DE10204985A1

DE10204985A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes

Info

Publication number: DE10204985A1
Application number: DE10204985A
Authority: DE
Inventors: Mario Nebel
Original assignee: BECKMANN INST fur TECHNOLOGIE
Current assignee: BECKMANN-INSTITUT FUER TECHNOLOGIEENTWICKLUNG E.V.,
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2022-02-08
Also published as: DE10204985B4

Abstract

Bereitstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes auf einer Bauplattform durch schichtweises Verfestigen eines flüssigen, unter Einwirkung von elektromagnetischer oder Teilchenstrahlung verfestigbaren Materials, an dem Querschnitt des zu erzeugenden Objektes entsprechenden Stellen, mit gleichmäßigen oder variablen Schichtdicken, unter Verwendung einer in Abhängigkeit vom Querschnitt des Objektes in der jeweiligen Schicht elektronisch ansteuerbaren Maskenerzeugungseinrichtung zum selektiven Projizieren der Strahlung steuerbarer Intensität, auf die zu belichtende Oberfläche des Materials und einer transparenten Platte zur Abdeckung des Materials, mit der Besonderheit, auf der materialzugewandten Seite mit einer von der Platte getrennten biegsamen Schicht bedeckt zu sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und 11.

Ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 11 ist aus der DE 199 29 199 A1 bekannt.

Stand der Technik ist ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes durch schichtweises Verfestigen eines mittels elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung aushärtbaren, flüssigen Kunststoffmaterials am jeweiligen Querschnitt des Objektes, durch Verwendung einer elektronisch angesteuerten Maskenerzeugungseinrichtung zum selektiven Projizieren der intensitätsgesteuerten Strahlung auf die Oberfläche des Materials. Das Verfahren wird als Mikro-Photoverfestigung bezeichnet. Die dabei zum Einsatz kommende Vorrichtung, weist an der über dem Material befindlichen transparenten Platte, z. B. Glasmaterial, durch welche die Belichtung des Materials erfolgt eine Antihaftschicht auf, die ein Anhaften des ausgehärteten Materials an dieser Platte verhindern soll. Die Funktionalität dieser Schicht erlaubt aber nur das Fertigen von Objekten eingeschränkter Komplexität bzw. das Fertigen von Objekten kleiner Dimensionen. Komplexe Objekte mit starken Querschnittsunterschieden und Überhängen sowie größere Objektdimensionsbereiche sind bisher nicht herstellbar.

Darüber hinaus sind mit dem Stand der Technik nur gleichmäßige Schichtdicken realisierbar. Bei der Prozessvorbereitung für schichtenbasierende Verfahren ist durch den Bediener der Vorrichtung ein Optimum zwischen Bauzeit und Detaillierungsgrad zu finden. Eine große Schichtdicke (z. B. 0,2 mm) steht für eine schnelle Bauzeit aber eine eingeschränkte Qualität (Stufenproblem der Schichtenverfahren wird spürbar) und eine kleine Schichtdicke (z. B. 0,05 mm) verursacht hingegen eine lange Bauzeit aber eine hohe Qualität. Die Entscheidung ist oft ein durch den Bediener der Vorrichtung zu treffender Kompromiss. Die Komplexität der zu fertigenden Objekte nimmt auf diese Entscheidung den größten Einfluss.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes bereitzustellen, mit dem Ziel:

- eine höhere Objektqualität,
- eine Erweiterung des Dimensionsbereiches herstellbarer Objekte,
- eine Anpassung an unterschiedliche Objektgrößen und
- eine höhere Produktivität

durch eine verbesserte Funktionalität der Gesamtvorrichtung zu realisieren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des 1. und 11. Patentanspruches gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Vorteile der Erfindung betreffen im Wesentlichen die Möglichkeit der Nutzung variabler Schichtdicken zur Objektfertigung (Bauzeiteinsparung ohne Qualitätsminderung) und das Ersetzen der Antihaftbeschichtung der Glasplatte durch ein weiteres steuerbares Bauteil, was zu einer deutlichen Verbesserung des Ablöseverhaltens anhaftenden Materials führt (Erweiterung des Spektrums an fertigbaren Bauteilen sowohl in der Komplexität als auch in der Dimension). Objekte mit sehr unterschiedlichen Komplexitäten werden in weniger detailhaltigen Objektbereichen mit großen Schichtdicken und in detaillierten Objektbereichen mit kleinen Schichtdicken gefertigt. Es lässt sich also die Bauzeit als auch die Qualität ohne Einschränkungen verbessern. Bedeutende Optimierungen hinsichtlich der Bauzeit bei gleichbleibender Qualität bzw. der Qualitätsverbesserung bei gleichbleibender Bauzeit, sind bei Anwendung der variablen Schichtdicken für Objekte mit sehr vielen Schichten (Körper mit großen Abmessungen in z-Richtung) und großen Unterschieden in der Komplexität zu erreichen. Dies alles ist aber nur durch das Hinzukommen eines weiteren Bauteils in der Vorrichtung, einer von der transparenten Platte getrennten biegsamen Schicht, die die Funktionalität der bisherigen Antihaftbeschichtung auf der Glasplatte deutlich übertrifft, zu erreichen. Damit ist die Fertigung komplexerer und größerer Objekte in der Vorrichtung möglich.

Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung anhand von
Fig. 1 schematische Querschnittsdarstellung der Vorrichtung;
Fig. 2 vergrößerter Ausschnitt der Querschnittsdarstellung der Vorrichtung;
Fig. 3 Funktionsweise der Anwendung variabler Schichtdicken für die Herstellung von Objekten; und
Fig. 4 Maskentechnik zur Objekterzeugung.
Die im Rahmen der Erfindung entwickelte Vorrichtung dient der Herstellung eines dreidimensionalen Objektes durch den schichtweisen generativen Aufbau von Querschnitten dieses Objektes, wobei die Dicke der Schichten unterschiedlich sein kann.
Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 1 weist einen an der Oberseite offenen Behälter 2 mit einem oberen Rand 3 auf. In dem Behälter ist ein Träger 4 zum Tragen eines zu bildenden Objektes 5 mit einer im wesentlichen ebenen und horizontal ausgerichteten Bauplattform 6 angeordnet, die mittels einer Höheneinstellvorrichtung 7 in dem Behälter 2 vertikal verschoben und positioniert werden kann. Die Bauplattform 6 weist eine rechteckige Querschnittsform auf.
Der gesamte Behälter 2 ist bis zu einem Höhenniveau unterhalb des oberen Randes 3 mit einem lichtaushärtbaren flüssigen Kunststoff 8 gefüllt. In einem vorbestimmten Abstand unterhalb des oberen Randes 3 des Behälters 2 ist eine transparente Platte 9 aus einem für elektromagnetische oder Teilchenstrahlung, wie z. B. Licht, durchgängigem Material, beispielsweise Glas, vorgesehen, die über eine Halterung 10 derart in der Vorrichtung befestigt ist, dass sie in den mit Material 8 gefüllten Behälter um ein vorbestimmtes Maß in das Material eintaucht. Die Halterung 10 ist mittels einer Klemmvorrichtung über dem Behälter 2 leicht auszutauschen und an einer gewünschten Position über der Bauplattform positionierbar. Die transparente Platte 9 ist ferner über eine Justiereinrichtung in ihrer Neigung und Höhe verstellbar, so dass sie parallel zur Bauplattform ausgerichtet werden kann.
Zwischen der Unterseite der transparenten Platte, der Oberseite der Bauplattform 6 zugewandt, befindet sich als separates Bauteil eine für elektromagnetische oder Teilchenstrahlung durchlässige biegsame Schicht 11 aus z. B. transparenter Kunststofffolie, von der sich das verfestigte Material aufgrund der Biegsamkeit/Flexibilität der Schicht 11 besser ablösen kann, als von der annähernd steifen Platte 9. Dadurch werden mechanische Einflüsse auf das herzustellende Objekt 5 und die Vorrichtung 1 deutlich vermindert und die Objektqualität erhöht. Die biegsame Schicht 11 ist in einer von der Halterung der transparenten Platte 10 separaten Halterung 12 befestigt. Die Halterung 12 lässt sich ebenso wie die Halterung für die transparente Platte 10 über eine weitere Klemmvorrichtung separat zur Plattenhalterung leicht austauschen und in der gewünschten Position zur Bauplattform und der transparenten Platte positionieren. Während des Belichtungsvorganges liegen die transparente Platte und die biegsame Schicht aufeinander. Beim anschließenden Materialauftrag durch Absenken der Bauplattform 6, löst sich zunächst die biegsame Schicht von der transparenten Platte 9 und erst danach das verfestigte Kunststoffmaterial von der biegsamen Schicht 11. Dieser zugrundeliegende Effekt lässt sich durch ein synchrones Mitführen der biegsamen Schicht 11 beim Absenken der Bauplattform 6 weiter verbessern. Dazu ist ein Antrieb 24 an der Halterung zur vertikalen Bewegung der biegsamen Schicht 11 vorgesehen. Diese unterstützende Funktion kann wahlweise zugeschaltet werden.
Oberhalb des Behälters 2 ist eine Belichtungseinrichtung 13 mit einer Maskenerzeugungseinrichtung 14, z. B. einem LC-Display oder einem Digital Mirror Display, die eine Maskenprojektion von elektromagnetischer oder Teilchenstrahlung im sichtbaren Spektrum erlaubt, angebracht. Darüber hinaus ist auch eine andere geeignete elektronisch ansteuerbare Pixelmatrix, die eine Maskenprojektion von elektromagnetischer oder Teilchenstrahlung im nichtsichtbaren Spektrum erlaubt, vorstellbar. Die Belichtungseinrichtung 13 weist weiterhin eine wechselbare Strahlungsquelle 15, beispielsweise in Form einer Quecksilberdampflampe oder anderer geeigneter Emittenten, auf. Die Maskenerzeugungseinrichtung 14 ist zwischen der Strahlungsquelle 15 und dem Behälter 2 angeordnet.
Das Kantenlängenverhältnis der Bauplattform 6 entspricht dabei im wesentlichen dem Verhältnis der Kantenabmessungen des in den Behälter projizierten Bildes 25 der Maskenerzeugungseinrichtung 14.
Die Belichtungseinrichtung weist ferner eine zwischen der Maskenerzeugungseinrichtung 14 und dem Behälter 2 angeordnete Optik 16 in Form eines Objektives, welches wahlweise ein Zoom-Objektiv oder eine wechselbare starre Optik sein kann, mit dem Ziel, die erzeugte Maske 25 (s. Fig. 4) an die Größe des auf der Bauplattform 6 zu erzeugenden Objektes durch eine vergrößerte oder verkleinerte Abbildung anzupassen, auf. Eine verkleinerte Abbildung der Maske 25 ermöglicht dabei nicht nur eine Anpassung an kleinere herzustellende Objekte, sondern auch eine Verbesserung der Strukturauflösung, da die Pixelmatrix mit einer festen Anzahl an strukturauflösenden Elementen auf einen kleineren Bereich abgebildet wird. Die Anordnung der Belichtungseinrichtung 13 und der als Trennschicht zwischen aushärtendem Kunststoff und der transparenten Platte 9 befindlichen biegsamen Schicht 11 ist relativ zu einander so, dass die Brennebene 17 der Optik 16 mit der Unterseite der biegsamen Schicht 11 zusammenfällt, so dass dort eine scharfe Abbildung erzeugt wird.
Im Strahlengang zwischen der Belichtungseinrichtung 13 und dem Behälter 2 befindet sich eine elektromechanische Blende 18, die zwischen den Belichtungen durch Verschließen des Strahlenganges während des Materialauftrages, systemfremde und systemeigene Strahlung vom flüssigen Material im Behälter 2 isolieren soll. Bei der Belichtung einer neuen Schicht wird diese Blende 18zuvor geöffnet. Die Steuerung der Dauer der Belichtung erfolgt allein durch die Belichtungseinrichtung 13.
Es ist ferner eine Steuerung 19 mit einem Computer 20 vorgesehen, die so ausgebildet ist, dass die Maskenerzeugungseinrichtung 14 in der Belichtungseinrichtung 13, die Höheneinstellvorrichtung 7, die Blende 18 und der Antrieb 24 zentral und in Abhängigkeit von einem von den Objektdaten abhängigen Bauprogramm steuert. Die Steuerung 19 ist derart ausgebildet, dass sie in Abhängigkeit von den Daten, die jeweils den Querschnitt des zu bildenden Objektes in einer Schicht kennzeichnen, die Maskenerzeugungseinrichtung 14 ansteuert. Ferner ist die Steuerung 19 so ausgebildet, dass die Bauplattform 6 schrittweise um das einer Schichtdicke entsprechende Maß relativ zur Unterseite der biegsamen Schicht 11 mit der darüber befindlichen transparenten Platte 9 absenkbar ist und dass die Blende 18 den Strahlengang verschließt, wenn keine Belichtung der Oberfläche des Kunststoffes stattfindet, bzw. dass die Blende öffnet, bevor die Belichtung einer Schicht beginnt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden zuerst aus vorgegebenen Objektdaten, z. B. 3D CAD-Daten 26, in bekannter Weise Schichtdaten 27 gleichmäßiger Dicke für den Querschnitt des Objektes in jeder Schicht erzeugt. Die Schichtinformationen werden als Baudaten an die Software zur Anlagensteuerung übergeben.
Dann kann in einem ersten verfahrensvorbereitenden Schritt der Behälter 2 der Vorrichtung mit einem flüssigen Photopolymer 8 befüllt werden. Dieses Polymer 8 hat die Eigenschaft unter Einwirkung von elektromagnetischer oder Teilchenstrahlung auszuhärten. Die Eigenschaften der Strahlung müssen dabei auf den im Polymer 8 enthaltenen Initiator (Polymerisation) abgestimmt sein und umgekehrt. Die transparente Platte 9 und die darunter befindliche biegsame Schicht 11 ist in die Vorrichtung einzusetzen und zu positionieren. Die Justierung der Platte 9 und der Schicht 11 erfolgt horizontal, parallel zur Bauplattform 6 und senkrecht zur optischen Achse.
In einem zweiten Schritt wird über die Höheneinstellvorrichtung 7 der Träger derart verschoben, dass sich die Oberfläche der Bauplattform 6 um das der gewünschten Schichtdicke der Startschicht entsprechende Maß unterhalb der Unterseite der biegsamen Schicht 11 befindet. Damit befindet sich zwischen der Unterseite der biegsamen Schicht, die durch die darüber befindliche transparente Platte gestützt wird, und der Oberseite der Bauplattform 6 eine definierte Schicht des flüssigen lichtaushärtbaren Kunststoffes.
Anschließend erfolgt die Belichtung der ersten Schicht. Die Maskenerzeugungseinrichtung 14 wird über die Steuerung 19 entsprechend den der ersten zu verfestigenden Schicht des Objektes entsprechenden Schichtdaten angesteuert, so dass die Maskenerzeugungseinrichtung eine Maske 25 bildet, welche die von der Strahlungsquelle 15 ausgesandte elektromagnetische oder Teilchenstrahlung an den Stellen hindurchlässt, die dem Querschnitt des Objektes 21 in dieser Schicht entsprechen und an den übrigen Stellen als Dunkelfeld 22 undurchlässig ist. Durch das mittels der Optik 16 auf die Oberseite der transparenten Platte projizierte Bild der Maske 25, erfolgt eine Bestrahlung der unterhalb der biegsamen Schicht 11 befindlichen Schicht flüssigen Kunststoffmaterials lediglich an den Stellen, die dem Objektquerschnitt 21 entsprechen. Nach der Belichtung einer Schicht wird die Maskenerzeugungseinrichtung 14 vollständig auf Dunkelfeld 22 geschaltet, d. h. der in der projizierten Maske befindliche jeweilige Querschnitt des Objektes 21 wird aus dem Bild ausgeblendet, so dass keine weitere Aushärtung erfolgen kann, da die Strahlung im Dunkelfeld 22 zu gering ist, um das Kunststoffmaterial auszuhärten. Darüber hinaus verschließt die Blende 18 den Strahlengang, um zu verhindern, dass während des Materialauftrages für die nächste Schicht emittierte Strahlung der Strahlungsquelle oder Strahlung von außerhalb der Vorrichtung in den Behälter 2 fällt.
Anschließend wird die Bauplattform 6 um ein der Steuerung vorgegebenes Maß abgesenkt. Dabei löst sich zunächst die biegsame Schicht 11 von der Unterseite der transparenten Platte 9. Unterstützend wirken dabei trennungsfördernde Oberflächeneigenschaften an der Trennfläche 23 zwischen Platte 9 und Schicht 11. Weitere Unterstützung ist durch Zuschalten eines Antriebes 24, z. B. einem Stellmotor, verbunden mit der Halterung der biegsamen Schicht 11 möglich, der dafür sorgt, die biegsame Schicht besser von der transparenten Platte zu trennen und den Vorgang des Ablösens des verfestigten Materials von der biegsamen Schicht soweit zu verzögern, bis die biegsame Schicht vollständig von der transparenten Platte getrennt ist. Durch weiteres Absenken der Bauplattform 6 und ein durch an der Unterseite der biegsamen Schicht 11 anhaftendes verfestigtes Material verursachtes Wölben der biegsamen Schicht 11, löst sich das verfestigte Material von der Schicht 11 ab. Durch das Ablösen des verfestigten Kunststoffmaterials von der biegsamen Schicht und der sich weiter absenkenden Bauplattform 6 entsteht zwischen der Schicht 11 und der letzten verfestigten Materialschicht ein Unterdruck, der dafür sorgt, dass Kunststoffmaterial in den so erzeugten Zwischenraum zwischen der unter der transparenten Platte befindlichen biegsamen Schicht 11 und der zuletzt verfestigten Schicht nachfließt. Das Absenken der Bauplattform erfolgt dabei mit einer nicht gleichmäßigen Geschwindigkeit, z. B. beschleunigend, mit dem Ziel den beschriebenen Ablöseprozess durch die Verfahrbewegung der Bauplattform, relativ zur transparenten Platte bzw. der biegsamen Schicht, den unterschiedlichen Absenkphasen der Bauplattform abpassen zu können.
Durch ein anschließend erfolgendes Anheben der Bauplattform durch die Höheneinstellvorrichtung um den Betrag des Absenkens minus den Betrag der Schichtdicke, wird die neue Schicht eingestellt. Der oben beschriebene Ablauf wird bis zur Fertigstellung des Objektes wiederholt.
Der beschriebene Prozessablauf wird durch Fig. 4 und die vergrößerte Querschnittsdarstellung der Vorrichtung in Fig. 2 verständlicher.
Das Nutzen unterschiedlicher Verfahrwege der Höhenverstelleinrichtung 7 (variable Schichtdicken) wird für das bisher beschriebene Verfahren durch das geometrieabhängige "slicen" der vorliegenden Objektdaten mit variablen Schichtdicken möglich. Das ist sinnvoll für Objekte, die beispielsweise bei einer bestimmten Positionierung die gleichen Schichtinformationen in z-Richtung aufweisen. Die Zuordnung entsprechender Belichtungsinformationen, wie z. B. die Wellenlänge, die Strahlungsintensität (Helligkeit) und die Belichtungszeit zu den verschiedenen Schichtdicken, liefert Baudaten, die eine Optimierung von Bauzeit und erreichbarer Qualität bei der Herstellung dreidimensionaler Objekte ermöglichen.
Zum besseren Verständnis der Funktionsweise der variablen Schichtdicke sei auf Fig. 3 verwiesen. Der Effekt für das abgebildete Beispiel eines Objektes in Fig. 3 ist dabei folgender, dass das Schichtenmodell mit variablen Schichtdicken 28 im Bereich des Formelementes Wand 30 eine geringere Anzahl an Schichten benötigt, was letztlich zu einer geringeren Bauzeit des Gesamtobjektes führt, im Vergleich zum Schichtenmodell mit konstanter Schichtdicke 27. Das Formelement Schräge 29 nimmt mit gleicher Schichtdicke in beiden Schichtenmodellen 27, 28 keinen Einfluss auf die Bauzeit.
Weiterhin ist in Fig. 2 ein Objekt 5 dargestellt, welches mit variabler Schichtdicke gefertigt wird.
Bauen mit variabler Schichtdicke erfordert neben einem Schichtenmodell 28 Baudaten, die über die Schichtinformation (Maske 25) hinaus, die Schichtdickeninformation für die Höheneinstellvorrichtung und die zugeordneten Belichtungsparameter für die Aushärtung des flüssigen Materials zur Erzielung der notwendigen Durchhärtetiefe bereits enthalten.
Die Umsetzung ist durch eine Datenaufbereitung des 3D-CAD Modells möglich, die in den Objektdaten 26 komplexe und weniger komplexe Bereiche erkennt bzw. durch den Anwender zugewiesen bekommt und diesen Bereichen zwei bis mehrere verschiedene Schichtdicken zuordnet bzw. durch den Bediener zugewiesen bekommt. Jeder Schichtdicke sind die entsprechenden Belichtungsparameter zur Erzielung der jeweils geforderten Materialdurchhärtetiefe in den Baudaten zugeordnet, so dass ein Baufortschritt mit variablen Schichtdicken in der Vorrichtung 1 gewährleistet werden kann.
Das Objekt 5 kann nach Fertigstellung durch ein Entfernen der Halterung 10 und der Halterung 12 über der Wanne 2 von der Bauplattform entnommen werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes auf einer Bauplattform durch schichtweises Verfestigen eines flüssigen, unter Einwirkung von elektromagnetischer oder Teilchenstrahlung verfestigbaren Materials, an dem Querschnitt des zu erzeugenden Objektes entsprechenden Stellen definierter Schichtdicke, unter Verwendung einer, in Abhängigkeit vom Querschnitt des Objektes in der jeweiligen Schicht elektronisch ansteuerbaren Maskenerzeugungseinrichtung zum selektiven Projizieren von Strahlung steuerbarer Intensität auf die zu belichtende Oberfläche des Materials und einer transparenten Platte zur Abdeckung des Materials, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablösen des verfestigten Materials, unter Verwendung einer, zwischen dem Material (8) und der transparenten Platte (9) befindlichen, nicht mit der transparenten Platte verbundenen Schicht (11), die sich zuerst von der transparenten Platte löst und dann das an ihr anhaftende verfestigte Material freigibt, erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Absenken der Bauplattform (6) mit nicht gleichmäßiger Geschwindigkeit nach dem Belichten des Materials erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Belichtung durch die Steuerung der Strahlenquelle (15) reguliert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Belichtung durch die Steuerung der Maskenerzeugungseinrichtung (14) bestimmt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (19) bei der Herstellung des zu bildenden Objektes für jeden Bearbeitungszyklus variable Verfahrwege für die Höheneinstellvorrichtung (7) zulässt, mit dem Ziel, Objekte (5) mit unterschiedlichen, variablen Schichtdicken zu fertigen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung von Objekten mit variablen Schichtdicken die variierenden Belichtungsparameter, wie z. B. die Dauer der Belichtung, durch die Steuerung den Baudaten automatisch zugeordnet werden und im Verfahren zur Ausführung gebracht werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der Belichtungsparameter an verschiedene Schichtdicken durch die Steuerung der Dauer der Belichtung realisiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der Belichtungsparameter an verschiedene Schichtdicken durch die Steuerung der Strahlungsintensität realisiert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der Belichtungsparameter an verschiedene Schichtdicken bei Verwendung elektromagnetischer Strahlung durch die Steuerung der Wellenlänge der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung realisiert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der Belichtungsparameter an verschiedene Schichtdicken durch eine Kombination der Ansprüche 7 bis 9 geschieht.

11. Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes durch schichtweises Verfestigen eines flüssigen, unter Einwirkung von elektromagnetischer oder Teilchenstrahlung verfestigbaren Materials, an der dem Querschnitt des herzustellenden Objektes entsprechenden Stellen, mit einer Wanne zur Aufnahme des Materials, einer Strahlungsquelle, die im wesentlichen im sichtbaren Lichtspektrum emittiert, einer Vorrichtung zur Erzeugung des zu belichtenden Bereiches, entsprechend dem zu verfestigenden Querschnitt des Objektes, einer Optik zur Projektion der Maskenabbildung auf die Oberfläche des Materials, einer Positioniervorrichtung zum Positionieren des zu bildenden Objektes relativ zu der Wanne, wobei die zu belichtende Oberfläche des Materials mit einer transparenten Platte und einer Schicht zur Verminderung der Anhaftung verfestigten Materials an der transparenten Platte abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der transparenten Platte (9) und dem zu verfestigendem Material befindliche Schicht (11) nicht mit der transparenten Platte (9) verbunden ist und demnach keine Einheit mit der transparenten Platte in der Vorrichtung bildet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der transparenten Platte (9) und dem zu verfestigendem Material installierte Schicht (11) aus einem für elektromagnetische oder Teilchenstrahlung durchlässigem und biegsamen, flexiblem Material besteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der transparenten Platte (9) und der biegsamen Schicht (11) beim Belichtungsvorgang kein Abstand ist, d. h. beide sich an ihrer Kontaktfläche vollständig berühren.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auftragen neuen Materials (8) auf die zuletzt verfestigte Schicht durch Absenken der Bauplattform (6) die biegsame Schicht (11) von der transparenten Platte (9) getrennt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablösung des verfestigten Materials von der biegsamen Schicht (11) bzw. der Materialauftrag erst dann erfolgt, wenn die biegsame Schicht von der transparenten Platte (9) getrennt ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Absenken der Bauplattform (6) nach der Belichtung die Halterung (12) der biegsamen Schicht mit der biegsamen Schicht (11) mittels eines Antriebes (24) synchron zur Abwärtsbewegung der Bauplattform mitgeführt wird.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die biegsame Schicht (11) getrennt von der transparenten Platte (9) in der Vorrichtung ein- und ausbaufähig ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die einander berührenden Flächen der transparenten Platte (9) und der biegsamen Schicht (11) haftungsvermindernde Eigenschaften aufweisen und damit das Trennvermögen der biegsamen Schicht von der transparenten Platte und das Ablösen des verfestigten Materials von der der Wanne (2) zugewandten Seite der biegsamen Schicht unterstützen.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen Strahlungsquelle (15) und transparenter Platte (9) ein elektromechanischer Verschluss (18) befindet, der sich während des neuen Materialauftrages schließt und der systemfremde Strahlung bzw. systemeigene Dunkelfeld-Strahlenemissionen der installierten Strahlenquelle vom noch nicht verfestigtem Material (8) isoliert und nicht die Dauer der Belichtung reguliert.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlenquelle (15) elektromagnetische oder Teilchenstrahlung im nicht sichtbaren Spektrum emittiert.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskenerzeugungseinrichtung (14) auf einer elektronisch gesteuerten Technologie zur Erzeugung der Maske (25) beruht, die kein Transmissions-LC-Display oder Digital Mirror Display ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, über leicht austauschbare Objektive (16) fester Brennweite zu verfügen, um den zu belichtenden Bereich der Größe der zu fertigenden Bauteile (5) anpassen zu können.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, über ein verstellbares Objektiv (16), z. B. ein Zoom-Objektiv, zu verfügen, um den zu belichtenden Bereich der Größe der zu fertigenden Bauteile (5) anpassen zu können.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauplattform (6) eine der Belichtungseinrichtung (13) zugewandte viereckige Oberfläche aufweist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer viereckigen, von der Maskenerzeugungseinrichtung (14) erzeugten Maske (25), die Kantenlängenverhältnisse denen der Bauplattform im wesentlichen entsprechen.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die der Belichtungseinrichtung (13) zugewandte Flächenform der Bauplattform (6), der Flächenform der von der Maskenerzeugungseinrichtung (14) erzeugten Maske (25) entspricht.