JP2021502913A - ステレオリソグラフィー機用のカートリッジ - Google Patents

Abstract

本発明は、箱状本体（１１）および循環手段（２１）を備えたステレオリソグラフィー機用のカートリッジ（１０）に関しており、箱状本体（１１）は、順番に、容器（１２）および光重合可能な材料用の少なくとも1つのタンク（１８）を備えており、容器（１２）は、格納壁（１３）によって区切られており、少なくとも一部が透明である底部（１４）と、前記容器（１２）内へのアクセスを可能にするように変更された反対側のアクセス開口部（１５）と、注入口（１６）と、光重合可能な材料用の排水口（１７）とを有しており、少なくとも１つのタンク（１８）は、光重合可能な材料用の運送開口部（１９）と、周囲の状況に通じる空気通過開口部（２０）とを備えており、循環手段（２１）は、容器（１２）の排水口（１７）と注入口（１６）との間で光重合可能な材料を循環するためのものである。カートリッジ（１０）は、循環手段（２１）と注入口（１６）および排水口（１７）との間、かつ、循環手段（１２）と運送開口部（１９）および空気通過開口部（２０）との間にはバルブ手段（２２、２３）が置かれ、カートリッジ（１０）における次の使用構成を交互に可能にするように構成される：容器（１２）とタンク（１８）との間で光重合可能な材料の通過を防止する第１の構成、タンク（１８）と容器（１２）との間で光重合可能な材料の通過を可能にする第２の構成、および、同じ容器（１２）の排水口（１７）と注入口（１６）との間で光重合可能な材料の通過を可能にする第３の構成。【選択図】図１

Description

本発明は、ステレオリソグラフィ―機用のカートリッジに関する。

知られているように、ステレオリソグラフィ―（光造形）技術は、所定の放射線への露出、一般に光への露出により固化される液体またはペースト状の光重合可能な材料の複数の層を重ね合わせることによって三次元物体を作ることを想定している。

１つの既知のタイプのステレオリソグラフィー機は、材料を収容するための容器（コンテナ）と、垂直方向に電動化された（モータを取り付けられた）モデリングプラットフォームとを備える。

その機は、前述の所定の放射線を放出するための放出手段をさらに備えており、その放出手段は、モデリングプラットフォームに隣接する材料のうち一層を選択的に固化（凝固）できる。

その物体を作成するために使用可能であり、かつ、色、色調、機械的特性およびその他の物理的パラメータの点で互いに異なるいくつかの光重合可能なステレオリソグラフィー材料が知られている。

作成する三次元物体ごとに要求される要件に応じて、上記の異なる材料のいずれか一つを用いて同じステレオリソグラフィー機は使用され得る。

米国特許出願US 2016/0288421 A1には、カートリッジがステレオリソグラフィー機用に記載されており、当該カートリッジは、アクセス開口部とそのアクセス開口部の反対側の透明な底部とを設けられた容器と、ベース液体またはペースト状材料を収容するためのものであって取り外しできないほど容器に結合されたタンクと、タンクから容器へのベース材料の通過（通路）用のバルブ手段とを備える。

このカートリッジにおいて、バルブ手段は、タンク内に存在する圧力と容器内に存在する圧力との差が少なくとも所定の値に等しいときに開き、その圧力差が所定の値よりも低い（小さい）ときに再び自発的に閉じるように構成されており、タンクは、外気供給装置への接続用のシール（密封）手段を備える。

特に、三次元物体を作成するためのステレオリソグラフィープロセスの実行中に、そのレベルを一定に維持するために、容器内に存在する光重合可能な材料を再充填する必要性が知られている。ステレオリソグラフィー（光造形）が行われる場合に、もしステレオリソグラフィー機に供給装置が設けられているならば、容器内の光重合可能な材料の再充填は自動的に行うことができる。

たとえば、イタリア特許出願番号102017000015055は、傾斜したタンクを備えたステレオリソグラフィー機用のカートリッジを記述しており、そのカートリッジは箱状の本体を備えており、その本体の内部では容器と光重合可能な材料用の少なくとも１つのタンクとが定義（画定）されており、当該容器は、少なくとも部分的に透明な底部を有する格納壁と、容器の内部にアクセスを可能にするように変更された反対側のアクセス開口部とによって区切られており、この容器は、光重合可能な材料を導入（案内）するための注入口と、光重合可能な材料を容器から放出するための排水口とを有する。

また、既知のカートリッジは、
光重合可能な材料をタンクから容器に移送するため手段であってプランジャーシステムで具体化された手段と、
光重合可能な材料を排水口から容器の注入口に向けて再循環させるための手段であって蠕動タイプのポンプシステムで具体化された手段と、
を備える。

このカートリッジは、光重合可能な材料の自動的な再充填とその再循環とを可能（許容）するけれども、いくつかの完成できる態様を有する。

これらの完成できる態様のうち最初のものは、そのような既知のカートリッジの構成要素（構成部品）および構造の相対的な複雑さにある（存在する）。

たとえば、このカートリッジは、光重合可能な材料を再循環させるための特定の手段と、光重合可能な材料をタンクから容器に移送するための特定の手段との両方を備える。

前述の両方の手段がそれらの動作のために専用のアクチュエータを必要とするので、これらの異なる手段の両方の準備は構成要素、組み立て（アセンブリ）、およびアクチュエータ装置に関して（の観点から見ると）若干の負担を伴う。

ステレオリソグラフィー操作のためにタンクから容器に移された光重合可能な材料が、完全に使用されずに容器内に残っている場合には、その最善の使用に有益である重要な特性を低下させるとともに多かれ少なかれ見失う危険を冒しているという事実に対して、既知のカートリッジの別の制限が関連づけられる（結び付けられる）。

本発明の目的は、先行技術の前述の欠点および制限を取り除く（回避する）ことができるステレオリソグラフィー機用のカートリッジを提供することである。

特に、本発明の目的は、既知のカートリッジよりも容易に製造および組み立てを行うコンパクトなカートリッジを提供することである。

本発明の別の目的は、未使用の光重合可能な材料のより良い保存を可能にするカートリッジを提供することである。

前述の課題および前述の目的は、請求項１に係る、傾斜タンク付きステレオリソグラフィー機用のカートリッジによって達成される。

請求項１に係るカートリッジのさらなる特徴は、従属請求項に記載される。

後述される利点と共に、前述のタスクおよび目的は、添付の図面を参照して非限定的な例として与えられる本発明の実施形態の記載によって以下に示される。

本発明に係るカートリッジの透視破断図である。 第１の使用構造における本発明に係るカートリッジの概略平面図である。 第２の使用構造における本発明に係るカートリッジの概略平面図である。 第３の使用構造における本発明に係るカートリッジの概略平面図である。 第４の使用構造における本発明に係るカートリッジの概略平面図である。

前述の図を参照すると、本発明に係るステレオリソグラフィー機用のカートリッジは、番号１０で包括的に示される。

このカートリッジ１０は、箱状の本体１１を備えており、
当該本体は順番に容器１２とタンク１８とからなり、
その容器１２は、少なくとも一部が透明である底部１４と容器１２の内部にアクセスを可能にするようにした（変更された）反対側の（対向する）アクセス開口部１５とを有する格納壁１３と、光重合可能な材料を導入するための注入口１６と、光重合可能な材料が容器１２から出る排水口１７とによって区切られ、
当該タンク１８は、光重合可能な材料用のものであって当該光重合可能な材料用の運送開口部１９と周囲の状況に通じる（連通する）空気通過開口部２０とを備える。

このカートリッジ１０はまた、容器１２の排水口１７と注入口１６との間の光重合可能な材料を循環するための循環手段２１を備える。

本発明に係るカートリッジ１０は、循環手段２１と注入口１６および排水口１７との間、および、循環手段２１と運送開口部１９および空気通過開口部２０との間にはバルブ（弁）手段２２、２３が、より適切に後述されるように介在されるとともに、同じカートリッジ１０の以下の使用構成（態様）を代替的に可能にする（許容する）ように構成されるという事実によって特徴付けられる：
図２で示され、容器１２とタンク１８との間で光重合可能な材料の通過を防止するための第１の構成；
図３で示され、タンク１８と容器１２との間で光重合可能な材料の通過を可能にする（許容する）第２の構成；
図４で示され、光重合可能な材料の循環のためのものであって容器１２の排水口１７と同じ容器１２の注入口１６との間で光重合可能な材料の通過を可能にする第３の構成。

特に、本発明に係るカートリッジ１０に関して本明細書で記述されるが、本発明自体に限定されない実施形態では、バルブ手段２２、２３は、
タンク８から容器１２に向かって光重合可能な材料の通過を可能にする第２の構成と、
容器１２の排水口１７から同じ容器１２の注入口１６に向かって光重合可能な材料の通過を可能にする第３の構成と、
を許容するように構成される。

さらに特に、本発明の典型であるが制限されない本実施形態では、バルブ手段２２、２３は、容器１２からタンク１８に向けて光重合可能な材料の通過を可能にする、カートリッジ１０の第４の使用構成を許容するように構成される。

本明細書で記載された本発明の実施形態では、容器１２の外周格納壁１３は、注入口１６が画定される第１の壁２４と、排水口１７が画定される反対側の第２の壁２５と、２つ側壁２６、２７とを備える。

カートリッジ１０が、傾斜したタンクを備えたステレオリソグラフィー機の使用位置に置かれたとき、第１の壁２４は、水平基準面に対して、第２の壁２５よりも大きい高さに配置される。

また、タンク１８は、順番に、空気通過開口部２０が画定される第１の壁３２と、運送開口部１９が画定される反対側の第２の壁３３と、２つの側壁３４、２７とを備える。

したがって、容器１２およびタンク１８は、壁によって分離されており、本実施形態では、これは２つの壁の間で共有される壁２７である。

循環手段２１は成形管２８からなる。

この成形管（チューブ）２８の区域（セクション、区分）２９は、少なくとも部分的に圧縮ロータ３０を取り囲むように構成され、そのロータと共に蠕動ポンプシステム３１を規定（画定）する。

圧縮ロータ３０および蠕動ポンプシステム３１は、それ自体既知のタイプのものであるように意図されている。

この区域２９は弾性的に変形可能である。

成形管２８は、第１の端部３５および第２の反対側端部３６を有する。

バルブ手段２２、２３は、以下の構成を代替的に決定（選定）するように構成された第１のバルブ（弁）２２を備える：
カートリッジ１０の第１の使用構成に対して、タンク１８の運送開口部１９と容器１２の排水口１７との同時閉鎖のための第１のバルブ２２の第１の構成；
カートリッジ１０の第２の使用構成に対して、容器１２の排水口１７の同時閉鎖とともに、循環手段２１の成形管２８の第１の端部３５とタンク１８の運送開口部１９とを接続する第１のバルブ２２の第２の構成；
カートリッジ１０の第３の使用構成に対して、タンク１８の運送開口部１９の同時閉鎖とともに、循環手段２１の成形管２８の第１の端部３５と容器１２の排水口１７とを接続する第１のバルブ２２の第３の構成。

第１のバルブ２２は、タンク１８の運送開口部１９の同時閉鎖とともに、循環手段２１の成形管２８の第１の端部３５と容器１２の排水口１７とを接続する第３の構成が、カートリッジ１０の第４の使用構成において協働するような方法（方式）で構成される。

この第１のバルブ２２は、３つの状態（姿勢）を有する三方弁によって規定される。

本発明自体の非限定的な例として本明細書で記載される本発明の実施形態では、この第１のバルブ２２はスライド（摺動）タイプのバルブ（弁）からなる。特に、第１のバルブ２２は、成形されたスライダ（摺動）ロッド３８がスライド（摺動）する管状チャネル（溝、経路）３７を備える。

管状チャネル３７は直線状に延びる。

この管状チャネル３７は、容器１２の第２の壁２５とタンク１８の第２の壁３３とに隣接して規定（画定）される。

容器１２の排水口１７およびタンク１８の運送開口部１９は、この管状チャネル３７上で開いている。

本実施形態では、管状チャネル３７は、第２の壁２５、３３に隣接する同じ箱状本体１１内に画定される。

管状チャネル３７は、これらの第２の壁２５、３３と箱状本体１１の対応する反対側の周囲壁４０との間に配置される。

管状チャネル３７は、周囲壁４０上に画定された側部貫通孔３９によって成形管２８の第１の端部３５に接続されている。

第１のバルブ２２における成形スライダーロッド３８は、２つの遮断セクション４１、４２と、遮断セクション４１、４２の間に置かれた（介在された）運送セクション４３とを備える。

成形スライダーロッド３８は、主延長軸Ｘ１を有する。

この延長軸Ｘ１に対して、側部貫通孔３９は、運送開口部１９と排水口１７との間の周囲壁４０上に設置される。

運送セクション４３は、軸Ｘ１に関して、遮断セクション４１、４２の対応する横寸法よりも小さい横寸法のセクションからなるので、この運送セクション４３とそれによって占有された管状チャネル３７のセクションとの間には環状導管７４が規定（画定）されている。

この運送セクション４３は、成形スライダーロッド３８が第２の使用構成にあるときに側部貫通孔３９をタンク１８の運送開口部１９と連通状態に置き、および、第３の使用構成にあるときに側部貫通孔３９を容器１２の排水口１７と連通状態に置くような長さだけ軸Ｘ１の方向に延在する（延びる）。

この運送セクション４３は、排水口１７と運送開口部１９との間の最小距離よりも短い長さだけ軸Ｘ１の方向に延在するので、排水口および運送開口部は運送セクション４３を介して決して連通しない。

この運送セクション４３は、２つの対向するシールリング７１、７２によって軸Ｘ１の方向に区切られている。

第１の遮断セクション４１は２つのシールリング７０、７１の間に構成されている。

この第１の遮断セクション４１は、タンク１８の運送開口部１９の同時閉鎖とともに第１のバルブ２２が第１の使用構成にあるとき、および、運送セクション４３を介して成形管２８の第１の端部３５をタンク１８の運送開口部１９に連通した状態で第１のバルブ２２が第２の使用構成にあるときの両方で排水口１７を完全に遮る長さまで軸Ｘ１に沿って延びる。

第２の遮断セクション４２は２つのシールリング７２、７３の間に構成されている。

この第２の遮断セクション４２は、容器１２の排水口１７の同時閉鎖とともに第１のバルブ２２が第１の使用構成にあるとき、および、運送セクション４３を介して成形管２８の第１の端部３５を容器１２の排水口１７と連通した状態で第１のバルブ２２が第３の使用構成にあるときの両方で排水口１７を完全に遮る（妨げる）長さまで軸Ｘ１に沿って延びる。

成形スライダーロッド３８は、２つの対向する端部セクション８５、８６をそれぞれ有する。

これらの端部セクション８５、８６は、第１の遮断セクション４１および第２の遮断セクション４２にそれぞれ隣接し、明らかに後者の遮断セクションに対して外部にある。

これらの端部セクション８５、８６は、同じ成形スライダーロッド３８の並進のための、したがって第１のバルブ２２の動作のためのアクチュエータとの接続に利用可能である。

本発明に係るカートリッジ１０の本明細書に記載の特定の実施形態では、タンク１８は、カートリッジ１０の第４の使用構成中に光重合可能な材料を通過させるための補助開口部４４を備え、容器１２からタンク１８への光重合可能な材料の通過を可能にする。

バルブ手段２２、２３は、以下の構成を代替的（交互）に決定（選定）するように構成された第２のバルブ２３を備える：
カートリッジ１０の第１の使用構成に関して、タンク１８の空気通過開口部２０および補助開口部４４の同時閉鎖のための第２のバルブ２３の第１の構成；
カートリッジ１０の第２の使用構成および第３の使用構成に関して、タンク１８の空気通過開口部２０の同時開口とともに、循環手段２１における成形管２８の第２の端部３６と容器１２の注入口１６との間の接続を行う第２のバルブ２３の第２の構成。

この第２のバルブ２３は、その第１の構成および第２の構成に対する代替として、空気通過開口部２０の同時開口および容器１２の注入口１６の同時閉鎖とともに、循環手段２１における成形管２８の第２の端部３６とタンク１８の補助開口部４４とを接続する第３の構成を決定（選定）するように構成されており、カートリッジ１０の第４の使用構成において協働する。

この第２のバルブ２３は、３つの姿勢（状態）を有する五方弁によって規定されている。

本発明自体の非限定的な例として本明細書で記載される本発明の実施形態では、この第２のバルブ２３は、スライドタイプのバルブ（弁）からなる。

特に、第２のバルブ２３は、成形スライダーロッド４８がスライド（摺動）する管状チャネル（流路、溝）４７を備える。

管状チャネル４７は直線状に延びる。

この管状チャネル４７は、容器１２の第１の壁２４とタンク１８の第１の壁３２とに隣接して規定（画定）される。

容器１２の注入口１６とタンク１８の空気通過開口部２０および補助開口部４４とは、この管状チャネル４７上に直接開いて（開口して）いる。

本実施形態では、管状チャネル４７は、第１の壁２４、３２に隣接する同じ箱状本体１１内に画定される。

管状チャネル４７は、これらの第１の壁２４、３２と箱状本体１１の対応する反対側の周囲壁５０との間に配置（位置決め）される。

管状チャネル４７は、周囲壁５０上に画定された側部貫通孔４９を介して成形管２８の第２の端部３６に接続されている。

第２のバルブ２３の成形スライダーロッド４８は、４つの遮断セクション５１、５２、５３、５４と、それぞれが２つの遮断セクション５１、５２の間、遮断セクション５２、５３の間、遮断セクション５３、５４の間に置かれた３つの運送セクション５５、５６、５７とを備える。

成形スライダーロッド４８は主延長軸Ｘ２を有する。

カートリッジ１０の好ましい実施形態では、この軸Ｘ２は、第１のバルブ２２の軸Ｘ１と平行である。

この延長軸Ｘ２に関して、側部貫通孔４９は、注入口１６と補助開口部４４との間で周囲壁５０上に設置される。第１の運送セクション５５は、軸Ｘ２に関して、遮断セクション５１、５２、５３、５４の対応する横寸法よりも小さい横寸法のセクションからなるので、この第１の運送セクション５５とそれに占有された管状チャネル４７のセクションとの間には環状導管７５が画定される。

この第１の運送セクション５５は、成形スライダーロッド４８が第２のバルブ２３の第２の使用構成にあるときに側部貫通孔４９を容器１２の注入口１６と連通状態に置くような長さまで軸Ｘ２の方向に延びる。

この第１の運送セクション５５は、一番外にあって成形スライダーロッド４８の第１の端部を構成する第１の遮断セクション５１と第２の遮断セクション５２との間に置かれている。

この第１の運送セクション５５は、２つの対向するシールリング７７、７８によって軸Ｘ２の方向に区切られている。

第２の運送セクション５６は、軸Ｘ２に関して、遮断セクション５１、５２、５３、５４の対応する横寸法よりも小さい横寸法のセクションからなるので、この第２の運送セクション５６とそれによって占有された管状チャネル４７のセクションとの間には環状導管７６が規定（画定）される。

この第２の運送セクション５６は、成形スライダーロッド４８が第２のバルブ２３の第３の使用構成にあるときに側部貫通孔４９をタンク１８の補助開口部４４と連通状態に置くような長さまで軸Ｘ２の方向に延びる。

この第２の運送セクション５６は、第２の遮断セクション５２と第３の遮断セクション５３との間に置かれ（介在され）ている。

この第２の運送セクション５６は、２つの対向するシールリング７９、８０によって軸Ｘ２の方向に区切られている。

第３の運送セクション５７は、軸Ｘ２に関して、遮断セクション５１、５２、５３、５４の対応する横寸法よりも小さい横寸法のセクションからなるので、この第３の運送セクション５７とそれによって占有された管状チャネル４７のセクションとの間には環状導管８１が画定される。

この第３の運送セクション５７は、成形スライダーロッド４８が第２のバルブ２３の第２の使用構成および第３の使用構成にあるときにタンク１８の空気通過開口部２０を、外部に開口し周囲壁５０に画定された外気通過孔８２と連通状態に置くような長さまで軸Ｘ２の方向に延びている。

この第３の運送セクション５７は、第３の遮断セクション５３と一番外にあって成形スライダーロッド４８の第１の端部と反対側の第２の端部を構成する第４の遮断セクション５４との間に置かれている。

この第３の運送セクション５７は、２つの対向するシールリング８３、８４によって軸Ｘ２の方向に区切られている。

従って、第２の遮断セクション５２は、２つのシールリング７８、７９の間に構成される。

この第２の遮断セクション５２は、第３の遮断セクション５３によって空気通過開口部２０の同時閉鎖とともに第２のバルブ２３が第１の使用構成にあるときに補助開口部４４を遮るような長さまで軸Ｘ２に沿って延びている。

第３の遮断セクション５３は、２つのシールリング８０、８３の間に構成されている。

この第３の遮断セクション５３は、第２のバルブ２３が第１の使用構成にあるときに空気通過開口部２０および空気通過孔８２を塞ぐような長さまで、かつ、第２のバルブ２３が第２の使用構成であるときおよび第２のバルブ２３が第３の使用構成にあるときの両方で少なくとも部分的に空気通過開口部２０と空気通過孔８２とを開くような長さまで、軸Ｘ２に沿って延びている。

成形スライダーロッド４８の対向する端部に配置された第１の遮断セクション５１および第４の遮断セクション５４は、同じ成形スライダーロッド４８の並進のために、従って第２のバルブ２３の動作のためにアクチュエータに接続することができる。

本発明に係るカートリッジ１０の本実施形態では、光重合可能な材料を導入（案内）するための注入口１６は、複数の注入貫通孔によって構成されており、そのうちの３つの孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃが一例として図に示され、容器１２の第１の壁２４に沿って一列に画定されてその長さ全体にわたってこの第１の壁２４を実質的に占め（占有し）ている。

これらの注入孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、循環手段２１の成形管２８と接続する側部貫通孔４９に最も近くてより小さな直径を有する最初の孔１６ａから、最大の直径を持つ最後の反対側の注入孔１６ｚに向けて、増大する直径を有する。

この注入口１６のおかげで、容器１２に入る光重合可能な材料のより良い分布が得られる。その理由は、光重合可能な材料が成形導管２８に入るにつれ、増大する直径を持つ注入孔が管状導管７５の順次の充填を少しずつ可能にし、管状導管７５が充填されるにつれ、この順次の充填によって光重合可能な材料がますます多くの注入孔を通過することが可能になり、その結果として、単一の孔を備える既知のタイプの注入口で達成されたものと比較してより良くかつより広範囲に及ぶ分布を持つ、容器１２内の光重合可能な材料の通過を可能にするからである。

容器１２の第２の壁２５は、その第２の壁に出会う光重合可能な材料を排水口１７に向けるような方法で形作られている。

特に、本実施形態では、明らかに本発明の非限定的な例として理解されるように、排水口１７は、容器１２の側壁２７の近くに画定され、第２の壁２５は、反対側の側壁２６から始まって排水口に向けて下降するように傾斜されている。

本発明に係るカートリッジ１０の動作が以下に記載される。好ましくは、このカートリッジ１０は、第１の壁２４、３２が第２の壁２５、３３よりも高くなるように、簡略化のために図示されていないステレオリソグラフィー機上で組み立てられるように設計される。

特に、本発明に係るこのカートリッジ１０は、水平基準面に対して２０°以上かつ９０°未満、もっと適切に言えば垂直（鉛直）に近い傾斜でステレオリソグラフィー機上に置かれる（位置決めされる）ように変更される。

図２は、カートリッジ１０の第１の使用構成を示す。

この第１の使用構成では、容器１２とタンク１８との間で光重合可能な材料の通過を防止するために、
第１のバルブ２２は、カートリッジ１０の第１の使用構成に関してタンク１８の運送開口部１９と容器１２の排水口１７とを同時に閉じる第１の構成にあり、
第２のバルブ２３は、空気通過開口部２０とタンク１８の補助開口部４４とを同時に閉じる第１の構成にある。

このカートリッジ１０の第１の使用構成では、光重合可能な材料の移動はタンク１８の内側で禁じられ、容器１２内に存在する可能性のある光重合可能な材料は同じ容器１２内に保持される。

このカートリッジ１０の第１の使用構成では、タンクのすべての開口部１９、２０、４４が完全にブロック（遮断）されるので、光重合可能な材料は、タンク１８内で実質的に密封されて閉じられる。従って、この第1の使用構成は、カートリッジ１０の船積みおよび輸送段階に向いている（役に立つ）。

図３は、カートリッジ１０の第２の使用構成を示す。

この第２の使用構成では、容器１８とタンク１２との間で光重合可能な材料の通過を可能にするために、
第１のバルブ２２は、容器１２の排水口１７の同時閉鎖とともに、循環手段２１における成形管２８の第１の端部３５とタンク１８の運送開口部１９とを接続する第２の構成にあり、
第２のバルブ２３は、タンク１８の空気通過開口部２０の同時開放とともに、循環手段２１における成形管２８の第２の端部３６と容器１２の注入口１６とを接続し、かつ、第２の端部３６から補助開口部４４への光重合可能な材料の通過を妨げる第２の構成にある。

このカートリッジ１０の第２の使用構成では、容器１２内の光重合可能な材料の拡散分布は、注入口１６の注入孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｚの列を介して（通して）許容される。

空気通過開口部２０の開口および明らかに外気通過孔８２の開口は、タンク１８を空にすることを可能にし、「エアポケット」効果を回避する。

図４は、カートリッジ１０の第３の使用構成を示す。

この光重合可能な材料を循環する第３の使用構成では、
第１のバルブ２２は、カートリッジ１０の第３の使用構成に関して、タンク１８の運送開口部１９の同時閉鎖とともに、循環手段２１における成形管２８の第１の端部３５と容器１２の排水口１７とを接続する第３の構成にあり、
第２のバルブ２３は、上述したように、第２の構成にある。

このカートリッジ１０の第３の使用構成では、排水口１７から注入口１６へ直接に光重合可能な材料の再循環が可能に（許容）される。

カートリッジ１０、すなわち、カートリッジを搭載したステレオリソグラフィー機は、光重合可能な材料の再循環を監視するためのレベルセンサー手段を備え、容器１２内の光重合可能な材料を再充填することを必要とする閾値以下に、光重合可能な材料のレベルについて起こり得る低下を検出するようにしている。

レベルセンサー手段によって検出されたレベル信号は、カートリッジ１０を第2の使用構成に至らせるために、ステレオリソグラフィー機の電子制御管理装置を介して第１のバルブ２２を動かすように変更（適合）されており、容器１２内の光重合可能な材料の最適レベルが回復されるまでタンク１８から容器１２への光重合可能な材料の移動を決定（測定）する。

図５は、カートリッジ１０の第４の使用構成を示す。

光重合可能な材料を容器１２からタンク１８に向けて通過させることを可能にするこの第４の使用構成では、
第１のバルブ２２は、上述のように、その第２の構成にあり、
第３のバルブ２３は、空気通過開口部２０とそれぞれの外気通過孔８２との同時開口、かつ、容器１２の注入口１６の同時閉鎖とともに、循環手段２１における成形管２８の第２の端部３６とタンク１８の補助開口部４４とを接続する第３の構成にある。

このカートリッジ１０の第４の使用構成では、第１のバルブ２２と第２のバルブ２３は、補助開口部４４を介してタンク１８に再導入するために、容器１２の排水口１７からの光重合可能な材料の回収を可能にするような構成をそれぞれ取っている。

そうすることで、未使用の光重合可能な材料は、タンク１８内の最適な貯蔵条件に戻される。

タンク１８の再補充（再充填）段階では、空気通過開口部２０は、同じタンク１８内での過圧の形成を防止するために、開いている。

一度すべての光重合可能な材料が回収されると、第１のバルブ２２および第２のバルブ２３は、カートリッジ１０をその第１の使用構成に戻すために、作動される。

上記のようなカートリッジは、本発明に含まれるものとして理解されるべきであり、そのタンク１８は、光重合可能な材料の再導入のための補助開口部４４を有していない。

従って、カートリッジ１０は本発明に含まれ、その本発明にはバルブ手段２２、２３はカートリッジ１０の３つの第１の使用構成の実装用であるが、同じカートリッジ１０の第４の使用構成の実装用でなく構成されることが理解されるべきである。

このカートリッジ１０の変形は本発明に含まれるように理解されるべきであり、分かり易くするために図示されないけれども、そのタンク１８は光重合可能な材料の再導入のための補助開口部４４を有しておらず、そのバルブ手段２２、２３は同じ運送開口部１９を介して容器１２からタンク１８への光重合可能な材料の再導入を可能にするように構成される。

従って、バルブ手段２２、２３が、容器１２の排水口１７からタンク１８の運送開口部１９に直接に光重合可能な材料を通すことにより、容器１２からタンク１８への光重合可能な材料の再導入を可能にするように構成された本発明にはカートリッジ１０が含まれることを理解すべきである。

その結果、バルブ手段２２、２３が、容器１２の注入口１６からタンク１８の運送開口部１９に向けて光重合可能な材料を通過させることにより、容器１２からタンク１８への光重合可能な材料の再導入を可能にするように構成された本発明には、カートリッジ１０が含まれることも理解されるべきである。

実際には、意図されたタスク（課題）および目的を本発明が達成することが確立（立証）されている。

特に、単一のポンプシステム、例えば蠕動ポンプシステムの使用が、光重合可能な材料の最適な保存段階、成形した容器の再充填段階および同じ容器の起こりえる再充填段階、光重合可能な材料の再循環段階、容器からタンクへの未使用の光重合可能な材料の再導入段階のいずれも発生させるのを可能にするバルブ手段のおかげで、既知のタイプのカートリッジに対して製造および組み立てることがより簡単な本発明を用いて、コンパクトなカートリッジが開発されている。

さらに、未使用の光重合可能な材料のより良好な保存を可能にする本発明を用いて、カートリッジが開発されている。

さらに、既知のタイプの傾斜タンクを備えたステレオリソグラフィー機上で使用できる本発明を用いて、カートリッジが開発されている。

このように考え出された本発明は、多くの変更および変形を受けやすく、すべては同じ発明の概念に属し、さらに、すべての詳細は同等の技術要素で置き換えることができる。

実際には、特定の用途、寸法、および不確かな形状と互換性がある限り、要件および従来技術に従って任意の構成要素および材料を使用することができる。

いずれかの請求項で言及された特性と技法の後に参照記号が付いている場合、そのような参照記号は、請求項の理解度を高めることを唯一の目的として追加されるように意図されるべきであり、その結果、そのような参照記号は、そのような参照記号によって例として識別された各要素（エレメント）の解釈に制限的な影響を与えない。

Claims (15)

1. ステレオリソグラフィー機用のカートリッジ（１０）は、箱状本体（１１）および循環手段（２１）を備え、
   前記箱状本体（１１）は、順番に、容器（１２）および光重合可能な材料用の少なくとも1つのタンク（１８）を備え、
   前記容器（１２）は、格納壁（１３）によって区切られており、少なくとも一部が透明である底部（１４）と、前記容器（１２）内へのアクセスを可能にするように変更された反対側のアクセス開口部（１５）と、光重合可能な材料を導入するための注入口（１６）と、前記容器（１２）から前記光重合可能な材料の放出するための排水口（１７）とを有しており、
   前記少なくとも１つのタンク（１８）は、前記光重合可能な材料用の運送開口部（１９）と、周囲の状況に通じる空気通過開口部（２０）とを備えており、
   前記循環手段（２１）は、前記容器（１２）の前記排水口（１７）と前記注入口（１６）との間で光重合可能な材料を循環するためのものであり、
   前記カートリッジ（１０）は、前記循環手段（２１）と前記注入口（１６）および排水口（１７）との間、かつ、前記循環手段（２１）と前記運送開口部（１９）および空気通過開口部（２０）との間にはバルブ手段（２２、２３）が置かれ、前記カートリッジ（１０）における次の使用構成を交互に可能にするように構成されることを特徴とするカートリッジ：
   前記容器（１２）と前記タンク（１８）との間で光重合可能な材料の通過を防止する第１の構成；
   前記タンク（１８）と前記容器（１２）との間で光重合可能な材料の通過を可能にする第２の構成；
   前記容器（１２）の前記排水口（１７）と同じ前記容器（１２）の前記注入口（１６）との間で光重合可能な材料の通過を可能にする第３の構成。
2. 請求項１に記載のカートリッジにおいて、
   前記バルブ手段（２２、２３）は、
   前記タンク（１８）から前記容器（１２）に向けて光重合可能な材料の通過を可能にする第２の構成と、
   前記容器（１２）の前記排水口（１７）から同じ前記容器（１２）の注入口（１６）に向けて光重合可能な材料の通過を可能にする第３の構成と、
   を許容するように構成されることを特徴とするカートリッジ。
3. 請求項１〜２のうち１つまたは２つに記載のカートリッジにおいて、
   前記バルブ手段（２２、２３）は、前記容器（１０）の第４の使用構成を許容するように構成されており、前記第４の使用構成は、前記容器（１２）から前記タンク（１８）に向けて光重合可能な材料の通過を可能にする、前記容器（１２）の第４の使用構成を許容するように構成されることを特徴とするカートリッジ。
4. 請求項１〜３のうち１つまたは２つ以上に記載のカートリッジにおいて、
   前記容器の前記格納壁（１３）は、前記注入口（１６）を画定する第１の壁（２４）と、前記排水口（１７）を画定する反対側の第２の壁（２５）と、２つの側壁（２６、２７）とを備えることを特徴とするカートリッジ。
5. 請求項１〜４のうち１つまたは２つ以上に記載のカートリッジにおいて、
   前記タンク（１８）は、前記空気通過開口部（２０）を画定する第１の壁（３２）と、前記運送開口部（１９）を画定する反対側の第２の壁（３３）と、２つの側壁（３４、２７）とを備えることを特徴とするカートリッジ。
6. 請求項１〜５のうち１つまたは２つ以上に記載のカートリッジにおいて、
   前記循環手段（２１）は成形管（２８）を備えており、その区域（２９）は少なくとも部分的に圧縮ロータ（３０）を取り囲むように構成され、前記圧縮ロータは前記区域とともに蠕動ポンプシステム（３１）を画定しており、前記成形管（２８）は第１の端部（３５）と第２の反対側の端部（３６）とを有することを特徴とするカートリッジ。
7. 請求項１〜６のうち１つまたは２つ以上に記載のカートリッジにおいて、
   前記バルブ手段（２２、２３）は、次の構成を交互に決定するように構成された第１のバルブ（２２）を備えることを特徴とするカートリッジ：
   前記カートリッジ（１０）の前記第１の使用構成に関して、前記タンク（１８）の前記運送開口部（１９）と前記容器（１２）の前記排水口（１７）とを同時閉鎖する、前記第１のバルブ（２２）の第１の構成；
   前記カートリッジ（１０）の前記第２の使用構成に関して、前記容器（１２）の前記排水口（１７）の同時閉鎖とともに、前記循環手段（２１）における前記成形管（２８）の前記第１の端部（３５）と前記タンク（１８）の前記運送開口部（１９）とを接続する、前記第１のバルブ（２２）の第２の構成；
   前記カートリッジ（１０）の前記第３の使用構成に関して、前記タンク（１８）の前記運送開口部（１９）の同時閉鎖とともに、前記循環手段（２１）における前記成形管（２８）の前記第１の端部（３５）と前記容器（１２）の前記排水口（１７）とを接続する、前記第１のバルブ（２２）の第３の構成。
8. 請求項１〜７に記載のカートリッジにおいて、
   前記タンク（１８）の前記運送開口部（１９）の同時閉鎖とともに、前記循環手段（２１）における前記成形管（２８）の前記第１の端部（３５）と前記容器（１２）の前記排水口（１７）とを接続する第３の構成が前記カートリッジ（１０）の前記第４の使用構成において協働するような方法で、前記第１のバルブ（２２）は構成されることを特徴とするカートリッジ。
9. 請求項７および８のうち１つまたは２つに記載のカートリッジにおいて、
   前記第１のバルブ（２２）がスライドタイプのバルブからなることを特徴とするカートリッジ。
10. 請求項９に記載のカートリッジにおいて、
    前記第１のバルブ（２２）が、成形されたスライダーロッド（３８）がスライドする管状チャネル（３７）を備えることを特徴とするカートリッジ。
11. 請求項１〜１０に記載のカートリッジにおいて、
    前記管状チャネル（３７）が、前記第２の壁（２５、３３）の近くで同じ前記箱状本体（１１）の内部に画定されることを特徴とするカートリッジ。
12. 請求項１〜１１のうち１つまたは２つ以上に記載のカートリッジにおいて、
    前記バルブ手段（２２、２３）は、次の構成を交互に決定するように構成された第２のバルブ（２３）を備えることを特徴とするカートリッジ：
    前記カートリッジ（１０）の前記第１の使用形態に関して、前記タンク（１８）における前記空気通過開口部（２０）と補助開口部（４４）とを同時閉鎖する、前記第２のバルブ（２３）の第１の構成；
    前記カートリッジ（１０）の前記第２の使用構成および前記第３の使用構成に関して、前記タンク（１８）の前記空気通過開口部（２０）の同時開口とともに、前記循環手段（２１）における前記成形管（２８）の前記第２の端部（３６）と前記容器（１２）の前記注入口（１６）との間を接続する、前記第２のバルブ（２３）の第２の構成。
13. 請求項１〜１２に記載のカートリッジにおいて、
    空気通過開口部（２０）の同時開口、かつ、前記容器（１２）の前記注入口（１６）の同時閉鎖とともに、前記循環手段（２１）における前記成形管（２８）の前記第２の端部（３６）と前記タンク（１８）の前記補助開口部（４４）とを接続する第３の構成を、第１の構成および第２の構成に対して交互に決定するように前記第２のバルブは構成されており、前記第３の構成は前記カートリッジ（１０）の前記第４の使用構成において協働することを特徴とするカートリッジ。
14. 請求項１２および１３のうち１つまたは２つに記載のカートリッジにおいて、
    前記第２のバルブ（２３）はスライドタイプのバルブからなることを特徴とするカートリッジ。
15. 請求項１〜１４に記載のカートリッジにおいて、
    前記第２のバルブ（２３）は、成形されたスライダーロッド（４８）がスライドする管状チャネル（４７）を備えることを特徴とするカートリッジ。
    

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