DE4102261A1 - Vorrichtung zur herstellung beliebig geformter koerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Bekannt ist eine Vorrichtung zur Herstellung beliebig ge­ formter Körper, bestehend aus einer mit einer durch ener­ giereiche Strahlung aushärtbaren Flüssigkeit gefüllten Wanne, einer innerhalb der Flüssigkeit verschieblichen Halterung für den Körper und einer Strahlungsquelle für die energiereiche Strahlung, insbesondere einem Laser. Der Laser dient der örtlichen Aushärtung der Flüssigkeit und läßt sich dazu gezielt auf vorgegebene Flächenelemente der Flüssigkeitsoberfläche richten, so daß dort Schichten aus­ härtbar sind, deren Eindringtiefe in die Flüssigkeit von der Intensität und der Geschwindigkeit des Laserstrahls abhängt. Die Halterung taucht dabei, ausgehend von der Flüssigkeitsoberfläche schrittweise vertikal in die Flüs­ sigkeit ein und bewirkt somit, daß die bereits ausgehärte­ ten Schichten in die Flüssigkeit einsinken. Die Steuerung des Laserstrahls erfolgt in Abhängigkeit von den Oberflä­ chenkoordinaten des herzustellenden Körpers.

Diese Vorrichtung zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß auch sehr kompliziert geformte Körper einstückig erzeugbar sind.

Die bekannte Vorrichtung zur Herstellung beliebig geform­ ter Teile hat jedoch den Nachteil, daß die Steuerung des Lasers sehr aufwendig ist, da die entsprechenden auszuhär­ tenden Bereiche der Flüssigkeitsoberfläche einzeln durch den Laserstrahl angesteuert werden müssen. Dies erfordert zahlreiche steuerungs- und regelungstechnische Maßnahmen. Dadurch ist die bekannte Vorrichtung auch sehr unflexibel. Beispielsweise sind bereits zur Änderung eines Aushär­ tungsablaufes, Abwandeln von Grundflächen einiger Schich­ ten des herzustellenden Körpers, zeitintensive Programmän­ derungen nötig. Des weiteren dauert der Aushärtungsprozeß einer Schicht sehr lange, denn die durch den Laser auszu­ härtende Fläche wird nämlich punktförmig nacheinander an­ gestrahlt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vor­ richtung der eingangs genannten Gattung unter Beseitigung der genannten Nachteile eine Konstruktion und ein Verfah­ ren anzugeben, das jeweils eine von der Strahlungsquelle getrennte Festlegung der Konturen der auszuhärtenden Schicht des zu erzeugenden Körpers ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch den Einsatz einer Strahlungsschablone die Grundfläche der zu erzeugenden Schicht festlegbar ist. Die Strahlungsschablo­ ne weist dabei strahlungsdurchlässige und strahlungsun­ durchlässige Bereiche auf, so daß allein durch die Ausbil­ dung der durchlässigen Bereiche der Strahlungsschablone die Grundfläche der zu erzeugenden Schicht bestimmt wird. Die Strahlungsquelle strahlt die Strahlungsschablone dabei unabhängig von der Grundfläche der zu erzeugenden Schicht an. Dies erlaubt eine einfachere Ausbildung der Strah­ lungsquelle. Vor allem auch deshalb, weil die Strahlungs­ quelle kontinuierlich dieselben Bewegungen bzw. Strah­ lungsvorgänge je Schicht wiederholt.

Besonders vorteilhaft ist dabei, daß zwischen Strahlungs­ quelle und auszuhärtender Flüssigkeitsoberfläche eine folien- und/oder filmartig ausgebildete Strahlungsschablo­ ne vorgesehen ist. Diese Strahlungsschablone weist für die energiereiche Strahlung zweidimensionale durchlässige und undurchlässige Bereiche auf, wobei die durchlässigen Be­ reiche eine Fläche bilden, die verhältnismäßig der Grund­ fläche der jeweils auszuhärtenden Schicht des Körpers ent­ spricht. Dadurch ergeben sich weitgehende Möglichkeiten für die Vorrichtung, die beliebig geformten Körper schnell und kostengünstig herzustellen. Beispielsweise wird für die Herstellung eines prismatischen Körpers nur eine Strahlungsschablone benötigt. Selbst bei schiefen Prismen reicht lediglich eine Strahlungsschablone aus, die nach dem Aushärten einer Schicht entsprechend zum Aushärten der nächsten Schicht versetzt wird. Bei anderen Körpern wird gemäß der Änderung der Grundfläche der zu erzeugenden Schicht die Strahlungsschablone ausgewechselt. Auf diese Weise sind einfach und schnell beliebig geformte Körper erzeugbar.

Insbesondere sind folgende vorteilhafte Weiterbildungen günstig:
Die Strahlungsschablone ist benachtbart der Oberfläche der aushärtbaren Flüssigkeit, vor allem in einem entsprechen­ den Rahmen, geführt gelagert. Somit sind die für die ener­ giereiche Strahlung durchlässigen Bereiche im wesentlichen mit der Grundfläche der aus der Flüssigkeit auszuhärtenden Schicht deckungsgleich. Der Rahmen hält die Strahlungs­ schablone vorteilhaft in einem festen Abstand zur Strah­ lungsquelle bzw. zur Flüssigkeitsoberfläche, so daß Schichten gleichmäßiger Güte erzeugbar sind. Die Außenkon­ turen der Schichten weisen dabei nur geringe Toleranzen auf.

Um einen fertigungstechnisch günstigen Ablauf zu gewähr­ leisten sind mehrere Strahlungsschablonen fortlaufend der­ art aneinandergereiht miteinander verbunden, daß in der Reihenfolge ihrer Anordnung die Schichten erzeugt werden. Dadurch wird nach jeder erzeugten Schicht oder nur bei Än­ derung der Grundfläche der auszuhärtenden Schicht die Strahlungsschablone um ihre Erstreckung in Bewegungsrich­ tung weiterbewegt, so daß sich die für den Aushärtungsvor­ gang jeweils zugeordnete Strahlungsschablone entsprechend im Rahmen befindet und somit eine fortlaufende Fertigung ermöglicht wird. Weiterhin sind damit auch die Vorausset­ zungen für einen automatischen Betrieb der Vorrichtung ge­ geben.

Vorzugsweise sind die der im Rahmen befindlichen Strah­ lungsschablone nachfolgenden Strahlungsschablonen im we­ sentlichen auf einer Spule aufgewickelt. Dadurch wird zum einen der Platzbedarf der für einen oder mehrere Körper benötigten Strahlungsschablonen reduziert. Weiterhin sind diese dadurch leicht abwickelbar, so daß dafür nur geringe Kräfte benötigt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die aneinand­ ergereihten Strahlungsschablonen mit einem Antrieb verbun­ den, wobei dieser in Abhängigkeit von der zum Aushärten einer Flüssigkeitsschicht nötigen Strahlungsdauer getaktet ist. Der Körper ist dadurch automatisch herstellbar. Le­ diglich die Spulen müssen gelegentlich ausgewechselt wer­ den.

Als günstig erweist es sich weiterhin, daß die Strahlungs­ schablone dem Antriebsmittel angepaßte Seitenbereiche auf­ weist. Dadurch sind bekannte Prinzipien des Folientrans­ ports anwendbar. Insbesondere weisen die Seitenbereiche der Strahlungsschablone den Zahnrädern des Antriebsmittels angepaßte Ausnehmungen auf. Die Zahnräder greifen dabei fortlaufend in die Ausnehmungen ein und bewegen die Strah­ lungsschablone entsprechend dem Antriebstakt weiter. Da­ durch wird eine einfache Verbindung des Antriebsmittels mit der Strahlungsschablone und eine direkte Übertragung der Antriebskräfte ermöglicht.

Zweckmäßig ist es auch, daß die durchlässigen Bereiche der Strahlungsschablone entsprechend nach computertomografisch gewonnen Daten ausgebildet sind. Diese Daten beschreiben schichtweise einen entsprechend erfaßten Körper und sind somit direkt für das Anfertigen von Strahlungsschablonen umsetzbar. Auf diese Weise kann ohne weiteres von einem bestehenden Körper ein Duplikat erzeugt werden.

Weiterhin ist der Aushärtungsprozeß hinsichtlich der Zeit­ ersparnis optimierbar, indem die Strahlungsquelle derart ausgebildet ist, daß ein gleichzeitiges Anstrahlen der ganzen Strahlungsschablone ermöglicht wird. Ein gleichzei­ tiges Durchstrahlen der ganzen durchlässigen Bereiche für die energiereiche Strahlung ermöglicht weiterhin ein gleichmäßiges Aushärten über die Tiefe der zu erzeugenden Schicht.

Alternativ dazu ist die Strahlungsquelle insbesondere der­ art ausgebildet, daß diese in der Art einer Strahlungszei­ le wirkt. Beim Aushärtevorgang wird die Strahlungszeile dabei kontinuierlich über die Strahlungsschablone geführt, so daß die zu erzeugende Schicht zeilenweise aushärtet.

Vorzugsweise sind die durchlässigen Bereiche der Strah­ lungsschablone in der Art eines Films auf die auszuhärten­ de Oberfläche der Flüssigkeit projezierbar, so daß auch unterschiedliche Entfernungen der Strahlungsschablone zur Oberfläche der Flüssigkeit überbrückbar sind.

Entsprechend einem erfindungsgemäßen Verfahren wird in mehreren Verfahrensschritten mit der Vorrichtung ein be­ liebig geformter Körper hergestellt. Dabei wird zunächst zwischen der Strahlungsquelle und der Flüssigkeitsoberflä­ che eine Strahlungsschablone angeordnet. Anschließend wird die Strahlungsschablone vollständig von der Strahlungsquel­ le angestrahlt, solange bis die entsprechende Oberflächen­ schicht ausgehärtet ist. Die Halterung wird dann von der Strahlungsquelle um eine Schichtdicke wegbewegt. Dabei wird die Strahlungsschablone ausgetauscht. Vorteilhaft ist dabei, daß das Verfahren ökonomisch günstige Kennziffern aufweist, wie universelle Einsetzbarkeit, sparsamer Mate­ rialverbrauch sowie Unabhängigkeit von der Losgröße.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu­ sammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausfüh­ rungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht durch einen Teil des Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Strahlungsschablone des Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

In Fig. 1 ist in einer schematischen Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Vorrichtung weist dabei einen Laser 10, einen Behälter 11, eine Halte­ rung 12, eine Zuleitung 13 mit einem Ventil 14, eine Hub­ vorrichtung 15, eine Transportvorrichtung 16, einen Rahmen 17, ein aus Strahlungsschablonen 19 bestehendes Band 18 sowie Antriebsmittel 20 und 21 zum Bewegen der Strahlungs­ schablone 19 auf.

Der quaderförmig ausgebildete Behälter 11 ist nach oben offen ausgeführt. Sein Boden ist durch eine transparente und für energiereiche Strahlung durchlässige Wandung 22 gebildet - die in Fig. 2 dargestellt ist -. Des weiteren ist der Behälter 11 mit einer mittels energiereicher Strahlung aushärtbaren Flüssigkeit 23 gefüllt. Die Flüs­ sigkeit 23 fließt über die Zuleitung 13 in den Behälter 11, wobei der Zufluß der Flüssigkeit 23 durch das Ventil 14 gesteuert wird. Auf der Flüssigkeit 23 schwimmt ein die Oberfläche der Flüssigkeit 23 bedeckendes Abdeckelement 24, das sich bis zur Seitenwand des Behälters 11 erstreckt und somit die Flüssigkeit 23 nach oben begrenzt.

Mittig zum Behälter 11 ist die hydraulisch ausgebildete Hubvorrichtung 15 angeordnet, die an ihrem unteren Ende mit der Halterung 12 verbunden ist. Mittels der Hubvor­ richtung 15 ist die Halterung 12 in vertikaler Richtung aus dem Behälter 11 heraus verfahrbar sowie während des Herstellungsverfahrens in der Flüssigkeit bewegbar. Das Abdeckelement 24 weist im mittleren Bereich eine der Hub­ vorrichtung 15 angepaßte Ausnehmung 241 auf, wobei die Hubvorrichtung 15 in der Ausnehmung 241 des Abdeckelements 24 frei beweglich ist. Mit nach oben Bewegen der Halterung 12 durch die Hubvorrichtung 15 stößt diese an das schwim­ mende Abdeckelement 24 an und hebt dieses mit weiteren Be­ wegen mit nach oben an. Dadurch ist das Abdeckelement 24 über die Halterung 12 bewegbar.

Die Hubvorrichtung 15 ist weiterhin mit der Transportvor­ richtung 16 zum horizontalen Verfahren verbunden, wobei die Transportvorrichtung 16 wiederum auf einer Schiene 25 aufgehängt ist. Die Schiene 25 erstreckt sich in horizon­ taler Richtung und ist mit weiteren Bearbeitungsstationen für den zu erzeugenden Körper bzw. mit Zwischenlagern ver­ bindbar.

Die Halterung 12 ist als eine sich in horizontaler Rich­ tung erstreckende Platte ausgebildet und weist nach unten gerichtete Befestigungsmittel 26 auf, die in bereits aus der Flüssigkeit erzeugte Schichten eines herzustellenden Körpers 27 eingreifen und diesen festhalten. Die Schicht­ dicke ist hierbei abhängig von der Aushärtungstiefe der in die Flüssigkeit 23 eindringenden Laserstrahlung.

An die für energiereiche Strahlung durchlässige Wandung 22 schließt sich der den rechteckigen Behälter 11 an seinen unteren Kanten umgreifende Rahmen 17 an. In dem Rahmen 17 ist das aus Strahlungsschablonen 19 bestehende Band 18 un­ mittelbar an der Wandung 22 geführt gelagert. Dabei ist eine Strahlungsschablone 19 im Rahmen 17 zum Aushärten ei­ ner Schicht während des Aushärtungsprozesses entsprechend angeordnet.

Eine Strahlungsschablone 19 weist hierbei für die Strah­ lung durchlässige und undurchlässige Bereiche 191 und 192 auf, die in Fig. 3 dargestellt sind. Die durchlässigen Be­ reiche 191 sind im wesentlichen deckungsgleich mit der Grundfläche der zu erzeugenden Schicht ausgebildet. Die nachfolgenden miteinander verbundenen Strahlungsschablonen 19 sind auf einer Spule 28 aufgewickelt. Dabei sind die Strahlungsschablonen entsprechend der nacheinander auszu­ härtenden Schichten aneinandergereiht.

Unterhalb des Behälters 11 bzw. des Rahmens 17 ist der La­ ser 10 mittig zum Behälter 11 positioniert und dabei der­ art ausgebildet, daß dieser vorbestimmt einschaltbar ist. Der Laser 10 strahlt jeweils die sich im Rahmen 17 befind­ liche Strahlungsschablone 19 des Bandes 18 vollständig an, so daß die durch die strahlungsdurchlässigen Bereiche durchtretende Laserstrahlung die Flüssigkeit zu einer ent­ sprechenden Schicht des Körpers aushärten. Dabei sind die Antriebsmittel 20 und 21 entsprechend dem Aushärtungspro­ zeß getaktet. Nach dem Aushärten einer Schicht wird die Strahlungsschablone 19 um ihre Erstreckung in Bewegungs­ richtung von den Antriebsmitteln 20 und 21 weiterbewegt. Aufgrund einer glatten Oberflächenausbildung der Wandung 22 tritt die Laserstrahlung gleichmäßig durch die Wandung 22 hindurch, so daß gleiche Schichtdicken erzeugbar sind.

Um ein Verkleben der Wandung 22 mit der auszuhärtenden Flüssigkeit 23 zu vermeiden, ist die Wandung 22 mit einer dünnen transparenten, durch Laserstrahlung nicht löslichen Trennschicht versehen. Die durchtretende Laserstrahlung wird hierbei durch die transparente Trennschicht nicht be­ einträchtigt.

Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung sind beliebig ge­ formte Teile bzw. Körper schnell und kostengünstig her­ stellbar. Die sowohl auf die Strahlungsschablone 19 als auch aufgrund deren durchlässigen Bereiche 191 auf die transparente Wandung 22 und somit des weiteren auf die Flüs­ sigkeit 23 gerichtete Laserstrahlung ermöglicht ein gleichmäßiges Aushärten der zu erzeugenden Schicht des Körpers 27 über die Tiefe der Schicht. Durch die Ausbil­ dung der durchlässigen Bereiche 191 ist die Grundfläche der zu erzeugenden Schicht festgelegt. Aus der durch die Laserstrahlung aushärtbaren Flüssigkeit 23 werden, ausge­ hend von der anfänglich um eine Schichtdicke über der Wan­ dung 17 angeordneten Halterung 12, nacheinander einzelne, den Querschnitt des Körpers 27 bildende Schichten erzeugt, wobei jeweils nach dem Aushärten einer Schicht durch die Laserstrahlung die Halterung 12 von der Hubvorrichtung 15 vertikal um eine Schichtdicke nach oben verfahren wird.

Gleichzeitig wird das Band 18 um eine die Erstreckung ei­ ner Strahlungsschablone 19 in Bewegungsrichtung weiterbe­ wegt, so daß die nächste, die Grundfläche der nun auszu­ härtenden Schicht festgelegende Strahlungsschablone 19 im Rahmen 17 entsprechend auf der Wandung 22 angeordnet ist. Die Schichtdicke entspricht dabei im wesentlichen der Aus­ härtetiefe und ist abhängig von der Intensität der Laser­ strahlung.

Mit dem Bewegen der Halterung 12 und des über die Befesti­ gungsmittel festverbundenen, bereits ausgehärteten Teils des Körpers 27 entsteht im Aushärtebereich der Flüssigkeit 23, zwischen Wandung 22 und der zuletzt ausgehärteten Schicht ein Unterdruck. Auf diese Weise strömt unmittelbar mit dem Bewegen der Halterung 12 die Flüssigkeit 23 zwi­ schen die zuletzt ausgehärtete Schicht des Körpers 27 und die transparente Wandung 22. Ohne Verzögerung ist dann die nächste Schicht des Körpers 27 aus der Flüssigkeit 23 durch die Laserstrahlung erzeugbar.

Mit Fertigstellen der letzten Schicht des Körpers 27 wird dieser mit samt der Halterung 12 von der Hubvorrichtung 15 aus dem Behälter 11 heraus gehoben, wobei mit dem Heraus­ bewegen der Halterung 12 die Abdeckplatte 24 mitgenommen wird. Anschließend wird die Hubvorrichtung 15 mit der Hal­ terung 12, dem soeben erzeugten Körper 27 über die Schiene 25 durch die Transportvorrichtung 16 wegtransportiert, während eine weitere Transportvorrichtung 16 mit einer Hubvorrichtung 15, einer Abdeckplatte 24 und einer Halte­ rung 12 an den Behälter 11 heranfährt. Die Halterung 12 der weiteren Transportvorrichtung 16 senkt sich dann in den Aushärtebereich ab, während die Abdeckplatte 24 mit dem Aufsetzen auf der Oberfläche der Flüssigkeit 18 auf dieser zum Schwimmen kommt.

Durch das Aushärten des Körpers 27 im unteren Bereich der Flüssigkeit 23 bzw. des Behälters 11 wird vorteilhaft eine porenfreie Herstellung ermöglicht, da sich alle möglicher­ weise in der Flüssigkeit befindlichen Gasblasen aufgrund der angreifenden Auftriebskräfte nach oben, also aus dem Aushärtebereich heraus, bewegen. Gleichzeitig wird durch die Anordnung der Abdeckplatte, der transparenten Wandung und des Aushärtebereichs im unteren Bereich ein Zusammen­ treffen der Laserstrahlung, der Umgebungsluft sowie der aushärtbaren Flüssigkeit 23 und somit eine die Flüssigkeit 23 schädigende Reaktion vermieden.

Um insbesondere extrudierte Körper mit einem konstanten Querschnitt mit nur einer Strahlungsschablone zu erzeugen, ist die Hubvorrichtung 15 drehbar ausgeführt. Somit bleibt die Strahlungsschablone 19 im Rahmen 17 angeordnet, wäh­ rend entsprechend der gewünschten Ausbildung des herzu­ stellenden Körpers die Hubvorrichtung 15 nach jeder ausge­ härteten Schicht entsprechend gedreht wird.

Weiterhin sind mit diesem Ausführungsbeispiel auch schie­ fe, prismatische Körper mit nur einer Strahlungsschablone erzeugbar. Dabei wird die Strahlungsschablone 19 durch die Antriebsmittel 20 und 21 nach jeder auszuhärtenden Schicht entsprechend der gewünschten Neigung weiterbewegt. Ein Verknüpfen der Dreh- und Hubbewegung ist durch Anpassen der Steuerung der Antriebsmittel 20 und 21 mit der Steuerung der Hubvorrichtung 15 ohne weiteres möglich.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den unteren Teil des Behälters 11 des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels dargestellt.

Der Behälter 11 ist nach unten durch die transparente Wan­ dung 22 dicht abgeschlossen. An der Wandung 22 liegt das aus den Strahlungsschablonen 19 bestehende Band 18 an. Ne­ ben dem Band 18 sind jeweils parallel zu diesem verlaufen­ de Abstandsleisten 29 und 30 vorgesehen, die die stirnsei­ tig am Behälter 11 angreifenden Bereiche 171 und 172 des Rahmens 17 in einem vorbestimmten Abstand zur transparen­ ten Wandung 22 halten. Der Abstand zwischen den stirnsei­ tigen Bereichen 171 und 172 des Rahmens 17 und der Wandung 22 ist dabei größer als die Dicke des Bandes 18, so daß das Band 18 frei beweglich ist. Dabei ist das Band 18 seitlich durch die Abstandsleisten 29 und 30, auf der ei­ nen Seite durch die transparente Wandung 22 und auf der anderen Seite, an den Seitenbereichen 31 und 32 des Bandes 18, durch die stirnseitigen Bereiche 171 und 172 führbar im Rahmen 17 gelagert.

Durch die an den Seitenwänden des Behälters 11 jeweils an­ liegenden Bereiche 173 und 174 des Rahmens 17 ist dieser entsprechend in horizontaler Richtung fixiert. Die an den Seitenwänden anliegenden Bereiche 173 und 174 des Rahmens 17 sind mit dem Behälter verklebt, so daß der Rahmen 17 auch in vertikaler Richtung fixiert ist.

Weiterhin ist die Hubvorrichtung 15 und die Halterung 12 mit einigen bereits ausgehärteten Schichten des Körpers 27 in der Flüssigkeit 23 dargestellt.

In Fig. 3 ist in einer schematischen Untersicht des Rah­ mens 17 das teilweise darin geführten Band 18 dargestellt. Der Rahmen 17 umgibt dabei im wesentlichen den Anstrah­ lungsbereich des Lasers 10 bzw. eine der Strahlungsscha­ blonen 19 des Bandes 18. Die Strahlungschablone 19 weist den für die Laserstrahlung durchlässigen U-förmigen Be­ reich 191 und den für die Strahlung undurchlässigen Be­ reich 192 auf. Die Seitenbereiche 30 und 31 des Bandes 18 weisen jeweils ellipsenförmige Ausnehmungen 33 auf, in die die Zahnräder der Antriebsmittel 20 und 21 zum Bewegen des Bandes 18 eingreifen.

Die Strahlungsschablonen 19 sind nach computertomografisch gewonnenen Daten hergestellt, so daß eine einfache Her­ stellung von Duplikaten ermöglicht wird. Dabei ist das Band 18 folienartig in der Art eines Filmes ausgebildet, so daß entsprechend den Aufnahmen eines Computertomografen die Konturen der strahlungsdurchlässigen Bereiche 191 an­ gefertigt werden.

In Fig. 4 ist im wesentlichen die bereits in Fig. 1 be­ schriebene Vorrichtung dargestellt. Lediglich der Rahmen 17 ist in einem Abstand zur Wandung 22 angeordnet. Dabei umgreift der Rahmen 17 eine in diesem vorgesehene Projek­ tionslinse 34. Die auszuhärtenden Bereiche werden somit spiegelverkehrt auf die Wandung 22 projiziert. Durch un­ terschiedliche Ausbildung der Projektionslinse 34 sind weiterhin unterschiedliche Entfernungen überbrückbar und/oder Vergrößerungen oder Verkleinerungen der durchläs­ sigen Bereiche 191 der Strahlungsschablone erreichbar.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlichen anders gearteten Ausführungen Gebrauch gemacht.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Herstellung beliebig geformter Teile, bestehend aus einer durch energiereiche Strahlung aushärt­ baren Flüssigkeit in vertikaler Richtung verschieblichen, insbesondere tablettartigen, Halterung für einen herzu­ stellenden Körper und einer Quelle für die energiereiche Strahlung, insbesondere eines Lasers, dessen Strahl auf die Flüssigkeitsoberfläche gerichtet und derart auslenkbar ist, daß in der flüssigen Phase im Bereich der Oberfläche Konturen aushärtbar sind, die schichtweise das Volumen des so zu erzeugenden Körpers bilden, wobei die Halterung in im wesentlichen der Aushärtungstiefe entsprechenden Schritten zunehmend tiefer in die Flüssigkeit eintaucht, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Strahlungsquelle (10) und auszuhärtender Flüssigkeitsoberfläche eine, insbesondere folien- und/oder filmartig ausgebildete, Strahlungsschablone (19) vorgese­ hen ist,
die für die energiereiche Strahlung zweidimensionale durchlässige und undurchlässige Bereiche (191, 192) auf­ weist, wobei die durchlässigen Bereiche (191) eine Fläche bilden, die verhältnismäßig der Grundfläche der jeweils auszuhärtenden Schicht des Körpers (27) entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fläche der durchlässi­ gen Bereiche (191) der Grundfläche der auszuhärtenden Schicht angepaßt ist, wobei die Strahlungsschablone (191) benachbart der Oberfläche der aushärtbaren Flüssigkeit (23) geführt ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsschablone (19) in einem Rahmen (17) gelagert ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Strahlungsschablonen (19) fortlaufend derart aneinanderge­ reiht miteinander verbunden sind, daß in der Reihenfolge der Anordnung der Strahlungsschablonen (19) jeweils die Schichten des Körpers (27) erzeugbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die der im Rahmen (17) be­ findliche Strahlungsschablone (19) nachfolgenden Strah­ lungsschablonen (19) im wesentlichen auf einer Spule (28) aufgewickelt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die aneinandergereihten Strahlungsschablonen (19) mit einem Antriebsmittel (20, 21) verbunden sind, das in Abhängigkeit von der zum Aushärten einer Schicht nötigen Strahlungsdauer getaktet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Strahlungsschablone (19) dem Antriebsmittel (20, 21) angepaßte Seitenbereiche (31, 32) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlässigen Bereiche (191) der Strahlungsschablone (19) entsprechend nach computertomografisch gewonnen Daten aus­ gebildet sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Strahlungsquelle (10), die ein gleichzeitiges Anstrah­ len der ganzen Strahlungsschablone (19) ermöglicht.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Strahlungsquelle (10) in der Art einer Strahlungszei­ le, die zum Aushärten der Flüssigkeit (23) kontinuierlich über die Strahlungsschablone (19) verfährt.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlässigen Bereiche (191) der Strahlungsschablonen (19) in der Art eines Films auf die auszuhärtende Oberfläche der Flüssigkeit (23) projiziert sind.

12. Verfahren zur Herstellung beliebig geformter Körper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
zwischen der Strahlungsquelle (10) und der Flüssig­ keitsoberfläche wird eine Strahlungsschablone (19) angeordnet;
die Strahlungsschablone (19) wird vollständig von der Strahlungsquelle (10) angestrahlt, solange bis die entsprechende Oberflächenschicht ausgehärtet ist;
die Halterung (12) wird von der Strahlungsquelle (10) um eine Schichtdicke wegbewegt, wobei insbesondere die Strahlungsschablone (19) ausgetauscht wird.