JP2021138137A - 光造形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保存性および寿命に影響を及ぼすことなく比較的高速な動作を可能にする光造形装置及び光造形装置の稼働方法を提供する。【解決手段】構築プラットフォームと槽を備え、槽内に構築プラットフォームを浸漬可能にし、槽内下方あるいは槽の下面に弾力性に変形可能な透光性のフィルムを形成するかあるいは配置し、フィルムの下側に光源あるいはエネルギー源を備え、さらに槽に流動性の印刷原料を充填可能な光造形装置であり、制御装置４６によってフィルム２２に対する構築プラットフォーム１４の動作を制御し、前記制御装置が光造形１０によって構築プラットフォーム上に形成された構造体２６のスライスの、フィルムからの実質的に垂直な解放動作３２を、実質的に水平で特に併進性の横断方向動作３４に重ね合わせ、前記横断方向動作が前記解放動作に対して６０ないし１２０°の角度で延在するとともに交替性の動作方向、特に往復する動作方向を有する。【選択図】図１

Description

この発明は、請求項１前文に記載の光造形装置ならびに請求項１３前文に記載の光造形装置の稼働方法に関する。

デジタル光造形装置は以前から知られている。その一例が特許文献１によって知られる解決方式である。周知の方式において作成すべき構造物が印刷原料によって層状に構築され、ガラスプレートを介した照射によって硬化する。層の完全硬化が実施されたら、間に存在するフィルムを固定された構造物から剥離するためにガラスプレートと構築プラットフォームとの間の距離を拡大する必要がある。

前記の特許文献１に係る光造形装置において、フィルムの剥離を促進するために印刷原料を含んだ槽内に構築プラットフォームを配置して浸漬させる。

前記の剥離を容易化するために、追加的に剪断力を発生させるべきであり、すなわち降下動作に加えて構築プラットフォームの横方向の動作を発生させる。

そのことは、構築プラットフォーム全体を垂直軸周りで回転させる回転装置によって達成することができる。

前記の解決方式は、具体的な実施に際してフィルムに過度に大きな引張力がかかってその結果破損してしまうことから普及していない。

従ってその原理は長い間深く研究されていなかった。

またその後、剥離に際して構築プラットフォームが下方に移動しその結果印刷原料が充填された槽内に配置されるような光造形装置も使用されている。例えば特許文献２によれば透明なプレートが使用され、その上に印刷原料が固形の状態でも付着しないような層が形成される。

しかしながら、依然として剥離の問題が存在する。

その問題に対処するため、フィルムの破裂を回避するために手間をかけてフィルムの引張力を測定する複雑な剥離応力制御さえも提案されている。

しかしながらそれらの周知の解決方式は、極めて遅速な剥離が必要になるか、または少なくともフィルムの寿命に影響を及ぼすような点的なフィルムへの過負荷が発生するという問題点を有する。

例えば層ごとの剥離時間が１０秒であったとしても、構造体を構成することができる例えば１０００層についての所要の処理時間は膨大なものとなる。

極めて耐裂性が高いフィルムを使用しても迅速な剥離処理によってしばしば破裂が発生し得る。

さらに、一方で構造体の照射すべき部分の照射を可能にするためにフィルムが透明である必要があることと他方では構造体の細部の形成の精度のためにガラスプレート上における精密かつ平坦な接合が不可欠でることからフィルムが過度に厚くないことが必要であるため、フィルムの強度には限界がある。加えて、厚いフィルムによる透過損失を可能な限り回避する必要がある。

ドイツ国特許出願公開第４１２５５３４号（Ａ１）明細書 ドイツ国特許出願公開第１９９２９１９９号（Ａ１）明細書

従って本発明の目的は、保存性および寿命に影響を及ぼすことなく比較的高速な光造形装置の動作を可能にする、請求項１前文に記載の光造形装置ならびに請求項１３前文に記載の光造形装置の稼働方法を提供することである。

前記の課題は、本発明に従って請求項１あるいは請求項１３によって解決される。従属請求項によって好適な追加構成が定義される。

本発明によれば、光造形装置が透光性のフィルムを有する槽を備える。

弾力性のフィルムは縁側で槽に結合され、そこで引張して保持される。緩められた状態においてはフィルムが槽の底床に接合する。槽の底床はガラスプレートから形成される。

この解決方式によれば、構築プラットフォームを上方から槽内に挿入することができる。槽は印刷原料が充填され、構築プラットフォームを印刷原料に浸漬させる。

本発明によれば、構築プラットフォームの動作を制御する制御装置を設ける。まず第１に送り動作、すなわち上から下への動作を含む実質的に垂直な動作が制御され、また解放動作、すなわち下方で槽内に保持されているフィルムから作成された構造体を解放するための下から上への動作が制御される。他方で、送り動作および解放動作に対して実質的に直角、すなわち例えば水平方向に延在する横断方向動作が制御される。

解放動作の後に持ち上げ動作が続き、それにおいては構築プラットフォームとその上に部分的に形成された構造体がフィルムと非接触であるとともに、構築プラットフォームがさらに上方に搬送される。

これは、垂直な解放動作とさらにその他の垂直動作にも関係するものである。それらの動作は、場合によって垂直軸に対して±２０°までのいくらか傾斜した角度で実行することができる。

前記の動作は相対動作であると理解することができる。すなわち、横断方向動作は送りおよび解放動作に対して横断方向に延在する。

好適には構築プラットフォームが実質的に垂直に動作し、槽はそれに対して横断方向、すなわち実質的に水平に動作する。しかしながら、運動学的な逆転も原則的に可能である。

槽には流動性の印刷原料が充填され、周知の方式によって印刷原料は下方から槽の底床領域のガラスプレートと透明なフィルムを介して構造体が形成される位置を照射される。

構造体はスライスと呼ばれる層状に形成さる。各層は例えば０．０２ないし０．１５ｍｍの厚みを有するか、もしくは０．０８ｍｍの厚みにすることができる。

各層は、適宜の照射すべき箇所へ強力な光源からの照射によって印刷原料の光硬化を実行することによって形成される。その照射によって所要の箇所で印刷原料を硬化させ、その間印刷原料はフィルムおよび先行した層、あるいは場合によって構築プラットフォームと接触する。

次の層を形成するために、構築プラットフォームを既に作成されている構造体と共に持ち上げる必要があり、それによってさらなる流動性の印刷原料がフィルムに到達することができ、その結果次の層を光硬化によって形成し得るようにする。

フィルムは弾力性であり、それによって発生する引張力に対応することができる。表面効果のために直前に硬化した層に付着する。従って解放動作は層厚を顕著に上回る高さを有する。例えば、新たな印刷原料がフィルム上に流入することを保証するために構築プラットフォームを少なくとも５ｍｍ持ち上げることができる。

本発明によれば、実質的に垂直な構築プラットフォームの解放動作が実質的に水平な横断方向動作と重ね合わされおよび組み合わされる。本発明において横断方向動作は変動する動作方向から形成され、それが往復動作で特に周期的であることが極めて好適である。

意外なことに、往復動作によって顕著に改善された剥離作用とその結果より低いフィルムの負荷が達成される。そのためフィルムをより薄くしその結果より精密な構造を可能にするか、またはフィルムの耐久性を顕著に改善することができる。

加えて、フィルムの負荷がより低いことがより薄いフィルムの採用を可能にする。そのことが著しい利点をもたらす：

伝送特性が改善され、それによってより短い照射時間と結果としてより高速な処理につながる。

分散がより小さくなり、従って空間解像度の正確性が改善される。

照射の強さを削減することができ、それが使用される光源の寿命の延長につながり得る。

実験の結果、往復動作によって解放作用が略倍増し、従って双方向の横断方向動作を実行しない垂直の解放動作の場合と比べて半分の垂直動作で既に剥離が達成されることが判明した。

そのことは、下降動作も半分の高さのみを必要としその結果光造形装置全体の動作出力を照射窓間で倍増させ得ることから、著しい改善をもたらす。下降動作としては構築プラットフォームの下降中の動作が理解され、一方送り動作としては構築プラットフォームの所定の目標位置までの動作が理解される。その目標位置においてフィルムの上面から構造体への距離は１層分の層厚、すなわち０．０８ｍｍとなり、従って次の層の照射を実行することができる。

横断方向動作は揺動動作とすることが極めて好適である。そのことにより、（純粋な併進動作を超えて）横方向動作を上昇動作あるいは下降動作と組み合わせることが可能になる。

フィルムは周知の方式で超弾力性材料から形成される。フィルムは解放されると元に戻り、破断することなく高いレベルで延伸することができる。

この本発明に係る概念によって、２方向へのフィルムの横断方向動作が可能になり、それが剥離を強力に推進する。

その際、構造体とフィルムの間の付着が両方の材料間の境界領域のみに存在することに留意すべきである。

フィルムの厚みにわたって構造体からの距離が増えるほどフィルムが強度に変形する。解放されるとフィルムは再び収縮する。

フィルムの中央領域において微視的に見ると往復動作によって構造体に相対して剪断動作が発生し、また特にフィルムの解放に際しても同様に剪断動作が生じる。勿論そのことも剥離を支援する。

一方側から引っ張ることに比べて、横断方向における２方向の動作によって横断方向動作の成分が倍増する。

本発明によれば、剪断動作が含まれる横断方向動作に剪断力を低下あるいは上昇させる動作も含まれることが重要である。

そのことは、好適な追加構成において実行される往復横断方向動作において適用される。

横偏位について見ると、横断方向動作の往路によって剪断力増加が発生し、動作中間点までの横断方向動作の復路によって剪断力低下が生じる。復路方向へのさらなる動作によって再び逆方向の剪断力が増加し、また動作中間点までの再度の往路の横断方向動作によって逆方向の剪断力が再び減少する。

それらの４つの動作成分の組み合わせによって意外なほど顕著に改善された剥離プロセスが達成される。

動作速度は必要に応じて広範囲に調節することができる。横断方向動作偏位とその他の動作パラメータを形成すべき構造体のそれぞれ観察される箇所に応じて調節することも可能である。従って大きな構造体、すなわちフィルムと構造体の間に大きな接触面が存在する構造体の場合、横断方向動作の数を増加させるか、および／または横断方向動作の頻度を高めることができる。

他方、極めて小さな構造体の場合は、光造形装置内における構築プロセスの開始に際して極めて小さな偏位でも充分であり、例えば１回の往路横断方向動作および１回の復路横断方向動作のみでも充分であり得る。

フィルムと構造体を結合されたユニットとして見ると、それらの間の分離は目標破断位置、すなわちフィルムと構造体の間の境界面への交替性負荷によって生じる。

好適な構成形態によれば、横断方向動作が解放動作と同時に開始される。

しかしながら横断方向動作を、例えば０．５秒、１秒、あるいは２秒、またより大型の構造体の場合は最大５秒までの間隔で解放動作より先あるいは後に開始可能にすることもできる。

好適には複数の横断方向動作を解放動作と重ね合わせる。それらは例えば１，２，３，４、または１０あるいは２０の横断方向動作とすることができる。同様に横断方向動作の振幅も必要に応じて広範囲に調節することができ、例えば５ｍｍとすることができる。

解放動作、すなわちガラスプレートに対する構築プラットフォームの垂直動作に続いて、持ち上げ動作を実施することが好適である。解放動作の間は依然としてフィルムと構造体の間に最小限の接触が存在し、一方その後、すなわち持ち上げ動作の間には接触が存在しない。

本発明に係る制御装置は全ての動作、すなわち持ち上げ動作、解放動作、および横断方向動作を制御する。制御装置は動作を制御できるようにするための適宜なセンサを備える。

制御装置はさらに動作、すなわち横断方向動作および解放動作の速度も例えば使用される構造体の材料、構造体の大きさ、ならびにフィルムの材料および種類に従って極めて正確に制御する。

他方、持ち上げ動作は材料と殆ど無関係に例えば最大速度で実行することができ、同様に制御装置によって制御される。このことは特に分離後の時間に該当する。

変更された実施形態において、解放動作の往路および横断方向動作が重ね合わされ、復路動作は解放動作の時間外に実行される。

別の変更された構成形態によれば、解放動作が終了する前に各横断方向動作が終了するように制御装置が動作を制御する。

制御装置は、速度に関して必要に応じて広範囲に調節することを可能にする。個別のケースは例えば従属請求項７，８，１０および１１において定義される。

従って好適な構成形態によれば、各横断方向動作の末端位置上に一時静止が設定され、前記一時静止が動作周期より短くあるいは長くなるように横断方向動作が制御装置によって制御される。

動作の駆動を実用的に達成するため、垂直動作、すなわち解放動作と持ち上げ動作のためにラック歯車を備えたリニアモータあるいはステップモータを設け、また横断方向動作のためには前記垂直駆動と同様な機能を有する両方のリニア駆動装置かあるいは単純にクランク駆動装置に結合されたモータのいずれかを設けることが好適である。

一定速度で回転するモータによってクランク駆動装置を介して正弦運動が横断方向動作として達成される。

本発明によれば、一方で構築プラットフォームと他方で槽の間で動作が実行されることが好適である。構築プラットフォームが構造体を担持し、槽上にはフィルムが引張される。

本発明のその他の詳細、特徴、ならびに利点は、添付図面を参照しながら以下に記述する本発明の複数の実施例の説明によって明らかにされる。

本発明に係る光造形装置を概略的に示した立体図である。 本発明に係る光造形装置の一実施形態における垂直動作と横断方向動作を示した動作曲線図である。 本発明に係る光造形装置の別の実施形態における垂直動作と横断方向動作を示した動作曲線図である。 構造体からフィルムを剥離する間における装置を示した概略説明図である。 変更された実施形態において構造体からフィルムを剥離した直後の装置を示した概略説明図である。

図１には、基本的に周知の構成を有する光造形装置１０が示されている。

槽１２が設けられ、その中に構築プラットフォーム１４が沈降可能かつ浸漬可能である。構築プラットフォーム１４はその下端に構築プレート１６を備える。槽１２には印刷原料１８が充填される。印刷原料１８のプール内に構築プラットフォーム１６が沈降可能である。

槽１２は底面にガラスプレート２０を備える。ガラスプレート２０は槽１２の底床を形成するフィルム２２の下側に延在し、その際前記ガラスプレートは槽１２の底面全体かあるいは少なくとも底面の大部分、特に中央部分にわたって延在するとともに透明である。

そのためガラスプレート２０は弾力性かつ透明であり、すなわち透光性にフィルム２２を遮蔽する。フィルム２２は全方位で引張されて保持される。そのため、周知の方式でフィルム２２の縁部を槽１２上に固定するように機能するフレームを設ける。

フィルム２２は弾力性で透明なエラストマあるいはその他の適宜な材料から形成される。

ガラスプレート２０の下方に光源２４が設置され、それが上方、すなわちガラスプレート２０の方向に照射を行う。光源２４は例えばレーザ光線源とすることができ、また図示されていないがレーザ光線をガラスプレート２０の所要の位置に偏向する二次元に動作可能な偏向装置を設けることができる。

その位置でレーザ光線がガラスプレート２０とフィルム２２を透過して印刷原料１８に照射される。

印刷原料１８は流動性かつ光硬化性であり、従って光源２４によって照射される箇所が硬化する。

他方、前述のレーザと偏向装置の組み合わせに代えて、全面的に照射する光源２４を照射制御装置と共に使用することも可能である。照射制御装置はガラスプレート２０の下面に配置され、黒または透過性に個別に付勢し得るピクセルを有する。それに代えて、光源に設置されたＤＭＤを介して照射を実行することができ、そこで放出された光線を直接あるいは光経路内の偏向ミラーおよび光学要素を介して間接的に焦点平面に投射する。

その照射制御装置も図示されていないが、その種の装置によって一動作で印刷原料１８の層を所要のピクセル配列に従って照射して硬化させることができる。

構造体２６の構築の開始、すなわちいわゆる構築プロセスの開始に際して、構築プラットフォーム１４が極めて深く沈降する。構築プレート１６の下面がフィルム２２の上方０．０８ｍｍの高さに位置する。

ここで第１の層が照射される。その層は例えば０．０８ｍｍ等の適宜に選択された層厚で形成され、スライスとも呼称される。

次の層厚を形成するために、第１にここで構造体２６として存在する硬化した印刷原料１８からフィルム２２を剥離し、他方で構築プラットフォーム１４を持ち上げ、従って新たな印刷原料１８がフィルム２２を完全に被覆して次の層を形成し得るようにする必要がある。構造体２６は図１に概略的に示されている。

他の任意の層も可能であることが理解され、例えば０．０３ｍｍないし０．８ｍｍの層厚、さらにそれ以上の層厚も可能である。

構構築プレート１６およびその下に付着した構造体２６と結合された構築プラットフォーム１４の垂直動作のために、持ち上げ装置２８を備える。図１に概略的に示されている持ち上げ装置２８は垂直動作のために設計されているが、垂直に対して幾らか斜めの動作も「垂直」の概念に含まれることが理解され、例えば±２０°垂直から逸脱した動作も含まれる。

垂直動作は、フィルム２２を構造体２６から剥離する垂直な解放動作３２とさらにそれより上方へ続く持ち上げ動作５０とから形成される。持ち上げ動作５０の間は印刷原料１８がより良好に構造体２６の下方に流入することができる。

印刷原料１８の粘度に応じて、すなわち印刷原料１８が極めて低粘度である場合持ち上げ動作５０を部分的あるいは完全に省略することも可能である。高粘度の印刷原料１８の場合、解放動作３２に続く持ち上げ動作５０を３ないし１０ｍｍで実施することが好適である。

本発明によれば、持ち上げ装置２８に加えて横断方向駆動装置３０を備える。横断方向駆動装置３０は、槽１２に対する構築プラットフォーム１４の実質的に水平な横断方向動作３４を形成する。横断方向動作３４は解放動作３２に対して直角に延在することが好適である。しかしながらそれらの動作間の角度を９０°から逸脱させ、例えば６０°から１２０°の間に保持することも可能である。

槽１２がフィルム２２を引張して保持し構築プラットフォーム１４に構造体２６が付着した後、構造体２６と弾力性のフィルム２２の間の実質的に水平な横断方向動作３４も同時に実行される。

図示された実施例において、解放動作３２が垂直で横断方向動作３４は水平である。従って両方の動作は相互に９０°の角度で延在する。しかしながら、横断方向動作３４を解放動作３２に対して斜めの角度で延在させることも可能である。その角度は例えば８０°ないし１００°、または６０°ないし１２０°の角度にすることができる。

垂直軸は一般にＺ軸として呼称され、従って解放動作３２を含む垂直動作をＺ方向の動作として理解することができる。図面の平面内における水平の方向は一般にＸ方向と呼称され、従って対応する動作をＸ方向動作と呼称する。

前記両方向に対する第３の空間軸は、図１の平面において斜め後方に延在するＹ方向３６であり、すなわちＹ軸方向の動作である。

図示された実施例において、横断方向動作３４はＸ軸方向に延在するように示されている。しかしながら、横断方向動作３４をＹ方向３６にするか、または混合形式にして、すなわち横断方向動作３４をＸ方向の動作成分とＹ方向３６の動作成分を有する動作として形成することも可能である。

本発明によれば、横断方向動作３４が交替性の動作方向を有するように形成される。このことは、第１のステップにおいて最初の横断方向動作５４が１つの方向に延在し、２番目の横断方向動作５６は第１の方向から逸脱した別の方向に延在することを意味する。２番目の横断方向動作５６は最初の横断方向動作５４から０°ではない任意の角度で異なることが可能である。その角度は例えば９０°とすることができるが、１８０°にすることも可能である。

３番目の横断方向動作５８は再び２番目の横断方向動作５６とは異なった動作方向を有する。１番目の横断方向動作５４と３番目の横断方向動作５８の方向も相互に異なることが可能であるが、それらは同一とすることもできる。

第２のケース、すなわち１番目の横断方向動作５４と２番目の横断方向動作５６の動作同一性が存在する場合、横断方向動作３４が往復運動となる。

単純なケースにおいて、Ｘ方向あるいはＹ方向３６の動作が周期性に実行される。図１に概略的に示されている横断方向駆動装置３０は、クランク４０を備えたクランク駆動機構として形成することができる。クランク４０は周知の方式でクランクギア４２によって駆動され、従ってクランクギア４２が一定速度で駆動されることを前提にして正弦波状の横断方向動作３４が形成される。

ここで示されている単純な形式の横断方向動作３４に代えて、その他の任意の動作形式も可能である。例えば、横断方向駆動装置３０をリニア駆動装置として構成することができる。リニア駆動装置は、Ｘ方向とＹ方向３６の二次元に形成することができる。

その種の駆動装置は例えばラックギアとギアから形成することができる。位置を追って見れば、動作は例えば正方形とすることができる。

横断方向動作３４はＸ／Ｙ平面内の他の任意の形式を有することができる。例えば、三角形あるいはその他の多角形状とするか、または丸み付けられた角を有する多角形状とすることもできる。

また、楕円形の横断方向動作３４も可能である。この動作は例えば相互に直角な２台のクランク駆動装置によって達成することができ、そのうちクランク４０が小さな偏位を有し、他方はより大きな偏位を有する。

本発明によれば、横断方向動作３４が一方向に実行されるのではなく、二方向あるいは多方向に実行されることが重要である。それによって初めてフィルム２２からの構造体２６の剥離作用が達成される。初期分離、すなわち剥離の開始がいつ実行されるかは個別のケースに強く依存し；例えば剥離開始は既に初期動作の開始に際して発生するか、または複数回の往復動作の後に発生することができる。

横断方向動作３４は一種の揺動動作とすることもでき、すなわち偏位に依存する垂直成分を追加的に含んだ動作とすることができる。

制御装置４６が持ち上げ装置２８と横断方向駆動装置３０を制御し、すなわち解放動作および横断方向動作と、さらに光源２４による照射も制御し、従って光造形装置全体１０を制御する。

本発明に係る横断方向動作３４の単純な例が図２に示されている。図２の上側のグラフには、解放動作３２と持ち上げ動作５０とから組成された垂直動作あるいは上昇動作が示される。

図２のグラフによれば、構築プラットフォーム１４の垂直位置、すなわちＺ軸方向の位置が時間に従って示されている。ここで論じられる時間断片は２回の照明の間の時間を含む。

１回目の照射は時間断片Ｉと呼称され、３９５４秒で終了する。２番目の時間断片ＩＩは解放動作３２と持ち上げ動作５０である。解放動作３２は約３９５７．５秒で終了し、持ち上げ動作５０は３９５７．５秒時点と３９６１秒時点の間で継続する。

その後に時間断片ＩＩＩが続き、それが下降動作５２を示す。その動作は３９６１秒から３９６６秒まで継続する。さらにその後、場合によって静止時間を置いた後、別の照射ステップが続く。

図示されているように、時間断片Ｉにおける１番目の照射は１６ｍｍよりも顕著に低いＺ位置において実施され、下降動作５２あるいは送り動作後の２番目の照射ＩＩは１６ｍｍより極わずかに低いＺ位置において実行される。その差が層厚に相当し、約０．０８ｍｍとなる。

本発明に係る横断方向動作３４はグラフ中に示されており、往復運動の軌道を有する。横断方向動作３４は３９５４秒で開始する。横断方向動作は、図示された正弦波曲線の第１の上昇する曲線部において１番目の横断方向動作５４によって開始する。

１番目の横断方向動作５４の後に逆方向の２番目の横断方向動作５６が続き、その動作は横断方向動作３４のゼロ交差６２を超えて延在するとともに正弦波の軌道に相当する負方向の偏位を有する。

その後３番目の横断方向動作５８が続き、それも再び負方向の偏位を示して横断方向動作３４のゼロ交差６２を超えて延在し、その後１番目の横断方向動作５４と同じ正方向の極大値に到達する。

本発明によれば、横断方向動作３４の動作方向転換が実施される。

図示された実施例において、解放動作３２の間に７回の動作方向転換が存在する。

いずれにしても複数の動作方向転換が存在することが理解され、例えば２，３回あるいはそれ以上の動作方向転換が存在する。例えば２０回までの動作方向転換、あるいはさらに多い動作方向転換が存在することも可能である。

解放動作３２の終端近くで解放速度、すなわちＺ方向における解放動作３２の速度がいくらか高められる。この状態においてフィルム２２は構造体２６との極めて小さな接触しか有しておらず、従って小さな保持力しか存在しない。

一方、図３には変更された制御が示されている。この図面ならびにその他の図面において、同一あるいは同等な構成要素は同一の参照符号を付して示されており、従って繰り返しの説明を省略する。

図３に示されているように、この実施形態において解放動作３２とその後に続く持ち上げ動作５０が漸増する速度をもって進行する。

横断方向動作３４は実質的に台形型の軌道を有する。各横断方向動作３４の間にフィルム２２の引張を緩和するよう作用する短い中間静止６０がそれぞれ配置される。

中間静止６０はいずれも最大に偏位した状態に配置され、従ってその状態においてフィルム２２は引張力をかけて保持され自律的に剥離する。

それに代えて、本発明の範囲から逸脱することなく他の任意の動作形式および動作時間も可能であることが理解される。

例えば、図３に示された正弦波動作のように、横断方向動作３４がゼロ交差６２の領域で加速し、最大偏位６４および６６において減速することができるが、その他の任意の形式も可能である。

図４により、本発明に係る光造形装置の別の実施形態が示されている。構築プラットフォーム１４が垂直駆動装置を備え、槽１２は水平駆動装置を備える。それに応じて、槽１２によって横断方向動作３４が実行され、垂直動作、すなわち例えば解放動作は構築プラットフォーム１４によって実行される。

構築プラットフォーム１４の構築プレート１６は既に完成した構造体２６を担持している。

ここで示された状態においては該当する層２０の照射が既に実行されている。

フィルム２２は縁部のフレーム７０上で槽１２と結合され、引張が緩和された状態において槽１２の底床を形成するガラスプレート２０に接合する。

この状態において、フレーム７０に固定されることによってフィルム２２に緩い引張力がかかる。

ここで解放動作３２が開始されると、それが横断方向動作３４に重ね合わされる。図示された実施例において、往路横断方向動作５４が完了した瞬間が示されている。この状態では、図４の表示において左方向に槽１２が移動している。フィルム２２は中央領域７２で依然として構造体２６に付着している。それによってフィルム２２の左領域７４に引張力がかかり、一方右領域７６は柔軟になる。

領域７４内の引張力は、中央領域７２の最も左側の部分が伸張されるように作用する。他方、構造体２６はフィルム２２に比べて弾力性が顕著に小さいものとなる。そのことが、その位置におけるフィルム２２の部分の微細変位につながり、それが図４において参照符号７８によって示されている。横断方向における微細伸張あるいは相対動作が本発明に係る剥離の開始につながる。

槽１２の往路横断方向動作５４を構築プラットフォーム１４の垂直解放動作３２と重ね合わせることによって、フィルム２２が一端側、すなわち領域７４内で引張され、同時に持ち上げられる。位置７８上でフィルム２２に剪断力が付加され、その剪断力はそれの方向性に関して図４に示された角度８０に依存する。この角度８０は、剥離開始前の領域７４の傾斜から生じる。

該当する角度は例えば０．１ないし２０°とすることができ、本例の場合３°である。

図５には、構造体からフィルムを剥離した直後の装置の状態が概略的に示されている。フィルム２２は観察された時点において既に構造体２６から剥離され、引張が緩和される状態の方向にガラスプレート２０上で動作する状況にある。

図５に示されるように、フィルム２２と構造体２６との接触領域（図４参照）が左方に移動する。この実施形態において横断方向動作３４は、解放動作３２に対していくらか斜めの、約８０°からなる角度８２で延在する。

構築プラットフォーム１４と槽１２が相互に直交することが好適である。しかしながら変更された本発明の構成形態の個別のケースによっては、前述した傾斜角度状態を形成するために、好適には持ち上げ装置２８を斜めにアラインメントさせ、他方液状の印刷原料が充填された槽１２は水平を維持するようにさせることによって、前記直交から逸脱させることも可能である。

Claims (17)

1. 構築プラットフォームと槽を備えていて前記槽内に前記構築プラットフォームを浸漬可能にし、槽内下方あるいは槽の下面に弾力性に変形可能な透光性のフィルムを形成するかあるいは配置し、前記フィルムの下側に光源あるいはエネルギー源を備え、さらに前記槽に流動性の印刷原料を充填可能にしてなる光造形装置であり、制御装置（４６）によってフィルム（２２）に対する構築プラットフォーム（１４）の動作を制御し、前記制御装置（４６）が光造形（１０）によって構築プラットフォーム（１４）上に形成された構造体（２６）のスライスの、フィルム（２２）からの実質的に垂直な解放動作（３２）を、実質的に水平で特に併進性の横断方向動作（３４）に重ね合わせ、前記横断方向動作（３４）が交替性の動作方向、特に往復する動作方向を有することを特徴とする光造形装置。
2. 横断方向動作（３４）が構築プラットフォームと槽の間の相対動作として形成され、前記横断方向動作（３４）は解放動作（３２）に対して６０ないし１２０°の角度で延在し、また特に前記解放動作（３２）が構築プラットフォーム（１４）の動作としてかつ前記横断方向動作（３４）は槽（１２）の動作として形成されることを特徴とする請求項１記載の光造形装置。
3. 横断方向動作（３４）が０．０３ないし２ｃｍ未満、特に０．８ｍｍないし１５ｍｍ、特に好適には約５ｍｍの動作振幅を有する周期性動作であることを特徴とする請求項１または２記載の光造形装置。
4. 解放動作（３２）と共に横断方向動作（３４）が開始、特に１秒あるいはそれ未満の差で開始するように、制御装置（４６）が横断方向動作（３４）を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光造形装置。
5. 複数、特に２ないし１０個、好適には３または４個の横断方向動作（３４）を解放動作（３２）に重ね合わせることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光造形装置。
6. 解放動作（３２）をフィルム（２２）が構造体（２６）から剥離されるまで第１の速度、特に実質的に一定の速度で実行し、また剥離の後に前記第１の速度と等しいかあるいは第１の速度より高い第２の速度で実行することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光造形装置。
7. 横断方向動作（３４）に往路横断方向動作と復路横断方向動作が含まれることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光造形装置。
8. 垂直速度が最初上昇し、構造体（２６）からのフィルム（２２）の剥離直前に速度が低下するように制御装置（４６）が解放動作（３２）を制御することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光造形装置。
9. 解放動作（３２）の振幅が横断方向動作（３４）の振幅から半分未満分、特に１／３未満分異なることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の光造形装置。
10. 横断方向動作（３４）のためにクランク駆動装置と結合されていて特に槽（１２）を動作させるモータによって制御装置（４６）の出力信号に基づいて前記の横断方向動作（３４）を生成し、実質的に正弦波形の速度プロフィールを提供することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の光造形装置。
11. 制御装置（４６）が剥離の慣性を補償するために往路横断方向動作と復路横断方向動作の間に横断方向動作（３４）の中間静止（６０）を設定して、特に復路横断方向動作と往路横断方向動作の間にも設定し、その際に特に両方の中間静止（６０）が実質的に同じ長さであるかまたは最大でもそれらの長さの２０％しか相違しないことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の光造形装置。
12. 解放動作（３２）が１ないし３０秒、特に約４秒継続し、往路横断方向動作は０．２秒ないし８秒、特に約１秒継続することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の光造形装置。
13. 印刷原料を充填した構築プラットフォーム内で構築プラットフォームを浸漬させ、槽内下方あるいは槽の下面に弾力性に変形可能な透光性のフィルムを形成するかあるいは配置し、前記フィルムの下側に光源あるいはエネルギー源を配置してなる光造形装置の稼働方法であり、フィルム（２２）に対する構築プラットフォーム（１４）の動作を制御装置（４６）によって制御し、また前記制御装置（４６）によって構築プラットフォーム（１４）上に構造体（２６）を層状、すなわちスライス状に形成するとともに形成されたスライス上にあるフィルム（２２）を実質的に垂直な解放動作（３２）によって前記構造体（２６）から剥離し、前記解放動作（３２）を実質的に水平で特に併進的な横断方向動作（３４）と重ね合わせ、横断方向動作を交替性の動作方向で特に周期的に実行することを特徴とする方法。
14. 横断方向動作（３４）は解放動作（３２）に対して６０°ないし１２０°の角度で延在し、特に９０°で延在することを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. 横断方向動作（３４）が往路横断方向動作と復路横断方向動作によって実行され、両方の動作が正弦波形の速度で進行することを特徴とする請求項１３または１４記載の方法。
16. 解放動作（３２）が１ｍｍないし１５ｍｍ、特に約７ｍｍであり、横断方向動作（３４）は周期ごとに０．６ｍｍないし１０ｍｍ、特に約３ｍｍであることを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか記載の方法。
17. 往路横断方向動作（５４）、中間静止（６０）、復路横断方向動作（５６）、および第２の中間静止（６０）の間に解放動作（３２）が継続されるように、制御装置（４６）によって横断方向動作（３４）と解放動作（３２）の重ね合わせが実行されることを特徴とする請求項１３ないし１６のいずれか記載の方法。

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