DE102022129168B3

DE102022129168B3 - Vorrichtung und Verfahren zur additiven Fertigung von Produkten

Info

Publication number: DE102022129168B3
Application number: DE102022129168.5A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Straßer
Original assignee: Micro Factory 3dsolutions GmbH
Current assignee: MICRO FACTORY 3DSOLUTIONS GMBH, DE
Priority date: 2022-11-04
Filing date: 2022-11-04
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2042-11-05
Also published as: WO2024094254A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur stereolithographischen Erzeugung von Produkten, wobei in einem gegenüber der Umgebung verschließbaren Gehäuse sowohl der Druck als auch die Reinigung und die anschließende Nachhärtung des Produktes erfolgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Produkten nach dem Prinzip der additiven Fertigung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Stereolithographie-Verfahren, bei dem eine Lichtquelle ein Photopolymer (im Weiteren auch als „Resin“ bezeichnet) in einem Behälter (Resinbehälter) selektiv aushärtet, indem die Lichtquelle gezielt auf einzelne Bereiche in einem mit Resin gefüllten Behälter gerichtet wird. Das dazu verwendete Licht, typischerweise ultraviolettes Licht, liefert die für die Polymerisation erforderlichen Radikale, sodass das Resin an der beleuchteten Stelle aushärtet. Typischerweise erfolgt die Beleuchtung mittels einer Druckeinheit durch eine gezielt lokal lichtdurchlässig gestaltete Unterseite des Resinbehälters, beispielsweise mithilfe einer entsprechend ansteuerten LCD-Matrix. Das dabei schichtweise in dem flüssigen Resin-Bad entstehende, gehärtete Produkt haftet an einer kopfüber in den Resinbehälter eingetauchten Druckplatte, die mit Fertigstellung einer Schicht geringfügig angehoben wird, um die nächste Schicht erzeugen zu können. Dieser Vorgang wird auch als „Drucken“ bezeichnet. Mit Abschluss des Druckvorgangs kann das Produkt nach oben aus dem Resinbehälter herausgezogen werden.
In der Regel muss ein auf diese Weise erzeugtes Produkt von anhaftenden, nicht ausgehärteten Resin-Resten gereinigt werden. Dazu ist es bekannt, das fertig gedruckte Produkt in einen Behälter mit Reinigungsmedium zu tauchen, um es von solchen unerwünschten Bestandteilen zu reinigen.
Aus der CN 21 555 0999 U ist eine solche Vorrichtung bekannt, bei welcher sowohl der eigentliche Druck als auch die Reinigung innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses erfolgt.
Allerdings ist es häufig erforderlich, das fertig gedruckte und gereinigte Produkt einer Nachhärtung auszusetzen, um eine gewünschte Endfestigkeit eines vollständig ausgehärteten Photopolymers zu erreichen. Dazu kann das Produkt mit geeignetem Licht einer Nachhärteeinheit ausgesetzt werden, wodurch diese Endfestigkeit in der Regel binnen weniger Minuten erreicht werden kann. Der Aufwand für die Nachhärtung ist jedoch oft erheblich, da das Produkt zunächst aus der Druckvorrichtung entnommen und in der Nachhärteeinheit anzuordnen ist, um es dann nach erfolgter vollständiger Nachhärtung dort wieder zu entnehmen. Auch ist zu beachten, dass das verwendete Photopolymer (Resin) in flüssiger Form in der Regel als gesundheitsschädlich eingestuft wird und insbesondere der Kontakt mit menschlicher Haut, Augen, Schleimhäuten etc. möglichst zu vermeiden ist. Erst im ausgehärteten Zustand ist das Resin diesbezüglich unbedenklich. Entsprechend schwierig ist die Handhabung eines noch nicht vollständig ausgehärteten Produktes mit daran anhaftenden, flüssigen Resin-Resten. Außerdem besteht das Problem, dass während des Reinigungsvorgangs Resin-Reste im Behälter des Reinigungsmediums verbleiben und die Wirksamkeit des Reinigungsmediums mit der Zeit herabsetzen.
Aus der US 2020 / 0 368 973 A1 ist eine Vorrichtung zur additiven Fertigung von Produkten bekannt. Dabei wird ein unter Lichteinfluss aushärtendes fließfähiges Produkt in einen Behälter einer Bestrahlung ausgesetzt, um durch schichtweises Aushärten ein Produkt aufzubauen. Die Vorrichtung erscheint unnötig groß bzw. wenig kompakt, und der Schutz vor möglicherweise gesundheitsgefährdenden Dämpfen nicht ausgereift.
Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Produkten nach dem Prinzip der Photopolymerisation zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile beseitigt.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 10. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, ein Produkt nach dem Prinzip der Photopolymerisation der vorgenannten Art besonders einfach und sicher mithilfe einer Nachhärteeinheit schaffen zu können, welche dazu ausgebildet ist, das fertig gedruckte Produkt automatisch mit geeignetem Licht zur vollständigen Nachhärtung zu bestrahlen, nachdem es aus dem Resinbehälter oder dem Reinigungsbehälter herausgezogen wird. Anders als im Stand der Technik wird die Nachhärteeinheit damit zum integralen Bestandteil der Vorrichtung, die somit vollautomatisch zum Druck, zur Reinigung und zur Nachhärtung des Produktes ausgebildet ist, ohne dass das Produkt vor der Nachhärtung entnommen und einer separaten Nachhärtung zugeführt werden müsste. Damit wird ein möglicherweise gesundheitsgefährdender Kontakt des Bedieners mit dem Photopolymer sicher vermieden, und der Arbeitsschritt des Nachhärtens kann sich Zeit sparend und logistisch einfach ohne menschliches Zutun unmittelbar an den eigentlichen Druck (Produkterzeugung) oder - falls nach dem Druck erforderlich - einen Reinigungsvorgang anschließen.
Die Vorrichtung ist dazu ausgebildet, in einem sich wiederholenden Ablauf jeweils eines oder mehrere Produkte gleichzeitig herzustellen. Dieser Prozess umfasst den eigentlichen Druckvorgang, bei dem ein oder mehrere Produkte an einer Druckplatte anhaftend erzeugt werden können. Die Herstellung umfasst erforderlichenfalls auch einen daran anschließenden Reinigungsvorgang, und in jedem Fall eine Nachhärtung des oder der gedruckten Produkte mittels der Nachhärteeinheit, wonach sich ein neuer Produktionszyklus anschließen kann. Ein auf diese Weise hergestelltes Produkt kann beispielsweise nach beendeter Nachhärtung aus der Vorrichtung entnommen bzw. von dieser abgegeben werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erstreckt sich in drei zueinander orthogonal verlaufenden Raumrichtungen, nämlich einer vorzugsweise vertikalen Höhenrichtung Z, einer Längsrichtung X und einer Querrichtung Y. Die Vorrichtung umfasst eine Produktionszone, in welcher an einer Produktionsposition schichtweise ein Produkt erzeugt wird. Der Begriff „Produktionszone“ beschreibt dabei einen räumlichen Abschnitt innerhalb der Vorrichtung, in dem während der Produkterzeugung (Druckvorgang) ein Resinbehälter mit darin enthaltenem Resin angeordnet ist, und in welchem sich das Produkt während seiner Erzeugung befindet.
Weiterhin vorgesehen ist eine in einer Höhenrichtung Z verfahrbare Halterung zur Aufnahme einer Druckplatte. Die Druckplatte dient dazu, das Produkt während seiner Erzeugung zu halten. Die Halterung ist relativ zum Resinbehälter in Höhenrichtung Z gezielt auf und ab bewegbar, um ein im Resinbehälter erzeugtes Produkt an der Druckplatte anhaftend zu halten und insbesondere schichtweise anzuheben, um die Aushärtung einer nachfolgenden nächsten Schicht unterhalb der unmittelbar zuvor erzeugten Schicht zu ermöglichen.
Weiterhin vorgesehen ist eine Druckeinheit zur lokalen Beaufschlagung des im Resinbehälter vorrätig gehaltenen Resins mit einem die lokale Aushärtung des Resins bewirkenden Licht zur Erzeugung des Produktes. Ferner umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung noch einen Reinigungsbehälter zur Aufnahme eines Reinigungsmediums, mit dem das Produkt nach seinem Druck im Resinbehälter gereinigt werden kann. Dazu ist die Druckplatte mit dem daran anhaftenden Produkt automatisch in den Reinigungsbehälter verfahrbar, um das Produkt dort mit Reinigungsmedium zu beaufschlagen.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung im Vergleich zum Stand der Technik zusätzlich eine Nachhärteeinheit, um ein zuvor aus dem Resinbehälter oder dem Reinigungsbehälter entnommenes Produkt automatisch einem von der Nachhärteeinheit emittierten Licht auszusetzen (Nachhärtung), welches dazu geeignet ist, die nicht oder nicht vollständig ausgehärteten Strukturen des Produktes nachzuhärten. Dabei ist die Nachhärteeinheit so vorgesehen, dass deren Licht unmittelbar auf das Produkt gerichtet werden kann, welches noch von der Druckplatte getragen wird. Höchst vorzugsweise ist die Nachhärteeinheit so ausgebildet, dass das von ihr emittierte Licht in die Produktionszone gerichtet ist, um das dort positionierte Produkt nachzuhärten. Die Nachhärtung kann dann erfindungsgemäß innerhalb der Produktionszone erfolgen und beansprucht keinen zusätzlichen Raum. Die gesamte Vorrichtung kann in kompakter Bauweise die Prozessschritte „Drucken“, „Reinigen“ und „Nachhärten“ vollautomatisch nacheinander ausführen. Diese Lösung überwindet ein im Stand der Technik herrschendes Vorurteil, wonach die Nachhärtung nicht innerhalb der gleichen Vorrichtung und insbesondere nicht innerhalb der Produktionszone erfolgen kann, da das unbeabsichtigte Aushärten des Photopolymers im Resinbehälter durch das Licht einer Nachhärteeinheit unbedingt zu vermeiden ist. Die Erfindung setzt sich über diese Annahmen hinweg, wobei im Bedarfsfall Maßnahmen getroffen werden können, um dieses unbeabsichtigte Aushärten zu vermeiden, wie nachfolgend noch beschrieben sein wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist gerichtet auf das Reinigungsmedium im Reinigungsbehälter. Wie bereits erwähnt, haften nach jedem Druckprozess geringe Mengen von nicht gehärtetem Resin an dem gedruckten Produkt. Um diese abzuwaschen, wird das fertig gedruckte Produkt vorzugsweise in einen mit Reinigungsmedium gefüllten Reinigungsbehälter eingetaucht. Als Reinigungsmedium kommt beispielsweise Isopropanol infrage, wobei der Fachmann auch andere geeignete Reinigungsmedien in Erwägung zieht. Die dadurch im Reinigungsmedium anfallenden Resin-Reste mindern allerdings auf Dauer dessen Qualität und Wiederverwendbarkeit.
Die Entwickler der vorliegenden Erfindung sind dabei zur Erkenntnis gelangt, dass die im Reinigungsbehälter anfallenden Reste von Resin nach einer Aushärtung besonders leicht und effektiv aus dem in der Regel flüssigen Reinigungsmedium zu entnehmen bzw. herauszufiltern sind. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht daher vor, das Reinigungsmedium im Reinigungsbehälter mit Licht zu beaufschlagen, welches die im Behälter anfallenden Resin-Reste aushärtet. Besonders vorteilhaft wird dazu das Licht der Nachhärteeinheit verwendet, die auch für das Nachhärten des Produkts Verwendung findet. Dadurch übernimmt eine Einheit der Vorrichtung in erfinderischer Weise eine Doppelfunktion, nämlich das Nachhärten des Produkts und das Aushärten von Resin-Resten im Reinigungsmedium.
In besonders vorteilhafter Ausführung dieser Entwicklung ist vorgesehen, dass der Reinigungsbehälter in der Produktionszone und damit im Wirkbereich der Nachhärteeinheit angeordnet oder jedenfalls automatisch dorthin verfahrbar ist. Besonders zweckmäßig ist es, den Reinigungsbehälter dauerhaft innerhalb der Produktionszone anzuordnen. Im Rahmen der zuvor beschriebenen Nachhärtung des Produktes durch die Nachhärteeinheit gelangt deren Licht dann auch in den Reinigungsbehälter, um die darin möglicherweise vorhandenen Resin-Reste auszuhärten - die Nachhärteeinheit bzw. deren Licht übernimmt so eine Doppelfunktion und wird daher bestmöglich ausgenutzt. Obwohl die Bestrahlung des Produkts einerseits und des Reinigungsbehälters andererseits zeitlich auch nacheinander oder überlappend erfolgen kann, ergeben sich die beschriebenen Vorteile insbesondere dann, wenn die Bestrahlung gleichzeitig erfolgt. Die Produktionszeiten (wenn dazu auch ein Reinigungsvorgang des Reinigungsmediums zählen soll) lassen sich so besonders gut reduzieren, denn eine separate Behandlung des Reinigungsmediums zum Aushärten der darin anfallenden Resin-Reste ist dann nicht mehr nötig.
Die im Rahmen der Photopolymerisation verwendeten Betriebsstoffe ebenso wie das verwendete Reinigungsmedium können gesundheitsschädlich sein. Dazu ist in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Resinbehälter gemeinsam mit dem Reinigungsbehälter und der Nachhärteeinheit in einem dicht verschließbaren Gehäuse angeordnet ist, um den Austritt schädlicher Stoffe aus dem Gehäuse in die Umgebung zu unterbinden. Das Gehäuse kann mit geeigneten, vorzugsweise verschließbaren Öffnungen oder Anschlüssen versehen sein, um beispielsweise ein fertiges Produkt daraus zu entnehmen (Auswurfklappe) oder Betriebsstoffe wie Resin oder Reinigungsmedium zuzuführen. Weiterhin können Lüftungsöffnungen vorgesehen sein, um Luft aus dem Inneren des Behälters - bevorzugt gereinigt durch eine entsprechende Filtereinheit - mit der das Gehäuse umgebenden Luft auszutauschen. Zu Wartungszwecken kann das Gehäuse geöffnet werden, um Zugang zu den einzelnen Komponenten (insbesondere dem Resinbehälter, der Druckeinheit, dem Reinigungsbehälter und der Nachhärteeinheit) sowie zur Produktionszone zu gewähren.
Bei der Nachhärtung des Produkts in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dafür Sorge zu tragen, dass das von der Nachhärteeinheit ausgehende Licht oder Streulicht nicht in den Resinbehälter einfällt, der das Resin für den Druck der Produkte enthält. Andernfalls würde nicht nur das gezielt von der Nachhärteeinheit bestrahlte Produkt nachhärten, sondern auch das Resin im Resinbehälter würde stellenweise aushärten, und ein ordnungsgemäßer Druck eines neuen Produkts wäre nicht mehr möglich. Daher sieht eine Ausführungsform der Erfindung einen manuell oder automatisch betätigbaren Schutzmechanismus vor, um den Resinbehälter bei Bedarf gegen einfallendes Licht mit aushärtender Wirkung zu schützen.
In einer einfachsten Ausführungsform kann der Schutzmechanismus dazu ausgebildet sein, den Resinbehälter Licht-dicht abzudecken, beispielsweise durch automatisches Auflegen eines Deckels auf die Behälteroberseite. Sobald der Deckel den Behälter verschließt, kann die Nachhärteeinheit in Betrieb gehen. Um einen weiteren Druckvorgang zu starten, muss der Deckel wieder entfernt werden, um eine frische Druckplatte in das Resin-Becken hineinfahren zu können.
Eine vorteilhafte Alternative sieht anstelle der Verwendung eines Deckels vor, den Resinbehälter mithilfe des Schutzmechanismus' relativ zur Produktionszone in eine Schutzzone zu bewegen, welche gegen den Einfall von Licht aus der Nachhärteeinheit geschützt ist. Beispielsweise kann die Vorrichtung eine mit einer Öffnung versehene, lichtundurchlässige Trennwand aufweisen, wobei die Trennwand die Produktionszone von der Schutzzone trennt. Der Schutzmechanismus ist dann dazu ausgebildet, den Resinbehälter durch diese Öffnung hindurch wahlweise auf die eine oder andere Seite der Trennwand zu verfahren. Dazu kann der Schutzmechanismus geeignete (bspw. elektromechanische) Komponenten umfassen, wie etwa einen oder mehrere Antriebe, Spindeln, Getriebe, Hebel, Gelenke etc.. Da auch die Trennwand zum Schutz vor Lichteinfall dient, könnte auch sie als Teil des Schutzmechanismus' gesehen werden. Die Bewegung des Resinbehälters zwischen Produktionszone und Schutzzone kann durch geeignete Endlagen festgelegt werden. Mithilfe von Sensoren nebst zugehöriger Steuereinheit kann das Erreichen einer Endlage ausgewertet und im Steuerungsprozess entsprechend berücksichtigt werden.
Befindet sich der Resinbehälter in der Produktionszone, kann dort ein Druckvorgang erfolgen. Nach erfolgtem Druck (und einer gegebenenfalls durchgeführten Reinigung durch Eintauchen des Produkts in den Reinigungsbehälter) und vor Beginn einer Nachhärtung kann der Schutzmechanismus den Resinbehälter durch die Öffnung hindurch in die Schutzzone verfahren. Bevorzugt verschließt dabei eine Seite des Resinbehälters die Öffnung in der Trennwand (was auch in Verbindung mit der Druckeinheit geschehen kann, s.u.). Da dann der Resinbehälter in der Schutzzone positioniert und vor einfallendem Licht der Nachhärteeinheit geschützt ist, kann diese in der Produktionszone in Betrieb genommen werden und ihr Licht auf das Produkt (und bevorzugt gleichzeitig auch in den Reinigungsbehälter) abgeben.
Der Schutzmechanismus könnte beispielsweise einen mit einer Spindel und Führungsmitteln ausgestatteten Linearantrieb aufweisen, um den Resinbehälter linear zu verfahren. Alternativ wäre es denkbar, den Resinbehälter durch eine andere, den räumlichen Verhältnissen der Vorrichtung gerecht werdende Bewegung zwischen der Produktionszone und der Schutzzone hin und her zu bewegen. Das kann eine oder mehrere Schwenkbewegungen oder translatorische Bewegungen oder deren Überlagerung umfassen (Da der Schutz des Resinbehälters dadurch geschaffen wird, dass er temporär aus dem Wirkbereich der Nachhärteeinheit entfernt wird, umfasst die Bewegung relativ zur Produktionszone theoretisch auch ein Verfahren der Produktionszone relativ zum ortsfest verbleibenden Resinbehälter).
Obwohl der Schutz des Resinbehälters gegen das Licht der Nachhärteeinheit hier im Vordergrund steht, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, den Resinbehälter gemeinsam mit der Druckeinheit zwischen Produktionszone und Schutzzone zu verfahren. Dafür gibt es mehrere Gründe, von denen einer darin liegt, dass die beiden Komponenten nur in enger Anordnung übereinander sinnvoll funktionieren und einander für den Druckvorgang ohnehin bedingen.
Ein weiterer Grund liegt in einer erfindungsgemäßen Weiterbildung der Erfindung anhand einer weiteren vorteilhaften Ausführung. Dabei wird zunächst davon ausgegangen, dass der Reinigungsbehälter eine obere Öffnung aufweist, durch welche das fertig gedruckte Produkt in den Reinigungsbehälter hinein absenkbar ist, um überschüssige Resin-Reste abzuwaschen. Oft enthalten die Reinigungsmedien flüchtige Bestandteile, die aus einem unverschlossenen Behälter nach und nach entweichen. Abgesehen von einem Verlust dieses Betriebsstoffes kann es sich auch um gesundheitsgefährdende oder entflammbare Gase bzw. Dämpfe handeln, deren Entstehung bestmöglich zu verhindern ist.
In erfinderischer Wechselwirkung zwischen der Druckeinheit und dem Reinigungsbehälter ist daher erfindungsgemäß vorgesehen, die Druckeinheit, wenn sie in der Produktionszone angeordnet ist, dazu zu verwenden, die Öffnung des Reinigungsbehälters gegen den Austritt von Reinigungsmedium abzudecken. Denkbar ist insbesondere, die Druckeinheit (vorzugsweise gemeinsam mit dem unmittelbar darüber angeordneten Resinbehälter) in Vorbereitung eines Druckvorgangs so in der Produktionszone anzuordnen, dass dabei gleichzeitig die Druckeinheit mit ihrer Unterseite den darunter angeordneten Reinigungsbehälter verschließt. Die Druckeinheit bildet dabei gleichsam vorübergehend einen Deckel auf dem nach oben offenen Reinigungsbehälter. Diese Anordnung nutzt den Umstand, dass der Reinigungsbehälter während des Druckvorgangs ohnehin nicht genutzt wird. Nach Beendigung des Druckvorgangs, wenn das fertig gedruckte Produkt in den Reinigungsbehälter eingetaucht werden soll, ist dagegen der Resinbehälter mit der Druckeinheit nicht mehr in der Produktionszone erforderlich. Im Hinblick auf die nach der Reinigung erforderliche Nachhärtung bietet es sich vielmehr an, die Druckeinheit (insbesondere gemeinsam mit dem Resinbehälter) aus dem Wirkbereich der Nachhärteeinheit zu entfernen, um das ungewünschte Aushärten von Resin im Resinbehälter zu vermeiden, wie oben bereits beschrieben wurde.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht somit vor, dass der Resinbehälter aus der Produktionszone in die Schutzzone und zurück verfahrbar ist, um seinen Inhalt wahlweise vor der Nachhärteeinheit zu schützen oder zur Produkterzeugung bereitzustellen. Dabei kann die Druckeinheit in der Produktionszone zwei Aufgaben gleichzeitig übernehmen, nämlich einerseits die gezielte Beaufschlagung des Resins im Resinbehälter mit Licht von unten zur Erzeugung eines Produktes, andererseits die erfindungsgemäße Abdeckung des Reinigungsbehälters. Zweckmäßigerweise wird der Resinbehälter mit der Druckeinheit zu einer gemeinsam verfahrbaren Einheit verbunden (Resinbehälter oben, Druckeinheit in Höhenrichtung darunter), sodass durch Hin- und Herbewegung der Einheit zwischen der Produktionszone und der Schutzzone die vorgenannten Funktionen synergetisch realisierbar sind.
In der Schutzzone oder in der Produktionszone kann ein Befüllmechanismus vorgesehen sein, um den Resinbehälter mit Resin zu befüllen. Beispielsweise kann dort ein Vorratsbehälter mit einem (vorzugsweise automatisch) betätigbaren Ventil angeordnet sein, um frisches Resin in den Behälter abzugeben. Das kann beispielsweise auch erfolgen, während das Produkt gereinigt oder nachgehärtet wird. Der Vorratsbehälter kann auch außerhalb eines Gehäuses der Vorrichtung angeordnet sein, wobei zumindest ein Ventilstutzen durch eine vorzugsweise abgedichtete Öffnung in das Innere des Gehäuses ragt, um dort Resin in den Resinbehälter abgeben zu können. In diesem Fall ist der Vorratsbehälter leichter auszuwechseln.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht einen Träger vor, der dazu ausgebildet ist, ein Produkt während einiger seiner Erzeugungs- oder Bearbeitungsschritte zu halten und dazu erforderlichenfalls innerhalb der Vorrichtung zu bewegen. Der Träger ist dabei zur Aufnahme einer Halterung ausgebildet, die ihrerseits eine Druckplatte mit daran anhaftendem Produkt trägt. Vorzugsweise umfasst der Träger einen in Höhenrichtung Z verlaufenden Linearantrieb, mit dessen Hilfe die Halterung und mit ihr das Produkt aufwärts und abwärts verfahrbar ist. In einem ersten Höhenbereich kann dazu eine Produktionsposition definiert werden, innerhalb derer sich die Halterung während des eigentlichen Druckvorgangs aufwärts bewegt. Vorzugsweise befindet in Höhenrichtung Z gesehen unterhalb der Produktionsposition der Reinigungsbehälter. Nach Abschluss des Druckvorgangs wird das fertig gedruckte Produkt zunächst vollständig in Höhenrichtung Z aus dem Resinbehälter nach oben herausgehoben. Anschließend kann der Resinbehälter (vorzugsweise gemeinsam mit der Druckeinheit) aus der Produktionszone in einer Querrichtung Y in die Schutzzone verfahren werden. Dadurch gibt die Druckeinheit die Öffnung des Reinigungsbehälters frei, sodass durch anschließendes Absenken der Halterung das Produkt in Höhenrichtung Z herabbewegt und (in einem zweiten Höhenbereich) bis in das Reinigungsmedium des Reinigungsbehälters eingetaucht werden kann.
Nach Beendigung des Reinigungsvorgangs kann die Halterung mit dem Produkt in Höhenrichtung Z wieder nach oben aus dem Reinigungsbehälter herausgefahren werden bis in einen dritten Höhenbereich, in dem das Produkt dem Licht der Nachhärteeinheit ausgesetzt werden kann. Im Sinne einer möglichst kompakten Bauweise kann der erste Höhenbereich identisch sein zum dritten Höhenbereich. Die Nachhärteeinheit richtet ihr Licht in diesem Fall in die Produktionszone, in der zuvor das Produkt gedruckt wurde. Das schließt jedoch nicht aus, dass Licht der Nachhärteeinheit auch den (vorzugsweise darunter liegenden) Reinigungsbehälter erreicht, um darin befindliche Resin-Reste bewusst auszuhärten und ausfiltern zu können.
Wie leicht ersichtlich ist, ermöglicht diese Vorgehensweise sowohl das Drucken als auch das Reinigen und das daran anschließende Nachhärten in Positionen innerhalb der Vorrichtung, die sich allenfalls bezüglich ihrer Höhenlage in Höhenrichtung Z unterscheiden. Eine Bewegung des Produkts in Längsrichtung X oder in Querrichtung Y ist bei dieser Verfahrensführung und einer entsprechend gestalteten Vorrichtung zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten nicht erforderlich, die X-Y-Koordinaten können währenddessen unverändert bleiben. Das erlaubt eine kompakte Bauweise der gesamten Vorrichtung.
Vorzugsweise ist der Träger um eine in Höhenrichtung Z verlaufende Schwenkachse schwenkbar. Dadurch kann die Halterung unterschiedliche Schwenkpositionen erreichen, an denen aufgrund der vertikalen Verfahrbarkeit der Halterung auch unterschiedliche Höhen erreichbar sind. Beispielsweise kann der Träger in eine Abgabeposition im Bereich einer Auswurfklappe verschwenkt werden. Dort kann die Druckplatte automatisch von der Halterung entkoppelt werden, sodass sie gemeinsam mit dem Produkt aus der Vorrichtung abgegeben wird bzw. entnehmbar ist. Weiterhin vorzugsweise kann der Träger auch in eine Aufnahmeposition eines Magazins verschwenkt werden, wo eine neue Druckplatte an die Halterung gekoppelt wird, um ein neues Produkt darauf zu drucken. Denkbar wäre hierzu beispielsweise eine bevorzugt automatisch aktivierbare Magnethalterung. Die einzelnen Schwenkpositionen (Magazin, Produktionszone, Auswurfklappe) sind vorzugsweise um jeweils einen Schwenkwinkel von 90° zueinander versetzt. Je nach Ausführung des Trägers und/oder konstruktiver Gestaltung der Vorrichtung können auch andere Schwenkwinkel die einzelnen Positionen voneinander separieren.
Denkbar ist auch eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das fertige Produkt noch innerhalb der Vorrichtung automatisch von der Druckplatte gelöst und getrennt davon nach außen abgegeben wird, während die Druckplatte sofort wieder verwendbar ist. In diesem Fall erübrigt sich die Bereitstellung und Ankopplung neuer Druckplatten für jedes neue Produkt bzw. für jeden neuen Druckvorgang. Stattdessen kann für aufeinander folgende Druckvorgänge dieselbe Druckplatte verwendet werden. Ein Druckplattenmagazin innerhalb der Vorrichtung kann dann entfallen, was eine noch kompaktere Bauform der Vorrichtung ermöglicht. Auch die Prozesszeit wird dadurch verkürzt.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst folgende Merkmale einzeln oder in einzelnen oder mehreren Kombinationen:

a) die Druckeinheit mit dem in Höhenrichtung Z darüber angeordneten Resinbehälter ist als eine gemeinsame Einheit in der Produktionszone so oberhalb des Reinigungsbehälters positionierbar, dass die Druckeinheit dort mit einer Unterseite eine oder mehrere obere Öffnungen des Reinigungsbehälters abdichtet, während gleichzeitig ein an der Halterung hängendes Produkt im Resinbehälter erzeugbar ist;
b) nach erfolgtem Druckvorgang ist die aus Druckeinheit und Resinbehälter gemeinsam gebildete Einheit aus der Produktionszone heraus in eine vor Licht geschützte Schutzzone verfahrbar, wobei die Einheit dabei die Öffnung bzw. Öffnungen des Reinigungsbehälters freigibt;
c) die Halterung mit dem daran anhaftenden Produkt ist nach dem Druckvorgang zu Reinigungszwecken in Höhenrichtung Z in den Reinigungsbehälter absenkbar (Reinigung);
d) die Halterung mit dem daran anhaftenden Produkt ist nach erfolgter Reinigung in Höhenrichtung Z wieder aufwärts aus dem Reinigungsbehälter heraus in den Wirkbereich einer Nachhärteeinheit verfahrbar;
e) die Nachhärteeinheit ist dazu ausgebildet, nach einer Reinigung des Produktes gleichzeitig sowohl das Produkt als auch ein im Reinigungsbehälter befindliches Reinigungsmedium mit Licht zu bestrahlen, um jeweils eine Nachhärtung des Produktes und eine Aushärtung von im Reinigungsbehälter vorhandenen Resten von Resin zu bewirken.

Bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Steuereinheit, welche zur Ansteuerung der einzelnen Komponenten ausgebildet ist, um den Produktionsprozess vollautomatisch zu steuern. Die Steuereinheit kann dazu eine Prozessoreinheit aufweisen, außerdem Elemente zur Datenspeicherung und zum (vorzugsweise bidirektionalen) Datenaustausch mit Sensoren, mit Ausgabeeinheiten und weiteren Einrichtungen zur Datenverarbeitung. Die Steuereinheit kann mit einem Bediener-Terminal verbunden sein oder ein solches umfassen, über welches ein Benutzer Programme oder einzelne Daten, insbesondere Prozessparameter eingeben oder auslesen kann. Ferner können optische oder akustische Anzeigemittel vorgesehen und von der Steuereinheit ansteuerbar sein, um den ordnungsgemäßen oder fehlerhaften Betrieb der Vorrichtung zu signalisieren. Insbesondere könnte die Überschreitung von sicherheitsrelevanten Grenzwerten signalisiert werden.
Da das Resin in Abhängigkeit seiner Temperatur unterschiedliche Eigenschaften aufweist und sich bspw. in wärmerem Zustand in der Regel besser verarbeiten lässt, ist nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, den Resinbehälter mit Heiz- oder Kühlmitteln auszustatten, um die Resin-Temperatur bei Bedarf automatisch ändern oder auf einem bestimmten vorgebbaren Niveau halten zu können.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht eine Wägezelle vor, mit deren Hilfe das Gewicht eines gedruckten Produktes (vorzugsweise bereits während des Prozesses) erfasst und überprüft werden kann. Zweckmäßigerweise ist die Wägezelle zwischen Halterung und Druckplatte angeordnet und mit einer geeigneten Steuereinheit verbunden, um bereits während des Druckens das aktuelle Gewicht des Produktes erfassen und mit Referenzwerten vergleichen zu können. So kann der korrekte Druckfortschritt permanent auf Plausibilität überprüft und der Druckvorgang bspw. vorzeitig beendet und/oder neu gestartet werden, wenn vorgebbare Gewichtstoleranzen zu einem bestimmten Druckzeitpunkt über- oder unterschritten werden.
Nachfolgend soll eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand von Figurenbeispielen näher erläutert werden. Dabei zeigt

1 in vereinfachter perspektivischer Ansicht das Innere einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unmittelbar nach Ende eines Druckvorgangs;
2 die Vorrichtung gemäß 1 in Vorbereitung der Produktreinigung;
3 die Vorrichtung gemäß 1 während einer Produktreinigung;
4 die Vorrichtung gemäß 1 beim Betrieb der Nachhärteeinheit;
5 die Vorrichtung gemäß 1 bei Abgabe eines fertigen Produkts, und
6 einen Ausschnitt der Vorrichtung gemäß 1 mit verschwenktem Träger.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung V in teilgeschnittener perspektivischer Ansicht. Ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse G erstreckt sich in drei zueinander orthogonalen Richtungen (Längsrichtung X, Querrichtung Y, Höhenrichtung Z). Etwa mittig im unteren Bereich des Gehäuses G ist ein Reinigungsbehälter A angeordnet mit einer oberen Öffnung O (siehe hierzu beispielsweise 2).
Oberhalb des Reinigungsbehälters A in einer Produktionszone E ist eine Druckeinheit U mit einem unmittelbar darüber angeordneten Resinbehälter B angeordnet. Die Druckeinheit U bildet gemeinsam mit dem Resinbehälter B eine Einheit UB, die in Längsrichtung X mittels eines Schutzmechanismus' M automatisch zwischen einer Schutzzone F und der Produktionszone E hin und her verfahrbar ist. Der Schutzmechanismus umfasst eine mit der Einheit UB zusammenwirkende, motorisch angetriebene Spindel und Führungsstangen, die in 1 stellvertretend für mögliche weitere Komponenten des Schutzmechanismus' mit „M“ bezeichnet sind. Die Produktionszone E ist von der Schutzzone F durch eine Trennwand W getrennt, wobei die Trennwand eine Öffnung aufweist, um die Einheit UB mittels Schutzmechanismus durch diese Öffnung hindurch bewegen zu können.
In 1 befindet sich die Einheit UB in der Produktionszone E an einer Produktionsposition K, um dort ein Produkt P zu erzeugen. In Längsrichtung X seitlich benachbart zur Einheit UB und zum Reinigungsbehälter A ist ein Träger T angeordnet, der sich in Höhenrichtung Z erstreckt und dabei um eine in Höhenrichtung Z verlaufende Schwenkachse D automatisch verschwenken lässt. Der Träger T umfasst einen nicht näher bezeichneten Linearantrieb, mit dessen Hilfe ein seitlich vom Träger T abragender Arm mit daran angeordneter Halterung H entlang des Trägers T in Höhenrichtung Z automatisch auf und ab verfahrbar ist. Die Halterung H dient zur Aufnahme einer Druckplatte L. Die Druckplatte L wiederum dient zur Aufnahme eines Produktes P, welches nach dem Prinzip der Stereolithographie im Resinbehälter B erzeugt wird.
Dazu ist die Druckplatte L mittels Halterung H und Träger T in den mit einem Photopolymer (Resin N) gefüllten Resinbehälter B in Höhenrichtung Z absenkbar. Die Druckeinheit U ist dazu ausgebildet, ein das Resin N im Resinbehälter B lokal aushärtendes Licht Lu gezielt in den Resinbehälter B auszugeben. Der Boden des Resinbehälters B ist dazu in einer dem Fachmann bekannten Weise lichtdurchlässig ausgeführt, beispielsweise mithilfe eines steuerbaren LCD-Schirmes.
Das durch das Licht L_U der Druckeinheit im Resinbehälter B aushärtende Resin haftet dabei an der Unterseite der Druckplatte L bzw. an einer zuvor bereits dort erzeugten, ausgehärteten Resinschicht an. Durch schichtweises, lokales Aushärten und geringfügiges Anheben der Druckplatte nach jeder Schicht entsteht so ein aus mehreren Schichten aufgebautes Produkt P, welches an der Unterseite der Druckplatte L „hängt“.
Währenddessen deckt die Druckeinheit U mit ihrer Unterseite die Öffnung O des Reinigungsbehälters A ab, um insbesondere das Entweichen von flüchtigen Bestandteilen des Reinigungsmediums S aus dem Reinigungsbehälter A zu vermeiden.
Nach Beendigung des Druckvorgangs kann das Produkt P - an der Druckplatte L hängend - vollständig aus dem Resinbehälter B herausgehoben werden, indem die Halterung H mittels Träger T ausrechend weit in Höhenrichtung Z aufwärts bewegt wird. In diesem Zustand ist das Produkt weitgehend fertig, es können jedoch noch Reste von nicht ausgehärtetem Resin daran anhaften, und eine vollständige Aushärtung des Produkts P ist zu diesem Zeitpunkt meist ebenfalls noch nicht gegeben.
In einem nächsten Verfahrensschritt wird daher die Reinigung des Produktes P von überschüssig anhaftendem Resin N vorbereitet. In 2 ist dazu dargestellt, dass die aus Resinbehälter B und Druckeinheit U gebildete Einheit UB mittels des Schutzmechanismus' M in Längsrichtung X aus der Produktionszone E so in die Schutzzone F verfahren wurde, dass speziell der Resinbehälter B in dieser Lage gegen Lichteinfall aus der Produktionszone E bzw. gegen Lichteinfall aus der Nachhärteeinheit geschützt ist. Zu erkennen ist ferner, dass durch die Bewegung der Druckeinheit U die Öffnung O des Reinigungsbehälters A freigegeben wurde, der nun nach oben offen bzw. zugänglich ist, um das an der Halterung H angeordnete Produkt P darin reinigen zu können.
Dazu wird, wie in 3 dargestellt ist, die Halterung H mittels Träger T aus der Produktionsposition K heraus in Höhenrichtung Z so weit abwärts bewegt, bis das Produkt P vollständig in den Reinigungsbehälter A bzw. das darin enthaltende Reinigungsmedium S eintaucht (abgesenkter Zustand). Der Reinigungsprozess selbst, bei dem überschüssig am Produkt P anhaftendes Resin N gelöst werden soll, kann einige Sekunden oder auch Minuten dauern. Ein ggfls. im Reinigungsbehälter angeordnetes Rührwerk kann eine die Reinigung unterstützende Strömung verursachen. Zweckmäßigerweise ist die Halterung H oder die Druckplatte L so gestaltet, dass sie die Öffnung O des Reinigungsbehälters A im abgesenkten Zustand abdeckt, um auch während der Reinigung den Austritt flüchtiger Bestandteile des Reinigungsmediums S aus dem Reinigungsbehälter A zu verhindern. Nach der Reinigung haften idealerweise keine unerwünschten Resin-Reste mehr am Produkt.
Ein auf diese Weise gereinigtes Produkt P muss in Regelfall noch nachgehärtet werden, um eine vollständige Durchhärtung des Resins N und evtl. noch nicht vollständig ausgehärteter Strukturen im gesamten Produkt sicherzustellen. Wie in 4 diesbezüglich zu sehen ist, wird dazu die Halterung H mit Druckplatte L und daran anhaftendem, nunmehr gereinigten Produkt P in Höhenrichtung Z wieder aus dem Reinigungsbehälter A nach oben so weit herausgefahren, dass das Produkt P in den Wirkbereich einer Nachhärteeinheit N gelangt. Zweckmäßigerweise ist der Wirkbereich so gewählt, dass er in etwa in der Produktionsposition K liegt, in der zuvor das Produkt P gedruckt wurde. Das ermöglicht eine kompakte Bauform der gesamten Vorrichtung und vereinfacht die Steuerung zur Positionierung der Halterung H mittels Träger T.
Die Nachhärteeinheit ist zu Ausgabe von Licht LR ausgebildet, welches dazu geeignet ist, Resin N auszuhärten. Insbesondere kann es sich um Licht derjenigen Art handeln, welches auch von der Druckeinheit U ausgegeben wird, wobei der Fachmann je nach Art des verwendeten Resins ein nach Wellenlänge und Intensität geeignetes Licht dafür auswählen wird. Da das Produkt P im fertig gedruckten Zustand seine abschließend angestrebte Form bereits erreicht hat und eine gezielte lokale Beleuchtung einzelner Produktbereiche für das Nachhärten nicht mehr nötig ist, genügt es nun, das Produkt P mit der Nachhärteeinheit mehr oder weniger diffus zu beleuchten.
4 zeigt dementsprechend mehrere gleichartige, in Höhenrichtung Z verlaufende LED-Leisten, welche gemeinsam die Nachhärteeinheit R darstellen und dazu ausgebildet sind, aushärtendes Licht von mehreren Seiten in Richtung auf das Produkt P auszugeben. Allerdings ist die Nachhärteeinheit zusätzlich auch dazu ausgebildet, ihr Licht durch die Öffnung O des Reinigungsbehälters in das darin enthaltene Reinigungsmedium S unterhalb des Produktes P abzugeben. Dadurch wird unter erfinderischer Ausnutzug von Synergieeffekten sowohl das Produkt P als auch das Reinigungsmedium S mit aushärtendem Licht der Nachhärteeinheit R bestrahlt, was durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, die in 4 von der Nachhärteeinheit ausgehen. Dies führt dazu, dass nicht nur das Produkt P die gewünschte Nachhärtung erfährt, sondern (im dargestellten Falle sogar gleichzeitig) auch Resin-Reste im Reinigungsmedium S mit aushärtendem Licht beaufschlagt werden, um diese Reste aushärten (und später aus dem Reinigungsmedium ausfiltern) zu können. Dieser Effekt beruht auf der Erkenntnis, das gleiche Licht der Nachhärteeinheit für beide Funktionen nutzen zu können. Zweckmäßigerweise ist dazu der Reinigungsbehälter A möglichst nahe an der Nachhärteeinheit angeordnet. Besonders günstig ist die Anordnung des Reinigungsbehälters A in Höhenrichtung Z unterhalb der Produktionsposition K bzw. der Produktionszone E gewählt, wie in den Figuren dargestellt ist. Dann kann sich die Bewegung des Produkts P zwischen den Verfahrensschritten „Drucken“, „Reinigen“ und „Nachhärten“ auf eine rein vertikale Bewegung in Höhenrichtung Z beschränken, und der Reinigungsbehälter A ist vom Licht der Nachhärteeinheit leicht und direkt zu erreichen. Der Verfahrensschritt des Nachhärtens dauert bevorzugt nur wenige Minuten.
Mit Beendigung der Nachhärtung mittels Nachhärteeinheit ist das Produkt P fertig und kann aus dem Behälter G entnommen werden. Dazu ist die Halterung H, wie in 5 gezeigt wird, durch automatisches Verschwenken des Trägers T und ggfls. vertikales Verfahren in Höhenrichtung Z in den Bereich einer Auswurfklappe beweglich. Dort kann die Druckplatte L mittels eines nicht näher dargestellten Mechanismus' automatisch von der Halterung gelöst werden, so dass die Druckplatte L mitsamt dem daran anhaftenden Produkt P auf eine schräg angeordnete Lenkplatte fällt, auf der das Produkt durch eine nicht näher dargestellte (vorzugsweise verschließbare) Öffnung aus dem Inneren des Gehäuses G nach außen abgegeben werden kann.
Zur Aufnahme einer neuen Druckplatte L ist die Halterung H des Trägers T, wie in 6 gezeigt ist, um seine Achse D in einen Magazinbereich im Inneren des Gehäuses G verfahr- bzw. verschwenkbar. Dort liegen in einem oder mehreren Stapeln weitere Druckplatten, von denen eine oberste automatisch mit der Halterung H koppelbar ist. Anschließend kann die Halterung H mit Druckplatte P wieder in die Produktionsposition K bewegt werden. Nachdem auch die Einheit UB aus der Schutzzone F in die Produktionszone E verfahren wurde, kann ein neues Produkt gedruckt werden.
1 zeigt ferner einen Resin-Vorratsbehälter C, der dazu dient, den Resinbehälter B (vorzugsweise automatisch) aufzufüllen, wenn der Resinbehälter in der Schutzzone F angeordnet ist. Darüber hinaus ist ein Luftfilter JL vorgesehen, um die Luft im Inneren des Behälters G zu filtern, bevor sie aus dem Behälter gelangt. Der Filter kann dazu dienen, gesundheitsgefährdende oder entzündliche Stoffe zurückzuhalten, die bspw. aus dem Resin N oder dem Reinigungsmedium S herausgelöst im Behälterinneren auftreten. Auch ein Filter JS für das Reinigungsmedium S ist vorgesehen, um insbesondere ausgehärtete Resinbestandteile oder auch andere Bestandteile aus dem Reinigungsmedium herausfiltern zu können. Bevorzugt wird dazu das Reinigungsmedium S automatisch in einem Kreislauf durch den Filter JS geführt.

Claims

Vorrichtung (V) zur additiven Fertigung von Produkten (P), umfassend a) eine Produktionszone (E), in welcher an einer Produktionsposition (K) durch lokale Aushärtung eines unter Lichteinstrahlung aushärtenden, fließfähigen Resins schichtweise ein Produkt (P) erzeugt wird (Druckvorgang), b) einen Resinbehälter (B) zur Aufnahme des Resins (N) während des Druckvorgangs, c) eine in einer Höhenrichtung (Z) verfahrbare Halterung (H) zur Aufnahme einer Druckplatte (L), wobei sich die Höhenrichtung (Z), eine Längsrichtung (X) und eine Querrichtung (Y) jeweils orthogonal zueinander erstrecken, und wobei die Halterung (H) relativ zum Resinbehälter in Höhenrichtung (Z) gezielt auf und ab bewegbar ist, um ein im Resinbehälter (B) erzeugtes Produkt (P) an der Druckplatte (L) anhaftend zu halten, d) eine Druckeinheit (U) zur lokalen Beaufschlagung des im Resinbehälter (B) vorrätig gehaltenen Resins mit einem die lokale Aushärtung des Resins bewirkenden Licht (Lu) zur Erzeugung eines Produktes (P), und e) einen Reinigungsbehälter (A) zur Aufnahme eines Reinigungsmediums (S), wobei die Druckplatte (L) mit einem daran anhaftenden Produkt (P) automatisch in den Reinigungsbehälter (A) verfahrbar ist, um das Produkt (P) mit Reinigungsmedium (S) zu beaufschlagen, f) wobei in der Vorrichtung (V) eine Nachhärteeinheit (R) vorgesehen ist, welche zur Emission von das Resin (N) nachhärtendem Licht (L_R) ausgebildet ist, um ein an der Druckplatte (L) anhaftendes und zuvor aus dem Resinbehälter (B) entnommenes Produkt (P) automatisch mit dem Licht (L_R) der Nachhärteeinheit (R) zu beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, g) dass die Vorrichtung (V) dazu ausgebildet ist, eine Öffnung (O) des Reinigungsbehälters (A) während des Druckvorganges automatisch dadurch geschlossen zu halten, dass die Öffnung (O) durch die Unterseite der Druckeinheit (U) abgedichtet wird, um den Austritt von Reinigungsmedium oder seinen Dämpfen aus dem Reinigungsbehälter (A) zu verhindern.
Vorrichtung (V) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsbehälter (A) in der Produktionszone (E) und damit im Wirkbereich der Nachhärteeinheit (R) angeordnet oder automatisch dorthin verfahrbar ist, um im Reinigungsbehälter (A) vorhandene Resin-Anteile durch das von der Nachhärteeinheit (R) emittierte Licht (L_R) auszuhärten.
Vorrichtung (V) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) dazu ausgebildet ist, mittels der Nachhärteeinheit (R) die Nachhärtung des Produkts (P) gemäß Anspruch 1 und die Aushärtung von Resin-Anteilen im Reinigungsbehälter (A) gemäß Anspruch 2 nacheinander, zeitlich überlappend oder gleichzeitig durchzuführen.
Vorrichtung (V) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Resinbehälter (B), der Reinigungsbehälter (A) und die Nachhärteeinheit (R) in einem gemeinsamen, dicht verschließbaren Gehäuse (G) angeordnet sind, um den Austritt schädlicher Stoffe aus dem Gehäuse in die Umgebung zu unterbinden.
Vorrichtung (V) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein manuell oder automatisch betätigbarer Schutzmechanismus (M) vorgesehen ist, welcher dazu ausgebildet ist, den Resinbehälter (B) gegen die Beaufschlagung mit Licht (L_R) der Nachhärteeinheit (N) zu schützen, um die Aushärtung von im Resinbehälter (B) vorhandenem Resin (N) zu verhindern.
Vorrichtung (V) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzmechanismus (M) dazu ausgebildet ist, den Resinbehälter (B) a) lichtdicht abzudecken, oder b) relativ zur Produktionszone (E) in eine Schutzzone (F) zu bewegen, welche gegen den Einfall von Licht (L_R) der Nachhärteeinheit (R) geschützt ist.
Vorrichtung (V) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit (U) gemeinsam mit dem Resinbehälter (B) aus der Produktionszone (E) in eine Schutzzone (F) und zurück verfahrbar ist, wobei a) der Resinbehälter (B) in der Schutzzone (F) gegen Beaufschlagung mit Licht (L_R) aus der Nachhärteeinheit (R) geschützt ist, und/oder b) die in der Produktionszone (E) positionierte Druckeinheit (U) dazu ausgebildet ist, eine Öffnung (O) des Reinigungsbehälters (A) gegen den Austritt von Reinigungsmedium abzudecken.
Vorrichtung (V) nach einem der vorigen Ansprüche, umfassend einen die Halterung (H) tragenden Träger (T), wobei der Träger (T) dazu ausgebildet ist, a) die Halterung (H) bei der Produkterzeugung oder zu Reinigungszwecken oder zum Nachhärten automatisch im Raum (X, Y, Z), insbesondere in Höhenrichtung (Z), zu verfahren, und/oder b) die Halterung (H) um eine vorzugsweise parallel zur Höhenrichtung (Z) verlaufende Schwenkachse (D) zwischen verschiedenen Schwenkpositionen zu verschwenken, um je nach Schwenkposition i) eine Druckplatte (L) mit daran anhaftendem Produkt (P) in eine Auswurfposition zu überführen, in welcher die Druckplatte (L) und/oder das Produkt (P) aus der Vorrichtung (V) ausgeschleust werden kann, oder ii) eine neue Druckplatte (L) aus einem Druckplattenmagazin aufzunehmen, um ein weiteres Produkt (P) daran anhaftend erzeugen zu können, oder iii) ein neues Produkt (P) zu erzeugen.
Vorrichtung (V) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Druckeinheit (U) mit dem in Höhenrichtung (Z) darüber angeordneten Resinbehälter (B) als eine gemeinsame Einheit (UB) in der Produktionszone (E) so oberhalb des Reinigungsbehälters (A) positionierbar ist, dass die Druckeinheit (U) mit einer Unterseite eine obere Öffnung (O) des Reinigungsbehälters (A) abdichtet, während gleichzeitig ein an der Halterung (H) hängendes Produkt (P) im Resinbehälter erzeugbar ist, und/oder b) dass nach erfolgtem Druckvorgang eine aus Druckeinheit (U) und Resinbehälter (B) gemeinsam gebildete Einheit (UB) aus der Produktionszone (E) heraus in eine vor Licht (L_R) geschützte Schutzzone (F) verfahrbar ist und dabei die Öffnung (O) des Reinigungsbehälters (A) freigibt, und/oder c) dass die Halterung (H) mit dem daran anhaftenden Produkt (P) nach dem Druckvorgang zu Reinigungszwecken in Höhenrichtung (Z) in den Reinigungsbehälter (A) absenkbar ist (Reinigung), und/oder d) dass die Halterung (H) mit dem daran anhaftendem Produkt (P) nach erfolgter Reinigung in Höhenrichtung (Z) wieder aufwärts aus dem Reinigungsbehälter (A) heraus in den Wirkbereich einer Nachhärteeinheit (R) verfahrbar ist, und/oder e) dass die Nachhärteeinheit (R) dazu ausgebildet ist, nach einer Reinigung des Produktes (P) gleichzeitig sowohl das Produkt (P) als auch ein im Reinigungsbehälter (A) befindliches Reinigungsmedium mit Licht (L_R) zu bestrahlen, um jeweils eine Nachhärtung des Produktes (P) und eine Aushärtung von im Reinigungsbehälter (A) vorhandenen Resten von Resin zu bewirken.
Verfahren zur Herstellung eines Produktes (P) mit einer Vorrichtung (V) nach einem der vorigen Ansprüche, umfassend folgende Schritte: - Erzeugen eines mit der Druckplatte (H) gehaltenen Produktes (P) in einem Resinbehälter (B) durch lokales Aushärten eines Resins (N) mittels Licht (Lu), welches von einer Druckeinheit (U) emittiert wird, während sich der Resinbehälter an einer Produktionsposition (K) in einer Produktionszone (E) befindet, - anschließendes Schützen des im Resinbehälter (B) befindlichen Resins vor möglicher Bestrahlung mit Licht (L_R) der Nachhärteeinheit (R), indem der Resinbehälter (B) durch einen Schutzmechanismus (M) automatisch abgedeckt oder in eine von der Produktionszone (E) derart getrennte Schutzzone (F) bewegt wird, dass in der Produktionszone (E) abgegebenes Licht (L_R) der Nachhärteeinheit (R) nicht in die Schutzzone (F) eindringen kann.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, ferner umfassend - Automatisches Reinigen des Produktes (P), umfassend das Verfahren der Druckplatte (H) mit daran anhaftendem Produkt (P) in einen Reinigungsbehälter (A), wobei der Reinigungsbehälter (A) in der Produktionszone (E), vorzugsweise in Höhenrichtung (Z) unterhalb der Produktionsposition (K) angeordnet ist, und/oder - automatisches Nachhärten des Produktes (P) durch Bestrahlung mit Licht (L_R) der Nachhärteeinheit (R), und/oder - automatisches Aushärten von im Reinigungsbehälter (A) anfallendem Resin, vorzugsweise durch Bestrahlung mit Licht (L_R) der Nachhärteeinheit (R), weiterhin vorzugsweise zeitglich oder zeitlich überlappend mit einer Nachhärtung des Produktes (P) mittels der Nachhärteeinheit (R).