JP2023538679A - ３ｄ印刷における装置および方法 - Google Patents
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Abstract
三次元物体を形成するための装置および方法。装置は、三次元物体が形成されるプラットフォームを含む。装置は、造形面を有する酸素可溶液を含む。造形面およびプラットフォームは、その間に造形領域を画定する。装置は、酸素可溶液に配される感光液を含む。酸素可溶液の密度は、感光液の密度よりも大きい。装置は、光透過性部材を含む。光透過性部材は、酸素可溶液を支持する。装置は、感光液から固体ポリマーを形成するために、光透過性部材および酸素可溶液を通して造形領域を照射するように構成される照射源を含む。装置は、プラットフォームを造形面から離れる方向に進行させるように構成されるコントローラを含む。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年８月２４日に出願された米国仮出願第６３／０６９，３１７号の優先権を主張し、その全内容が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年８月２４日に出願された米国仮出願第６３／０６９，３１７号の優先権を主張し、その全内容が本明細書に組み込まれる。
本出願は、３Ｄ印刷アプリケーションにおける酸素透過膜の大きな膜変形を排除または改善するための処理に関する。
３Ｄトップダウン式投影印刷（3D top-down projecting printing）アプリケーションにおいて、酸素透過膜が用いられる場合がある。
本開示のシステムおよび方法は、三次元（３Ｄ）トップダウン式投影印刷プロセスにおけるインクによる酸素透過膜の膜変形に関連する課題に対処することができる。本開示のシステムおよび方法は、酸素透過膜を必要とすることなく、連続的な３Ｄ印刷の使用を可能とし得る。加えて、本開示のシステムおよび方法は、大きな物体を高分解能で印刷するために用いられ得る大面積の印刷に関する膜変形の問題を解決することができる。
本開示の少なくとも１つの態様は、三次元物体を形成するための装置を対象とする。装置は、三次元物体が形成されるプラットフォームを含む。装置は、造形面を有する酸素可溶液を含む。造形面およびプラットフォームは、その間に造形領域を画定する。装置は、酸素可溶液に配される感光液を含む。酸素可溶液の密度は、感光液の密度よりも大きい。装置は、光透過性部材を含む。光透過性部材は、酸素可溶液を支持する。装置は、感光液から固体ポリマーを形成するために、光透過性部材および酸素可溶液を通して造形領域を照射するように構成される照射源を含む。装置は、プラットフォームを造形面から離れる方向に進行させるように構成されるコントローラを含む。
本開示の別の態様は、三次元物体を形成するための装置を対象とする。装置は、三次元物体が形成されるプラットフォームを含む。装置は、造形面を有する酸素透過膜を含む。造形面およびプラットフォームは、その間に造形領域を画定する。装置は、酸素透過膜に配される感光液を含む。装置は、酸素可溶液を含む。酸素可溶液は、酸素透過膜を支持する。酸素可溶液の密度は、感光液の密度よりも大きい。装置は、光透過性部材を含む。光透過性部材は、酸素可溶液を支持する。装置は、感光液から固体ポリマーを形成するために、光透過性部材、酸素可溶液、および酸素透過膜を通して造形領域を照射するように構成される照射源を含む。装置は、プラットフォームを造形面から離れる方向に進行させるように構成されるコントローラを含む。
本開示の別の態様は、三次元物体を形成するための方法を対象とする。方法は、プラットフォーム、および造形面を有する酸素可溶液を提供することを含む。造形面およびプラットフォームは、その間に造形領域を画定する。方法は、感光液を酸素可溶液に配することを含む。酸素可溶液の密度は、感光液の密度よりも大きい。方法は、酸素可溶液を光透過性部材に支持することを含む。方法は、感光液から固体ポリマーを形成するために、光透過性部材および酸素可溶液を通して造形領域を照射することを含む。方法は、プラットフォームを造形面から離れる方向に進行させることを含む。
当業者であれば、概要が例示に過ぎず、何ら限定を意図したものではないことを理解するであろう。専ら特許請求の範囲によって定義される、本明細書に記載のデバイスおよび／またはプロセスの他の態様、発明的特徴、および利点が、本明細書に記載され、添付の図面と組み合わされる詳細な説明において明らかとなるであろう。
本明細書において説明される主題の１つまたは複数の実装例の詳細が、添付の図面および以下の説明に記載されている。主題の他の特徴、態様、および利点が、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
様々な図面における同様の参照番号および名称は、同様の要素を示す。
酸素阻害層（例えばデッドゾーン）により、３Ｄ印刷アプリケーションにおける印刷硬化層の厚さを制御することができる。高い酸素透過性を有する固体膜界面（例えばＡＦ２４００）が、光重合の阻害を制御するために用いられる場合がある。これらの固体膜界面は、化学的に不活性かつＵＶ透過性であり得る。しかしながら、これらの酸素透過膜は、高分解能で大きい断面積の３Ｄ印刷を行う場合に問題を有する場合がある。高いＵＶ強度で印刷を行う場合、デッドゾーン厚さが減少し、窓付着欠陥（window adhesion defect）を生じさせる場合がある。窓付着欠陥により、印刷物体の自由な動きが妨げられる場合がある。印刷プロセスが完了する前に、３Ｄ印刷物体が崩壊し、バットに落下する場合がある。加えて、大量のインクで印刷を行う場合、インクの静水圧により、垂直方向の膜のたわみが生じる場合があり、重合面がプロジェクタの焦点面からずれる場合がある。これにより、物体がより低い出力強度およびより低い分解能で印刷されることになる場合がある。したがって、高い分解能を維持しつつ、大きい断面積を有する３Ｄ物体のためのプロセス改善を行う必要がある。
高速かつ高精度な付加製造（ＡＭ）は、臓器作製および３Ｄスキャフォールド印刷において重要であり得る。三次元印刷は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）の仮想３Ｄモデルをスライスし、物体を層ごとに光重合することにより、ＣＡＤモデルを具現化することができる。光造形（ＳＬ）技法は、ＵＶレーザラスタライズ（UV laser rasterizing）の露光をトップダウン方式で行うプラットフォームとして用いられる場合がある。デジタル光投影（ＤＬＰ）は、レーザラスタライズをなくすことができ、ボトムアップ方式によりＵＶ硬化性ポリマーの光重合を単一の露光で行うことを可能とし得る。これらの技法の全てにおいて、大気中の酸素により光重合が阻害される場合がある。酸素阻害は、造形窓において生じ、デッドゾーンの形成をもたらす場合がある。デッドゾーンは、酸素阻害が支配的になり光重合反応が起こらない箇所を含んでよい。窓の下方の周囲空気について、デッドゾーンを式１により算出することができる。
式中、Ｃは比例値であり、Φ０は時間あたり面積あたりの光束数であり、αＰＩ＋Ａｂは光開始剤および吸収剤の吸光度ピークであり、Ｄｅは光開始剤とのモノマー反応性を表す。Φ０またはαＰＩ＋Ａｂを増大させると、酸素濃度が減少し得る。デッドゾーン厚さが２０μｍ～３０μｍの間である場合、デッドゾーンは無視できるほど小さいため、架橋ポリマーが膜に付着し、欠陥を生じさせるまたは印刷物体を崩れさせる場合がある。
デッドゾーン厚さが小さいことにより生じる付着欠陥を克服するために、酸素透過膜を、バイオインクよりも高い密度を有する酸素可溶液（例えば酸素運搬液）と置き換える場合がある。酸素可溶液は、１．９１７ｇ／ｃｍ３の密度および４０．５ｍｌ Ｏ２／液体１００ｍｌの酸素溶解度を有する酸素可溶液であるペルフルオロデカリン（ＰＦＤ）（Ｃ１０Ｆ１８）を含んでよい。図１は、ＰＦＤおよびインクの界面を示す。ＰＦＤの高い密度により、この酸素運搬液を、（例えば水溶性インクのための）二相系を形成するのに非常に堅牢にすることができる。図２は、ＡＦ２４００膜上における水およびＰＦＤの接触角を示す。加えて、ＰＦＤは、ＡＦ２４００膜に対する堅牢な濡れ性を有し、それにより、ＰＦＤおよびＡＦ２４００の付着性が向上する。図３は、ＰＦＤの吸収スペクトルを示す。３６５ｎｍおよび４０５ｎｍにおけるＰＦＤの吸光度は、それぞれ０．０７および０．０３である。ＰＦＤは、固体酸素透過膜の代替として用いることができる。
図４は、ペルフルオロデカリン、水、および空気の屈折率のプロットを示す。空気に対して高い屈折率（１．３６）を有するため、投影される画像には、物体が小さくなる分を補償するための修正が必要となる場合がある。ＰＦＤの屈折率は、１．３～１．４の間であり得る。水（例えば、脱イオン水、ＤＩ水等）の屈折率は、１．３～１．４の間であり得る。空気の屈折率は、約１であり得る。屈折率は、標準温度・圧力において測定され得る。
図５は、固体膜界面を有しない反転デジタル光投影（ＤＬＰ）システム５００の模式図を示す。酸素運搬液は、重合バットにおける固体膜と共にまたはそれなしで用いられる場合がある。反転ＤＬＰ ３Ｄプリンタと共に固体膜を用いることの代替として、Ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ（商標）３Ｄプリンタが、底部の膜をなくして高密度酸素運搬液と置き換えることにより改変され得る。印刷中に酸素の酸素濃度を一定に保つために、高密度酸素運搬液が、１０μＬ／分の流量で蠕動ポンプを用いて循環されてよい。
三次元物体を形成するためのシステム５００は、三次元物体が形成されるプラットフォーム５０２（例えば印刷プラットフォーム）を含んでよい。三次元物体は、人工臓器（例えば、人工肺、人工心臓、人工腎臓、人工肝臓等）を含んでよい。システム５００は、造形面を有する酸素可溶液６０４（例えば酸素運搬液）を含んでよい。酸素可溶液６０４は、ペルフルオロデカリンまたはＫｒｙｔｏｘフッ素油などのフルオロカーボン材料を含んでよい。酸素可溶液６０４は、０．３ｍｌ Ｏ２／ｍｌ酸素可溶液よりも大きい酸素溶解度を有してよい。例えば、酸素可溶液６０４は、０．４ｍｌ Ｏ２／ｍｌ酸素可溶液、０．５ｍｌ Ｏ２／ｍｌ酸素可溶液、または０．６ｍｌ Ｏ２／ｍｌ酸素可溶液の酸素溶解度を有してよい。
造形面およびプラットフォーム５０２は、その間に造形領域５０４（例えば造形窓）を画定してよい。システム５００は、プラットフォーム５０２を造形面から離れる方向に進行させるように構成されるコントローラを含んでよい。例えば、コントローラは、プラットフォーム５０２を下降または上昇させてよい。コントローラは、少なくとも２０μｍの酸素阻害層厚さを維持するように構成されてよい。例えば、コントローラは、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、または５０μｍの酸素阻害層厚さを維持してよい。
システム５００は、造形領域５０４を照射するように構成される照射源５０６（例えば、ＤＬＰプロジェクタ、プロジェクタ、照明源等）を含んでよい。照射源５０６は、感光液（例えば、感光性樹脂、インク等）から固体ポリマーを形成するために、光透過性部材および酸素可溶液６０４を通して造形領域５０４を照射するように構成されてよい。いくつかの実施形態において、システム５００は、酸素可溶液６０４を再循環させるための蠕動ポンプ（例えばポンプ）を含んでよい。蠕動ポンプは、酸素可溶液６０４を圧送するために用いられる容積式ポンプを含んでよい。
図６は、図５におけるプラットフォーム５０２のＸ－Ｚ断面積の詳細図を示す。プラットフォーム５０２は、透明ガラス６０２（例えば、光透過性ガラス、光透過性部材等）を含んでよい。例えば、透明ガラス６０２は、酸素可溶液６０４を支持してよい。酸素可溶液６０４は、透明ガラス６０２に配されてよい。透明ガラス６０２の厚さは、酸素可溶液６０４の厚さよりも実質的に小さくてよい。
プラットフォーム５０２は、透明ガラス６０２上に高密度酸素運搬液（例えば非圧縮性酸素運搬液）を含んでよい。プラットフォーム５０２は、インク６０８（例えば、感光性インク、感光液等）を含んでよい。感光液は、酸素可溶液６０４に配されてよい。酸素可溶液６０４は、インク６０８の下方に配置されてよい。酸素可溶液６０４の密度は、感光液の密度よりも大きくてよい。プラットフォーム５０２は、酸素運搬液と感光性インクとの間の界面６０６（例えば、インクおよびＰＦＤの界面）を含んでよい。インク６０８の厚さは、酸素可溶液６０４の厚さよりも大きくてよい。インク６０８の厚さは、透明ガラス６０２の厚さよりも実質的に大きくてよい。
図７は、非圧縮性酸素運搬液の模式図を示す。非圧縮性酸素運搬液は、酸素透過液の支持に用いられてよい。プラットフォーム５０２は、透明ガラス６０２（例えば、光透過性ガラス、光透過性部材等）を含んでよい。プラットフォーム５０２は、非圧縮性酸素可溶液６０４（例えば酸素運搬液）を含んでよい。光透過性部材は、酸素可溶液６０４を支持してよい。
プラットフォーム５０２は、酸素透過膜７０２を含んでよい。酸素透過膜７０２は、ポリテトラフルオロエチレン膜を含んでよい。酸素透過膜７０２は、１６００×１０－１０ｃｍ３（ＳＴＰ）ｃｍ／（ｃｍ２ ｓ ｃｍ Ｈｇ）よりも大きい酸素透過性を有してよい。酸素透過膜７０２は、造形面を有してよい。造形面およびプラットフォーム５０２は、その間に造形領域５０４を画定してよい。酸素可溶液６０４は、酸素透過膜７０２を支持してよい。酸素可溶液６０４の密度は、感光液の密度よりも大きくてよい。酸素透過膜７０２の厚さは、酸素可溶液６０４の厚さよりも小さくてよい。
プラットフォーム５０２は、インク６０８（例えば感光性インク）を含んでよい。感光液は、酸素透過膜７０２に配されてよい。プラットフォームは、照射源５０６を含んでよい。照射源５０６は、感光液から固体ポリマーを形成するために、光透過性部材、酸素可溶液６０４、および酸素透過膜７０２を通して造形領域５０４を照射するように構成されてよい。酸素可溶液６０４の厚さは、インク６０８の厚さよりも小さくてよい。
理想的なデッドゾーン厚さを維持するのに十分な酸素搬送を可能とするために、ＡＦ２４００などの高酸素透過膜は、非常に薄くてよい。大量のインクが装填される場合、薄い膜は、大きな変形を受ける場合がある。この問題は、大きい断面積の印刷を行う場合に深刻化し得る。図８は、静水圧下での膜変形の模式図を示す。場合によっては、投影画像がプロジェクタの焦点面からずれるほど変形の量が大きい場合がある。変形の問題は、２つの非線形微分方程式により記述することができる。
式中、ｕ（ｒ）およびｗ（ｒ）は、それぞれ径方向および軸方向すなわちｒおよびｚにおける変位であり、ｄは膜の厚さであり、ｐは一様な静水圧であり、Ｆは弾性、ヤング率、およびポアソン比の関数である。境界条件は、以下のように定義することができる。
図９は、ＡＦ２４００膜の変形を示す。ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ ５．４を用いて、膜全体にわたる最大変形量（ｃｍ）を算出することができる。図１０は、膜にかかる異なる静水圧に対する、図９に示す点線にわたる膜変形を示す。バットに異なる量のインクを装填することにより静水圧を変動させて、膜の中心の線にわたる膜の変形を評価することができる。膜の中央部における変形の正規化値は、膜プラットフォームの高さと比較して最大６０％であり得る。この問題を回避するために、膜は、下方からの堅牢かつ強力な支持体を含んでよい。高い密度およびＡＦ２４００への強い濡れ性を有する酸素運搬液が、酸素透過膜と共に酸素源として用いられてよい。図１１は、正規化変形量（％）対静水圧（Ｐａ）のプロットを示す。静水圧が増大するにつれて、正規化最大変形量が増大する。
三次元物体（例えば物品）を形成するための方法は、プラットフォーム、および造形面を有する酸素可溶液を提供することを含んでよい。造形面およびプラットフォームは、その間に造形領域を画定してよい。方法は、感光液を酸素可溶液に配することを含んでよい。酸素可溶液の密度は、感光液の密度よりも大きくてよい。方法は、酸素可溶液を光透過性部材に支持することを含んでよい。方法は、感光液から固体ポリマーを形成するために、光透過性部材および酸素可溶液を通して造形領域を照射することを含んでよい。方法は、プラットフォームを造形面から離れる方向に進行させることを含んでよい。
いくつかの実施形態において、方法は、感光液と酸素可溶液との間に配された酸素透過膜を提供することを含んでよい。いくつかの実施形態において、方法は、少なくとも２０μｍの酸素阻害層厚さを維持することを含んでよい。いくつかの実施形態において、方法は、蠕動ポンプを用いて酸素可溶液を再循環させることを含んでよい。いくつかの実施形態において、酸素可溶液は、ペルフルオロデカリンまたはＫｒｙｔｏｘフッ素油などのフルオロカーボン材料である。いくつかの実施形態において、三次元物体は、人工臓器（例えば、人工肺、人工心臓、人工腎臓、人工肝臓等）である。
単数形で言及される本明細書のシステムおよび方法の実装例または要素または動作への何らかの言及は、複数のそのような要素を含む実装例を含んでよく、本明細書の何らかの実装例または要素または動作への複数形での何らかの言及は、単一の要素のみを含む実装例を含んでよい。単数形または複数形での言及は、本開示のシステムまたは方法、構成要素、動作、または要素を単一または複数の構成に限定することを意図したものではない。何らかの情報、動作または要素に基づく何らかの動作または要素への言及は、その動作または要素が何らかの情報、動作、または要素に少なくとも部分的に基づく実装例を含んでよい。
本明細書で用いる場合、「略」、「約」、「実質的に」という用語、および類似の用語は、本開示の主題が属する技術分野の当業者による一般的かつ確立された用法と整合する広い意味を有することが意図されている。これらの用語は、説明および特許請求される特定の特徴の範囲を提示された厳密な数値範囲に限定することなく、そのような特徴の説明を許容することを意図したものであることが、本開示を検討する当業者により理解されるべきである。したがって、これらの用語は、説明および特許請求される主題の実質的または重要でない改変または変更が、添付の特許請求の範囲に記載の本開示の範囲内にあるとみなされることを示すものとして解釈されるべきである。
様々な実施形態を説明するために本明細書で用いられる「例示的」という用語およびその変形は、そのような実施形態が、可能な実施形態の可能な例、表現、または例示であることを示すことを意図したものである（またそのような用語は、そのような実施形態が必ずしも特別または極端な例であることを意味することを意図したものではない）ことに留意されたい。
本明細書で用いられる「結合される」という用語およびその変形は、２つの部材を互いに直接または間接的に接合することを意味する。そのような接合は、静的（例えば恒常的または固定的）なものであってもよく、または可動（例えば除去可能または解放可能）なものであってもよい。そのような接合は、２つの部材が互いに直接結合されること、２つの部材が別個の介在部材を用いて互いに結合され、何らかのさらなる中間部材が互いに結合されること、または、２つの部材が、２つの部材の一方と１つの単体として一体に形成される介在部材を用いて互いに結合されることにより、実現されてよい。「結合される」またはその変形がさらなる用語により修飾される（例えば直接結合される）場合、上記で提示されている「結合される」の一般的定義は、そのさらなる用語の通常の言葉の意味により修飾され（例えば、「直接結合される」は、２つの部材を何らかの別個の介在部材なしで接合することを意味する）、その結果、上記で提示した「結合される」の一般的定義よりも狭い定義になる。そのような結合は、機械的、電気的、または流体的なものであってよい。
本明細書に開示の何らかの実装例は、何らかの他の実装例と組み合わされてよく、「一実装例」、「いくつかの実装例」、「代替的実装例」、「様々な実装例」、「１つの実装例」等への言及は、必ずしも相互に排他的なものではなく、その実装例に関して説明されている特定の特徴、構造、または特性が少なくとも１つの実装例に含まれ得ることを示すことを意図したものである。本明細書で用いられるそのような用語は、必ずしも全てが同じ実装例を指すものではない。何らかの実装例は、本明細書に開示の態様および実装例と整合する何らかの方式で、包含的にまたは排他的に、何らかの他の実装例と組み合わされてよい。
「または」への言及は、包含的なものとして解釈されてよく、したがって、「または」を用いて説明される何らかの用語は、説明される用語のうちの１つ、１つよりも多く、および全てのいずれかを示すものであってよい。用語の接続リスト（conjunctive list of terms）のうちの少なくとも１つへの言及は、説明される用語のうちの１つ、１つよりも多く、および全てのいずれかを示す包含的論理和として解釈されてよい。例えば、「「Ａ」および「Ｂ」のうちの少なくとも１つ」への言及は、「Ａ」のみ、「Ｂ」のみ、ならびに「Ａ」および「Ｂ」の両方を含んでよい。「Ａ」および「Ｂ」以外の要素が含まれてもよい。
要素の位置への本明細書における言及（例えば、「上」、「下」、「上方」、「下方」）は、単に図面における様々な要素の向きを説明するために用いられている。様々な要素の向きは、他の例示的実施形態では異なっていてよく、そのような変形は、本開示により包含されることを意図したものであることに留意されたい。
図面および説明は、方法の段階の特定の順序を示す場合があるが、そのような段階の順序は、上記でそうでないことが示されていない限り、図示および説明されるものと異なっていてよい。また、２つ以上の段階は、上記でそうでないことが示されていない限り、同時にまたは部分的に同時に実行されてよい。そのような変形は、例えば、選択されるソフトウェアおよびハードウェアのシステムおよび設計者の選択に依存するものであってよい。全てのそのような変形が、本開示の範囲内である。同様に、説明されている方法のソフトウェア実装が、様々な接続段階、処理段階、比較段階、および決定段階を実現するように、ルールベース論理および他の論理による標準的なプログラミング技法により実現され得る。
本明細書に記載のシステムおよび方法は、その特徴から逸脱しない限りにおいて、他の特定の形態で実施されてよい。前述の実装例は、記載のシステムおよび方法を限定するものではなく、例示である。
図面、詳細な説明または任意の請求項における技術的特徴の後に参照符号が付いている場合、それらの参照符号は、図面、詳細な説明、および特許請求の範囲の明瞭性を高めるために含まれている。したがって、参照符号の有無は、任意の請求項要素の範囲に対するいかなる限定の効果も有しない。
本明細書に記載のシステムおよび方法は、その特徴から逸脱しない限りにおいて、他の特定の形態で実施されてよい。前述の実装例は、記載のシステムおよび方法を限定するものではなく、例示である。よって、本明細書に記載のシステムおよび方法の範囲は、前述の説明ではなく添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の均等物の意味および範囲内に収まる変更がそこに含まれる。
５００ システム
５０２ プラットフォーム
５０４ 造形領域
５０６ 照射源
６０２ 透明ガラス
６０４ 酸素可溶液
６０６ 界面
６０８ インク
７０２ 酸素透過膜
５０２ プラットフォーム
５０４ 造形領域
５０６ 照射源
６０２ 透明ガラス
６０４ 酸素可溶液
６０６ 界面
６０８ インク
７０２ 酸素透過膜
Claims (20)
- 三次元物体を形成するための装置であって、
前記三次元物体が形成されるプラットフォームと、
造形面を有する酸素可溶液であって、前記造形面および前記プラットフォームがその間に造形領域を画定する、酸素可溶液と、
前記酸素可溶液に配される感光液であって、前記酸素可溶液の密度は、前記感光液の密度よりも大きい、感光液と、
前記酸素可溶液を支持するように構成される光透過性部材と、
前記感光液から固体ポリマーを形成するために、前記光透過性部材および前記酸素可溶液を通して前記造形領域を照射するように構成される照射源と、
前記プラットフォームを前記造形面から離れる方向に進行させるように構成されるコントローラと
を備える装置。 - 前記酸素可溶液を再循環させるための蠕動ポンプ
をさらに備える、請求項１に記載の装置。 - 前記酸素可溶液は、フルオロカーボン材料である、請求項１に記載の装置。
- 前記酸素可溶液は、０．３ｍｌ Ｏ２／ｍｌ酸素可溶液よりも大きい酸素溶解度を有する、請求項１に記載の装置。
- 前記三次元物体は、人工臓器である、請求項１に記載の装置。
- 三次元物体を形成するための装置であって、
前記三次元物体が形成されるプラットフォームと、
造形面を有する酸素透過膜であって、前記造形面および前記プラットフォームがその間に造形領域を画定する、酸素透過膜と、
前記酸素透過膜に配される感光液と、
前記酸素透過膜を支持するための酸素可溶液であって、前記酸素可溶液の密度は、前記感光液の密度よりも大きい、酸素可溶液と、
前記酸素可溶液を支持するための光透過性部材と、
前記感光液から固体ポリマーを形成するために、前記光透過性部材、前記酸素可溶液、および前記酸素透過膜を通して前記造形領域を照射するように構成される照射源と、
前記プラットフォームを前記造形面から離れる方向に進行させるように構成されるコントローラと
を備える装置。 - 前記酸素可溶液を再循環させるための蠕動ポンプ
をさらに備える、請求項６に記載の装置。 - 前記酸素可溶液は、ペルフルオロデカリン、Ｋｒｙｔｏｘフッ素油、またはＳｏｌｖａｙ Ｆｏｍｂｌｉｎ Ｙのうちの少なくとも１つである、請求項６に記載の装置。
- 前記酸素可溶液は、０．３ｍｌ Ｏ２／ｍｌ酸素可溶液よりも大きい酸素溶解度を有する、請求項６に記載の装置。
- 前記三次元物体は、人工臓器である、請求項６に記載の装置。
- 前記酸素透過膜は、ポリテトラフルオロエチレン膜である、請求項６に記載の装置。
- 前記酸素透過膜は、１６００×１０－１０ｃｍ３（ＳＴＰ）ｃｍ／（ｃｍ２ ｓ ｃｍ Ｈｇ）よりも大きい酸素透過性を有する、請求項６に記載の装置。
- 前記コントローラは、少なくとも２０μｍの酸素阻害層厚さを維持するように構成される、請求項６に記載の装置。
- 三次元物体を形成するための方法であって、
プラットフォーム、および造形面を有する酸素可溶液を提供することであって、前記造形面および前記プラットフォームがその間に造形領域を画定する、提供することと、
感光液を前記酸素可溶液に配することであって、前記酸素可溶液の密度は、前記感光液の密度よりも大きい、配することと、
前記酸素可溶液を光透過性部材に支持することと、
前記感光液から固体ポリマーを形成するために、前記光透過性部材および前記酸素可溶液を通して前記造形領域を照射することと、
前記プラットフォームを前記造形面から離れる方向に進行させることと
を含む方法。 - 前記感光液と前記酸素可溶液との間に配された酸素透過膜を提供すること
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。 - 少なくとも２０μｍの酸素阻害層厚さを維持すること
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。 - 蠕動ポンプを用いて前記酸素可溶液を再循環させること
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。 - 前記酸素可溶液は、フルオロカーボン材料である、請求項１４に記載の方法。
- 前記三次元物体は、人工臓器である、請求項１４に記載の方法。
- 請求項１４に記載の方法により製造された前記三次元物体を備える物品。
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