基物种的那些等。但是，聚合引发剂不限于它们。例如，使用2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮、1-羟基-环己基苯基酮等，但是它不限于它们。

顺便提及，光聚合引发剂相对可聚合树脂成分的添加比率依赖于光照射量、并且进一步地依赖于附加的加热温度被适当地选择。并且，可以依赖于获得的聚合物的目标平均分子量调节添加比率。

在本实施例中要用于固化和形成光学材料的光聚合引发剂的添加量相对于可聚合成分优选在0.01重量％-10.00重量％的范围中。应当注意，依赖于树脂的反应性和光照射波长，可以单独使用光聚合引发剂，或者可以组合使用两种或更多种的光聚合引发剂。

在本实施例中，已描述了光透过部分304是透过其中液体光固化树脂302被硬化的波长区域的光并且透过或渗透用于阻止液体光固化树脂的固化的气体的部分。但是，本发明不限于此。即，即使其中液体光固化树脂302被硬化的波长区域的光透过光透过部分304，允许用于阻止液体光固化树脂的固化的气体透过光透过部分304也不是必要的。在这种情况下，光反射膜或光吸收膜被设置在凸部331的顶部以外的表面(即，图23A和23B中上表面331a以外的侧表面331b和底表面331c)上。通过这样做，由于来自光透过部分304的光被侧表面331b和底表面331c的光反射膜或光吸收膜阻挡，因此空间332中的光固化树脂的固化被抑制。由于光透过部分304不需要是透过用于阻止液体光固化树脂的固化的气体的部分，因此可以使用玻璃、透明树脂或透明陶瓷作为光透过部分304的材料。因此，与透过用于阻止液体光固化树脂的固化的气体的上述部件相比，能够选择具有高刚性和小变形的部件。此外，与使用透过用于阻止液体光固化树脂的固化的气体的上述部件的情况相比，能够使与凸部的形状相关的选择范围变宽。更具体地说，如果相邻凸部之间的距离在从10μm到200μm的范围中，则能够具有希望的效果。此外，如果凸部的水平截面面积的百分比在从2％到80％的范围中，则能够具有希望的效果。此外，可以使用电介质膜、电介质多层膜或含有Al、Ag、Cr、Pt等的部件作为光反射膜。此外，可以使用含有Cr、Ni、Zn、Ti、C、Al₂O₃等的部件作为光吸收膜。

(三维制造处理)

接下来，将描述使用上述三维制造装置的三维制造处理。

首先，控制单元321通过使用未示出的传感器确认在容器301中是否容纳预定量的液体光固化树脂。当液体光固化树脂不足时，树脂供给单元303操作以用液体光固化树脂302将容器301的内部填充到容器301中的预定水平。

接下来，控制单元321操作提升/降低单元313以设定基台311的位置，使得基台311的上表面的高度在Z方向上略高于光源单元310的焦点位置。例如，如果假定在通过层叠制造形成三维制造物体时一个层的厚度为40μm，则基台311的上表面被调整为在Z方向上位于透镜的焦点位置上方10μm-30μm。

基于从外部设备322输入的三维制造模型形状数据，控制单元321产生要在层叠制造处理中使用的每个层的形状数据(切片数据)。

然后，控制单元驱动光源单元310以照射光，并且用基于三维制造物体的第一层形状数据调制的紫外光照射液体光固化树脂302。然后，被照射部位处的液体光固化树脂302固化，并且，在基台311的下表面上形成三维制造物体的第一层部分。

只要使用能够使液体光固化树脂固化的能量射束，就不一定使用紫外光。但是，优选使用365nm、385nm或405nm的紫外光或混有多波长电磁波的波长，诸如高压汞灯、卤素灯等。虽然能量射束的强度不被特别限制，但是优选具有0.1mW/cm²-1000mW/cm²、更优选1mW/cm²-100mW/cm²的强度。

接下来，作为用于形成第二层的准备，控制单元321操作提升/降低单元313，以将具有在其上形成的第一层部分的基台311在远离光透过部分的方向上即在Z方向上升高40μm。液体光固化树脂302从周边流入到升高的基台311与光透过部分304之间的空间中。

顺便提及，可以通过单独使用速度控制或负载控制或者组合使用它们来执行基台311的移动操作。优选将移动操作的速度设定为从0.001mm/sec到10mm/sec，更优选0.01mm/sec-1mm/sec。优选将移动操作期间的负载设定为从0.01N到10000N，更优选0.1N-1000N。

根据本实施例，由于在光透过部分304的上表面上即在与液体光固化树脂302接触的表面上设置凸部形成区域，因此液体光固化树脂302的流动阻力降低。因此，液体光固化树脂302的流入速度高，使得能够缩短形成第二层的准备步骤所需要的时间。

在完成液体光固化树脂302到三维制造区域的流入(即，补充)的定时，控制单元321驱动光源单元310以照射基于三维制造物体的第二层的形状数据调制的紫外光。然后，被照射部位处的液体光固化树脂302固化，并且，在三维制造物体的第一层上层叠并形成第二层的部分。

此后，通过重复相同的处理，能够层叠大量的层并形成具有希望的形状的三维制造物体。获得的三维制造物体可以被清洗以去除未反应的光固化树脂的粘附。此外，可以执行加热退火、用紫外线的附加照射、无氧气氛中的加热或紫外线照射等，以使固化不足的光固化树脂固化和/或使制造时的残余应力缓和。

顺便提及，如上所述，可以从第一层交替、重复地执行基台311的移动和能量射束的照射。替代地，能够与基台311的移动同时地照射能量射束，由此连续地沉积三维制造物体的部分。在这种情况下，根据基台311的位置投影用于预设位置的二维形状数据。作为使基台311的位置与希望的二维形状的投影对齐的方法，例如，存在预先匹配基台311的移动速度与二维形状的投影速度的方法、以及测量基台311的位置并相对于测量位置投影二维形状的方法。

在本实施例中，在光透过部分的内表面上，设置透过UV光和固化阻止剂的多个凸部，并且，可以在多个凸部之间设置可以通过连通路径从周围引入液体光固化树脂的空间。因此，能够增加液体光固化树脂到三维制造区域的补充的速度。即，多个凸部用作具有促进与光透过部分304接触的光固化树脂302的流动的功能的流动促进单元(该流动由基台311的移动伴随)。

[第十一实施例]

图24是用于描述根据本发明的第十一实施例的三维制造装置的构成的示意性截面框图。

(装置的构成)

在第十实施例中，光透过部分用作容器的底部。在第十一实施例中，光透过部分被设置在容器的上部并且用作盖子。在第十一实施例中，光源单元310被设置在光透过部分344上方，并且基台311在其上表面上支撑三维制造物体314。

与第十实施例一样，在第十一实施例中，对于光透过部分使用具有透过作为固化阻止剂的诸如氧气等的气体的气体透过性能的材料，并且，气体通过光透过部分被供给到光透过部分附近的液体光固化树脂。作为液体光固化树脂，例如，使用在含有诸如氧气的气体时降低光固化灵敏度的自由基聚合树脂材料以在光透过部分附近形成阻止固化的区域。

在图24中，示出了容器301、液体光固化树脂302、树脂供给单元303、光透过部分344、光遮蔽部分305、凸部形成区域346、光源307、镜子单元308、透镜单元309、光源单元310、基台311、提升/降低臂312、提升/降低单元313和三维制造物体314。这里，具有与第十实施例中的装置的功能相同的功能的部件或部分由相同的附图标记和符号表示，并且省略其详细描述。

并且，由于根据第十一实施例的三维制造装置的控制块与第十实施例中描述的图22的控制块相同，因此省略其描述。

(凸部形成区域)

光透过部分344的下表面即与液体光固化树脂接触的一侧的表面包括凸部形成区域346。图25A是用于示意性地描述图24所示的光透过部分344的附近的放大截面图。

凸部形成区域346包括透过固化光和固化阻止剂的多个凸部351和在平面视图中与光透过部分的外部连通并且填充有液体光固化树脂302的空间352。

图25B是用于示意性地描述沿图25A中的点线C取得的水平截面的放大部分的顶视图。顺便提及，点线C表示与光透过部分的主表面平行的平面。图25A是用于示意性地描述沿图25B中的点线D取得的垂直截面的侧视图。应当注意，由于为了便于解释而示意性地示出这些附图，因此凸部的数量、形状和布置不必精确地示出。

在第十实施例中，光透过部分的基部和凸部351由相同的材料一体化地形成。另一方面，在第十一实施例中，光透过部分344的基部和凸部351分别由不同种类的材料制成。

在第十实施例中，六角柱凸部以六方密排布置被布置。另一方面，在第十一实施例中，圆柱凸部以格子图案被布置。

同样，在第十一实施例中，凸部形成区域346具有以下方面。

(1)隔开凸部的空间352在水平方向上即在与光透过部分的主表面平行的平面中与光透过部分的外部连通。

(2)优选地，相邻凸部之间的距离L1在从60μm到200μm的范围中。

(3)优选地，相对于光透过部分的主表面上的被固化光照射的区域的面积，凸部在与光透过部分的主表面平行的截面中的截面面积(水平截面面积)等于或高于45％且等于或小于80％。

当设置具有上述方面的凸部形成区域346时，在光透过部分344与三维制造物体314之间维持足够厚的固化阻止区域，并且同时，固化阻止区域可以也在空间352中形成。

这里，由于空间352在平面视图中与光透过部分的外部连通，因此当三维制造物体314在远离光透过部分的方向上即在Z方向上移动时，能够使用空间352作为用于向三维制造区域供给液体光固化树脂的流路。同样，在本实施例中，如图25B所示，由于空间352与光透过部分周围的光遮蔽部分305的下部空间连通，因此存在于光遮蔽部分305的下部空间中的液体光固化物容易通过连通通道流入到空间352中。通过设置凸部形成区域346，能够增加在向三维制造区域供给液体光固化树脂时的流导。

这里，优选隔开凸部的距离等于或小于200μm，并且，凸部351的水平截面面积的百分比等于或高于45％。

在图25B中，凸部351的水平截面面积的百分比是阴影部分相对光透过部分344的总面积的百分比。在第十实施例中，凸部351在Z方向上的任意高度处具有相同的水平截面面积。但是，在使用具有其中截面面积的大小依赖于高度而变化的形式的凸部的情况下，基于最小的截面面积计算水平截面面积的百分比。

通过将水平截面面积的百分比设定为等于或高于45％，能够在光透过部分下方维持足够厚的固化阻止区域。此外，充当固化阻止剂的氧气不仅从凸部351的下表面扩散，而且还从其侧表面扩散，并且被供给到液体光固化树脂，使得能够也在空间352中形成并维持固化阻止区域。

如果隔开凸部的距离大于200μm，则对填充空间352的液体光固化树脂的氧气供给变得不足，并且变得难以在空间352中维持固化阻止区域，使得凸部351和空间352下方的固化阻止区域的平坦性也降低。出于这种原因，希望将隔开凸部的距离设定为等于或小于200μm。

此外，优选通过将隔开凸部的距离L1设定为等于或大于60μm来充分确保流路的流导。这是因为，如果隔开凸部的距离L1小于60μm，则流路变窄，并且不能够获得作为供给路径的充分效果。

此外，优选凸部351的水平截面面积的百分比在45％-80％的范围中。这是因为，如果凸部351的水平截面面积的百分比大于80％，则流路变窄，并且空间352不能发挥作为光固化树脂的供给路径的充分效果。更优选地，相关百分比在45％-70％的范围中。

此外，优选凸部351在垂直方向上的高度t2在从50μm到800μm的范围中。如果凸部351的高度t2小于50μm，则能够作为流路被利用的空间352小，并且不能够获得作为供给路径的充分效果。另一方面，如果高度t2大于800μm，则变得难以在空间352中维持固化阻止区域。

在第十一实施例中，光透过部分344的基部和凸部351分别由不同的材料制成。在第十实施例中，凸部331由与基部的材料相同的材料形成。因此，由于液体光固化树脂存在于空间332中，因此当其间的折射率的差异大时，存在固化光的光路被扰乱的可能性，因此制造形状的精度劣化。

在第十一实施例中，对于凸部351使用透过固化阻止剂并且具有比光透过部分344的基部更接近光固化树脂的折射率的折射率的材料。优选地，准备板状树脂部件作为光透过部分的基部，并且，通过使用折射率接近液体光固化树脂的折射率的另一种类的树脂来在其表面上形成凸部351。

作为液体光固化树脂，可以使用与第十实施例中的材料相同的材料，并且存在折射率Nd在1.3-1.5的范围中的各种材料。并且，例如，使用含氟聚合物(Nd＝1.3-1.4)、硅酮聚合物(Nd＝1.35-1.45)或多孔玻璃(Nd＝1.3-1.4)作为透过氧气和紫外光的材料。因此，当在光透过部分的基部与用作原材料的液体光固化树脂之间存在折射率的差异时，仅需要选择具有比基部的折射率高的折射率的材料作为液体固化树脂，并由此形成凸部。

在本实施例中，已描述了光透过部分344是透过其中液体光固化树脂302被硬化的波长区域的光并且透过或渗透用于阻止液体光固化树脂的固化的气体的部分。但是，本发明不限于此。即，即使其中液体光固化树脂302被硬化的波长区域的光透过光透过部分344，允许用于阻止液体光固化树脂的固化的气体透过光透过部分344也不是必要的。在这种情况下，光反射膜或光吸收膜被设置在凸部351的顶部以外的表面(即，图25A和25B中上表面351a以外的侧表面351b和底表面351c)上。通过这样做，由于来自光透过部分344的光被侧表面351b和底表面351c的光反射膜或光吸收膜阻挡，因此空间352中的光固化树脂的固化被抑制。由于光透过部分344不需要是透过用于阻止液体光固化树脂的固化的气体的部分，因此可以使用玻璃、透明树脂或透明陶瓷作为光透过部分344的材料。因此，与透过用于阻止液体光固化树脂的固化的气体的上述部件相比，能够选择具有高刚性和小变形的部件。此外，与使用透过用于阻止液体光固化树脂的固化的气体的上述部件的情况相比，能够使与凸部的形状相关的选择范围变宽。更具体地说，如果相邻凸部之间的距离在从10μm到200μm的范围中，则能够具有希望的效果。此外，如果凸部的水平截面面积的百分比在从2％到80％的范围中，则能够具有希望的效果。此外，可以使用电介质膜、电介质多层膜或含有Al、Ag、Cr、Pt等的部件作为光反射膜。此外，可以使用含有Cr、Ni、Zn、Ti、C、Al₂O₃等的部件作为光吸收膜。

(三维制造处理)

第十一实施例与第十实施例的不同点在于，在三维制造的过程中基台在与Z方向相反的方向上移动，但是其它操作在两个实施例中是相同的。因此，省略本实施例中的详细描述。

如上所述，根据设置凸部形成区域的本实施例，当三维制造物体314在远离光透过部分的方向上即在与Z方向相反的方向上移动时，在维持固化阻止区域的同时将液体光固化树脂供给到三维制造区域的速度增加。出于这种原因，能够明显缩短三维制造所需的时间。此外，即使在光透过部分的基材与光固化树脂之间的折射率差异大的情况下，也由折射率接近光固化树脂的折射率的材料形成凸部。因此，能够以固化光的照射特性的较少劣化令人满意地维持三维制造物体的形状精度。

[第十二实施例]

在第十二实施例中，与第十实施例一样，为了解释使用图21和22所示的三维制造装置。在该背景下，由于图21和22所示的部分与以上描述的部分相同，因此省略其描述。

在第十二实施例中，光透过部分的形式与第十实施例中的形式不同。因此，将参照图26A和26B描述光透过部分。

(凸部形成区域)

光透过部分304的上表面即与液体光固化树脂接触的一侧的表面包括凸部形成区域306。图26A是用于示意性地描述图21所示的光透过部分304的附近的放大截面图。

凸部形成区域306包括透过固化光和固化阻止剂的多个凸部361和在平面视图中与光透过部分的外部连通并且填充有液体光固化树脂302的空间362。

图26B是用于示意性地描述沿图26A中的点线E取得的水平截面的放大部分的顶视图。顺便提及，点线E表示与光透过部分的主表面平行的平面。图26A是用于示意性地描述沿图26B中的点线F取得的垂直截面的侧视图。应当注意，由于为了便于解释而示意性地示出这些附图，因此凸部的数量、形状和布置不必精确地示出。

在第十实施例中，光透过部分的基部和凸部331由相同的材料一体化地形成。另一方面，在第十二实施例中，凸部361由具有比基部362更接近液体光固化树脂的折射率的折射率的材料形成。并且，空间362的底表面也由与凸部361相同的材料形成。

在第十实施例中，凸部331由与基部的材料相同的材料形成，并且，液体光固化树脂存在于空间332中。因此，当其间的折射率的差异大时，存在固化光的光路被扰乱的可能性，因此制造形状的精度劣化。

在第十二实施例中，对于凸部361和空间362的底表面使用透过固化阻止剂并且具有比光透过部分304的基部364更接近光固化树脂的折射率的折射率的材料。优选地，准备板状树脂部件作为光透过部分的基部364，在基部的表面上以某一厚度形成折射率更接近液体光固化树脂的折射率的另一种类的树脂，并且，在形成的树脂的一部分处形成和使用凸部361。

此外，在第十实施例中，六角柱凸部以六方密排布置被布置，而在第十二实施例中，长方体凸部被并行地布置。

同样，在第十二实施例中，凸部形成区域306具有以下方面。

(1)隔开凸部的空间362在水平方向上即在与光透过部分的主表面平行的平面中与光透过部分的外部连通。

(2)优选地，相邻凸部之间的距离L1在从60μm到200μm的范围中。

(3)优选地，相对于光透过部分的主表面上的被固化光照射的区域的面积，凸部在与光透过部分的主表面平行的截面中的截面面积(水平截面面积)等于或高于45％且等于或小于80％。

当设置具有上述方面的凸部形成区域306时，在光透过部分304与三维制造物体314之间维持足够厚的固化阻止区域，并且同时，固化阻止区域可以也在空间362中形成。

这里，由于空间362在平面视图中与光透过部分的外部连通，因此当三维制造物体314在远离光透过部分的方向上即在Z方向上移动时，能够使用空间362作为用于向三维制造区域供给液体光固化树脂的流路。在本实施例中，空间362沿Y方向延伸，并且在空间的两端与光遮蔽部分305的上部空间连通。因此，存在于光遮蔽部分305的上部空间中的液体光固化树脂容易通过连通通道流入到空间362中。通过设置凸部形成区域306，能够增加在向三维制造区域供给液体光固化树脂时的流导。

这里，优选隔开凸部的距离等于或小于200μm，并且，凸部361的水平截面面积的百分比等于或高于45％。

在图26B中，凸部361的水平截面面积的百分比是阴影部分相对光透过部分的总面积的百分比。在第十二实施例中，凸部361在Z方向上的任意高度处具有相同的水平截面面积。但是，在使用具有其中截面面积的大小依赖于高度而变化的形式的凸部的情况下，基于最小的截面面积计算水平截面面积的百分比。

通过将水平截面面积的百分比设定为等于或高于45％，能够在光透过部分上方维持足够厚的固化阻止区域。此外，充当固化阻止剂的氧气不仅从凸部361的上表面扩散，而且还从其侧表面扩散，并且被供给到液体光固化树脂，使得能够也在空间362中形成并维持固化阻止区域。

如果隔开凸部的距离大于200μm，则对填充空间362的液体光固化树脂的氧气供给变得不足，并且变得难以在空间362中维持固化阻止区域，使得凸部361和空间362上方的固化阻止区域的平坦性也降低。出于这种原因，希望将隔开凸部的距离设定为等于或小于200μm。

此外，优选通过将隔开凸部的距离L1设定为等于或大于60μm来充分确保流路的流导。这是因为，如果隔开凸部的距离L1小于60μm，则流路变窄，并且不能够获得作为供给路径的充分效果。

此外，优选凸部361的水平截面面积的百分比在45％-80％的范围中。这是因为，如果凸部361的水平截面面积的百分比大于80％，则流路变窄，并且空间362不能发挥作为光固化树脂的供给路径的充分效果。更优选地，相关百分比在45％-70％的范围中。

此外，优选凸部361在垂直方向上的高度t2在从50μm到800μm的范围中。如果凸部361的高度t2小于50μm，则能够作为流路被利用的空间362小，并且不能够获得作为供给路径的充分效果。另一方面，如果高度t2大于800μm，则变得难以在空间362中维持固化阻止区域。

(三维制造处理)

同样，在本实施例中，能够使用与第十实施例中的液体光固化树脂的材料相同的材料。第十二实施例的三维制造处理与第十实施例的三维制造处理共用，因此省略其详细描述。

如上所述，根据设置凸部形成区域的本实施例，当三维制造物体314在远离光透过部分的方向上即在Z方向上移动时，在维持固化阻止区域的同时将液体光固化树脂供给到三维制造区域的速度增加，使得能够明显缩短三维制造所需的时间。凸部的形状不需要如第十实施例中那样为六角柱。例如，可以使用诸如四角柱等的另一多角柱。此外，第十一实施例中那样的截面形状不需要是真圆圆柱，并且，截面形状可以是椭圆形。简言之，凸部的形状和布置可以构成为使得隔开多个凸部的空间与光透过部分连通。

光透过部分的材料和凸部的材料可以是与第十实施例中相同的材料或与第十一和第十二实施例中不同的材料。材料和截面形状不限于上述实施例的组合的示例，并且可以适当地改变。

此外，三维制造装置不限于第十和第十一实施例的示例，并且可以适当地改变。例如，光透过部分可以不被设置在液体光固化树脂的容器的底表面或上表面上，而在其侧表面上。

此外，三维制造设备的光透过部分的布置位置与其光透过部分的组合不限于上述实施例的示例，并且可以适当地改变。

以下，将描述本发明的示例。

作为本发明的示例，通过使用具有图21所示的布局的三维制造装置的各种光透过部分执行三维制造。已评价了获得的三维制造物体的三维制造速度和形状精度。

作为光固化树脂，使用由MUTOH ENGINEERING INC.制造的用于光制造3D打印机的紫外线固化树脂透明MR-CL12。

作为能量射束照射设备的光源，使用波长为405nm的LED(发光二极管)。作为图像形成元件，使用由Texas Instruments,Inc.制造的全HD数字镜器件。作为投影透镜，使用设计为用于将一个像素的尺寸放大和投影到60μm×60μm的光学系统的透镜。照射能量射束的最大尺寸为约115mm×65mm。

首先，将100ml的光透过性树脂装在液体罐中。接着，基台被移动为接近光透过部分，直到基台与光透过部分之间的距离为50μm。随后，能量射束通过光透过部分照射到光固化树脂，使得投影图像的直径为30mm。此时，能量射束的强度为50mW/cm²。开始能量射束的照射3秒钟后，在继续照射能量射束的同时，在150N的负载控制下将基台与光透过部分分离。当基台与光透过部分分离30mm时，能量射束的照射停止。此后，使基台与光透过部分充分分离，并且将三维制造物体从基台剥离，由此获得直径为约30mm且高度为约30mm的三维制造物体。

<示例1>

作为三维制造装置的光透过部分，使用由E.I.du Pont de Nemours and Company制造的、厚度为80mm×80mm×1mm的平板TeflonAF2400。在光透过部分的上表面上，充当凸部的六角柱以六方密排布置被布置，六角柱之间的间隔为120μm，凸部的高度为400μm，凸部的上表面附近的水平截面面积的百分比为45％，底部的水平截面面积的百分比为52％。通过上述装置执行三维制造，并且获得三维制造物体。此时，在150N的负载控制下，基台的与光透过部分的分离速度平均为0.82mm/sec。

<示例2>

作为光透过部分，使用在其上表面上具有以下构成的光透过部分。即，充当凸部的圆柱以格子图案被布置，凸部之间的间隔为120μm，凸部的高度为400μm，凸部的上表面附近的水平截面面积的百分比为48％，底部的水平截面面积的百分比为60％。通过与示例1中的装置相同的装置(除了光透过部分之外)执行三维制造，由此获得三维制造物体。此时，在150N的负载控制下，基台的与光透过部分的分离速度为0.53mm/sec。

<示例3>

作为光透过部分，使用在其上表面上具有以下构成的光透过部分。即，使用充当凸部的壁和凹槽的重复构成。在该构成中，凸部之间的间隔为120μm，凸部的高度为400μm，凸部的上表面附近的水平截面面积的百分比为45％，底部的水平截面面积的百分比为52％。通过与示例1中的装置相同的装置(除了光透过部分之外)执行三维制造，由此获得三维制造物体。此时，在150N的负载控制下，基台的与光透过部分的分离速度为0.44mm/sec。

<示例4>

作为光透过部分，使用在其上表面上具有以下构成的光透过部分。即，充当凸部的六角柱以六方密排布置被布置。在该构成中，凸部之间的间隔为60μm，凸部的高度为400μm，凸部的上表面附近的水平截面面积的百分比为45％，底部的水平截面面积的百分比为52％。通过与示例1中的装置相同的装置(除了光透过部分之外)执行三维制造，由此获得三维制造物体。此时，在150N的负载控制下，基台的与光透过部分的分离速度为0.33mm/sec。

<示例5>

作为光透过部分，使用在其上表面上具有以下构成的光透过部分。即，充当凸部的六角柱以六方密排布置被布置。在该构成中，凸部之间的距离为200μm，凸部的高度为400μm，凸部的上表面附近的水平截面面积的百分比为45％，底部的水平截面面积的百分比为52％。通过与示例1中的装置相同的装置(除了光透过部分之外)执行三维制造，由此获得三维制造物体。此时，在150N的负载控制下，基台的与光透过部分的分离速度为0.86mm/sec。

<示例6>

作为光透过部分，使用在其上表面上具有以下构成的光透过部分。即，充当凸部的六角柱以六方密排布置被布置。在该构成中，凸部之间的间隔为120μm，凸部的高度为400μm，凸部的上表面附近的水平截面面积的百分比为62％，底部的水平截面面积的百分比为70％。通过与示例1中的装置相同的装置(除了光透过部分之外)执行三维制造，由此获得三维制造物体。此时，在150N的负载控制下，基台的与光透过部分的分离速度为0.38mm/sec。

<示例7>

作为光透过部分，使用在其上表面上具有以下构成的光透过部分。即，充当凸部的六角柱以六方密排布置被布置。在该构成中，凸部之间的间隔为120μm，凸部的高度为50μm，凸部的上表面附近的水平截面面积的百分比为45％，底部的水平截面面积的百分比为52％。通过与示例1中的装置相同的装置(除了光透过部分之外)执行三维制造，由此获得三维制造物体。此时，在150N的负载控制下，基台的与光透过部分的分离速度为0.31mm/sec。

<示例8>

作为光透过部分，使用在其上表面上具有以下构成的光透过部分。即，充当凸部的六角柱以六方密排布置被布置。在该构成中，凸部之间的间隔为120μm，凸部的高度为800μm，凸部的上表面附近的水平截面面积的百分比为45％，底部的水平截面面积的百分比为52％。通过与示例1中的装置相同的装置(除了光透过部分之外)执行三维制造，由此获得三维制造物体。此时，在150N的负载控制下，基台的与光透过部分的分离速度为1.40mm/sec。

<示例9>

作为光透过部分，使用在其上表面上具有以下构成的光透过部分。即，充当凸部的六角柱以六方密排布置被布置。在该构成中，凸部之间的间隔为120μm，凸部的高度为400μm，凸部的上表面附近的水平截面面积的百分比为60％，底部的水平截面面积的百分比为80％。通过与示例1中的装置相同的装置(除了光透过部分之外)执行三维制造，由此获得三维制造物体。此时，在150N的负载控制下，基台的与光透过部分的分离速度为0.22mm/sec。

<示例10>

作为光透过部分，使用在其上表面上具有以下构成的光透过部分。即，充当凸部的六角柱以六方密排布置被布置。在该构成中，凸部之间的间隔为300μm，凸部的高度为400μm，凸部的上表面附近的水平截面面积的百分比为45％，底部的水平截面面积的百分比为52％。通过与示例1中的装置相同的装置(除了光透过部分之外)执行三维制造，由此获得三维制造物体。此时，在150N的负载控制下，基台的与光透过部分的分离速度为0.86mm/sec。

<示例11>

作为光透过部分，使用在其上表面上具有以下构成的光透过部分。即，充当凸部的六角柱以六方密排布置被布置。在该构成中，凸部之间的间隔为120μm，凸部的高度为400μm，凸部的上表面附近的水平截面面积的百分比为35％，底部的水平截面面积的百分比为52％。通过与示例1中的装置相同的装置(除了光透过部分之外)执行三维制造，由此获得三维制造物体。此时，在150N的负载控制下，基台的与光透过部分的分离速度为0.83mm/sec。

<比较示例1>

作为光透过部分，使用在其上表面上不具有凸部形成区域的平坦光透过部分。通过与示例1中的装置相同的装置(除了光透过部分之外)执行三维制造，由此获得三维制造物体。此时，在150N的负载控制下，基台的与光透过部分的分离速度为0.16mm/sec。

<比较示例2>

作为光透过部分，使用在其上表面上具有以下构成的光透过部分。即，圆柱凹部以六方密排布置被布置。在该构成中，构成的重复间距为120μm，凹部的深度为400μm。凹部填充有液体光固化树脂，但是凹部中的每一个被孤立地布置。即，凹部在水平方向视图中不与光透过部分的周围连通。通过与示例1中的装置相同的装置(除了光透过部分之外)执行三维制造，由此获得三维制造物体。此时，在150N的负载控制下，基台的与光透过部分的分离速度为0.16mm/sec。

<结果>

对各示例和比较示例获得的结果在表1中示出。

在表1中，基台的与光透过部分的分离速度即将液体光固化树脂供给到制造区域的速度被表示为制造速度。更具体地说，基于比较示例中的速度的倍率被表示为制造速度。

此外，形状精度是通过相对于获得的三维制造物体测量不与基台紧密接触的外表面的形状精度而获得的结果。更具体地说，最大表面粗糙度Rz等于或小于10μm的形状精度由A表示，最大表面粗糙度Rz大于10μm的形状精度由B表示。

表1

	制造速度	形状精度
			示例1	5.2倍	A
示例2	3.4倍	A
			示例3	2.8倍	A
示例4	2.1倍	A
			示例5	5.5倍	A
示例6	2.4倍	A
			示例7	2.0倍	A
示例8	8.9倍	A
			示例9	1.4倍	A
示例10	5.5倍	B
			示例11	5.3倍	B
比较示例1	1.0倍	A
			比较示例2	1.0倍	A

从表1的结果可以清楚地看出，在本发明的三维制造装置和使用本发明的三维制造装置的三维制造方法中，能够高速执行三维制造，并且获得的三维制造物体的形状精度是令人满意的。特别地，在示例1-9中，在制造速度和形状精度这两方面获得极其满意的结果。

[第十三实施例]

图27是用于描述本实施例中用于制作三维制造物体的三维制造装置的构成的截面框图。在图27中，熔融(未固化)状态的光固化树脂401保持在容器405中。

相对于光固化树脂401，例如，使用丙烯酸酯系材料作为自由基聚合树脂材料。尤其在这种情况下，光固化树脂401的材料选自聚氨酯丙烯酸酯系、环氧丙烯酸酯系、聚酯丙烯酸酯系、丙烯酸丙烯酸酯系等作为低聚物。

在本实施例中，通过向光固化树脂401供给具有固化阻止性能的气体的诸如光透过部分406和后面描述的氧气吸附膜412的供给部件，从容器405上方执行用于使光固化树脂401固化的光照射。充当具有固化阻止性能的气体供给部件的氧气吸附膜412可以由具有柔性的、能够以膜(诸如后面描述的膜卷413)的形式被卷绕的材料制成。以下将描述氧气吸附膜412的更详细的构成示例。

制造台架403用作用于支撑制造物体402的制造部位的基台。随着制造物体402的硬化和制造的进行，制造台架403通过提升/降低设备404向下移动。利用制造台架403的移动，在制造物体402的制造部位上方供给用于下一层的光固化树脂401。此后，用用于制造的光照射下一层。

从由例如光源408、镜子单元409和透镜单元410构成的光照射单元(设备)照射固化光。光源408例如为激光光源等。例如，在光固化树脂401是紫外线固化类型的情况下，在适合于诸如光固化树脂404的材料等的条件的约200nm-400nm的范围中，选择光源408的照射光的波长。固化光的典型光波长为254nm或365nm。但是，光源408的照射光的波长不一定限于紫外光区域，并且，可以依赖于光固化树脂401的材料使用另一波长区域的照射光。镜子单元409由电流镜单元等构成，并且经由透镜单元410在X和Y方向上扫描光源408的照射斑点。因此，能够使例如对应于光固化树脂401的制造物体402的特定高度的一层形状的部位固化。

光照射方法不限于使用激光斑点的平面扫描的方法。即，依赖于诸如光固化树脂401的材料和粘度的特性，包括光源408、镜子单元409和透镜单元410的光照射单元可以构成为在表面上照射移动图像的投影仪。

在图27的构成中，由于从容器405的上方向执行用于使光固化树脂401固化的光照射，因此由光透过性材料制成的光透过部件即光透过性盖子被设置在容器405的顶部。在图27中，光透过部分406对应于相关的光透过性盖子。并且，出于视觉地识别制造的进行或通过未示出的照相机等拍摄制造的进行的目的，容器405的侧壁可以由光透过性材料制成。

光透过部分406由诸如PTFE、PFA、PE、PP、PC、PMMA、石英、玻璃等的光透过性材料制成。

在本实施例中，未固化的液体光固化树脂401可以由供给设备407供给，以处于光透过部分406的下表面的液体水平或刚好在其附近的水平。例如，在供给设备407中，可以设置用于根据检测光固化树脂401的液体水平的未示出的液体水平检测单元(手段)的输出将光固化树脂401自动地供给到容器405中的构成。

在本实施例中，氧气吸附膜412在光透过部分406的下表面上被输送，使得光固化树脂401不被光透过部分406的基本上整个下表面直接触及。出于这种原因，氧气吸附膜412具有基本上对应于光透过部分406的下表面的宽度。这里，氧气吸附膜412的“宽度”方向代表对应于图27所示的纸张的深度方向的尺寸。

氧气吸附膜412具有气体吸附性能，并且对应于用于向光固化树脂401供给具有固化阻止性能的气体的供给部件。作为具有固化阻止性能的气体，可考虑作为简单物质存在的氧气，即，含有诸如氧气或臭氧等的同素异形体的气体，例如，纯氧气或空气。但是，例如，在与上述丙烯酸丙烯酸酯系的材料不同的材料被用于光固化树脂401的情况下，可以使用含有作为简单物质存在的氧气以外的物质的对象作为具有固化阻止性能的气体。在这种情况下，作为本实施例的氧气吸附膜412，使用含有作为简单物质存在的氧气以外的物质的、关于具有固化阻止性能的气体具有吸附性的膜。

图30是用于描述氧气吸附膜412的截面构成的示例的示图。在图30的示例中，氧气吸附膜由三个层即设置在制造区域411的一侧的气体透过(渗透)层423、氧气吸附层422和设置在光透过部分406的一侧的硬质层424组成。

作为氧气吸附膜412的氧气吸附层422，例如，使用全氟化合物、铁粉、活性炭或填充有这些材料的热塑性树脂。此外，作为气体透过层423，使用涂敷聚偏二氯乙烯的双轴定向聚丙烯、涂敷聚偏二氯乙烯的聚酯等。氧气吸附膜412的总厚度为约0.02mm-0.2mm。但是，氧气吸附膜412的总厚度可以考虑制造区域的尺寸、制造区域的树脂的种类、制造区域的树脂的粘度、润湿性、强度、氧气阻止性能等被适当地选择。

在图27的构成中，硬质层424与光透过部分406接触，并且气体透过层423与容器405中的光固化树脂401接触。在自由基聚合系材料或丙烯酸酯系材料被用于光固化树脂401的情况下，通过气体透过层423与氧气吸附膜412接触的未固化的光固化树脂401的固化通过由氧气吸附膜412的氧气吸附层422保持的氧气和臭氧被阻止。即，即使照射固化光，制造区域411附近的光固化树脂401的固化也被阻止。

氧气吸附膜412的每个层的厚度可以依赖于要使用的树脂的种类和粘度以及氧气和臭氧向膜的供给量多样地改变。例如，考虑气体透过层423的厚度在0.005mm-0.1mm的范围中，氧气吸附层422的厚度在0.01mm-0.3mm的范围中，并且硬质层24的厚度在0.005mm-0.3mm的范围中。

此外，与气体透过层423相比，硬质层424能够使用具有较高硬度的诸如涂敷聚偏二氯乙烯的双轴定向聚丙烯、涂敷聚偏二氯乙烯的聚酯等的气体透过性材料。因此，能够抑制已进入硬质层424与光透过部分406之间的树脂的固化。

氧气吸附膜412通过卷绕设备415的卷绕力从以膜卷413的形式被卷绕的状态解卷绕，并然后在光透过部分406与未固化树脂之间被输送。更具体地说，膜被输送以沿光透过部分406的下表面通过。在卷绕设备415中，设置卷绕辊、用于产生卷绕驱动力的电马达、用于产生适当卷绕速度的减速器等(均未示出)。

用于氧气吸附膜412的输送设备包括用于产生驱动力以解卷绕卷形氧气吸附膜412的卷绕设备415和用于在光透过部分406与光固化树脂401之间引导(引领)解卷绕的氧气吸附膜412的多个引导辊412a、412a、……。

即，用于氧气吸附膜412的输送路径由引导辊412a、412a、……限定。然后，氧气吸附膜412通过穿过附图中的光透过部分406的右端部的附近的狭缝406a，并进入光透过部分406的下表面。已通过光透过部分406的下表面的氧气吸附膜412通过穿过附图中的光透过部分406的左端部的附近的狭缝406a，再次在光透过部分406上方通过，并且通过引导辊412a、412a、……被卷绕设备415卷绕。

氧气吸附膜412通过设置在膜卷413的下游侧并且向光透过部分406的下表面的输送侧的狭缝406a的上游侧的气体供给设备414的内部。气体供给设备414供给对光固化树脂401执行聚合和交联的气体，由此阻止其固化，并将气体吸附到氧气吸附膜412上。作为要由气体供给设备414供给的气体，例如，存在含有作为简单物质存在的氧气的气体以及包括空气、纯氧气和臭氧的气体。气体供给设备414可以由例如电晕放电型或流注放电型的臭氧产生器或从诸如氧气筒的容器供给纯氧气的氧气供给设备构成。顺便提及，要从气体供给设备414向氧气吸附膜412供给的氧气和臭氧不仅可以通过电驱动产生，而且还可以通过化学产生方法产生。

由气体供给设备414供给的氧气和臭氧通过图28所示的气体透过层423并到达氧气吸附层422，并且，它们被吸附/保持到/在氧气吸附层422中的全氟化合物、铁粉和活性炭。顺便提及，控制条件(诸如从气体供给设备向氧气吸附膜412供给的氧气的量、通过卷绕设备415的氧气吸附膜412的输送速度)可以依赖于光固化树脂401的类型、密度和粘度被确定。例如，光透过部分406的下表面上的氧气吸附膜412的输送速度可以选自约几毫米/秒到几十毫米/秒的范围中的值。

图28是用于描述图27的构成中的制造区域411附近的构成的放大图。在图28的构成中，用于固化光的光透过部分406的出射表面416通过向光固化树脂401凸起的凸表面(例如通过圆筒表面)形成为轻微弯曲表面。由于出射表面416的弯曲表面构成，因此光透过部分406可以光学地用作凸透镜。

氧气吸附膜412通过卷绕设备415的驱动力沿具有弯曲表面构成的光透过部分406的出射表面416在图中从右向左输送。利用出射表面416的像这样的弯曲表面构成，氧气吸附膜412可以在与光透过部分406紧密接触的状态下被输送。

并且，例如，通过适当地设计出射表面416的弯曲表面形状，能够防止由镜子单元409扫描并且向制造区域411的周边部分引导的固化光的歪曲。此外，例如，通过适当地选择出射表面416的弯曲表面形状，能够防止固化光扩展时周边部分的歪曲，并使固化光整个在目标固化层之上垂直侵入。通过以这种方式恰当地选择出射表面416的弯曲表面形状，能够在整个固化层上垂直照射固化光而没有歪曲，使得能够在制造物体402的上表面上的固化层的中心和外周处获得基本上均匀的光固化形状精度。

通过从光源408照射固化光，光固化树脂401在光透过部分406和氧气吸附膜412下方的制造区域411的部位被固化。在连续制造的情况下，例如，能够在以移动图像形式从光源408照射固化光的同时通过提升/降低设备404连续地降低制造台架403。并且，在逐个层的间歇制造的情况下，通过镜子单元409在制造区域411的部位执行固化光的平面扫描以形成一个层，然后，制造台架403通过提升/降低设备404向下移动适当的距离，例如0.02mm-0.2mm。

在本实施例中，当制造台架403移动时，膜卷绕设备415在台架移动的同时或在台架移动结束之后操作，并且，氧气吸附膜412在光透过部分406的下表面上被输送。即，其上已新吸附了诸如氧气或臭氧的具有固化阻止性能的气体的氧气吸附膜412通过气体供给设备414被顺次输送到光透过部分406的下表面上。因此，能够向制造区域411的附近供给具有固化阻止性能的气体，例如，氧气或臭氧。

图32是用于描述图27(在参照后面描述的图29描述的第十四实施例的构成中也同样)的制造装置的控制系统的构成的框图。

在图32的构成中，以充当控制设备(系统)的主要功能的CPU 601为中心，设置ROM602、RAM 603、接口(IF)604和608以及网络接口(NIF)609等。

ROM 602、RAM 603以及各种接口604、608和609连接到CPU 601。诸如BIOS的基本程序被存储在ROM 602中。ROM 602的存储区域可以包括诸如EPROM或EEPROM的可重写设备。RAM603被用作临时存储CPU 601的计算处理结果的工作区域。通过执行记录(存储)在ROM602中的程序，CPU 601执行后面描述的制造控制过程。

在将用于执行后面描述的制造控制过程的程序记录(存储)在ROM 602中的情况下，这种记录介质构成其中存储用于执行本发明的控制过程的计算机可读记录介质。顺便提及，除了诸如ROM 602的固定记录介质之外，用于执行后面描述的制造控制过程的程序还可以存储在诸如各种闪速存储器、光(磁)盘等的可拆卸的计算机可读记录介质中。当安装或更新用于执行用于实现本发明的控制过程的程序时，可以使用这种存储形式。并且，当像这样安装或更新控制程序时，除了如上所述使用可拆卸记录介质之外，还能够使用经由网络接口609从网络611下载程序的方法。

CPU 601可以与经由网络接口609连接的通过使用诸如TCP/IP的协议执行通信的网络(未示出)上的其它资源通信。能够通过诸如有线连接(IEEE 802.3等)、无线连接(IEEE802.xx等)等的各种网络通信方法构成网络接口609。还能够从布置在网络611中的服务器下载后面描述的制造控制程序，并且将它安装在ROM 602或硬盘驱动器中，或者将已经安装的程序更新到新版本。

用于制造物体402的层叠三维(3D)制造的三维(3D)数据以诸如3D CAD的数据格式从高层主机设备610经由接口608被传送。可以基于例如各种类型的串行或并行接口标准构成接口608。并且，主机设备610还可以作为网络终端连接到网络611。并且，在这种情况下，主机设备610可以以与上述相同的方式向制造装置供给制造数据。

CPU 601经由接口604和光照射控制单元605控制光源408和镜子单元409。此外，CPU 601经由接口604和台架控制单元607控制提升/降低设备404的提升和降低操作。此外，CPU160经由接口604和膜控制单元606'控制气体供给设备414和膜卷绕设备415。CPU 601根据预定的制造顺序控制这些单元，由此使整个制造处理进行。

接口604可以基于例如各种串行或并行接口标准构成。在图32中，为了简单起见，接口604由一个块示出。但是，接口604可以由接口电路构成，这些接口电路依赖于其右侧示出的各部分的通信规范等分别具有不同的通信方法。

接下来，将参照图27、28和30描述上述构成中的操作。图33是用于描述图27的装置中的制造控制过程的流程图。图33所示的过程被描述为可以由CPU 601(控制设备：计算机)读取和执行的控制程序，并且可以存储在例如ROM 602(或未示出的外部存储设备)中。

在制造之前，熔融(未固化)状态的光固化树脂401通过供给设备407被供给到容器405中。替代地，该过程可以由工作者(操作员)手动执行。在通过供给设备407供给光固化树脂401的构成中，可以能够执行自动控制，使得容器405中的光固化树脂401的量依赖于用于检测光固化树脂401的液体水平的液体水平检测单元(手段)的适当输出被自动地控制到适当的量。此外，在设置供给设备407的情况下，可以能够添加用于从容器405抽吸和排出光固化树脂401的树脂收集设备，使得光固化树脂401从树脂收集设备循环到树脂供给设备，并且再次到容器405。

预先从主机设备610等传送制造物体402的3D制造数据。通过将3D制造数据转换为例如多个制造层的(截面)形状数据，产生构成制造物体402的多个层的制造数据。当光固化树脂401被供给到容器405中并且获得待制造的制造物体402的制造数据时，CPU 601在图33的S400中决定是否要开始制造。通过决定是否已从主机设备610等接收到制造开始的指令或者通过决定是否已对未示出的操作面板执行了预定的制造开始操作来执行制造开始的决定。

图33中的S410和S413所示的步骤对应于在制造制造物体402的一个层时的控制过程。即，这些步骤等同于光照射(S410)和制造台架移动(S413)。通过重复地执行S410-S415的过程，能够以层叠的方式制造制造物体402。

在图33的S410中，CPU 160经由光照射控制单元605接通光源408，并且使镜子单元409依赖于制造的层的形状扫描光源408的照射光。因此，来自光源408的固化光通过镜子单元409、透镜单元410、光透过部分406和氧气吸附膜412，并且照射在制造区域411附近的光固化树脂401上，由此使这种部位固化。在S413中，CPU160经由台架控制单元607移动制造台架403。例如，CPU使图27的构成中的台架降低。

如前面所描述的，作为制造方法，存在连续制造方法和间歇制造方法。例如，在连续制造方法中，同步且并行地执行光照射(S410)和制造台架的移动(S413)。在连续制造的情况下，使用移动图像投影单元等以代替镜子单元409，并且CPU 601将固化光作为移动图像连续地照射。可以依赖于用于这种移动图像构成的固化光的帧速率等确定经由台架控制单元607连续移动制造台架403的速度。

另一方面，在间歇制造方法中，CPU 601交替地执行光照射(S410)和制造台架的移动(S413)。在光照射(S410)中，CPU 160控制镜子单元409以对制造区域411的周边执行固化光的平面扫描，以覆盖对应于制造物体402的一个层的形状。此时，停止制造台架403。然后，当用于一个层的光照射(S410)完成时，制造台架403经由台架控制单元607移动基本上对应于一个层的厚度的量。例如，制造台架在图27的构成中向下移动。

在图33的控制示例中，在连续制造方法和间歇制造方法这两者中，在光照射(S410)和制造台架的移动(S413)之前，气体供给设备414和卷绕设备415被启动，以开始输送氧气吸附膜412(S404)。因此，一直在光透过部分406与制造区域411之间一点一点地馈送保持例如氧气或臭氧的具有聚合(硬化)阻止特性的气体的氧气吸附膜412的新部位。

在S414中，决定制造物体402的制造是否已完成(结束)。例如，决定是否已通过使用用于形成制造物体402的所有制造数据执行了光照射(S410)和制造台架的移动(S413)。重复执行光照射(S410)和制造台架的移动(S413)，直到形成制造物体402的所有制造数据被处理。

在制造物体402的制造完成时，处理前进到S415以停止气体供给设备414和卷绕设备415，并完成氧气吸附膜412的输送。

如上所述，根据本实施例，能够进行控制以阻止制造区域411中、特别是面对氧气吸附膜412的一侧的光固化树脂401的硬化反应，并且不使树脂固化。因此，特别地，能够确实抑制在制造区域411与光透过部分406或氧气吸附膜412之间的界面附近出现制造物体402的固着，并且也能够确实抑制在这种部分处出现光固化树脂401的不必要的粘度增加。

因此，根据本实施例，在间歇制造的情况下，变得不必要对一个层的每个光固化从膜剥离制造物体402，并因此能够高速移动制造台架403。并且，在连续制造的情况下，提升/降低设备404可以连续地移动制造台架403而没有不必要的阻力。

此外，通过以某一速度继续输送与光固化树脂401接触的氧气吸附膜412，在制造区域411附近、特别是在由制造台架403的移动引起的低压部分附近出现流动，由此使得能够搅拌这种部分。因此，能够促进作为下一个要被硬化的制造层的材料的光固化树脂401流入到制造区域411附近。即，氧气吸附膜412用作具有促进与光透过部分405接触的光固化树脂401的流动(该流动由用作基台的制造台架403的移动伴随)的功能的流动促进单元。因此，能够提高作为要被硬化的制造层的材料的光固化树脂401向制造区域411附近的流入速度，能够快速地照射用于下一层的固化光，并因此能够增加三维制造的速度。

[第十四实施例]

图29是用于以符合图27的格式描述根据第十四实施例的三维制造装置的构成的示图。同样，在图29所示的三维制造装置中，能够使用与第十三实施例的图32和33所示的那些基本上相同的控制系统的构成和制造控制过程。应当注意，在本实施例中，对与第十三实施例的部件相同或等同的部件，分别给出相同的附图标记，并且省略对这些部件的重复描述。

同样，在本实施例中，氧气吸附膜412对应于用于向光固化树脂供给具有固化阻止性能的气体的供给部件。在本实施例中，氧气吸附膜412通过卷绕设备415的驱动力从膜卷413的形式解卷绕，并然后在途中通过引导辊412a、412a、……在与光透过部分406接触的状态下被输送。

图29的构成与图27的构成的不同点在于在图29中布置树脂粘附设备420和清洁设备421。树脂粘附设备420被设置在向光透过部分406的下表面输送氧气吸附膜412的位置的上游的位置处。清洁设备421被设置在从光透过部分406的下表面输送氧气吸附膜412之后的位置的下游的位置处。例如，树脂粘附设备420和清洁设备421中的每一个可以构成为深度方向(附图中)上的长度长的槽状容器。如所示的，氧气吸附膜412通过引导辊412a、412a、……被引导以从树脂粘附设备420被输送到光透过部分406的下表面，并然后经由清洁设备421向外输送。

树脂粘附设备420在其中保持与光固化树脂401相同的液体树脂，并将树脂材料粘附到正在通过的氧气吸附膜412的两个表面上(通过与其相对布置的一对树脂供给辊420a)。

另一方面，在清洁设备421中，设置各自彼此面对的一对引导辊421b和一对清洁刮板421a。附着到从光透过部分406的下表面输送的氧气吸附膜412的两个表面上的光固化树脂通过清洁刮板421a被刮掉并收集在清洁设备421中。

上述以外的三维制造装置的构成、制造操作和制造控制与上述第十三实施例中描述的那些相同。即，由于制造操作、制造控制及其功能和效果的基本部分与上述第十三实施例中描述的那些等同，因此这里省略重复的描述。特别地，根据第十四实施例，树脂粘附设备420被设置在紧靠着氧气吸附膜412被输送到光透过部分406的下表面之前的位置处，并且清洁设备421被设置在紧靠着从光透过部分406的下表面输送氧气吸附膜之后的位置处。如刚才所描述的，在本实施例中，在氧气吸附膜412被输送到光透过部分406的下表面上之前或者在氧气吸附膜412被输送到光固化树脂401中之前，光固化树脂401粘附到氧气吸附膜412的两个表面。因此，沿光透过部分406的下表面通过的氧气吸附膜412和容器405中的光固化树脂401彼此很好地符合或配合，使得能够以希望的输送速度平稳地移动氧气吸附膜412。此外，可以在向预先粘附到氧气吸附膜412的表面的光固化树脂供给诸如氧气或臭氧的硬化阻止气体之后，向光透过部分406的下表面输送氧气吸附膜412。因此，能够确实将硬化阻止气体发送到希望确实阻止固着或粘度增加的制造区域411附近，特别是到光透过部分406附近。并且，由于粘附到氧气吸附膜412的光固化树脂401可以通过在紧靠着从光透过部分406的下表面输送膜之后的位置处的清洁设备421被去除，因此能够防止光固化树脂401飞散到三维制造装置中的不必要的位置。

[第十五实施例]

图27所示的第十三实施例的构成和图29所示的第十四实施例的构成中的每一个具有从容器405上方照射固化光并且制造台架403随着制造的进行而降低的基本构成。但是，如与本实施例相关的图31所示，能够在与第十三实施例和第十四实施例的方向不同的方向上分别设定固化光的照射方向和制造台架403的移动方向。

图31是用于以与图27和29等等同的格式描述第十五实施例的三维制造装置的构成的示图。在图31的构成中，例如，其中保持光固化树脂401的容器405具有向上开口的形状，并且固化光透过的光透过部分406被设置在容器405的底表面处。在本实施例中，光源408、镜子单元409和透镜单元410被设置在光透过部分406下方，使得固化光通过光透过部分406从下方照射到制造区域411。

制造物体402在制造区域411中的制造台架403的下表面上形成。因此，在本实施例中，制造台架403依赖于制造的进行通过提升/降低设备4向上移动。图27和29的构成与本实施例的图31的构成之间的基本差异在于制造物体402的制造进行的方向，即，仅在于固化光的照射方向和由照射伴随的制造台架403的移动方向。

同样，在本实施例中，氧气吸附膜412对应于用于向光固化树脂供给具有固化阻止性能的气体的供给部件。在本实施例中，氧气吸附膜412通过卷绕设备415的驱动力从膜卷413的形式解卷绕，并然后在途中通过引导辊412a、412a、……在与光透过部分406接触的状态下被输送。

在图31中，光透过部分406的截面被示出为简单的矩形。但是，与图28所示的示例一样，也能够将与氧气吸附膜412接触的表面形成为向氧气吸附膜或制造区域411的方向的凸弯曲表面形状。因此，能够预期与参照图28所描述的作用和效果相同的作用和效果。

并且，在图31的构成中，与图29所示的示例一样布置树脂粘附设备420和清洁设备421。树脂粘附设备420和清洁设备421的功能和效果与参照图29所描述的功能和效果相同。从与图27和图29之间的比较可以清楚地看出，在图31的构成中，树脂粘附设备420和清洁设备421不一定是不可缺少的，并且还可想到省略这些设备的构成。并且，在图31中，虽然未示出用于将光固化树脂401供给到容器405中的供给设备407，但是可以布置与图27或29的情况中所描述的供给设备类似的供给设备407。

同样，在图31所示的构成中，如上所述，能够进行控制以阻止制造区域411中、特别是面对氧气吸附膜412的一侧的光固化树脂401的硬化反应，并且不使树脂固化。因此，特别地，能够确实抑制在制造区域411与光透过部分406或氧气吸附膜412之间的界面附近出现制造物体402的固着，并且也能够确实抑制在这种部分处出现光固化树脂401的不必要的粘度增加。

因此，根据本实施例，在间歇制造的情况下，变得不必要对一个层的每个光固化从膜剥离制造物体402，并因此能够高速移动制造台架403。并且，在连续制造的情况下，提升/降低设备404可以连续地移动制造台架403而没有不必要的阻力。

此外，通过以某一速度继续输送与光固化树脂401接触的氧气吸附膜412，能够搅拌制造区域411的附近、特别是由制造台架403的移动引起的低压部分的附近。因此，能够促进作为下一个要被硬化的制造层的材料的光固化树脂401流入到制造区域411附近。因此，能够提高作为要被硬化的制造层的材料的光固化树脂401向制造区域411附近的流入速度，能够快速地照射用于下一层的固化光，并因此能够增加三维制造的速度。

根据本发明，当通过层叠多个层形成三维制造物体时，能够迅速地将用于层形成的液体树脂材料补充到制造区域而没有劣化。因此，能够明显缩短形成三维制造物体所需的时间。

[其它实施例]

也可通过读出并执行记录于存储介质(也可被更完整地称为“非暂时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或更多个程序)以执行上述实施例中的一个或更多个的功能并且/或者包括用于执行上述实施例中的一个或更多个的功能的一个或更多个电路(例如，应用特定集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机，或者，通过由系统或装置的计算机通过例如读出并执行来自存储介质的计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多个的功能并且/或者控制一个或更多个电路以执行上述实施例中的一个或更多个的功能执行的方法，实现本发明的实施例。计算机可包括一个或更多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU))，并且可包括单独的计算机或单独的处理器的网络，以读出并执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可例如从网络或存储介质被提供给计算机。存储介质可包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如紧致盘(CD)、数字万用盘(DVD)或蓝光盘(BD)^TM)、快擦写存储器设备和记忆卡等中的一个或更多个。

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (22)

1.一种三维制造装置，包括：

容器，所述容器被配置为保持液体光固化树脂；

基台，所述基台被配置为支撑通过使所述液体光固化树脂固化而获得的固体制造物；

移动单元，所述移动单元被配置为移动所述基台；以及

光源单元，所述光源单元被配置为照射用于使所述液体光固化树脂固化的光，其中，

所述容器包括光透过部分，所述光透过部分被设置在所述光源单元与基台之间并且与所述液体光固化树脂接触，

所述光透过部分包括多个凸部，并且所述多个凸部当中的凸部之间的空间被用作伴随所述基台的移动的液体光固化树脂的流动的路径，

所述多个凸部被布置为使得相邻的凸部之间的距离等于或大于60μm且等于或小于200μm，

具有固化阻止性能的气体被从所述多个凸部的上表面和侧表面供给到在所述多个凸部之间流动的液体光固化树脂，并且

其中，所述多个凸部在与所述光透过部分的主表面平行的截面中的截面面积等于或大于所述光透过部分的主表面上被固化光照射的区域的面积的45％且等于或小于80％。

2.根据权利要求1所述的三维制造装置，还包括设置在所述光透过部分处并且能产生热的热产生单元。

3.根据权利要求1所述的三维制造装置，还包括能向所述光透过部分照射红外光的红外光源。

4.根据权利要求1所述的三维制造装置，还包括使所述光透过部分振动的激励设备。

5.根据权利要求2所述的三维制造装置，其中，所述光透过部分在基板上设置有加热器，用于使所述液体光固化树脂固化的波长区域的光通过所述基板。

6.根据权利要求2所述的三维制造装置，其中，所述光透过部分透过用于使所述液体光固化树脂固化的波长区域的光，并且吸收红外光。

7.根据权利要求2所述的三维制造装置，其中，所述容器包括使所述液体光固化树脂冷却下来的冷却单元。

8.根据权利要求4所述的三维制造装置，其中，在通过所述移动单元移动基台的情况下或者在通过所述光源单元照射光的情况下，所述激励设备使光透过部分振动。

9.根据权利要求4所述的三维制造装置，其中，所述激励设备的激励频率在10Hz-100kHz的范围中选择，并且所述激励设备的激励输出在10W-1kW的范围中选择。

10.根据权利要求1所述的三维制造装置，其中，

所述气体包括氧气，并且

所述供给部件包括用于吸附所述气体的膜。

11.根据权利要求10所述的三维制造装置，还包括：

输送设备，所述输送设备被配置为在所述光透过部分与光固化树脂之间移动所述供给部件；和

吸附设备，所述吸附设备被配置为在所述膜通过输送设备在所述光透过部分与光固化树脂之间输送之前的位置处使氧气或臭氧预先吸附到所述膜。

12.根据权利要求1所述的三维制造装置，其中，所述多个凸部中的每一个的形状是六角柱。

13.一种三维制造物体制作方法，包括：

通过将光源单元的光通过包括多个凸部的光透过部分照射到液体光固化树脂的一部分来使所述液体光固化树脂固化；

在远离所述光源单元的方向上移动经固化的光固化树脂；以及

通过使所述多个凸部当中的凸部之间的空间作为液体光固化树脂的流动的路径来补充液体光固化树脂，

其中：

所述光透过部分包括多个凸部，并且

所述多个凸部被布置为使得相邻的凸部之间的距离等于或大于60μm且等于或小于200μm，

具有固化阻止性能的气体被从所述多个凸部的上表面和侧表面供给到在所述多个凸部之间流动的液体光固化树脂，并且

其中，所述多个凸部在与所述光透过部分的主表面平行的截面中的截面面积等于或大于所述光透过部分的主表面上被固化光照射的区域的面积的45％且等于或小于80％。

14.根据权利要求13所述的三维制造物体制作方法，其中，所述流动通过增加所述光透过部分的温度来促进。

15.根据权利要求13所述的三维制造物体制作方法，其中，所述流动通过使所述光透过部分振动来促进。

16.根据权利要求13所述的三维制造物体制作方法，其中，所述流动通过使用所述多个凸部来促进。

17.根据权利要求13所述的三维制造物体制作方法，其中，所述流动通过用于向所述光固化树脂供给具有固化阻止性能的气体的膜来促进。

18.根据权利要求13所述的三维制造物体制作方法，其中，所述多个凸部中的每一个的形状是六角柱。

19.一种用于三维制造装置的容器，所述容器保持要被用于所述三维制造装置的液体光固化树脂，所述容器包括：

光透过部分，所述光透过部分被配置为使来自光源单元的光透过，其中：

多个凸部被设置在所述光透过部分处，

所述多个凸部被布置为使得相邻的凸部之间的距离等于或大于60μm且等于或小于200μm，

所述多个凸部当中的凸部之间的空间被用作液体光固化树脂的流动的路径，并且

具有固化阻止性能的气体被从所述多个凸部的上表面和侧表面供给到在所述多个凸部之间流动的液体光固化树脂，并且

其中，所述多个凸部在与所述光透过部分的主表面平行的截面中的截面面积等于或大于所述光透过部分的主表面上被固化光照射的区域的面积的45％且等于或小于80％。

20.根据权利要求19所述的用于三维制造装置的容器，

其中，加热器被设置在所述光透过部分处。

21.根据权利要求19所述的用于三维制造装置的容器，

其中，振动器被设置在所述光透过部分处。

22.根据权利要求19所述的用于三维制造装置的容器，其中，所述多个凸部中的每一个的形状是六角柱。

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