JP2011520652A - 三次元物体を製造するための方法および前記方法を使用した機械 - Google Patents

三次元物体を製造するための方法および前記方法を使用した機械 Download PDF

Info

Publication number
JP2011520652A
JP2011520652A JP2011509034A JP2011509034A JP2011520652A JP 2011520652 A JP2011520652 A JP 2011520652A JP 2011509034 A JP2011509034 A JP 2011509034A JP 2011509034 A JP2011509034 A JP 2011509034A JP 2011520652 A JP2011520652 A JP 2011520652A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
base material
spreading
machine
dimensional object
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011509034A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5593538B2 (ja
Inventor
コスタベベル,エットーレ,マウリツィオ
Original Assignee
コスタベベル,エットーレ,マウリツィオ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コスタベベル,エットーレ,マウリツィオ filed Critical コスタベベル,エットーレ,マウリツィオ
Publication of JP2011520652A publication Critical patent/JP2011520652A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5593538B2 publication Critical patent/JP5593538B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/16Cooling
    • B29C2035/1608Cooling using Peltier-effect

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

周囲温度で液体であり、刺激作用後に永続的に固体化することが可能な、ベース材料(M)の重畳された層(L)からなる三次元物体(W)を製造するための方法と装置。この方法は、以下の操作を含む:液体ベース材料(M)の層(L1)を先行する層(L)上に広げるステップ、1つ以上の所定の領域(K)において層(L1)を選択的に刺激に曝露するステップ、三次元物体(W)の各連続した層に対して広げ操作および曝露を繰り返すステップ、ベース材料(M)を固体化するために、刺激の前に周囲温度より下の所定の操作温度に層(L)を冷却するステップ。
【選択図】 図2

Description

本発明は、技術的な専門用語で「ステレオリソグラフィ」として公知である、層で三次元物体を製造するための方法に関する。
本発明はまた、前記方法を使用したステレオリソグラフィ機械にも関する。
既に知られているように、ステレオリソグラフィが、それによって前記物体がきわめて短い時間内に、かつ、事実上特別な装置を使用する何の必要もなく製造されることができるので、立体的な、複雑な物体でさえ迅速に試作するために、広範囲に使われている。
一般に、ステレオリソグラフィ技法は、所定の厚さを有する層で再生されるべき物体の幾何学形状の最初の仮想分割を含み、それは次いで、物体を作り出すために順に重ねてそれらを配置するステレオリソグラフィ機械によって、実際に製造される。
層は、適切な刺激の効果の下で永続的に固体化することができる液体樹脂でできている。
より正確に言うと、樹脂は再生されるべき物体の1枚の層に対応する厚さで支持面上に広げられて、そして次に、物体の体積部分に対応する領域内の刺激に選択的に曝露される。
プラスチックに基づく樹脂が一般に使われ、および、その固体化はレーザビームへの曝露を通しての重合によって得られる。
第1の周知の構造形態によれば、ステレオリソグラフィ機械は液体樹脂を含むバットを備え、その中に、製造される物体を支持する垂直に移動するプラットフォームが浸漬される。
プラットフォームは、その厚さが連続した層に必要なそれに対応する液体の層によって、物体の各層を覆うまで下げられる。
液体層は次いで製造されるべき物体の体積部分に対応する領域内の刺激にさらされ、その結果、それは固体化して、下にある層に接着する。
三次元物体を製造するためのプロセスは、次第に低下するプラットフォームと共に、連続した層に対して類似して進行する。
上記した周知の技法は、それが層の厚さを制御するのがかなり困難である欠点をもたらす。
実際、概ねちょうど1ミリメートルの少しの割合である各層の減少した厚さおよび液体状態のベース材料の粘着性が、製造される物体上の液体樹脂の分布を妨げる。
従って、層の厚さはしばしば均一性を欠いており、および、これは寸法が不正確な完成した物体の製造に至る。
液体樹脂の表面を平らにするヘラの使用に実質的に基づいて、上述した欠点を限定する傾向がある、さまざまな装置が公知であるが、しかし、それらのいずれも満足な方法で課題を解決しない。
上記した周知の技法によってもたらされる更なる欠点は、製造される物体のための特定の数の支持物を準備して、それらをプラットフォーム上に配置する必要性によって代表される。
特にそれが外側の方へ突き出る部分を有する場合に、物体の固定荷重を支えるために、および物体の特定の構成で、物体自体の本体から初めに分離される部分を支持するために、の両方で支持物が必要である。
一例として、図1の黒い領域がW’によって示唆される、周知の技術に従って製造される一般的な三次元物体に関して略図で例示し、一方、斜線領域がそれに関連した上述した支持物Sを示す。
支持物はさらに、層の重合中に生成され、かつ、層それら自体の減少した厚さに起因して、受け入れ難い方法でそれらを変形させるであろう、応力に対抗することを可能にする。
支持物はしかしながらそれらが、物体の全体的な製造時間およびコストを増大する、追加的な設計段階を必要とする欠点をもたらす。
支持物はさらに、それらが他の物体の製造に再利用されることができず、したがって無駄になり、それで物体のコストを更に増大するという点に存在する別の欠点をもたらす。
さらに、製造されるべき物体が特に複雑なときに、支持物を製造することが可能でなく、それは、ステレオリソグラフィ技法の適用性を現実に限定する。
周知の技法によれば、支持物は三次元物体と同時にステレオリソグラフィ機械によって製造され、したがって、後者の不可欠な部分を占める。
明らかに、すでに記載されている欠点に加えて、上述した技法は、それが支持物を機械的に除去する必要があり、物体のコストの必然的な更なる増大を伴う、という事実によって代表される更なる欠点をもたらす。
さらに、支持物の除去は物体を壊すリスクを伴い、それは、別の欠点である。
上記に加えて、ベース材料の刺激が支持物に対応する領域内にもまた、実施されなければならないので、物体の製造の減速によって代表される更なる欠点がある。
上述した欠点を克服する試みにおいて、室温でゼリーの形態にあって、したがって、寸法の観点から実質的に安定している樹脂を使用する、別の技法が開発された。
この構築技法によれば、ゼリー樹脂はそれを液化するために加熱され、その結果、それは製造される物体上に広げられることができる。
したがって、以前の場合とは異なって、物体は液体樹脂内に浸漬されない。
一旦物体上に広げられると、樹脂は冷却して、室温で比較的安定しているゼリー層を形成して、次いですでに記載されているそれに類似した選択的な刺激手順を用いて重合される。
このプロセスは、物体を完成させるまで、連続した層に対して繰り返され、それは重合されなかった樹脂の液化を得るために、したがって完成した物体を抽出するために最後に加熱される。
都合よく、上記した技法は製造される物体に対する支持物の使用を回避することを可能にし、それは実際には周囲のゼリー樹脂で支えられる。
しかしながら、上述した技法は一連の欠点をもたらし、その中で、各付着された層が冷却するために必要な時間に起因して、それがむしろ遅いという事実がある。
各層の広げ中に、および、製作プロセスの終わりに、それが物体の機械特性の損失を受ける二重の加熱サイクルに起因して、樹脂が部分的な劣化を受けるという点で、更なる欠点がある。
この技法のすでに言及された遅いことと共に、その余分な樹脂が他の物体を製造するのに再び用いられることができないことを意味する上述した欠点が、更に、完成した物体のコストを増大する。
さらに、前述した第1の周知の技法に類似して、この第2の周知の技法は層の厚さの制御に関する課題も解決せず、それを悪化させさえする可能性がある。
実際、各層の広げ中に、樹脂の粘性がきわめて高く、それが層自体の表面の上に不規則性を発生させる可能性がある。
本発明は、上で概説される周知の技術の全ての欠点を克服することを目的とする。
特に、製造される三次元物体のための支持物の使用を必要としない、複数の重畳された層によって形成される三次元物体を製造するための、1つの方法を実現して、かつ1つの機械を開発することが本発明の第1の目的である。
周知の技法、同じ幾何学形状を有する物体と比較してより迅速に三次元物体を製造することを可能にする1つの方法および1つの機械を提案することが、本発明の更なる一目的である。
寸法の観点から周知の技法によって得られるものより正確である三次元物体を得ることが、本発明の別の目的である。
物体を作るために使用されるベース材料が製作プロセス中に過度に劣化しないことを確実にすることが、本発明の別のなお些細でない目的である。
上記した目的は、請求項1に記載の三次元物体を製造するための1つの方法によって、同じく前記方法を使用して、かつ請求項13に従って実施される1つの機械によって、達成される。
本発明の主題である方法および機械の更なる詳細は、対応する従属請求項内に記載されている。
有利には、支持物の不在が上記した第1の周知の技法を用いて得られる同じ物体のコストと比較して完成した三次元物体のコストを減少させることを可能にする。
なお有利には、支持物の不在が周知の方法を通して得られることができるものより幾何学的により複雑な物体を製造することを可能にする。
なお有利には、ベース材料が劣化しない事実によって余分な材料が他の物体を製造するために再び使われることができる。
さらに、有利には、減少した製造時間および余分なベース材料を再利用する可能性は上記した第2の周知の技法と比較して物体のコストを減少させることを可能にする。
さらに、周知の技法と比較して本発明の主題である方法によって到達されるより高い精度が、有利にはより多くの市場セクターの必要性を満たすことを可能にする。
前記目的および利点、および下記でよりよく強調される他のものが、添付の図面を参照して限定されない例として提供される本発明の方法および機械の好ましい一実施態様の説明において詳細に例示され、そこにおいて、
周知の技術に属する三次元物体の略図を示す。 本発明の主題である機械の略図を示す。 本発明の主題である方法の異なる操作段階を示す。 本発明の主題である方法の異なる操作段階を示す。 本発明の主題である方法の異なる操作段階を示す。 本発明の主題である方法の異なる操作段階を示す。 本発明の主題である方法の異なる操作段階を示す。 本発明の主題である方法の異なる操作段階を示す。 本発明の主題である方法の異なる操作段階を示す。
技術的専門用語で「ステレオリソグラフィ」として公知の本発明の方法は、三次元物体Wを迅速に試作するのに特に適している。
すでに説明されたように、この方法はベース材料Mの複数の層Lを重畳することによって三次元物体Wを作ることに存在する。
上述したベース材料Mは周囲温度で液体であるが、適切な刺激に続いて、永続的に固体化するような方法で、その分子構造を変更することができる。
上述したベース材料Mは、必ずしも必要ではないが、好ましくは、例えばレーザ光線の様に、所定の放射線の供給源に曝露される時、重合を通して固体化するフォトポリマーである。
上記したタイプの材料は、十分に公知で、主としてステレオリソグラフィの分野で使われて、したがって、本願明細書において更に詳細に記載されない。
本発明の構造変形において、それが刺激された領域内にベース材料Mの永続的な固体化を引き起こすことが可能であるとすれば、レーザ光線と異なる一種の刺激に感度が高いベース材料Mを選択することが可能であることもまた、明白である。
本発明の主題であるこの方法が、図2内に図式的に示される機械に対する特定の参照で記載され、1によって全体としてその中に示唆される。
機械1が製造される三次元物体Wを支持するための手段2を備え、それが好ましくはプラットフォーム2aを備えることが観察されることができる。
機械1はまた、三次元物体Wの以前の層上に各層Lを付着するのに適している、ベース材料Mを分配するための手段3を備えており、および必ずしも必要ではないが、好ましくは、分配ノズル6を備える。
さらに、得られるべき三次元物体Wの体積部分に対応する層Lの前に付けられた領域Kを選択的に固体化することが可能で、簡単さのためにより黒い領域で示唆される上述した刺激を放つのに適している手段4が、ある。
好ましくは、放出手段4は有利にはベース材料Mのきわめて限られた領域Kを固体化することを可能にするレーザ発生器9を備え、したがって、寸法の正確な物体Wの達成に貢献する。
本発明によれば、機械1は、それらを周囲温度より低い前に付けられた操作温度に維持するために、付着された層Lを冷却するための手段5を備える。
好ましくは、前記冷却手段5は層Lと直接接触して都合よく配置されて、したがって、効果的冷却を保証するために前記支持手段2と結合される。
さらに、前記冷却手段5は有利には限られた全体寸法および高い冷却効果を有するペルティエセル10を好ましくは備える。
しかしながら、本願明細書において代表されない本発明の他の構造変形において、冷却手段5の位置およびタイプの両方が本願明細書において図と共に説明されるそれらと異なってもよいことは、明白である。
必ずしも必要ではないが、好ましくは、層Lを平らにするための手段7がまたあり、それは、好ましくは、例えばカッター8aのような材料の機械的な除去のためのツール8を備える。
本願明細書に例示されなないが、当然当業者にとって公知である動力手段の存在のおかげで、支持手段2、分配手段3、放出手段4および平準化手段7がお互いに対して移動することができる。
三次元物体Wを製造するための本発明の方法は、図4に示すように、液体ベース材料Mの層L1を以前の層L上に広げるための第1の操作を含む。
上述した操作中に、ベース材料Mは好ましくは周囲温度にあり、その結果、有利には、それは加熱されるべき何の必要性も伴わずに液体状態を自発的にとる。
本発明の主題であるこの方法は、得られるべき三次元物体Wの体積部分に対応して、図内のより黒い領域によって代表される所定の領域K内の、予め定められた刺激への前記層L1の選択的な曝露を更に含む。
上述した広げおよび選択的な曝露は、三次元物体Wの各連続した層Lに対して繰り返される。
本発明によれば、この方法は周囲温度より低い前に付けられた操作温度まで層Lを冷却するための更なる操作を含み、その結果、層Lのベース材料Mは固体化し、および、それらは安定形態をとることができる。
上記の通りに固体化される層Lは、連続した層を支持することが可能で、したがって、製造される三次元物体Wのための支持物を使用する必要性を除去し、したがって、本発明の第1の目的を達成する。
層Lはベース材料Mが操作温度に維持される限り前記安定形態を維持する。
操作温度は、必ずしも必要ではないが、好ましくは、ベース材料Mの一時的な固体化を誘発するのに十分に低い。
明らかに、本発明の構造変形において、たとえベース材料Mを完全に固体化しないとしても、例えばそれにゼリーの堅さを与えるために、その粘性をかなり増加させる、操作温度を採用することが可能である。
前記操作温度は好ましくは、三次元物体Wが完成されるまで広げ操作のおよび層Lの曝露の継続期間全体の間、層L上で一定に保たれる。
さらに、各連続した層L1の冷却が好ましくは先の層Lとの接触で自発的に起こり、したがって、ベース材料Mのほぼ瞬間的な固体化を達成する。
本願明細書において代表されない本発明の構造変形によれば、ベース材料Mが選択的に、かつ、物体Wの体積部分に対応する領域内だけに広げられ、有利には物体Wの製造時間および従って関連したコストを減少させることを可能にする。
特にベース材料Mがきわめて迅速に冷却する場合、例えば新しい層L1がきわめて薄くて、先行する層Lとの接触で冷却する場合、前記選択的な広げ操作が採用されることができる。
冷却効果は好ましくは、高い効果および同時に、きわめて限られた全体寸法を有利には確実にするペルティエセル10を用いて得られる。
しかしながら、本発明の構造変形において層Lの冷却が冷却液体、低温ガスジェットを用いて、または、その他の周知の方法で得られることができることは明白である。
好ましくは、および、図5内に図示するように、本発明の方法が、連続した層の広げの前に、および、必ずしも必要ではないが、好ましくは、刺激の前に、最後に付着された層L1を平らにするための操作を含む。
前記平準化操作によって、余分な材料が、所望の厚さを達成して、均一な表面を得るような方法で、層L1から取り除かれることができる。
実際、層L1が冷めていてしたがって、安定しているので、例えば機械的なプロセスを用いて、大きな精度でベース材料Mを取り除くことが可能である。
さらに、層L1は平準化操作の後で得られる厚さを維持する。
したがって、前記平準化操作はこの物体が、周知の方法で得られることができる精度の程度と比較して三次元物体Wの全体的な寸法の精度を向上することを達成する。
明らかに、特にそれが固体になるまでベース材料Mが冷却されるときに、ベース材料Mの安定性がより大きいほど、達成される精度の程度がより高くなる。
層Lの広げに関しては、それは好ましくは、使用するベース材料Mの量を正確に制御することを有利には可能にする分配用器具6を用いて実施される。
本発明の主題であるこの方法はさらに、好ましくは周囲温度に層Lを曝露することによって、刺激されなかったベース材料M1を除去するための操作も含む。
この種の温度で、刺激されなかったベース材料M1は液体状態に戻り、一方、その重合された状態のおかげで刺激された材料Kは固体のままである。
上記が明らかに示すのは、本発明の方法を実現するプロセスの全体の継続期間の間ベース材料Mは、周囲温度より上に加熱されない、ということである。
したがって、上記した第2の周知の方法とは異なって、ベース材料Mは劣化にさらされず、したがって、本発明の目的の1つがこのように達成される。
明らかに、刺激されなかった材料M1の除去が周囲温度より上でさえ起こることができ、したがって、材料M1の液化が加速されることができる。
上記した第2の周知の方法とは異なって、本発明の方法はベース材料Mの安定化のための時間を必要としない。
実際、前記周知の方法の場合のように周囲温度への曝露を通しての代わりに、これが先行する層Lと接触する時、ベース材料Mの事実上瞬間的な冷却のために前記安定化が起こる。
したがって、本発明の方法は前述した周知の方法と比較して物体Wのより急速な製造を確実にする目的を達成する。
必ずしも必要ではないが、好ましくは、および、図7に示すように本発明の方法は、プラットフォーム2aと直接接触するベース層L0の広げを含み、および前記ベース層は刺激にさらされない。
刺激されなかったベース層L0は、有利には物体Wがプラットフォーム2aに接着するのを防止し、したがって一旦製造が完了されたならば、その収集を容易にする。
実際、刺激されなかった材料M1の上述した除去中に、ベース層L0は液体になって、物体Wにプラットフォーム2aから分離されるようにならせる。
操作上の観点から、および、図4にて図示したように、液体状態のベース材料Mの1つの層L1が、分配ノズル6を用いて以前の層Lに付着される。
それが以前に広げられて、ペルティエセル10によって冷たく保たれる層Lとの、接触に入って来るときに、ベース材料Mはほぼ即座に固体化する。
図5に示すように、冷却された層L1はカッター8aを用いて平らにされる。
次いで、レーザ発生器9を用いて、層L1は、図6に示すように、得られるべき三次元物体Wの体積部分に対応する所定の領域K内の選択的な刺激にさらされる。
この方法は、連続した層Lの処理を進行し、それによって、プラットフォーム2aは、図3で示す得られるべき層L1の厚さに対応する距離で、分配手段3、放出手段4および平準化手段7に対して低下される。
前記層Lの特定の数の重畳の後の状況が、図7内に例示され、より黒い領域で示唆される製造される三次元物体Wを占める所定の領域Kの段で刺激されるベース材料Mを示す。
図9内に代表される完成した三次元物体Wの収集は、図8に示すように、刺激されなかった材料M1に液体状態に戻らせるような方法で、周囲温度までベース材料Mを冷却することによって実施される。
前記収集は、プラットフォーム2aと物体Wとの間に挿入される、図3内に視認できる、刺激されなかった層L0の存在によって容易にされる。
図内に視認できる矢印は、記載されているさまざまな操作中にプラットフォーム2aの、レーザ発生器9の、分配ノズル6の、および、カッター8aの移動を例示する。
特に、プラットフォーム2aは好ましくは垂直方向に駆動され、一方、ノズル6、カッター8aおよびレーザ発生器9は、1つの軸上でまたは互いに対して直角の2つの軸上で、水平に移動する。
しかしながら、本発明の構造変形において明白なことは、上述した装置2a、6、8aおよび9の相対的移動は、本願明細書に例示されるそれらと異なることができて、例えば、他の装置だけに対するプラットフォーム2aの3本の軸上の移動を含むことができる、ということである。
いずれにせよ、すでに言及されたように、前記装置の動力手段は当然当業者にとって公知である。
上記は、本発明の方法および機械が設定された目的を達成することを示す。
特に、ベース材料の冷却によってそれが固体化して、製造される三次元物体を支持することができ、したがって、特別な支持物の必要性を除去することができる。
さらに、ベース材料の冷却がほぼ即座に起こり、それはいかなる待ち時間も除去して、本発明の方法を特に急速にする。
さらに、ベース材料が周囲温度より上に加熱されないので、それは劣化せず、したがって、任意の余分な材料が次の製造サイクルに再利用されることができる。
上記に加えて、冷却によって得られるベース材料の固化はそれを周知の方法によって得られるものと比較してより正確な厚さの層を得るために機械的に処理されるのに適しているようにする。
構築段階において、本発明の主題である方法および機械は、例えば、使用するベース材料のタイプおよび、従って、前記材料の永続的な固体化を達成するのに用いられる刺激のタイプに関する更なる変更または修正を受けることができる。
他の構造変形が、機械のさまざまな部分の相対的移動のために使用される機構に関することができる。
いずれにせよ、たとえそれらが本願明細書に記載されておらず、図面内に例示されていないとしても、上述した変更態様または変形は、それらが以下の請求項の有効範囲内に含まれる場合には、本特許によって保護されると、全てみなされなければならない。
任意の請求項内に言及される技術的特徴の後に参照符号が続くところで、それらの参照符号は、請求項の了解度を向上する唯一の目的のために含まれ、およびしたがって、この種の参照符号はこの種の参照符号によって一例として識別される各要素の解釈上のいかなる限定する効果も有しない。
1 機械
2 支持手段
2a プラットフォーム
3 分配手段
4 放出手段
5 冷却手段
6 分配ノズル
7 平準化手段
8 ツール
8a カッター
9 レーザ発生器
10 ペルティエセル

K 領域
L 層
L0 ベース層
L1 層
M ベース材料
M1 ベース材料
W 三次元物体

Claims (20)

  1. 周囲温度で液体であり、かつ刺激作用後に永続的に固体化することが可能な、ベース材料(M)の複数の重畳された層(L)からなる三次元物体(W)を製造するための方法であって、以下に記載する操作、すなわち、
    −前記液体ベース材料(M)の層(L1)を先行する層(L)上に広げる操作、
    −1つ以上の所定の領域(K)において前記層(L1)を前記刺激に選択的に曝露する操作、
    −前記三次元物体(W)の各連続した層に対して前記広げ操作および前記曝露を繰り返す操作、を含み、
    それが、前記ベース材料(M)を固体化するために、前記刺激の前に前記周囲温度より下の所定の操作温度まで前記層(L)を冷却するための操作を含む、ことを特徴とする方法。
  2. 請求項1に記載の方法であって、前記冷却操作が、前記層(L)の前記広げ操作および曝露の全体の持続期間の間持続する、ことを特徴とする方法。
  3. 請求項2に記載の方法であって、前記層(L)のそれぞれの前記冷却が、前記先行する層(L)との接触によって自発的に起こる、ことを特徴とする方法。
  4. 請求項1〜3のいずれか1つに記載の方法であって、前記冷却操作が、ペルティエセル(10)を用いて実施される、ことを特徴とする方法。
  5. 請求項1〜4のいずれか1つに記載の方法であって、それが、前記連続した層を広げる前に前記層(L)のそれぞれを平らにするための操作を含む、ことを特徴とする方法。
  6. 請求項4に記載の方法であって、前記平準化操作が、前記刺激の前に起こる、ことを特徴とする方法。
  7. 請求項1〜6のいずれか1つに記載の方法であって、前記ベース材料(M)の前記広げが、所定の領域において選択的に起こる、ことを特徴とする方法。
  8. 請求項1〜7のいずれか1つに記載の方法であって、前記層(L)のそれぞれの前記広げが、分配ノズル(6)を用いて起こる、ことを特徴とする方法。
  9. 請求項1〜8のいずれか1つに記載の方法であって、前記ベース材料(M)がフォトポリマーであり、および、前記刺激が所定の放射線を用いて達成される、ことを特徴とする方法。
  10. 請求項1〜9のいずれか1つに記載の方法であって、それが、前記刺激されなかったベース材料(M1)を除去するための操作を含む、ことを特徴とする方法。
  11. 請求項10に記載の方法であって、前記除去が、前記層(L)を前記周囲温度に曝露することによって達成される、ことを特徴とする方法。
  12. 請求項1〜11のいずれか1つに記載の方法であって、それが、前記三次元物体(W)の前記第1層を広げる前にベース層(L0)を広げるための操作を含む、ことを特徴とする方法。
  13. 周囲温度で液体であり、かつ刺激作用に起因して永続的に固体化することが可能な、ベース材料(M)の重畳された層(L)を備えた三次元物体(W)を製造するための機械(1)であって、
    −製造される前記三次元物体(W)を支持するための手段(2)、
    −前記ベース材料(M)の各層(L)を前記三次元物体(W)の先行する層(L)上に広げるのに適している分配手段(3)、
    −前記刺激を発するのに適している手段(4)、を備え、
    それが前記層(L)を冷却し、かつ、それらを前記周囲温度より下の前に付けられた操作温度に維持するための手段(5)を備える、ことを特徴とする機械。
  14. 請求項13に記載の機械(1)であって、前記冷却手段(5)が、前記支持手段(2)と結合される、ことを特徴とする機械。
  15. 請求項13または14のいずれか1つに記載の機械(1)であって、前記冷却手段(5)が、1つ以上のペルティエセル(10)を備える、ことを特徴とする機械。
  16. 請求項13ないし15のいずれか1つに記載の機械(1)であって、前記分配手段(3)が、分配ノズル(6)を備える、ことを特徴とする機械。
  17. 請求項13ないし16のいずれか1つに記載の機械(1)であって、それが、前記層(L)を平らにするための手段(7)を備える、ことを特徴とする機械。
  18. 請求項17に記載の機械であって、前記平準化手段(7)が、材料の機械的な除去のためのツール(8)を備える、ことを特徴とする機械。
  19. 請求項18に記載の機械であって、前記ツール(8)が、カッター(8a)である、ことを特徴とする機械。
  20. 請求項13ないし19のいずれか1つに記載の機械であって、前記放出手段(4)が、レーザ発生器(9)を備える、ことを特徴とする機械。
JP2011509034A 2008-05-14 2009-05-13 三次元物体を製造するための方法 Expired - Fee Related JP5593538B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITVI2008A000109 2008-05-14
IT000109A ITVI20080109A1 (it) 2008-05-14 2008-05-14 Metodo di produzione di oggetti tridimensionali e macchina impiegante tale metodo
PCT/IB2009/005583 WO2009138859A2 (en) 2008-05-14 2009-05-13 Method for manufacturing three-dimensional objects and machine employing said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011520652A true JP2011520652A (ja) 2011-07-21
JP5593538B2 JP5593538B2 (ja) 2014-09-24

Family

ID=40303222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011509034A Expired - Fee Related JP5593538B2 (ja) 2008-05-14 2009-05-13 三次元物体を製造するための方法

Country Status (13)

Country Link
US (1) US8603385B2 (ja)
EP (1) EP2285552B1 (ja)
JP (1) JP5593538B2 (ja)
KR (1) KR101262636B1 (ja)
CN (1) CN102026797B (ja)
AT (1) ATE533612T1 (ja)
BR (1) BRPI0912677B1 (ja)
CA (1) CA2724075C (ja)
HK (1) HK1155418A1 (ja)
IL (1) IL208870A (ja)
IT (1) ITVI20080109A1 (ja)
RU (1) RU2457112C1 (ja)
WO (1) WO2009138859A2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015190168A1 (ja) * 2014-06-11 2015-12-17 コニカミノルタ株式会社 三次元造形装置および三次元造形方法
JP2016533923A (ja) * 2013-07-24 2016-11-04 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company 付加製造システム、装置及び方法
JP2017149141A (ja) * 2016-02-23 2017-08-31 ゼロックス コーポレイションXerox Corporation 三次元円筒形物体を造形するための方法およびデバイス
JP2021500594A (ja) * 2017-10-19 2021-01-07 エシロール・アンテルナシオナル 眼鏡レンズを製造する方法、支持物、及び製造システム

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9833949B2 (en) 2011-08-29 2017-12-05 Impossible Objects, Inc. Apparatus for fabricating three-dimensional printed composites
US9776376B2 (en) 2011-08-29 2017-10-03 Impossible Objects, LLC Methods and apparatus for three-dimensional printed composites based on flattened substrate sheets
US20170151719A1 (en) 2011-08-29 2017-06-01 Impossible Objects Llc Methods and Apparatus for Three-Dimensional Printed Composites Based on Folded Substrate Sheets
EP2776233B1 (en) 2011-08-29 2017-12-27 Impossible Objects, Inc. Methods and apparatus for 3d fabrication
EP2961585B1 (en) * 2013-02-26 2020-05-27 Impossible Objects LLC Methods and apparatus for three-dimensional printed composites
US10343243B2 (en) 2013-02-26 2019-07-09 Robert Swartz Methods and apparatus for construction of machine tools
US9393770B2 (en) 2013-03-06 2016-07-19 Impossible Objects, LLC Methods for photosculpture
US10850450B2 (en) 2013-05-31 2020-12-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Modifying a base layer of an object
JP6519756B2 (ja) * 2014-03-24 2019-05-29 ディーダブリューエス エス.アール.エル. ステレオリソグラフィによる三次元物体の作製への使用に適した三次元物体の数値表現を生成する方法及び機器
JP6681401B2 (ja) * 2014-09-16 2020-04-15 エアロジェット ロケットダイン インコーポレイテッド 加圧スラリー供給を用いる付加製造
KR101653817B1 (ko) * 2014-11-04 2016-09-05 주식회사 휴로 가변노즐헤드가 구비되는 3d프린터 및 그 작동방법
GB201500608D0 (en) * 2015-01-14 2015-02-25 Digital Metal Ab Sintering method, manufacturing method, object data processing method, data carrier and object data processor
WO2017087546A1 (en) 2015-11-17 2017-05-26 Impossible Objects, LLC Additive manufacturing method and apparatus
WO2017139766A1 (en) 2016-02-12 2017-08-17 Impossible Objects, LLC Method and apparatus for automated composite-based additive manufacturing
KR101849140B1 (ko) * 2016-08-23 2018-04-17 주식회사 로킷 용융 침착 모델링 방식의 삼차원 프린터
US10946592B2 (en) 2016-09-11 2021-03-16 Impossible Objects, Inc. Resistive heating-compression method and apparatus for composite-based additive manufacturing
US11014286B2 (en) 2016-10-19 2021-05-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Three-dimensional object generation
US11040490B2 (en) 2017-03-17 2021-06-22 Impossible Objects, Inc. Method and apparatus for platen module for automated composite-based additive manufacturing machine
US10597249B2 (en) 2017-03-17 2020-03-24 Impossible Objects, Inc. Method and apparatus for stacker module for automated composite-based additive manufacturing machine
KR102303600B1 (ko) 2017-03-17 2021-09-23 임파서블 오브젝츠, 아이앤씨. 인쇄 공정용 분말 시스템 리사이클러를 위한 방법 및 장치
US11173654B2 (en) 2019-04-10 2021-11-16 Northrop Grumman Systems Corporation Method for fabricating multi-material structure for 3D integrated composite structures
US11220044B2 (en) 2019-04-10 2022-01-11 Northrop Grumman Systems Corporation Methods for deposition and fabrication of 3D integrated composite structures
US11117319B2 (en) 2019-04-10 2021-09-14 Northrop Grumman Systems Corporation Printing machine for fabricating 3D integrated composite structures and having a multiple extruder module
US11413806B2 (en) 2019-04-10 2022-08-16 Northrop Grumman Systems Corporation Method for fabricating a 3D composite structure including smoothing of support structures
US11167484B2 (en) 2019-04-10 2021-11-09 Northrop Grumman Systems Corporation Printing machine for fabricating 3D integrated composite structures and having a rotatable extruder module
US11167483B2 (en) 2019-04-10 2021-11-09 Northrop Grumman Systems Corporation Methods and apparatus for fabrication of 3D integrated composite structures
KR102332535B1 (ko) * 2020-07-17 2021-12-01 비즈 주식회사 표면 평탄화가 가능한 와이어 아크 직접에너지적층 3d 프린팅 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0970897A (ja) * 1995-07-06 1997-03-18 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 光造形法
JP2000309057A (ja) * 1999-04-27 2000-11-07 Teijin Seiki Co Ltd 光学的立体造形方法および装置
JP2001049129A (ja) * 1999-08-05 2001-02-20 Tamotsu Murakami 光造形法用樹脂組成物
JP2003011237A (ja) * 2001-07-03 2003-01-15 Kuraray Co Ltd 立体造形物の製造方法
JP2007000964A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Tohoku Univ 樹脂製マイクロマシン部品の製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2080963C1 (ru) * 1992-12-14 1997-06-10 Николай Константинович Толочко Способ изготовления трехмерных изделий из порошковых материалов
US5820811A (en) * 1995-07-06 1998-10-13 Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. Optical molding process
JP3786467B2 (ja) * 1996-05-29 2006-06-14 Jsr株式会社 立体形状物の光造形装置
DE10105504A1 (de) * 2001-02-07 2002-08-14 Eos Electro Optical Syst Vorrichtung zur Behandlung von Pulver für eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts, Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
US7011783B2 (en) * 2001-10-24 2006-03-14 3D Systems, Inc. Cooling techniques in solid freeform fabrication
JP2004123840A (ja) 2002-09-30 2004-04-22 Fuji Photo Film Co Ltd 光造形用樹脂組成物及びそれを用いた光造形方法
FR2846333B1 (fr) * 2002-10-23 2004-12-03 Atofina Augmentation du point de fusion et de l'enthalpie de fusion des polyamides par un traitement a l'eau
EP2001656B1 (en) * 2006-04-06 2014-10-15 3D Systems Incorporated KiT FOR THE PRODUCTION OF THREE-DIMENSIONAL OBJECTS BY USE OF ELECTROMAGNETIC RADIATION

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0970897A (ja) * 1995-07-06 1997-03-18 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 光造形法
JP2000309057A (ja) * 1999-04-27 2000-11-07 Teijin Seiki Co Ltd 光学的立体造形方法および装置
JP2001049129A (ja) * 1999-08-05 2001-02-20 Tamotsu Murakami 光造形法用樹脂組成物
JP2003011237A (ja) * 2001-07-03 2003-01-15 Kuraray Co Ltd 立体造形物の製造方法
JP2007000964A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Tohoku Univ 樹脂製マイクロマシン部品の製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016533923A (ja) * 2013-07-24 2016-11-04 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company 付加製造システム、装置及び方法
US10882291B2 (en) 2013-07-24 2021-01-05 The Boeing Company Additive-manufacturing systems, apparatuses and methods
WO2015190168A1 (ja) * 2014-06-11 2015-12-17 コニカミノルタ株式会社 三次元造形装置および三次元造形方法
JP2017149141A (ja) * 2016-02-23 2017-08-31 ゼロックス コーポレイションXerox Corporation 三次元円筒形物体を造形するための方法およびデバイス
JP2021500594A (ja) * 2017-10-19 2021-01-07 エシロール・アンテルナシオナル 眼鏡レンズを製造する方法、支持物、及び製造システム
JP7444771B2 (ja) 2017-10-19 2024-03-06 エシロール・アンテルナシオナル 眼鏡レンズを製造する方法、支持物、及び製造システム

Also Published As

Publication number Publication date
EP2285552B1 (en) 2011-11-16
BRPI0912677A2 (pt) 2016-09-20
EP2285552A2 (en) 2011-02-23
US20110121491A1 (en) 2011-05-26
ITVI20080109A1 (it) 2009-11-15
HK1155418A1 (en) 2012-05-18
WO2009138859A2 (en) 2009-11-19
RU2010150897A (ru) 2012-06-20
US8603385B2 (en) 2013-12-10
IL208870A (en) 2015-07-30
IL208870A0 (en) 2011-01-31
KR20110021871A (ko) 2011-03-04
CN102026797B (zh) 2013-11-27
RU2457112C1 (ru) 2012-07-27
BRPI0912677B1 (pt) 2018-12-11
CN102026797A (zh) 2011-04-20
WO2009138859A3 (en) 2010-04-01
CA2724075A1 (en) 2009-11-19
ATE533612T1 (de) 2011-12-15
JP5593538B2 (ja) 2014-09-24
CA2724075C (en) 2013-07-02
KR101262636B1 (ko) 2013-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5593538B2 (ja) 三次元物体を製造するための方法
EP2986406B1 (en) Build platform, apparatus and method for additive manufacturing
JPH10505116A (ja) 焼結性半晶質粉体及びこの粉体で形成した物品
CA2831917C (en) Stereolithography machine for producing a three-dimensional object and stereolithography method applicable to said machine
US20160250715A1 (en) Method for producing a component, and an optical irradiation device
JP2019526704A (ja) 付加製造を含む方法およびシステム、ならびに付加製造された物品
WO2003028985B1 (en) Selective deposition modeling with curable phase change materials
JP2010509090A (ja) 3次元物体製造用連続生成法
JP2007050250A (ja) 粒子治療設備の粒子線の粒子エネルギー分布拡大装置、粒子線監視及び粒子線調節ユニット及び方法
US20160311024A1 (en) Method and Device for Producing a Three-Dimensional Object
JPH02111528A (ja) 三次元形状の形成方法
JP2022046610A (ja) 三次元的な物体を付加的に製造するための方法
US20070085241A1 (en) High density performance process
JP6338305B1 (ja) 支持部材、造形モデル生成装置、制御装置、および造形物の造形方法
JP2889797B2 (ja) 積層造形方法および装置
JP2004122490A (ja) 三次元形状造形物の製造方法
JP2012056323A (ja) 3次元物体製造用連続生成法
JP6874349B2 (ja) 鋳型の作成方法及び鋳型作成装置、並びにモデル材の成型方法
TWI784253B (zh) 層疊造型物及層疊造型裝置
BR112021016001A2 (pt) Método e sistema para fabricação de um elemento de volume óptico desde um material curável usando uma tecnologia de fabricação aditiva
TWI729999B (zh) 生醫支架及其製造方法
WO2023167667A1 (en) Compacting build material
TWI361452B (ja)
JP2018108652A (ja) 三次元造形物の製造方法及び三次元造形物の製造装置
JPH07304060A (ja) 多段充填式射出成形方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101216

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101216

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111213

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120907

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120918

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20121218

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20121226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131008

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20140108

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20140116

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20140207

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20140217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140310

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140617

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140715

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5593538

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees