ITGE20130027A1 - Metodo e dispositivo per la produzione di oggetti attraverso stereolitografia - Google Patents
Metodo e dispositivo per la produzione di oggetti attraverso stereolitografiaInfo
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Description
DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: "Metodo e dispositivo per la produzione di oggetti attraverso stereolitografia"
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione ha per oggetto un metodo per la produzione di oggetti attraverso un dispositivo per stereolitografia.
Il dispositivo per stereolitografia comprende almeno una vasca all'interno della quale à ̈ presente una resina atta a solidificare grazie ad un procedimento di polimerizzazione, attraverso la proiezione di una immagine ottenuta da una radiazione luminosa sul fondo della vasca, generata da una sorgente posta al di sotto della vasca.
È presente una piattaforma di adesione posta a contatto con la resina, in modo tale da formare un primo strato di materiale polimerizzato adeso alla piattaforma, essendo inoltre presenti mezzi di movimentazione della piattaforma, atti ad allontanare/avvicinare la stessa rispetto al fondo della vasca, in modo da formare gli strati successivi di materiale polimerizzato.
Il metodo prevede i seguenti passi:
a) posizionamento della piattaforma ad una distanza dal fondo della vasca pari allo spessore dello strato della resina da polimerizzare,
b) generazione della radiazione luminosa, irradiazione con la stessa della resina e conseguente polimerizzazione dello strato della resina,
c) allontanamento della piattaforma dal fondo della vasca e distacco dello strato di resina polimerizzata dal fondo della detta vasca,
d) formazione dello strato successivo di resina polimerizzata .
Quello appena descritto à ̈ il comune procedimento con cui si ottengono oggetti tridimensionali attraverso l'utilizzo di dispositivi di stereolitografia , che prevedono la solidificazione di una resina secondo un meccanismo di solidificazione della stessa attraverso lo sfruttamento dell'energia emessa da una radiazione luminosa.
La radiazione luminosa à ̈ emessa da un proiettore che proietta l'immagine sulla resina da solidificare, in particolare la sezione dell'immagine 3D che si vuole ottenere, reiterando il procedimento strato per strato si ottiene l'oggetto desiderato.
La resina che si solidifica ha un comportamento simile a quello della colla, per cui aderisce sia alla piattaforma che al fondo della vasca, per cui il problema risiede nell'esercitare il minimo sforzo possibile per distaccare lo strato appena formato dal fondo della vasca.
Tale problema si manifesta non solo per la realizzazione del primo strato, in cui la resina risulta attaccata alla piattaforma e al fondo della vasca, ma anche per gli strati successivi, in cui la resina si attacca allo strato precedentemente formato e al fondo della vasca.
Per cui il distacco della resina dal fondo della vasca à ̈ un passo cruciale per la corretta realizzazione degli oggetti in stereolitografia, importanza ulteriormente aumentata dal fatto che tale passo si itera numerose volte durante la realizzazione di prodotti.
I dispositivi noti allo stato dell'arte utilizzano una movimentazione della piattaforma lenta e graduale in modo da staccare la resina polimerizzata senza causarne la rottura.
Tuttavia tale soluzione presenta diversi svantaggi, innanzitutto rende il procedimento di distacco e di formazione degli oggetti eccessivamente dispendioso dal punto di vista del tempo e inoltre si rischia che il materiale vada incontro a deformazioni elastiche o addirittura plastiche, che inevitabilmente non consentono di ottenere la corretta realizzazione dell'oggetto desiderato.
Esiste dunque una necessità non soddisfatta di realizzare un metodo ed un dispositivo per la realizzazione di oggetto in stereolitografia che risolva gli svantaggi appartenenti ai dispositivi e metodi noti allo stato dell'arte.
La presente invenzione consegue gli scopi di cui sopra realizzando un metodo per la produzione di oggetti attraverso un dispositivo per stereolitografia come descritto in precedenza, in cui la velocità di allontanamento della piattaforma à ̈ regolata in base alla quantità di resina da polimerizzare e in base alla dimensione dello strato di resina da polimerizzare.
In questo modo il tempo necessario al distacco della resina polimerizzata dal fondo della vasca à ̈ dettato dalla quantità di resina polimerizzata, per cui sarà possibile ottimizzare i tempi di realizzazione in base alle dimensioni dell'oggetto, variando i tempi di distacco della resina in base anche allo strato che si sta polimerizzando.
Come risulterà chiaramente dalla descrizione qui di seguito, la quantità non à ̈ l'unico fattore rilevante per la regolazione della velocità di allontanamento della piattaforma, ma anche la distribuzione della resina polimerizzata à ̈ un aspetto importante per la regolazione dei tempi di distacco della resina dal fondo della vasca.
Secondo un perfezionamento, la dimensione dello strato di resina da polimerizzare à ̈ calcolata in base alla presenza di zone piene e di zone vuote di resina all'interno dello strato.
Infatti a parità di quantità di resina polimerizzata, se la resina à ̈ distribuita in modo omogeneo e continuo in una unica zona richiederà tempi di distacco diversi rispetto alla medesima quantità ma distribuita su un'area maggiore e in maniera discontinua.
Per questo si calcolano le zone piene e le zone vuote, in particolare si identificano le zone piene, si misura la distanza tra il centro di ogni zona piena e del suo bordo per valutarne le dimensioni.
La velocità di allontanamento della piattaforma di adesione per ogni strato à ̈ dunque calcolata come una funzione, tabellare o tramite algoritmi, che presenta come variabili la quantità di resina polimerizzata e l'area delle zone piene.
Secondo una forma esecutiva preferita, il metodo oggetto della presente invenzione prevede che al passo c), ossia l'allontanamento della piattaforma dal fondo della vasca e il distacco dello strato di resina polimerizzata dal fondo della vasca, sia effettuato attraverso i seguenti passi:
cl) primo allontanamento della piattaforma rispetto al fondo della vasca secondo una determinata distanza ,
c2) arresto della piattaforma per un determinato tempo ,
c3) almeno un ulteriore allontanamento della piattaforma rispetto al fondo della vasca.
la predeterminata distanza e il predeterminato tempo sono calcolati in base alla quantità di resina da polimerizzare ed in base alla presenta di zone piene e di zone vuote di resina all'interno dello strato .
Per cui i tre passi sopra elencati si presentano come parametri di input della funzione precedentemente descritta, atta ad eseguire il calcolo della velocità di allontanamento della piattaforma nella maniera più appropriata.
Tale configurazione permette di evitare la modifica elastica e plastica della resina polimerizzata, si effettua un primo leggero movimento veloce per mettere in pretensionamento la resina polimerizzata e, dopo una pausa di attesa, un secondo movimento causa il distacco della resina dal fondo della vasca.
Inoltre i passi di metodo appena descritti favoriscono il distacco di un'area elevata di stratificazione in tempi rapidi e senza stressare il materiale ,optando dunque per rilasci controllati in intensità , durata e numero.
Secondo una possibile forma esecutiva del metodo oggetto della presente invenzione, il distacco dello strato di resina polimerizzata avviene attraverso una flessione della piattaforma attorno ad un punto di flessione, in modo tale per cui lo strato di resina polimerizzata inizi il distacco nella zona più prossima al punto di flessione.
Come risulterà chiaramente da alcuni esempi esecutivi illustrati, preferibilmente la flessione à ̈ una flessione passiva, causata dall'allontanamento della piattaforma rispetto al fondo della vasca.
In questo caso la piattaforma presenta una forma e/o uno spessore e/o un materiale che la rendono leggermente flessibile, in modo da potersi inclinare e favorire l'apertura di un punto di distacco, da cui si propaga il distacco a tutti i punti di contatto della resina polimerizzata con il fondo della vasca.
Per migliorare il distacco della resina polimerizzata dal fondo della vasca e per ottimizzare la realizzazione di oggetti in stereolitografia , il metodo oggetto della presente invenzione prevede non solo di regolare la movimentazione della piattaforma, ma anche di modificare l'intensità della radiazione luminosa .
Per cui secondo una possibile forma esecutiva il passo di generazione della radiazione luminosa prevede i seguenti passi:
bl) rilevazione dell'intensità luminosa in determinate aree
b2) interpolazione dei valori rilevati
b3) omogeneizzazione dell'intensità della radiazione luminosa nell'area di proiezione.
Tale perfezionamento consente di ottenere l'uniformità di intensità luminosa in tutta l'area di proiezione, che porta inevitabilmente ad una polimerizzazione della resina più controllata e regolare, garantendo a tutto lo strato che si deve distaccare le medesime caratteristiche meccaniche.
Per ottimizzare ulteriormente tale effetto à ̈ possibile scegliere una sorgente che presenti caratteristiche di uniformità , come ad esempio una sorgente di tipo LED, rispetto ad una sorgente del tipo lampada a vapori di mercurio, di comune utilizzo nei dispositivi noti allo stato dell'arte.
Inoltre secondo una possibile forma attuativa, il metodo oggetto della presente invenzione prevede la modifica della immagine proiettata secondo i seguenti passi:
antialiasing dell'immagine,
rilevazione dei pixel che presentano valori di grigio inferiori ai valori di soglia di attivazione della polimerizzazione,
aumento del valore di grigio di detti pixel al valore di attivazione della polimerizzazione, incremento del valore di grigio dei restanti pixel in maniera corrispondente all'aumento del passo precedente .
Tali passi di metodo risultano particolarmente vantaggiosi in quanto al contrario di quello che accade alle immagini proiettate un valore basso di grigio à ̈ comunque percepibile mentre non ha effetto sulla resina da polimerizzare se non arriva a quella soglia minima di intensità che attiva la reazione.
Si specifica che il valore di soglia di attivazione di polimerizzazione varia in base al materiale da polimerizzare , ossia in base alla natura della resina e delle sue componenti.
Tale metodo inoltre à ̈ particolarmente utile per tutte le immagini che presentano diversi livelli di grigio, ma in alternativa, in particolare per immagini in bianco e nero, ossia i cui pixel non presentano livelli di grigio, à ̈ possibile prevedere la modifica della detta immagine proiettata secondo i seguenti passi :
estrazione dei bordi dell'immagine,
analisi di almeno un pixel appartenente ai detti bordi ,
impostazione del valore di grigio di detto almeno un pixel in base al numero di pixel ad esso affiancati ,
iterazione per ogni pixel costituente il bordo. Anche in questo caso si stabilisce una soglia di attivazione della polimerizzazione, ossia un livello di grigio di base e si stabilisce una funzione in modo da regolare il livello di grigio da assegnare al pixel in esame.
Preferibilmente la funzione utilizzata prevede la seguente regola:
se il pixel in esame à ̈ affiancato da un solo pixel, allora il suo valore di grigio à ̈ pari al valore di soglia di attivazione della polimerizzazione ,
se il pixel in esame à ̈ affiancato da due pixel, allora il suo valore di grigio à ̈ pari al valore di soglia di attivazione della polimerizzazione 1/3 della differenza tra il valore di grigio corrispondente al bianco e il valore di soglia di attivazione della polimerizzazione,
se il pixel in esame à ̈ affiancato da tre pixel, allora il suo valore di grigio à ̈ pari al valore di soglia di attivazione della polimerizzazione 2/3 della differenza tra il valore di grigio corrispondente al bianco e il valore di soglia di attivazione della polimerizzazione.
L'invenzione ha anche per oggetto un dispositivo per stereolitografia comprendente almeno una vasca all'interno della quale à ̈ presente una resina atta a solidificare grazie ad un procedimento di polimerizzazione, attraverso la proiezione di una immagine ottenuta da una radiazione luminosa sul fondo della vasca, generata da una sorgente posta al di sotto della detta vasca.
Il dispositivo oggetto della presente invenzione comprende una piattaforma di adesione posta a contatto con la resina, in modo tale da formare un primo strato di materiale polimerizzato adeso a detta piattaforma, essendo presenti mezzi di movimentazione della piattaforma, atti ad allontanare/avvicinare la stessa rispetto al fondo della vasca, in modo da formare gli strati successivi di materiale polimerizzato .
È inoltre presente una unità elettronica di controllo atta a sovraintendere al funzionamento dei mezzi di movimentazione e della sorgente di generazione di una radiazione luminosa.
Vantaggiosamente la piattaforma di adesione à ̈ costituita da un solo componente piegato ad "L" costituito da due elementi allungati disposti in modo da formare una "L", di cui un primo elemento allungato posto in direzione sostanzialmente perpendicolare alla vasca ed un secondo elemento allungato posto in direzione sostanzialmente parallela alla vasca, al quale secondo elemento allungato si attacca lo strato di resina polimerizzata .
La particolare forma e spessore del materiale che caratterizzano il detto componente ad "L" consentono di ottenere una determinata flessibilità dello stesso.
Quella appena descritta à ̈ una delle possibili realizzazioni della piattaforma di adesione che permette di ottenere una piattaforma flessibile, con i vantaggi che sono stati descritti in precedenza.
In alternativa à ̈ possibile prevedere che la piattaforma di adesione preveda il secondo elemento allungato ripiegato su sé stesso, con un angolo di piegatura pari a 180°.
Inoltre i due elementi allungati possono realizzare un unico componente di pezzo, ossia un unico componente monopezzo piegato in modo da identificare un primo ed un secondo elemento allungato, secondo le varianti descritte in precedenza .
In alternativa il primo elemento allungato ed il secondo elemento allungato possono essere due pezzi distinti e separati, uniti tra loro attraverso una qualsivoglia metodologia nota allo stato dell'arte, in modo da realizzare una "L".
Infine una variante esecutiva preferita prevede che l'unità elettronica di controllo comprenda mezzi processori per l'esecuzione di un programma logico, la cui esecuzione comporta che il dispositivo per stereolitografia oggetto della presente invenzione operi effettuando i passi del metodo, anch'esso oggetto della presente invenzione, secondo una o più delle caratteristiche descritte in precedenza.
Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi illustrati nei disegni allegati in cui:
la fig. 1 illustra uno schema di principio del dispositivo per stereolitografia per l'attuazione del metodo oggetto della presente invenzione, secondo una possibile forma esecutiva;
la fig. 2 illustra un grafico relativo al metodo oggetto della presente invenzione;
le figg. 3a e 3b illustrano una possibile forma esecutiva della piattaforma appartenente al dispositivo oggetto della presente invenzione;
le figg. 4a e 4b illustrano una possibile forma esecutiva della piattaforma appartenente al dispositivo oggetto della presente invenzione;
le figg. 5a e 5b illustrano una possibile forma esecutiva del metodo oggetto della presente invenzione ;
le figg. da 6a a 6c illustrano una possibile forma esecutiva del metodo oggetto della presente invenzione .
In figura 1 Ã ̈ illustrato il dispositivo per stereolitografia per l'attuazione del metodo oggetto della presente invenzione.
Il dispositivo comprende una vasca 1 all'interno della quale à ̈ presente una resina 11 atta ad essere solidificata grazie ad un procedimento di polimerizzazione, attraverso la proiezione di una immagine ottenuta da una radiazione luminosa sul fondo della detta vasca 1, generata da una sorgente di generazione di una radiazione luminosa 2 posta al di sotto della vasca 1.
È presente una piattaforma di adesione 3 posta a contatto con la resina 11 in modo tale da formare un primo strato di materiale polimerizzato adeso alla piattaforma 3.
Sono inoltre presenti mezzi di movimentazione della piattaforma 3, atti ad allontanare/avvicinare la piattaforma 3 rispetto al fondo della vasca 1, in modo da formare gli strati successivi di materiale polimerizzato .
La piattaforma 3 viene posizionata ad una distanza dal fondo della vasca 1 pari allo spessore dello strato della resina 11 da polimerizzare.
La sorgente di generazione di una radiazione luminosa 2 genera una radiazione luminosa 21 che irradia lo strato di resina compreso tra il fondo della vasca 1 e la piattaforma di adesione 3.
Per ogni strato di resina 11 che viene realizzato, la radiazione luminosa 21 à ̈ diversa ed à ̈ ottenuta dalle differenti sezioni dell'immagine dell'oggetto che si vuole realizzare, in modo che ad ogni strato di resina 11 corrisponda una sezione dell'immagine .
La resina 11, sottoposta alla radiazione, polimerizza e si solidifica, creando il primo strato dell'oggetto da realizzare.
A questo punto la piattaforma 3 si allontana rispetto al fondo della vasca 1, in modo da distaccare lo strato appena formato dal fondo della vasca 1.
Lo strato di resina 11 appena formato si posiziona ad una distanza dal fondo della vasca 1 pari allo spessore del successivo strato della resina 11 da polimerizzare e così via fino alla completa realizzazione dell'oggetto da creare.
La velocità di allontanamento della piattaforma 3 à ̈ regolata in base alla quantità di resina 11 da polimerizzare e in base alla dimensione dello strato di resina da polimerizzare.
Preferibilmente la dimensione dello strato di resina 11 da polimerizzare à ̈ calcolata in base alla presenta di zone piene e di zone vuote di resina all'interno del detto strato.
Secondo una forma esecutiva preferita il dispositivo per stereolitografia illustrato in figura 1 permette l'effettuazione di un metodo per la realizzazione di oggetti in cui il passo precedentemente descritto e relativo all'allontanamento della piattaforma 3 e del distacco dello strato di resina 11 appena formatosi dal fondo della vasca 1 prevede i seguenti passi:
cl) primo allontanamento della piattaforma 3 rispetto al fondo della vasca 1 secondo una determinata distanza,
c2) arresto della piattaforma 3 per un determinato tempo,
c3) almeno un ulteriore allontanamento della piattaforma 3 rispetto al fondo della vasca 1.
Il passo cl indica che all'inizio del processo la piattaforma viene immediatamente allontanata dal fondo della vasca, in modo che la resina 11 sia pretensionata .
Il passo c3 si riferisce alla formazione dello strato di resina 11 polimerizzata successivo al primo, ovviamente i passi da cl a c3 saranno reiterati fino alla realizzazione di tutti gli strati, ossia al raggiungimento dell'oggetto finito.
La predeterminata distanza e il predeterminato tempo, rispettivamente dei punti cl e c3, sono calcolati in base alla quantità di resina 11 da polimerizzare ed in base alla presenta di zone piene e di zone vuote di resina all'interno dello strato che si forma passo dopo passo.
Il calcolo à ̈ effettuato preferibilmente via software, per cui secondo una possibile forma attuativa il dispositivo per stereolitografia prevede una unità di controllo elettronico che comprende mezzi processori per l'esecuzione di un programma logico, la cui esecuzione comporta che il dispositivo per stereolitografia operi effettuando i passi di metodo descritti in precedenza e illustrati successivamente .
Come ulteriore perfezionamento del metodo oggetto della presente invenzione à ̈ possibile che il software effettui valutazioni sulla formazione di cavità all'interno dello strato di resina 11, che possono dare vita ad effetti ventosa e che richiedono una maggiore forza per effettuare il distacco della resina 11 dal fondo della vasca 1.
Vantaggiosamente il calcolo della distanza e del tempo dei punti cl e c3 viene effettuato prima della formazione dello strato di interesse.
Infatti i tempi di arresto e le distanze di spostamento della piattaforma 3 variano da strato a strato: ad esempio nei primi strati si realizza il basamento dell'oggetto, che sostiene tutte le parti che verranno costruite in seguito. Gli strati compresi nel basamento costituiscono mediamente l'area più grande e con un grado di adesione superiore, a causa della maggior quantità di cottura a cui à ̈ sottoposta la resina 11.
In questa fase l'adesione dello strato alla vasca 1 Ã ̈ molto elevata.
La figura 2 mostra un grafico che illustra i passi appena descritti.
Sulle ascisse del grafico à ̈ riportato il tempo e sulle ordinate i valori di tensione ai quali la resina à ̈ sottoposta a causa dello spostamento della piattaforma 3 rispetto alla posizione di partenza.
Secondo il metodo oggetto della presente invenzione, fondamentalmente sono tre i parametri che interessano per ottenere il corretto distacco dello strato dir resina 11 dal fondo della vasca 1, in particolare distanza della piattaforma 3, tempo di arresto della piattaforma 3 e numero di rilasci, ossia numero di movimentazioni della piattaforma 3 per il medesimo strato.
Il grafico di figura 2 illustra questi tre parametri.
La piattaforma 3 si solleva rapidamente e si posiziona al primo livello di pretensionamento, con valore PI al tempo TI. Dopo un tempo di arresto T2-T1 una parte dello strato di resina 11 si à ̈ distaccata e il valore di pretensionamento PI tende a scendere fino al raggiungimento del valore P2 .
Allungando il tempo di arresto T2-T1 poca parte dello strato di resina 11 continuerebbe a distaccarsi, anzi dopo un tempo T2 nessuna ulteriore parte dello strato di resina 11 si distacca nonostante parte dello strato sia ancora adesa al fondo della vasca 1.
Per staccare la parte che à ̈ rimasta adesa, il metodo oggetto della presente invenzione prevede dunque di effettuare un nuovo rilascio, ossia riportare il pretensionamento al livello PI e ripetere i passi precedenti, ossia attendere il tempo T4-T3 prima di effettuare un nuovo rilascio.
In base alla quantità di resina 11 polimerizzata e in base alle aree piene e vuote viene calcolato il valore PI, il tempo T2-T1 e il numero di rilasci.
In particolare in figura 2 il numero di rilasci à ̈ pari a tre, così come sono tre gli intervalli di tempo di attesa, ossia T2-T1, T4-T3 e T6-T5.
I tre intervalli di tempo sono preferibilmente equivalenti tra di loro, ma possono anche differire in base ai parametri di impostazione del metodo oggetto della presente invenzione.
Le figure 3a e 3b illustrano una possibile forma esecutiva della piattaforma di adesione 3 atte a migliorare il distacco della resina 11 polimerizzata dal fondo della vasca 1.
Secondo tale forma esecutiva, la piattaforma 3 Ã ̈ costituita da un solo componente piegato ad "L" costituito da due elementi allungati disposti in modo da formare una "L", di cui un primo elemento allungato 31 posto in direzione sostanzialmente perpendicolare alla vasca 1 ed un secondo elemento allungato 32 posto in direzione sostanzialmente parallela alla vasca 1.
Come illustrato nelle figure 3a e 3b, lo strato di resina 11 Ã ̈ attaccato al secondo elemento allungato 32.
La configurazione ad "L" Ã ̈ atta a realizzare un punto di flessione 33 in corrispondenza del punto di piegatura del componente ad "L".
La particolare forma e spessore del materiale che caratterizzano il componente ad "L" consentono di ottenere una determinata flessibilità dello stesso, in particolare di creare il punto di flessione 33 illustrato in figura 3a..
Si specifica che i due elementi allungati 31 e 32 possono realizzare un unico componente di pezzo, ossia un unico componente monopezzo piegato in modo da identificare un primo 31 ed un secondo 32 elemento allungato .
In alternativa il primo elemento allungato ed il secondo elemento allungato possono essere due pezzi distinti e separati, uniti tra loro attraverso una qualsivoglia metodologia nota allo stato dell'arte, in modo da realizzare una "L".
Preferibilmente uno solo od entrambi gli elementi 31 e 32 possono essere costituiti da materiale elasticamente deformabile.
Il distacco dello strato di resina 11 polimerizzata avviene attraverso una flessione della piattaforma 3, in modo tale per cui lo strato di resina 11 polimerizzata inizia il distacco dal fondo della vasca 1 nella zona più prossima al punto di flessione 33.
La flessione à ̈ di tipo passivo, ossia causata dall'allontanamento della piattaforma 3 rispetto al fondo della vasca 1.
Preferibilmente l'elemento allungato 31 Ã ̈ collegato ai mezzi di movimentazione della piattaforma 3 e risulta solidale a tale movimentazione, durante l'allontanamento della piattaforma 3 l'elemento 32 Ã ̈ vincolato al fondo della vasca 1 attraverso lo strato di resina 11, per cui tende a flettersi e la zona dove l'allontanamento della piattaforma 3 crea la maggiore forza di trascinamento sullo strato di resina 11 Ã ̈ quella in corrispondenza del punto di flessione 33.
Tale effetto può essere ottenuto anche attraverso una differente forma esecutiva della piattaforma 3, che viene illustrata nelle figure 4a e 4b.
Secondo tale forma esecutiva, il secondo elemento allungato 33 à ̈ ripiegato su sé stesso, con un angolo di piegatura di 180°.
Tale configurazione consente di ottenere due punti di flessione 33 e 34, in modo che lo strato di resina 11 inizi a staccarsi dal fondo della vasca in corrispondenza anche del punto di flessione 34.
Secondo un ulteriore perfezionamento, il metodo oggetto della presente invenzione prevede di rendere omogenea la radiazione luminosa che viene impressa sulla resina 11.
Conseguentemente il passo di generazione della radiazione luminosa prevede i seguenti passi:
bl) rilevazione dell'intensità luminosa in determinate aree
b2) interpolazione dei valori rilevati
b3) omogeneizzazione dell'intensità della radiazione luminosa nell'area di proiezione.
Preferibilmente si rileva l'intensità luminosa in alcune aree e si crea una superficie interpolante il valore rilevato in queste aree in modo da generare un corrispondente valore per ogni pixel da applicare alle immagini, tale da consentire l'uniformità luminosa richiesta.
Le figure 5a e 5b illustrano una possibile forma esecutiva del metodo oggetto della presente invenzione, in particolare che prevede una modifica della immagine proiettata.
Tale modifica prevede i seguenti passi:
antialiasing dell'immagine,
rilevazione dei pixel che presentano valori di grigio inferiori ai valori di soglia di attivazione della polimerizzazione,
aumento del valore di grigio di detti pixel al valore di attivazione della polimerizzazione,
incremento del valore di grigio dei restanti pixel in maniera corrispondente all'aumento del passo precedente .
Come à ̈ stato descritto precedentemente l'immagine proiettata à ̈ una sezione dell'immagine raffigurante l'oggetto che si vuole ottenere, à ̈ quindi costituita da una immagine 2d.
In grafica 2d per migliorare la qualità di una immagine senza aumentare la risoluzione delle immagini si utilizzano varie tecniche tra le quali 1'antialiasing che consiste nell'interpolare secondo differenti algoritmi i bordi delle figure utilizzando le scale di grigi.
L'immagine su cui à ̈ stato effettuato 1'antialiasing à ̈ illustrata in figura 5a.
Il metodo oggetto della presente invenzione, partendo dall'immagine di figura 5a rileva pixel per pixel l'immagine, e quando incontra un valore di grigio che à ̈ sotto la soglia di attivazione di polimerizzazione minima della resina 11, porta il pixel a questo valore minimo. Tutti i pixel che hanno un valore superiore al valore minimo vengono riscalati di conseguenza.
Infine nelle figure da 6a a 6c viene illustrata una ulteriore variante esecutiva del metodo oggetto della presente invenzione, in particolare per immagini in bianco e nero, ossia i cui pixel non presentano livelli di grigio, prevede la modifica dell'immagine proiettata secondo i seguenti passi: estrazione dei bordi dell'immagine,
analisi di almeno un pixel appartenente ai detti bordi ,
impostazione del valore di grigio di detto almeno un pixel in base al numero di pixel ad esso affiancati ,
iterazione per ogni pixel costituente il bordo. Anche in questo caso si stabilisce una soglia di attivazione della polimerizzazione, ossia un livello di grigio di base e si stabilisce una funzione in modo da regolare il livello di grigio da assegnare al pixel in esame, illustrato con il pallino nero nelle figure da 6a a 6c.
Preferibilmente la funzione utilizzata prevede la seguente regola:
se il pixel in esame à ̈ affiancato da un solo pixel, allora il suo valore di grigio à ̈ pari al valore di soglia di attivazione della polimerizzazione ,
se il pixel in esame à ̈ affiancato da due pixel, allora il suo valore di grigio à ̈ pari al valore di soglia di attivazione della polimerizzazione 1/3 della differenza tra il valore di grigio corrispondente al bianco e il valore di soglia di attivazione della polimerizzazione,
se il pixel in esame à ̈ affiancato da tre pixel, allora il suo valore di grigio à ̈ pari al valore di soglia di attivazione della polimerizzazione 2/3 della differenza tra il valore di grigio corrispondente al bianco e il valore di soglia di attivazione della polimerizzazione.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la produzione di oggetti attraverso un dispositivo per stereolitografia , il quale dispositivo comprende almeno una vasca (1) all'interno della quale à ̈ presente una resina (11) atta ad essere solidificata grazie ad un procedimento di polimerizzazione, attraverso la proiezione di una immagine ottenuta da una radiazione luminosa (21) sul fondo della detta vasca (1), generata da una sorgente (2) posta al di sotto della detta vasca (1), essendo presente una piattaforma (3) di adesione posta a contatto con la detta resina (11) , in modo tale da formare un primo strato di materiale polimerizzato adeso a detta piattaforma (3), essendo inoltre presenti mezzi di movimentazione della detta piattaforma (3), atti ad allontanare/avvicinare la detta piattaforma (3) rispetto al fondo della vasca (1), in modo da formare gli strati successivi di materiale polimerizzato, il quale metodo prevede i seguenti passi: a) posizionamento della detta piattaforma (3) ad una distanza dal fondo della detta vasca (1) pari allo spessore dello strato della resina (11) da polimerizzare , b) generazione della radiazione luminosa, irradiazione con la stessa della resina (11) e conseguente polimerizzazione dello strato della detta resina (11) , c) allontanamento della detta piattaforma (3) dal fondo della detta vasca (1) e distacco dello strato di resina (11) polimerizzata dal fondo della detta vasca (1), d) formazione dello strato successivo di resina (11) polimerizzata, caratterizzato dal fatto che la velocità di allontanamento della detta piattaforma (3) à ̈ regolata in base alla quantità di resina (11) da polimerizzare e in base alla dimensione dello strato di resina (11) da polimerizzare .
- 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la dimensione dello strato di resina (11) da polimerizzare à ̈ calcolata in base alla presenta di zone piene e di zone vuote di resina (11) all'interno del detto strato.
- 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui il passo c) prevede i seguenti passi: cl) primo allontanamento della detta piattaforma (3) rispetto al detto fondo della vasca (1) secondo una determinata distanza, c2) arresto della detta piattaforma (3) per un determinato tempo, c3) almeno un ulteriore allontanamento della detta piattaforma (3) rispetto al detto fondo della vasca (1), essendo la detta predeterminata distanza e il detto predeterminato tempo calcolati in base alla quantità di resina (11) da polimerizzare ed in base alla presenta di zone piene e di zone vuote di resina (11) all'interno del detto strato.
- 4. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui il distacco dello strato di resina (11) polimerizzata avviene attraverso una flessione della detta piattaforma (3) attorno ad un punto di flessione, in modo tale per cui il detto strato di resina (11) polimerizzata inizia il distacco dal fondo della detta vasca (1) nella zona più prossima al detto punto di flessione, essendo la detta flessione causata dall'allontanamento della detta piattaforma (3) rispetto al fondo della detta vasca (1).
- 5. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui il passo b) di generazione della radiazione luminosa prevede i seguenti passi: bl) rilevazione dell'intensità luminosa in determinate aree b2) interpolazione dei valori rilevati b3) omogeneizzazione dell'intensità della radiazione luminosa nell'area di proiezione.
- 6. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui à ̈ prevista la modifica della detta immagine proiettata secondo i seguenti passi: antialiasing dell'immagine, rilevazione dei pixel che presentano valori di grigio inferiori ai valori di soglia di attivazione della polimerizzazione, aumento del valore di grigio di detti pixel al valore di attivazione della polimerizzazione, incremento del valore di grigio dei restanti pixel in maniera corrispondente all'aumento del passo precedente .
- 7. Metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni da 1 a 5, in cui à ̈ prevista la modifica della detta immagine proiettata secondo i seguenti passi: estrazione dei bordi della detta immagine, analisi di almeno un pixel appartenente ai detti bordi, impostazione del valore di grigio di detto almeno un pixel in base al numero di pixel ad esso affiancati , iterazione per ogni pixel costituente il bordo.
- 8. Dispositivo per stereolitografia comprendente almeno una vasca (1) all'interno della quale à ̈ presente una resina (11) atta a solidificata grazie ad un procedimento di polimerizzazione, attraverso la proiezione di una immagine ottenuta da una radiazione luminosa sul fondo della detta vasca (1), generata da una sorgente di generazione (2) di una radiazione luminosa posta al di sotto della detta vasca (1), essendo presente una piattaforma (3) di adesione posta a contatto con la detta resina (11), in modo tale da formare un primo strato di materiale polimerizzato adeso a detta piattaforma (3), essendo inoltre presenti mezzi di movimentazione della detta piattaforma (3), atti ad allontanare/avvicinare la detta piattaforma (3) rispetto al fondo della vasca (1), in modo da formare gli strati successivi di materiale polimerizzato, essendo inoltre presente una unità elettronica di controllo atta a sovraintendere al funzionamento dei detti mezzi di movimentazione e della detta sorgente di generazione (2) di una radiazione luminosa, caratterizzato dal fatto che la detta piattaforma (3) di adesione à ̈ costituita da un componente piegato ad "L" costituito da almeno due elementi allungati (31, 32) disposti in modo da formare una "L", di cui un primo elemento allungato (31) posto in direzione sostanzialmente perpendicolare alla detta vasca (1) ed un secondo elemento allungato (32) posto in direzione sostanzialmente parallela alla detta vasca (1), al quale secondo elemento allungato si attacca lo strato di resina (11) polimerizzata.
- 9. Dispositivo per stereolitografia secondo la rivendicazione 8, in cui il detto secondo elemento allungato (32) à ̈ ripiegato su sé stesso.
- 10. Dispositivo per stereolitografia secondo la rivendicazione 8, in cui la detta unità elettronica di controllo comprende mezzi processori per l'esecuzione di un programma logico, la cui esecuzione comporta che il dispositivo per stereolitografia operi effettuando i passi di metodo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 7.
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