CN111469408A - 光固化成型装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光固化成型装置，具有能更换的用于容纳打印材料的瓶，所述瓶能够支承在瓶支承件中或上，并且能从所述瓶中经由装置侧的容纳部将打印材料提取到所述光固化成型装置中。在所述瓶容纳部上设置料位传感器，利用所述料位传感器能够检测所述瓶中的打印材料的料位。给所述瓶配设有微型存储器，所述光固化成型装置将关于处于所述瓶中的打印材料的信息、特别是关于打印材料的料位的信息存储在所述微型存储器中。

Description

光固化成型装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的光固化成型装置。
背景技术
长期以来已知的是，在光固化成型设备或装置中使用盒式的瓶，所述瓶容纳打印材料。相对于用于打印材料的能自由接近的容器，这种瓶和盒的优点是，这种瓶和盒是防沾染的并且特别是单体的自由基不会导致由于打印材料形成对环境的污染。
通常，特别是在存放时，这种打印材料的光敏性很高。因此，所述瓶染成黑色，因此，瓶的料位从外部是不可见的。
这种打印材料较为昂贵。因此希望能尽可能完整地利用打印材料在瓶中的存量。因此将打印材料从所述瓶中导入槽或池中，所述槽或池构成用于液体打印材料的一定的存储容量。但对于光固化成型法，为了能实现逐层制造(Slicen)，所述池有确定填充程度是必不可少的。这样，构造平台必须能沉入存在于这里的打印材料中并且在逐层制造时能沿Z方向移动。
本身已知的是，在逐层制造期间计算打印材料的消耗。但通过光固化成型法进行打印是一个非常复杂的过程，因此，在实践中打印材料的消耗会与理论值存在明显的偏差。
另一个问题在于，通常需要至少三种不同类型的打印材料。例如在牙科领域，为了实现不同的目标要求或指标，采用不同的材料，这些材料在混合时可能具有不希望的材料特性。
这些材料相互不兼容，因此重要的是，要避免发生交叉污染。通常，通过相关的瓶和池不同颜色的标志来力图实现这一点。
但利用光固化成型装置不能简单地可靠地避免发生交叉污染。
发明内容
与此相对，本发明的目的是，实现一种根据权利要求1的前序部分所述的光固化成型装置以及一种根据权利要求15的前序部分所述的瓶，所述光固化成型装置和瓶在光固化成型期间在组织流程上明显改善，而不会为此出现明显的额外耗费。
根据本发明，通过权利要求1或15来实现所述目的。有利的改进方案由从属权利要求得出。
根据本发明设定，直接在所述瓶中检测打印材料的料位。这种检测可以在所述瓶上或与所述瓶相邻地进行，并且将所述料位存储在单独的存储器中。这个存储器可以以任意位置设置在光固化成型装置中、特别是设置在瓶上，并且此外所述存储器还存储关于位于瓶中的打印材料的信息。这些信息包括材料本身的类型和当前的料位。
所述微型存储器构造成，使得所述存储器的一部分、即特别是涉及打印材料类型的部分是不可改变的，而另一部分，特别是涉及料位的部分是可以改变的。
本发明不仅限于使用在本来意义上的“瓶”，相反，根据本发明也可以使用任意其他适当的封闭或几乎封闭的容器。
本发明优选与根据欧洲专利申请EP 18 162 320.8的光固化成型装置相结合使用，因此这里全文引用这篇文献。
根据本发明特别有利的是，所述料位传感器准确地确定，何时在所述瓶中存在预先规定的剩余量。而且，也可以以这样方式实现料位传感器，即，显示和存储精确的料位。但根据本发明优选的是一种开关传感器，即这样的传感器，在高于一个确定的料位时，所述传感器输出第一信号，而在低于一个确定的料位时，所述传感器输出第二信号。这里，第一信号指示，所述瓶仍装填有足够的打印材料，而第二信号指示，料位不再是足够的，因此应更换所述瓶。
根据本发明设定，分配给所述瓶的微型存储器是能由所述光固化成型装置读取和分析的。这意味着，所述光固化成型装置能够检测存储在微型存储器中的料位和/或其他关于位于瓶中的打印材料的信息。
相应地，所述光固化成型装置具有用于微型存储器的读装置，所述读装置优选可以与用于信息的写装置连接，所述写装置例如向所述微型存储器输入关于所述瓶的料位的信息。
根据本发明有利的是，同时利用料位指示器精确地给出所述瓶的料位，并且所述光固化成型装置由此可以利用其控制装置自行决定，料位、即存在于所述瓶中的打印材料是否足以完成待处理的构造工作。
根据本发明特别有利的是，所述微型存储器具有双重功能，即，所述微型存储器不仅存储料位，而且还等同地存储相关的打印材料(的信息)，并且在需要时还存储处于所述瓶中的打印材料的其他细节，如例如生成日期、有效期等等。由此，所述光固化成型装置能够通过其控制装置决定，相关打印材料是否适用于待处理的构造工作。
根据本发明特别有利的是，在更换瓶时可以保留相关信息。在所述瓶向光固化成型装置中的容纳部中靠近时，在所述瓶上的微型存储器与光固化成型装置中的用于所述微型存储器的相应发送/接收装置之间建立数据连接。对所述微型存储器重新进行读取，从而向光固化成型装置通知，何种打印材料以及多少打印材料可供使用，以及例如是否尚未超过有效期。
在一个改动的设计方案中，也可以称为微型存储器的相应存储器存在于光固化成型装置本身中。通过所述瓶上唯一的编码、例如二维码(QR码)对所述瓶进行身份标识，从而当装入所述瓶时，可以读取微型存储器中与相关的瓶对应的相配存储区域。
但所述微型存储器优选在瓶上实现，特别是实现一种RFID标签，所述RFID标签适于进行NFC通信并且由此在瓶本身上就包含关于打印材料的信息。
可以在任意适当的适于通过NFC进行发送和接收的位置处实现RFID标签的设置。所述瓶的发送/接收装置优选包括相应地适当的天线，通过所述天线可以与RFID标签进行双向通信。
在一个有利的设计方案中，能摆动地容纳所述瓶，对此也可以参考前面提及的申请号为18 162 320.8的欧洲专利申请。在瓶竖立的状态下，所述瓶处于能工作的状态并且是对于输出打印材料准备就绪的。在这个状态下，也可以进行RFID天线与RFID标签之间的通信，并且在从所述瓶向所述池中输送打印材料的同时，监控瓶的料位。
所述料位传感器同样以任意适当的方式设置。但优选所述料位传感器构造成电容式的传感器，这种传感器在瓶的下端部处检测，与该传感器相邻地是否存在打印材料，也就是检测，是存在打印材料还是空气。
在本发明的另一个有利的设计方案中，光固化成型装置的本来就设计成用于与RFID标签通信的控制装置与另一个RFID天线连接。所述另一个RFID天线检测构造平台的Z轴，即检测竖直运动，并且为此在所述构造平台上设置另一个RFID标签。由此可以确认，构造平台何时处于其起始位置中，这对于控制构造平台的推进是有利的。
在另一个有利的设计方案中，附加于通过料位传感器检测料位，还在逐层制造期间计算打印材料的消耗。这使得至少能够粗略估算出，打印材料可能何时耗尽。
可能的是，只有当根据所述计算所述消耗达到一个确定阈值时，就是说，当根据理论上的求取结果例如瓶中打印材料的一半应已经被消耗时，才将所述瓶上的RFID标签纳入控制中。
在所述瓶上进行的检测优选可以周期式地进行。例如，所述控制装置可以每秒多次检测，状态是否已发生变化。这也适用于对所述盒的位置的检测，就是说，检测所述瓶处于竖立的状态还是平放的状态。优选也以较短的间隔对液位传感器进行询问。
根据本发明的解决方案还使得可以实现一种保险装置。如果传感器显示，在所述瓶的定位中存在错误并且因此没有得到液体密封的容纳，则所述保险装置例如禁止输出打印材料。在这种情况下优选输出报警信号。
特别是通过所述保险功能确保了，只有当至少所述瓶和所述池以及可选地还有构造平台处于正确的位置并且能够正常工作时，才启动构造过程，从而可以进行(打印材料的)释放。
在一个有利的设计方案中，附加于用信号向控制装置发送微型存储器中的所述瓶上的信息，还通过显示装置指示，在所述瓶中存在哪种材料。
在另一个有利的设计方案中设定，在控制装置中建立相关的瓶或其打印材料与构造工作的对应关系并将这种对应关系存储在这里。这个解决方案使得，在构造工作错误地进行时，能够回溯跟踪到所使用的材料。由此在必要时可以向材料制造商追责。
当在根据本发明的光固化成型装置上存在用于用户通信的显示装置和相应的输入装置时，也可以向使用者给出指示，针对确定的构造工作应何时装入具有相应另外的或新的打印材料的另一个瓶。
所述RFID标签也可以与有效距离较短的RFID天线相结合。当错误地装入瓶时，在无法进行通信，并且禁止构造工作。这用于附加地实现光固化成型装置的操作可靠性。
根据本发明特别有利的是，使用用于打印材料的专用瓶。这种专用瓶基本上具有方体形的基本结构，具有略微呈锥形的瓶出口。构造成适用于螺纹盖并且相应地具有外螺纹的瓶封闭部的区域在侧向通过在所述锥形上突起的肋部加强。
通过将所述瓶压入瓶容纳部中，利用所述肋部能够确保在瓶容纳部上较为可靠的连接，这种连接此外还是液体密封的。
根据本发明也可以在这个位置设置作为电容式接近传感器的接近传感器。例如是这样设置，即，使得所述接近传感器或料位传感器对高于瓶出口约2cm地存在的液位作出响应。
此外可以理解的是，要针对所使用的打印材料或各种打印材料对所述电容式接近传感器进行调整。
与此相对，RFID标签或微型存储器可以设置在所述瓶的任意适当的位置处，例如设置在壁侧面上。
对于料位传感器的有效性而言，较小的壁厚是重要的。这个要求实际上与实现瓶液体密封的设计方案(Ansatz)所要求的瓶的稳定性是相矛盾的；但通过瓶出口侧面的加强肋可以将这两个彼此相反的要求统一起来。
在有一个有利的设计方案中，除了有效日期以外，还在RFID标签中存储瓶的上次使用。如果上次使用以来的时间长于一个确定的期限，例如两周，则可以通过光固化成型装置的显示器要求使用者晃动所述瓶，以便确保使打印材料中的沉淀物和/或颗粒均匀地分布。
根据本发明，有利地可以这样来操控所述光固化成型装置，即，使得通过所述池和沉入池中的构造平台之间的相对运动来实施混合运动，以便使存放了较长时间的材料充分混合。混合时间可以作为规定值根据相应不同的存放时间预先给定，这里，可以自动地由系统预先规定或根据材料的存放时间来计算这个信息。
为了能够实施材料的混合，需要至少一个能沿z方向移动的构造平台和能沿x和y方向移动的池或盒，或者需要能沿z方向和/或x和y方向移动的构造平台和能沿x或y方向移动的池或盒。
可以设想采用与能倾斜的构造平台66和/或能倾斜的池42或盒40相结合的其他设计方案或者采用它们的其他组合。
在所述瓶能摆动地支承时，可能有利的是，所述RFID标签设置在液位传感器的区域内、即设置在瓶下部的出口侧端部处。其原因可能在于，RFID天线的有效距离是有限的，并且在这样布置时，在所述瓶摆动时RFID标签走过的路程较短，从而所述RFID标签可以仍处于RFID天线的有效距离之内。
优选所述RFID标签设置成，使得可以实现较小的到所述传感器的距离。这里已经证实约5mm的值是有利的，这个值考虑到了样本分布和所述瓶的在瓶容纳部中的支承间隙，但仍使得能实现可靠的分析和通信。
附图说明
其他优点、细节和特征由下面参考附图对本发明的多个实施例的说明得出。
其中：
图1示出根据本发明的用在根据本发明的光固化成型装置中使用的瓶的示意图；
图2示出所述瓶在瓶容纳部中的支承结构和光固化成型装置的相配的盒；
图3示出根据本发明的光固化成型装置的示意性透视图；以及
图4示出根据本发明的光固化成型机的另一个实施形式。
具体实施方式
在图1中示出的瓶10设定为用于容纳在例如在图3中示出的光固化成型装置12中。所述瓶在图1中以装填状态示出，但在实用中是以颠倒安装的，如例如由图2和3可见的那样。瓶10基本上是方体形的。所述瓶按已知的方式具有瓶颈14和带有螺纹的出口16，所述出口在该示例的情况下由本身已知的盖子18封闭。
瓶10由相对薄壁式的材料制成。所述瓶的下部段20一直到瓶颈18渐缩，所述下部段在图1中在上方示出。这个部段可以构造成锥形的，如在图2中示出的那样，或者构造成基本上平面的，如也在图1和3中示出的那样。优选这个部段总是具有加强肋22和24，这些加强肋用于承受在将瓶10装入瓶容纳部30(见图2、3)时施加的力并用于将所述力导向瓶10的壁部32。
所述瓶10在根据图1示出的实施形式中附加地具有加固肋34，但在根据图2和3的实施形式中没有设置所述加固肋。
在一个壁部32上，根据本发明设置RFID标签36。RFID标签36包括：小型的存储器，即微型存储器38；和微型天线40，所述微型天线用于与外界进行通信；以及控制电子器件，所述控制电子器件这里没有示出。RFID标签本身是已知的。
RFID标签36安装在瓶10的窄的侧壁上。这种布置形式是优选的，因为所述窄的侧壁与宽的侧壁相比通常挠性较低。所述RFID标签也比较靠近地与该侧壁的侧面角部相邻；矩形的瓶在这里通常也具有较大的形状刚度。
在所示实施例中，RFID标签36大致安装在所述瓶10的中间高度上。根据具体的实施形式，也可能有利的是，略微靠下地设置RFID标签，就是说在根据图1的图示中是靠上地设置，此时具有前面所述的优点。
在任何情况下都设定，这里没有示出的用于RFID标签36的天线紧邻于RFID标签设置在瓶容纳部30中或上。
在根据图1的实施形式中，RFID标签36竖立地设置，可以理解的是，在需要时RFID标签也可以根据期望水平地设置。
按本身已知的方式通过粘合在瓶外侧上来实现安装，因此，所得到的RFID标签36不可丢失地与瓶10连接。
由图2可以看到瓶10在带有瓶容纳部30的盒40中的一种可能的布置形式。在这种设计方案中，瓶10设有锥形的部段20，所述锥形的部段在侧壁32和瓶颈14之间延伸。出口16插入瓶10的容纳部30中。所述容纳部还具有旋转阀40。当瓶10处于根据图2的位置中时，所述旋转阀40打开。当瓶10与此相对向右摆动90°并且因此平放地处于池42的上方时，所述旋转阀关闭。盒40的这个向下摆动的位置相当于运输位置。在向上摆动的状态下，打印材料50可以通过出口16和旋转阀40从瓶10流入所述池42中。
为了保持池42中的液位52，可以采取任意本身已知的措施。例如所谓的饮水槽用阀就适用于此，所述饮水槽用阀伸入池42中的液体中。
在根据图2的图示中，在所述瓶10的后面设置料位传感器54。所述料位传感器电容式地工作并且测量，在所述瓶10的与该料位传感器相邻的位置处是否存在液体。所述料位传感器安装在瓶容纳部30上，并且是略高于部段20安装或安装在部段20处。
这意味着，当瓶10中的打印材料50的液位56降低到低于这个位置时，所述料位传感器被触发。在这种情况下，在瓶10中仍有一些打印材料50可供使用。这些打印材料(的量)是这样计算的，即，这些打印材料至少足够通过光固化成型法由所述池42中的打印材料50再制造、就是说逐层制造至少三个构件，所述构件在体积上例如对应于一副上颌义齿。
以这种方式确保了，池42中的液位56始终足以保证高质量地完成一次光固化成型。
由图3可以看到光固化成型装置12的示例性布置结构。所述光固化成型装置12包括壳体60，所述壳体带有组合的显示装置及操作装置62。所述盒40安放到壳体60上并且对应于根据图2的图示，当然，这里图3是明显示意性的。
瓶10以开口16向下容纳在所述容纳部30中，从而可以向池42输出打印材料50。
用于在图3中不可见的构造平台66(图4)的保持臂64在池42上方延伸。所述构造平台通过驱动装置68能竖直移动，即沿Z轴的方向移动。
与所述瓶10相邻地设有用于检测RFID标签36的天线70和72。所述天线设置在瓶10的容纳部30上。附加地，与瓶10的出口16相邻地设置料位传感器54。
在运行中，现在通过用虚线示出的控制装置74读取瓶10的RFID标签36上的微型存储器38的状态。由此，控制装置74得到关于瓶10中的打印材料50的各种不同的信息。
此外，还通过料位传感器54检测瓶10中的打印材料50的料位。
如果所有的值均正常并且适于进行计划中的构造工作，则在显示装置上对此进行显示并且在使用者确认之后开始相关的构造工作。
在构造工作期间，持续地对料位传感器54进行询问。如果在构造工作期间瓶10中的打印材料50的料位降低到一个预先规定的值之下，仍完成构造工作，因为在瓶10中仍有打印材料50的一定储备量。
但不允许进行下一个的构造工作；而是要求使用者进行瓶更换。
控制装置74识别到发生了瓶更换并检查，瓶10中的打印材料50与处于池42中的打印材料50是否匹配，如果不是，则阻止提取。
由此必要时也可以防止发生交叉污染。如果因为已经有材料流入池中而不能完全防止交叉污染，但仍立即识别到发生了交叉污染并用信号指示这种情况。
只有当正确的打印材料50、即正确的瓶10装入容纳部30中时，才允许进行下一个构造工作。
由图4可以看到根据本发明的光固化成型装置12的另一个设计方案。这里，以及还有其他附图中，相同的附图标记对应于相同或相对应的部件。在这个设计方案中，瓶10的容纳部30设有用于RFID标签36的天线70并且附加地设有料位传感器58。还设有另一个天线72，当所述瓶10处于平放设置状态时，这个天线确定为用于与瓶10上的RFID标签36进行通信。

Claims (15)

1.光固化成型装置，具有能更换的用于容纳打印材料的瓶，所述瓶能够支承在瓶支承件中或上，并且能从所述瓶中经由装置侧的瓶容纳部将打印材料提取到所述光固化成型装置中，其特征在于，在所述光固化成型装置上，特别是在光固化成型装置的瓶容纳部上，优选在所述瓶(10)的侧向设置料位传感器(58)，利用所述料位传感器能够检测所述瓶(10)中的打印材料(50)的料位，并且给所述瓶(10)配设有微型存储器(38)，特别是将所述微型存储器设置在所述瓶(10)上，所述光固化成型装置(12)将关于处于所述瓶(10)中的打印材料(50)的信息、特别是关于打印材料的料位的信息存储在所述微型存储器中。
2.根据权利要求1所述的光固化成型装置，其特征在于，所述光固化成型装置(12)具有控制装置(74)，所述控制装置基于分层的面积来计算打印材料消耗，特别是以高于20％的精度进行计算。
3.根据上述权利要求之一所述的光固化成型装置，其特征在于，所述微型存储器(38)在设置在所述瓶上的RFID标签(36)中或上构成。
4.根据上述权利要求之一所述的光固化成型装置，其特征在于，所述光固化成型装置(12)具有RFID天线，所述RFID天线构造成用于与所述瓶(10)上的RFID标签(36)进行双向通信并且所述RFID天线连接到光固化成型装置(12)的控制装置(74)上。
5.根据上述权利要求之一所述的光固化成型装置，其特征在于，所述瓶(10)能摆动地支承在其瓶容纳部上或能与所述瓶容纳部一起摆动地支承在所述光固化成型装置(12)中，并且RFID天线与RFID标签(36)之间的双向通信在所述瓶(10)竖立的摆动状态下工作。
6.根据上述权利要求之一所述的光固化成型装置，其特征在于，所述瓶(10)不可相对转动地支承在瓶支承件中并且特别是以其流出口位于下面地支承。
7.根据上述权利要求之一所述的光固化成型装置，其特征在于，所述瓶(10)的流出口朝向瓶颈(14)并且突出于瓶颈地具有加强肋，在流出口位于下面的位置中观察，料位传感器(54)设置在所述加强肋的上方。
8.根据上述权利要求之一所述的光固化成型装置，其特征在于，所述瓶支承件的装置侧的容纳部具有与能用打印材料(50)装填的池(42)的流动连接结构，所述光固化成型装置(12)的构造平台能被导入所述池中。
9.根据权利要求8所述的光固化成型装置，其特征在于，进入所述池(42)的流动连接结构通过饮水槽式出口实现，在池料位降低时，通过所述饮水槽式出口能自动从所述瓶(10)中补充输送打印材料(50)。
10.根据上述权利要求之一所述的光固化成型装置，其特征在于，当所述瓶(10)具有少于10立方厘米的打印材料(50)剩余体积时，触发所述料位传感器(54)，并且特别是此时在根据权利要求8或9的池中有对于逐层制造至少一个牙弓、优选至少三个牙弓足够的打印材料(50)。
11.根据上述权利要求之一所述的光固化成型装置，其特征在于，如果所述料位传感器(54)指示，在所述瓶(10)和/或所述池(42)中没有足够的打印材料(50)，则所述光固化成型装置(12)的控制装置禁止打印过程开始。
12.根据上述权利要求之一所述的光固化成型装置，其特征在于，所述料位传感器(54)构造成电容式的传感器，所述传感器在所述瓶(10)的下端部附近与所述瓶(10)相距约1至20mm地设置在所述光固化成型装置(12)中或上。
13.根据上述权利要求之一所述的光固化成型装置，其特征在于，所述控制装置基于RFID天线与RFID标签(36)之间的通信存储瓶(10)的类型、位于瓶(10)中的打印材料(50)的类型、瓶(10)的尺寸、瓶(10)中的打印材料(50)的生产日期、从瓶(10)中消耗打印材料(50)的开始、打印材料(50)的类型和/或瓶(10)的上次使用。
14.根据上述权利要求之一所述的光固化成型装置，其特征在于，附加于RFID标签(36)，在瓶(10)上面或侧面上设置二维码或条形码，所述二维码或条形码存储存在于瓶(10)中的打印材料(50)的重要特性。
15.用于光固化成型装置的瓶或其他液体密封的容器，所述瓶或容器能够装入光固化成型装置的瓶容纳部中，其特征在于，所述瓶(10)具有这样的壁厚，所述壁厚对于特别是电容式的料位传感器(54)而言是可透过的，并且所述壁厚特别是小于2mm，并且优选小于1mm，所述瓶(10)的壁部至少在一个与瓶出口相邻的位置处不是金属的并且没有金属涂层，并且所述瓶(10)具有微型存储器(38)，特别是RFID标签形式的微型存储器，所述微型存储器设置在所述瓶(10)的壁部上。
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