CN113272117A - 用于增材制造中的树脂回收的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种通过立体平版印刷生产多批次的物体的方法，包括以下步骤：(a)将初始或后续批次的双固化树脂分配到立体平版印刷设备中(11)，所述树脂包含光可聚合组分和热可聚合组分；(b)通过在所述设备中使所述树脂光聚合而生产中间物体(12)，其中所述中间物体在其表面上保留过量树脂；然后(c)将过量树脂与所述中间物体分离(13)；(d)将所述过量树脂与另外的双固化树脂共混以生产后续批次的双固化树脂(15)；(e)重复步骤(a)至(c)，并且任选地重复步骤(d)，以生产一个或多个另外的物体；以及(f)一起或单独地烘烤所述物体以生产多批次的物体(14)。
Description
相关申请
本申请要求2019年1月7日提交的美国临时专利申请序号62/789,206的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及通过立体平版印刷生产多批次的物体的方法和系统。
背景技术
一组有时称为“立体平版印刷”的增材制造技术通过光可聚合树脂的顺序聚合来产生三维物体。这种技术可以是“自底向上(bottom-up)”的技术，其中光通过透光窗口投射到生长物体底部的树脂中，或者是“自顶向下(top down)”的技术，其中光投射到生长物体顶部的树脂上，然后该物体向下浸入到树脂池中。
最近引入的有时称为连续液体界面生产(CLIP)的更快速的立体平版印刷技术，结合引入的用于增材制造的“双固化”树脂，已经将立体平版印刷的有用性从原型生产扩展到制造(参见，例如，DeSimone等人的美国专利号9,211,678、9,205,601和9,216,546；以及Tumblston，D. Shirvanyants、N. Ermoshkin等人，Continuous liquid interfaceproduction of 3D Objects, Science 347,1349,1349-1352 (2015)；还参见Rolland等人的美国专利号9,676,963、9,453,142和9,598,606)。伴随着这些发展的更高的生产量和更复杂的树脂配方，继而产生了对减少树脂浪费以及避免需要丢弃树脂的新方法的需求。
发明内容
一种通过立体平版印刷生产多批次的物体的方法包括以下步骤：
(a)将初始批次(或在另外的重复中，后续批次)的双固化树脂分配到立体平版印刷设备中，所述树脂包含光可聚合组分和热可聚合组分；
(b)通过在所述设备中使所述树脂光聚合而生产中间物体，其中所述中间物体在其表面上保留过量树脂；然后
(c)将过量树脂与所述中间物体分离；
(d)将所述过量树脂与另外的双固化树脂共混以生产后续批次的双固化树脂；
(e)重复步骤(a)至(c)，并且任选地重复步骤(d)，以生产一个或多个另外的物体；以及
(f)进一步一起或单独地固化所述物体，例如通过烘烤所述物体，以生产多批次的物体。
在一些实施方案中，聚合或光聚合是放热的。
在一些实施方案中，步骤(a)至(c)重复至少两次(例如，至少三次)，并且步骤(d)重复至少一次(例如，至少两次)。
在一些实施方案中，物体包括开放网格(例如，垫层或衬垫，例如鞋底夹层或头盔衬里)。
在一些实施方案中，物体包括牙科模型。
在一些实施方案中，与中间物体的重量相比，过量树脂以至少40重量%、60重量%或80重量%的量保留在所述中间物体上。
在一些实施方案中，过量树脂与另外的双固化树脂以10:90、20:80或30:70、至多40:60、50:50或60:40 (过量树脂:另外的双固化树脂)的体积比共混。
在一些实施方案中，分离步骤通过离心分离、重力排液、擦拭(例如用压缩气体)或其组合进行。
在一些实施方案中，在共混步骤中过量树脂不含洗涤液体。
在一些实施方案中，步骤(b)的过量树脂具有大于步骤(a)的双固化树脂的粘度，并且步骤(d)的后续批次的双固化树脂具有小于过量树脂的粘度。
在一些实施方案中，初始批次和后续批次的双固化树脂在25摄氏度下具有1,000或2,000厘泊至60,000或100,000厘泊的粘度。
在一些实施方案中，立体平版印刷是自顶向下或自底向上的立体平版印刷(例如，CLIP)。
在一些实施方案中，步骤(b)的过量双固化树脂具有比步骤(a)的所述双固化树脂的粘度大至少1,000或2,000厘泊(或大10%或20%)的粘度。
在一些实施方案中，树脂包括聚氨酯、氰酸酯、环氧或有机硅双固化树脂。
在一些实施方案中，初始批次的双固化树脂具有指派给其的独特标识符；共混步骤还包括为每个后续批次的双固化树脂指派独特标识符；并且生产步骤还包括：(i)为每个物体指派独特标识符；和(ii)记录生产每个物体的所述批次树脂的独特标识符。
在一些实施方案中，所述方法还包括以下步骤：(g)确定和比较由不同批次树脂生产的物体的至少一种物理性质(例如，柔性、弹性、拉伸强度、撕裂强度、抗冲击性、断裂伸长率、屈服应变、缺口敏感性、韧性、耐磨性、剪切强度、负荷变形、永久变形、摩擦系数、疲劳指数、颜色、透明度等) (例如，以确保即使由不同树脂批次生产，物体的均匀性或一致性也在给定公差内)。
在一些实施方案中，所述确定和比较步骤还包括：(i)确定每个所述物体的独特标识符，和(ii)检索为所述物体记录的树脂批次的独特标识符。
一种用于进行增材制造的系统包括：
(a)用于分配双固化树脂的树脂分配器；
(b)至少一个立体平版印刷设备，其与所述树脂分配器操作性地相关联；
(c)分离器(例如，离心分离器)，其配置成用于分离保留在立体平版印刷设备上生产的物体的表面上的过量树脂；以及
(d)共混器，其与所述分离器操作性地相关联，并且配置成用于将过量树脂与另外的双固化树脂混合以生产共混树脂，所述共混树脂可用于在所述至少一个立体平版印刷设备中进行增材制造。
在一些实施方案中，所述系统配置成用于进行如本文所述的方法。
本发明的前述和其他目的和方面将在本文的附图和以下阐述的说明书中更详细地解释。本文引用的所有美国专利参考文献的公开内容均通过引入并入本文中。
附图说明
图1示意性地示出本发明的第一实施方案；
图2示意性地示出本发明的第二实施方案；
图3示意性地示出根据本发明的实施方案的系统。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，其中显示本发明的实施方案。然而，本发明可以许多不同的形式体现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方案；相反，提供这些实施方案是为了使本公开透彻和完整，并将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。
如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任何和所有可能的组合，以及当以替代(“或”)解释时，则缺少组合。
1.树脂分配和增材制造步骤。
优选双固化树脂用于进行本发明。这样的树脂是已知的，并且描述于例如Rolland等人的美国专利号9,676,963、9,453,142和9,598,606中。合适的双固化树脂的特定实例包括但不限于Carbon Inc.医用聚氨酯、弹性体聚氨酯、刚性聚氨酯、柔性聚氨酯、氰酸酯、环氧和有机硅双固化树脂，所有这些都可从Carbon, Inc., 1089 Mills Way, RedwoodCity, California 94063 USA购得。
树脂可以任何合适的方式分配(图1步骤11；图2步骤21)，包括作为单组分(1K)系统，或作为在分配时混合在一起(例如，在分配时共混)的双组分(2K)系统提供。分配可为手动的或自动的，并且可采用例如J. Rolland、C. Converse、O Nazarian和M. Panzer的PCT专利申请公开号WO 2018/237038 (2018年12月27日公开)中所述的计量和分配装置，其公开内容通过引用并入本文。
通过增材制造由这样的树脂生产中间物体或“生坯”中间体的技术(图1步骤12；图2步骤22a)是已知的。合适的技术包括通常称为立体平版印刷的自底向上和自顶向下的增材制造。这些方法是已知的，并且描述于例如Hull的美国专利号5,236,637、Lawton的美国专利号5,391,072和5,529,473、John的美国专利号7,438,846、Shkolnik的美国专利号7,892,474、El-Siblani的美国专利号8,110,135、Joyce的美国专利申请公开号2013/0292862和Chen等人的美国专利申请公开号2013/0295212中。这些专利和申请的公开内容以引用的方式整体并入本文中。
在一些实施方案中，增材制造步骤通过有时被称为连续液体界面生产(CLIP)的方法族之一来进行。CLIP是已知的，并且描述于例如美国专利号9,211,678、9,205,601、9,216,546和其他专利；J. Tumbleston等人，Continuous liquid interface production of3D Objects, Science 347, 1349-1352 (2015)；和R. Janusziewcz等人，Layerlessfabrication with continuous liquid interface production, Proc. Natl. Acad. Sci. USA113, 11703-11708 (2016年10月18日)。用于进行CLIP的特定实施方案的方法和装置的其他实例包括但不限于：Batchelder等人的美国专利申请公开号US 2017/0129169(2017年5月11日)；Sun和Lichkus，美国专利申请公开号US 2016/0288376 (2016年10月6日)；Willis等人，美国专利申请公开号US 2015/0360419 (2015年12月17日)；Lin等人，美国专利申请公开号US 2015/0331402 (2015年11月19日)；D. Castanon，美国专利申请公开号US 2017/0129167 (2017年5月11日)；B.Feller，美国专利申请公开号US 2018/0243976(2018年8月30日公开)；M. Panzer和J. Tumbleston，美国专利申请公开号US 2018/0126630 (2018年5月10日公开)；以及K. Willis和B. Adzima，美国专利申请公开号US2018/0290374 (2018年10月11日)。
2.树脂回收和返回；烘烤。
本发明的一个实施方案在图1的图表中示出。通过立体平版印刷来生产多批次的物体的方法包括以下步骤：
(a)将初始或后续批次的双固化树脂分配(11)到立体平版印刷设备中，所述树脂包含光可聚合组分和热可聚合组分；
(b)通过在所述设备中使所述树脂光聚合(通常在放热聚合反应中)生产(12)中间物体，其中所述中间物体在其表面上保留过量树脂；然后
(c)将过量树脂与所述中间物体分离(13)；
(d)将所述过量树脂与另外的双固化树脂共混(15)以生产后续批次的双固化树脂；
(e)重复步骤(a)至(c)，并且任选地重复步骤(d)，以生产一个或多个另外的物体；以及
(f)进一步一起或单独地固化所述物体，例如通过烘烤所述物体(例如，通过加热和/或微波辐射)以生产多批次的物体(14)。
图2的实施方案类似于图1的实施方案，其中分配(21)、生产(22a)、分离(23)、共混(25)和烘烤(24)步骤以类似的方式进行。然而，图2的实施方案还包括以下步骤：为初始树脂批次指派独特标识符(20)和为后续树脂批次指派独特标识符(26)，为生产的物体指派独特标识符(22b)，和记录与生产每个物体的树脂批次的独特标识符相关的每个生产的物体的独特标识符(22c)。这样的独特标识符可通过任何合适的方式指派给树脂和物体，并记录到数据库中，所述方式例如描述于J. Desimone、R. Goldman、S. Pollack和R. Liu的PCT专利申请公开号WO2018/169826 (2018年9月20日公开)和J. Rolland、C. Converse、ONazarian和M. Panzer的PCT专利申请公开号WO 2018/237038 (2018年12月27日公开)中，其公开内容通过引用并入本文。
在一些实施方案中，步骤(a)至(c)重复至少两次(例如，至少三次)，并且步骤(d)重复至少一次(例如，至少两次)。
可以生产多种不同类型的物体中的任一种，包括开放网格结构(例如，垫层或衬垫，如鞋底夹层或头盔衬里)、牙科模型或J. Rolland等人的美国专利号9,676,963、9,453,142和9,598,606中描述的多种物体中的任一种，这些专利的公开内容通过引用并入本文。
在一些实施方案中，相当多的过量树脂保留在中间物体的表面上，本发明有利地将其捕获并使其返回以供使用，而不是洗掉处置。例如，在一些实施方案中，与中间物体的重量相比，过量树脂以至少40重量%、60重量%或80重量%的量保留在中间物体上(即，保留的树脂的量等于中间物体本身的重量乘以至少0.4、0.6或0.8)。
分离。分离步骤可通过任何合适的方式进行，例如通过离心分离、重力排液、擦拭(例如用压缩气体)或其组合进行。目前优选的是在封闭室中离心分离，其中收集的过量树脂可以连续地或以分批方式从封闭室中排出。当采用离心分离时，物体可保留在它们的构建平台上，并且那些构建平台安装在转子上以便于旋转；将物体从其构建平台移除并将其放置在用于旋转的篮中，物体可从其构建平台移除并固定到保持构件(例如用于有意包括在物体中的预先形成的保持开口的扦子)等。在一些实施方案中，离心分离设备的内部涂覆有非粘性材料，例如Aizenberg等人在US 2015/0209198 A1中所述的材料，其公开内容通过引用并入本文。
共混。过量树脂可与另外的双固化树脂以10:90、20:80或30:70、至多40:60、50:50或60:40 (过量树脂:另外的双固化树脂)的体积比共混。收集的过量树脂与另外的双固化树脂(代表性地，另外的树脂具有与过量树脂通过生产步骤之前收集的过量树脂相同的组成)的共混可通过任何合适的技术连续地或以分批方式进行。在一个实施方案中，在具有浸没式混合器的鼓中进行共混，其中添加另外的树脂直到达到全部共混树脂的所需粘度。因此，在一些实施方案中，步骤(b)的过量树脂具有大于步骤(a)的双固化树脂的粘度，并且步骤(d)的后续批次的双固化树脂具有小于过量树脂的粘度(降低的粘度在立体平版印刷过程中是有利的)。在一些实施方案中，初始批次和后续批次的双固化树脂在25摄氏度下具有1,000或2,000厘泊至60,000或100,000厘泊的粘度；并且在一些实施方案中，步骤(b)的过量双固化树脂具有比步骤(a)的双固化树脂的粘度大至少1,000或2,000厘泊(或大10%或20%)的粘度。
烘烤。在过量树脂已经与中间物体分离之后，然后将物体例如通过加热进一步固化。加热可为主动加热(例如，在例如电、气、太阳能烘箱或微波烘箱的烘箱中烘烤或其组合)，或被动加热(例如，在环境温度(室温)下)。主动加热通常比被动加热更快且代表性地是优选的，但在一些实施方案中也可采用被动加热——例如简单地将中间体在环境温度下保持足够的时间以实现进一步固化。
洗涤。虽然在分离步骤之前和/或之后，在本发明的一些实施方案中可包括洗涤步骤，但在优选的实施方案中，避免了洗涤步骤(特别是在分离步骤之前)，因此在共混步骤中过量树脂不含洗涤液体。尽管这用于简化树脂共混，但是，在初始(或“底漆”)树脂包含给定量的至少一种稀释剂的一些实施方案中，该稀释剂然后可在分离期间用作助剂(例如，在离心分离之前或期间喷雾到物体上)，然后将(现在稀释的)过量树脂与包含减少量的该稀释剂(即，与底漆树脂相比少)的另外树脂共混，使得在共混的树脂中实现合适的化学组成和粘度。
测试。本发明生产的物体的物理性质可根据已知技术确定和比较。参见例如T.R.Crompton, Physical Testing of Plastics (Smithers Rapra Technology Ltd.2012)。例如，可比较由不同树脂批次生产的物体，以确保即使由不同树脂批次生产，物体的均匀性或一致性也在给定的公差内。在将独特标识符应用于树脂和物体并且存储或保存信息的情况下，可通过(i)确定每个物体的独特标识符，和(ii)检索为物体记录的树脂批次的独特标识符，来促进比较步骤。可测试和比较的物理性质的实例包括但不限于柔性、弹性、拉伸强度、撕裂强度、抗冲击性、断裂伸长率、屈服应变、缺口敏感性、韧性、耐磨性、剪切强度、负载变形、永久变形、摩擦系数、疲劳指数、颜色、透明度等。
示例性系统
参考图3，用于进行增材制造的示例性系统(100)包括：
(a)用于分配双固化树脂的树脂分配器(102)；
(b)至少一个立体平版印刷设备(104)，其与所述树脂分配器操作性地相关联；
(c)分离器(106) (例如，离心分离器)，其配置成用于分离保留在所述立体平版印刷设备上生产的物体的表面上的过量树脂；以及
(d)共混器(108)，其与所述分离器操作性地相关联，并且配置成用于将过量树脂与另外的双固化树脂混合以生产共混树脂，所述共混树脂可用于在所述至少一个立体平版印刷设备中进行增材制造。
所述系统可包括烘烤或进一步固化设备(110)和/或测试设备(112)，其配置成进行本文所述的测试。
以上是本发明的说明，并且不应被解释为对本发明的限制。本发明由所附权利要求限定，权利要求的等同物包括在其中。
Claims (19)
1.一种通过立体平版印刷生产多批次的物体的方法，其包括以下步骤：
(a)将初始或后续批次的双固化树脂分配到立体平版印刷设备中，所述树脂包含光可聚合组分和热可聚合组分；
(b)通过在所述设备中使所述树脂光聚合而生产中间物体，其中所述中间物体在其表面上保留过量树脂；然后
(c)将过量树脂与所述中间物体分离；
(d)将所述过量树脂与另外的双固化树脂共混以生产后续批次的双固化树脂；
(e)重复步骤(a)至(c)，并且任选地重复步骤(d)，以生产一个或多个另外的物体；以及
(f)一起或单独地烘烤所述物体(例如，通过加热和/或微波辐射)，以生产多批次的物体。
2.权利要求1所述的方法，其中所述聚合或光聚合是放热的。
3.任何前述权利要求所述的方法，其中步骤(a)至(c)重复至少两次(例如，至少三次)，并且步骤(d)重复至少一次(例如，至少两次)。
4.任何前述权利要求所述的方法，其中所述物体包括开放网格(例如，垫层或衬垫，例如鞋底夹层或头盔衬里)。
5.任何前述权利要求所述的方法，其中所述物体包括牙科模型。
6.任何前述权利要求所述的方法，其中，与所述中间物体的重量相比，过量树脂以至少40重量%、60重量%或80重量%的量保留在所述中间物体上。
7. 任何前述权利要求所述的方法，其中过量树脂与另外的双固化树脂以10:90、20:80或30:70、至多40:60、50:50或60:40 (过量树脂:另外的双固化树脂)的体积比共混。
8.任何前述权利要求所述的方法，其中所述分离步骤通过离心分离、重力排液、擦拭(例如，用压缩气体)或其组合进行。
9.任何前述权利要求所述的方法，其中在所述共混步骤中所述过量树脂不含洗涤液体。
10.任何前述权利要求所述的方法，步骤(b)的所述过量树脂具有大于步骤(a)的所述双固化树脂的粘度，并且步骤(d)的所述后续批次的双固化树脂具有小于所述过量树脂的粘度。
11.任何前述权利要求所述的方法，其中所述初始批次和后续批次的双固化树脂在25摄氏度下具有1,000或2,000厘泊至60,000或100,000厘泊的粘度。
12.任何前述权利要求所述的方法，其中步骤(b)的所述过量双固化树脂具有比步骤(a)的所述双固化树脂的粘度大至少1,000或2,000厘泊(或大10%或20%)的粘度。
13.任何前述权利要求所述的方法，其中所述立体平版印刷是自顶向下或自底向上的立体平版印刷(例如，CLIP)。
14.任何前述权利要求所述的方法，其中所述树脂包括聚氨酯、氰酸酯、环氧或有机硅双固化树脂。
15.任何前述权利要求所述的方法，其中：
所述初始批次的双固化树脂具有指派给其的独特标识符；
所述共混步骤还包括为每个后续批次的双固化树脂指派独特标识符；以及
所述生产步骤还包括：(i)为每个物体指派独特标识符；和(ii)记录生产每个物体的所述批次树脂的独特标识符。
16.任何前述权利要求所述的方法，其还包括以下步骤：
(g)确定和比较由不同批次树脂生产的物体的至少一种物理性质(例如，柔性、弹性、拉伸强度、撕裂强度、抗冲击性、断裂伸长率、屈服应变、缺口敏感性、韧性、耐磨性、剪切强度、负荷变形、永久变形、摩擦系数、疲劳指数、颜色、透明度等) (例如，以确保即使由不同树脂批次生产，物体的均匀性或一致性也在给定公差内)。
17.如从属于权利要求15的权利要求16所述的方法，其中所述确定和比较步骤还包括：(i)确定每个所述物体的独特标识符，和(ii)检索为所述物体记录的树脂批次的独特标识符。
18.一种用于进行增材制造的系统，其包括：
(a)用于分配双固化树脂的树脂分配器；
(b)至少一个立体平版印刷设备，其与所述树脂分配器操作性地相关联；
(c)分离器(例如，离心分离器)，其配置成用于分离保留在立体平版印刷设备上生产的物体的表面上的过量树脂；以及
(d)共混器，其与所述分离器操作性地相关联，并且配置成用于将过量树脂与另外的双固化树脂混合以生产共混树脂，所述共混树脂可用于在所述至少一个立体平版印刷设备中进行增材制造。
19.权利要求18所述的系统，其配置成用于进行权利要求1至17中任一项所述的方法。
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Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019209732A1 (en) | 2018-04-23 | 2019-10-31 | Carbon, Inc. | Resin extractor for additive manufacturing |
| US11440259B2 (en) | 2020-01-31 | 2022-09-13 | Carbon, Inc. | Resin reclamation centrifuge rotor for additively manufactured objects |
| KR20220162128A (ko) * | 2020-03-31 | 2022-12-07 | 쿼드래틱 쓰리디, 인크. | 고처리량 체적 3d 프린팅을 위한 시스템 및 방법 |
| EP4225560A1 (en) | 2020-10-09 | 2023-08-16 | Carbon, Inc. | Vapor spin cleaning of additively manufactured parts |
| US20240269915A1 (en) | 2021-06-09 | 2024-08-15 | Carbon, Inc. | Systems and methods for making polymer dental appliances |
| WO2022266331A1 (en) | 2021-06-16 | 2022-12-22 | Carbon, Inc. | Methods for surface coating additively manufactured objects |
| CN118510652A (zh) | 2021-10-28 | 2024-08-16 | 阿莱恩技术有限公司 | 用于对增材制造对象进行后处理的系统和方法 |
| WO2023205716A1 (en) | 2022-04-22 | 2023-10-26 | Carbon, Inc. | Hollow dental molds configured for high throughput cleaning |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040148048A1 (en) * | 2002-11-11 | 2004-07-29 | Farnworth Warren M. | Methods for recognizing features as one or more objects are being fabricated by programmed material consolidation techniques |
| US20180029311A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | General Electric Company | Resin distribution and maintenance system |
Family Cites Families (58)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3013365A (en) | 1958-03-26 | 1961-12-19 | Mechanical Finishing Company I | Free grain polishing process and apparatus |
| JPS6017985B2 (ja) | 1976-05-08 | 1985-05-08 | 日本電気株式会社 | 薄片乾燥機 |
| US5236637A (en) | 1984-08-08 | 1993-08-17 | 3D Systems, Inc. | Method of and apparatus for production of three dimensional objects by stereolithography |
| US5248456A (en) | 1989-06-12 | 1993-09-28 | 3D Systems, Inc. | Method and apparatus for cleaning stereolithographically produced objects |
| US5158858A (en) | 1990-07-05 | 1992-10-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Solid imaging system using differential tension elastomeric film |
| US5122441A (en) | 1990-10-29 | 1992-06-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for fabricating an integral three-dimensional object from layers of a photoformable composition |
| US5355638A (en) | 1992-09-08 | 1994-10-18 | Hoffman Steve E | Traction drive centrifugal finisher |
| US5482659A (en) | 1994-12-22 | 1996-01-09 | United Technologies Corporation | Method of post processing stereolithographically produced objects |
| US6811744B2 (en) * | 1999-07-07 | 2004-11-02 | Optomec Design Company | Forming structures from CAD solid models |
| DE10015408A1 (de) | 2000-03-28 | 2001-10-11 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen aus lichtaushärtbaren Werkstoffen |
| JP4728468B2 (ja) | 2000-06-02 | 2011-07-20 | ナブテスコ株式会社 | 光学的立体造形用の光硬化性樹脂組成物 |
| DE10119817A1 (de) | 2001-04-23 | 2002-10-24 | Envision Technologies Gmbh | Vorrichtung und Verfahren für die zerstörungsfreie Trennung ausgehärteter Materialschichten von einer planen Bauebene |
| IL150783A0 (en) | 2001-10-16 | 2003-02-12 | Iscar Ltd | Cutting tool and cutting insert therefor |
| DE102004022606A1 (de) | 2004-05-07 | 2005-12-15 | Envisiontec Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts mit verbesserter Trennung ausgehärteter Materialschichten von einer Bauebene |
| US7556490B2 (en) | 2004-07-30 | 2009-07-07 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Multi-material stereolithography |
| US20060214335A1 (en) | 2005-03-09 | 2006-09-28 | 3D Systems, Inc. | Laser sintering powder recycle system |
| US7709544B2 (en) | 2005-10-25 | 2010-05-04 | Massachusetts Institute Of Technology | Microstructure synthesis by flow lithography and polymerization |
| JP2008077764A (ja) | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ヘッドスライダの洗浄方法、製造方法および洗浄装置 |
| US7892474B2 (en) | 2006-11-15 | 2011-02-22 | Envisiontec Gmbh | Continuous generative process for producing a three-dimensional object |
| DK2052693T4 (da) | 2007-10-26 | 2021-03-15 | Envisiontec Gmbh | Proces og fri-formfabrikationssystem til at fremstille en tredimensionel genstand |
| US20090283119A1 (en) | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Khalil Moussa | Post-Processing System For Solid Freeform Fabrication Parts |
| EP2337668B1 (de) * | 2008-10-20 | 2013-03-20 | Technische Universität Wien | Verfahren und vorrichtung zur verarbeitung von lichtpolymerisierbarem material zum schichtweisen aufbau eines formkörpers |
| US8372330B2 (en) | 2009-10-19 | 2013-02-12 | Global Filtration Systems | Resin solidification substrate and assembly |
| EP2521625A2 (en) | 2010-01-05 | 2012-11-14 | Stratasys, Inc. | Support cleaning system |
| IT1397457B1 (it) | 2010-01-12 | 2013-01-10 | Dws Srl | Piastra di modellazione per una macchina stereolitografica, macchina stereolitografica impiegante tale piastra di modellazione e utensile per la pulizia di tale piastra di modellazione. |
| US9120270B2 (en) | 2012-04-27 | 2015-09-01 | University Of Southern California | Digital mask-image-projection-based additive manufacturing that applies shearing force to detach each added layer |
| US9636873B2 (en) | 2012-05-03 | 2017-05-02 | B9Creations, LLC | Solid image apparatus with improved part separation from the image plate |
| US8735049B2 (en) | 2012-05-22 | 2014-05-27 | Ryan W. Vest | Liquid platemaking process |
| US20150209198A1 (en) | 2012-07-13 | 2015-07-30 | President And Fellows Of Harvard College | Selective Wetting and Transport Surfaces |
| US9498920B2 (en) | 2013-02-12 | 2016-11-22 | Carbon3D, Inc. | Method and apparatus for three-dimensional fabrication |
| WO2014126837A2 (en) | 2013-02-12 | 2014-08-21 | Eipi Systems, Inc. | Continuous liquid interphase printing |
| US9360757B2 (en) | 2013-08-14 | 2016-06-07 | Carbon3D, Inc. | Continuous liquid interphase printing |
| JP6233001B2 (ja) | 2013-12-20 | 2017-11-22 | ソニー株式会社 | 造形装置および造形物の製造方法 |
| US10073424B2 (en) | 2014-05-13 | 2018-09-11 | Autodesk, Inc. | Intelligent 3D printing through optimization of 3D print parameters |
| US9782934B2 (en) | 2014-05-13 | 2017-10-10 | Autodesk, Inc. | 3D print adhesion reduction during cure process |
| CN106687861B (zh) | 2014-06-23 | 2022-01-11 | 卡本有限公司 | 由具有多重硬化机制的材料制备三维物体的方法 |
| DE102014010501A1 (de) | 2014-07-17 | 2016-01-21 | Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh | Vorrichtung zur Entfernung von Baumaterial von einer Oberfläche eines durch einen Lasersinterprozess und/oder durch einen Laserschmelzprozess hergestellten Objektes |
| US10166725B2 (en) | 2014-09-08 | 2019-01-01 | Holo, Inc. | Three dimensional printing adhesion reduction using photoinhibition |
| TWI630124B (zh) | 2014-11-10 | 2018-07-21 | 三緯國際立體列印科技股份有限公司 | 立體列印裝置 |
| DE102014116404A1 (de) | 2014-11-11 | 2016-05-12 | Gea Mechanical Equipment Gmbh | Verfahren zum Überwachen und/oder Regeln des Betriebs einer Zentrifuge |
| ES2806199T3 (es) | 2015-03-31 | 2021-02-16 | Dentsply Sirona Inc | Sistemas de fabricación tridimensional para producir objetos rápidamente |
| WO2016172788A1 (en) | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Fortier, Raymond | Improved stereolithography system |
| US10913206B2 (en) | 2015-08-03 | 2021-02-09 | Delavan, Inc | Systems and methods for post additive manufacturing processing |
| US20180243976A1 (en) | 2015-09-30 | 2018-08-30 | Carbon, Inc. | Method and Apparatus for Producing Three- Dimensional Objects |
| US10384439B2 (en) | 2015-11-06 | 2019-08-20 | Stratasys, Inc. | Continuous liquid interface production system with viscosity pump |
| US20190029311A1 (en) | 2015-12-17 | 2019-01-31 | Cj Cheiljedang Corporation | Coating method of lactic acid bacteria with increased intestinal survival rate |
| US10343331B2 (en) | 2015-12-22 | 2019-07-09 | Carbon, Inc. | Wash liquids for use in additive manufacturing with dual cure resins |
| US11123926B2 (en) * | 2016-05-12 | 2021-09-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Build material management |
| US11117316B2 (en) | 2016-11-04 | 2021-09-14 | Carbon, Inc. | Continuous liquid interface production with upconversion photopolymerization |
| WO2018111548A1 (en) | 2016-12-14 | 2018-06-21 | Carbon, Inc. | Methods and apparatus for washing objects produced by stereolithography |
| WO2018169824A1 (en) | 2017-03-15 | 2018-09-20 | Carbon, Inc. | Integrated additive manufacturing systems incorporating a fixturing apparatus |
| US11376786B2 (en) * | 2017-04-21 | 2022-07-05 | Carbon, Inc. | Methods and apparatus for additive manufacturing |
| WO2018237038A1 (en) | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Carbon, Inc. | ADDITIVE MANUFACTURING METHOD |
| US11433658B2 (en) | 2017-07-26 | 2022-09-06 | 3M Innovative Properties Company | Method of making a physical object by additive manufacturing |
| CN111372756A (zh) | 2017-11-21 | 2020-07-03 | 3M创新有限公司 | 制作物理对象的方法 |
| US20190224917A1 (en) | 2018-01-23 | 2019-07-25 | 3D Systems, Inc. | Three Dimensional Printing System with Resin Removal Apparatus |
| WO2019209732A1 (en) | 2018-04-23 | 2019-10-31 | Carbon, Inc. | Resin extractor for additive manufacturing |
| WO2020069152A1 (en) | 2018-09-26 | 2020-04-02 | Carbon, Inc. | Spin cleaning method and apparatus for additive manufacturing |
-
2019
- 2019-04-22 EP EP19727132.3A patent/EP3877156B1/en active Active
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-
2022
- 2022-01-06 US US17/569,641 patent/US11731345B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040148048A1 (en) * | 2002-11-11 | 2004-07-29 | Farnworth Warren M. | Methods for recognizing features as one or more objects are being fabricated by programmed material consolidation techniques |
| US20180029311A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | General Electric Company | Resin distribution and maintenance system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3877156B1 (en) | 2023-01-04 |
| US20220250312A1 (en) | 2022-08-11 |
| US11731345B2 (en) | 2023-08-22 |
| US20210213675A1 (en) | 2021-07-15 |
| EP3877156A1 (en) | 2021-09-15 |
| US11247389B2 (en) | 2022-02-15 |
| CN113272117B (zh) | 2024-08-02 |
| WO2020146000A1 (en) | 2020-07-16 |
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| US20190055392A1 (en) | Particle-based multi-network polymers | |
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