IT201800005478A1

IT201800005478A1 - Metodo per formare un primo e un secondo oggetto tridimensionale da un primo e un secondo materiale solidificabile il quale è in grado di solidificarsi sotto l’effetto su di esso di irraggiamento elettromagnetico

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Publication number: IT201800005478A1
Application number: IT102018000005478A
Authority: IT
Priority date: 2018-05-17
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2019-11-17
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Description

Metodo per formare un primo e un secondo oggetto tridimensionale da un primo e un secondo materiale solidificabile il quale è in grado di solidificarsi sotto l'effetto su di esso di irraggiamento elettromagnetico

La "stereolitografia" è un metodo e apparecchio per rendere solidi oggetti tridimensionali "stampando" successivamente sottili strati di un materiale solidificabile (per esempio indurente), uno sopra all'altro. Viene usato un fascio spot mobile programmato di irraggiamento che brilla su una superficie o strato di un materiale liquido indurente per formare una sezione trasversale solida dell'oggetto in corrispondenza della superficie del materiale. L'oggetto viene poi mosso, in un modo programmato, lontano dalla superficie liquida dallo spessore di uno strato, e la successiva sezione trasversale viene poi formata e fatta aderire allo strato immediatamente precedente definendo l'oggetto. Questo processo è continuo fino a che non viene formato l'intero oggetto.

Essenzialmente tutti i tipi di forma dell'oggetto possono essere creati con questa tecnica. Le forme complesse sono create più facilmente utilizzando le funzioni di un computer per aiutare a creare i comandi programmati e poi inviare i segnali di programma al sottosistema formante l'oggetto stereolitografico.

Una macchina stereolitografica del tipo noto comprende un contenitore in cui è presente la sostanza fluida, generalmente una resina fotosensibile nello stato liquido o pastoso.

La macchina comprende anche una sorgente la quale è generalmente del tipo luminoso ed emette l'irraggiamento adatto a solidificare la sostanza fluida. Un'unità ottica provvede a convogliare detto irraggiamento verso una superficie di riferimento disposta all'interno del contenitore, che corrisponde alla posizione dello strato dell'oggetto da solidificare.

L'oggetto tridimensionale che viene formato è supportato da una piastra modellante, la quale può essere spostata verticalmente rispetto al contenitore, in modo tale da consentire all'ultimo strato solidificato dell'oggetto di essere disposto in una posizione adiacente a detta superficie di riferimento.

In tal modo, una volta che ciascuno strato è stato solidificato, la piastra modellante si muove in un modo tale da disporre lo strato solidificato così che esso sia nuovamente adiacente alla superficie di riferimento, dopo di che il processo può essere ripetuto per lo strato successivo. L'utilizzo di queste macchine è diventato sempre più comune in differenti campi tecnici grazie all'accuratezza ottenuta e alla vasta varietà di sagome che possono essere ottenute. Tuttavia, un problema può insorgere quando un oggetto necessita di essere prodotto il quale è composto da differenti materiali.

Infatti, in un singolo processo stereolitografico, viene usata generalmente una singola resina. La resina viene poi solidificata per produrre l'articolo. Pertanto, se un oggetto presenta differenti componenti in materiale differente, occorre eseguire un singolo processo stereolitografico per ciascuno dei componenti così che ciascuno dei componenti possa essere formato utilizzando una resina differente.

Tuttavia, in alcuni campi tecnici, per esempio nel campo medico, occorre prestare attenzione quando sono prodotti oggetti multi-parte. Infatti, esistono anche regolamentazioni che impongono che sia sempre disponibile una chiara tracciabilità dei componenti che formano un singolo oggetto e una chiara identificazione della persona (paziente) a cui essi sono associati. Per esempio, ciascun produttore deve stabilire e mantenere procedure per l'identificazione del prodotto durante tutti gli stadi di ricezione, produzione, distribuzione, e installazione per evitare confusioni. Pertanto, quando un articolo è formato da più di un componente, è molto importante che i componenti stampati rimangano associati uno all'altro e, inoltre, rimangano associati a un determinato identificatore, il quale può per esempio essere il nome di un paziente. Ciò è particolarmente importante per esempio nel campo odontoiatrico, dove una porzione della gengiva e un dente sono spesso riprodotti mediante stereolitografia in due differenti materiali, tuttavia le parti delle riproduzioni devono rimanere collegate insieme e al nome del paziente, preferibilmente in ciascuno stadio dallo studio dentistico dove viene realizzata la scansione fino al prodotto finito.

Esiste pertanto una necessità di un metodo il quale consenta un migliore controllo della tracciabilità dei modelli tridimensionali i quali sono prodotti in più parti.

Secondo un primo aspetto, l'invenzione riguarda un metodo per formare un oggetto tridimensionale includente un primo e un secondo componente da un primo e secondo materiale solidificabile che è in grado di solidificarsi per effetto su di esso di irraggiamento elettromagnetico, il metodo comprendendo:

o fornitura di un'immagine digitale principale dell'oggetto tridimensionale; o introduzione di detto primo e detto secondo materiale solidificabile in una prima e una seconda camera, rispettivamente;

o elaborazione dell'immagine digitale principale dividendola in una prima immagine digitale corrispondente al primo componente e in una seconda immagine digitale corrispondente al secondo componente;

o associazione del primo componente alla prima camera e del secondo componente alla seconda camera;

o irraggiamento mediante una sorgente elettromagnetica di uno strato di detto primo e/o detto secondo materiale solidificabile, secondo un determinato schema, al fine di solidificare selettivamente lo strato del primo e/o del secondo materiale solidificabile;

o movimento dello strato solidificato del primo e/o del secondo materiale solidificabile;

o ripetizione del processo per una pluralità di strati per formare il primo e il secondo componente dell'oggetto tridimensionale;

o durante la ripetizione del processo, alternanza dell'irraggiamento dalla prima alla seconda camera e viceversa, o irraggiamento di entrambe le camere contemporaneamente, così che il primo e il secondo componente siano formati in parallelo.

Il metodo dell'invenzione utilizza pertanto un processo stereolitografico per formare un singolo oggetto tridimensionale (3D) comprendente almeno un primo e un secondo componente tridimensionale il quale è composto da un primo e un secondo materiale, dove il primo materiale è differente dal secondo materiale.

Un oggetto tridimensionale, anche denominato in seguito "articolo", può essere formato da N componenti, dove N > 2. Con il termine "articolo" si può intendere un oggetto fisico reale, o un modello 3D digitale dello stesso. Possibilmente, i componenti che formano l'articolo possono essere composti da differenti materiali o composizioni. Al fine di ottenere una copia stereolitografica dell'articolo e quindi degli N componenti nello stesso processo stereolitografico, occorre un'immagine digitale dell'articolo, detta immagine digitale principale. L'immagine digitale principale viene poi divisa in immagini digitali separate dei vari componenti N. Ciascun componente viene poi assegnato a una differente camera della stessa macchina stereolitografica per mantenere il rapporto "un articolo" (indipendentemente dal numero di componenti da cui è composto) uguale a "un processo". In tal modo, per un singolo articolo iniziale, per esempio una parte del corpo umano e quindi per un singolo paziente, tutti i componenti che formano lo stesso sono prodotti in una singola fase di processo, così che sia migliorata la tracciabilità.

La macchina stereolitografica usata nel metodo dell'invenzione include almeno 2 camere, preferibilmente N camere, dove N > 2 è il numero di componenti di cui è formato l'articolo.

Inoltre, la macchina stereolitografica utilizza una serie di materiali solidificabili preferibilmente uguale alla serie di camere (ossia, sono presenti N differenti materiali solidificabili), così che in ciascuna camera possa essere introdotto preferibilmente un materiale differente. Il materiale solidificabile è in forma fluida (ossia, è un liquido).

Preferibilmente, gli N materiali solidificabili differiscono l'uno dall'altro per almeno una caratteristica fisica e/o chimica. Se N > 2, almeno due degli N materiali sono preferibilmente differenti l'uno dall'altro per una caratteristica fisica e/o chimica.

I materiali solidificabili sono materiali i quali solidificano quando irraggiati da un irraggiamento elettromagnetico avente specifiche caratteristiche, per esempio una specifica lunghezza d'onda. Essi possono essere per esempio resine polimeriche. Qualsiasi delle resine polimeriche note nell'arte dell'elaborazione stereolitografica può essere usata nella presente invenzione.

Inoltre, la macchina stereolitografica usata nel metodo dell'invenzione include una sorgente elettromagnetica, atta a emettere un irraggiamento elettromagnetico. Preferibilmente, la sorgente elettromagnetica è sintonizzabile, ossia, i parametri dell'irraggiamento elettromagnetico emesso possono essere variati. Per esempio, la potenza dell'irraggiamento elettromagnetico può essere variata, il tempo di emissione, la lunghezza d'onda, la velocità a cui l'irraggiamento viene scansionato, la dimensione dello spot laser, eccetera. Sorgenti elettromagnetiche preferite sono una sorgente laser, più preferibilmente una sorgente laser UV emettente un fascio laser nello spettro UV, e un proiettore di luce digitale, più preferibilmente un proiettore di luce digitale emettente nello spettro UV.

È inoltre presente un processore per elaborare l'immagine(i) digitale dell'articolo e per comandare la sorgente elettromagnetica, come dettagliato in seguito. Il processore può essere solidale alla macchina stereolitografica o separato dalla stessa.

Preferibilmente, il processore è associato a un'interfaccia utente la quale può essere usata da un operatore della macchina stereolitografica per inserire e/o selezionare e/o variare parametri del processo stereolitografico.

L'immagine digitale principale dell'articolo può essere contenuta in un singolo file in cui è illustrato l'intero articolo, o in una pluralità di file differenti, per esempio uno per componente. L'immagine digitale principale è considerata in seguito come un'immagine digitale tridimensionale. L'immagine digitale principale contiene la rappresentazione matematica della superficie dell'articolo in tre dimensioni, per esempio tramite un software specializzato come CAD.

Le informazioni contenute nell'immagine digitale principale dell'articolo sono preferibilmente le seguenti. L'immagine digitale principale contiene preferibilmente le informazioni necessarie a formare una rappresentazione 3D dell'articolo. L'immagine digitale principale può essere un file ottenuto mediante una scansione 3D: si tratta di un'"impronta digitale" dell'articolo di interesse. Per esempio può essere utilizzata una rappresentazione Mesh. In alternativa, possono essere usate anche altre geometrie matematiche, come Splines, NURBS, note nel campo.

L'immagine digitale principale ottenuta può essere prodotta direttamente durante il metodo dell'invenzione, per esempio, mediante un dispositivo di scansione 3D, così che una scansione dell'articolo sia eseguita e il dispositivo di scansione stesso produca un'immagine digitale dell'articolo. In alternativa o in aggiunta, non esiste alcun "articolo reale fisico" del quale viene scattata un'immagine digitale, l'articolo è presente unicamente in una forma digitale, per esempio come una progettazione o come un progetto (per esempio un modello CAD). Questo rappresenta per esempio il caso di quando occorre formare una protesi, come un paio di occhiali o un apparecchio acustico.

In aggiunta all'informazione di posizione della superficie dell'articolo in uno spazio tridimensionale, in corrispondenza di ciascun punto le cui coordinate sono determinate, l'immagine digitale principale può contenere anche informazioni aggiuntive, per esempio riguardo il colore dei componenti dell'articolo in differenti punti.

Pertanto, un'immagine digitale principale può essere generata associando a ciascun vertice Mesh il valore di altre caratteristiche dell'articolo, per esempio il suo colore con coordinate RGB o in un altro modo.

Questa immagine digitale principale viene poi separata in una prima e una seconda immagine digitale, una per componente. Questa fase viene eseguita a meno che l'immagine digitale principale non sia già fornita divisa in componenti. La prima e seconda immagine digitale possono essere salvate in un singolo file, o in più di un file.

La prima e seconda immagine digitale sono considerate in seguito come immagini digitali tridimensionali. La prima e seconda immagine digitale contengono la rappresentazione matematica della superficie del primo e secondo componente, rispettivamente, in tre dimensioni, per esempio tramite software specializzato come il CAD.

Inoltre, la fase di elaborazione del file che divide l'immagine digitale principale in una prima immagine digitale e in una seconda digitale può includere una trasformazione del file contenente l'immagine digitale principale in un file leggibile dalla macchina stereolitografica. Inoltre il termine "file" è usato in senso lato, con il file contenendo tutte le informazioni relative a un determinato aspetto, per esempio un file di un'immagine digitale significa che tutte le informazioni necessarie a formare un'immagine digitale, indipendentemente dal fatto che queste informazioni siano in un singolo "file fisico" image.dat o in una pluralità di file imagel.dat image2.dat. Il file è quindi una raccolta di dati salvati in un'unità file, identificati da un nome del file. Fintanto che il file riguardante l'immagine del primo componente e il file riguardante l'immagine del secondo componente sono chiaramente identificabili, ossia la raccolta di dati è completa e separata, i nomi dei file di entrambi possono essere lo stesso.

L'elaborazione dell'immagine digitale principale per dividerla nella prima e seconda immagine digitale del primo e secondo componente può avvenire come segue.

I differenti componenti formanti l'articolo e visibili nell'immagine digitale principale possono essere selezionati da un operatore, così che i vari componenti possano essere separati "manualmente", nel senso che l'operatore indica a un software adeguato quali parti dell'immagine digitale principale devono essere separate in differenti parti formanti quindi la prima e la seconda differente immagine.

In alternativa o in aggiunta, i componenti che formano l'articolo possono essere separati automaticamente. Per quanto riguarda la separazione automatica, l'operatore può inserire la regola(e) per la separazione, per esempio può indicare che i vari componenti sono quelle parti dell'articolo (come salvate nell'immagine digitale principale) che differiscono per colore. In alternativa o in aggiunta, una serie di regole possono essere già presenti all'interno del processore e selezionate durante la produzione della macchina stereolitografica, così che tutte le immagini digitali principali siano elaborate secondo queste regole salvate senza attendere qualsiasi inserimento dell'operatore.

Dopo che gli N componenti dell'articolo come rappresentato nella sua immagine digitale principale sono stati separati formando differenti N immagini digitali, il metodo dell'invenzione include la fase di associazione di ciascun componente a una camera di una pluralità di N camere della macchina stereolitografica. A sua volta, questa fase associa ciascuna immagine digitale a una camera, ossia associa la prima immagine digitale alla prima camera e la seconda immagine digitale alla seconda camera. Come indicato in precedenza, in ciascuna camera può essere introdotto un differente materiale solidificabile, così che gli N componenti possano essere prodotti in N differenti materiali. Se N > 2, è sufficiente che solo 2 tra gli N materiali siano differenti l'uno dall'altro, ossia, possono esistere due componenti i quali sono associati allo stesso materiale solidificabile sebbene prodotto in differenti camere della macchina stereolitografica.

L'associazione avviene selezionando quale componente è prodotto in quale camera. La selezione viene eseguita considerando la dimensione del componente, la dimensione delle camere (che possono avere differenti dimensioni), e i materiali solidificabili disponibili. Ciascun componente può essere associato a uno specifico volume in ciascuna camera o automaticamente posizionato nella camera dove è presente un volume abbastanza grande. Nel primo caso, un operatore può selezionare l'esatta collocazione nella camera dove i componenti devono essere prodotti.

In ciascuna camera, possono essere prodotti più di un componente nello stesso materiale. Per esempio, l'articolo può essere composto da N > 2 componenti, due dei quali sono composti dallo stesso materiale. I componenti tridimensionali composti dallo stesso materiale possono pertanto essere prodotti nella stessa camera, se quest'ultima è sufficientemente grande. Preferibilmente, tramite l'interfaccia di un software adeguato, l'operatore seleziona i volumi nelle camere dove i componenti devono essere formati.

Alla fine di questa fase, le informazioni riguardanti quale componente deve essere prodotto in quale camera e in quale materiale sono presenti nel processore, insieme alle informazioni spaziali su ciascun componente.

Il metodo dell'invenzione applica preferibilmente tecniche litografiche standard alla produzione dei componenti tridimensionali, per eseguire simultaneamente progettazione assistita computerizzata (CAD) e produzione assistita computerizzata (CAM) nella produzione di oggetti tridimensionali direttamente da istruzioni computerizzate.

In seguito, viene descritta una tecnica litografica standard, tuttavia qualsiasi tecnica di stampa 3D strato per strato può essere usata nel metodo della presente invenzione.

I database di un sistema CAD possono presentare diverse forme. Una forma consiste nel rappresentare la superficie di un oggetto come una rete di poligoni, tipicamente triangoli. Questi triangoli formano completamente le superfici interne ed esterne dell'oggetto. Questa rappresentazione CAD include inoltre un vettore normale dell'unità di lunghezza per ciascun triangolo. La normale punta lontano dal solido che il triangolo delimita e indica l'inclinazione. Il metodo dell'invenzione elabora preferibilmente dati CAD, in dati vettore strato per strato che possono essere usati per formare modelli mediante la stereolitografia.Tali informazioni possono sostanzialmente essere convertiti in dati di emissione di scansione a reticolo o similari in caso di DLP o in un formato vettore.

Innanzitutto, preferibilmente il modello solido è progettato nel modo normale sul sistema CAD, senza specifico riferimento al processo stereolitografico. Queste sono le immagini digitali dei componenti dell'articolo. In seguito pertanto un'immagine digitale di un componente è detta il modello del componente.

La preparazione del modello per la stereolitografia implica la selezione dell'orientamento ottimale, l'aggiunta di supporti, e la selezione dei parametri operativi del sistema di stereolitografia. I parametri operativi di stereolitografia includono la selezione della scala del modello e lo spessore dello strato (sezione).

La superficie del modello solido è poi divisa in triangoli. Un triangolo è il poligono meno complesso per i calcoli del vettore. Più triangoli vengono formati, migliore è la risoluzione della superficie e quindi, più è accurato l'oggetto formato rispetto alla progettazione CAD.

I punti dati rappresentanti le coordinate e le normali del triangolo sono poi trasmessi tipicamente come PHIGS, al sistema stereolitografico tramite comunicazione di rete appropriata come ETHERNET. Il software del sistema stereolitografico taglia poi le sezioni triangolari orizzontalmente (piano X-Y) in corrispondenza dello spessore di strato selezionato.

La macchina stereolitografica calcola poi il limite di sezione, il riempimento, e i vettori orizzontali di superficie (epidermide). I vettori di riempimento consistono nel riempimento incrociato dei vettori di delimitazione. Sono disponibili diversi "stili" o formati di sezionamento. I vettori epidermici, i quali sono tracciati ad alta velocità e con un'ampia sovrapposizione, formano le superfici orizzontali esterne dell'oggetto.

In altri termini, la rappresentazione digitale (modello) di ciascun componente è suddivisa in strati (processo detto sezionamento), ciascuno strato essendo una sezione trasversale del componente. Il componente tridimensionale è quindi stampato "strato per strato".

Lo spessore dello strato può differire in funzione del componente. In tal caso, pertanto, il numero di strati necessario a formare il primo componente nella prima camera può essere differente dal numero di strati necessario a formare il secondo componente t nella seconda camera.

In base alla precedente elaborazione, dove il sezionamento è stato eseguito, la prima e seconda camera (o le N camere) sono irraggiate di conseguenza. La macchina stereolitografica e/o il processore contengono pertanto non solo le immagini digitali degli N componenti (il modello tridimensionale dello stesso) e la posizione in cui esse sono formate nelle camere, ma anche le informazioni per il sezionamento (il numero di strati che ciascun componente necessita per essere formato) e i parametri della sorgente elettromagnetica da impostare durante l'irraggiamento.

I parametri della sorgente elettromagnetica nonché quelli del sezionamento possono essere modificati in qualsiasi momento durante il processo.

La macchina stereolitografica forma quindi il primo e secondo componente uno strato alla volta, preferibilmente uno strato orizzontale alla volta, muovendo l'irraggiamento elettromagnetico attraverso una superficie del primo e del secondo materiale solidificabile e solidificando lo stesso dove colpisce, strato dopo strato. Ciascuno strato è composto da vettori che sono tipicamente disegnati nel seguente ordine: riempimento e bordo.

Al fine di formare gli strati, prima di tutto il primo e secondo materiale solidificabile sono introdotti nella prima e seconda camera. La sorgente elettromagnetica irraggia quindi la prima camera in funzione della sezione da eseguire della prima immagine digitale del primo componente e irraggia la seconda camera in funzione della sezione da eseguire della seconda immagine digitale del secondo componente.

I componenti tridimensionali, nella prima e nella seconda camera, sono prodotti in parallelo e non in serie. Ciò significa che prima che l'irraggiamento di uno del primo e secondo componente sia finito, l'irraggiamento dell'altro del primo o secondo componente è iniziato. Per esempio, prima che sia irraggiato un ultimo strato del primo componente tridimensionale, viene irraggiato almeno un primo strato del secondo componente tridimensionale.

Al fine di eseguire una lavorazione parallela dei componenti, possono essere usate differenti tecniche, in funzione del tipo di sorgente elettromagnetica prevista. In caso di un laser come sorgente elettromagnetica, per ciascuno strato del primo componente tridimensionale o del secondo componente tridimensionale, il laser scansiona un'area nella prima camera o un'area nella seconda camera secondo uno schema previsto nella prima o seconda immagine digitale. Il laser può prima scansionare l'intera area da scansionare del primo componente nella prima camera e poi l'intera area da scansionare del secondo componente nella seconda camera. In alternativa, il laser non scansiona l'intera area in ciascuna camera, ma semplicemente continua lungo una determinata direzione di scansione alternante dalla prima alla seconda camera (per esempio scansionando una riga per una parte della prima camera e per una parte nella seconda camera).

Irraggiamento o solidificazione secondo uno "schema" indicano che il materiale solidificabile è irraggiato o solidificato solo in una porzione corrispondente a un determinato schema. Lo schema è determinato nella procedura di sezionamento, dove vengono definiti gli strati, e sostanzialmente corrisponde alla sezione trasversale del modello (della prima immagine digitale o della seconda immagine digitale) al livello dello strato considerato.

Pertanto, il laser scansiona il primo o il secondo materiale nella prima o nella seconda camera ed è pertanto alternante tra la prima e la seconda camera.

In caso di un proiettore digitale, viene illuminata una determinata area in entrambe la prima e la seconda camera. Le aree esposte hanno un determinato schema il quale è nuovamente fornito dalle informazioni contenute nella prima e seconda immagine digitale dei componenti, preferibilmente come elaborato durante la procedura di sezionamento. Il tempo di esposizione può variare, ossia, per ciascuno strato il primo materiale solidificabile può necessitare di un diverso tempo di esposizione rispetto al secondo materiale solidificabile. In quest'ultimo caso, esiste un primo intervallo di tempo quando entrambe la prima e la seconda camera sono irraggiate e un secondo intervallo di tempo quando solo una della prima e seconda camera viene irraggiata.

Mediante questo irraggiamento, è presente uno strato in cui una parte viene solidificata secondo lo schema come indicato nella procedura di sezionamento (come nella prima immagine digitale del primo componente) nella prima camera, ed è presente uno strato in cui una parte è solidificata secondo lo schema come indicato nella procedura di sezionamento (come nella seconda immagine digitale del secondo componente) nella seconda camera.

Questo irraggiamento continua strato dopo strato finché il primo e il secondo componente non sono completamente formati; il primo componente può essere formato da m strati mentre il secondo componente può essere formato da p strati, e pertanto significa che tutti gli m e p strati sono stati irraggiati secondo i loro corrispondenti schemi indicati nella prima e seconda immagine digitale.

Al fine di irraggiare tutti gli strati, ogni volta che uno strato è stato irraggiato e quindi solidificato almeno per una sua porzione, lo strato solidificato si sposta.

Qualsiasi movimento dello strato può essere considerato come noto nell'arte. Per esempio può essere applicato quanto segue.

La macchina stereolitografica può includere una prima e una seconda piattaforma, associate alla prima e seconda camera. Le piattaforme sono usate come "supporto degli strati". In seguito viene descritto il movimento di una piattaforma, il movimento può applicarsi alla prima e/o seconda piattaforma. La piattaforma è preferibilmente orizzontale e il suo movimento è un movimento verticale lungo un asse Z. Più preferibilmente, la prima e la seconda camera definiscono ciascuna un fondo e il movimento della piattaforma è ortogonale a un piano definito dal fondo delle camere.

Preferibilmente, lo strato che è stato irraggiato e solidificato dalla sorgente elettromagnetica aderisce alla piattaforma situata immediatamente sotto alla superficie liquida. Questa piattaforma è attaccata a un elevatore il quale abbassa o solleva così la piattaforma, per esempio sotto il comando del processore. Dopo l'irraggiamento di uno strato, la piattaforma scende o si solleva di una certa distanza, come di diversi millimetri nel materiale solidificabile liquido per rivestire lo strato solidificato precedente con materiale solidificabile fresco, poi si solleva o si abbassa di una breve distanza lasciando un sottile film di liquido dal quale verrà formato il secondo strato. Dopo una pausa per consentire alla superficie liquida di appiattirsi, viene irraggiato lo strato successivo. Poiché il materiale solidificabile presenta proprietà adesive, il secondo strato di attacca saldamente al primo. Questo processo viene ripetuto finché tutti gli strati non sono stati irraggiati e l'intero primo e secondo oggetto tridimensionale non sono formati.

Alla fine del processo pertanto, il primo componente tridimensionale viene formato sulla prima piattaforma e il secondo componente tridimensionale viene formato sulla seconda piattaforma. Qualsiasi modifica o aggiunta standard tipica di un processo stereolitografico può essere applicata anche al metodo dell'invenzione, per esempio viene definito in ciascuno strato un confine esterno o schema entro il quale il laser deve scansionare e polimerizzare il materiale solidificabile. Tuttavia, al fine di ottenere migliori caratteristiche superficiali, viene scansionato non solo l'"interno" dei confini, ma viene anche eseguita preferibilmente una contornatura degli stessi (ossia lo spot del fascio laser segue il contorno dei confini dello schema per ciascuno strato). Questa contornatura è possibile per esempio utilizzando la scansione vettoriale in una macchina stereolitografica.

Il primo e secondo componente tridimensionale sono quindi formati all'interno della stessa macchina e sono pronti contemporaneamente alla fine del processo. Uno dei due componenti può essere finito per primo, tuttavia il processo finisce solo quando entrambi i componenti sono pronti. I due componenti possono essere poi combinati al fine di formare l'articolo. I componenti stampati possono essere facilmente associati insieme e non si "perdono", essi possono essere facilmente tracciati e associati all'immagine digitale principale.

Se l'articolo è per esempio una porzione di un corpo umano, tutti i componenti della stampa 3D dell'articolo sono formati contemporaneamente nello stesso "lotto" e viene migliorata la tracciabilità. La macchina elabora insieme contemporaneamente vari componenti formanti l'articolo.

Inoltre, il tempo per creare l'intero articolo viene ridotto rispetto al tempo necessario a elaborare i componenti in serie.

Secondo un secondo aspetto, l'invenzione riguarda un metodo per formare un oggetto tridimensionale e uno strumento da un primo e secondo materiale solidificabile che è in grado di solidificarsi per effetto su di esso di irraggiamento elettromagnetico, il metodo comprendendo:

o fornitura di una prima immagine digitale di un oggetto tridimensionale;

o fornitura di una seconda immagine digitale di uno strumento da utilizzare sull'oggetto tridimensionale;

o introduzione di detto primo e detto secondo materiale solidificabile in una prima e una seconda camera, rispettivamente;

o associazione alla prima camera della prima immagine digitale e alla seconda camera della seconda immagine digitale;

o movimento dello strato solidificato del primo e/o del secondo materiale solidificabile (5a; 5b);

o ripetizione del processo per una pluralità di strati per formare l'oggetto tridimensionale e lo strumento;

o durante la ripetizione del processo, alternanza dell'irraggiamento dalla prima alla seconda camera e viceversa, o irraggiamento di entrambe le camere contemporaneamente, così che l'oggetto tridimensionale e l'articolo siano formati in parallelo.

In questo secondo aspetto, il metodo dell'invenzione utilizza la stessa macchina stereolitografica come descritto secondo il primo aspetto. La differenza in tal caso riguarda il tipo di tracciabilità ottenuta. Nel primo aspetto, da un singolo articolo formato in differenti componenti, esiste un'associazione tra l'immagine digitale principale dell'articolo stesso e tutti i componenti tridimensionali prodotti dalla macchina stereolitografica. Nel caso secondo il secondo aspetto, esiste un'associazione tra un articolo (oggetto tridimensionale) e uno strumento il quale è usato per lavorare su un articolo. Lo strumento ha una sagoma che può dipendere dalla sagoma dell'articolo stesso. Anche in questo caso esiste la necessità di tracciare il flusso di processo e mantenere l'associazione di "articolo strumento" con gli oggetti che sono stampati. In questo caso pertanto le immagini digitali formate sono le immagini digitali dello strumento e dell'articolo. Queste immagini digitali sono poi associate alla prima e seconda camera.

Naturalmente può anche essere prevista una soluzione "mista", ossia, la macchina stereolitografica include N > 2 camere e in una camera viene formato lo strumento, mentre nelle N - 1 camere rimanenti vengono formati i componenti 3D dell'articolo. In alternativa, lo strumento viene anche formato da differenti componenti in differenti materiali e quindi lo strumento stesso viene associato a diversi componenti 3D, ciascun componente essendo stampato in una diversa camera.

L'invenzione secondo il primo o il secondo aspetto può includere in alternativa o in aggiunta qualsiasi delle seguenti caratteristiche.

Preferibilmente, secondo il primo aspetto, il metodo include le fasi di:

o associazione di un identificatore all'immagine digitale principale dell'oggetto tridimensionale; e

o associazione dello stesso identificatore al primo e secondo componente formato. Preferibilmente, secondo il secondo aspetto, il metodo include le fasi di:

o associazione di un identificatore alla prima immagine digitale dell'oggetto tridimensionale;

o associazione dello stesso identificatore alla seconda immagine digitale;

o associazione dello stesso identificatore allo strumento e all'oggetto tridimensionale formato.

Preferibilmente, l'associazione di un identificatore o l'associazione dello stesso identificatore comprende: formazione dell'identificatore o dello stesso identificatore sul primo e sul secondo componente, o sull'oggetto e strumento 3D, per esempio durante il processo stereolitografico. In questo modo, la tracciabilità degli oggetti è ancora ulteriormente migliorata. L'identificatore può essere per esempio una stringa alfanumerica. La stringa può essere associata a un paziente. In alternativa, l'identificatore può essere un simbolo o logo al fine di identificare la produzione eseguita per una certa azienda.

Preferibilmente, il metodo secondo il primo aspetto include le fasi di:

o fornitura di una prima e una seconda piattaforma associate a detta prima e seconda camera, rispettivamente, dove detto primo e secondo componente tridimensionale sono formati strato per strato;

o movimento di detta prima o seconda piattaforma vicino a un fondo di detta prima o seconda camera, rispettivamente, in modo tale da disporla a contatto con uno strato di detto primo o detto secondo materiale solidificabile;

o movimento di detto strato dopo l'irraggiamento lontano da detto fondo per formare uno spazio;

o colmatura dello spazio tra un nuovo strato di detto primo o detto secondo materiale solidificabile.

Preferibilmente, il metodo secondo il secondo aspetto include le fasi di:

o fornitura di una prima e una seconda piattaforma associate a detta prima e seconda camera, rispettivamente, dove detto oggetto e strumento tridimensionale sono formati strato per strato;

o movimento di detta prima e seconda piattaforma vicino a un fondo di detta prima o seconda camera, rispettivamente, in modo tale da disporla a contatto con uno strato di detto primo o detto secondo materiale solidificabile;

Nella macchina stereolitografica usata nel metodo dell'invenzione, la sorgente elettromagnetica è preferibilmente posizionata al di sotto della prima e seconda camera e il movimento della prima e seconda piattaforma avviene lungo un asse Z verso l'alto, ossia, dopo la polimerizzazione di un primo strato, lo strato successivo è formato al di sotto del primo strato, e la piattaforma viene sollevata a un valore sostanzialmente uguale a uno spessore dello strato.

In aggiunta, per ciascuno strato, il metodo dell'invenzione può includere una o più della seguente fase:

una compensazione Z. Questa compensazione evita i problemi dovuti alla profondità di polimerizzazione e l'insorgere di distorsione geometrica. Questa compensazione è descritta nella domanda di brevetto Internazionale WO 2016/001787 a nome della stessa Richiedente;

nel caso la sorgente elettromagnetica includa più di un laser, l'attività combinata delle due sorgenti laser è controllata secondo il metodo descritto in WO2016/016754 a nome della stessa Richiedente;

il movimento della piattaforma che si avvicina alla camera può essere segmentata secondo il metodo descritto in WO 2014/013312 a nome della stessa Richiedente; analogamente, il movimento della piattaforma lontano dalla camera può essere controllata secondo WO 2012/098451 a nome della stessa Richiedente.

Preferibilmente, la fornitura di un'immagine digitale principale o una prima immagine digitale di un oggetto tridimensionale include la fase di:

o scansione dell'oggetto tridimensionale.

L'oggetto tridimensionale (articolo) può essere pertanto un'"entità fisica" e al fine di ottenere un'immagine digitale dello stesso, viene eseguita una scansione. Per esempio, il dispositivo di scansione può essere un dispositivo di scansione orale in grado di eseguire una scansione di una porzione di gengiva e denti. L'immagine digitale ottenuta dalla scansione può essere in qualsiasi formato, e può essere inoltre elaborata come necessario.

Preferibilmente, il metodo include le fasi di:

o impostazione di primi parametri di esercizio della sorgente elettromagnetica applicabili quando l'irraggiamento elettromagnetico colpisce il primo materiale solidificabile;

o impostazione di secondi materiali di esercizio della sorgente elettromagnetica applicabili quando l'irraggiamento elettromagnetico colpisce il secondo materiale solidificabile; in cui almeno uno dei primi parametri di esercizio è differente da uno dei secondi parametri di esercizio.

I parametri di esercizio, primi o secondi, possono includere uno o più dei seguenti:

la potenza dell'irraggiamento elettromagnetico emesso;

in caso di una sorgente laser, la compensazione di spot;

in caso di un proiettore luminoso digitale, il tempo di esposizione.

I suddetti parametri possono differire tra le due camere e in aggiunta possono differire strato per strato. I parametri possono essere modificati anche durante il processo stesso.

Preferibilmente, il metodo include le fasi di:

o impostazione di primi parametri di esercizio di elaborazione del file applicabili alla prima immagine digitale;

o impostazione di secondi parametri di esercizio dell'elaborazione del file applicabili alla seconda immagine digitale; in cui almeno uno dei primi parametri di esercizio è differente da uno dei secondi parametri di esercizio.

I parametri di esercizio di elaborazione del file riguardano uno o più di:

il processo di sezionamento, quindi lo spessore degli strati;

riempimento;

compensazione spot;

compensazione Z (WO 2016/001787 summenzionato);

- la contornatura dei vari schemi formati.

Preferibilmente, la sorgente elettromagnetica è un laser o un proiettore luminoso digitale. Preferibilmente, il primo e/o il secondo materiale liquido solidificabile è una resina fotopolimerica.

Preferibilmente, la fase di movimento dello strato solidificato del primo e/o del secondo materiale solidificabile include:

o fornitura di una prima e una seconda piattaforma antistante detta prima e seconda camera, rispettivamente;

o spostamento della posizione della prima e seconda piattaforma rispetto alla prima e seconda camera, rispettivamente.

Più preferibilmente, lo spostamento della prima piattaforma è differente come valore dallo spostamento della seconda piattaforma.

Le piattaforme supportano il primo e il secondo componente o l'oggetto e strumento in 3D. Le piattaforme vengono spostate, o traslate, lungo una direzione Z che è preferibilmente perpendicolare a un fondo delle camere. Lo spostamento dipende dallo spessore degli strati. A causa del fatto che il numero/spessore degli strati in cui il primo componente/oggetto è diviso e il numero/spessore degli strati in cui il secondo componente/strumento è diviso può essere differente, con determinate coordinate Z a cui vengono mosse le piattaforme può avvenire l'irraggiamento della prima e seconda camera, mentre con altre coordinate Z viene irraggiata solo una camera. La camera che viene irraggiata maggiormente corrisponde alla camera in cui sono presenti i componenti sezionati nel maggior numero in assoluto di strati.

Preferibilmente, l'oggetto o il primo o secondo componente è una porzione di un corpo umano. Preferibilmente, lo strumento è uno strumento chirurgico.

Preferibilmente, detto strumento è ad accoppiamento di forma per una porzione di una superficie esterna dell'oggetto tridimensionale.

Il metodo dell'invenzione è particolarmente utile nel settore medicale o odontoiatrico, dove i requisiti di tracciabilità sono particolarmente severi. Pertanto, per esempio nel campo odontoiatrico, l'articolo può essere una parte del cavo orale. La parte del cavo orale può essere scansionata (dispositivo di scansione intraorale), o può essere eseguita un'impronta del cavo orale e viene poi eseguita una scansione dell'impronta stessa.

Preferibilmente, la fase in cui l'immagine digitale principale è divisa in una prima immagine digitale corrispondente al primo componente e in una seconda immagine digitale corrispondente al secondo componente comprende:

o separazione nei volumi dell'immagine digitale principale aventi differenti colori per formare una pluralità di componenti, uno per ciascun colore; o selezione tra la pluralità di componenti del primo e secondo componente. Sono possibili diversi metodi per dividere l'immagine digitale principale dell'articolo nei vari componenti. Questi metodi possono essere manuali (ossia è necessario un operatore) o automatici. Generalmente una caratteristica che è differente nei due componenti è usata per differenziare i due, per esempio il colore.

La collocazione nella prima e/o seconda camera dove il primo e/o secondo oggetto 3D è stampato può essere selezionata "manualmente" tramite un'interfaccia utente.

Preferibilmente, il metodo comprende la fase di:

o modifica dell'immagine digitale principale o della prima o della seconda immagine digitale.

Le immagini digitali possono essere modificate per alterare per esempio la loro sagoma. Ciò è particolarmente utile quando l'immagine digitale principale o la prima/seconda immagine dell'oggetto/strumento 3D è ottenuta mediante scansione di un articolo fisico. L'immagine digitale può essere alterata o completata: per esempio se viene ottenuta un'immagine digitale di un'arcata dentale, dove manca un dente, il dente può essere "sostituito" tramite un modello 3D.

L'invenzione verrà meglio descritta in seguito con un riferimento non limitativo ai disegni allegati, dove:

la figura 1 è una fotografia di una prima e una seconda camera dell'invenzione dove un primo e un secondo oggetto 3D sono stati stampati e del primo e secondo oggetto 3D; la figura 2 è una vista in prospettiva della macchina stereolitografica usata nel metodo dell'invenzione;

- la figura 3 è una vista laterale della macchina della figura 2;

la figura 4 è una vista frontale della macchina delle figure 2 e 3;

la figura 5 è una vista isometrica di una porzione della macchina delle figure 2 -4; la figura 6 è una vista esplosa della figura 5;

la figura 7 è un diagramma di flusso di alcune fasi del metodo dell'invenzione; e la figura 8 è un diagramma di flusso di ulteriori fasi del metodo dell'invenzione.

Il metodo dell'invenzione è descritto con riferimento a una macchina stereolitografica indicata come un intero con 1 nelle Figure 2-4. La macchina 1 è atta a eseguire il metodo dell'invenzione, ossia è atta a "stampare" un oggetto (articolo) tridimensionale (3D) formato da almeno due componenti 01 e 02 usati in una prima e una seconda camera 2a, 2b, come illustrato nella figura 1. Il primo e secondo componente sono per esempio una porzione di gengiva e un'arcata dentale (vedere la figura 1). In alternativa o in aggiunta, la macchina 1 è atta a "stampare" un oggetto tridimensionale (3D) relativo a un articolo e un oggetto tridimensionale di uno strumento da usare sull'articolo.

La macchina stereolitografica 1 include una prima e una seconda cartuccia 3a, 3b contenente una prima e una seconda sostanza o materiale solidificabile 5a, 5b adatta a essere solidificata mediante esposizione all'irraggiamento elettromagnetico predefinito. La prima e seconda cartuccia 3a, 3b sono in comunicazione fluidica con la prima e seconda camera 2a, 2b così che la prima e seconda sostanza possano scorrere all'interno della prima e seconda camera 2a, 2b, rispettivamente. La macchina 1 include anche un primo e secondo pistone 10a, 10b (vedere le viste esplose delle figure 5, 6): la prima e seconda sostanza possono essere inserire dalle cartucce nelle camere mediante una pressione esercitata dai pistoni 10a, 10b quando inseriti nelle cartucce. La prima e seconda sostanza solidificabile 5a, 5b può essere visibile nella figura 1 dove esse sono di colore diverso. La prima o seconda sostanza solidificabile è in forma liquida, può essere più o meno densa e, quando inserita all'interno della prima o seconda camera, la sua superficie superiore assume una sagoma sostanzialmente piatta.

La prima o seconda sostanza solidificabile 5a, 5b è preferibilmente una resina liquida polimerica fotosensibile e l'irraggiamento predefinito è un irraggiamento luminoso.

La macchina 1 comprende anche una sorgente elettromagnetica 6 atta a emettere l'irraggiamento elettromagnetico. La sorgente 6 è in grado di irraggiare selettivamente uno strato di prima o seconda sostanza solidificabile 5a, 5b avente uno spessore predefinito e disposto adiacente a un fondo 7a, 7b della prima o seconda camera 2a, 2b così da solidificarlo. La sorgente 6 è preferibilmente disposta sotto alla prima e seconda camera 2a, 2b (questa configurazione è meglio visibile nelle figure 5 e 6) ed è configurata per dirigere l'irraggiamento elettromagnetico verso il fondo 7a, 7b della prima e seconda camera 2a, 2b, che sono preferibilmente trasparenti all'irraggiamento elettromagnetico emesso dalla sorgente 6. Pertanto, il primo e secondo materiale solidificabile 5a, 5b sono irraggiati dal basso.

L'irraggiamento elettromagnetico è selezionato così da solidificare la prima e seconda sostanza 5a, 5b.

Preferibilmente, se il primo o secondo materiale solidificabile 5a, 5b è una resina fotosensibile, la sorgente 6 comprende un emettitore luminoso laser associato a un'ottica (non illustrata) adatta a dirigere il fascio di luce verso qualsiasi punto del summenzionato strato del primo o secondo materiale solidificabile.

In alternativa, la sorgente comprende un proiettore adatto a generare un'immagine luminosa corrispondente a un'area superficiale dello strato del primo o secondo materiale solidificabile da solidificare.

La macchina stereolitografica 1 comprende inoltre una prima e una seconda piattaforma 8a, 8b, aventi la funzione di modellare piastre, antistanti il fondo 7a, 7b della prima e seconda camera 2a, 2b e adatte a supportare i componenti tridimensionali 01, 02 che sono formati (vedere nuovamente l'esempio in figura 1).

La macchina 1 include inoltre un primo attuatore 9 (meglio visibile nelle figure 5 e 6) collegato alla prima e seconda piattaforma 8a, 8b adatto a muoverle rispetto al fondo 7a, 7b delle camere 2a, 2b secondo una direzione di modellamento A preferibilmente perpendicolare allo stesso fondo 7a, 7b. Questa direzione A è indicata nelle figure 5 e 6 da una freccia. Preferibilmente, questa direzione è parallela all'asse verticale (Z). In particolare, la prima e seconda piattaforma 8a, 8b sono realizzate (per esempio, il materiale scelto, il trattamento superficiale, eccetera) in modo tale che uno strato del primo o secondo materiale solidificabile aderisca ad esse una volta solidificato.

Al contrario, il fondo 7a, 7b delle camere 2a, 2b è preferibilmente composto da un materiale che impedisce detta adesione.

Le camere 2a, 2b possono muoversi lungo un asse B, preferibilmente perpendicolare ad A. Un movimento delle camere in questa direzione consente l'introduzione dei materiali 5a, 5b nelle camere 2a, 2b poiché corrisponde a una traslazione dei pistoni 10a, 10b nelle cartucce 3a, 3b. Inoltre, la macchina stereolitografica 1 include o è collegata a un processore 100 (indicato schematicamente in figura 2) che comanda la macchina 1 e che include un'interfaccia utente dove possono essere inseriti o modificati parametri.

Le fasi iniziali del metodo dell'invenzione che utilizza la macchina stereolitografica 1 sono illustrate schematicamente in figura 7.

Viene fornita un'immagine digitale di un oggetto tridimensionale rappresentante un articolo, o vengono fornite un'immagine digitale di un articolo e un'immagine digitale di uno strumento.

L'immagine digitale può essere ottenuta scansionando un articolo o disegnata per esempio tramite un programma CAD come un modello. L'articolo o lo strumento possono includere una pluralità di componenti, ciascuno dei quali è formato da un differente materiale. Per esempio, l'articolo è una porzione di un cavo orale e i componenti sono una porzione di gengiva e una porzione di arcata dentale.

Se ciascuna immagine (immagine dell'articolo e possibilmente immagine dello strumento) riguarda un singolo componente da stampare, i file sono caricati in un software adatto (Fase 1F). Altrimenti, se l'immagine digitale ricevuta riguarda un articolo includente più di un componente (vedere la fase 2F) senza separazione, l'immagine necessita di essere divisa in componenti, un componente per ciascun elemento (vedere la fase 3F).

Vengono preferibilmente visualizzati i vari componenti (ossia la loro geometria e dimensione) e le camere 2a, 2b, per esempio nell'interfaccia utente (fase 4F). L'operatore posiziona poi preferibilmente i vari componenti nella prima o nella seconda camera 2a, 2b prendendo in considerazione la loro dimensione e i materiali solidificabili disponibili 5a, 5b (fase 5F). La selezione e il posizionamento eseguiti vengono poi salvati nel software (fase 6F).

L'immagine digitale del primo e secondo componente possono essere poi ulteriormente elaborati (fase 4aF), per esempio, la sagoma tridimensionale del componente può essere alterata o modificata.

Dati i file elaborati alla fine della fase 6F, vengono determinati i parametri del processo stereolitografico. Questi parametri possono essere inseriti mediante l'interfaccia utente o possono essere determinati automaticamente dal processore 100.

I parametri sono uno o più dei seguenti:

parametri relativi agli strati. Sezionamento e restringimento. Le dimensioni degli strati sono variabili e sono determinate nel presente documento.

- I parametri relativi al percorso che viene scansionato da una sorgente laser (nel caso la sorgente elettromagnetica sia una sorgente laser). Questi parametri includono riempimento, delimitazione, compensazione z, eccetera.

I parametri relativi ai movimenti della macchina 1 non riguardano i movimenti strato per strato, come quelli descritti nei brevetti WO 2014/013312 e WO 2012/098451.

- I parametri della sorgente elettromagnetica 6 (potenza, dimensione del fascio laser, eccetera).

In base ai parametri, una serie associata a ciascuna camera 2a, 2b, per ciascun ciclo vengono eseguite le seguenti fasi nel metodo dell'invenzione, come illustrato in figura 8.

Se tutti i parametri nella prima e nella seconda camera, ossia, se i parametri della sorgente elettromagnetica e i parametri dei movimenti in generale sono gli stessi per l'orientamento di entrambi gli oggetti (fase 10F) viene eseguita una stereolitografia sostanzialmente "standard" (fase 11F). La sorgente elettromagnetica irradia la prima o la seconda camera (o entrambe) in funzione del determinato schema da parte del file elaborato ottenuto in fase 7F.

Lo strato del primo e secondo materiale solidificabile 5a, 5b è poi selettivamente irraggiato al fine di ottenere un primo e un secondo strato solidificato, il quale aderisce alle piattaforme 8a, 8b.

Successivamente, le piattaforme 8a, 8b sono riempite mediante l'attuatore 9 in modo tale da muovere gli strati solidificati lontano dal fondo 7a, 7b delle camere 2a, 2b e il ciclo viene ripetuto per lo strato successivo.

Se i parametri nella prima e nella seconda camera sono differenti (vedere fase 12F), possono emergere due casi. Il primo si verifica quando i parametri della sorgente elettromagnetica sono differenti (fase 13F). In tal caso, i parametri della sorgente devono essere variati quando avviene un movimento che passa da una camera all'altra (in caso di un laser), fase 14F. In caso di un proiettore, il tempo di esposizione è variato, ossia, il tempo durante il quale una camera è irraggiata è differente dal tempo in cui un'altra camera viene irraggiata.

Se i differenti parametri si trovano nel sezionamento o comunque in movimenti che le piattaforme/camera/macchina 1 devono eseguire (fase 15F), allora esiste una completa differente separazione delle due elaborazioni, il comando dell'irraggiamento di ciascuno strato nella prima camera viene "separato" dal comando dell'irraggiamento di ciascuno strato nella seconda camera (fase 16F).

Esempio 1

Il seguente è un esempio della realizzazione dell'oggetto tridimensionale formato dai componenti 01 e 02 della figura 1. L'articolo è una porzione del cavo orale, suddivida in componente "arcata dentale" 01 e "gengiva" 02. Al fine di avere una sagoma tridimensionale di tale articolo, viene eseguita una scansione del cavo orale e viene ottenuta una singola immagine digitale. L'immagine digitale è divisa nell'immagine digitale per il componente corrispondente all'arcata dentale e il componente dell'immagine digitale corrispondente alla porzione di gengiva. Possibilmente, le immagini vengono elaborate, per esempio per completare una porzione mancante dell'arcata dentale.

I componenti sono stampati con "blocchi" aggiuntivi: non solo la sagoma dei componenti viene stampata, ma essi sono anche collegati a "blocchi di elevazione" i quali vengono ugualmente stampati e usati come supporti per i componenti. Pertanto, nella seguente tabella 1, "blocco 1 e 2" sono i supporti, mentre "blocco 3" sono i componenti 01 e 02 (fabbricati in resine RD095 e GL4000 che sono il materiale 5a e 5b).

La fabbricazione del blocco 1 e blocco 2 impiega approssimativamente 15 - 20 minuti, mentre la fabbricazione del blocco 3 impiega diverse ore.

I due componenti 01 e 02 sono poi collegati al fine di formare un singolo articolo.

La stampa viene eseguita in parallelo ai parametri identificati in seguito. Δt indica il tempo per fabbricare gli oggetti.

La sorgente elettromagnetica 6 è una sorgente laser.

TABELLA 1

TRADUZIONE DELLE DICITURE NEI DISEGNI

Tavola 4/5

Figura 8

"File upload from 7F" = Caricamento file da 7F

"Steps for each layer" = Fasi per ciascuno strato

"Identical parameters in the two chambers" = Parametri identici nelle due camere

"Standard lithography in first and second chamber" = Litografia standard nella prima e seconda camera

"different parameters in the two chambers" = differenti parametri nelle due camere

"different Electromagnetic source in the two chambers" = differente sorgente Elettromagnetica nelle due camere

"switch parameters in the movement" = commutazione parametri nel movimento

"different Parameters in slicing, movements" = differenti Parametri in sezionamento, movimenti

"switch parameters in the movement" = commutazione parametri nel movimento

Tavola 5/5

Figura 7

"components already Separated, digitai images of item and tool" = componenti già Separati, immagini digitali di articolo e strumento

"One digital image of several components" = Un'immagine digitale di diversi componenti

"Separation in the several components" = Separazione nei diversi componenti

"Visualization components and chambers 2a,2b" = Visualizzazione componenti e camere 2a, 2b

"Addition of components/Modification image" = Aggiunta di componenti/Modifica immagine

"Positioning of components in chambers 2a,2b" = Posizionamento di componenti nelle camere 2a, 2b

"save" = salva

"Parameters input/calculation" = Inserimento/calcolo parametri

Claims

Rivendicazioni 1. Metodo per formare un oggetto tridimensionale includente un primo e un secondo componente (01, 02) da un primo e secondo materiale solidificabile (5a, 5b) il quale è in grado di solidificarsi per effetto su di esso di irraggiamento elettromagnetico, il metodo comprendendo: o fornitura di un'immagine digitale principale dell'oggetto tridimensionale; o introduzione di detto primo e detto secondo materiale solidificabile (5a, 5b) in una prima e una seconda camera (2a, 2b), rispettivamente; o elaborazione dell'immagine digitale principale dividendola in una prima immagine digitale corrispondente al primo componente e in una seconda immagine digitale corrispondente al secondo componente; o associazione del primo componente alla prima camera e del secondo componente alla seconda camera; o irraggiamento mediante una sorgente elettromagnetica (6) di uno strato di detto primo e/o detto secondo materiale solidificabile (5a, 5b), secondo un determinato schema, al fine di solidificare selettivamente lo strato del primo e/o del secondo materiale solidificabile; o movimento dello strato solidificato del primo e/o del secondo materiale solidificabile; o ripetizione del processo per una pluralità di strati per formare il primo e il secondo componente (01, 02) dell'oggetto tridimensionale; o durante la ripetizione del processo, alternanza dell'irraggiamento dalla prima alla seconda camera e viceversa, o irraggiamento di entrambe le camere contemporaneamente, così che il primo e il secondo componente siano formati in parallelo.
2. Metodo per formare un oggetto tridimensionale e uno strumento da un primo e secondo materiale solidificabile il quale è in grado di solidificarsi per effetto su di esso di irraggiamento elettromagnetico, il metodo comprendendo: o fornitura di una prima immagine digitale di un oggetto tridimensionale; o fornitura di una seconda immagine digitale di uno strumento da utilizzare sull'oggetto tridimensionale; o introduzione di detto primo e detto secondo materiale solidificabile (5a, 5b) in una prima e una seconda camera (2a, 2b), rispettivamente; o associazione alla prima camera (2a) della prima immagine digitale e alla seconda camera (2b) della seconda immagine digitale; o irraggiamento mediante una sorgente elettromagnetica (6) di uno strato di detto primo e/o detto secondo materiale solidificabile (5a, 5b), secondo un determinato schema, al fine di solidificare selettivamente lo strato del primo e/o del secondo materiale solidificabile; o movimento dello strato solidificato del primo e/o del secondo materiale solidificabile (5a; 5b); o ripetizione del processo per una pluralità di strati per formare l'oggetto tridimensionale e lo strumento; o durante la ripetizione del processo, alternanza dell'irraggiamento dalla prima alla seconda camera e viceversa, o irraggiamento di entrambe le camere contemporaneamente, così che l'oggetto tridimensionale e l'articolo siano formati in parallelo.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1, includente le fasi di: o associazione di un identificatore all'immagine digitale principale dell'oggetto tridimensionale; e o associazione dello stesso identificatore al primo e secondo componente formati (01, 02).
4. Metodo secondo la rivendicazione 2, includente le fasi di: o associazione di un identificatore alla prima immagine digitale dell'oggetto tridimensionale; o associazione dello stesso identificatore alla seconda immagine digitale; o associazione dello stesso identificatore allo strumento e all'oggetto tridimensionale formato.
5. Metodo secondo la rivendicazione qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, includente le fasi di: o fornitura di una prima e una seconda piattaforma (8a, 8b) associate a detta prima e seconda camera (2a, 2b), rispettivamente, dove detto primo e secondo componente tridimensionale o detto oggetto tridimensionale e detto strumento sono formati strato per strato; o Movimento di detta prima o seconda piattaforma (8a, 8b) vicino a un fondo (7a, 7b) di detta prima o seconda camera, rispettivamente, in modo tale da disporla a contatto con uno strato di detto primo o detto secondo materiale solidificabile; o movimento di detto strato dopo l'irraggiamento lontano da detto fondo così da farlo emergere da detto primo e detto secondo materiale solidificabile (5a, 5b); o ridistribuzione di detto primo o detto secondo materiale solidificabile in detta prima o seconda camera così da riempire la depressione causata da detto movimento di detto strato lontano da detto fondo.
6. Metodo secondo qualsiasi delle precedenti rivendicazioni in cui la fornitura di un'immagine digitale principale o una prima immagine digitale di un oggetto tridimensionale include la fase di: o scansione dell'oggetto tridimensionale.
7. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, includente fase di: o impostazione di primi parametri di esercizio della sorgente elettromagnetica (6) applicabili quando l'irraggiamento elettromagnetico irraggia il primo materiale solidificabile (5a); o impostazione di secondi materiali di esercizio della sorgente elettromagnetica (6) applicabili quando l'irraggiamento elettromagnetico irraggia il secondo materiale solidificabile (5a); in cui almeno uno dei primi parametri di esercizio è differente da uno dei secondi parametri di esercizio.
8. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui il metodo include le fasi di: o impostazione di primi parametri di esercizio di elaborazione del file applicabili alla prima immagine digitale; o impostazione di secondi parametri di esercizio dell'elaborazione del file applicabili alla seconda immagine digitale; in cui almeno uno dei primi parametri di esercizio è differente da uno dei secondi parametri di esercizio.
9. Metodo secondo qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la sorgente elettromagnetica (6) è un laser o un proiettore luminoso digitale.
10. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il primo e/o il secondo materiale liquido solidificabile (5a, 5b) è una resina fotopolimerica.
11. Metodo secondo qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la fase di movimento dello strato solidificato del primo e/o del secondo materiale solidificabile (5a, 5b) include: o fornitura di una prima e una seconda piattaforma (8a, 8b) antistante detta prima e seconda camera, rispettivamente; o spostamento della posizione della prima e seconda piattaforma rispetto alla prima e seconda camera (2a, 2b), rispettivamente.
12. Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui lo spostamento della prima piattaforma è differente in valore dallo spostamento della seconda piattaforma.
13. Metodo secondo qualsiasi delle precedenti rivendicazioni quando dipendente dalla rivendicazione 1, in cui il primo o secondo componente è una porzione di un corpo umano.
14. Metodo secondo qualsiasi delle precedenti rivendicazioni quando dipendente dalla rivendicazione 2, in cui l'oggetto tridimensionale è una porzione di un corpo umano.
15. Metodo secondo qualsiasi delle rivendicazioni quando dipendente dalla rivendicazione 2, in cui lo strumento è uno strumento chirurgico.
16. Metodo secondo qualsiasi delle precedenti rivendicazioni quando dipendente dalla rivendicazione 2, in cui detto strumento è ad accoppiamento di forma per una porzione di una superficie esterna dell'oggetto tridimensionale.
17. Metodo secondo qualsiasi delle rivendicazioni 1 e 3 - 16, in cui la fase di elaborazione dell'immagine digitale principale dividendola in una prima immagine digitale corrispondente al primo componente e in una seconda immagine digitale corrispondente al secondo componente comprende: o separazione nei volumi dell'immagine digitale principale aventi differenti colori per formare una pluralità di componenti, uno per ciascun colore; o selezione tra la pluralità di componenti del primo e secondo componente.
18. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, comprendente la fase di: o modifica dell'immagine digitale principale o della prima o della seconda immagine digitale.