DE19604983C2 - Vorrichtung zur stereolithografischen schichtweisen Herstellung eines Objektes und Verwendung eines kapazitiven Abstandssensors zur Überwachung des Abstandes zu einer Oberfläche eines dielektrischen Gegenstandes - Google Patents
Vorrichtung zur stereolithografischen schichtweisen Herstellung eines Objektes und Verwendung eines kapazitiven Abstandssensors zur Überwachung des Abstandes zu einer Oberfläche eines dielektrischen GegenstandesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur stereolithografischen, schicht
weisen Herstellung eines Objektes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
sowie die Verwendung eines kapazitiven Abstandssensors nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 3.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung zur stereolithografischen, schichtweisen
Herstellung eines Objektes ist beispielsweise aus der
DE 94 15 849 U1 bekannt.
Bei der stereolithografischen Formherstellung wird ein Gegenstand in einem
Bad einer durch Strahlungseinwirkung verfestigbaren, dielektrischen Flüssig
keit schichtweise hergestellt, wobei eine jeweils zuletzt durch Bestrahlung
nahe der Oberfläche des Bades verfestigte Schicht des Objektes weiter in
das Bad bewegt wird, um eine jeweils nachfolgend durch Bestrahlung zu
verfestigende Flüssigkeitsschicht auf der zuletzt verfestigten Schicht bereit
zustellen. Dabei ist es wichtig, daß der Flüssigkeitspegel des Bades im
wesentlichen konstant gehalten wird. Bei der bekannten stereolithografi
schen Vorrichtung nach DE 94 15 849 U1 wird der Pegel mittels einer Laser-
Triangulationseinrichtung überwacht. Fällt der Flüssigkeitsspiegel beispiels
weise aufgrund von Schrumpfungsprozessen bei der Verfestigung des
Materials unterhalb seines Sollwertes, so wird der Pegelausgleich durch
einen Verdrängerkolben hergestellt. Die Pegelmeßeinrichtung (Laser-Triangu
lationseinrichtung) und die Pegelausgleichseinrichtung (z. B. Verdrängerkol
ben) sind Bestandteile einer rechnerkontrollierten Regeleinrichtung.
Es sind kapazitive Füllstandsmeßeinrichtungen bekannt, die dazu eingesetzt
werden, den Flüssigkeitspegel in einem Behälter zu überwachen bzw. zu
messen. Derartige konventionelle kapazitive Meßeinrichtungen haben
üblicherweise einen Kondensatorsensor, beispielsweise aus zwei ringzylin
drischen Elektroden, von denen eine koaxial in der anderen aufgenommen
ist. Ein solcher Kondensatorsensor wird üblicherweise so installiert, daß er
teilweise in die Flüssigkeit eintaucht, so daß die Flüssigkeit zwischen die
Elektroden gelangt und dort als Dielektrikum wirkt. Abhängig von dem
Flüssigkeitsstand am Kondensatorsensor ändert sich daher dessen Kapazi
tät, die mittels einer Kapazitätsmeßschaltung meßbar ist. Der Flüssigkeits
pegel kann daher durch Messung der Kapazität des Kondensatorsensors
überwacht werden.
Aus der DE 24 48 205 B1 ist eine kapazitive Sonde bekannt, bei der eine in
einem nichtmetallischen Gehäuse untergebrachte, topfförmige Elektrode in
einem vertikalen Abstand zu einer plattenförmigen Gegenelektrode an
geordnet ist. Die bekannte kapazitive Sonde dient zur Füllstandsmessung in
einem Behälter, wobei das Füllgut ein dielektrisches Material sein kann. Die
Kapazität der Sonde ändert sich bei Annäherung des Füllguts an die der
topfförmigen Elektrode benachbarte Stirnwand der Sonde nur langsam,
wohingegen eine starke Kapazitätsänderung meßbar ist, wenn bei steigen
dem Füllgut die Sonde in das Füllgut eintaucht.
Aus der DE 42 32 258 A1 ist ein kapazitiver Sensor in Form eines integrier
ten Schaltkreises bekannt, wobei der kapazitive Sensor mehrere zusammen
geschaltete Meßelemente aufweist, die eine Referenzkondensatoranordnung
und Meßkondensatoranordnungen umfassen, die jeweils drei leitfähige
Ebenen aufweisen. Die von der mittleren leitfähigen Ebene verschiedenen
Ebenen der Referenzkondensatoranordnung liegen an Massepotential, wobei
die Meßkapazität von zwei parallelgeschalteten Einzelkondensatoren gebil
det wird, deren mittlere leitfähige Ebenen abwechselnd mit einer der
anderen leitfähigen Ebenen verbunden sind und wobei die dem Substrat
benachbarten leitfähigen Ebenen der Meßkondensatoren gemeinsames
Masse- bzw. Substratpotential aufweisen. Ausweislich der Beschreibung
der DE 42 32 258 A1 eignet sich der bekannte kapazitive Sensor zur
Registrierung der Annäherung leitfähiger Strukturen an die Oberfläche des
den kapazitiven Sensor bildenden integrierten Schaltkreises.
Aus der Zeitschrift Meßtechnik 5/73, Band 81, Seiten 156-159, ist ein
Plattenkondensator als linearer Weggeber bekannt. In einer erdsymmetri
schen Meßanordnung zur Erfassung des Abstandes zu einer nicht geerdeten
metallischen Gegenplatte weist der Meßkondensator zwei nebeneinander
liegende Kondensatorplatten auf. Als aktive Meßkapazität ist die Hinterein
anderschaltung der beiden Teilkapazitäten gegenüber der metallischen
Gegenplatte wirksam.
Der Erfindung liegt unter einem ersten Gesichtspunkt die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung zur stereolithografischen schichtweisen Herstellung eines
Objektes anzugeben, die einen einfach aufgebauten Abstandssensor zur
Überwachung des Pegels der dielektrischen Flüssigkeit aufweist, welcher
eine hohe Auflösung kleiner Abstandsänderungen ermöglicht, ohne in die
Flüssigkeit eingetaucht werden zu müssen. Unter einem zweiten
Gesichtspunkt ist es ferner Aufgabe der Erfindung, einen Weg anzugeben,
wie mit einem einfach aufgebauten kapazitiven Abstandssensor
berührungslos Positionsänderungen eines dielektrischen Gegenstandes mit
hoher Nachweisempfindlichkeit registriert werden können.
Bezüglich des ersten Gesichtspunktes wird die Aufgabe durch eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bezüglich des zweiten Gesichtspunktes mit der
Verwendung eines kapazitiven Abstandssensors mit
den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst.
Der mit einfachen Mitteln realisierbare kapazitive Abstandssensor ersetzt die
vergleichsweise komplizierte und teure Laser-Triangulationsmeßeinrichtung
nach dem Stand der Technik. Dadurch wird der Gesamtaufbau der
Stereolithografie-Vorrichtung wesentlich vereinfacht, wobei die Genauigkeit
der Pegeldetektion keine Einbuße erleidet.
Im Unterschied zu herkömmlichen Plattenkondensatoren liegen die Kon
densatorflächenseiten nicht in Parallelanordnungen einander gegenüber,
sondern sind zu einer gemeinsamen Seite hin ausgerichtet, wobei sie
vorzugsweise im wesentlichen parallel zur Detektionsseite des Sensor
elementes in einer gemeinsamen Ebene liegen. Gute Ergebnisse werden
jedoch auch dann noch erreicht, wenn die Kondensatorflächenseiten relativ
zu einer zur Detektionsseite parallelen Ebene leicht schräg angestellt sind.
Der Abstandssensor eignet sich insbesondere zur Messung kleiner
Distanzen zwischen den Kondensatorflächenseiten und der Oberfläche der
dielektrischen Flüssigkeit. Der meßbare Abstandsbereich beträgt bei einer
erfolgreich erprobten Ausführungsform ca. 0-100 mm. Sehr gute Ergebnisse
mit extrem hoher Auflösung wurden in einem Abstandsbereich von ca. 5-
20 mm erhalten.
Zur Überwachung des Flüssigkeitspegels wird das Sensorelement außerhalb
der Flüssigkeit in einem bestimmten Abstand zur Flüssigkeitsoberfläche
angeordnet, so daß die Detektionsseite des Sensorelements im wesentli
chen parallel zur Flüssigkeitsoberfläche ausgerichtet ist. Ändert sich der
Abstand aufgrund einer Änderung des Flüssigkeitspegels, so läßt sich dies
durch Messung der Kapazität der Kondensatorplattenanordnung hochempfindlich
nachweisen. Bei entsprechender Kalibrierung des erfindungs
gemäßen Abstandssensors können derartige Abstandsänderungen quantita
tiv erfaßt werden.
Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung ferner die Verwendung eines
kapazitiven Abstandssensors zur Überwachung des Abstands vom
Abstandssensor zu einer Oberfläche eines dielektrischen Gegenstandes,
insbesondere einer dielektrischen Flüssigkeit, wobei man mittels einer
Kapazitätsmeßschaltung Kapazitätsänderungen des mit
Kondensatorflächenelektroden ausgestatteten Abstandssensors bei
Veränderung des Abstandes des Abstandssensors zu der Oberfläche des
dielektrischen Gegenstandes erfaßt.
Wie bereits angedeutet, ist die Verwendung eines kapazitiven Sensors zur
Füllstandsmessung aus der DE 24 48 205 B1 bekannt, auch soweit dielek
trisches Füllgut betroffen ist.
Der kapazitive Sensor nach der DE 24 48 205 B1 hat jedoch einen
vergleichsweise komplizierten Aufbau und weist ein empfindliches
Ansprechverhalten erst dann auf, wenn er mit dem betreffenden Füllgut in
Berührung kommt, also eintaucht.
Demgegenüber wird durch die Erfindung ein Weg aufgezeigt, wie durch
Verwendung eines einfach aufgebauten, kapazitiven Abstandssensors
berührungslos Positionsänderungen eines dielektrischen Gegenstandes mit
hoher Nachweisempfindlichkeit registriert werden können.
Zur Verwirklichung dieses zweiten Gesichtspunktes der Erfindung wird
vorgeschlagen, daß man einen kapazitiven Abstandssensor verwendet, der
eine Detektionsseite und als Kondensatorflächenelektroden wenigstens zwei
Kondensatorplatten aufweist, die derart nebeneinander angeordnet sind,
daß ihre Kondensatorflächenseiten an der Detektionsseite nach außen
weisen und daß man zur Abstandsüberwachung die Detektionsseite zu der
Oberfläche der dielektrischen Gegenstandes ausrichtet.
Vorzugsweise sind die Kondensatorplatten derart angordnet, daß ihre
Kondensatorflächenseiten in einer gemeinsamen Ebene parallel zur
Detektionsseite liegen.
Die erfindungsgemäße kapazitive Abstandsüberwachung kann beispiels
weise im Zusammenhang mit einem Diebstahlssicherungssystem bzw.
einem Alarmsystem eingesetzt werden, um das Vorhandensein eines
Gegenstandes an einem bestimmten Ort in einer bestimmten Position zu
überwachen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen kapazitiven Abstands
sersor in einer Abstandsmeßanordnung mit zur Ober
fläche einer dielektrischen Flüssigkeit ausgerichteter Detektionsseite.
Fig. 2 zeigt in einem Diagramm die versuchsweise ermittelte Abhängigkeit
zwischen der Ausgangsspannung einer einen Sensor nach Fig. 1 in einem
Zweig enthaltenden Kapazitätsmeßbrücke und dem Abstand zwischen den
Kondensatorflächenseiten des Sensors und der gegenüberliegenden Ober
fläche einer dielektrischen Flüssigkeit.
Fig. 3 zeigt eine schematisch dargestellte Vorrichtung zur stereolithografi
schen Formung eines Objektes mit einem kapazitiven
Abstandssensor in einem Regelsystem zur Regelung des Pegels der Bad
oberfläche.
Fig. 1 zeigt das Sensorelement 1 des kapazitiven Abstandssensors in einer
Seitenansicht, wobei die dem Betrachter gegenüberliegende Gehäusewand
3 teilweise aufgebrochen dargestellt ist, um die Anordnung der Kondensa
torplatten 5a, 5b erkennbar zu machen.
In der Abstandsmeßanordnung nach Fig. 1 ist die Detektionsseite 7 des
Sensorelementes der Oberfläche 9 einer dielektrischen Flüssigkeit mit der
Dielektrizitätskonstante ε2 zugewandt. Zwischen dem Sensorelement 1 und
der Flüssigkeitsoberfläche 9 befindet sich normalerweise Luft mit der
Dielektrizitätskonstanten ε1.
Wie aus Fig. 1 deutlich zu ersehen ist, weisen die Kondensatorflächenseiten
11a, 11b der Plattenkondensatoren 5a, 5b an der Detektionsseite 7 des
Sensorelementes 1 nach außen, d. h. sie liegen beide der Flüssigkeitsober
fläche 9 gegenüber. Im Beispiel sind die Kondensatorflächenseiten in einer
zur Detektionsseite 7 parallelen gemeinsamen Ebene angeordnet. An dieser
Stelle sei jedoch betont, daß eine solche strenge Parallelität nicht unbedingt
erforderlich ist. Wie bei 5a' strichpunktiert angedeutet, wird der erfindungs
gemäße Erfolg auch dann erreicht, wenn die betreffenden Kondensator
flächenseiten eine geringe Schrägstellung gegenüber der Detektionsseite 7
bzw. der zu überwachenden Oberfläche 9 aufweisen.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Kondensatorflächenseiten bildet
die in der Abstandsmeßanordnung gegenüberliegende Flüssigkeitsoberfläche
9 (dies könnte auch eine Festkörperoberfläche sein) eine "Gegenplatte",
deren Abstand zu der Kondensatorplattenanordnung 5a, 5b deren effektiven
Plattenabstand und damit deren Kapazität Cges verändert.
Für die Darstellung der Kapazität der Kondensatorplattenanordnung in der
Abstandsmeßanordnung kann folgender qualitativer Ansatz gemacht
werden:
Cges = C1 (ε1, deff) + C2 (ε2).
C1 bezeichnet darin einen Kapazitätsbeitrag, der von der Dielektrizitätskon
stanten ε1 der Luft und von dem effektiven Abstand deff abhängt, wobei deff
eine Funktion des tatsächlichen Abstandes und der Geometrie der Kon
densatorplattenanordnung ist. Der Kapazitätsbeitrag C2 hängt von der
Dielektrizitätskonstanten ε2 des Mediums ab, dessen Abstand vom Sensor 1
überwacht werden soll.
Mit ist in Fig. 1 der qualitative Verlauf der Feldlinien des elektrischen
Feldes in einer Momentaufnahme angedeutet.
Die Kondensatorplatten 5a, 5b sind über Leitungen 13 mit einer Kapazitäts
meßschaltung 15 verbunden, die einen Wechselspannungsgenerator für die
Plattenkondensatoranordnung 5a, 5b enthält.
Bei der Kapazitätsmeßschaltung 15 kann es sich beispielsweise um eine
dem Fachmann bekannte Brückenmeßschaltung handeln. Die Kapazitäts
meßschaltung kann ferner eine Linearisierungsschaltung aufweisen, die eine
lineare Beziehung zwischen der Abstandsänderung und dem Ausgangssignal
der Schaltung 15 herstellt. Die Linearisierung kann beispielsweise mittels
eines Digitalrechners (Mikroprozessors) realisiert werden.
Probemessungen mit einem Sensor der in Fig. 1 dargestellten Art haben
ergeben, daß in einem Abstandsmeßbereich von ca. 0-100 mm gut Meß
ergebnisse erzielt werden können.
Eine besonders hohe Auflösung kleiner Abstandsänderungen wird beispiels
weise in einem Bereich von etwa 5 mm bis 25 mm erhalten (vgl. Fig. 2).
Dies läßt erkennen, daß der erfindungsgemäße Abstandssensor mit beson
deren Vorteilen dort eingesetzt werden kann, wo es darum geht, geringe
Abstandsänderungen zu einem betreffenden Objekt zuverlässig und schnell
zu erkennen.
Ein solcher Anwendungsfall wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3
erläutert.
Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau einer Anlage zur stereolithografischen
Herstellung eines Objektes 20 in einem Bad 22 einer durch Strahlungsein
wirkung verfestigbaren, dielektrischen Flüssigkeit 24. Zum näheren Aufbau
einer derartigen Vorrichtung mit konventioneller Überwachung des Flüssig
keitspegels kann beispielsweise auf die
DE 94 15 849 U1 verwiesen werden.
Grundsätzlich weist eine derartige Stereolithografie-Vorrichtung einen
Behälter 26 zur Aufnahme eines unter Normalbedingungen flüssigen Kunst
stoffes 24 auf, der unter Einwirkung von Strahlung verfestigbar ist. In dem
Behälter 26 ist eine Trägerplatte 28 zur Halterung des herzustellenden
Objektes 20 vorgesehen. Im Beispielsfall nach Fig. 3 ist die Trägerplatte 28
an einer Stange 30 befestigt, die sich durch eine Dichtungsanordnung im
Behälterboden hindurch aus dem Behälter 26 heraus erstreckt. Die Stange
30 ist mittels eines nicht gezeigten Antriebs axial beweglich, so daß die
Trägerplatte 28 und der darauf abgestützte und bereits verfestigte Teil des
Objektes 20 tiefer in das Kunststoffbad 22 hinein bewegt werden können.
Mit 32 ist in Fig. 3 ein Laser gekennzeichnet, der das zur Verfestigung des
Fotopolymer-Kunststoffes 24 erforderliche UV-Licht bereitstellt.
Etwa mittig oberhalb der Trägerplatte 28 ist ein Umlenkspiegel 34 angeord
net, der den gebündelten Lichtstrahl 36 zur Oberfläche 38 des Kunststoff
bades 22 ablenkt. Der Spiegel 34 ist mittels einer schematisch angedeute
ten Schwenkvorrichtung 40 schwenkbar, so daß der vom Spiegel 34
reflektierte UV-Strahl 36 in gesteuerter Weise auf jede gewünschte Stelle
der Oberfläche 38 des Kunststoffbades 22 gerichtet werden kann. Zu
Beginn der Herstellung eines Objektes 20 befindet sich die Trägerplatte 28
in geringem Abstand von der Oberfläche 38 in dem Kunststoffbad 22. Die
Schwenkvorrichtung 40 des Umlenkspiegels 34 wird sodann von einem
Computer 54 derart gesteuert, daß der UV-Strahl 36 an der Oberfläche 38
einen Flächenbereich abtastet, der dem gewünschten Querschnitt der
ersten zu verfestigenden Schicht des Objektes 20, nämlich der unmittelbar
an der Trägerplatte 28 angrenzenden Schicht, entspricht.
Nachdem diese erste Schicht durch die Einwirkung der Strahlung verfestigt
worden ist, wird die Trägerplatte 28 um ein bestimmtes Maß im wesentli
chen entsprechend der Dicke der nachfolgend auszuhärtenden Schicht unter
Kontrolle des Steuercomputers 54 weiter in das Kunststoffbad 22 hinein
bewegt, um auf der bereits verfestigten Schicht eine neue Schicht aus
flüssigem Kunststoff 24 zu bilden, die dann durch Abtastung mit dem
Laserstrahl 36 verfestigt wird.
Zur Ausbildung eines homogenen Festschichtaufbaus des Objektes 20 ist es
wichtig, daß der vertikale Abstand X zwischen dem Umlenkspiegel 34 und
der Badoberfläche 38 während des gesamten Herstellungsprozesses mög
lichst konstant ist. Um dies zu gewährleisten, werden Einrichtungen be
nutzt, die dafür sorgen, daß die Flüssigkeitsoberfläche 38 auf einen kon
stanten Sollwertpegel S eingeregelt wird. Sollte aufgrund von
Schrumpfungsprozessen bei der Aushärtung der Flüssigkeitsspiegel 38
fallen, so kann beispielsweise der bei 42 angedeutete Verdrängerkolben
mittels seines Antriebsmechanismus 44 weiter in das Bad 22 hinein bewegt
werden, bis der Flüssigkeitsspiegel 38 seinen Sollpegel S erreicht hat. Zur
Überwachung des Flüssigkeitsspiegels 38 wurden bisher teils komplex
aufgebaute Laser-Triangulationseinrichtungen verwendet, die den Istwert
des Flüssigkeitspegels in einem Regelsystem bereitgestellt haben, welches
einen entsprechenden Antrieb 44 für den Verdrängerkolben 42 steuert.
In Fig. 3 ist die teure und aufwendige Laser-Triangulationsmeßeinrichtung
durch den einfach aufgebauten kapazitiven Abstandssensor nach der
Erfindung ersetzt worden, der in Fig. 3 mit 1 bezeichnet ist. Der Sensor 1
befindet sich in einem geeigneten Abstand oberhalb des Sollpegels S des
Flüssigkeitsspiegels 38. Wie bei 46 angedeutet, ist der Sensor 1 mecha
nisch an einem Rahmenelement verschiebbar befestigt, welches in bezug
auf einen den Umlenkspiegel 34 schwenkbeweglich haltenden (nicht
gezeigten) Rahmen ortsfest ist. Der Sensor 1 ist daher nicht an dem Behäl
ter 26 befestigt. Dies hat insbesondere bei Stereolithografie-Vorrichtungen
mit auswechselbaren Behältern 26 den Vorteil, daß der Sensor nach Aus
wechslung eines betreffenden Behälters 26 zur erstmaligen Adjustierung
des Flüssigkeitspegels 38 entsprechend dem Abstand X verwendet werden
kann. Mit 15 ist in Fig. 3 eine entsprechende Kapazitätsmeßschaltung
bezeichnet, deren Ausgangssignal dem Steuercomputer 54 zugeführt wird,
der seinerseits den Antrieb 44 des Verdrängerkolbens 42 steuert. Die
Elemente 1, 15, 54, 44 und 42 bilden somit ein Regelsystem, das eine
präzise Überwachung des Flüssigkeitspegels 38 ermöglicht und den Flüssig
keitsspiegel 38 auf den Sollwert S bzw. auf einen Sollabstand X zum
Spiegel 34 regelt.
Claims (4)
1. Vorrichtung zur stereolithografischen, schichtweisen Herstellung
eines Objektes in einem Bad einer durch Strahlungseinwirkung ver
festigbaren, dielektrischen Flüssigkeit, umfassend:
einen Behälter (26) zur Aufnahme des Flüssigkeitsbades (22),
eine Bestrahlungseinrichtung (32, 34) zur Bestrahlung einer jeweils nahe der Oberfläche (9, 38) des Bades (22) zu verfesti genden Schicht der Flüssigkeit zwecks Bildung einer betreffen den Schicht des Objektes (20),
einen Träger (28) zur Positionierung des bereits verfestigten Teils des Objektes (20) relativ zur Oberfläche (38) des Bades (22) und
eine Einstellvorrichtung (1, 15, 42, 44, 54) zur Einstellung eines vorbestimmten Arbeitsabstandes zwischen der Badober fläche (9, 38) und einer die Strahlung der Bestrahlungseinrichtung (32, 34) auf die Badoberfläche richtenden Komponente (34) der Bestrahlungseinrichtung, wobei die Einstellvorrichtung einen oberhalb des Flüssigkeitsbades (22) angeordneten Abstandssensor (1) zur Überwachung des Flüssigkeitspegels aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstandssensor (1) ein kapazitiver Abstandssensor ist, der eine Detektionsseite (7) aufweist, die zur Überwachung des Ab standes (d) zwischen dem Abstandssensor (1) und der Oberfläche (9, 38) der dielektrischen Flüssigkeit zu der Flüssigkeitsoberfläche (9, 38) ausgerichtet ist, wobei der Abstandssensor (1) eine Kondensator plattenanordnung (5a, 5b) aus wenigstens zwei, mit einer Kapazitäts meßschaltung (15) verbundenen Kondensatorplatten (5a, 5b) auf weist, die derart nebeneinander angeordnet sind, daß ihre Kondensa torflächenseiten (11a, 11b) an der Detektionsseite (7) nach außen weisen.
einen Behälter (26) zur Aufnahme des Flüssigkeitsbades (22),
eine Bestrahlungseinrichtung (32, 34) zur Bestrahlung einer jeweils nahe der Oberfläche (9, 38) des Bades (22) zu verfesti genden Schicht der Flüssigkeit zwecks Bildung einer betreffen den Schicht des Objektes (20),
einen Träger (28) zur Positionierung des bereits verfestigten Teils des Objektes (20) relativ zur Oberfläche (38) des Bades (22) und
eine Einstellvorrichtung (1, 15, 42, 44, 54) zur Einstellung eines vorbestimmten Arbeitsabstandes zwischen der Badober fläche (9, 38) und einer die Strahlung der Bestrahlungseinrichtung (32, 34) auf die Badoberfläche richtenden Komponente (34) der Bestrahlungseinrichtung, wobei die Einstellvorrichtung einen oberhalb des Flüssigkeitsbades (22) angeordneten Abstandssensor (1) zur Überwachung des Flüssigkeitspegels aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstandssensor (1) ein kapazitiver Abstandssensor ist, der eine Detektionsseite (7) aufweist, die zur Überwachung des Ab standes (d) zwischen dem Abstandssensor (1) und der Oberfläche (9, 38) der dielektrischen Flüssigkeit zu der Flüssigkeitsoberfläche (9, 38) ausgerichtet ist, wobei der Abstandssensor (1) eine Kondensator plattenanordnung (5a, 5b) aus wenigstens zwei, mit einer Kapazitäts meßschaltung (15) verbundenen Kondensatorplatten (5a, 5b) auf weist, die derart nebeneinander angeordnet sind, daß ihre Kondensa torflächenseiten (11a, 11b) an der Detektionsseite (7) nach außen weisen.
2. Vorrichtung zur stereolithografischen, schichtweisen Herstellung
eines Objektes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kondensatorplatten (5a, 5b) des kapazitiven Abstandssensors (1)
derart angeordnet sind, daß ihre Kondensatorflächenseiten (11a, 11b)
parallel zur Detektionsseite (7) des Abstandssensors liegen.
3. Verwendung eines kapazitiven Abstandssensors zur Überwachung
des Abstandes von dem Abstandssensor zu einer Oberfläche (9, 38)
eines dielektrischen Gegenstandes (22), insbesondere einer dielek
trischen Flüssigkeit, wobei man mittels einer Kapazitätsmeßschaltung
(15, 54) Kapazitätsänderungen des mit Kondensatorflächenelektroden
(5a, 5b) ausgestatteten Abstandssensors (1) bei Veränderung des
Abstandes von dem kapazitiven Abstandssensor (1) zu der Ober
fläche (9, 38) des dielektrischen Gegenstandes (22) erfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß man einen kapazitiven Abstandssensor (1) verwendet, der eine
Detektionsseite (7) und als Kondensatorflächenelektroden wenigstens
zwei Kondensatorplatten (5a, 5b) aufweist, die derart nebeneinander
liegend angeordnet sind, daß ihre Kondensatorflächenseiten (11a,
11b) an der Detektionsseite (7) nach außen weisen und daß man zur
Abstandsüberwachung die Detektionsseite (7) zu der Oberfläche (9,
38) des dielektrischen Gegenstandes (22) ausrichtet.
4. Verwendung eines kapazitiven Abstandssensors zur Überwachung
des Abstandes vom Abstandssensor (1) zu einer Oberfläche (9, 38)
eines dielektrischen Gegenstandes (22) nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kondensatorplatten (5a, 5b) derart
angeordnet sind, daß ihre Kondensatorflächenseiten (11a, 11b) in
einer gemeinsamen Ebene parallel zur Detektionsseite (7) liegen.
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DE19604983A DE19604983C2 (de) | 1996-02-12 | 1996-02-12 | Vorrichtung zur stereolithografischen schichtweisen Herstellung eines Objektes und Verwendung eines kapazitiven Abstandssensors zur Überwachung des Abstandes zu einer Oberfläche eines dielektrischen Gegenstandes |
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ID=7785110
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
DE2448205B1 (de) * | 1974-10-09 | 1975-12-18 | Endress Hauser Gmbh Co | Kapazitive Sonde |
DE4232258A1 (de) * | 1991-09-27 | 1993-04-01 | Austria Mikrosysteme Int | Kapazitiver sensor sowie sensoranordnung fuer die erfassung und umwandlung mechanischer groessen in elektrische signale |
DE9415849U1 (de) * | 1994-09-30 | 1994-11-24 | Fockele, Matthias, 33178 Borchen | Vorrichtung zur stereolithographischen schichtweisen Herstellung eines Objektes in einem Bad einer durch Strahlungseinwirkung verfestigbaren Flüssigkeit |
-
1996
- 1996-02-12 DE DE19604983A patent/DE19604983C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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BÖHMER, E.: Der Plattenkondensator als linearer Weggeber, Meßtechnik 5/73 (Bd. 81) S. 156-159 * |
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Publication number | Publication date |
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