JP2018514427A - 積層造形装置及び積層造形方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、生産物（122）を造形するための積層造形装置（100）を提供し、該積層造形装置（100）は、容器（101）と、造形工程の間、造形される生産物を保持するためのビルドサーフェス（107）を有するビルドプラットフォーム（105）と、前記容器（101）中の放射硬化性液（103）を選択的にさらして固めて前記生産物を形成するための硬化放射を提供する放射硬化性液放射源（102）と、前記生産物を定義する第１生産物定義ファイルを読み取り、且つ前記生産物定義ファイルに従って、少なくとも前記硬化放射の強度及び前記ビルドプラットフォーム（105）の動きを制御して、前記生産物の前記造形をもたらすように構成された電子制御部（106）と、を有し、前記装置は、前記造形工程の間、前記ビルドサーフェスと不動結合している第１基準マーカ（202a-202d）を造形するように構成されていることを特徴とする。対応する方法も提供される。【選択図】図２ｂ

Description

本発明は、積層造形に関する。

積層造形（3Dプリンティングとも呼ばれる）は、重要な生産物開発ツールとなった。ラピッドプロトタイピング、反復設計（iterative design）及び概念検証（concept validation）は、3Dプリンタによって大幅に促進されている3つの学問分野である。今日の市場では、いくつかの異なる3Dプリンティングプラットフォームが商業的に入手可能であり、これらのプラットフォームのそれぞれは、生産物の開発者が設計模型、デモ用モデル、機能試作及び生産物の検証のための小バッチのコンポーネントを作るために利用し得る重要な特徴及び利点を有する。しかしながら、これまでのところ利用可能な3Dプリンタは、コンポーネントの大量製造における3Dプリンティング技術の使用を妨げている重要な一連の制約を共有する。

大量製造では、高い生産量が製造コストを減少させる重要な方法である。大量製造のために、造形工程を監視することは重要である。しかしながら、いかなる造形装置とも同じように、3Dプリンタは、意図した結果とは異なる生産物を作り出し得る。このことは、例えば、使用された原材料の特性の損耗（wear）又は変化、あるいは造形施設における温度差に起因し得る。結果は、品質問題である。大抵の場合には、造形された生産物が適合しているとみなされる許容差（tolerance interval）がある。許容差の外側では、生産物は、規格を満たしておらず、廃棄される必要がある。

特許明細書EP2186625は、所定のオブジェクトパターンが修正（較正（calibrate））されて、X及び/又はY平面においてパターン発生器の幾何学的ひずみを修正する、言い換えれば、生産物に幾何学的ひずみを与え得る光学的不完全（optical imperfection）及び不規則（irregularity）を補償する積層造形のためのシステム及び方法を開示する。かかる修正は、パターン発生器によって発生されたそれぞれのパターンが、元のオブジェクトパターンの精密な表現であることを確実にするという目的にかなう。

EP2186625に開示されたX及びY平面における較正は、それぞれのオブジェクトパターンが、X及びY平面に平行なビルドプラットフォームに精密に投影されることを確実にするために役立つ。したがって、望ましいX及びY許容差を順守することが促進される。

しかしながら、生産物の幾何学的ひずみ、及び結果として許容差に適合していないことは、ビルドプラットフォームと垂直に広がる平面（Z）に影響を与える特性のコントロールの欠如からも生じる。かかる特性は、雰囲気温度（ambience temperature）、放射にさらされる（radiation exposure）時間の長さ、反応性流体（reactive liquid）の粘性及び放射の結果として形成された層の厚さ及び/又は形状（geometry）に個々に又は協働して影響を与え得るいくつかの他のパラメータを含み得る。EP2186625は、一つ以上のこれらの特性に起因する変化から生じるひずみに取り組まず、しかも生産物のプリンティング後に実行する（後工程）ステップに関して計測を得るための方法に取り組むものではない。

現在の装置及び方法に比べて生産量の増加をもたらす、改善された3Dプリンティング装置及び方法が望ましい。

本発明は、積層造形において造形する生産量を増加させるのに役立ち得る様々な態様を提供する。

本発明の第１態様は、生産物を造形するための積層造形装置を提供する。前記装置は、放射硬化性液を保持するための容器と、前記容器に対して所定方向に可動であり、かつ造形工程の間、造形される生産物を保持するためのビルドサーフェスを有するビルドプラットフォームと、前記容器中の放射硬化性液を選択的にさらして固めて前記生産物を形成するための硬化放射を提供する放射源と、前記生産物を定義する第１生産物定義ファイルを読み取り、且つ前記生産物定義ファイルに従って、少なくとも前記硬化放射の強度及び前記ビルドプラットフォームの動きを制御して、前記生産物を造形するように構成された電子制御部（106）と、を有し、前記装置は、前記造形工程の間、前記ビルドサーフェスに不動結合（rigid connection）している第１基準マーカを造形するように構成されていることを特徴とする。

このような方法で、少なくとも一の基準マーカは、生産物の造形と同時に造形される。

前記ビルドサーフェスとの不動結合は、直接的又は間接的で有り得、後者は、例えばプリントされたプレートとの不動結合によるものであり、又は他方はビルドサーフェスとの不動結合におけるものである。

かかる積層造形装置は、以下にさらに説明するように、積層造形における生産物の生産量を増加させるための手段である。

いくつかの実施形態では、第１基準マーカは、三次元基準マーカである。
いくつかの実施形態では、前記生産物定義ファイルは、前記第１基準マーカを定義する第１基準マーカの定義を含む。

いくつかの実施形態では、前記第１基準マーカは、対応する第１基準マーカの定義により定義され、前記電子制御部は、前記第１基準マーカ定義ファイルを前記第１生産物定義ファイルと結合させることにより修正された生産物定義ファイルを作り出すように構成され、且つ前記電子制御部は、前記修正された生産物定義ファイルに従って、少なくとも前記硬化放射の強度及び前記ビルドプラットフォームの動きを制御するようにさらに構成されている。

いくつかの実施形態では、前記第１基準マーカは、前記生産物と一体的に形成される。

いくつかの実施形態では、前記第１基準マーカ、又はあるとすれば、一つ以上のさらなる基準マーカとともに、前記第１基準マーカは、
一つ以上の前記基準マーカの一つ以上の位置のセット;造形時の前記生産物の向き;
少なくとも一つの前記基準マーカ及び/又は造形時の少なくとも一つの前記生産物の一つ以上のディメンション（例えば、ｘ、y、zのうちの一つ以上）での、一つ以上の長さ及び/又は大きさ及び/又は形状又は表面輪郭のセット;
第１の所与の平面における少なくとも第１の所与の基準標点及び少なくとも第１の所与の生産物標点の間の少なくとも第１相対距離、
の少なくとも一つの測定を可能にするように構成されている。

いくつかの実施形態では、前記測定は、前記第１基準マーカの一つ以上のディメンションでの、位置及び/又は一つ以上の長さ及び/又は大きさ及び/又は形状又は表面輪郭を機械的且つ物理的に特定することにより、及び/又はあるとすれば、前記一つ以上の前記さらなる基準マーカの一つ以上のディメンションでの、位置（複数可）及び/又は一つ以上の長さ及び/又は大きさ及び/又は形状又は表面輪郭（surface contour）を特定することにより、及び/又は一つ以上の造形時の前記生産物の一つ以上のディメンションでの、位置（複数可）及び/又は一つ以上の長さ及び/又は大きさ及び/又は形状又は表面輪郭を特定することにより、及び/又は第１の所与の平面における少なくとも第１の所与の基準標点及び少なくとも第１の所与の生産物標点の間の少なくとも第１相対距離を特定することにより、前記測定を行うように構成されているロボット計測デバイス（robotic measuring device）及び一つ以上の角度から少なくとも前記第１基準マーカの一つ以上の画像を記録し且つ分析することにより前記測定を行うように構成されたエレクトロニックイメージングシステムの少なくとも一つについて可能である。

いくつかの実施形態では、前記電子制御部は、前記造形工程を調整することによって、1）前記測定の一つ以上の結果と、2）前記第１生産物定義ファイル及び/又は修正された生産物定義ファイルから引き出せる一つ以上の対応する目標物理的ディメンション（すなわち、それぞれのディメンション（複数可）の前記物理的長さ（複数可）又は大きさ（複数可））及び/又は目標の向きとの間の差を少なくとも部分的に打ち消す（counteract）ように構成されている。いくつかの実施形態では、前記調整することは、前記差が前記電子制御部に取得可能な許容誤差パラメータを超える場合に行われる。好ましくは、この調整は、自動的に行われる。

いくつかの実施形態では、前記電子制御部は、以下の種類:ステレオリソグラフィファイル（Stereolithography file）（.STL）、積層造形ファイル（Additive Manufacturing File）（.AMF）、ポリゴンファイルフォーマットファイル（Polygon File Formatfile）（.PLY）、ウェーブフロントオブジェクトファイル（Wavefront object file）（.OBJ）、オートデスク3dsマックスファイル（Auto desk 3ds Max file）（.3DS）、バーチャルリアリティモデリング言語ファイル（Virtual Reality Modeling Language file）（.WRL,.WRZ）、ユニバーサル3Dファイル（Universal 3D file）（.U3D）、拡張可能3Dグラフィクスファイル（Extensible 3D Graphics file）（.X3D,.X3Dv,.X3Ddb,.X3Ddz,.X3Dbz,.X3Dvz,） のうちの少なくとも一の生産物定義ファイルを読み取るように構成される。他のフォーマットも適用可能であり得る。

いくつかの実施形態では、前記測定は、生産物の造形後及び/又は一つ以上の後続の後工程ステップを実行した後、例えば、造形後及び追加として一つ以上の後続の後工程ステップの後に一回以上実行される。

前記後工程ステップは、前記積層造形工程の完成後に通常生じ、且つかかる工程の例は、前記以下のうちの一つ以上を含む。
a.過剰/未硬化反応性液体を前記生産物から除去することを意図したものである一つ以上の洗浄工程。
b.洗浄剤を前記生産物から除去する一つ以上の乾燥工程。
c.前記生産物が十分（fully）且つ完全に（completely）硬化することを確実にすることを意図したものである一つ以上の後硬化工程。
d.一つ以上の生産物の表面が所与の追加的な特徴（例えば、滑らかさ、疎水性、伝導性、耐摩耗性、硬さ、光沢、色彩等）を与えられることを確実にすることを意図したものである一つ以上の再コーティング工程。

かかる後工程ステップのうちの一つ以上において前記測定を行うことは重要であり得る。なぜなら、それらは、造形された生産物の前記形状に影響を与え得るからであり、例えば、造形された生産物が、一つ以上の許容限度にもはや適合しないということを引き起こし得る。

いくつかの実施形態では、あるとすれば、一つ以上のさらなる基準マーカとともに、前記第１基準マーカは、プリントされたプレート上にプリントされ、あるとすれば、一つ以上のさらなる基準マーカとともに、前記第１基準マーカは、前記プリントされたプレートを他のプリントされたプレートとともに積み重ねることを可能にするように構成されている。

本発明の第２態様は、生産物の積層造形のための方法を提供する。

前記方法は、積層造形装置によって行われる積層造形工程において前記生産物を造形することを含み、該生産物は、前記積層造形装置のビルドサーフェスにおいて形成され、
前記方法は、前記造形工程の間、前記ビルドサーフェスと不動結合している一つ以上の基準マーカを造形するステップをさらに含むことを特徴とする。

前記方法は、有利には、本発明の前記第１態様の実施形態に従った装置を用いて実行される。

適切に構成された他の装置は、代わりになるべきものとして使用され得る。

さらに、前記ビルドサーフェスとの不動結合は、直接的又は間接的で有り得て、後者は、例えばプリントされたプレートとの不動結合によるものであり、又は他方はビルドサーフェスとの不動結合におけるものである。

いくつかの実施形態では、前記第１基準マーカは、三次元基準マーカである。

前記方法の、いくつかの実施形態では、前記一つ以上の基準マーカは、前記生産物を定義する第１生産物定義ファイルに包含される（incorporated）。

前記方法のいくつかの実施形態は、前記生産物を定義する第１生産物定義ファイルを前記一つ以上の基準マーカを定義する基準マーカ定義ファイルに結合させることにより、修正された生産物定義ファイルを提供することをさらに含む。

前記方法のいくつかの実施形態は、2、3、又は4以上の基準マーカを造形することを含み、該2、3、又は4以上の基準マーカは、対応する2、3又は4以上の造形工程の間に造形された複数の生産物の積み重ねを可能にするように構成されている。

前記方法のいくつかの実施形態は、
〇一つ以上のディメンション（例えば、x、y、zの一つ以上）での、一つ以上の基準マーカの大きさ及び/又は長さ及び/又は形状又は表面輪郭及び/又は位置及び/又は向き、及び/又は
〇一つ以上のディメンションでの、一つ以上の生産物の大きさ及び/又は長さ及び/又は形状又は表面輪郭、及び/又は位置及び/又は向き及び/又は一つ以上の基準マーカ及び造形時の一つ以上の生産物の間の一つ以上の相対距離、
を計測すること、並びに
一つ以上の許容誤差基準に従って、一つ以上の前記計測された大きさ及び/又は長さ及び/又は形状又は表面輪郭及び/又は位置及び/又は向き及び/又は相対距離が適合しているか否かを判定することを含み、且つ前記電子制御部は、適合していないと判定した場合には、後続の造形工程の間に、前記造形工程を調整して、前記一つ以上の許容誤差基準を満たす。

0.025%、0.5%、1%、及び5%等の許容誤差は、許容誤差の例であり、それぞれの許容誤差が実施の状況において適していると考え得る。前記許容誤差基準（tolerance criterion）は、代わりになるべきものとして又は追加として、前記一つ以上の計測された物理的ディメンション及び/又は位置及び/又は向きのうちの少なくとも一つの傾向分析又は他の統計的分析を含み得る。

いくつかの実施形態は、造形工程及び/又は一つ以上の後処理工程における様々なステップ後に前記方法及び実施形態自体を実行することを含む。

相対距離（複数可）を計測及び比較することは、例えば、プリントされたプレート又は他のものが、前記生産物（及び基準）が造形されたときに、たわんだこと、曲がったこと等を明らかにし得る。

本発明の実施形態に従った積層造形装置を示す。 基準マーカを含むプリントされたプレートを示す。 基準マーカを含むプリントされたプレートを示す。 基準マーカを含むプリントされたプレートを示す。 基準マーカを含むプリントされたプレートを示す。 プリントされたプレートの積み重ねを示す。 概略的に従来技術の下部投射（bottom projection）積層造形装置を示す。

図1は、生産物122と同時に一つ以上の基準マーカを造形するように構成された積層造形装置100を示す。装置は、放射硬化性液103を備えるタンク（vat）101、タンク中における放射硬化性液を選択的に固めるための放射源102、及び可動プラットフォーム105を備える。装置は、電子制御部106をさらに含む。電子制御部は、プラットフォーム105を移動させることにより、流体に対するビルドサーフェス107の相対位置を制御し、且つ放射源を制御して、生産物定義ファイル111により指示された放射パターン（radiation pattern）131を作り出す。レンズシステム104は、放射の焦点を流体表面上に合わせる（focus）。ここで留意すべきは、基準マーカは、図1中に示されていないことである（例えば、図2の202a〜202d参照）。

制御部は、データインターフェースを経由して、積層造形装置に接続され得、又はそれは、積層造形装置に組み込まれ得る。

図示された積層造形装置100は、いわゆる上部投射（top projection）積層造形装置である。一つ以上の生産物と同時に一つ以上の基準マーカを造形することは、他の種類の積層造形装置、例えば図4に示すもの等の下部投射の積層造形装置によって、又は材料の積層（material deposition）の他の原理（例えば、熱溶解積層法（Fused Deposition Modelling）、材料噴射（material jetting）、選択的レーザ焼結、選択的レーザ溶融等）を用いる積層造形装置によってもなされ得る。

図2aは、プリントされたプレート205の上面図を示す。生産物（（例としての）カップ201a、201b、201c）は、本発明の実施形態に従って造形されており、且つプリントされたプレート205に付着している。制御部は、生産物を生産物定義ファイル111に従って造形した。さらに、いくつかの、この例では四個の基準マーカ202a〜202dが（生産物を造形すると同時に）造形された。これらの基準マーカも、プリントされたプレート205に付着しており、それらの位置（X、Y）、形状、及び高さ（Z）は、基準マーカの定義に従っている。

この場合、それぞれの基準マーカ202a、202b、202c、及び202dが、それぞれの特定の生産物201a、201b、201c、及び201d上における少なくとも第１標点に対し、少なくとも第１所定相対距離210を有するように、基準マーカが配置された。

a）一つ以上の基準マーカの位置、形状又は表面輪郭、及び/又は高さのセットを計測し且つ例えば、基準マーカ定義ファイルにおいて定義された許容限度に適合することを確実にすることにより、及び b）基準マーカ及び生産物の間の前記の相対距離210を計測することにより、生産物定義ファイルにおいて定義された許容限度に対する適合性が検証され得る。

原則として、（決定された慣習（convention）に従う）一の基準マーカは、十分で有り得るが、より多くの基準マーカを用いることは、例えば、三角測量（triangulation）又は計測学（metrology）の同様の方法を使用することを通じた不確かさを少なくする。より複雑な生産物の幾何学のために、多数の平面における多数の標点及び相対距離が、さらに使用され得る。生産物（及び基準マーカ）は、ビルドプラットフォーム（例えば、図1中の105参照）上に配置されているプリントされたプレート205により支持される。

いくつかの実施形態では、基準マーカは、3D基準マーカである。すなわち、それらは、x、y、及びz方向（又は別の対応する3D座標系）において検出可能な広がり（extent）を有する。検出可能な広がりは、所与の使用法又は目的に従って変化し得るものであり、異なる方向について必ずしも同じである必要はないが、（例えば、二つ又は三つの全ての方向について）同じであってもよい。z方向において検出可能な広がりは、少なくとも0.01 mm以上、少なくとも0.1 mm以上、少なくとも1 mm以上、及び少なくとも10 mm以上等の少なくとも0.001 mm以上である。

所定相対位置210は、2Dでのものであってもよく、又は好ましくは、それは3Dでのものであってもよい。すなわち、所定相対位置210は、x、y、z（又は別の同様の3D座標系）に従って定義される。

いくつかの他の実施形態では、基準マーカは、造形されて、生産物上になる（例えば、一つの生産物について一つのマーカ）。いくつかのより後の段階では、基準マーカは、除去することが必要な場合には、生産物から除去され得る。

図2bは、カップの側面図を示す。支持構造208a及び208bは、プリントされたプレート205上においてカップ201a及び201bをそれぞれ支持する。カップ201cのための支持構造は、この図面上において見えない。

本明細書の例示的な実施形態では、基準マーカ202dは、他の三つの基準マーカ202a〜202cとは異なる。この違いは、例えば、積層造形装置とは分けられるか、又は積層造形装置に一体化されるかのいずれかであり得るエレクトロニックイメージング及び分析システムが、例えば、生産物の向きを測定することを可能にする。一つ以上の画像を記録することにより、分析は、四角のマーカ202d及び一つ以上の他のマーカ202a〜202cの位置を明らかにし得る。基準マーカの絶対位置及び物理的ディメンションは基準マーカの定義から予め分かっているので、（基準マーカに対する）生産物の向き、配置、及び物理的ディメンションを測定し得る。ロボット計測システムも、基準マーカの位置、形状及び/又は高さを最初に計測し且つ特徴づけて、それらが基準マーカの定義に適合することを確実にすることにより、かかる測定を行い得る。一つ以上の基準マーカ202上において第１の所与のZ-軸平面中における少なくとも所与の第１基準標点とその後に物理的に接触することにより、一つ以上の生産物上において第１又は別の所与のZ-軸平面中における少なくとも所与の第１生産物標点とその後に接触することにより、且つ前記の第１基準マーカ及び第１生産物標点の間の相対距離210を記録することにより、ロボット計測システムは、生産物の配置及び/又は向き及び/又は物理的ディメンションを測定し得る。いくつかの実施形態では、造形工程の間に造形された二つ以上の生産物は、それぞれ一つ以上の関連した基準マーカを有する。

上述のイメージングシステム及びロボット計測システムは、同じ原理（すなわち、視覚及び/又は物理的接触）に基づいて、（それぞれの関連ディメンション（relevant dimension）、例えば、1D、2D又は好ましくは3Dでの）一つ以上の基準マーカのそれぞれの実際の大きさ及び/又は形状も測定し得、又はこれらを代わりになるべきものとして測定し得る。

所与の基準マーカの理想的な大きさ及び/又は形状は、例えば、生産物定義ファイル及び/又はデザインから予め分かっている。

基準マーカが造形された後に、一つ以上の、好ましくは三つのディメンションの実際の大きさ及び/又は形状を計測することにより、それぞれの理想的な大きさ及び/又は形状と比較し、差が許容閾値の範囲内であるか否かを確認することが可能である。差が許容閾値の範囲内でない場合には、関連性のある造形工程は、その後の生産物の造形のために変更し得る。例えば、基準マーカは、x、y、zにおいて1.1cm x 1.1cm x 2.0cmである必要があるが、計測して、実際の大きさは1.0cm x 1.2cm x 2.0cmであり、該実際の大きさは、造形された生産物が相応に不正確な大きさを有することを示す。したがって、その後の生産物の造形は、（例えば、それぞれx、y、z方向に沿って1.1;0.91666;1だけ生産物定義ファイルを修正することにより）修正する（調整する）必要がある。このことは、少なくとも所定の容認可能な閾値の範囲内において正確な大きさを有する基準マーカ（及びより重要なことには生産物）をもたらす。このことは、自動的に確認され、且つ対応（handle）され得る。以下も参照すること。

いくつかの実施形態では、イメージングシステム及びロボット計測システムは、組み合わせて使用される。いくつかの実施形態では、一のシステムは、一つ以上の計測結果を他方のシステムに伝え得るものであり、且つ他方のシステムは、受信された一つ以上の計測結果に基づいて、動作するように構成され得る。

いくつかの実施形態では、一つ以上のディメンションでの、一つ以上の基準マーカの大きさ及び/又は形状の検証が実行され、又は一つ以上の後工程ステップ、例えば、洗浄、乾燥、後硬化（post-curing）、（再）コーティング等の後に再度実行される。

本明細書中の実施形態では、それぞれの基準マーカ（又は少なくともそれらのうちのいくつか）は、追加の機能を有する。マーカ202a〜202cは、（図2a及び2b中において202a〜202cとラベルされた）積み重ねピン部及びガイド部203a〜203cを有する。図2cは、図2bの断面230をさらに詳細に示す。図2cは、積み重ねピン部202a及びガイド部203aを示し、ガイドピン203aと逆方向から到達可能な穴（hole）又はキャビティ204bも示す。この例では、基準マーカ202b及び202cも、同様の穴を有する。これらの基準マーカは、プリントされたプレートの積み重ねを可能にすることにより、関連する生産物とともに、プリントされたプレートを安全に積み重ねることを可能にする。積み重ね構造は、多数のプリントされたプレートを保管し及び/又は輸送することを容易にする。それらは、その後の造形又は後工程段階の間、プリントされたプレートを制御された位置において維持することも可能にする。

図3は、四枚のプリントされたプレート205、301、302及び303を含むが、特定の用途の必要性に応じてより少ない又はより多い要素（part）を含み得る積み重ね310を示す。それらは、別のプリントされたプレート、図3中ではプリントされたプレート302の相手の穴（mating hole）を用いて、一枚のプリントされたプレート、例えば303のガイド部に係合することによって安全に積み重ねられ得る。

図2a〜2dは、造形工程の間（あるいは生産物（複数可）の造形の前又は後）にプリントされたプレート205上においてプリントされた生産物の追跡のための随意的な連続番号又は他の一意の識別子207を含めることも示す。このことは、プリントされたプレート205の一意に識別することを可能にし、その結果、プレートが含む造形された生産物（複数可）は、一つ以上の後続の（後）工程ステップを含む自動又は半自動の工程のために有用である。

上述のように、基準マーカの計測は、積層造形装置が目標又は意図した結果に対するプリントされた要素における変化に応答して造形工程を調整することをさらに可能にする。後の方（latter）の実施形態では、電子制御部は、一つ以上のディメンションでの、一つ以上の測定された基準マーカの長さ及び/又は大きさ及び/又は形状、並びに/あるいは、例えば、エレクトロニックイメージング及び分析システム及び/又はロボット計測システムからの位置を示す情報を受け取り、且つそれに応じて造形工程を調整するように構成されている。

例えば、流体温度の変化は、造形された生産物の物理的ディメンションが目標物理的ディメンションから逸脱することを引き起こし得る。かかる逸脱は、例えば四角のマーカ202dの二つ又は三つのディメンションでの、大きさを測定するためのプリントされたプレートの光学的分析によって測定され得る。一つ以上の方向における大きさが、マーカ202dがもはや四角ではなく及び/又は理想的な高さをもはや有していないように目標から逸脱する場合に、電子制御部は、造形における変化を付与して、逸脱を補償し得る。この補償は、一の実施形態では、生産物の定義を実用的に調整する（scale）ことにより行われ得る。

四角のマーカ202dが1x1cmの目標物理的ディメンションを有するが、上述の光学的及び/又は機械的分析後に、1x1.040cmであることが分かる場合、電子制御部は、拡大方向に定義を調整し得る。一つの物理的ディメンションが4.0パーセント大きすぎるので、電子制御部は、名目上（nominal）又は目標の定義が造形された生産物の正しい物理的ディメンションをもたらすように、ファイルを調整する（又は違うやり方で解釈する）。この例では、定義ファイルは、例として0.96154の係数（factor）で調整される。断面がこの係数に従ってプリントされた場合、プリント中に加えられた追加的な4.0パーセントは、正確な物理的ディメンション、すなわち1x1 cmをもたらすだろう（0.962倍の1.040は、1.00048に等しく、該1.00048は、本明細書中の例では、適合しているとみなされる）。

単一の基準マーカは、例えば一つ以上のディメンションでの、位置及び/又は向き及び/又は大きさの測定を可能にする形状を有し得る。このことは、一様でない辺の長さを有する長方形の横断面、又は同様の測定を可能にする他の形状を備える基準マーカを用いて成し遂げられ得る。

図4は、下部投射に基づく3Dプリンタ400を示す。それは、放射硬化性液403を有する容器401、ビルドサーフェス407を有するビルドプラットフォーム405を含み、該ビルドサーフェス407上において、生産物は、積層造形工程の間に形成され得る。既に造形された部分411を、ビルドサーフェスに付着した状態で示す。既に造形された部分に直接隣接した放射硬化性液を放射源402、例えばデジタルライトプロセシング（Digital Light Processing、DLP）投射機からの硬化放射にさらすことによって層を形成する。レンズ系404は、放射源からの光の焦点を放射硬化性液に合わせることに関与し得る。新たな層412は、容器の床面上の放射硬化性液が硬化放射にさらされた場合に形成される。新たな層のパターンは、生産物定義ファイルによって定義され得る。一つの実施形態では、制御部は、ビルドプラットフォームの動き、硬化放射の強度、及び投射機によって提供される画像を制御する。

新たな層412が形成された場合、それは、基本的にタンクの床面に接着している。該新しく形成された層は、新たな層を形成するために、床面から離される必要があり、ビルドプラットフォーム405は、ある程度持ち上げられる。

図示した積層造形装置400は、一つ以上の基準マーカを他の部分で説明した一つ以上の生産物とも同時に造形し得る。

Claims (14)

1. 生産物（201a、201b、201c）を造形するための積層造形装置（100）であって、該積層造形装置（100）は、
   放射硬化性液を保持するための容器（101）と、
   前記容器に対して所定方向に可動であり、かつ造形工程の間、造形される生産物を保持するためのビルドサーフェス（107）を有するビルドプラットフォーム（105）と、
   前記容器中の放射硬化性液を選択的にさらして固めて前記生産物を形成するための硬化放射を提供する放射源（102）と、
   前記生産物を定義する第１生産物定義ファイルを読み取り、且つ前記生産物定義ファイルに従って、少なくとも前記硬化放射の強度及び前記ビルドプラットフォームの動きを制御して、前記生産物を造形するように構成された電子制御部（106）と、
   を有し、
   前記装置は、前記造形工程の間、前記ビルドサーフェスと不動結合している第１基準マーカを造形するように構成されていることを特徴とする、
   積層造形装置。
2. 前記第１基準マーカは、三次元基準マーカである、請求項１に記載の積層造形装置。
3. 前記生産物定義ファイルは、前記第１基準マーカを定義する第１基準マーカの定義を含む、請求項１又は２に記載の積層造形装置。
4. 前記第１基準マーカは、対応する第１基準マーカの定義により定義され、前記電子制御部は、第１基準マーカ定義ファイルを前記第１生産物定義ファイルと結合させることにより修正された生産物定義ファイルを作り出すように構成され、且つ前記電子制御部は、前記修正された生産物定義ファイルに従って、少なくとも前記硬化放射の強度及び前記ビルドプラットフォームの動きを制御するようにさらに構成されている、請求項３に記載の積層造形装置。
5. 前記第１基準マーカ、又はあるとすれば一つ以上のさらなる基準マーカと前記第１基準マーカとは、
   一つ以上の前記基準マーカの一つ以上の位置のセット;
   造形時の前記生産物の向き;
   少なくとも一つの前記基準マーカ及び/又は少なくとも一つの造形時の前記生産物の一つ以上のディメンションでの、一つ以上の長さ及び/又は大きさ及び/又は形状又は表面輪郭のセット;
   第１の所与の平面における少なくとも第１の所与の基準標点及び少なくとも第１の所与の生産物標点の間の少なくとも第１相対距離
   の少なくとも一つの測定を可能にするように構成されており、
   前記測定は、
   前記第１基準マーカの一つ以上のディメンションでの、位置及び/又は一つ以上の長さ及び/又は大きさ及び/又は形状又は表面輪郭を機械的且つ物理的に特定することにより、及び/又はあるとすれば、前記一つ以上の前記さらなる基準マーカの一つ以上のディメンションでの、位置又は複数の位置及び/又は一つ以上の長さ及び/又は大きさ及び/又は形状又は表面輪郭を特定することにより、及び/又は一つ以上の造形時の前記生産物の一つ以上のディメンションでの、位置又は複数の位置及び/又は一つ以上の長さ及び/又は大きさ及び/又は形状又は表面輪郭を特定することにより、及び/又は第１の所与の平面における少なくとも第１の所与の基準標点及び少なくとも第１の所与の生産物標点の間の少なくとも第１相対距離を特定することにより、前記測定を行うように構成されているロボット計測デバイス
   及び
   一つ以上の角度から少なくとも前記第１基準マーカの一つ以上の画像を記録し且つ分析することにより前記測定を行うように構成されたエレクトロニックイメージングシステム、
   の少なくとも一つについて可能である、先行する請求項の一項に記載の積層造形装置。
6. 前記電子制御部は、前記造形工程を調整して、1）前記測定の一つ以上の結果と、2）前記第１生産物定義ファイル及び/又は修正された生産物定義ファイルから引き出せる一つ以上の対応する目標物理的ディメンション及び/又は目標の向きとの間の差を少なくとも部分的に打ち消すように構成されている、
   請求項５に記載の積層造形装置。
7. 前記調整は、前記差が前記電子制御部が取得可能な許容誤差パラメータを超える場合に行われる、
   請求項６に記載の積層造形装置。
8. 前記生産物の造形後及び/又は一つ以上の後続の後工程ステップを実行した後に、前記測定が一回以上実行される、請求項５から７のいずれか一項に記載の積層造形装置。
9. あるとすれば一つ以上のさらなる基準マーカとともに、前記第１基準マーカは、プリントされたプレート（205）上にプリントされ、あるとすれば一つ以上のさらなる基準マーカとともに、前記第１基準マーカは、前記プリントされたプレート（205）を他のプリントされたプレート（301;302;303）とともに積み重ねることを可能にするように構成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の積層造形装置。
10. 生産物の積層造形のための方法であって、該方法は、積層造形装置によって行われる積層造形工程において前記生産物を造形することを含み、該生産物は、前記積層造形装置のビルドサーフェスにおいて形成され、
    前記方法は、前記造形工程の間、前記ビルドサーフェスと不動結合している一つ以上の基準マーカを造形するステップをさらに含むことを特徴とする、生産物の積層造形のための方法。
11. 第１基準マーカは、三次元基準マーカである、請求項１０に記載の方法。
12. 前記生産物を定義する第１生産物定義ファイルを前記一つ以上の基準マーカを定義する基準マーカ定義ファイルと結合させることにより、修正された生産物定義ファイルを供給することをさらに含む、
    請求項１０又は１１に記載の方法。
13. 対応する２、３又は４以上の造形工程の間、造形された複数の生産物の積み重ねを可能にするように構成されている２、３又は４以上の基準マーカを造形することを含む、
    請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 該方法は、
    〇一つ以上のディメンション（例えば、x、y、zの一つ以上）での、一つ以上の基準マーカの大きさ及び/又は長さ及び/又は形状又は表面輪郭及び/又は位置及び/又は向き、及び/又は
    〇一つ以上のディメンションでの、一つ以上の生産物の大きさ及び/又は長さ及び/又は形状又は表面輪郭、及び/又は位置及び/又は向き、並びに/あるいは
    〇造形された一つ以上の基準マーカと一つ以上の生産物との間の一つ以上の相対距離、
    を計測することをさらに含み、
    該方法は、一つ以上の前記計測された大きさ及び/又は長さ及び/又は形状又は表面輪郭及び/又は位置及び/又は向き及び/又は相対距離が一つ以上の許容誤差基準に適合しているか否かを判定することをさらに含み、且つ
    電子制御部は、適合していないと判定した場合には、後続の造形工程の間に、前記一つ以上の許容誤差基準を満たすように前記造形工程を調整する、
    請求項１０から１３の一項に記載の方法。

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