JP2020514104A - 樹脂の光学的性質をシミュレートするセンサ - Google Patents
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Abstract
Description
4 容器
6 樹脂
8 透明シート
10 光エンジン
12 製造対象の三次元物体
14 固定具
16 移動機構
18 コントローラ
20 構築面
22 樹脂の薄層
24 光経路
他の実施形態
1. 製造対象の三次元物体の1つの面上に光硬化樹脂を選択的に硬化する光エンジンの動作によって層が形成される層ごとのプロセスにより、前記製造対象の三次元物体を形成する三次元プリントシステムのための較正システムであって、
光学素子が取り付けられた光検出器を含む少なくとも1つのセンサであって、前記光学素子は、前記光エンジンと前記製造対象の三次元物体の面との間の光経路の高密度部分をシミュレートし、前記光経路の前記高密度部分は、前記光硬化樹脂の層を含む、センサと、
前記光エンジンの横方向の構築面を対象とするように前記少なくとも1つのセンサを位置付ける装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
(a)前記光エンジンをアクティブ化し、横方向の位置で前記構築面を照射し、
(b)前記光エンジンから受け取った光に応じて前記少なくとも1つのセンサから信号を受け取り、
(c)前記光エンジン構築面をマッピングする較正値のセットが定められるまで、工程(a)−(b)を繰り返し、
(d)前記構築面において前記横方向の位置の関数として前記光経路における変化を補正する前記光エンジンについての前記較正値のセットを保存する、
ように構成されていることを特徴とする、較正システム。
2. 前記少なくとも1つのセンサにより受け取られる光が、中心軸に関して軌道角を定め、これは、前記横方向の位置に従って変化し、前記光経路の前記高密度部分の経路長が、前記軌道角が増加すると増加する、ことを特徴とする、実施形態1に記載の較正システム。
3. 前記光経路の前記高密度部分の長さが、前記光経路の前記高密度部分内の前記軌道角のコサインの逆数に実質的に比例することを特徴とする、実施形態2に記載の較正システム。
4. 前記光エンジンが、紫外線光源を含むことを特徴とする、実施形態1に記載の方法。
5. 前記光経路の前記部分がさらに、前記光エンジンと前記光硬化樹脂の層との間に配置される透明シートを含むことを特徴とする、実施形態1に記載の方法。
6. 前記光学素子が、前記光経路の前記部分のスペキュラー特性をシミュレートする減衰器を含むことを特徴とする、実施形態1に記載の方法。
7. 前記光学素子が、前記光経路の前記部分の濁度をシミュレートするディフューザを含むことを特徴とする、実施形態1に記載の方法。
8. 前記光エンジンが、ピクセル要素のアレイを生成することを特徴とする、実施形態1に記載の方法。
9. 工程(a)に従って、複数の前記ピクセル要素が、前記センサに光を提供するようにアクティブ化されることを特徴とする、実施形態8に記載の方法。
10. 工程(a)に従って、少なくとも100の前記ピクセル要素が、前記センサに光を提供するようにアクティブ化されることを特徴とする、実施形態8に記載の方法。
11. 工程(a)に従って、少なくとも1000の前記ピクセル要素が、前記センサに光を提供するようにアクティブ化されることを特徴とする、実施形態8に記載の方法。
12. 製造対象の三次元物体の1つの面上に光硬化樹脂を選択的に硬化する光エンジンの動作によって各層が形成される層ごとのプロセスにより、前記製造対象の三次元物体を形成する三次元プリントシステムのための較正方法であって、
(a)前記光エンジンの光経路において、
光学素子が取り付けられた光検出器を含む少なくとも1つのセンサであって、前記光 学素子は、前記光エンジンと前記製造対象の三次元物体の面との間の光経路の高密度部分の長さをシミュレートし、前記光経路の前記高密度部分は、前記光硬化樹脂の層を含む、センサと、
前記光エンジンの横方向の構築面を対象とするように前記少なくとも1つのセンサを位置付ける装置と、
を備える、較正装置を提供する工程;
(b)前記光エンジンをアクティブ化し、横方向の位置で前記構築面を照射する工程;
(c)前記光エンジンから受け取った光に対応する前記少なくとも1つのセンサから信号を受け取る工程;
(d)前記光エンジンの前記構築面をマッピングする較正値のセットが定められるまで、工程(b)−(c)を繰り返す工程;および
(e)前記構築面において前記横方向の位置の関数として前記光経路の前記高密度部分の前記長さにおける変化を補正する前記光エンジンについての前記較正値のセットを保存する工程、
を含むことを特徴とする、
較正方法。
13. 前記センサにより受け取られる光が、中心軸に関して軌道角を定め、これは、前記横方向の位置に従って変化し、前記光経路の前記高密度部分の経路長は、前記軌道角が増加すると増加する、ことを特徴とする、実施形態12に記載の較正方法。
14. 前記光経路の前記高密度部分の経路長が、前記光経路の前記高密度部分内の前記軌道角のコサインの逆数に実質的に比例することを特徴とする、実施形態13に記載の較正方法。
15. 製造対象の三次元物体の1つの面上に光硬化樹脂を選択的に硬化する光エンジンの動作によって各層が形成される層ごとのプロセスにより、前記製造対象の三次元物体を形成する三次元プリントシステムであって、
樹脂を含む容器;
光エンジン;および
コントローラ、
を備え、
前記光エンジンは、光経路に沿って放射線を選択的に適用するよう構成され、それにより樹脂が横方向に伸長する構築面に近接して硬化され、前記光経路は、前記構築面において横方向の位置の関数として変化する中心軸に関する軌道角を定め、前記光エンジンから前記横方向の位置までの前記光経路の高密度部分の経路長は、前記軌道角に従って変化し、
前記コントローラが、
前記構築面において前記横方向の位置に対応する較正値のマップを保存し、前記較正値は、前記光経路の前記高密度部分の前記経路長における変化の補正を定め、
前記較正値を用いて前記光エンジンを動作し、前記製造対象の三次元物体の面上に前記樹脂の層を選択的に硬化し、それにより、前記横方向の位置に適用されたエネルギーが、前記光経路の前記高密度部分の経路長の変化を補正するよう調整される、
よう構成される、ことを特徴とする、三次元プリントシステム。
16. 前記光経路の前記高密度部分の経路長が、前記軌道角が増加すると増加することを特徴とする、実施形態15に記載の三次元プリントシステム。
17. 前記光経路の前記高密度部分の長さが、前記光経路の前記高密度部分内の前記軌道角のコサインの逆数に実質的に比例することを特徴とする、実施形態16に記載の三次元プリントシステム。
18. 前記構築面が、一定の垂直位置においてピクセル要素のアレイによって定められ、前記構築面が、前記中心軸と一致する中心を有することを特徴とする、実施形態15に記載の三次元プリントシステム。
19. 前記軌道角が、前記構築面に沿って前記中心から横方向の距離に伴って増加することを特徴とする、実施形態18に記載の三次元プリントシステム。
Claims (19)
- 製造対象の三次元物体の1つの面上に光硬化樹脂を選択的に硬化する光エンジンの動作によって層が形成される層ごとのプロセスにより、前記製造対象の三次元物体を形成する三次元プリントシステムのための較正システムであって、
光学素子が取り付けられた光検出器を含む少なくとも1つのセンサであって、前記光学素子は、前記光エンジンと前記製造対象の三次元物体の面との間の光経路の高密度部分をシミュレートし、前記光経路の前記高密度部分は、前記光硬化樹脂の層を含む、センサと、
前記光エンジンの横方向の構築面を対象とするように前記少なくとも1つのセンサを位置付ける装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
(a)前記光エンジンをアクティブ化し、横方向の位置で前記構築面を照射し、
(b)前記光エンジンから受け取った光に応じて前記少なくとも1つのセンサから信号を受け取り、
(c)前記光エンジン構築面をマッピングする較正値のセットが定められるまで、工程(a)−(b)を繰り返し、
(d)前記構築面において前記横方向の位置の関数として前記光経路における変化を補正する前記光エンジンについての前記較正値のセットを保存する、
ように構成されていることを特徴とする、較正システム。 - 前記少なくとも1つのセンサにより受け取られる光が、中心軸に関して軌道角を定め、これは、前記横方向の位置に従って変化し、前記光経路の前記高密度部分の経路長が、前記軌道角が増加すると増加する、ことを特徴とする、請求項1に記載の較正システム。
- 前記光経路の前記高密度部分の長さが、前記光経路の前記高密度部分内の前記軌道角のコサインの逆数に実質的に比例することを特徴とする、請求項2に記載の較正システム。
- 前記光エンジンが、紫外線光源を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記光経路の前記部分がさらに、前記光エンジンと前記光硬化樹脂の層との間に配置される透明シートを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記光学素子が、前記光経路の前記部分のスペキュラー特性をシミュレートする減衰器を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記光学素子が、前記光経路の前記部分の濁度をシミュレートするディフューザを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記光エンジンが、ピクセル要素のアレイを生成することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程(a)に従って、複数の前記ピクセル要素が、前記センサに光を提供するようにアクティブ化されることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
- 工程(a)に従って、少なくとも100の前記ピクセル要素が、前記センサに光を提供するようにアクティブ化されることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
- 工程(a)に従って、少なくとも1000の前記ピクセル要素が、前記センサに光を提供するようにアクティブ化されることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
- 製造対象の三次元物体の1つの面上に光硬化樹脂を選択的に硬化する光エンジンの動作によって各層が形成される層ごとのプロセスにより、前記製造対象の三次元物体を形成する三次元プリントシステムのための較正方法であって、
(a)前記光エンジンの光経路において、
光学素子が取り付けられた光検出器を含む少なくとも1つのセンサであって、前記光 学素子は、前記光エンジンと前記製造対象の三次元物体の面との間の光経路の高密度部分の長さをシミュレートし、前記光経路の前記高密度部分は、前記光硬化樹脂の層を含む、センサと、
前記光エンジンの横方向の構築面を対象とするように前記少なくとも1つのセンサを位置付ける装置と、
を備える、較正装置を提供する工程;
(b)前記光エンジンをアクティブ化し、横方向の位置で前記構築面を照射する工程;
(c)前記光エンジンから受け取った光に対応する前記少なくとも1つのセンサから信号を受け取る工程;
(d)前記光エンジンの前記構築面をマッピングする較正値のセットが定められるまで、工程(b)−(c)を繰り返す工程;および
(e)前記構築面において前記横方向の位置の関数として前記光経路の前記高密度部分の前記長さにおける変化を補正する前記光エンジンについての前記較正値のセットを保存する工程、
を含むことを特徴とする、
較正方法。 - 前記センサにより受け取られる光が、中心軸に関して軌道角を定め、これは、前記横方向の位置に従って変化し、前記光経路の前記高密度部分の経路長は、前記軌道角が増加すると増加する、ことを特徴とする、請求項12に記載の較正方法。
- 前記光経路の前記高密度部分の経路長が、前記光経路の前記高密度部分内の前記軌道角のコサインの逆数に実質的に比例することを特徴とする、請求項13に記載の較正方法。
- 製造対象の三次元物体の1つの面上に光硬化樹脂を選択的に硬化する光エンジンの動作によって各層が形成される層ごとのプロセスにより、前記製造対象の三次元物体を形成する三次元プリントシステムであって、
樹脂を含む容器;
光エンジン;および
コントローラ、
を備え、
前記光エンジンは、光経路に沿って放射線を選択的に適用するよう構成され、それにより樹脂が横方向に伸長する構築面に近接して硬化され、前記光経路は、前記構築面において横方向の位置の関数として変化する中心軸に関する軌道角を定め、前記光エンジンから前記横方向の位置までの前記光経路の高密度部分の経路長は、前記軌道角に従って変化し、
前記コントローラが、
前記構築面において前記横方向の位置に対応する較正値のマップを保存し、前記較正値は、前記光経路の前記高密度部分の前記経路長における変化の補正を定め、
前記較正値を用いて前記光エンジンを動作し、前記製造対象の三次元物体の面上に前記樹脂の層を選択的に硬化し、それにより、前記横方向の位置に適用されたエネルギーが、前記光経路の前記高密度部分の経路長の変化を補正するよう調整される、
よう構成される、ことを特徴とする、三次元プリントシステム。 - 前記光経路の前記高密度部分の経路長が、前記軌道角が増加すると増加することを特徴とする、請求項15に記載の三次元プリントシステム。
- 前記光経路の前記高密度部分の長さが、前記光経路の前記高密度部分内の前記軌道角のコサインの逆数に実質的に比例することを特徴とする、請求項16に記載の三次元プリントシステム。
- 前記構築面が、一定の垂直位置においてピクセル要素のアレイによって定められ、前記構築面が、前記中心軸と一致する中心を有することを特徴とする、請求項15に記載の三次元プリントシステム。
- 前記軌道角が、前記構築面に沿って前記中心から横方向の距離に伴って増加することを特徴とする、請求項18に記載の三次元プリントシステム。
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