DE102013102377A1

DE102013102377A1 - Verfahren und Vorrichtung zur generativen Herstellung von 3 dimensionalen Objekten auf der Basis eines Multiphasensystems

Info

Publication number: DE102013102377A1
Application number: DE102013102377.0A
Authority: DE
Inventors: Klaus Stadlmann; Martin Klare; Frank Gischer
Original assignee: Dreve Prodimed GmbH
Current assignee: Dreve Prodimed GmbH
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2014-09-11
Also published as: WO2014139513A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes durch aufeinander folgendes schichtweises Verfestigen eines mittels elektromagnetischer Strahlung verfestigbaren Materials mit einem so genannten Vat, in dem sich ein mindestens n-Phasensystem mit n ≥ 2 befindet, von denen mindestens eine Phase das Baumaterial und mindestens eine andere mit dem Baumaterial nicht mischbare Trägermaterial-Phase enthält, wobei in dem Vat eine Phasennivelliervorrichtung ein oder mehrstückig angeordnet ist, die sich genau an der Phasengrenze der Trägerphase zum Baumaterial, vollständig in der Baumaterialphase oder in der Trägermaterialphase, die eine Phasengrenze zur Baumaterialphase ausbildet, befindet, und die während Baujobs, bevorzugt nach jedem Bauzyklus, am erzeugten Bauteilquerschnitt oder Bauteilfläche vorbeigeführt wird, wobei sie parallel zur Querschnittsfläche oder Bauteilfläche verschieblich gehalten und bewegbar verstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes durch aufeinander folgendes schichtweises Verfestigen eines mittels elektromagnetischer Strahlung verfestigbaren Materials gemäß Oberbegriff des Anspruches 1, bei dem sich im sogenannten Vat ein n-Phasensystem mit n ≥ 2 befindet, von denen mindestens eine Phase das Baumaterial und mindestens eine andere mit dem Baumaterial nicht mischbare Trägermaterialphase enthält. Dabei wird unter „nicht mischbar” verstanden, dass eine definierte Phasengrenze zwischen mindestens zwei der o. g. Phasen ausgebildet wird. In einer speziellen Ausführungsform kann die Schichtdicke mindestens einer der Phasen mittels einer Pumpe variiert bzw. bei Verbrauch der Phase, die das Baumaterial enthält, gesteuert werden [ EP 2240313 ].
Ein Vat ist üblicherweise ein z. B. oben offenes quaderförmiges Behältnis, das die Phasen aufnimmt.
Für den schichtweisen Aufbau dreidimensionaler Objekte aus „strahlungshärtenden” Photopolymeren werden in der Literatur unterschiedlichste Verfahren beschrieben, siehe hierzu „Generative Fertigungsverfahren" von A. Gebhardt 3. Aufl. 2007 (ISBN 978-3-446-22666-1). Durch stetige Weiterentwicklungen der Verfahren und Materialien werden generative Fertigungsverfahren heutzutage nicht mehr nur zur schnellen Herstellung von Prototypen (Rapid Prototyping), sondern zunehmend im Bereich Rapid Manufacturing eingesetzt (Klare, Martin; Altmann, Reiner: Rapid Manufacturing in der Hörgeräteindustrie in: RTejournal – Forum für Rapid Technologie, 2. Ausgabe, 2(2005), Mai 2005, ISSN 1614-0923, URN urn:nbn:de:0009-2-1049, URL: http://www.rtejournal.de/aktuell/archiv/ausgabe2/104/).
Die Vorteile von Multiphasensystemen für die generative Fertigung sind in [ EP 2240313 ] detailliert beschrieben. Für diese Art von Anwendungen stehen neben der Wirtschaftlichkeit insbesondere die Robustheit der Prozesse und die Bauteilqualität im Vordergrund.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, die bzw. das im Vergleich der zum Stand der Technik [ EP 2240313 ] bekannten Multiphasensystemen, insbesondere im Hinblick auf die robuste Herstellung von präzisen dreidimensionalen Objekten wesentliche Vorteile besitzt.
Beispielsweise wird bei handelsüblichen Systemen basierend auf Maskenprojektion, wie z. B. der Perfactory^®-Serie der Fa. Envisiontec, eine Bauplattform von oben in das Vat mit dem Baumaterial getaucht, ein definierter Abstand zwischen Bauplattform und Boden eingestellt und anschließend durch den Boden des Vats belichtet. Dieses System nutzt auch die Erfindung. Zwischen Bauteil und Vatboden treten dabei hohe Adhäsionskräfte auf, die zu einem Abreissen des Bauteils von der Plattform bzw. der unterstützenden Struktur führen können. Deshalb wird nach dem Belichten daraufhin der Vat mittels einer Kippbewegung von der gebauten Schicht gelöst. Ein weiterer wichtiger Grund für diese Kippbewegung ist, dass an das Bauteil „frisches” Baumaterial durch Verwirbelung der Baumaterialphase herangeführt wird. Dies ist deshalb nötig, da sonst während der Belichtungsphase durch z. B. Streueffekte am Bauteilgrünling während des Bauvorganges eine dem Fachmann unter dem Begriff „Gelphase” bekannte Phase von präpolymerisiertem Material sich um den Querschnitt ausbildet, die zum einen zu einer verringerten Präzision als auch zu Artefakte auf der Bauteiloberfläche führt. In einigen Fällen kann darüber hinaus die Grünlingsfestigkeit so beeinträchtigt werden, dass durch ein Abreissen von Schichten die Robustheit des Baujobs signifikant erniedrigt bzw. der Baujob nicht komplett durchgeführt wird. Ferner erfordert die Kippbewegung Zeit, die im Rahmen eines Baujobs bis zu 40% der gesamten Bauzeit betragen kann. Dies ist unter Rapid Manufacturing Gesichtspunkten als sehr nachteilig zu bewerten.
Unter Baujobs wird dabei der schichtweise Aufbau des zu erzeugenden Objektes verstanden.
Dem Effekt der „Gelphasenbildung” wird bei den o. g. Multiphasensystemen durch eine entsprechende Hubstrategie vorgebeugt. Der Bauvorgang inklusive Hubzyklus gemäß Stand der Technik ist in –g schematisch dargestellt (Hubstrategie 1). Nach der Belichtung (a, b) wird mittels der Strahlungsquelle S das generierte Bauteil „0” um eine Höhe größer mindestens einer Schicht n aus der Baumaterialphase B (c) von der Phasengrenzfläche entfernt. Dabei bildet sich unter dem Grünling in Abhängigkeit von den Oberflächenspannungen der beiden Phasen eine Trägerphasenglocke ( ). Aus den o. g. Gründen muss der Grünling soweit angehoben werden, dass die Trägerphasenglocke von diesem abreißt ( ), und Baumaterial unter den zu belichtenden Querschnitt nachlaufen kann (d). Es kann dabei, je nach verwendetem System Trägerphase/Bauteilmaterial (T, B), eine Tropfenbildung (X) unter dem Grünling auftreten. Dies kann im weiteren Bauprozess zu Artefakten an den Bauteilen führen. Nach einer Wartezeit wird der Grünling anschließend wieder in Richtung der Phasengrenzfläche in einen Abstand einer Schicht n bewegt (e). Im Zuge dessen bildet sich ein Baumaterialpolster unter dem Grünling. In Abhängigkeit der Unterschiede der Bauteilgeometrie und Oberflächenspannungen der Träger- und Baumaterialphase kann in einigen Fällen durch Warten eine Nivellierung der Phasen erzielt werden. Dies ist jedoch unter Berücksichtigung der Effizienz des Prozesses als nachteilig einzustufen. Das setzt zusätzlich voraus, dass die Oberflächenspannungen der beiden Phasen aufeinander abgestimmt werden. Entsprechend muss die Materialauswahl des Baumaterials eingeschränkt werden, da nur Baumaterialien verwendet werden können, zu denen es ein entsprechendes Trägerphasenmaterial gibt. In einem anderen Falle lässt sich dieses Druckpolster unter dem Grünling nur unvollständig oder gar nicht entfernen, so dass bei der Aushärtung zusätzliches, nicht erwünschtes Material am Grünling haftet und ausgehärtet wird. Nach weiteren Hubzyklen erhöht sich dieser Materialauftrag und kann so zu einem Eintauchen des Grünlings in die Trägerphase während der Belichtung führen. Dadurch findet die Bestrahlung des Baumaterials nicht in der Fokusebene statt, die auf der Phasengrenzfläche liegt, und führt so zu einer unscharfen Abbildung des auszuhärtenden Bauteilquerschnittes. Die Bauteile werden entsprechend unpräzise oder weisen Artefakte auf.
Prinzipiell ist auch eine Hubstrategie möglich, bei der nach jedem Belichtungsvorgang das Bauteil genau um eine Schicht n angehoben wird. Allerdings ist diese Vorgehensweise mit den schon oben skizzierten Nachteilen der Trägerphasentropfenbildung, der eingeschränkten Baumaterialauswahl und der „Gelphasenproblematik” behaftet ( ). Zusätzlich muss nach jedem Belichtungszyklus eine Wartezeit eingehalten werden, um die Diffusion des Baumaterials an den zu belichtenden Bauteilquerschnitt zu gewährleisten. Dies führt abermals zu einer Verlangsamung des Gesamtprozesses.
Bei allen den o. g. Hubstrategien ergibt sich infolge des Meniskus zwischen der Träger- und der Bauteilmaterialphase das Problem, dass zur Belichtungsebene plane Flächen der Bauteile nicht oder nur sehr eingeschränkt gebaut werden können. Diese Einschränkung hinsichtlich der Bauteilgeometrien und Baupräzision von planen Flächen ist nicht wünschenswert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur generativen Herstellung von dreidimensionalen Objekten auf der Basis eines Multiphasensystems zur Verfügung zu stellen, durch die bzw. dass die oben genannten Nachteile des Standes der Technik eliminiert werden.
Dies wird im Sinne der Erfindung gemäß Anspruch 1 dadurch erreicht, dass sich im sogenannten Vat eine bewegliche Phasennivelliervorrichtung in einem mindestens n-Phasensystem mit n ≥ 2 befindet, von denen mindestens eine Phase das Baumaterial und mindestens eine andere mit dem Saumaterial nicht mischbare Phase enthält. Unter „nicht mischbar” wird verstanden, dass eine definierte Phasengrenze zwischen mindestens 2 der o. g. Phasen ausgebildet wird. Die erfindungsgemäße Phasennivelliervorrichtung kann sich dabei entweder genau an der Phasengrenze einer Trägerphase zur Baumaterialphase vollständig in der Baumaterialphase oder in der Trägermaterialphase, die eine Phasengrenze zur Baumaterialphase ausbildet, befinden. Diese Phasennivelliervorrichtung wird während Baujobs, bevorzugt nach jedem Bauzyklus, am Bauteilquerschnitt, nahe der zuletzt erzeugten Fläche, vorbeigeführt, so dass infolge von Baumaterialverwirbelungen die so genannte Gelphase vom Bauteil weggeführt und „frisches” Baumaterial dem Grünling zugeführt wird. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in schematisch für die oben beschriebene Hubstrategie 1 dargestellt. Auch hier wird nach der Belichtung (a, b) das generierte Bauteil „0” um eine Höhe größer mindestens einer Schicht n aus der Baumaterialphase B (c) von der Phasengrenzfläche entfernt. Dabei bildet sich ebenfalls unter dem Grünling in Abhängigkeit von den Oberflächenspannungen der beiden Phasen eine Trägerphasenglocke. Der Grünling wird soweit angehoben, dass die Trägerphasenglocke von diesem abreisst, und Baumaterial unter den zu belichtenden Querschnitt nachlaufen kann (d). Es kann dabei, je nach verwendetem System Trägerphase/Bauteilmaterial, eine Tropfenbildung aus dem Trägerphasenmaterial „T” unter dem Grünling auftreten. Dies kann im weiteren Bauprozess zu Artefakten an den Bauteilen führen. Es bedarf bei Nutzung der erfindungsgemäßen Phasennivelliervorrichtung im Gegensatz zur oben beschriebenen Vorgehensweise keiner Wartezeit bis der Grünling anschließend wieder in Richtung der Phasengrenzfläche in einen Abstand einer Schicht n bewegt (e) wird. Vielmehr wird der Phasennivellierer „P” unter dem erzeugten Bauteilquerschnitt bewegt (h – i). Dadurch wird das Baumaterial durchmischt, ggf. der Trägerphasentropfen am Grünling beseitigt und das Druckkissen aus Baumaterial unterhalb des Grünlings unter Bereitstellung einer nahezu planen Phasengrenzfläche mit einer Bauteilmaterialhöhe von n = 1 unterhalb des Grünlings bereitgestellt. Entsprechend können so präzisere, nahezu plane Bauteilflächen erhalten werden. Darüber hinaus wird aus den oben skizzierten Gründen die Bildung von Artefakten am Bauteil vermieden und so letztendlich auch die Robustheit des gesamten Prozesses erhöht. In besonders vorteilhafter Weise lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der Hubstrategie 2 verwenden, bei der pro Bauzyklus das Bauteil lediglich um eine Schicht n aus der Baumaterialphase von der Phasengrenzfläche entfernt wird ( ). Neben den zuvor genannten Vorteilen der Nutzung der Phasennivelliervorrichtung ergibt sich ferner, dass die Wartezeiten zur Durchmischung der Baumaterialphase und Einstellung der Phasengrenzfläche während des Bauzyklus signifikant reduziert werden bzw. vernachlässigt werden können. In einer besonderen Ausführungsform, die dem Fachmann z. B. als „Moving DLP”-Technik bekannt ist, kann die Belichtung der Baumaterialphase und damit deren Aushärtung direkt hinter der sich bewegenden Phasennivelliervorrichtung dynamisch erfolgen. Entsprechend wird die Baugeschwindigkeit und somit die Effizienz des Bauprozesses erhöht.
Im Sinne der Erfindung besitzt die ein- oder mehrstückig ausgebildete Phasennivelliervorrichtung eine Form, die das Niveau der Trägerphase während der Bewegung vom Bauteilquerschnitt wegbewegt, somit ggf. die Trägerphasenglocke vom Bauteil trennt, den Bauteilmaterialnachfluß sicherstellt und dies bei möglichst geringem Strömungswiderstand. Dies ist deshalb vorteilhaft, damit die Einstellung der Phasengrenzfläche in die Belichtungsebene möglichst schnell im Sinne eines effizienten Bauprozesses gelingt. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Material der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf das Baumaterial in einer Form abgestimmt, dass aufgrund der höheren Adhäsionsarbeit des Baumaterials zur Vorrichtung im Vergleich zur Trägerphase, bei der Bewegung der Vorrichtung Baumaterial an der Oberseite mitgeführt wird. Dies kann auch durch z. B. eine Beschichtung des Phasennivellierers erreicht werden. Ferner ist es sinnvoll, eine oder mehrere geometrische Vertiefungen „A” unterschiedlicher Ausprägung ein oder Erhöhungen aufzubringen, um den o. g. Trägerphasentropfen vom Bauteilquerschnitt effizient zu entfernen oder ggf. aufzunehmen und vom Bauteil wegzuführen.
In einem speziellen Falle kann es unter praktischen Gesichtspunkten vorteilhaft sein, Referenzelemente an der Vorrichtung zusätzlich anzubringen, um die Einstellung der Phasengrenzfläche vorzunehmen.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Phasennivelliervorrichtung „P” sind in 5(a–x) im Querschnitt dargestellt. Im Sinne der Erfindung können auch weitere Formen genutzt werden, die o. g. Aufgaben erfüllen.
Wie oben beschrieben, kann die Gestaltung des Hubzyklus in seiner Art und Abfolge Auswirkungen auf die Form und die Entstehung von mindestens einem Eindruck-Kissen in der Trägerphase haben. Gestaltet man den Hubzyklus in der Art (Hubstratege 2), dass dieser um mindestens einen Teilbetrag einer Schichtdicke n der Dicke d bzw. um x-Schichtdicken der Dicke d, bevorzugt um eine Schichtdicke n angehoben wird, so kommt es nicht mehr zur Bildung mind. eines Eindruck-Kissens sondern zu einer Glockenbildung. Diese Glockenbildung wird von der Trägerphase gebildet. Dadurch muss kein überschüssiges Material wie bei der Bildung eines Eindruck-Kissens verdrängt werden. Entsprechend kann die geometrische Ausprägung des Phasennivellierers anders gestaltet werden. Dies kann mit einem aus einem einteilig oder mehrteilig ausgeführten Formkörper, bevorzugt bügelförmig, mit einer Dicke von mindestens einer Schichtdicke, bevorzugt x-Schichtdicken, besonders bevorzugt einer mehrteilige beschichtet Ausführung mit gleitfähigen Auflageflächen „g”, welche entlang einer Referenzfläche „R” bewegt werden, erzielt werden. Diese weist ebenfalls eine strömungsoptimierte geometrische Ausprägung auf, wobei die Front Schrägen besitzen kann und der Phasennivellierer bevorzugt über eine rinnenförmige geschlossene Aussparung „A” verfügt, die besonders bevorzugt durchgängig ausgeführt ist und durch einen Körper oder eine dünne Schicht geschlossen wird.
Als Phasennivellierer kann in diesem Fall auch eine flexible Membran bzw. eine dünne Schicht eines Werkstoffes eingesetzt werden, der auf der Trägerphase „T” schwimmt oder entlang dieser gespannt wird. Dies ist bevorzugt ein Auftriebskörper der an der Phasengrenze verweilt bzw. besonders bevorzugt eine Folie bzw. eine beschichtet Folie oder ein Folienverbund.
In 6 ist schematisch ein Vat gezeigt.
7 zeigt eine Phasennivelliervorrichtung „P” von oben in Draufsicht mit einer Ausnehmung oder Vertiefung „A”.
8 zeigt eine Phasennivelliervorrichtung „P” an der Referenzfläche „R” geführt, wobei die Phasennivelliervorrichtung beispielsweise mit einem elektrischen Magnetantrieb „M”, der außerhalb der Referenzfläche unter dem Vat angeordnet ist, berührungslos angetrieben und damit verstellt werden kann (siehe Arbeitspositionen 3a–k, 4a–h). An der Oberseite kann die Phasennivelliervorrichtung glatt ausgebildet sein (5a, 5o). Sie kann auch vorzugsweise Rinnen oder Kuhlen aufweisen (5b–5e) oder bevorzugt lippenartige, quer zur Verschieberichtung „V” verlaufende Vorsprünge aufweisen (5m, 5n). Auch kann die Phasennivelliervorrichtung „P” oberseitig, stirnseitig oder unterseitig Beschichtungen aufweisen, wie in 5p–r, 5t–x gezeigt ist, um die Adhäsion zur Phase, in der die Phasennivelliervorrichtung „P” bewegt wird, positiv für die gewünschte Funktion zu beeinflussen.
Vorzugsweise ist die als flacher Quader ausgebildete Nivelliervorrichtung in Bewegungsrichtung „V” vorn und hinten von der Oberseite zur Unterseite schräg ungezogen, um eine negative Beeinflussung der Phase, in der die Vorrichtung bewegt wird, zu vermeiden.
Die Höhe des Quaders kann zum Beispiel der Höhe einer gebauten Schicht des Objektes entsprechen oder auch einem Mehrfachen dieser Höhe.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
Alle in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2240313 [0001, 0004, 0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Generative Fertigungsverfahren” von A. Gebhardt 3. Aufl. 2007 (ISBN 978-3-446-22666-1) [0003]
Klare, Martin; Altmann, Reiner: Rapid Manufacturing in der Hörgeräteindustrie in: RTejournal – Forum für Rapid Technologie, 2. Ausgabe, 2(2005), Mai 2005, ISSN 1614-0923, URN urn:nbn:de:0009-2-1049, URL: http://www.rtejournal.de/aktuell/archiv/ausgabe2/104/ [0003]

Claims

Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes durch aufeinander folgendes schichtweises Verfestigen eines mittels elektromagnetischer Strahlung verfestigbaren Materials mit einem so genannten Vat, in dem sich ein mindestens n-Phasensystem mit n ≥ 2 befindet, von denen mindestens eine Phase das Baumaterial und mindestens eine andere mit dem Baumaterial nicht mischbare Trägermaterial-Phase enthält, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Vat eine Phasennivelliervorrichtung ein oder mehrstückig angeordnet ist, die sich genau an der Phasengrenze der Trägerphase zum Baumaterial, vollständig in der Baumaterialphase oder in der Trägermaterialphase, die eine Phasengrenze zur Baumaterialphase ausbildet, befindet, und die während Baujobs, bevorzugt nach jedem Bauzyklus, am erzeugten Bauteilquerschnitt oder der erzeugten Bauteilfläche vorbeigeführt wird, wobei sie parallel zur Querschnittsfläche oder Bauteilfläche verschieblich gehalten und bewegbar verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasennivelliervorrichtung eine glatte ebene Oberfläche aufweist, bevorzugt zumindest eine Vertiefung aufweist, besonders bevorzugt Vertiefungen, die aus mehreren geometrischen Grundformen bestehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke mindestens einer der Phasen mittels einer Pumpe (P) variierbar oder bei Verbrauch der Phase, die das Baumaterial enthält, einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägermittelphase für elektromagnetische Strahlung transparent ist und eine für die Endaushärtung des generierten Objektes geeignete Strahlungsquelle angeordnet ist, die durch die Wandung des Vats, die ebenfalls für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, und durch die Trägermaterialphase das gebaute Objekt während des Aufbaus oder nach jedem Bauzyklus einer Schicht des Objektes bestrahlt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasennivelliervorrichtung an einer dem zu erzeugenden Objekt bzw. der Bauplattform zugewandten Oberfläche Erhöhungen aufweist, welche zur Einstellung der Füllstandshöhe der ersten Phase genutzt werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein elastischer Formkörper an der Oberfläche der Phasennivelliervorrichtung vorhanden ist, bevorzugt zumindest in Form eines elastischen lippenähnlichen Formkörpers.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Phasennivelliervorrichtung unbeschichtet und die Phasennivelliervorrichtung aus zumindest einem Werkstoff besteht, oder zumindest eine mit solchen Werkstoff beschichtete Oberfläche aufweist, oder mehrere unterschiedliche Beschichtungsabfolgen, in denen sich verschiedene beschichtete Oberflächenareale mit nicht beschichteten abwechseln aufweist, wobei der Werkstoff oder die Beschichtung eine Adhäsion zum Baumaterial aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Grundform oder der Querschnitt der Phasennivelliervorrichtung eine strömungstechnisch wirksame Grundform aufweist, welche den Flüssigkeitsspiegel in Bewegungsrichtung der Phasennivelliervorrichtung unverändert lässt, bevorzugt jedoch hebt oder senkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasennivelliervorrichtung in der Lage ist, entstandene Blasen unterschiedlicher Phasen zu bewegen und/oder mitzunehmen, besonders diese in zumindest einer an ihr ausgebildeten Vertiefung aufzunehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasennivelliervorrichtung eine Profilhöhe und/oder Form aufweist, mittels derer strömungstechnisch günstige Effekte erzeugbar sind, besonders eine Profilhöhe aufweist, deren Ausprägung zur Beseitigung eines gebildeten Kissens der Trägerphase in der Baumaterialphase ausreichend ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 1a, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasennivelliervorrichtung mit einem Antrieb gekoppelt ist, dessen Antriebsaufbau sich außerhalb des die verschiedenen Phasen enthaltenen Beckens oder Vats befindet, wobei die Kopplung bevorzugt durch eine Aufhängung, welche eine der Phasengrenzen durchstößt, oder besonders bevorzugt durch eine Aufhängung, welche die Bewegung der Phasennivelliervorrichtung innerhalb einer Phase ermöglicht, ohne dabei die Phasengrenze durch mechanische Teile zu durchstoßen oder zu stören, erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Phasennivelliervorrichtung durch eine berührungslose Kraftkopplung erfolgt, bevorzugt direkt an einer oder durch eine geeignete Referenzfläche oder Teilfläche des Beckens oder Vats, besonders bevorzugt durch eine magnetische Kopplung durch den Beckenboden oder Vatboden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopplung zwischen der Phasennivelliervorrichtung und einem Bewegungsantrieb für diese angeordnet ist, welche auch als Überlastschutz ausgebildet ist und der Überlastfall durch eine elektronische Sensorik erfassbar ist, bevorzugt durch eine magnetische Kopplung, welche einen intrinsischen Überlastschutz aufweist und somit ein Abschälen von bereits erzeugten Schichten des Bauteiles verhindert werden kann.
Verfahren zur Phasennivellierung für die Herstellung eines dreidimensionalen Objektes durch aufeinander folgendes schichtweises Verfestigen eines mittels elektromagnetischer Strahlung verfestigbaren Materials, bei dem sich im sogenannten Vat die gemäß einem der Ansprüche 1–13 aufgebaute Vorrichtung in einem mindestens n-Phasensystem mit n ≥ 2 befindet, von denen mindestens eine Phase das Baumaterial und mindestens eine andere mit dem Baumaterial nicht mischbare Phase enthält.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasennivelliervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–13 während des Bauvorganges mindestens am durch Strahlung zu verfestigenden Bauteilquerschnitt vorbeigeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasennivelliervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–13 nach jedem oder während jedes Bauzyklus am zu belichtenden Bauteilquerschnitt vorbeigeführt wird.