JP3803223B2

JP3803223B2 - 層群に対するリコーティングパラメータを用いた３次元物体造形のためのステレオリソグラフィ方法および装置

Info

Publication number: JP3803223B2
Application number: JP2000031247A
Authority: JP
Inventors: ディーニューエンホップ; アールマナーズクリス
Original assignee: スリーディーシステムズインコーポレーテッド
Priority date: 1999-02-08
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2020-02-08
Also published as: JP2000280360A; DE60031317T2; US6103176A; EP1025980A3; EP1025980B1; DE60031317D1; EP1025980A2

Description

【０００１】
関連出願の表示
本出願は、１９９９年５月１１日にKrugerらに発行された米国特許第５，９０２，５３８号の一部継続出願である。本明細書は、上記の参照出願の全開示内容を参照により記載しているものとする。
【０００２】
発明の属する技術分野
本発明は、高速試作および製造（Rapid Prototyping and Manufacturing; RP&M）技術（たとえばステレオリソグラフィ）を使用した３次元物体の造形に関するものである。本発明は、より詳細には、複数の層から成るある１つの組内において変化し、その変化を連続する複数の組において繰り返すようなリコーティングパラメータを備えたステレオリソグラフィを用いた、３次元物体造形に関するものである。
【０００３】
発明の背景
１．関連技術
高速試作および製造（Rapid Prototyping and Manufacturing; RP&M）と呼ばれる技術分野に属する技術を利用すると、ある3次元物体を表現したコンピュータ上の3次元データから、高速かつ自動的にその3次元物体を造形することができる。このRP&Mには、（１）ステレオリソグラフィ法、（２）選択的積層成型法、および（３）ラミネート・オブジェクト作成法の3つの技術分類が含まれると考えられている。
【０００４】
ステレオリソグラフィ法の分類に属する技術では、形成済みの層に接する流体状材料の新たな層を形成させ、3次元物体の連続断面を表す断面データをもとにこの層を選択的に硬化させ、硬化層（すなわち固体化した層）を形成・密着させるという操作の繰り返しにより、3次元物体を作成する。単にステレオリソグラフィと呼ぶ場合は、ステレオリソグラフィ法に属する技術のうち特に、所定の硬化刺激に露出することにより選択的に硬化させられる液体材料を利用した技術を指すものと捕らえられている。ここで、液体材料とは典型的には感光性重合体であり、所定の硬化刺激とは典型的には可視光あるいは紫外線の放射エネルギーである。放射エネルギーはレーザーで発生させるのが典型であるが、アーク灯や電灯等、他のエネルギー源の使用も可能である。硬化刺激に対する流体の露出は、ビーム走査、あるいは放射エネルギーを選択的に透過もしくは反射する光バルブを利用した一括露出制御により行われる。液体材料を使用したステレオリソグラフィに関しては、多くの特許、特許出願および特許公開が開示されており、そのいくつかについては、後出の関連出願の項で簡潔に述べる。
【０００５】
ステレオリソグラフィ技術として知られる他の技術としては、選択的レーザー焼結（Selective Laser Sintering; SLS）が挙げられる。SLSは、粉末材料層を赤外線放射エネルギーに露出し、粉末粒子を燒結もしくは溶解させることにより、選択的硬化をはかる技術に基づいている。SLSに関しては、１９８９年９月５日にDeckardに発行された米国特許第４，８６３，５３８号に記載されている。３番目に挙げられるのは、３次元印刷（Three Dimensional Printing; 3DP）と呼ばれる技術である。3DPは、粉末材料層に結合剤を選択的に吹き付けることにより、選択的硬化をはかる技術に基づいている。3DPに関しては、１９９３年４月２０日にSachsに発行された米国特許第５，２０４，０５５号に記載されている。
【０００６】
選択的積層成型法（Selective Deposition Modeling; SDM）では、３次元物体の断面を表すデータをもとに、硬化性材料を一硬化層分ずつ選択的に重ねていくことにより、３次元物体を作成する。こうした技術の１つに、溶解積層成型法（Fused Deposition Modeling; FDM）がある。FDMは、過熱された流体状の造形材料を、造形物体の形成済み硬化層の上に糸状に押し出して硬化させる過程を含む。FDMに関しては、１９９２年６月９日にCrumpに発行された米国特許第５，１２１，３２９号に記載されている。他の技術としては、弾道粒子成型法（Ballistic Particle Manufacturing; BPM）が挙げられる。BPMでは、５軸インクジェット噴射機を用いて、硬化済みの層の上に造形材料の粒子を発射する。BPMに関しては、１９９６年５月２日に公開されたBrownによる国際特許公開第WO／９６／１２６０７号、１９９６年５月２日に公開されたBrownによる国際特許公開第WO／９６／１２６０８号、１９９６年５月２日に公開されたMenhennettによる国際特許公開第WO／９６／１２６０９号、１９９６年５月２日に公開されたMenhennettによる国際特許公開第WO／９６／１２６１０号に記載されている。３番目に挙げられる技術は、マルチジェット成型法（Multijet Modeling; MJM）と呼ばれる技術で、複数のインクジェット・オリフィスから造形材料の液滴を選択的に吹き付けることにより、造形過程の高速化がはかられている。MJMに関しては、１９９９年８月２４日にEarlらに発行された米国特許第５，９４３，２３５号、および１９９６年９月２７日にLeydenらにより出願された米国特許出願第０８／７２２，３３５号（両出願とも本出願と同様3D Systems社に譲渡されている）に記載されている。
【０００７】
ラミネート・オブジェクト作成法（Laminated Object Manufacturing; LOM）では、造形される３次元物体を表す断面データに応じて選択された順序で、シート状の材料を積層、接着および選択的に切断することにより、3次元物体を造形する。LOMに関しては、１９８８年６月２１日にFeyginに発行された米国特許第４，７５２，３５２号、１９９１年５月１４日にKinzieに発行された米国特許第５，０１５，３１２号、１９９３年３月９日にHullらに発行された米国特許第５，１９２，５５９号、および１９９５年７月６日に公開されたMoritaによる国際特許公開第ＷＯ／９５／１８００９号に記載されている。
【０００８】
本発明の技術は、主として液体材料を用いたステレオリソグラフィによる物体造形のための技術、より詳細には、いくつかの層上のいくつかの物体部分を露出せずにおいた上で、それらの物体部分をその後の層が液体材料表面にある際に露出するような露出技術を採用した場合における、層形成のための技術である。本技術分野においては、より精度よく、または／かつより適切なタイミングで材料コーティングを形成するための、改良技術が求められている。
【０００９】
２．その他の関連特許および関連特許出願
本明細書中では、前出および後出の特許、特許出願、および特許公開の全内容を参照により記載しているものとする。表１から表６は、本出願の譲受人が共有する特許および特許出願の一覧表である。特定記載事項についての参照先が分かるよう、表中には各特許および特許出願の発明主旨を簡単に併記した。表中の発明主旨に関する各項目は、文中に特記した事項に発明主旨を限定する意図ものではなく、各特許出願および特許に記載されている全ての発明主旨を含む意味合いのものである。表に示した参照書類の記載事項は、多くの点で本出願の記載事項と組み合わせて利用できる。例えば、種々のデータ操作技術に関する参照書類と本発明の記載事項とを併せて用いれば、より有用に修正された造形物体データを引き出し、より精密および／または効率的な物体造形を行うことも可能である。他にも例を挙げると、各参照書類で開示されている種々の装置構成についても、本発明に含まれる新規の特徴と組み合わせた利用が可能である。
【００１０】
【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【表６】

また、本明細書中では、以下の２冊の書籍に関しても全内容を参照により記載しているものとする：（１）Paul F. Jacobs著; Rapid Prototyping and Manufacturing: Fundamentals of Stereolithography; 発行元Society of Manufacturing Engineers, Dearborn MI, U.S.A.; １９９２年（日本語訳：「高速３次元成型の基礎」、日経ＢＰセンター、１９９３年）; （２）Paul F. Jacobs著; Stereolithography and other RP&M Technologies: from Rapid Prototyping to Rapid Tooling; 発行元Society of Manufacturing Engineers, Dearborn MI, U.S.A.; １９９６年。
【００１１】
発明の要約
本発明の第一の目的は、材料コーティングの形成に費やす時間を短縮することにより、３次元物体の造形をより高速にて行うことである。
【００１２】
本発明の第二の目的は、改良された造形材料コーティングを形成することである。
【００１３】
本発明のさらなる特徴は、上記の目的を別個に、あるいはあらゆる形で組み合わせて達成しようとするところにある。
【００１４】
本発明は第一に、複数の密着した硬化層から３次元物体を造形する方法を提供するものであって、その方法は、（１）前記物体の次硬化層を形成する準備段階として、直前に形成された材料層に連続して接する材料層を形成し、それらの連続層のいくつかは一次層であり、各一次層同士は１つあるいは複数の二次層を挟んで分離されており、（２）少なくとも第一層群および第二層群の層群を規定し、前記第一群は複数の前記一次層を含む群とし、前記第二群は前記第一群中の連続した２枚の一次層間に配された１つあるいは複数の前記二次層を含む群とし、（３）前記一次層に対応する一次硬化層の過半部分を形成し、かつ二次硬化層の少なくとも一部を形成するために、前記一次層を選択的に露出し、（４）前記二次層に対応する前記二次硬化層の少なくとも一部を形成するために、前記第二層を選択的に露出する工程を含む方法である。前記第一層および第二層の露出により、前硬化層に対する硬化層の密着が得られ、複数の密着した硬化層から物体を造形することができる。前記第一層群の形成は、リコーティングパラメータの第一組により制御され、また前記第二層群の形成は、前記パラメータの第一組とは異なるリコーティングパラメータの第二組により制御される。
【００１５】
本発明は第二に、複数の密着した硬化層から３次元物体を造形する方法を提供するものであって、その方法は、（１）連続層の組の数Ｓを規定し、（２）層の組を複数規定し、（３）前記複数の組のそれぞれから１つあるいは複数の層を集めた層群を複数規定し、（４）規定された前記各層群にリコーティングパラメータを付与し、（５）ある特定層の形成に使用される前記リコーティングパラメータは、前記特定層を含む層群のために指定されたリコーティングパラメータに従うものとし、前記物体の次硬化層を形成する準備段階として、直前に形成された材料層に連続して接する材料層を形成し、（６）複数の密着した硬化層から前記物体を造形するために、前記の層を選択的に露出し、その層に対応する硬化層の少なくとも一部を形成するといった、複数の要素を含む方法である。
【００１６】
本発明は第三に、複数の密着した硬化層から３次元物体を造形する装置を提供するものであって、その装置は、（１）前記物体の次硬化層を形成する準備段階として、先に形成された材料層に連続して接する材料層を形成する手段であって、それらの連続層のいくつかが一次層となり、各一次層同士が１つあるいは複数の二次層を挟んで分離されるような手段、（２）少なくとも第一層群および第二層群の層群を規定する手段であって、前記第一群が複数の前記一次層を含む群となり、前記第二群が前記第一群中の連続した２枚の一次層間に配された１つあるいは複数の前記二次層を含む群となるような手段、（３）前記一次層に対応する一次硬化層の過半部分を形成し、かつ二次硬化層の少なくとも一部を形成するための、前記一次層を選択的に露出する手段、および（４）前記二次層に対応する二次硬化層の少なくとも一部を形成するための、前記第二層を選択的に露出する手段を備えた装置である。前記第一層および第二層の露出により、前硬化層に対する硬化層の密着が得られ、複数の密着した硬化層から物体を造形することができる。この造形手段では、前記第一層群の形成は、リコーティングパラメータの第一組により制御され、また前記第二層群の形成は、前記パラメータの第一組とは異なるリコーティングパラメータの第二組により制御される。
【００１７】
本発明は第四に、複数の密着した硬化層から３次元物体を造形する装置を提供するものであって、その装置は、（１）前記物体の次硬化層を形成する準備段階として、先に形成された材料層に連続して接する材料層を形成するコーティングシステムであって、それらの連続層のいくつかが一次層となり、各一次層同士が１つあるいは複数の二次層を挟んで分離されるようなシステム、（２）少なくとも第一層群および第二層群の層群を規定するためにプログラミングされたコンピュータであって、前記第一群を複数の前記一次層を含む群とし、前記第二群を前記第一群中の連続した２枚の一次層間に配された１つあるいは複数の前記二次層を含む群とするようにプログラミングされたコンピュータ、および（３）前記材料層を選択的に露出する露出システムであって、その担う露出に（Ａ）前記一次層に対応する一次硬化層の過半部分を形成し、かつ二次硬化層の少なくとも一部を形成するための前記一次層の露出、および（Ｂ）前記二次層に対応する前記二次硬化層の少なくとも一部を形成するための、前記第二層の露出を含むシステムを備えた装置である。前記第一層および第二層の露出により、前硬化層に対する硬化層の密着が得られ、複数の密着した硬化層から物体を造形することができる。この装置に含まれるコーティングシステムは、前記第一層群の形成を、リコーティングパラメータの第一組により制御し、また前記第二層群の形成を、前記パラメータの第一組とは異なるリコーティングパラメータの第二組により制御する。
【００１８】
本発明は第五に、上記第二の特徴として記した方法を実行する装置を提供するものである。
【００１９】
関連の図と組み合わせて以下に述べる実施形態から、本発明のさらなる特徴が明らかになるであろう。上述した本発明の特徴をそれぞれ組み合わせて実施する事項も、本発明のまたさらなる特徴として含まれる。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態の説明
図１および図２は、本発明を実施するための好ましいステレオリソグラフィ装置１（ＳＬＡ）の概略を示した図である。ＳＬＡの基礎をなす各構成要素については、前出の参照書類表に示した通り、米国特許第４，５７５，３３０号、５，１８４，３０７号、および５，１８２，７１５号に記載されている。好ましいＳＬＡには、造形物体１５の素となる造形材料５（すなわち感光性重合体）を入れるための槽３、エレベータ７とその駆動機構（図示せず）、エレベータに付属した支持台９、露出システム１１、リコーティングバー１３とその駆動機構（図示せず）、および最低１台のコンピュータが備わっている。上記のコンピュータは、造形物体データの（必要に応じた）操作と、露出システム、エレベータ、およびリコーティング装置の制御を行うためのものである。
【００２１】
図１は、造形物体の造形途中段階のうち、最も新しく形成された硬化層が、造形材料５上部表面の所望の水準（すなわち所望の作業面）から、およそ１層の厚さ分だけ下の位置に下げられた段階を図示したものである。層の厚さは薄く、かつ造形材料は非常に粘性が強いので、図１に示したように、支持台９を下降させても、造形材料は最新硬化層の上全体に効果的に流れてこない。図２は、前硬化層上をコーティングバー１３が掃引し、次の造形材料層が形成されている途中の段階を示した図である。
【００２２】
好ましい露出システムについては、前出の引例表に示した数件の特許および特許出願に記載があり、たとえば５，０５８，９８８号、５，０５９，０２１号、５，１２３，７３４号、０８／７９２，３４７号、０９／２４８，３５２号および０９／２４７，１２０号などが挙げられる。ここで言う好ましい露出システムは、レーザー、ビーム集束システム、およびコンピュータにより制御されたモーター駆動型もしくは検流計型のＸＹ可回転走査鏡を備えたものである。
【００２３】
好ましい制御システムとデータ操作システム、および好ましいソフトウェアについては、米国特許第５，１８４，３０７号、５，３２１，６２２号、５，５９７，５２０号を含め、前出の引例表に挙げた多くの特許に記載されている。
【００２４】
好ましいリコーティング装置については、リコーティングバー１３、調整された真空ポンプ１７、およびバー１３とポンプ１７を繋ぐ真空管１９に関する説明を含め、前出の引例表に挙げた米国特許出願第０８／７９０，００５号に記載されている。
【００２５】
好ましいＳＬＡが有する他の要素（図示せず）としては、液面水準制御システム、造形チャンバー、温度制御システムを含む環境制御システム、安全用インターロック、視認装置などが挙げられる。
【００２６】
本発明を実施するためのＳＬＡは、カリフォルニア州バレンシアの3D Systems社から入手可能である。ここで言うＳＬＡには、３２０ｎｍで動作するＣＷ（連続波）ＨｅＣｄレーザーを使用したＳＬＡ−２５０、３５５ｎｍで動作する半導体レーザーを使用し、各々パルス反復率２２．２ＫＨｚ、４０ＫＨｚ、２５ＫＨｚを採用しているＳＬＡ−３５００、ＳＬＡ−５０００、およびＳＬＡ−７０００が含まれる。造形材料として好ましいのは、カリフォルニア州ロサンゼルスのCIBA Specialty Chemicals社により製造された感光性重合体であり、これも3D Systems社から入手可能である。上記重合体としては、ＳＬ５１７０、ＳＬ５１９０、およびＳＬ５５３０ＨＴが挙げられる。
【００２７】
ＳＬＡの典型的動作には、造形材料によるコーティング（すなわち造形材料層）の生成と、そのコーティングの選択的硬化を繰り返し、複数の密着した硬化層からなる造形物体を造形する動作が含まれる。この処理過程を概念的に説明する。まず、エレベータに付属した支持台９が、感光性重合体５の上面２０から１層の厚さ分だけ沈められる。感光性重合体のコーティングは、液面から所望の深さまでにある材料を硬化させるような所定の硬化刺激（たとえば紫外ビーム）に選択的に露出され、造形物体の第一硬化層が、エレベータに付属した支持台に密着した形で形成される。この第一硬化層は、造形物体の第一断面、もしくは造形物体を支持台上に固定するための保持部分の第一断面に相当する。この第一硬化層の形成後、エレベータに付属した支持台および支持台に密着した第一硬化層は、１層の厚さに相当する深さ分、材料中に沈められる。
【００２８】
以下、層厚その他の長さの単位には、（１）インチ、（２）ミリインチ（すなわちミル）、あるいは（３）ミリメートルのいずれかの単位を用いる。通常、用いられる材料は非常に粘性が強く、各材料層の厚さは非常に薄い（たとえば４−１０ミル）ので、最新硬化層上には材料コーティングが容易に形成されない（図１参照）。コーティングが容易に形成されない場合には、リコーティング装置によって、造形材料（すなわち感光性重合体）の表面上もしくは表面よりも若干上の面上を掃引し、新たなコーティングの形成を助けることができる。上記のコーティング形成過程には、リコーティングバーによる所望の速度での掃引処理が、１回あるいは複数回含まれうる。
【００２９】
このコーティングの形成後、造形物体の第二断面を表現したデータに基づいて行われる、２回目の所定の硬化刺激への材料露出により、２番目の材料層が硬化させられる。このコーティング形成過程と硬化過程とが、密着した複数の層（２１、２３、２５、２７、２９、３１、および３３）からなる造形物体が造形されるまで、幾度も繰り返される。
【００３０】
造形技術によっては、いくつかのあるいは全ての造形物体断面が、十分に硬化されない場合がありうる。また、処理過程によっては、ある特定層に対応する硬化層（すなわち、造形物体の他の部分と比較した場合、その特定層に相当する高さにあるべき硬化層）が、その特定層が液体表面に位置するときにおいては、全くあるいは部分的にしか露出されない場合もありうる。その場合、上記特定層より後の、ある層の形成過程において、その後形成層に印加される露出が、上記特定層に相当する断面水準にある材料まで硬化させる程の材料変性をもたらす露出であれば、上記硬化層の全体あるいは一部は、この後形成層が材料表面にある際に形成されることもある。すなわち、ある特定硬化層に対応する層と、その硬化層が硬化される際の表面層とは、必ずしも同一とは限らないのである。ある硬化層あるいはある硬化層の一部が硬化される際の表面層とは、その硬化層が硬化された際に材料表面に位置している層のことであると言ってもよい。ある硬化層に対応する層とは、造形物体の他の部分と比較して、その硬化層が位置しているべき次元的に正しい高さに相当する層のことである。
【００３１】
米国特許第５，９０２，５３８号は、所望の解像度よりも大きな最小リコーティング深さ（ＭＲＤ）を有する造形材料を使用した場合に典型的に可能だと思われる解像度に比して、より高い解像度での物体造形に用いる露出技術およびリコーティング技術を提供している。ここで言うＭＲＤとは、完全に硬化された硬化層あるいは物体断面上に形成されるコーティングの深さで、信頼性の高いあるいは適切なタイミングの材料コーティング形成のために必要不可欠な深さのことであると考えればよい。前記断面の一部のみを形成する場合には、ＭＲＤよりも薄くかつ妥当な信頼性を有するコーティングを形成することが可能なこともある。この参照出願で開示されている好ましい実施形態は、この現象の認知および利用に基づくものである。
【００３２】
さらに、米国特許第５，９０２，５３８号中の好ましい実施形態においては、物体造形に使用される造形パラメータを変化させる層水準（たとえば、層が水平に形成されていく場合は垂直方向の水準）を予め規定することにより、簡略化されたデータ処理技術が実現されている。これらの予め規定された水準に関しては、（１）造形物体の位置（たとえば垂直方向位置）から独立した規定、（２）造形物体の第一層の位置に基づく規定、あるいは（３）造形物体のある面のある特定の場所の垂直方向位置に基づく規定の、いずれの規定も可能である。
【００３３】
図３は、ステレオリソグラフィの手法で作成しようとするある物体４０の側面図である。水平な層を形成するという観点から、この図には垂直方向軸（Ｚ）および水平方向軸のうちの１つ（Ｘ）が記してある。この物体を利用して、本発明の１つの好ましい実施形態、および変更例の特徴を説明する。この物体は、水平な（すなわち横に平らな）下向き面を２つ含んでいる。１つは、物体下面の４２であり、もう１つは、物体中央に開いた穴４６の上面４４である。同様に、この物体は、水平な（すなわち横に平らな）上向き面を２つ含んでいる。１つは、物体上面の４８であり、もう１つは、物体中央に開いた穴４６の下面５０である。この物体は、２つの垂直な壁５２と５４を含んでおり、それらは穴４６の両側面にあたる。この物体はまた、両側面に、非水平な（二アフラットと言うこともある）２つの上向き領域５６および５８を含んでおり、同じく両側面に、非水平な２つの下向き領域６０および６２を含んでいる。
【００３４】
図４は、ステレオリソグラフィ法を利用して、前記物体をある解像度で造形した場合の形状例を図示した図である。ここで、材料のＭＳＤおよびＭＲＤ（最小硬化深さおよび最小リコーティング深さ；米国特許第５，５９７，５２０号および米国特許第５，９０２，５３８号に説明がある）は、共に所望の層厚（すなわち解像度）以下である。この例では、各層の厚さ１００は一定である。図に示されているように、この造形物体は、２０層の密着した硬化層１０１−１２０、およびそれらに対応する２０層の材料層２０１−２２０から形成されている。材料層は典型的には上方表面から下方へと硬化されていくため、断面データ、硬化層および材料層の指定に際しては、上面位置に対応させた指定を行うのが典型である。硬化層同士を確実に密着させるため、各硬化層の少なくともいくらかの部分には、一層厚分よりも深い硬化をもたらすような露出量が適用されるのが典型である。状況によっては、こうした一層厚よりも深い硬化深さを利用せずとも、確実に層の密着を図れる場合もある。精度を最適化するために、物体データを操作して、一層厚よりも大きなＭＳＤに妥当性を持たせるか、あるいは下向き面の領域が一層厚分より深く硬化しないよう下向き面領域の露出を制限するのが典型である。
【００３５】
図３と図４を比較すると、この例にある造形物体は、もとの設計に比べて過剰な大きさに複製されていることが分かる。垂直面および水平面の位置は正確だが、傾斜した面あるいはニアフラットな面（水平面でも垂直面でもない面）においては、各硬化層の最小はみ出し部がもとの設計の外形面に接しており、最大はみ出し部はもとの設計よりも外側にはみ出している。データの相関、露出および造形物体の大きさの問題については、米国特許第５，１８４，３０７号および５，３２１，６２２号、および前出の引例表に示した他の多くの特許にさらなる説明がある。
【００３６】
図５は、図４に示した形成済みの造形物体について、造形物体中の様々な領域および硬化層を区別して分けた図である。１つの分類法によると（米国特許第５，３２１，６２２号に記載されている）、造形物体の各硬化層は、（１）下向き面領域、（２）上向き面領域、および（３）連接面領域（すなわち、下向き面でも上向き面でもない領域）のうち、１種類から３種類の領域より形成されている。この分類法の場合、次の８個のベクトル型を実用化することができる。また、他の型のベクトルも規定および使用され得る。
【００３７】
下向き面輪郭
− 造形物体の下向き面領域を取り囲む輪郭
上向き面輪郭
− 造形物体の上向き面領域を取り囲む輪郭
連接面輪郭
− 造形物体の下向き面でも上向き面でもない領域を取り囲む輪郭
下向き面ハッチ
− 下向き面輪郭の内側に属する露出線。これらの露出線の間隔は狭くても広くてもよく、また方向も一方向でも多方向でもよい。
【００３８】
上向き面ハッチ
− 上向き面輪郭の内側に属する露出線。これらの露出線の間隔は狭くても広くてもよく、また方向も一方向でも多方向でもよい。
【００３９】
連接面ハッチ
− 連接面輪郭の内側に属する露出線。これらの露出線の間隔は狭くても広くてもよく、また方向も一方向でも多方向でもよい。
【００４０】
下向き面スキン／フィル
− 下向き輪郭の内側に属する露出線で、硬化済み材料の連続領域を形成するために密に分布している露出線。
【００４１】
上向き面スキン／フィル
− 上向き輪郭の内側に属する露出線で、硬化済み材料の連続領域を形成するために密に分布している露出線。
【００４２】
以上を組み合わせて、下向き面輪郭、下向き面ハッチ、および下向き面フィルにより、造形物体の下向き面領域が規定される。また、上向き面輪郭、上向き面ハッチ、および上向き面フィルにより、造形物体の上向き面領域が規定される。連接面輪郭および連接面ハッチは、造形物体の連接面領域を規定する。下向き面領域の下方には、その領域が密着すべき物体は何ら存在しないので（保持部分が存在する場合を除けば）、この領域に適用される露出量は、下方硬化層への密着を図るための過剰露出量を含まないのが典型である。しかし、ＭＳＤに関する何らかの問題に適切に対処するため、過剰露出が行われることもあり得る。上向き面領域および連接面領域の下方には硬化された材料が存在するので、これらの領域に印加される露出量には、下方硬化層への確実な密着を図るための過剰露出量が含まれるのが典型である。
【００４３】
表７は、図４に示した層および硬化層の指定番号に基づいて、図５における各硬化層上に存在する複数の異なる領域を、要約した表である。
【００４４】
【表７】

領域の識別およびベクトル型の提唱に関する他の方法については、現在引用できるものとしては、米国特許第５，１８４，３０７号、５，２０９，８７８号、５，２３８，６３９号、５，５９７，５２０号、５，９４３，２３５号、５，９０２，５３８号、および米国特許出願第０８／８５５，１２５号を含めて、前出の引例表に示した多くの特許および特許出願に記載されている。より少ない設定項目しか含まない案も存在する。たとえば、（１）下向き面領域と上向き面領域を統合して外面領域とし、その外面領域と連接面領域のみを規定する方法、（２）全てのフィル型ベクトルを統合して、１つの設定項目とする方法、あるいは（３）上向きハッチと連接ハッチ、または３種類全てのハッチ型ベクトルを統合して１つの設定項目とする方法などがそれである。また、より多くの設定項目を含む方法もある。たとえば、上向き面領域と下向き面領域の片方あるいは双方を、水平な領域と非水平な領域とに分割する方法などがそれである。
【００４５】
領域識別の方法には、各硬化層に付随する境界領域のうち、いずれの部分が外部に面しており、あるいは／またはいずれの部分が硬化層内部に当たるのかの識別を含むような方法もある。外部に面した境界領域は、初期断面境界（Initial Cross-Section Boundaries; ICSB）に対応する。ICSBは、所望の様々な領域に形成される断面に先立って形成される断面境界領域であると、解釈すればよい。ICSBに関しては、米国特許第５，３２１，６２２号および５，５９７，５２０号に記載されている。内部境界は、両面を硬化層の造形物体部分に挟まれている境界であり、一方、外部境界は、片面を硬化層の造形物体部分に、もう片面を硬化層の非造形物体部分に挟まれている境界である。
【００４６】
本発明の好ましい実施形態中のリコーティング技術を利用した物体造形では、米国特許第５，９０２，５３８号で使用されているのと類似の層形成技術が用いられる。層の硬化は、なるべくならば一次層および二次層が有する基準に従って行われることが好ましく、この基準は、ＭＲＤによる制限、あるいはある類似造形技術を用いる根拠となるその他の事項に基づいて決まり得る（たとえば、細かい形状を持たない領域の造形をより厚い層を用いて行い、個々の硬化層が付加されるたびに造形物体の未処理強度が増すようにするなど）。
【００４７】
図５の物体造形においては、使用される造形材料のＭＲＤによっては、図示した解像度よりも高い解像度でこの物体を再現することが不可能な場合もある。ＭＲＤが層厚１００（図４）よりも大きい場合は、この物体を図４に図示した解像度で再現することは不可能と考えられる。しかしながら、米国特許第５，９０２，５３８号の記載事項に従えば、各硬化層全体を、それに対応する層が材料表面にある際に、１硬化層ずつ正確に形成していく造形技術とは異なる造形技術を使用することになり、上記の物体再現も可能となる。
【００４８】
本発明の好ましい実施形態中で実現されている造形技術においては、１層厚分よりも大きな最小硬化深さ（ＭＳＤ）が採用され得る。実施形態によっては、使用されているＭＲＤと同程度の大きさのＭＳＤが好ましい場合もある。図６は、５層厚分に等しいＭＳＤ値を使用して造形された造形物体を示した図である。この図示された物体を造形するためのデータは、図３から図５のデータと米国特許第５，５９７，５２０号の記載事項から導くことができる。これらの記載事項に従うと、図６に示したように、硬化層に付随する下向き面を、概念として相対的に上方の層中に押し上げて考え、それにより上記下向き面領域の移動を受けた上記上方の層に付随する初期断面データを除去することにより、高解像度の物体造形を行うことができる。すべての下向き面領域は、少なくとも５層厚分の深さだけ硬化されなくてはならないので、各下向き面領域を元来対応する層および硬化層から概念的に押し上げて考え、その下向き面領域を、元来対応する層および硬化層とその上の４つ分の層および硬化層との両方に対応させ、かつその下向き面領域が、元来対応する層から４層分上に相当する層が液面にある際に形成されるようにする。図５中の、左上から右下に引かれた斜線を付した領域が、下向き面領域である。また、右上から左下に引かれた斜線を付した領域は上向き面領域であり、斜線の付されていない点模様の領域は連接面領域である。
【００４９】
図６は、一次層および二次層の指定を利用した造形技術の例を示した図である。この図は、５層厚分のＭＳＤ値および５層厚分のＭＲＤ値を用いて造形された物体を図示したものである（ＭＲＤは、物理的な最小リコーティング深さに基づいて決定される場合もあれば、それに代わる類似の露出基準に従う物体造形を実現するための何らかの変数が設定される場合もある）。この造形物体は、図７に記された一次層指定および二次層指定に従って造形されたものである。図７中の「Ｐ」はその層が一次層であることを示し、「Ｓ」はその層が二次層であることを示す。
【００５０】
本明細書中では、一次層とは、その層が材料表面にある際にその層の過半部分が硬化される層のことを指す。より好ましくは、一次層は、その層が材料表面にある際に実質的にその層全体が硬化されるほうがよい。二次層とは、その層が材料表面にある際にその層の一部のみが硬化される層、すなわち一次層以外の層を指す。
【００５１】
本発明の第一の好ましい実施形態では、造形物体の個々の層は複数の群に分類され、それぞれの群にリコーティングパラメータが割り当てられる。ここでは、個々の層を組および群の双方に所属させることができる。上位組、および上位群を規定することも可能である。
【００５２】
層の組とは、連続した一連の層のことを指すと考えればよく、連続した組においては、各組中の個々の層が有する何らかの特定の特徴が反復される。１つの層の組は、１つの一次層、および連続した一次層間に存在する数の複数の二次層を含む組として規定することができる。
【００５３】
そうした規定を用いた場合、様々な方法で複数の組を規定することが可能である。たとえば１つ目の例として、ある組中の全ての二次層が、その組の一次層の下に位置している場合がある。図７中の（１）層２０１‐２０５、および（２）層２０６−２１０を２つの組だと考えれば、この例に相当する。２つ目の例として、二次層がその組に含まれる一次層の上に位置している場合もある。図７中の（１）層２０５‐２０９、および（２）層２１０−２１４を２つの組だと考えれば、この例に相当する。３つ目の例として、二次層のうちいくつかがその組に含まれる一次層の下に位置しており、残りの二次層が一次層の上に位置している場合もある。図７中の（１）層２０３‐２０７、および（２）層２０８−２１２を２つの組だと考えれば、この例に相当する。
【００５４】
上位群は、２つ以上の組から成る。反復使用されるが各組全てでは必要でないような複雑なリコーティングパラメータを規定する際には、これらの上位群が有用である。上記のパラメータの反復が、複数の層の形成後に行われる場合もあり得る。当然ながら、上位組およびさらに上位の組だけでなく、さらに別種の組を規定することも可能である。
【００５５】
層の組の規定という観点で、ある好ましい実施形態を考えると、１つの組中の層であっても、いくつかの層間でリコーティングパラメータは変化させられ得るし、異なる２つの組中の層であっても、類似層には同一のリコーティングパラメータが使用され得る。たとえば、組１が図７中の層２０１−２０５を含み、組２が層２０６−２１０を含む場合、層２０１と層２０６については、それぞれの組の一次層からの相対位置が同一なので、この２つは類似層であると考えることができる。同様に、層２０２と層２０７、層２０３と層２０８、層２０４と層２０９、および層２０５と層２１０もそれぞれ類似層となる。
【００５６】
別の視点に立って、各組あるいは各上位組中の類似層を、層群に分類することもできる。あるいは、個々の組から複数の層を抜き出して、層群を形成させることも可能である。例として、一次層を１つの層群として考えることが可能である。さらに、一次層の直下にある二次層を２つ目の層群と考え、一次層の直上にある二次層を３つ目の層群と考えることもできる。また別の例として、各組の一次層、および一次層の直後に続く１つの二次層の双方を、１つ目の層群に所属させ、残りの二次層をもって２つ目の層群を形成させることも可能である。
【００５７】
一般的に、リコーティングパラメータは群ごとに指定される。各群に対して同一のリコーティングパラメータを使用することも可能であるし、１つあるいは複数の群で異なるパラメータを使用することも可能であるし、全ての群で異なるパラメータを使用することも可能である。群の数は、１つの組あるいは上位組を形成している層の数に等しい場合もあれば、それより少ない場合（たとえば２つあるいはそれ以上）もある。状況によっては、群の数は３つ以上が好ましい場合もある。
【００５８】
層群への層の分類は、そのコーティングされる層と、前の一次硬化層あるいは次の一次硬化層との間に、どれだけの距離あるいは層数が存在するかに基づいて、行うことができる。たとえば、一次層に対して優良なコーティングを確実に形成し、適切な硬化層を形成させるために、ある特定のリコーティングパラメータが必要となる場合があるので、まず一次層をもって１つ目の層群を形成させられる。次に、一次硬化層の硬化された広い領域上に渡ってコーティングを形成するのに適当なコーティングパラメータの使用が求められる場合があるため、一次硬化層の直上の、１つあるいは複数の二次層をもって２つめの層群を形成させられる。一次硬化層を形成する土台の設定をするのにも特別なリコーティングパラメータの使用が求められる場合があるため、あるいは単に前一次硬化層からのコーティングの深さが１層ごとに大きくなっていくために、一次硬化層の直下の、１つあるいは複数の二次層をもって３つめの層群を形成させられる。リコーティングパラメータを変化させる必要があれば、２つめの群と３つ目の群の間に、４つ目の群あるいはさらに多くの群を規定してもよい。コーティング形成処理の改善または／および時間の節約のために、コーティングパラメータを各群ごとに変化させることが可能なのである。
【００５９】
層群を利用することにより、造形時間の節約、または／およびコーティングの品質向上が達成される。重要性の低い群に、過度のあるいは不適当なコーティングパラメータを与えたり、造形部分を形成する何百何千もの層の１つ１つ全てに対して、コーティングパラメータを指定する手間をオペレーターに課したりすることなく、重要な層には所望のコーティング形成に十分な時間や掃引速度等を与えることなどにより、上記の利点を得ることができる。
【００６０】
本発明の第一の好ましい実施形態では、“Ｓ”個の層から成る組（ここでは“Ｓ”＝５；一次層１つおよび二次層４つ）が提供され、また“Ｍ”個の層群（ここでは“Ｍ”＝３）に対して指定可能な異なる複数のコーティングパラメータが提供されている。すなわち、この第一の好ましい実施形態においては、３組のコーティングパラメータを、５層から成る組のそれぞれに割り当てていることになる。
【００６１】
この実施形態では、第一層群は一次層を含む群である。第二層群は、Ｎ個の二次層（ここではＮ＝２）を含む群である。これらＮ個の二次層は、第一群に分類された一次層の直下に位置する二次層である。Ｎの最大値は、各組中の二次層の数あるいはそれ未満となる。各組中の残りの二次層は全て、第三群に属する層として扱われる。
【００６２】
この第一の実施形態では、１ミル（２５ミクロン）の層厚が採用されており、５層ごとに一次層が設けられている。二次層上においては、輪郭、上向き面領域、および下向き面領域のみが形成される。一次層上においては、先に形成された複数の二次層の硬化、および前一次層が材料表面にある際に形成された硬化層への上記の二次層の密着を図るのに十分な露出をもって、輪郭、上向き面領域、下向き面領域、および連接面領域（たとえば連接面ハッチ）が形成される。表８は、この第一の実施形態に対するいくつかの好ましいリコーティングパラメータを記した表である。ここでパラメータとして含まれるのは、各層群に対してコーティングを形成する際のリコーティングバーによる掃引回数、リコーティングバーの掃引速度、掃引中におけるリコーティングバー下部と直前硬化層間の間隔、Ｚ−待機時間（掃引処理の完了時点と次の露出開始時点との間に存在する遅延時間）、および沈下前遅延時間（露出完了時点と掃引処理の開始時点との間の時間）である。
【００６３】
【表８】

表８を見れば分かる通り、本実施形態においては、１つの層群に対するＺ−待機時間の値のみが変化させられている。この１種類の群を除けば、５層から成る群のそれぞれごとに、４０秒だけ余分な造形時間がかかることとなる。そのため、１インチの物体を造形する再には、８０００秒あるいは２．２時間（４０秒＊２００群／インチ）だけの余分な造形時間が必要となることになる。仮に造形物体が高さ１０インチの物体であるとすれば、２２時間もの時間が節約できる。言いかえれば、丸１日近くの物体造形時間が節約可能なのである。いくつかの層がより長いＺ−待機時間を必要とする場合や、いくつかの層のみがさらなる掃引処理を必要とし、他の層にはそうした掃引処理が必要でない場合等には、さらに大量の時間を節約することも可能である。これらの例は、個々の層群ごとにコーティングパラメータを指定できるようにすることで、物体造形処理に改良を加えられることを示すものである。
【００６４】
これらのパラメータ値のうち１つあるいは複数のパラメータ値、およびその他に設けられ得るパラメータ値に関しては、これらのパラメータをオペレーターが何度も入力する必要をなくすため、物体造形処理においてコンピュータが使用するメモリーへのパラメータ値入力が可能となっていることが好ましい。より好ましいのは、１つ、あるいは恐らくは複数のパラメータに対する適当な値を、リコーティング処理の制御に使用されるリコーティング様式ファイルに入力することである。この様式ファイルは、ユーザーがマニュアル操作で選択することも可能であるし、あるいはより好ましくは、所望の造形処理に関するいくつかの基本的な質問にユーザーが回答し、それをもとに制御コンピュータあるいはその他のコンピュータに、物体造形に用いる適当な様式ファイルを自動選択させることも可能である。造形物体に様式ファイルを関連づける技術については、米国特許出願第０９／２４７，１１９号（１９９９年２月８日出願）にさらなる説明が記載されている。
【００６５】
以上の実施形態に様々な修正を加えた変更実施形態が複数可能となっており、それらにはたとえば（１）第二層群に含まれる層の数を上記と異なる数（Ｎ＝１、３、あるいは４）にした形態、（２）各組に含まれる層の数を５以外の値（たとえば、２、３、４、６−１０、あるいはそれ以上）にした形態、（３）いくつかの組に含まれる層の数を、他の組と異なる数にした形態、（４）上位組、およびそれらに基づく層群を規定した形態、（５）群ごとに指定・変更するリコーティングパラメータの数を、より少なくしたあるいはより多くした形態、（６）層厚を変更した形態（たとえば、５ミクロン、１０ミクロン、０．５ミル、２０ミクロン、２ミル等）、（７）一次層あるいは二次層上の露出領域を、前記第一の実施形態に記載されたのと異なる領域にした形態などがある。また、１硬化層ごとに行う通常の造形処理においても、何らかの理由で層の組に対して可変的なリコーティング処理を行うことが有用であると考えられるような場合は、本発明のリコーティング技術が実際上利用可能である。
【００６６】
他の造形パラメータ、たとえば層厚、露出様式、組ごとの層の数、樹脂のタイプ等に対する好ましいリコーティングパラメータについては、当業者であれば、異なるコーティングパラメータを用いた複数の試験物体の造形を行い、造形時間の短縮または／およびコーティングの品質向上をもたらす、各群に最適なパラメータを決定することにより、経験的に決定することが可能である。
【００６７】
本明細書中の記載事項に従う物体造形装置作成のために、本明細書中に記載された方法を実施するには、ソフトウェアあるいはハード・コーディングによって、ＳＬＡ制御コンピュータあるいは別個の処理コンピュータにプログラムを施すことで、システムへの所望のパラメータ入力、およびシステムによるそれらのパラメータの使用を可能にすればよい。
【００６８】
いずれの実施形態中の方法および装置とも、先に明記した変更例の記載事項に従って変更することが可能である。さらに、上記の実施形態および変更例中の方法および装置は、先の引例表に記載した特許および特許出願中の様々な記載事項に従って、変更することが可能である。
【００６９】
以上では、ある特定の実施形態を記載および説明し、かついくつかの変更例を示してきたが、本明細書中の記載事項を一読すれば、当業者には明らかであろう実施形態および変更例を他にも数多く見出せる。つまり、以上に示した実施形態は、本発明の範囲を制限する意図のものではなく、例示的な意味合いのものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するためのステレオリソグラフィ装置の側面図。
【図２】本発明を実施するためのステレオリソグラフィ装置の側面図。
【図３】ステレオリソグラフィを用いて造形しようとするある物体の側面図。
【図４】一層一層を順次正確に造形していく技術を利用して造形した、図３の物体の側面図。
【図５】各層に付随する複数の異なる露出領域が記された、図４の物体の側面図。
【図６】５層厚分の最小硬化深さを想定した場合の、図３の物体の側面図。
【図７】連続する一次層の間に４つの二次層を設けた場合の、一次層と二次層から造形される物体の側面図。

Claims

複数の密着した硬化層から３次元物体を造形する方法であって、
その層が材料表面にある際にその層の過半部分が硬化される複数の一次層と、該一次層同士を隔てるようにその間に１または複数存在する一次層以外の層である二次層とから成る、前記物体を形成する連続した材料層を、複数の前記一次層を含む第一層群、および該第一層群中の連続する一次層の対の間に位置する１または複数の二次層を含む第二層群を少なくとも含む複数の層群に分類する工程、
前記物体の次硬化層を形成する準備段階として、直前に形成された材料層に接する次の材料層を形成する工程、
一次層が表面にある場合には、該一次層の前記過半部分と、該一次層より下にある二次層の硬化されていない部分の少なくとも一部を硬化するように、該一次層を選択的に露光し、二次層が表面にある場合には、該二次層の少なくとも一部を硬化するように、該二次層を選択的に露光する工程を含み、
前記層群に分類する工程が、対象の層とその前後にある一次層との間の距離または層数に基づき行われ、
前記第一層群に含まれる層の形成が、リコーティングパラメータの第一組により制御され、前記第二層群に含まれる層の形成が、前記第一組とは異なるリコーティングパラメータの第二組により制御され、
前記一次層および二次層の露光処理の結果、硬化層が前硬化層に密着し、複数の密着した硬化層から前記物体が造形されることを特徴とする方法。
前記複数の層群が、前記第二層群中に含まれないが前記第一層群中の連続する一次層の対の間に存在する１または複数の二次層を含む第三層群をさらに含み、
前記第三層群に含まれる層の形成には、リコーティングパラメータの第三組が適用されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
前記複数の層群が、前記第二層群および第三層群中に含まれないが前記第一層群中の連続する一次層の対の間に存在する１または複数の二次層を含む第四層群をさらに含み、
前記第四層群に含まれる層の形成には、リコーティングパラメータの第四組が適用されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
前記複数の層群が、前記第二層群、第三層群および第四層群中に含まれないが前記第一層群中の連続する一次層の対の間に存在する１または複数の二次層を含む第五層群をさらに含み、
前記第五層群中の層の形成には、リコーティングパラメータの第五組が適用されることを特徴とする、請求項３記載の方法。
連続する一次層の各対の間に、同一の数の二次層が存在することを特徴とする、請求項１記載の方法。
連続する一次層の１番目の対の間と、連続する一次層の２番目の対の間とでは、異なる数の二次層が存在することを特徴とする、請求項１記載の方法。
前記第二層群が、連続する一次層の各対の間に位置する１つの二次層を含み、
少なくとも一部の前記連続する一次層の対の間に、前記第二層群に含まれない他の二次層が少なくとも１つ存在することを特徴とする、請求項２記載の方法。
前記第二層群が、連続する一次層の各対の間に位置する２つあるいはそれ以上の連接した二次層を含むことを特徴とする、請求項２記載の方法。
前記第三層群が、連続する一次層の各対の間に位置する１つの二次層を含むことを特徴とする、請求項２記載の方法。
前記第三層群が、連続する一次層の各対の間に位置する２つあるいはそれ以上の連接した二次層を含むことを特徴とする、請求項２記載の方法。
前記リコーティングパラメータの第三組が、前記リコーティングパラメータの第一組および第二組と異なる組であることを特徴とする、請求項２記載の方法。
少なくとも１つの層を形成する際に、硬化層上をリコーティング装置で掃引する工程をさらに含み、
前記リコーティングパラメータに、（１）前記リコーティング装置が行うべき掃引動作の回数、（２）少なくとも１つの掃引動作の速度、（３）掃引動作中における、直前硬化層の上面と、前記リコーティング装置下端との間隔、（４）掃引処理の完了時点と前記層の露光開始時点との間のＺ−待機時間、および（５）沈下前遅延時間のうちの、１または複数のパラメータが含まれることを特徴とする、請求項１記載の方法。
連続する一次層の対の間に最低Ｎ個の二次層が存在し、
連続する一次層の各対の間に位置する前記第二層群に属する層の数が数Ｓにより指定され、
ＳはＮよりも小さく、
前記第二層群に属する層は一次層の直下に位置することを特徴とする、請求項１記載の方法。
複数の密着した硬化層から３次元物体を造形する方法であって、
その層が材料表面にある際にその層の過半部分が硬化される複数の一次層と、該一次層同士を隔てるようにその間に１または複数存在する一次層以外の層である二次層とから成る、前記物体を形成する連続した材料層において、各組が、１つの一次層と、連続する一次層の対の間に存在する数の二次層とを含むように、連続層から成る複数の組を規定する工程、
各組における層を、その層と同じ組に含まれる一次層との間の距離または層数に基づき複数の層群に分類する工程、
前記層群のそれぞれに、リコーティングパラメータを付与する工程、
前記物体の次硬化層を形成する準備段階として、ある特定層の形成に使用されるリコーティングパラメータが該特定層を含む層群のために指定されたリコーティングパラメータに従うように、直前に形成された材料層に接する次の材料層を形成する工程、および
複数の密着した硬化層から前記物体を造形するために、該硬化層の少なくとも一部が該硬化層に対応する材料層が材料表面にある際に形成されるように、材料層を選択的に露光する工程を含む方法。
複数の密着した硬化層から３次元物体を造形する装置であって、
その層が材料表面にある際にその層の過半部分が硬化される複数の一次層と、該一次層同士を隔てるようにその間に１または複数存在する一次層以外の層である二次層とから成る、前記物体を形成する連続した材料層を、複数の前記一次層を含む第一層群、および該第一層群中の連続する一次層の対の間に位置する１または複数の二次層を含む第二層群を少なくとも含む複数の層群に分類するようにプログラムされたコンピュータ、
前記物体の次硬化層を形成する準備段階として、直前に形成された材料層に接する次の材料層を形成するコーティングシステム、
（１）前記一次層が材料表面にある場合に、該一次層の前記過半部分と、該一次層より下にある二次層の硬化されていない部分の少なくとも一部を硬化するための一次層の露光、および（２）前記二次層が材料表面にある場合に、該二次層の少なくとも一部を硬化するための二次層の露光を含めて担うような、前記材料層を選択的に露光するための露光システムを備え、
前記層群への分類が、対象の層とその前後にある一次層との間の距離または層数に基づき行われ、
前記コーティングシステムが、前記第一層群に含まれる層の形成がリコーティングパラメータの第一組により制御され、かつ前記第二層群に含まれる層の形成が前記第一組とは異なるリコーティングパラメータの第二組により制御されるように材料層を形成し、
前記一次層および二次層の露光処理の結果、硬化層が前硬化層に密着し、複数の密着した硬化層から前記物体が造形されることを特徴とする装置。
複数の密着した硬化層から３次元物体を造形する装置であって、
その層が材料表面にある際にその層の過半部分が硬化される複数の一次層と、該一次層同士を隔てるようにその間に１または複数存在する一次層以外の層である二次層とから成る、前記物体を形成する連続した材料層において、各組が、１つの一次層と、連続する一次層の対の間に存在する数の二次層とを含むように、連続層から成る複数の組を規定する手段、
各組における層を、その層と同じ組に含まれる一次層との間の距離または層数に基づき複数の層群に分類する手段、
前記層群のそれぞれに、リコーティングパラメータを付与する手段、
前記物体の次硬化層を形成する準備段階として、ある特定層の形成に使用されるリコーティングパラメータが該特定層を含む層群のために指定されたリコーティングパラメータに従うように、直前に形成された材料層に接する次の材料層を形成する手段、および
複数の密着した硬化層から前記物体を造形するために、該硬化層の少なくとも一部が該硬化層に対応する材料層が材料表面にある際に形成されるように、材料層を選択的に露光する手段を備えた装置。