JP4987874B2 - 粒子サイズの影響を伴う層形成方法 - Google Patents

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Description

本発明は、製品の層形成方法に関し、
a.硬化可能な材料の層を設けるステップであって、例えば、層厚さ及び層材料に関する方法パラメータを調整可能であるステップと、
b.製品の幾何学的データに基づいて上記設けられた層の予め決めた領域を選択的に硬化させるステップであって、例えば、エネルギー入力の性質及びレベルに関する方法パラメータを調整可能であるステップと、
c.製品の形状が硬化材料の所定形状に形成されるまでステップa及びbを繰り返すステップと、
d.最終的に硬化されていない材料を取り除くステップとを含む。
本発明の別の形態は、上記の方法を実行しその方法の使用、及び、デンタルケア製品を生産する装置である。
本明細書の冒頭で説明されたような方法は、生産準備に関して可能な限り複雑さ及び費用を低減し、且つ、可能な限り短い時間で幾何学的に複雑な製品を生産するために、多くの場合において採用される。使用の典型例は、製品の3次元形状を記述する製品の幾何学的形状のデータから製品モデルが直接的に生産される「ラピッド・プロトタイピング」と言われるものであり、その生産モデルは、視覚的な試験及び検査を支援することができる。
本明細書の冒頭で説明されたような方法は、例えば粉状の材料、又は、他の形態で流動可能な材料を用いて実行される。又、その方法は、化学的な架橋結合反応又は物理的な結合操作(例えば融解又は焼結)によって硬化することができる材料を用いて、又、負荷を支持できる3次元構造を形成することができる材料を用いて実行される。使用に関する他の場合において、例えばレーザビーム手段による光重合によって選択的に硬化させることができる流動性を有する硬化材料を使用してもよい。
本明細書の冒頭で説明されたような通常の方法は、流動性を有する又は不定形な材料が薄い層状にプレートに設けられ、そして、その層の所定領域がその領域を超えて通過するレーザビームにより硬化し、それによって、例えば融解、焼結又は光重合により、硬化することを含む。
続いて、第2の薄い層が、例えば追加的に設けられた薄い粉状の層によって、又は、液状の硬化材料の溶液中に所定の僅かな深さだけプレートを沈めることによって、事前に設けられた薄い層に設けられる。再び、その第2の薄い層の一部の領域が選択的に硬化される。それらの方法のステップは、層硬化モデル形式の方法で製品が製造されるまで、連続的に複数回繰り返される。
自由形式のレーザ焼結で製品を製造するための上述の方法は、EP1,358,855に記載されている。二重露光(dual exposure)を用いた方法に関して進んだものは、EP1,568,472に記載されている。
上述の方法は、機械的な負荷を掛けることが可能な製品の生産に適する。特に金属製品の生産において、本明細書の冒頭で説明された方法を用いることによって、製品の十分な機械的特性を実現することができる。
しかし、本明細書の冒頭で言及した生産方法は、特に複雑な幾何学的形状を含む高い負荷が掛けられた製品のために、さらに改良され得る。そのため、特にそのような製品に関して、材料の過大な応力は、露光された又は高い負荷が掛けられた場所で時々観察される。それによって、製品のその場所での負荷の耐性が低下し、製品の部分的な不良にさえなり得る。さらに、製品自体の、又は、例えば支持部のような製造を支援する領域の材料の一部の領域にとって、望ましい破壊場所を提供するように、材料の強度を低減することが望ましい。従来知られた方法では、それを再生可能な方法で達成することができない。
本発明の目的は、複雑な幾何学的形状及び種々の性質の強度レベルを備える製品であって、特に部分的に高負荷が掛かる領域を有する製品を、特に単一品目を製造するような少数だけ経済的に生産できる方法を提供することである。
本発明によると、上記の目的は、本明細書の冒頭で説明した方法によって達成される。その方法において、少なくとも1つの方法パラメータは、製品の第2領域に比べて製品の第1領域の粒子サイズに影響させるために、生産過程で変更される。
本発明は次の理解に明確に基づいている。それは、本明細書の冒頭で説明した方法で生産される製品の部分的に不適切な材料の性質は、製品の製造における製品の1つ以上の所定領域内に局所的に限定された影響の効果によって、好ましくない粒子サイズがしばしば製造されるという事実に起因しているという理解である。この結果、製品は、対応する場所に望ましい材料の性質を備えておらず、その対応する領域に望ましい材料の性質を満たさない他の望ましくない材料の性質によって特徴付けられる。
上記の理解に基づいて、本発明は、1つ以上の方法パラメータを生産過程で変更し、それによって、粒子サイズが影響を受けて、対応する領域において望ましいサイズを達成する。その方法の場合、例えば均一な粒子サイズを有する同種の材料構造を全ての領域で達成することが可能であり、又、他の領域とは異なる粒子サイズを有する所定の領域を形成することが可能である。
本明細書では、粒子サイズとは、特に金属製品の結晶サイズを意味するものであって、それは、通常エッチングをして磨かれた部分に基づいて顕微鏡によって確かめられる。
好ましくは、少なくとも1つの方法パラメータが、製品の幾何学的なデータに依存して変更される。粒子サイズ又は粒子境界の表面サイズに関して好ましくない形態は、しばしば製品の幾何学的な形状に基づくことが分かってきた。そのため、望ましくない粒子サイズの形態は、投射等に曝された製品上の表面領域でしばしば観察される。観察された又は予期される望ましくない変更を防ぐために、上述の進んだ方法では、1つ以上の方法パラメータが、製品のそのような領域における対象として特に変更される。そのような方法において、例えば、方法パラメータが全過程にわたって一定に維持されるとしても、1つ以上の方法パラメータがゆっくりと変更される限り、例えば異なる熱伝導のレベルのような異なる方法条件のために異なる粒子サイズを含む2つ以上の領域で、製品は均一な粒子サイズを備えることが可能になる。そのため、変更は、製品の幾何学的なデータに基づいて局所的に解決される関係において具体的に設定され、それによって、自動制御が可能になる。
さらに、その進んだ方法の場合、例えば製品内部の粒子サイズとは異なる表面領域の粒子サイズを実現するために、粒子サイズに関して製品の所定の幾何学的な領域を対象として意図的に変更するように使用することができる。これにより、例えば、特に高レベルの硬さ、強度、特に有用な作業性又は表面領域に製品を接着するために特に有用な性能を達成することが可能である。
製品の第1領域における層の厚さが第2領域におけるそれと異なる厚さで材料が設けられる場合、第2領域に比べて第1領域において粒子サイズに影響を与えるために、それはさらに有用である。層の厚さ、すなわち硬化材料の単一の層が設けられる高さが実質的に粒子サイズに影響することが分かった。その関係は、相の厚さが増加するに従って、相の領域における粒子サイズが増加するというものである。その関係は、層の厚さに関連する方法パラメータの変化によって粒子サイズに影響を与えるために、換言すると、粒子サイズを小さくする場合に相の厚さを薄くして、又、逆の場合も同様にするために、本願の進んだ方法に従って使用される。それによって、粒子サイズは、個別に影響を受けるようになる。このように1つの相を均一な厚さで設けることが可能になる。1つの層がその層の異なる場所で2つ以上の異なる層の厚さで設けられるように、方法の発展形は行われてもよい。代替例として更に、その領域内で厚さが厚い層を実現すると同時に、硬化すべき他の領域がより薄い層の厚さで事前に硬化していることを可能にする方法で複数の層を順に設けた後にのみ、硬化すべき領域が硬化されてもよい。
さらに好ましくは、硬化すべき領域を通過するレーザ又は電子ビームによって、材料の硬化が実現され、又、第2領域に比べて第1領域の粒子サイズに影響を与えるために、第2領域に比べて製品の第1領域において、照射強度が変更される。レーザ又は電子ビームを用いて硬化することによって、可変性の高い方法制御が可能になり、幾何学的に正確な製品の生産が可能になる。照射強度は、粒子サイズに影響を与える重要な要素であり、従って、照射強度のパラメータの変化によって、粒子サイズに影響を与えることが可能になる。方法の発展形では、照射強度が時間と場所の点で高度に解決された方法で変化できるという決定的な利点を享受でき、従って、適切に差別化した正確な影響を粒子サイズに与えられる処理を非常に正確に実行することが可能になる。
好ましくは、照射強度は、放射源のパワーや、焦点でのビームの直径、ビームと硬化すべき材料との間で変更されるときの移動スピードによって変更される。焦点でのビームの直径は、種々の焦点距離を有するレンズシステムによって容易且つ迅速に変更される。ビームと硬化される素材との間の移動スピードは、例えばミラー又はプリズムによってビームを偏向することによって、又は、ビームに対して硬化される素材を、若しくは硬化される素材に対してビーム・ユニットを移動させるモータドライブによって、決まる。それらの可能な選択肢によって、移動スピードを単純且つ容易に制御可能な変数とすることが可能になる。最後に、放射源のパワーは、例えば、放射源に与えるエネルギーを大きくすることによって、又は、ビームに及びビームから操作可能にビームスプリッタを分割することによって、容易に変更でき、その結果、粒子サイズに影響させるために利用できる。照射強度が低減し又その逆の場合に、処理領域においてビームの直径が特に焦点で増加し、放射源のパワーが低減し、且つ/又は移動スピードが増加することがある。
特に好ましくは、第2領域より高度の熱伝導を有する製品の第1領域における場合、特に、
−製品のより厚い壁を含む第1領域において、
−コンポーネントが作り上げられるプレートに接触する第1領域において、且つ/又は、
−製品の突出部の第1領域において、
粒子サイズに影響を与えるために、少なくとも1つの方法パラメータが第2領域に比べて変更される。
このよう観点から、好ましくは、第2領域に比べて第1領域において粒子サイズを一定に保つために、照射強度及び/又は層の厚さが第1領域において増す。
他の領域に比べて修正された熱伝導である領域において、粒子サイズが望ましくない変化をすることが分かった。そのような修正された熱伝導は、例えば幾何学的な要素によって生じることがあり、材料の特性を代えることによって生じることがあり、又は、硬化する領域が処理される手順の結果として生じることがある。それによって生じる粒子サイズ又は粒子境界表面の変化は、しばしば望ましいものではなく、不良品を生み出す。特に、より大きい壁の厚さを有する領域、ベース・プレートに接触する領域、及び、例えば突起のような製品が突き出た領域の場合、粒子サイズに関して特に問題があることが分かった。
望ましくないサイズに修正されたものを補償するために、又は、望ましいようにサイズを変更させることに加えて、好ましくは、1つ以上の方法パラメータが、変更された熱伝導を含む領域において変更される。そのため、製品全体において粒子の均一なサイズを実現することが可能になり、又は、変更された熱伝導を含む領域において望ましい粒子サイズの形成を実現することが可能になる。変更された熱伝導を含む領域では、望ましい有利な材料の特性をそれらの領域で生成するために、幾何学的に露出しており、そのため、特に機械的なストレスが掛けられた製品の領域であることがしばしば同時に生じる。
原則として、本発明に係る方法は、好ましくは、製品の全領域で粒子サイズをほぼ一定に保つ方法において、生産過程で1つ以上の方法パラメータを変更するために使用される。
しかし、好ましくは、ある形態において、第2領域に比べて製品の第1領域の粒子サイズを変えるために、少なくとも1つの方法パラメータが変更される。それによって、個別の領域の負荷に適応する粒子サイズを形成することが可能になり、また、その方法によって、製品の各領域に適した材料の性質を実現することが可能になる。
好ましくは、第2領域に比べて製品の第1領域の粒子サイズを大きくするために、第1領域において、層の厚さが増し、且つ/又は、照射強度が増す。一連の従来の硬化材料のために、材料が厚くなった層の厚みに適応される場合に粒子サイズが大きくなり、また次に、層の厚さが選択的に硬化されることが分かった。その場合、層の厚さの変化は、層の全領域において、又は相の個別の領域のみにおいて、影響される。
照射強度を含む方法パラメータの変更を含む上述の方法において、第2領域に比べて製品の第1領域での粒子サイズを大きくするために、好ましくは、放射源のパワーによって照射強度が増し、且つ/又は、焦点でのビームの直径及び/又はビームと効果材料との間で移動スピードが低下する。単独の又は組み合わせた特定の方法パラメータの変更によって、照射強度を望ましく増加させる。
さらに好ましくは、少なくとも1つの欠陥を減らすために、少なくとも1つの方法パラメータが変更される。これに関連して、粒子サイズという用語は、欠陥寸法をも意味する。欠陥は、コンポーネントの中で空気が入った空間からなり、又は、汚染物質、汚れ、合金の不純物等を含む局所的に形成される領域からなる。そのような欠陥は通常、素材の性質に影響し、その影響は素材の性質を概して悪くする。そのような悪化が著しくなるほど、欠陥はより大きくなる。従って、予め決めた目標となる強度が素材の部分に必要な場合、所定の最大の大きさより小さい欠陥のサイズを保つことが望ましい。反対に、予め決めた参照負荷で望ましい素材の欠陥を確実に生じさせるために、所定の規模又はそれ以上の欠陥を実現することが望ましい。
1つ以上の方法パラメータを変更することによって、欠陥サイズに影響を与えることが可能であり、その結果、1つ以上の方法パラメータが特に変更されることによって、欠陥サイズが所定の限度より小さく又はそれより大きくし得ることが分かった。
その点、特に好ましくは、第1領域において、融解された材料において生じる又は冷却処理の途中に生じる不溶性の融解した不純物からなる欠陥が結合してより大きい欠陥を形成することを防ぐために、第1領域において層の厚さを薄くし、且つ/又は、第1領域における照射強度若しくは移動スピードを増す。溶かされた材料における不溶性の不純物は、典型的には、液体の溶解した状態である場合又は冷却処理の途中に、その材料の中で既に生じており、その欠陥が流動できる場合、互いに結合し、それによってより大きい欠陥を形成する。それは、製造されたコンポーネントの負荷支持能力を低減させるため、望ましいものではない。本発明の改良した形態では、本明細書で上述したように選択されたパラメータによって、欠陥が流動することは、不可能であるか又は短時間だけ可能であるに過ぎない。
本発明に係る方法に関連する他の改良した形態は、より大きい欠陥を形成するために組み合わされる溶け易い融解した不純物を含む欠陥を避けるために、第1領域において、層の厚さが増し、且つ/又は、照射強度若しくは移動スピードが第1領域において次第に低減する。融解した材料中の溶けやすい不純物は、液体の溶解した状態の溶液部分によって、材料の比較的広い領域に分散する。従って、凝縮が低減するため、不純物の影響は低減する。液体の溶解した状態の溶液部分は、本明細書において上述したように、変化したパラメータによって実現される。
方法に関する上述の2つの改良の形態から明らかなように、欠陥のサイズに関する望ましい結果を実現するために、パラメータの変化は、不純物の性質に基づく材料特有の関係に影響される。その点、融解した材料の不純物に関する性質及び方法の分析は有用である。更に、解析値又は実験で決定される値を用いると、ある種の融解した材料の(溶け易い又は不溶性の)不純物を生じさせることが実験により示されるコンポーネントの所定領域のパラメータの変化に作用することが可能である。
本発明の他の形態は、製品の層形成装置であって、
a.硬化可能な材料の層を設ける手段であって、例えば、層厚さ及び層材料に関する方法パラメータが調整可能である手段と、
b.製品の幾何学的なデータに基づいて上記設けられた層の予め決められた領域を選択的に硬化させる手段と、
c.エネルギー入力の性質及びレベルのための方法パラメータを調整する制御手段とを備え、
上記制御手段は、製品の第2領域に比べて製品の第1領域の粒子サイズに影響を与えるために、製造中に少なくとも1つの方法パラメータを変更可能である。本発明に係る装置は、本発明に係る方法を実行するために特に設けられる。個別の処理ステップ、動作及び効果に係る装置の部分の詳細に関して、上述の記載に注意が向けられる。
本発明に係る装置は、請求項15から19に記載の特徴に係る更に改良した形態であってもよい。それらの改良形態に関する詳細について、稼働モード及び効果の記載は、装置の特徴に応じて本明細書で前に述べたように、方法の改良につながる。
本発明に係る装置は、デンタルケア製品の製造に使用するために特に適しており、特に部分的な又は全体的な義歯に適する。そのような義歯は、失った、病気の又は損傷した歯に完全に置き換え可能であり、又は、歯の損傷した若しくは病気の領域において歯の健康な部分に嵌めることができるものであり、それによって、機能的及び審美的な観点から歯を再び修復できる。一方では、例えば画像認識装置のような幾何学的データに基づいて極めて個別の製品が形成され、また他方では、義歯に掛かるストレスに応じた粒子サイズが設定されるというように、本発明に係る装置はそのような義歯の製造に特に適している。例えば、既存の歯の残部に特に有効に義歯が付着すること、又は、義歯が顎骨に特に望ましく一体化することが、その点で有効な粒子サイズ及び粒子境界表面サイズで形成された表面によって可能になる。更に、咀嚼の間、摩擦によるストレスが掛かる表面には、そのような摩擦表面との関係で特に鈍感な粒子サイズが備えられる。最後に、義歯の内部は、義歯の部分の中で特に機械的な咀嚼力を伝達できる粒子サイズを備える。従って、本発明に係る方法は、0.5から5μm(マイクロメートル)の範囲に粒子サイズを設定することができる。
本発明の他の形態は、デンタルケア製品の生産のための上述の方法であり、特に、義歯の一部又は全体のためのものである。方法の発展形の利点に関して、装置の使用に応じたこれまでの記載に配慮がなされている。
ここで、好ましい実施の形態について、ベース・プレート20の上に組み立てられたデンタルケア製品10を示す添付の図に示す例によって説明する。
デンタルケア製品10は、組み上げ脚30及び支持部40によってベース・プレート20に接続され、それによって、ベース・プレート20から離間される。デンタルケア製品は、連続的に設けられて硬化した複数層11から形成される。
デンタルケア製品自体が開始材料の層硬化によって製造される前に、組み上げ脚30も層硬化によって製造される。その場合、ベース・プレートに隣接する領域において、ステップにおいて非常に薄い層31も形成される。組み上げ脚とデンタルケア製品との間の中間領域において、層32の層高さはその薄い層に比べて3倍であり、そのため、その領域でのより大きい粒子サイズが実現される。
そのため、望ましい破壊箇所は、粒子サイズが改良されることによって、中間領域に形成される。その粒子サイズによると、分離操作において、又は、複雑で費用が掛かる事後処理が必要なデンタルケア製品に残留する組み上げ脚の比較的大きい部分において、損傷する危険を高めることなく、組み上げ脚をデンタルケア製品から容易に分離することが可能になる。
デンタルケア製品10は、層形成処理での力に対向して、デンタルケア製品の望ましくない幾何学的な歪みを防止するために、更に横方向に支持部40によって支持される。十分に機械的にデンタルケア製品に又はデンタルケア製品の金銀線細工から成る部分に固定するために、複数のそのような支持部40が必要になる。
支持部40は、多数の薄い層を有するベース・プレート20に隣接する領域41に形成される。支持部40がデンタルケア製品10に隣接してデンタルケア製品10に融和する中間領域42において、層の厚さは、接続脚30の場合と同様に3倍であり、それによって、その領域で大きな粒子サイズが形成される。そのため、粒子サイズが大きくなることによって望ましい破裂箇所が形成され、危険を伴わずにデンタルケア商品10から支持部40を容易に分離できる。
ベース・プレートの上に組み立てられたデンタルケア製品を示す。

Claims (19)

  1. 製品の層形成方法であって、
    a.硬化可能な材料の層を設けるステップであって、厚さ及び層材料に関する方法パラメータを調整可能であるステップと、
    b.製品の幾何学的データに基づいて上記設けられた層の予め決めた領域を選択的に硬化させるステップであって、ネルギー入力の性質及びレベルに関する方法パラメータを調整可能であるステップと、
    c.製品の形状が硬化材料の所定形状に形成されるまでステップa及びbを繰り返すステップと、
    d.硬化されていない材料を取り除くステップとを含み、
    製品の第2領域における粒子サイズが製品の第1の領域における粒子サイズと異なるように、製造過程の間に少なくとも一つの方法パラメータが変更されることを特徴とする層形成方法。
  2. 少なくとも1つの方法パラメータが製品の幾何学的なデータに基づいて変更されることを特徴とする請求項1に記載の層形成方法。
  3. 第2領域に比べて第1領域の粒子サイズに影響させるために、第2領域と異なる製品の第1領域の層厚さの材料を設けることを特徴とする請求項1又は2に記載の層形成方法。
  4. 硬化されるべき領域を通過するレーザ又は電子ビームによって材料が硬化され、第2領域に比べて第1領域において粒子サイズに影響を与えるために、照射強度が第2領域に比べて製品の第1領域において変更されることを特徴とする請求項1から3の1つに記載の層形成方法。
  5. 放射源のパワー、処理領域の点におけるビームの直径、及び/又は、ビームと変化途中の硬化される材料との間などでの移動スピードによって照射強度が変更されることを特徴とする請求項4に記載の層形成方法。
  6. 第2領域に比べて製品の第1領域において粒子サイズに影響を与えるために、放射源のパワーを強くすることによって、並びに/又は、処理中の領域において点でビームの直径を小さく、及び/若しくは、ビームと変化途中の硬化される材料との間での移動スピードを遅くすることによって、照射強度が強くされること特徴とする請求項4に記載の層形成方法。
  7. 第2領域よりも高い熱伝導を有する製品の第1領域において
    −製品の壁のより厚い厚さを含む第1領域において、及び/又は、
    −コンポーネントが組み立てられるプレートに接触する第1領域において、及び/又は、
    −製品の突き出た第1領域において、
    粒子サイズに影響を与えるために、第2領域に比べて少なくとも1つの方法パラメータが変更され、1領域の照射強度及び/又は層厚さが増加することを特徴とする請求項1から6の1つに記載の層形成方法。
  8. 第2領域に比べて製品の第1領域において粒子サイズ又は粒子境界表面を大きくするために、第1領域において層の厚さが厚くされ且つ/又は照射強度が強くされることを特徴とする請求項7に記載の層形成方法
  9. 少なくとも1つの欠陥のサイズを小さくするために、少なくとも1つの方法パラメータが変更されることを特徴とする請求項1から8の1つに記載の層形成方法
  10. 第1領域において、融解された材料において生じる又は冷却処理の途中に生じる不溶性の融解した不純物からなる欠陥が結合してより大きい欠陥を形成することを防ぐために、第1領域における層厚さを薄くし且つ/又は第1領域における照射強度若しくは移動スピードを増すことを特徴とする請求項9に記載の層形成方法
  11. より大きい欠陥を形成するために組み合わされる溶け易い溶解物質からなる欠陥を防ぐために、第1領域において層の厚さを厚くし、且つ/又は、第1領域において照射強度若しくは移動スピードを低減することを特徴とする請求項9に記載の層形成方法
  12. d.硬化可能な材料の層を設ける手段であって、層厚さ及び層材料に関する方法パラメータが調整可能である手段と、
    e.製品の幾何学的データに基づいて上記設けられた層の予め決めた領域を選択的に硬化させる手段と、
    f.エネルギー入力の性質及びレベルに関する方法パラメータを調整する制御手段とを備え、
    上記制御手段は、製品の第2領域における粒子サイズが製品の第1の領域における粒子サイズと異なるように、製造過程の間に少なくとも一つの方法パラメータが変更可能であることを特徴とする製品の層形成装置
  13. 上記制御手段が、製品の幾何学的なデータに基づいて、少なくとも1つの方法パラメータを変更可能であることを特徴とする請求項12に記載の層形成装置
  14. 上記層を設ける手段は、第2領域に比べて第1領域の粒子サイズに影響を与えるために、第2領域と異なる製品の第1領域の層厚さの材料を設けることが可能であることを特徴とする請求項12又は13に記載の層形成装置。
  15. 上記選択的に硬化させる手段は、放射源、及び、放射源のビームと硬化する材料の層との間で相対的に移動させる手段を含み、
    制御手段は、第2領域に比べて第1領域の粒子サイズに影響を与えるために、第2領域に比べて製品の第1領域における照射強度を変更することが可能であることを特徴とする請求項12から14の1つに記載の層形成装置
  16. 照射源のパワー、焦点でのビームの直径、及び/又は、ビームと硬化する材料との間で移動スピードを変更することを特徴とする請求項15に記載の層形成装置
  17. 第2領域より熱伝導の高い製品の第1領域において、製品のより厚い壁の厚さの第1領域において、且つ/又は、コンポーネントが組み上げられるプレートに接触する第1領域において、且つ/又は、製品の突出部の第1領域において、第2領域に比べて少なくとも1つの方法パラメータを変更するために、上記制御手段が設けられることを特徴とする請求項12から16の1つに記載の層形成装置
  18. 部分的な又は全体的な義歯を製造する請求項13から17の1つに記載の装置の使用
  19. 部分的な又は全体的な義歯を製造する請求項1から8の1つに記載の方法
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Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008031926A1 (de) 2008-07-08 2010-01-14 Bego Medical Gmbh Verfahren zum schichtweisen Herstellen stark geneigter Flächen
DE102008031925B4 (de) 2008-07-08 2018-01-18 Bego Medical Gmbh Duales Herstellungsverfahren für Kleinserienprodukte
GB201108455D0 (en) 2011-05-20 2011-07-06 Eads Uk Ltd Polymer additive layer muanfacturing
EP2763840B1 (en) 2011-10-07 2022-03-23 Materialise NV Additive manufacturing of tiled objects
GB2523857B (en) * 2012-02-24 2016-09-14 Malcolm Ward-Close Charles Processing of metal or alloy objects
EP2666613A1 (de) * 2012-05-25 2013-11-27 Technische Universität Darmstadt Erfindung betreffend Hilfsstrukturen für die Herstellung von Bauteilen mittels generativen oder additiven Verfahren
FR2991613B1 (fr) 2012-06-06 2016-11-11 Snecma Procede de fabrication de piece par fusion selective ou frittage selectif de lits de poudre(s) au moyen d'un faisceau de haute energie
EP2730353B1 (en) * 2012-11-12 2022-09-14 Airbus Operations GmbH Additive layer manufacturing method and apparatus
DE102013203938A1 (de) * 2013-03-07 2014-09-25 Airbus Operations Gmbh Generatives Schichtaufbauverfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts und dreidimensionales Objekt
DE102013205029A1 (de) 2013-03-21 2014-09-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Laserschmelzen mit mindestens einem Arbeitslaserstrahl
US10183329B2 (en) * 2013-07-19 2019-01-22 The Boeing Company Quality control of additive manufactured parts
DE102013214493A1 (de) * 2013-07-24 2015-01-29 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Laserauftragsvorrichtung sowie Verfahren zur Erzeugung eines Bauteils mittels direktem Laserauftrag
EP2865465B1 (en) * 2013-09-27 2018-01-17 Ansaldo Energia IP UK Limited Method for manufacturing a metallic component by additive laser manufacturing
US10239156B2 (en) * 2013-10-09 2019-03-26 United Technologies Corporation Multi-density, multi-property turbine component
US10111753B2 (en) 2014-05-23 2018-10-30 Titan Spine, Inc. Additive and subtractive manufacturing process for producing implants with homogeneous body substantially free of pores and inclusions
US10687956B2 (en) 2014-06-17 2020-06-23 Titan Spine, Inc. Corpectomy implants with roughened bioactive lateral surfaces
WO2016031387A1 (ja) * 2014-08-29 2016-03-03 株式会社日立製作所 造形物製造方法、制御装置、および、造形物
GB201420717D0 (en) 2014-11-21 2015-01-07 Renishaw Plc Additive manufacturing apparatus and methods
DE102015207158A1 (de) * 2015-04-20 2016-10-20 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
US11014161B2 (en) * 2015-04-21 2021-05-25 Arcam Ab Method for additive manufacturing
DE102015207306A1 (de) * 2015-04-22 2016-10-27 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
DE102015213103A1 (de) 2015-07-13 2017-01-19 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
US10343330B2 (en) 2015-07-31 2019-07-09 The Boeing Company Systems for additively manufacturing composite parts
US10343355B2 (en) 2015-07-31 2019-07-09 The Boeing Company Systems for additively manufacturing composite parts
US10201941B2 (en) 2015-07-31 2019-02-12 The Boeing Company Systems for additively manufacturing composite parts
US10195784B2 (en) 2015-07-31 2019-02-05 The Boeing Company Systems for additively manufacturing composite parts
US10232550B2 (en) 2015-07-31 2019-03-19 The Boeing Company Systems for additively manufacturing composite parts
US10166752B2 (en) * 2015-07-31 2019-01-01 The Boeing Company Methods for additively manufacturing composite parts
US10232570B2 (en) 2015-07-31 2019-03-19 The Boeing Company Systems for additively manufacturing composite parts
CA3005742A1 (en) 2015-11-20 2017-05-26 Titan Spine, Llc Processes for additively manufacturing orthopedic implants
TWI726940B (zh) 2015-11-20 2021-05-11 美商泰坦脊柱股份有限公司 積層製造整形外科植入物之方法
DE102016205432A1 (de) * 2016-04-01 2017-10-05 MTU Aero Engines AG Verfahren und Vorrichtung zum additiven Herstellen zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils
AU2017307558B2 (en) 2016-08-03 2022-08-11 Titan Spine, Inc. Implant surfaces that enhance osteoinduction
US10457033B2 (en) 2016-11-07 2019-10-29 The Boeing Company Systems and methods for additively manufacturing composite parts
US11440261B2 (en) 2016-11-08 2022-09-13 The Boeing Company Systems and methods for thermal control of additive manufacturing
US10766241B2 (en) 2016-11-18 2020-09-08 The Boeing Company Systems and methods for additive manufacturing
US10843452B2 (en) 2016-12-01 2020-11-24 The Boeing Company Systems and methods for cure control of additive manufacturing
US10576683B2 (en) 2017-01-16 2020-03-03 The Boeing Company Multi-part filaments for additive manufacturing and related systems and methods
US10773310B2 (en) * 2017-01-31 2020-09-15 General Electric Company Additive manufacturing system, article, and method of manufacturing an article
US10759159B2 (en) 2017-05-31 2020-09-01 The Boeing Company Feedstock lines for additive manufacturing
US10821672B2 (en) 2017-07-06 2020-11-03 The Boeing Company Methods for additive manufacturing
US10814550B2 (en) 2017-07-06 2020-10-27 The Boeing Company Methods for additive manufacturing
US10105893B1 (en) 2017-09-15 2018-10-23 The Boeing Company Feedstock lines for additive manufacturing of an object, and systems and methods for creating feedstock lines
US10618222B2 (en) 2017-09-15 2020-04-14 The Boeing Company Systems and methods for additively manufacturing an object
US10189237B1 (en) 2017-09-15 2019-01-29 The Boeing Company Feedstock lines for additive manufacturing of an object
US10525635B2 (en) 2017-09-15 2020-01-07 The Boeing Company Systems and methods for creating feedstock lines for additive manufacturing of an object
US10611081B2 (en) 2017-09-15 2020-04-07 The Boeing Company Systems and methods for creating feedstock lines for additive manufacturing of an object
US10543645B2 (en) 2017-09-15 2020-01-28 The Boeing Company Feedstock lines for additive manufacturing of an object
US10603890B2 (en) 2017-09-15 2020-03-31 The Boeing Company Systems and methods for creating feedstock lines for additive manufacturing of an object
US10821669B2 (en) 2018-01-26 2020-11-03 General Electric Company Method for producing a component layer-by-layer
US10821668B2 (en) 2018-01-26 2020-11-03 General Electric Company Method for producing a component layer-by- layer
DE102018217060A1 (de) * 2018-10-05 2020-04-09 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Bauteiles mit lokal definiertem Gefüge und Bauteil
JP2022505693A (ja) * 2018-10-25 2022-01-14 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 支持要素を有する3d印刷された歯科用修復物前駆体、及び製造プロセス

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5147587A (en) * 1986-10-17 1992-09-15 Board Of Regents, The University Of Texas System Method of producing parts and molds using composite ceramic powders
US5182170A (en) * 1989-09-05 1993-01-26 Board Of Regents, The University Of Texas System Method of producing parts by selective beam interaction of powder with gas phase reactant
DE4309524C2 (de) 1993-03-24 1998-05-20 Eos Electro Optical Syst Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
DE4436695C1 (de) * 1994-10-13 1995-12-21 Eos Electro Optical Syst Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
US6811744B2 (en) * 1999-07-07 2004-11-02 Optomec Design Company Forming structures from CAD solid models
DE10042134C2 (de) * 2000-08-28 2003-06-12 Concept Laser Gmbh Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Sinter-Werkstücken
CA2389607A1 (en) * 2000-10-10 2002-04-18 The Trustees Of Columbia University Method and apparatus for processing thin metal layers
US6780368B2 (en) * 2001-04-10 2004-08-24 Nanotek Instruments, Inc. Layer manufacturing of a multi-material or multi-color 3-D object using electrostatic imaging and lamination
DE10219983B4 (de) * 2002-05-03 2004-03-18 Bego Medical Ag Verfahren zum Herstellen von Produkten durch Freiform-Lasersintern
DE10320085A1 (de) * 2002-05-03 2004-02-26 Bego Medical Ag Verfahren zum Herstellen von Produkten durch Freiform-Lasersintern oder -schmelzen (Unterlagen in P: 103 20 281,1)
DE10344901B4 (de) * 2002-09-30 2006-09-07 Matsushita Electric Works, Ltd., Kadoma Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen gesinterten Produkts
CA2448592C (en) * 2002-11-08 2011-01-11 Howmedica Osteonics Corp. Laser-produced porous surface
EP1613566B1 (en) 2003-04-04 2018-05-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for producing ceramic molds and the molds formed by the method
DE102004009127A1 (de) * 2004-02-25 2005-09-15 Bego Medical Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Produkten durch Sintern und/oder Schmelzen

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