JP2020528841A - 積層造形によって物理的オブジェクトを作製する方法 - Google Patents

Abstract

積層造形によって物理的オブジェクトを作製する方法。本方法では、硬化性一次材料が供給され、硬化性一次材料の層を連続的に硬化させることによってオブジェクトが造形され、オブジェクトを運動させ、これにより、質量慣性力を過剰材料中に発生させることによって、オブジェクトが、過剰材料からクリーニングされる。本発明は積層造形によるオブジェクトの作製を容易にする。

Description

本発明は、積層造形によって物理的オブジェクトを作製する方法に関する。詳細には、本発明は、オブジェクトを運動させ、これにより、質量慣性力を過剰材料中に発生させることによって、オブジェクトを過剰材料からクリーニングする方法に関する。

種々の技術分野では、物理的オブジェクト又は機械的ワークピースがますます積層造形プロセスによって製造されるようになっている。

このような積層造形プロセスは、通例、その形状を作り出すよう材料を連続的に付加することによって、オブジェクトをその所望の個々の形状に構築することを可能にする。オブジェクトが材料の除去によって大きめのブランクから機械加工される、いわゆるサブトラクティブなプロセスは、積層造形プロセスによってますます取って代わられるようになっている。

積層造形プロセスは一方では迅速なプロトタイピングのために業界で広く用いられているが、最終製品の製造は、多くの領域においてなお困難である。特に、歯科用修復材を作製するためには、概して、人体での使用に適合性のある材料を使用することが必要である。更に、造形プロセスによって製造される歯科用修復材は、機械的安定性に対する要件、並びに例えば色の陰影及び色調に関する審美性についての期待を満足しなくてはならない。

いくつかの積層造形プロセスはステレオリソグラフィに基づく。ステレオリソグラフィでは、一般的に、光硬化性樹脂又は光重合性樹脂を硬化させるために光を使用する。コンピュータ支援設計及び／又はコンピュータ支援製造（computer aided design and/or computer aided manufacturing、ＣＡＤ／ＣＡＭ）に基づくデータが、光硬化性樹脂の層上に光パターンを投影するために使用される。感光性樹脂は、通常は光が照射されることによって硬化し、パターンにしたがって硬化した樹脂の層が形成される。連続的に層を重ねることにより、所望の三次元オブジェクトが作製される。そのため、パターンは、三次元オブジェクトの所望の外形に応じて制御される。

通例、オブジェクトと光硬化性材料との間の境界においては、オブジェクトを構築した後に光硬化性材料の一部がオブジェクト上に存在する。光硬化性材料は、通例、例えば、光硬化性材料の粘度に依存して、様々な量でオブジェクト上に存在する。この過剰材料は、それがオブジェクトの実際の形状の上に追加的な構造を形成するため、並びに光硬化性材料は、多くの場合、粘着性を有し、望ましくないモノマーを含有し得、及び／若しくは（それゆえ）耐久性のある構造を形成し得ないため、概して望ましくない。したがって、現在、このような残留光硬化性材料は、多くの場合、オブジェクトに固体表面をもたらすために、ポストキュアされる。別のアプローチによれば、オブジェクトは、機械的に、又は化学溶液の助けを借りてクリーニングされ、任意選択的に、その後、ポストキュアされる。

積層造形によって作製されたオブジェクトをクリーニングするための既存のアプローチは有用な結果をもたらすが、効率的なクリーニングを提供し、オブジェクトの損傷又は影響を回避する方法が依然として必要とされている。このような方法は、望ましくは、オブジェクトを構築するための異なる化学材料に基づいて動作する種々の異なる積層造形プロセスのために利用可能でなければならない。

本発明は、積層造形によって物理的オブジェクト（本明細書においては更に「オブジェクト」と呼ばれる）を作製する方法に関する。本発明は、特に、積層造形によって歯科用修復材又は歯科装置を作製する方法に関し得る。

方法は、
（ａ）硬化性一次材料を供給するステップと、
（ｂ）硬化性一次材料の部分又は層を連続的に硬化させることによってオブジェクトを構築するステップと、
（ｃ）オブジェクトを動かし、これにより、（運動させることによって）質量慣性力を過剰硬化性材料中に発生させることによって、オブジェクトを過剰硬化性材料からクリーニングするステップと、
を含む。

過剰材料は、硬化性一次材料及び硬化性二次材料のうちの少なくとも一方によって形成される。これは、過剰材料は、硬化性一次材料、硬化性二次材料によって、あるいは硬化性一次材料及び硬化性二次材料の組み合わせによって形成できることを意味する。

本発明は、積層造形によって構築されたオブジェクトを、望ましくない付着性の過剰材料を除くよう、例えば、オブジェクトに付着した任意の硬化性一次又は二次材料の少なくとも一部を除くよう、広範にクリーニングすることを可能にするため、有利である。特に、オブジェクトのクリーニングは非侵襲的であり、非接触式である。したがって、オブジェクトは、例えば、クリーニングツール又はクリーニング剤によって生じ得るもののような、構造的損傷又は機械的破損を防止される。更に、クリーニングが物理作用に基づくため、クリーニングは、概して、過剰材料の化学組成とは無関係である。具体的には、化学クリーニングのための溶剤又はクリーニング剤が必要ない（ただし、化学クリーニングステップを追加的に適用してもよい）。したがって、本発明は、異なる化学塩基に基づく種々の硬化性一次及び二次材料と共に用いることができる。

用語「質量慣性力」は、本明細書において言及するとき、単位質量当たりの力として規定することができ、したがって、単位ｍ／ｓ^２で規定することができる。更に、質量慣性力は、重力加速度の係数であるＧによって表すことができる。本明細書の目的のために、重力加速度は９．８１ｍ／ｓ^２である。それゆえ、例えば、９．８１ｍ／ｓ^２の質量慣性力は１Ｇと表すことができる。

用語「硬化性一次材料」は、好ましくは、オブジェクトを構築するために用いられる材料の種類の未硬化の材料を指す。更に、用語「硬化性二次材料」は、オブジェクトが造形される材料とは異なる材料の未硬化の材料を指す。硬化性二次材料は、造形されたオブジェクトに適用され、例えば仕上げのために、造形されたオブジェクトにコーティングすることができる。用語「硬化性（hardenable）」は、本明細書で使用するとき、「重合性（polymerizable）」を含むか、又はそれに対応し得る。

硬化性一次材料及び硬化性二次材料、ひいては、同様に、過剰材料は、好ましくは、液体又はペースト状である。したがって、硬化性一次及び二次材料並びに過剰材料はまた、流動性を有する。硬化性一次及び二次材料は粉末でなくてもよい。

過剰材料は、好ましくは、オブジェクトの一部を形成しない。具体的には、過剰材料は、物理的オブジェクトを作製するために用いられる特定の種類の積層造形プロセスから生じ得る。例えば、物理的オブジェクトを作製するために用いられる特定の種類の積層造形プロセスは、望ましくない硬化性一次材料がオブジェクトに付着するという結果を生来的に生じさせる。このような付着した硬化性一次材料は、例えば、オブジェクトの外面上に膜の形態で存在し得る。

本発明によれば、付着した硬化性一次又は二次材料の少なくとも一部は、好ましくは、付着性の過剰材料に作用する加速力又は質量慣性力の結果、オブジェクトから分離させられる。加速力又は質量慣性力は、オブジェクトを運動させること、例えば、回転させることによって誘起される。この点における表現「オブジェクトから分離させられる」は、付着した硬化性一次又は二次材料の部分が、オブジェクトの外面を覆う膜から分離することを包括する。それゆえ、膜は本発明のクリーニングステップ（ｃ）の間に減少し得る。付着した硬化性一次又は二次材料の非常に薄い均一な膜又は粒子がクリーニング後に残存し得ることに留意されたい。しかし、このような残存した膜はポストキュアすることができ、したがって、オブジェクトの一部を最終的に形成することができ、過剰材料に属さないようにすることができる。したがって、本発明の方法は、好ましくは、（ｄ）ステップ（ｃ）の後に残留硬化性一次又は二次材料をポストキュアするステップを含む。好ましくは、ポストキュアのステップは、パターン化されていない光源、例えば、スポット光又は面発光体を用いて実行される。残留硬化性一次又は二次材料は、例えば、オブジェクトの層の移行部における、オブジェクトの隅部に集まる傾向があり、これにより、残留硬化性一次又は二次は、硬化すると、（段のある外面とは対照的に）滑らかな外面をもたらすのを助けることが見いだされた。

積層造形は、概して、硬化性一次材料の部分又は層を連続的に光硬化させることに基づき得る。積層造形（又は積層造形プロセス）は、ステレオリソグラフィ（Stereolithography、ＳＬＡ）、マルチジェットモデリング（Multi Jet Modeling、ＭＪＭ）、及びフィルム転写イメージング（Film Transfer Imaging、ＦＴＩ）のうちの少なくとも１つを含み得る。これらの積層造形プロセスは全て、通例、オブジェクトを構築するための液体及び／又はペースト状の光硬化性材料を用いる。

ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）は、通例、硬化性一次材料の選択部分を光によって露光することによって、硬化性一次材料の部分、特に、層を硬化させることに基づく。ステレオリソグラフィは、通例、硬化性一次材料の部分を選択的に硬化させるための位置決め可能なレーザ光ビームを用いる。更に、又は代替的に、プロジェクタが、硬化性一次材料の部分を選択的に硬化させるための光源として用いられ得る。１つのプロジェクタベースの積層造形プロセスは、概して、デジタルライトプロセッシング（商標）（Digital Light Processing、ＤＬＰ）と呼ばれる。ステレオリソグラフィ及びプロジェクタベースの積層造形プロセス（ＤＬＰ及び他のものを含む）は、本明細書において「ステレオリソグラフィ」と呼ばれる。ただし、積層造形の技術分野においては、これらのプロセスは代替を構成すると理解することができる。

一実施形態では、本発明の方法は、積層造形によって物理的オブジェクトを作製するためのシステム上で実行される。したがって、本発明は、追加的に、本明細書において開示されるとおりの本発明の方法を実行するように構成されたシステムに関し得る。具体的には、システムは、発明の方法の少なくともステップ（ａ）及び（ｂ）を実行するように構成された積層造形のためのデバイスを備え得る。更に、システムは、本発明の方法の少なくともステップ（ｃ）を実行するように構成された後処理デバイスを備え得る。積層造形のためのデバイス及び後処理デバイスは、互いに独立して動作するように構成することができるか（例えば、２つの別個のデバイスの形態のシステムを形成し得る）、あるいは組み合わせて動作し得る（例えば、組み合わせて１つのデバイス又はシステムを形成し得る）。

好ましくは、システムは、硬化性一次材料を受け入れるための槽と、オブジェクトを担持するためのビルドキャリヤを有する。ビルドキャリヤはビルド面を形成する。ビルド面は、好ましくは、槽の支持面と平行である。槽は、好ましくは、透明であるか、又は少なくとも透明な底壁を有する。底壁が、好ましくは、支持面を形成する。ビルド面及び支持面は互いに対向している。更に、ビルド面は、好ましくは、重力中心の方に面しており、それに対して、支持面は反対方向に面している。支持面はある量の硬化性一次材料を（このような材料が存在する場合に）支持する。それに応じて、槽は、硬化性一次材料を槽内に保持するための周囲の側壁を有する。槽及びビルドキャリヤは、好ましくは、互いに対して移動可能である。槽及びビルドキャリヤは、好ましくは、計算機数値制御（Computer Numerical Control、ＣＮＣ）によって互いに対して位置決めすることができる。より具体的には、槽及びビルドキャリヤは、好ましくは、支持面及びビルド面と垂直な方向に移動可能であり、互いに対して位置決め可能である。この方向は、本明細書において、更に、「ビルド方向」と呼ばれる。ビルド方向は、オブジェクトが連続的に構築される方向に更に対応する。

システムは、概して、上述されたプロセスのうちの任意のものに基づき得る。特定の実施形態では、システムは、光源、特に、イメージプロジェクタがビルドキャリヤの反対側において槽の下に配置される、ＤＬＰに基づく。このようなシステムでは、オブジェクトは、積層造形の間に、重力中心から遠ざかるように移動させられる。更に、プロジェクタは、重力中心から遠ざかる方向に光を投影する。イメージプロジェクタは、特に、支持面を通してキャリヤに向けて画像の形態の光を投影するように構成されている。光は、好ましくは、硬化性一次材料中に含まれる光開始剤に応じて選択される。例えば、イルガキュア（登録商標）ＴＰＯのようなアシルホスフィンオキシドベースの光開始剤が硬化性一次中に含まれる場合には、イメージプロジェクタは、好ましくは、少なくとも、３４０ｎｍ〜４３０ｎｍの波長のＵＶ光を照射する。イルガキュア（登録商標）ＴＰＯは、通例、約３８１ｎｍの吸収極大を有する、３５０ｎｍ〜４２０ｎｍの吸収スペクトルを有する。しかし、イメージプロジェクタは、更なる波長の光を照射するように構成してもよい。例えば、イメージプロジェクタは、少なくとも４５０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長内の青色光及び／又は３８０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長範囲の白色光を照射するように適合してもよい。

代替的なシステムはまた、硬化性一次材料を受け入れるための槽と、オブジェクトを担持するためのビルドキャリヤとを有する。ビルドキャリヤは、好ましくは重力中心から遠ざかる方に面したビルド面を形成する。支持面はある量の硬化性一次材料を（このような材料が存在する場合に）支持する。槽は、硬化性一次材料を槽内に保持するための周囲の側壁を有する。槽及びビルドキャリヤは、好ましくは、互いに対して移動可能である。槽及びビルドキャリヤは、好ましくは、計算機数値制御（ＣＮＣ）によって互いに対して位置決めすることができる。より具体的には、槽及びビルドキャリヤは、好ましくは、ビルド面と垂直な方向に移動可能であり、互いに対して位置決め可能である。システムは、槽の上方に配置されたレーザ光源を有し得る。このようなシステムでは、オブジェクトは、積層造形の間に、重力中心に向けて移動される。更に、レーザ光源は、重力中心に向かう方向に光を投影する。この場合も先と同様に、光は、好ましくは、上述したように、硬化性一次材料中に含まれる光開始剤に応じて選択される。

一実施形態では、オブジェクトを構築するステップ（ｂ）は、硬化性一次材料からの層を供給するステップを含み得る。好ましくは、硬化性一次材料からなる層はビルド面と支持面との間に形成される。硬化性一次材料の層が（本発明の方法のステップ（ｂ）において定義されるように、以前に硬化された場合には、硬化性一次材料の層は、硬化した層と支持面との間に形成される。層を形成するために、硬化性一次材料を槽に供給することができ、ビルドキャリヤ及び槽は、既定の位置に向けて配置することができる。好ましくは、層は、ビルド方向に沿った層厚を有する。ビルド面と支持面との間の距離は層厚に対応するか、又は層厚を形成する。オブジェクトの１つ以上の層が造形されると、層厚は、それぞれの硬化した層と支持面との間の距離に対応する。ビルド面の最も近くに位置する硬化した層は、最下層の硬化した層と呼ばれる。最下層の硬化した層は、支持面に面する表面を有する。したがって、オブジェクトが少なくとも部分的に構築された場合には、硬化性一次材料からの層は最下層の硬化した層の表面と支持面との間に形成される。

更なる実施形態では、本方法は、硬化性一次材料の層の体積要素を硬化させるステップを含む。体積要素の厚さが層厚に対応する。具体的には、硬化性一次材料からなる層は、イメージプロジェクタから照射された光に露光することができる。硬化した体積要素の形状は、通例、イメージプロジェクタによって硬化性一次材料の層に向けて投影された画像に対応する。例えば、イメージプロジェクタによって投影されたリング状の画像は、通例、層厚に対応する厚さを有する硬化した一次材料のリングを作り出す。体積要素はビルド方向の周りの周囲面を形成する。この体積要素は必然的に硬化性一次材料と接触している。例えば、リング状の体積要素が画像投影によって作り出される場合には、このようなリング状の体積要素は、（画像の外側にあり、それゆえ、光に露光されなかった）硬化性一次材料と接触した概ね円筒形の周囲面を形成する。

更なる実施形態では、本方法は、体積要素をビルド方向に（厚さの方向に）移動させるステップを含む。具体的には、ステレオリソグラフィを用いるとき、体積要素は、更なる硬化性一次材料が体積要素の上に流れることを可能にするよう、降下させることができ、又は−代替的に−体積要素は、更なる硬化性一次材料が体積要素の下に流れることを可能にするよう、（具体的には、体積要素と支持面との間で）上昇させることができる。それゆえ、硬化性一次材料の更なる層が作り出される。

本方法は、更なる体積要素を硬化させるステップを更に含み得る。更なる体積要素は硬化性一次材料の更なる層内で硬化される。

硬化性一次材料の層の体積要素を硬化させるステップ、体積要素をビルド方向に移動させるステップ、及び更なる体積要素を硬化させるステップは、好ましくは、オブジェクトが造形されるまで繰り返される。

一実施形態では、硬化性二次材料は硬化性一次材料とは異なる。例えば、硬化性二次材料は、硬化性一次材料が基づく化学組成とは異なる化学組成に基づき得る。具体的には、硬化性二次材料は、硬化性一次材料の色及び／又は色調とは異なる色及び／又は色調を有し得る。

一実施形態では、硬化性一次材料は、光重合性樹脂である。更に、硬化性二次材料は、光重合性樹脂であり得る。硬化は、好ましくは、硬化性一次材料及び／又は硬化性二次材料に光を照射することによって実行される。光は、本明細書において指定されるとおりのＵＶ光、青色光又は白色光であるか、又はそれを含み得る。

一実施形態では、硬化性一次材料及び硬化性二次材料は、アシルホスフィンオキシド、特に、イルガキュア（登録商標）ＴＰＯを光開始剤として各々含む調合物に基づく。硬化性一次材料及び第２の材料は、（メタ）アクリレート部分を反応基として有するモノマーに更に基づき得、充填剤、染料、及び着色剤を含有し得る。

ステップ（ｃ）において発生される質量慣性力は少なくとも１００ＧのＧ力に対応する。１００Ｇの質量慣性力は、中程度から高い粘性の光硬化性材料を除去するのに適することが分かっている。当業者は、クリーニングステップ（ｃ）のために必要とされる質量慣性力は、より低い粘性の材料に対してはより低く、より高い粘性の材料に対してはより高くなり得ることを認識するであろう。質量慣性力は、通例、回転速度を調整することによって調整することができる。例えば、半径は、通例、オブジェクトのサイズ及び後処理デバイスの構成によって決定され、これにより、質量慣性力は、オブジェクトが運動させられる回転速度によって調整することができる。好ましくは、ステップ（ｃ）に係る運動は、オブジェクト（過剰材料を含む）が空気（特に、周囲空気）によって包囲された状態で実行される。これは、過剰材料が空気（特に、周囲空気）と直接接触していることを意味する。

一実施形態では、ステップ（ｃ）において、オブジェクトの運動はオブジェクトの回転又はスピンである。したがって、質量慣性力は遠心力によって発生されることができる。したがって、ステップ（ｃ）は、オブジェクトをスピンさせ、これにより、遠心力を過剰硬化性材料中に発生させることによって、オブジェクトを過剰硬化性材料からクリーニングすることであると定義することができる。

表１における例では、本方法のステップ（ｃ）に従ってオブジェクトを運動させた（具体的には、回転させた）。オブジェクトを（左端の列において指定されているとおりの）異なる回転速度で異なる回転軸の周りに回転させた。回転軸から最も遠くに位置付けられたオブジェクトの点又は区域が（列ｒにおいて指定されたとおりの）半径として測定された。表１内の最後の行において提供された例では、オブジェクトの回転軸がオブジェクトの外側にあるよう、オブジェクトは実験室の遠心分離機内に配置された。また、回転速度ｎが、１分当たりの回転数から１秒当たりの回転数への変換として提供されている。（列ａにおいて提供される）質量慣性力は次式によって決定することができる：

更に、Ｇ力は次式によって決定することができる：

過剰材料の粒子に対する遠心力は、回転速度、及び回転軸からの粒子が位置する半径に依存することに留意されたい。したがって、（典型的には、歯科用修復材の場合のように）不均一な外部形状を有するオブジェクト上の過剰材料は異なる遠心力にさらされる。しかし、少なくとも、オブジェクトの回転の回転軸からオフセットして位置するオブジェクトの外面部分の過半については、以上において指定された回転速度において満足なクリーニング効果に到達することができることが見いだされた。更に、回転軸のより近くに（又はその内部に）位置するオブジェクトのそれらの外面部分については、クリーニングステップは、オブジェクトを異なる更なる回転軸の周りに回転させることによって実行できることが見いだされた。

したがって、本発明のステップ（ｃ）に係るオブジェクトの回転は、好ましくは、少なくとも第１の回転軸及び第２の回転軸の周りに実行される。好ましくは、第１及び第２の回転軸の各々の周りの回転は多回転を含む。具体的には、ステップ（ｃ）に係る第１及び第２の回転軸の各々の周りの回転は、少なくとも１５秒、例えば、１５秒〜２００秒の期間、実行される。そのために、第１の回転軸及び第２の回転軸は異なる向きを有する。それゆえ、積層造形によって造形されたオブジェクトの外面を過剰材料から効果的にクリーニングすることができる。オブジェクトの回転は、複数の回転軸、又は１、２若しくは３次元で連続的に傾斜することができる回転軸を中心に実行することができる。回転軸が１、２若しくは３次元で連続的に傾斜することができる実施形態は、ジンバル又はカルダン懸架装置によって達成することができる。

一実施形態では、第１及び第２の回転軸の周りのオブジェクトの回転は同じ回転速度で実行される。

一実施形態では、第１の回転軸の第１の向き及び第２の回転軸の異なる第２の向きは調整可能であるか、又は調整される。

一実施形態では、オブジェクトは、オブジェクトから歯科用修復材を提供するためのワークピースを含む。したがって、ワークピースは、オブジェクトが造形され、クリーニングされた後に、オブジェクトの任意の更なる構造が除去された、歯科用修復材に対応し得る。それゆえ、ワークピースは歯の形状を含み得る。例えば、ワークピースは、歯科用クラウン、歯科用ブリッジ、又は歯科用インレーであり得る。オブジェクトは、更に、好ましくは、固定部分を含む。固定部分は、好ましくは、歯科用修復材の部分を形成しない。むしろ、固定部分は、オブジェクトを過剰材料からクリーニングするために、オブジェクトを後処理デバイス内に保持するように構成することができる。オブジェクトは、ワークピース及び固定部を互いに接続する１つ以上の支持構造を更に含み得る。支持構造もまた、好ましくは、歯科用修復材の部分を形成しない。したがって、歯科用修復材を得るために、本方法は、支持構造をワークピースから除去するステップを含み得る。

オブジェクトは、支持構造を介して１つの共通固定部に配置された２つ以上のワークピースを更に含み得る。これは、いくつかの歯科用修復材を同時に造形し、１つのオブジェクトであるが、数個の歯科用修復材に対して一度にクリーニングステップを実行することを可能にする。

一実施形態では、オブジェクトは、オブジェクトからなる歯科器具を提供するためのワークピースを含む。このような歯科器具は、１つ以上の歯列矯正用ブラケット又は歯列矯正用アライナなどの、歯科矯正装置を含み得る。概して、歯科矯正装置は、患者の歯群を初期位置（時として「不正咬合」と呼ばれる）から所望の最終位置（時として「理想位置」と呼ばれる）に向けて整列させるために用いられる。

歯列矯正用ブラケットは、通例、ブラケットを患者の歯に取り付けるためのブラケットベース、及び歯科矯正用アーチワイヤを、ブラケット本体によって形成されたスロット内に受け入れるためのブラケット本体を含む。更に、歯列矯正用アライナは、患者の生歯の列内のいくつかの歯群の陰形状を複製するトレーによって形成することができる。歯列矯正用アライナは、歯群が患者の歯群の初期位置と比べて若干異なる位置を有する歯群の陰形状を複製し得る。それゆえ、歯列矯正用アライナをしばらくの間、歯群の上に配置することによって、歯群は、歯列矯正用アライナにおいて表される位置の方へ促される。歯科矯正装置は、いわゆる歯列矯正用位置決めトレー又はテンプレートを更に含み得る。歯列矯正用位置決めトレーは、通例、位置決めトレーの助けによって、患者の歯群の上に位置決めし、設置することができる歯列矯正用ブラケットを受け入れるために準備される。

歯科矯正装置は、患者の歯の陽形状を更に複製し、患者の歯の陽型枠を形成し得る。陽型枠は、プラスチックフィルムを陽型枠の上で深絞り成形することによって、歯列矯正用アライナ又は歯列矯正用位置決めトレーを作製するために用いることができる。

歯科器具は、歯群の陰形状を複製する歯科用キャビティを更に含み得る。このような歯科用キャビティは、患者の歯群の石こう模型を鋳造するために、又は不完全な歯を、修復用の歯科材料によって完成させるために用いることができる。

一実施形態では、本方法は、ステップ（ｃ）に従ってオブジェクトをクリーニングするためにオブジェクトをモータ駆動式後処理デバイス内に位置付けるステップを更に含む。後処理デバイスは振とう器又は遠心分離機であり得る。

一実施形態では、遠心分離機は、モータ、並びにモータによって駆動可能である、若しくは駆動されるスピンドルを含む。スピンドルは、その上にオブジェクトを保持するために設けられている。したがって、スピンドルは、オブジェクトを受け入れ、及び／又は保持するためのレセプタクルと見なすことができる。具体的には、オブジェクトの固定部分は、遠心分離機のスピンドルと機械的に結合するように構成することができる。例えば、固定部分は、（好ましくは、若干の）圧力嵌めを介してオブジェクトをスピンドル上に差し込むための空洞を有し得る。好ましくは、固定部分は、オブジェクトを２つの異なる回転軸を中心に回転させるために、スピンドルに差し込むための異なる向きに沿って延びる２つの空洞を有する。

更なる実施形態では、遠心分離機は、１つ以上のホルダが懸架される、モータ駆動可能又はモータ駆動式ロータを含む。好ましくは、ホルダは、ロータに旋回可能に懸架されており、これにより、ロータの回転中に、ホルダ（単数又は複数）は、遠心力の結果、径方向外向きに旋回する。ホルダは、通例、遠心力を作用させるべくオブジェクトを受け入れるために設けられている。更に、オブジェクトをその中に配置し、保持するためのトレーが設けられていてもよい。トレーは、更に、ホルダ内に保持可能及び／又は受け入れ可能である。

一実施形態では、振とう器は、モータと、ロータの回転を非完全円経路に沿った運動に変換するための変換器とを備える。非完全円経路は、直線運動、又は（例えば、３６０度未満にわたる）部分円運動であり得る。それゆえ、振とう器は、オブジェクトを２つの極限位置の間で運動させることができる。極限位置に接近し、そこから離れる際に、オブジェクト（ひいては過剰材料）は、それぞれ減速及び加速による質量慣性力にさらされる。同様の効果は、代替的な経路上の運動によっても達することができる。このような代替的な経路は、直線（部分円）運動及び完全円運動の組み合わせであり得る。例えば、非完全円経路は、８の字状（若しくは本質的に８の字状）の形をした経路に沿った運動、又は長円形（若しくは本質的に長円形）に沿った運動であり得る。更に、概ね直線状又は部分円状の運動をもたらすが、直線（部分円）運動に対して横方向の追加の運動を可能にする振とう器が存在する。このような振とう器では、非完全円経路は、比較的任意の横方向運動、並びに直線（又は部分円）運動で構成される。本明細書において開示される諸原理に基づく振とう器は、例えば、歯科学の分野において、アマルガム又は粉末液体材料を混合するために用いられる。

一実施形態では、本方法は、オブジェクトをトレー内に配置するステップを更に含む。トレーは、好ましくは、オブジェクトを受け入れるためのレセプタクルを含む。レセプタクルは、段付きの構成を有する貫通孔として形成してもよい。それゆえ、貫通孔は、段の一方の側では、より広い部分、及び段の他方の側では、より狭い部分に沿って延び得る。貫通孔の段は、その上にオブジェクトを保持するために用いられる。具体的には、オブジェクトの固定部分は、より広い部分に嵌合し、貫通孔の段に載るようにサイズ及び形状を設定することができされ得、その一方で、オブジェクトのワークピースは貫通孔のより狭い部分内に、又はそれを貫通して延びる。

更なる実施形態では、本方法は、トレーを遠心分離機内に配置するステップを含む。トレーは、上述されたとおりの遠心分離機のホルダ内に配置することができる。

更なる実施形態では、本方法は、遠心分離機によってトレー内のオブジェクトに遠心力を作用させるステップを含む。これにより、オブジェクトは、好ましくは、過剰材料からクリーニングされる。

本発明は、更に、オブジェクトを過剰材料からクリーニングするための遠心分離機の使用に関する。オブジェクトは積層造形によって作製される。オブジェクトは、好ましくは、光重合性樹脂又は材料に基づく積層造形プロセスによって、例えば、ステレオリトグラフィ（Stereolitographie）、特に、本明細書において説明されるとおりのデジタルライトプロセッシングによって作製される。オブジェクトは、好ましくは、硬化した一次材料で少なくとも部分的に、又は部分的に形成される。硬化した一次材料は、硬化性一次材料を硬化させることによって得ることが可能であるか、又は得られる。過剰材料は、オブジェクト、特に、少なくともオブジェクトの外面に付着し得る。過剰材料は、硬化性一次材料及び硬化性二次材料のうちの少なくとも一方によって形成される。一般的に望ましくないが、オブジェクトは、硬化した一次材料と過剰材料との間に硬化性一次材料を更に含み得る。例えば、硬化性一次材料及び過剰材料は、オブジェクトを構築するために用いられる積層造形プロセスから必然的に生じる１つの膜を形成し得る。膜の（通例大きな）部分は本発明の方法によるクリーニングステップによって除去可能である。膜のこのような除去可能な部分は過剰材料に対応する。他方で、膜の残存した（通例小さな）部分は（少なくとも経済的観点からは）除去可能でない場合があり、オブジェクトの一部分を形成することがある。膜のこの残存部分は、適切な波長の光に露光することによって、後硬化又はポストキュアすることができる。

本発明は、更に、遠心分離機に関する。遠心分離機は、本明細書における本発明の他の諸態様と共に同様に開示されるトレーを備える。トレーは、積層造形によって作製された対応する複数のオブジェクトを受け入れるための複数のレセプタクルを含む。遠心分離機は、少なくとも１つのホルダが旋回可能に懸架されたロータを更に備える。更に、トレーはホルダ内に取り外し可能に保持可能であるか、又は保持される。遠心分離機は、好ましくは、オブジェクトに遠心力を作用させ、これにより、遠心力を過剰材料中に発生させることによって、オブジェクトを過剰材料からクリーニングするように構成されている。

一実施形態では、レセプタクルは貫通孔の形態で設けられている。貫通孔はトレーを貫いて延び、トレー内のそれぞれのレセプタクル開口を形成し得る。好ましくは、レセプタクル開口にまたがる回収容器が提供される。回収容器はカップ状であってよく、好ましくは、内部又は近傍にトレーを配置することができる開口を形成する。したがって、回収容器は、遠心力によりオブジェクトから分離された過剰材料が回収容器に回収されるように配置されている。

一実施形態では、トレーは、２つ以上の腕（ray）を備える遠心分離機のロータを釣合わせることを可能にするカウンタバランサを含む。カウンタバランサは、異なる不釣合いを補償する位置に調整可能である。更に、カウンタバランサは、異なる不釣合いを補償するために異なるカウンタバランサと交換可能であり得る。

更なる実施形態では、トレー、回収容器、又はホルダのうちの少なくとも１つはロータに対して２つの異なる回転軸の周りに回転可能であり得る。例えば、ホルダは、好ましくは、ロータの回転軸と垂直である旋回軸の周りに回転可能である。したがって、ホルダは回転軸の径方向の方向に（チェアロプレーンのように）旋回することができる。更に、トレー及び／又は回収容器は、旋回軸と垂直である回転軸の周りに回転可能であり得る。それゆえ、遠心力を作用させている間に、オブジェクトは異なる回転軸の周りに配向し得る。したがって、クリーニング効果を最大化することができる。

一実施形態では、複数のレセプタクルは少なくとも１つのオブジェクト又は複数のオブジェクトを含む。更に、複数のレセプタクルの各々において、１つのオブジェクトが受け入れられてもよい。しかし、複数のレセプタクルのうちの一部のみにおいて、オブジェクトが受け入れられてもよいことに留意されたい。

本発明と共に使用することができる積層造形のためのデバイスの概略図である。 本発明の方法を用いて作製することができるオブジェクトの斜視図である。 図２に示されるオブジェクトの異なる斜視図である。 本発明の一実施形態による遠心分離機上に取り付けられたオブジェクトの部分断面図である。 本発明の一実施形態による遠心分離機上の上面図である。 本発明と共に使用することができるトレーアセンブリの斜視図である。 図６に示されるトレーアセンブリの斜視断面図である。 本発明と共に使用することができるトレーの部分斜視図である。 トレーが使用されている遠心分離機の動作時における図８のトレーの部分斜視図である。

図１は、本発明の方法による、積層造形によって物理的オブジェクト１００を作製するためのデバイス１を示す。本例では、デバイス１は、歯科用修復材を構築するために用いられる。したがって、本例における物理的オブジェクト１００は歯科用修復材である。歯科用修復材は、例えば、歯科用クラウン、歯科用ブリッジ、歯科用インレー、又は１本以上の交換歯を含む。

デバイス１は、硬化性一次材料が供給される槽３を備える。硬化性一次材料を供給するために、デバイス１は、硬化性一次材料を貯蔵するための１つ以上のタンク（図示せず）と、硬化性一次材料の部分を槽３内に分注するための手段とを有し得る。硬化性一次材料は、所望に応じて、異なる歯色で選択的に供給してもよい。本例では、硬化性一次材料は、光硬化性樹脂（歯科材料の実践分野において一般的に光重合性樹脂とも呼ばれる）である。硬化性一次材料は液体又はペースト状の（およびそれゆえ、流動性の）コンシステンシーを有する。槽３は光透過性ベース２を有する。本例では、槽３全体が透明な材料で作製されている。槽３のための適切な材料としては、例えば、シリカガラス又はポリカーボネートが挙げられる。必要に応じ、他の材料を用いることもできる。

槽３は、一般的にカップ形状である。特に、槽３は、底壁３ａと側壁３ｂとを有し、底壁３ａの反対側に開口が形成されている。この実施例における槽３は、一般的に円形（円形の側壁を有している）であるが、他の形状であってもよい。

デバイス１は、概して、ステレオリソグラフィによってオブジェクト１００を構築するように構成されている。これは、硬化性一次材料の部分、特に、層を連続的に硬化させることによって、物理的オブジェクトが造形されることを意味する。したがって、各々の造形された層は、硬化した一次材料からなる。硬化した一次材料は固体である（及び流動性を有しない）。層が互いの上に「積層される」又は設けられる方向は本明細書において「ビルド方向」と呼ばれ、図において「Ｂ」と示される。残りの２つの方向における形状は、硬化した一次材料の層の各々の形状によって制御される。

硬化した一次材料の個々の層の形状は硬化性一次材料の層の選択部分の露光によって決定される。これは、本例ではイメージプロジェクタである、光源５によって実行される。イメージプロジェクタは、コンピュータによって、所望の厚さの層に仮想的にスライスされた３次元仮想オブジェクトに基づいて制御される（具体的には、画像を提供される）。イメージプロジェクタはデジタルライトプロセッシング（商標）に基づいてもよい。デジタルライトプロセッシング（Digital Light Processing、ＤＬＰ）は、半導体チップ上にマトリックス状に配置されたマイクロミラーを使用する。このような半導体チップは、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Devices、ＤＭＤ）として知られている。典型的なＤＭＤのミラーは、約５μｍ以下のサイズを有している。それぞれのミラーは、半導体の制御によって、２つの位置の間を移動可能である。一方の位置では、光出力を通してミラー上に向けられた光を反射するようにミラーが配置され、他方の位置では、ミラー上に向けられた光がプロジェクタを出ないようにミラーが配置される。それぞれのミラーは、通常は投影画像中の１つのピクセルを表しており、そのため、ミラーの数は、通常は投影画像の解像度に対応している。当業者であれば、他のプロジェクタ技術又はレーザビームを、本発明のデバイスにおいて同様に使用することができることを認識するだろう。

光源５はデバイス１の光透過性領域７の下に配置されている。光透過性領域７は、概ね水平に（重力の方向と垂直に）配置されており、光源５は、光透過性領域７が重力中心の方に面するその側に配置されている。本例では、光透過性領域７はデバイスのハウジング６内に設けられている。槽３は、光透過性ベース２を、光透過領域７の上に取り外し可能に配置している。したがって、光源５によって照射され、ハウジング６の光透過領域７を透過された光は、槽３の光透過性ベース２も透過される。更に、槽３がデバイス１内に取り外し可能に配置されるため、槽３は、別の槽、例えば、異なる色の硬化性一次材料と共に使用するための槽と交換することができる。

光透過領域７と光透過性ベース２とは、透明でくもっていないことが好ましい。それゆえ、光透過性ベースに投影された画像の画像鮮鋭度を最大化することができる。これはまた、オブジェクトを最高の精度で構築するための基礎となる。別の例では、光透過性領域及び光透過性ベースは一体に組み合わせられてもよいことに留意されたい。

デバイス１は、ビルドキャリヤ４を備えている。ビルドキャリヤ４は、光源５と反対の光透過性領域７のその側に配置されている。ビルドキャリヤ４は、デバイスによって造形されるオブジェクトを保持するように構成されている。ビルドキャリヤ４は、コンピュータ制御によって光透過性ベース２（及び光透過性領域７）に対して位置決めすることができる。具体的には、ビルドキャリヤ４は少なくともビルド方向Ｂに移動可能である。別の例では、ビルドキャリヤは、ビルド方向と垂直な１つ又は２つの方向に移動可能であってもよい。

オブジェクト１００は、デバイス１内で、ビルド方向Ｂに造形である。特に、造形プロセスは、最初に作製されたオブジェクトの部分又は層に対して下方に（重力方向に）実行される。これは、オブジェクト１００が造形されるにつれて、デバイス１がオブジェクト１００を上方に（重力中心から遠くへ、及び光透過性領域７から遠くへ）連続的に引き上げるため、達成される。

ビルドキャリヤ４は、支持体８を介してリニアドライブ９に接続されている。本例のリニアドライブ９は、支持体８に機械的に結合されたスピンドル（図示せず）を有し、支持体８はビルド方向内の２つの方向に移動可能である。リニアドライブ９は、モータ１０と、位置測定デバイスとを更に有している。そのため、支持体８及び取り付けられたビルドキャリヤ４は、計算機数値制御（ＣＮＣ）を介したデバイス１の制御によって精密に位置決めすることができる。当業者は、別の例では、支持体自体をビルドキャリヤとして構成することができることを認識するであろう。更に、当業者は、ビルドキャリヤは他の手段によってリニアドライブと接続することができることを認識するであろう。加えて、スピンドルドライブ以外のドライブが可能である。

図示された段階において、オブジェクト１００（本例では、歯科用クラウンを含む）はすでにデバイス１内で部分的に造形されている。一般的に、オブジェクト１００は、ビルドキャリヤ４と光透過性ベース２との間の領域において造形される。特に、オブジェクト１００は、オブジェクト１００の第１の端部１０１で支持構造１０３を介してビルドキャリヤ４によって保持されている。図示された段階において、ビルドキャリヤ４は、オブジェクト１００の反対側の第２の端部１０２と光透過性ベース２との間に空間１２が形成されるように配置されている。空間１２はビルド方向Ｂにおいて所定の厚さを有する。更に、硬化性一次材料１１が槽３内に供給される。硬化性一次材料１１の量は、所定の充填高さの一次硬化性の浴が形成されるように選択される。硬化性一次材料１１の充填高さは、空間１２の厚さに対応しているか、又はそれよりも高い。したがって、空間１２は、硬化性一次材料１１によって完全に充填されている。この段階で、イメージプロジェクタ５を使用して、光透過性ベース２を介して空間１２内に光を照射することができる。光は、光透過性ベース２に対して平行な平面内において、二次元パターンの形態で照射されることが好ましい。したがって、硬化性一次材料１１は、光パターンのパターンに応じて局所的に照射される。特に、パターンの光ピクセルはいずれも、光ピクセルの光に露光された硬化性一次材料１１のこのような部分を硬化させる。硬化性一次材料１１は、通常、ある程度光を透過するため、光は、空間１２内の硬化性一次材料１１を完全に通過する。したがって、硬化性一次材料の硬化によって、硬化した一次材料の部分（特に層）が作り出される。硬化した一次材料のこれらの部分は、すでに造形された所までのオブジェクト１００と接続し、より補完されたオブジェクトの部分になる。この段階から、補完されたオブジェクトを光透過性ベース２から後退させることができ、これにより、未硬化の硬化性一次材料によって充填された新たな空間を作り出す。硬化性一次材料は、オブジェクトを更に補完するために更なる光パターンの照射を受けることができる。これが、オブジェクトが層ごとに完全に造形されるまで、同じように続く。ビルドキャリヤ４は、光透過性領域７に面し、オブジェクト１００が付着する保持面を有する。保持面は、硬化した一次材料の保持をもたらす。硬化した一次材料の保持力は、光透過性ベース２上の硬化した一次材料の保持力よりも優っている。そのため、オブジェクトを光透過性ベースから引き離す際に、オブジェクトは光透過性ベースから離されるが、ビルドキャリヤには保持されたままで残る。当業者であれば、ビルドキャリヤ４及び光透過性ベース２の材料の選択、ビルドキャリヤ４及び光透過性ベース２の表面粗さの構成、保持エレメントの配置、又はこれらの組み合わせを含む、ビルドキャリヤにおける硬化した一次材料のより良好な付着力を制御するいくつかの技術的可能性を認識するであろう。光透過性ベース２は、任意選択的に、例えばポリテトラフルオロエチレンのような非粘着性コーティングで被覆される。それゆえ、硬化した一次材料は光透過性ベースから緩み、その一方で、硬化した部分は互いに付着する。したがって、後退の間における造形されたオブジェクトのいかなる分裂をも防止することができる。

オブジェクト硬化性一次材料の後退の間に、槽内の硬化性一次材料は、物理学の性質によって、出現する空間に吸い込まれる（又は、周囲の圧力によって押し込まれる）。充填高さが空間の厚さよりも下がる（それによってオブジェクト中にボイドが生じる可能性がある）ことを防止するために、オブジェクトの後退の前、及び／又は後退と同時に、硬化性一次材料が槽内に更に供給される。

オブジェクト１００が完全に造形されると、あらゆる支持構造１０３がオブジェクト１００から、例えば、もぎ取ることによって、除去される。更に、オブジェクトに付着した過剰な（液体又はペースト状の）硬化性一次材料が、望ましくは、除去される。オブジェクトが連続的に引き出された硬化性一次材料は、通例、完全に流れ落ちないため、過剰硬化性一次材料がオブジェクトに付着し得る。このような付着した過剰硬化性一次材料は、任意のクリーニングステップを省くために、硬化してもよいが（ポストキュアしてもよいが）、付着した硬化性一次材料は均一な層を形成しない場合があることが見いだされている。したがって、付着した過剰硬化性一次材料はオブジェクトの形状の精度に悪影響を及ぼし得る。

図２及び図３は、図２において説明されるとおりのデバイス内で造形されるオブジェクト１００を示す。オブジェクト１００は、支持構造１０３を介して固定部分１０５に接続されたワークピース１０４−本例では、歯科用クラウン−を含む。ワークピース１０４、支持構造１０３、及び固定部分１０５は、硬化した一次材料から造形される。固定部分１０５は、任意のいわゆる後処理ステップにおけるオブジェクト１００の操縦及び再現可能な位置決めを可能にする。しかし、固定部分１０５は−支持構造１０３と同様に−いわゆる消失部分、つまり、製造のためにのみ使用され、後にワークピースから除去される部分を形成する。後処理ステップは、例えば、クリーニング、ポストキュア、切断、研磨、及び／又はワークピース１０４（歯科用クラウン）からの支持構造１０３の除去を含み得る。本例では、固定部分１０５は、所定の角度位置におけるオブジェクト１００の再現可能な位置決めを可能にする平坦部１０５ａを有する。更に、第１及び第２の空洞１０５ｂ、１０５ｃが固定部分１０５内に設けられている。第１及び第２の空洞１０５ｂ、１０５ｃ（図３参照）は、以下においてより詳細に更に説明されるように、オブジェクト１００をモータ駆動式スピンドル上に装着することを可能にする。当業者は、後処理デバイス内におけるオブジェクトの位置付けを可能にする他の構造を提供することができるであろう。例としては、必要に応じて、ねじ、蟻継ぎ構造、差し込みロックの一部、及び他の構造が挙げられる。

図４は、遠心分離機２００上に取り付けられたオブジェクト１００を示す。遠心分離機２００はモータ駆動式スピンドル２０１を有する。具体的には、オブジェクト１００は、本例では圧力嵌めによって、固定部分１０５をスピンドル２０１に取り付けて受け入れられる。スピンドル２０１に対するオブジェクト１００の運動を防止するための耐ねじり構造が、圧力嵌めの代わりに、又はそれに加えて設けられてもよい。更に、遠心分離機２００は、スピンドル２０１を駆動するためのモータユニット２０２を有する。モータユニット２０２は、電源に接続されているか、又は接続可能である電気モータ（図示せず）を有する。モータの回転速度を調整し、それゆえ、スピンドル２０１の回転速度を調整するための制御ユニット２０３が、遠心分離機２００の一部として、又は外部ユニット（図示せず）として提供される。

本例では、オブジェクト１００は、第１の回転軸Ｒ１の周りの回転のためにスピンドル２０１上に取り付けられる。第１の回転軸Ｒ１はオブジェクト１００を貫いて延びる。本例では、第１の回転軸Ｒ１はオブジェクトの対称軸を近似する。用語「近似する」は、歯科用修復材部分は、通例、厳密に対称的でない自然な歯の構造を複製するという事実に応じている。更に、第１の回転軸Ｒ１はビルド方向（図１におけるＢ）と平行である。

オブジェクト１００は、回転軸Ｒ１に対して傾斜した第２の回転軸Ｒ２の周りに回転するようスピンドル２０１上に取り付けるように（図２及び図３における示される第２の空洞１０５ｂによって）更に準備されている。本例における第１及び第２の軸Ｒ１、Ｒ２の間の傾斜角は５０度である。必要に応じて、他の傾斜角も可能である。更に、第２の回転軸Ｒ２もまた、オブジェクト１００を貫いて延びる。したがって、オブジェクト１００は、第１及び第２の回転軸Ｒ１、Ｒ２の周りに続いて回転させることができる。オブジェクト１００の回転は、オブジェクト１００に付着した過剰な液体又はペースト状材料をオブジェクトから分離させる。それゆえ、オブジェクト１００を過剰硬化性一次材料から物理的にクリーニングすることができることが見いだされた。クリーニング効果は、通例、硬化性一次材料の１００％がオブジェクトから除去される結果はもたらさないものの、硬化性一次材料の約８０％〜９５％が除去できることが見いだされた。更に、オブジェクト上の残存した硬化性一次材料はいずれも、通例、均一な層を形成する。それゆえ、オブジェクトの全体形状の精度を最大化することができる。

クリーニング効果は、質量慣性力、具体的には、オブジェクト１００に付着した過剰材料に作用する遠心力によって生じる。第１及び／又は第２の回転軸Ｒ１又はＲ２上に位置付けられた過剰材料はいずれも、理論的に、このような遠心力によって影響を受け得ない。更に、第１及び第２の回転軸Ｒ１、Ｒ２のうちのいずれかの近くに位置付けられた任意の過剰材料にかかる遠心力は、第１及び／又は第２の回転軸Ｒ１、Ｒ２からより遠くに位置付けられた過剰材料にかかる遠心力よりも低い。しかし、オブジェクトを少なくとも２つの回転軸（例えばＲ１、Ｒ２）の周りに回転させることによって、変化する遠心力から生じるクリーニング効果へのいかなる影響も最小限に抑えることができることが見出された。

第１及び第２の空洞１０５ｂ、１０５ｃは、好ましくは、第１及び第２の空洞１０５ｂ、１０５ｃの各々の、それぞれ、第１及び第２の回転軸Ｒ１、Ｒ２の周りのオブジェクトの回転が釣合うよう、オブジェクト１００に対して位置決めされ、配向される。好ましくは、第１及び第２の回転軸Ｒ１、Ｒ２は第１及び第２の空洞１０５ｂ、１０５ｃの中心軸をそれぞれ形成する。釣合った回転のための第１及び第２の空洞１０５ｂ、１０５ｃの位置及び向きは、オブジェクトの設計の間にコンピュータ支援によって決定することができる。更に、固定部分に、オブジェクトを回転のために釣合わせるための追加の構造及び／又はボイドが設けられてもよい。

回転速度は、硬化性一次材料の物性（特に、レオロジー挙動）、及びオブジェクトのサイズに従って選択される。本例では、オブジェクト１００は第１の回転軸Ｒ１を中心として約１０ｍｍの最大直径を有する。

およそ６５００回転／分の回転速度（空気中で回転）は、オブジェクトの任意の不釣合いの質量から発生する力に起因する機械的損傷をオブジェクトに生じさせることなく、良好なクリーニング効果をもたらした。オブジェクトは、ワークピース１０４の形状のゆえに本質的に存在する不釣合いの質量が、固定部分１０５の形状によってもたらされるカウンタバランサによって補償される様態で造形してもよいことに留意されたい。

本例におけるＧ力は、５ｍｍ（オブジェクトの１０ｍｍの直径を２で除算したもの）の距離（又は半径）における任意の点又は区域に対して、２３６Ｇであった。Ｇ力が依然として１００Ｇを上回る２．５ｍｍの回転軸からの距離又は半径を有するオブジェクトの区域においては、依然として、優れたクリーニング効果があった。

オブジェクト１００は回収容器２１０内で回転させられる。これは、オブジェクトから排出してくる硬化性一次材料を回収するためのものである（及び硬化性一次材料が周囲の区域を汚染するのを回避するためのものである）。本例における回収容器２１０は空気を包含する（空である）。別の例では、任意の過剰材料をオブジェクトから除去するための溶剤を回収容器に提供してもよい。しかし、このようなクリーニングは、概して、質量慣性力によって生じることはなく、したがって、本発明の方法ステップに追加して実行することができる。

第１及び第２の回転軸Ｒ１、Ｒ２の位置及び向きは別様に選択することができることに留意されたい。

図５は、例示的な代替遠心分離機３００を示す。図示の例のような遠心分離機又は同様のものは、例えば、化学又は生化学実験室用に市場で入手可能である。遠心分離機３００は、各々、１つ以上のサンプルをスピン（又は遠心力の作用）のために収容するための４つのホルダ３０２を有するロータ３０１を有する。ロータ３０１はモータパワーによって、調整可能な速度で回転軸Ｒの周りに回転可能である。

本例では、ホルダ３０２の各々において、図６及び図７においてより詳細に説明されるように、（従来技術の部分でない）トレーアセンブリ３１０が配置される。

図６及び図７は、トレーアセンブリ３１０が受け入れられるホルダ３０２を示す。ホルダ３０２は上端部３１９及び下端部３１８を有する。更に、各ホルダ３０２は上端部と下端部との間のホルダ３０２の次元に長手方向軸Ａを有する。ホルダ３０２は、ロータ（図５における３０１）において回転可能に懸架される（本図には示されていない）。ホルダ３０２は、回転軸（図５におけるＲ）の径方向における回転のために、ホルダ３０２の上端部の近傍でロータにおいて懸架される。それゆえ、遠心分離機３００の動作時、ホルダ３０２は、遠心分離機のロータの回転によって生じる遠心力の結果、それらの下端部３１８を径方向外側に向けて傾く。傾きは、チェアロプレーンの椅子の径方向運動のように想像することができる。ロータの回転速度が０である場合には、ホルダ３０２は、それらの長手方向軸Ａを鉛直にして（本質的に、重力に即して）配向される。ロータの回転速度が高いほど、ホルダ３０２は、長手方向軸Ａが回転軸の半径方向に近づくよう、大きく傾斜する。本例におけるホルダ３０２はカップ状であり、上端部３１９において開口３１２（図７参照）を形成する。更に、ホルダ３０２は下端部３１８上で閉じている。それゆえ遠心力を受けたオブジェクトから脱出した物質をいずれもホルダ内に捕獲することができ、遠心分離機の汚染を防止することができる。しかし、当業者は、ホルダは、用いられる遠心分離機の種類に依存して異なる形状を有し得ることを理解するであろう。

トレーアセンブリ３１０はホルダ３０２の開口３１２内、又はその上に受け入れられる。本例では、トレーアセンブリ３１０はトレー３１３及び回収容器３１５を備える。回収容器３１５はカップ状であり、トレー３１３が受け入れられるソケット３１７を形成する。したがって、遠心力を受け、トレー３１３内に受け入れられたオブジェクトから分離した過剰硬化性一次材料は、回収容器３１５内に捕獲される。これは、トレーアセンブリ３１０全体（任意の遠心力を受けるオブジェクト及び除去される硬化性一次材料を含む）を、遠心分離機にかけるべき新しいトレーと交換することを可能にする。その結果、ホルダを清潔に保つことができ、これにより、トレーアセンブリが交換可能であり、ホルダをクリーニングするための保守中断が存在しないおかげで、大量生産が可能になる。

好ましくはないが、別の例では、同様のトレーがホルダ３０２内に直接受け入れられてもよいことに留意されたい。

トレー３１３は複数のレセプタクル３１４を有する。本例におけるレセプタクル３１４の各々は貫通孔を形成する。レセプタクル３１４は、図８に示されるように、造形されたオブジェクト１００を内部に受け入れ、保持することができるように形状及びサイズが設定される。

本例では、トレー３１３内の貫通孔は、段３２０が、オブジェクト１００を保持するリテーナを提供する、段付きの構成を有し、オブジェクト１００が貫通孔を通り抜けるのを防止する。段３２０は、レセプタクル３１４の貫通孔の第１の部分３１４ａと第２の部分３１４ｂとの間の移行部によって形成される。第１の部分３１４ａは第２の部分３１４ｂの断面よりも断面が広い。本例では、第１及び第２の部分３１４ａ、３１４ｂは円筒形であり、第１の部分３１４ａの第１の断面は第２の部分３１４ｂの第２の断面よりも大きな直径を有する。オブジェクト１００は、図２及び図３において言及されたオブジェクトに対応し、したがって、支持構造１０３を介して固定部分１０５に接続されたワークピース１０４を含む。オブジェクト１００は、ワークピース１０４を下向きにして（重力中心に向けて）、レセプタクル３１４内に配置される。固定部分１０５のサイズはワークピース１０４よりも大きく、第１の部分３１４ａに嵌合するように寸法が設定されている。したがって、固定部分１０５はレセプタクルの第１の部分３１４ａ内に位置付けられ、オブジェクト１００の残りの部分はレセプタクルの第２の部分３１４ｂ内へ（又はそれを貫いて）突出する。

一例（図示せず）では、１つの固定部分が複数の（究極的には異なる）ワークピースを担持し得る。本例では、トレーは、（１つのワークピースのみを有するオブジェクトを受け入れるためのレセプタクルと比べて）１つ以上のより大きなレセプタクルを有し得る。

図９では、遠心力を作用させている最中における、ホルダの、ウンド（und）それゆえ、トレー３１３の運動Ｍが指示されている。遠心分離機のロータの回転の結果、トレー３１３は遠心力のゆえに傾斜する。ロータの回転速度、及びトレーを含むホルダの重さに依存して、遠心力及び重さの結果もたらされた力Ｆにより、トレーの傾斜が定まる。ワークピースの傾斜の調整によって、（図において指示されるアンダーカット１０６のような）アンダーカットを形成するワークピースからの硬化性一次材料の除去を容易にすることができ、遠心分離機の回転速度によってワークピースの傾斜を調整することができることが見いだされた。更に、トレー及びオブジェクトを含むホルダの重さはオブジェクトの設計の間に前もって決定することができるため、遠心力を作用させる前に（例えば、オブジェクトの設計の間に）、（ワークピースのアンダーカットを同様に補償する）所望の回転速度を事前に決定することができることが見いだされた。

この点において、オブジェクト内のいかなる空洞も、遠心分離機内のオブジェクトに作用する生じた力を基準にした空洞の向きに対してアンダーカットを形成し得ることに留意されたい。したがって、オブジェクトは、異なるアンダーカットから硬化性一次材料を除去するために異なる速度で連続的に遠心分離することができる。したがって、特定のオブジェクトが装填されたトレーには、回転速度又は速度群に関するデータが記憶されたデータキャリヤ、例えば、印刷ラベル又はＲＦＩＤタグを設けることができる。遠心分離機は、データキャリヤから読み取られたデータに従って遠心力を作用させるプログラムを自動的に実行するためのデータキャリヤための読み取りデバイスを有し得る。

Claims (15)

1. 積層造形によって物理的オブジェクトを作製する方法であって、前記方法は、
   （ａ）硬化性一次材料を供給するステップであって、前記硬化性一次材料は液体又はペースト状である、供給するステップと、
   （ｂ）前記硬化性一次材料の層を連続的に硬化させることによって前記オブジェクトを構築するステップと、
   （ｃ）前記オブジェクトを動かし、これにより、質量慣性力を過剰材料中に発生させることによって、前記オブジェクトを前記過剰材料からクリーニングするステップと、
   を含み、
   前記過剰材料は、前記硬化性一次材料及び硬化性二次材料のうちの少なくとも一方によって形成されている、方法。
2. 前記硬化性二次材料は、前記硬化性一次材料とは異なる、請求項１に記載の方法。
3. 前記硬化性一次材料は、光重合性樹脂であり、前記硬化は、前記硬化性一次材料に光を照射することによって行われる、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記硬化性一次材料は、カンファーキノンを光開始剤として含む調合物に基づく、請求項３に記載の方法。
5. ステップ（ｃ）において発生される前記質量慣性力は、少なくとも１００Ｇの重力に対応する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. ステップ（ｃ）において、前記オブジェクトを動かすことは、前記オブジェクトの回転である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記回転は、少なくとも第１の回転軸及び第２の回転軸を中心として行われ、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸は異なる向きを有する、請求項６に記載の方法。
8. 前記オブジェクトは、前記オブジェクトから歯科用修復材を提供するためのワークピースを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記オブジェクトは、前記歯科用修復材の部分を形成しない固定部分を更に含み、前記固定部分は、前記オブジェクトを過剰材料からクリーニングするために後処理デバイス内に前記オブジェクトを保持するように構成されている、請求項８に記載の方法。
10. ステップ（ｃ）に従って前記オブジェクトをクリーニングするために、前記オブジェクトをモータ駆動式後処理デバイス内に配置するステップを更に含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記オブジェクトを受け入れるためのレセプタクルを含むトレー内に前記オブジェクトを配置するステップと、前記トレーを遠心分離機内に配置するステップと、前記遠心分離機によって前記トレー内の前記オブジェクトを遠心分離するステップと、を更に含む、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法を行うように構成された、物理的オブジェクトを作製するためのシステム。
13. オブジェクトを過剰材料からクリーニングするための遠心分離機の使用であって、前記オブジェクトは積層造形によって作製されたものであり、少なくとも部分的に、硬化性一次材料を硬化させることによって得られる硬化した一次材料から形成されており、前記過剰材料は前記オブジェクトに付着しており、前記過剰材料は、前記硬化性一次材料及び硬化性二次材料のうちの少なくとも一方によって形成されている、使用。
14. 積層造形によって作製された対応する複数のオブジェクトを受け入れるための複数のレセプタクルを含むトレーを備える遠心分離機であって、前記遠心分離機は、少なくとも１つのホルダが旋回可能に懸架されたロータを更に備え、前記トレーは、前記ホルダ内に取り外し可能に保持可能である、遠心分離機。
15. 前記レセプタクルは、前記トレーを貫通して延び、かつそれぞれのレセプタクル開口を前記トレー内に形成する貫通孔の形態で設けられており、前記レセプタクル開口にまたがる回収容器が設けられている、請求項１３に記載の遠心分離機。

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