JP5930484B2 - 付加造形用の箔案内システム - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

液体形成材料（ｌｉｑｕｉｄ ｂｕｉｌｄ ｍａｔｅｒｉａｌ）を担持するための移動可能なキャリア箔を使用する、場合においては５０ミクロンまたはそれを上回る高画像解像度の付加造形法（ａｄｄｉｔｉｖｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）では、キャリア箔にしわがないこと、またはキャリア箔が過剰に延伸されないことが必要である。工程によっては、画像化および再コーティングを同時に行うことを可能にするため、付加造形工程の別の場所において動いているときにキャリア箔を現在の画像化位置において定常に維持しなければならないことから、これは特に困難である。いずれの箔を用いた付加造形法においても、箔のいかなるしわまたは不測の延伸は望ましくない。

ＵＶ透過性のキャリア箔を使用する付加造形法は公知である。例えば、Ｆｕｄｉｍに付与された米国特許第６，５５７，４５２号明細書では、液体形成材料を画像化位置に搬送するために箔を使用している。液体形成材料は画像化位置に到達すると画像化され、固体になる。固体は前に形成された有体物の層に付着し、箔は、その後、次の固体層を形成するため、さらなる液体形成材料を画像化位置に搬送するために移動される。この工程は固体の３次元物体を作成するために繰り返される。同様に、３Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．に付与された米国特許第７，４６７，９３９号明細書および米国特許第７，７３１，８８７号明細書では箔を用いた付加造形法を開示している。これら工程のそれぞれでは、液体形成材料が画像化される際、箔は定常に維持される。

特定の付加造形法では、液体形成材料は、箔が別の位置において動いている間、１つの位置において画像化されてもよい。ＴＮＯに付与された国際公開第２０１０／０７４５６６号パンフレットに開示されているこのプロセスでは、箔が別の場所で動いている間、画像化位置において箔を静止状態に維持する必要があるとともに、しわのない状態を維持する必要がある。

箔を用いた付加造形法では、画像化位置において、箔が動かないこと、しわにならないこと、またはいずれの方向にも過度に延伸しないことが重要である。この困難はシステムが双方向に移動可能な場合にはさらに複雑化する。

したがって、特に、双方向の動きが可能なシステムにおいて箔のしわのない動きを可能にする付加造形用の機構が望まれよう。

[発明の概要]
付加造形において使用される箔の動きを制御するための効率的な機構が企図される。一態様によれば、可撓性箔ガイドローラと、前記ガイドローラを支持するように配置された軸受システムと、を含む箔案内システムであって、前記軸受システムが、ローラの軸方向に係止する端部係止要素と、軸受係合において曲げられているローラを有する軸受位置を画定する軸受機構と、を含む、箔案内システムが、箔の動きを制御するために使用される。軸受機構は、それによって回転方向と一致する少なくとも２つの軸受位置の間においてローラを曲げるような手法で前記ローラの外部面と係合する。

さらに、本発明は、少なくとも１つの箔ガイドローラの湾曲が第１の回転方向に応じて変更され、液体層が箔上に形成され、箔が移動し、液体層が有体物と接触し、液体層が固化され、それによって固化層を有体物の新規の層として形成し、箔が固化層との接触から解除され、少なくとも１つの箔ガイドローラの湾曲が第２の回転方向に応じて変更され、第２の液体層が箔上に形成され、箔が移動し、第２の液体層が有体物と接触し、第２の液体層が固化され、それによって第２の固化層を有体物の新規の層として形成し、箔が第２の固化層との接触から解除される付加造形の方法を提供する。方法は３次元物体を形成するために繰り返される。

本発明の特定の実施形態は従属請求項において説明される。本発明のこれらおよび他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかになるとともに、それらを参照して説明される。

本発明のさらなる詳細、態様および実施形態は図面を参照して単に例として記載される。

本発明によるシステムの一実施形態の一例の断面側面図を概略的に示す。 図１の実施形態を箔案内機構においてより詳細に示す。 さらなる実施形態の斜視側面図を概略的に示す。 図３における実施形態の詳細の側面図を示す。 ローラアセンブリの詳細を示す。 付加造形装置に組み込まれる箔案内システムの一実施形態を示す。

［詳細な説明］
一態様によれば、往復動付加造形法において使用される箔は、湾曲ローラ、特に、ローラシャフトを、剛体ではなく、ローラの湾曲を完全に反転可能とすることができる可撓性の形態で設けることによって適切に制御することができる。一実施形態においては、ローラは単一部品のロッドとして設けられる。湾曲は比較的少ない力で変えることができ、いくつかの実施形態では、ローラ表面がローラの曲げ湾曲（ｆｌｅｘｉｎｇ ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）を画定する箔の抗力を画定するために調整される場合、箔の動きによる抗力により提供される力（のみ）によってさえ変えることができる。

本発明の態様の外部軸受に関連する可撓性ローラ機構は先行技術の固定されたシャフト機構の代わりに使用されるものである。この可撓性ローラ機構は箔の移動方向に対して容易に調整可能である。さらに、箔案内システムは、箔のしわを生じることなくローラの向きを完全に反転することを可能にする。

ウェブ巻取り工程における箔のしわに対する公知の解決策は、ローラが可撓性であるとともに非可撓性の湾曲したシャフトを中心に回転する、例えば、英国特許第１０１９９５８号明細書のような、湾曲ローラの使用である。湾曲の膨らみはシートが移動する方向に向いている。シートとローラ表面との間の摩擦により、シートは、それが最初にローラに触れる箇所とそれがローラを離れる箇所との間において横方向に延伸し、ローラから箔の移動方向に及ぶ領域にわたってしわが取り除かれる。さらなる開示は、偏向角度を変化させて所望の展延を生成する機構を示す欧州特許第０４３１２７５号明細書により公知である。しかしながら、箔方向の反転については企図されていない。米国特許第３２４８０３１号明細書では、開示される軸受システムによって複数の方向に曲げることができる湾曲ローラが開示されている。しかしながら、付加造形装置の方向の反転を可能にするマルチローラデバイスについては先行技術により企図されていない。

図１は、本発明の一態様によるシステム１の一実施形態の断面側面図を概略的に示す。図に見られるように、ローラ４の外部面３と係合可能な平面２の形態の外部支持軸受が設けられている。面２は可撓性のローラ４をその外部表面３において支持している。曲げられた状態は、ローラが特定の応力下でカーブ状に曲げられるローラの特定の可撓性の弾性を意味する。変形は、省エネルギの観点から好適とされうる弾性性質のものであってもよいが、同様に、わずかに非弾性としてもよい。このため、表面２は、ガイドローラ４が曲げられた状態にある間、ローラを回転方向Ｐ、Ｑと一致する少なくとも２つの軸受位置Ａ、Ｂ間においてそれにより曲げるような手法で、ガイドローラ４の表面２に対する回転動作を可能にする。第１の箔搬送方向Ｐでは、ローラは第１の軸受位置Ａにおいて上方に曲げられており、逆の箔搬送方向Ｑでは、ローラは下方に、第１の軸受位置に対して逆向きの湾曲Ｂに曲がっている。軸受位置は調整することができ、２つの方向Ｐ、Ｑにおいて箔速度の変化が適用される場合は対称である必要はない。したがって、軸受機構１は、軸受面２上の経路に沿ったローラシャフト４の曲げの変化を可能にする。したがって、箔搬送の方向Ｐ、Ｑが反転されると湾曲が反転する反転可能な湾曲を有する１つまたは複数のローラ４が提供される。非可撓性の湾曲ローラの従来の配置は箔搬送の反転においてしわを生じる可能性があり、移動方向に張り出しているカーブは、カーブが固定されたままであり、かつ移動方向が張り出しに対して反転する場合、しわを生じる可能性があることに留意されたい。

図２は、図１の実施形態を箔案内機構においてより詳細に示す。ここで、可撓性のローラ４の近傍において追加の剛体ローラ６を支持している支持構造５が設けられる。支持構造５は、さらに、フレックスローラ４を軸方向に係止するロック構造７を提供する。

ロック構造７は支持部５に対して固定することができ、その曲げによるローラ軸４の方向の変化によりその中心点を中心にねじることを可能にするよう配置された軸受を含んでもよい。軸受は、内輪と外輪との間のずれを可能にする自己調心玉軸受型のものであってもよい。したがって、可撓性ローラ４は、ローラ４を軸方向に係止する端部ロック７間に係止されうる。剛体ローラ６は、フレックスローラ４の側面に配置された接触領域に向かって、およびそこから箔（図示せず）を案内する箔案内要素として形成されており、以下にさらに説明される。いくつかの実施形態では、案内要素６は、接触面の縁端を形成する回転不能なガイドとされうる。

図３は、本発明の一態様のさらなる実施形態の斜視側面図を概略的に示す。本実施形態においては、複数の軸受要素２０、２１、２２がローラ４の軸受接触部を画定する。図５の機構と関連してさらに明らかになるように、図２の実施形態には、曲げ力がローラ上のシートの張力から得られる受動軸受機構１を設けてもよいが、好ましくは、湾曲（の変化）を発生させるための力は、例えば、空気圧式のアクチュエータ８から能動的に得られる。アクチュエータ８を回転方向Ｐ、Ｑ（図２を参照）と一致させて制御するための制御部９が設けられる。ローラ４はロック７によって軸方向に係止されており、かつ中心軸受が作動されるとローラの曲げの動きに受動的に従う２つの中間軸受２０、２２接触部を有する。特に所望の曲げ湾曲を有するローラでは、複数のアクチュエータを可撓性ローラに沿って設けてもよい。

図４は、能動的な軸受機構１０をより詳細に示す。軸受２１は、ローラ２１０、２１１を介し、ローラの部分的な周縁沿いに軸受接触部を提供する。この方式で、ローラ４は軸受２１に埋設されており、箔１１の押付力によって、軸受接触部２１０、２１１により画定された固定軸受位置に維持され、ローラ４の外部面に係合し、かつローラ４を軸受ローラ２１０と軸受ローラ２１１との間に部分的に埋設している。能動的な軸受駆動部８は、ローラ４が軸受構造２１に埋設されているため、ローラ４の曲げの動きの範囲および外部停止部を画定する。概略的に、ローラ４’は、移動可能な軸受２１によって強制的に提供される、位置Ａと位置Ｂとの間におけるローラの曲げの動きを示すため移動した箔１１’とともに、位置Ｂにおいて示されている。

したがって、アクチュエータ８は、（少なくとも）２つの軸受位置Ａ、Ｂ間におけるローラ４の強制的な曲げの動きを提供するため軸受要素２１を可動するために配置されている。

駆動は原則的に任意のリニアまたは他の駆動機構によって提供されうるが、好適な実施形態では、アクチュエータ８は、少なくとも１つの軸受要素２１を２つの軸受位置Ａ、Ｂ間において回転する回転可能なアーム８０を含む。リニア空気圧アクチュエータ８１が、可撓性ローラ４を部分的に埋設するために軸受２１を担持する回転可能なアーム８０に結合されている。空気圧作動により、アーム８０は２つの軸受位置Ａ、Ｂ間において回転し、埋め込み配置により、可撓性ローラ４は２つの軸受位置Ａ、Ｂ間において強制的に曲げられ、同時に、軸受２１によるローラ４の回転動作を可能にする。一実施形態においては、軸受２１はボール、シリンダまたは固定面の適切な潤滑によって設けてもよい。剛体ローラ構造６は回転動作を可能にする外部軸受を有する支持構造において支持されている。回転可能なアーム８０は、可撓性ローラ４の湾曲を、箔の動きが上方のＰ方向である場合の上部位置Ａから、箔の動きが下方の、逆のＱ方向である場合の下部位置Ｂに曲げる。下部位置Ｂは点線により概略的に示される。

一実施形態においては、例えば、任意の軸受ローラ（２１０、２１１）の反力２１００および／または軸受ローラ２１０、２１１間の力の差を測定することによって箔（１１）の張力および／または変位が測定されうる。箔（１１）の張力および／または変位は、箔の張力および／または変位の測定値に応じ、例えば、アクチュエータ８１の制御による湾曲の増加または低減によって、またはアームの方向に沿った循環アーム（８０）の適切な外側または内側の動き８００によって、制御部８０１により調節することができる。

図４の実施形態に開示される受動ローラアセンブリ２２、２０は、軸受２１が回転可能なアーム構造８０に配置されているが、アクチュエータ８１による能動的駆動なく設計されうる。

図５は、代替的な受動ローラアセンブリ２０を示す。受動とは、アセンブリが、中心軸受が駆動されたときの、および／またはローラが箔の抗力により曲がるときのローラの曲げの動きに反応して従うことを意味する。反対に、能動的な軸受機構とは、ローラ４の曲げの動きを強制的に駆動させるため、抗力を超える、能動的に提供される力の提供を意味する。

適切に潤滑された表面２が摩擦軸受を提供する一方で、ローラ４が曲がる曲げ範囲を画定する停止構造２１３に配置された、ガイドローラ４と係合可能な回転要素２１２により、軸受接触部が設けられてもよい。例えば、意図した曲げの範囲のいずれか一端または両端に端部停止部２１３が設けられるため、軸受システム２０に対して固定された停止要素２１３が提供される。

ローラ４は金属ロッド、例えば、スチールロッドとして設けられてもよい。一実施形態においては、ロッドは中空である。別の実施形態においては、ロッドは中実である。ローラの剛性は過大な力なく曲げられるほど十分に低いが、いくつかの軸受のみを有する滑らかな湾曲形状を得るのには十分に大きい箔の曲げ半径を画定するほどには十分に高い。その表面４０は可撓性軸受の軸受面として適切となるよう十分に硬くなければならない。それぞれ数ｍｍの軸方向長さを有する玉軸受２１０２１１のような可撓性軸受をわずかに数個使用する場合、ローラ表面４０は非常に耐摩耗性を帯びていなくてはならない。その棒がかなりの長さに支持されうる摩擦軸受２を使用する場合、それはなお耐摩耗性でなければならないが、この場合、荷重条件が異なっており、低荷重であるが、表面が広く、接触部は回転しておらず移動している。

ローラ表面４０には、ローラ４と箔材料１１との間に十分に高い摩擦係数を付与するための、および／またはより耐摩耗性にするための処理または層または質感（粗さ）を提供してもよい。

ここで、先行する図に詳細に開示された可撓性案内システム１の態様を組み込む付加造形システム１００を示す図６について述べる。システム１００は、液体の層３０の既定の領域５１を固化するためのエネルギ源９０を含む。前記液体層３０は有体物５０の固体層５２を得るために箔１１に隣接している。したがって、固体層は既定の形状を有する。箔１１上に、有体物５０と接触させるための、限定された高さの液体層３０が形成されている。

加えて、箔１１に接触している接触面１８１を有し、接触面１８１の前側および接触面１８１の後側に、それらの間に配置された可撓性箔ガイドローラ４を有する一対の上部箔ガイド６および下部箔ガイド６０を含む、往復動可能な箔ガイドステージ１８０が設けられうる。下部箔案内要素６０は、箔高さＨにある接触面１８１から距離を置いた箔高さ位置Ｈ０を画定する。図６−１は、軸受機構１の可撓ローラ１によって横方向に延伸されている一方で接触面１８１上に案内されている箔１１の正面図を示す。箔１１をしわのない状態に維持するために、可撓性ガイドローラは第１のガイドローラ４として領域１８１の前側に配置され（図６−１を参照）、第２の可撓性ガイドローラ４’は後側に配置される。箔１１は第１の可撓性ガイドローラ４、４’両方の上に引っ張られ、箔１１が可撓性ガイドローラ４、４’と接触したままとなるように箔は第１の方向Ｐに移動される。第１の可撓性ガイドローラおよび第２の可撓性ガイドローラは第１の湾曲（Ａ）を有する。第１の方向Ｑと逆の反転移動方向において（図６−２を参照）、可撓性ガイドローラ４、４’は第１の湾曲Ａとは逆の第２の湾曲Ｂを有する。

したがって、箔１１は、樹脂層と有体物との接触時、箔１１を有体物５０に対して定常に維持しつつ、有体物５０に沿った箔ガイドステージ１８０の動きにより箔上の樹脂が有体物５０に接触することを可能にするため、接触面１８１にまたは接触面１８１から案内されうる。この状態において、箔はステージ１８０に対して、前に示したＰおよびＱとは逆方向に移動することに留意されたい。一実施形態においては、両端（ＡおよびＢ）における箔（１１）の動きは妨げられている。

特定の態様における最適なプロセス条件を提供するため、箔１１を接触面１８１上に可能な限り平らに維持することが望まれる。この目的のため、接触面１８１は、例えば、箔を長手方向にクランプするための吸着またはクランプ手段を有して特別に設計してもよい。さらに、箔の長さを既定の張力下に維持するための機構を設けてもよい。最適な張力は箔の種類および厚さに依存するが、通常、箔幅１ｃｍにつき約１０Ｎ（５０ｃｍの箔幅に対して５００Ｎ）であってもよい。この張力は接触高さＨを有する接触領域１８１にわたり箔１１を平らに維持してもよい。長手方向の張力は、その側縁部を含むこの領域の全体にわたり箔を平らに維持するのに十分なものとすることができ、クランプまたは他の張力デバイスを側縁部に必要としない。

本発明の別の実施形態では、長手方向の張力が関連領域１８１の全体にわたって箔を平らに維持するのに不十分である可能性のある、一般により低い弾性率を有するタイプの箔もある。特に、箔１１の側縁部は意図した面から上下に動くまたはしわになる傾向を示す可能性がある。このため、可撓ローラ４が可動キャリッジ１８０に対する箔移動方向に従って曲がり、かつ接触面１８１によって画定される少なくとも短い領域にわたるあらゆるしわを大幅に低減する、可撓性ローラ機構１が設けられる。

本実施形態においては、システム１００は、示される例では、樹脂液体３０が充填された液体樹脂塗布器２００を含んでもよい。その代わりに、樹脂層を事前製造されるシート形態で設けてもよい。一実施形態においては、塗布器は１つまたは複数のナールドローラの形態である。

液体層３０が領域５１において有体物５０に接触すると、エネルギ源９０が箔１１を通じてパターンを投影するように配置されうる。特に、エネルギ源９０は液体層の交差パターンの少なくとも一部を少なくとも部分的に硬化するために配置されうる。エネルギ源９０の光または他の放射が液体層３を固化することを可能にするため、箔１１は好ましくは放射に対して実質的に透過的である。

示される実施形態例では、エネルギ源９０は、未硬化の材料の層を箔１１を通じて露光するため、箔案内要素１９間の移動可能な箔ガイドステージ１８上に配置されている。その代わりに、エネルギ源は往復動可能な箔ガイドステージ１８０に対して移動可能であってもよい。

移動可能なｚステージ１４０は硬化性材料の新規の層が有体物５０に供給される前にｚ方向に移動されうる。新規の層の固化および分離後毎回、キャリアプレート（ｚステージ）１５０は、有体物５０を、その上に付着した固化層５２を含むとともに、上方に移動する。したがって、有体物を層ごとに製造する方法は周期的な方法であり、記載した、位置決め、固化、および互いに分離するステップは方法の単一サイクルのステップに含まれる。

ｚ方向とは箔１１上に配置された硬化性材料５１の層に対する平面方向から出ることを意味する。箔ガイドステージ１８０が動いていないときにｚステージ１４０を上昇させてもよい。本実施形態においては、回転要素１７０はｚステージ１４の動きを可能にする。有体物５０はｚステージ１４０に連結され、各方法のサイクルにおいて、新規の層が下から積層される。明確化のため、硬化性材料の層は誇張した厚さで示される。

箔１１と箔ガイドステージ１８０とは個々に移動可能であってもよい。１つの動作モードでは、第１のステップにおいて、箔１１は硬化性材料の層を有体物５０の下に設けるために移動する。硬化性材料は、その時点ではまだ有体物５０と接触していない。第２のステップでは、箔ガイドステージ１８０は有体物５０に沿って移動して、硬化性材料５１の層を有体物５０に塗布し、硬化性材料５１に露光し、未硬化の材料を除去する。第２のステップでは、箔１１は有体物５０に対してｚ方向の横方向に実質的に移動しない。露光後、箔は容器２３に搬送されてもよい。

ステージ１８０の長さ方向を短縮するため、露光ユニット９０は、通常、キャリッジの移動方向において、例えば、約５０ｃｍの作業領域に対して、２×２ｍｍ２の素子（それぞれがＬＥＤ＋マイクロレンズを有する「ピクセル」）で実現されうるわずか約６ｃｍの長さに制限されるが、なお作業領域幅１ｍｍあたりに約１５ピクセルの高解像度を提供する。この配置の詳細はその全体が参照により本明細書に援用される国際出願ＰＣＴ／ＮＬ２００９／０５０７８３号明細書に開示されている。

本明細書では、用語「固化性材料」は、例えば、紫外線、レーザ、電離放射線（電子ビーム、ガンマ線またはＸ線を含むが、それらに限定されない）または前述のいずれの組み合わせによって（すなわち、重合および／または架橋させることによって）固化可能な任意の材料を含む。用語「固化性材料」は、また、繊維および／または充填剤を混合した樹脂などの、固化性材料および非固化性材料の両方の混合物を含む複合材料も意味するものと解釈される。

部分硬化は、交差パターン外部の層から未硬化の材料が除去されるが交差パターンが安定したままであるような程度までの硬化を含む。固化性材料は完全には硬化されないが、材料が、交差パターン外部の未硬化の材料を除去するステップ時に未硬化の材料とともに除去されないほど十分に安定化される程度までは硬化される。

交差パターンの完全硬化には特定の露光時間が必要である。交差パターンの部分硬化とは、パターンを低い程度まで硬化させることを意味する。エネルギ源が完全硬化が行われるのと同一のパワーで動作する場合、露光はより短くてもよく、ＲＭ工程およびＲＰ工程の速度は増加する。

ＵＶによって硬化される樹脂の液体から固体への変化では、いわゆるゲル化点を通過する。「ゲル化点では、まず、ゲルまたは不溶性の高分子フラクションの視覚的形成が見られる。（ゲル化点はシステムが流動性を失う点とも解釈され、これはその中における気泡の破壊の上昇によって測定される。）．．．ゲルは、巨視的分子を形成するために高分子分子が互いに架橋される無限ネットワークの形成に相当する。事実、ゲルは１つの分子とみなされる。高分子の非ゲル部分は溶剤に可溶性のままであり、ゾルと呼ばれる。重合およびゲル化はゲル化点を超えて進行するため、ゲルの量は、ゾル中の高分子鎖がゲルにさらに架橋されるにつれてゾルを犠牲にして増加する．．．反応混合物は無限粘性の高分子に変換される。」Ｇｅｏｒｇｅ Ｏｄｉａｎ，“Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，”４ｔｈ ｅｄ．

さらなる硬化により、材料のより高い弾性係数を実現するためのさらなる結合、例えば、架橋が形成される。部分硬化における所望の硬化の程度は、交差パターン外部の層から未硬化の材料が除去される一方で交差パターンが安定したままで材料のゲル化点の程度またはその付近の程度まで固化性材料を硬化させることにより画定してもよい。実際には、ゲル化点の程度またはその付近の程度までの硬化は、ゲル化点の程度の約８０％〜１２０％の範囲内の程度と解釈してもよい。

一実施形態においては、樹脂は加熱されてもよく、樹脂の動作温度条件を向上するために加熱および配置するのに使用される装置が開示される。

形成工程を特定の態様において良好に機能させるため、新規に形成される層を物体の、前に形成された層に付着させるために、露光と箔からの分離との間に、樹脂を特定の程度まで硬化させてもよい。３６５ｎｍで露光する多くの樹脂、例えば、ＤＳＭ Ｓｏｍｏｓ ８１２０（エポキシアクリレート）では、高温であるほど硬化が速くなる。事実、一実施形態において、言及した樹脂は、室温を超える、好ましくは、約３０〜４０℃で使用された場合に良好に機能することがわかっている。したがって、樹脂を室温を超えるまで加熱する設備を有すると有利である（露光と分離との間の時間を短くすることを可能になる）。意外にも、明解な解決策は、エネルギ源（９０）の近傍に、箔の下面（液体非接触面）との熱接触を維持される小型加熱棒を含むことであることがわかっている。双方向の動作においては、エネルギ源（９０）と反対側に第２のヒータを追加してもよい。

一実施形態においては、その時点までに形成された物体の下面および露光ユニットの上部は目標温度（この例では３０℃）であるか、その付近である。この状態は数回のサイクルが実施された後自動的に発生する。したがって、本実施形態における形成工程は数回の「ダミー」サイクルを実施することにより開始することができる。「ダミー」サイクルとは、すなわち、露光が実施されず、ｚステージ１５０の垂直移動も実施されないサイクルである。これにより、操作台１５０の下面および露光ユニットの上部が必要な処理温度に加熱される。その代わりに、実際の形成工程の開始前にこれらの部品を予熱するため他の加熱手段を使用することもできる。

先行する実施形態に説明した軸受機構には単一の可撓性ローラを含んでもよい。加えて、軸受機構は、複数の可撓性箔ガイドローラおよび複数の軸受システム、特に、中心線の第１の側に配置された第１の可撓性箔ガイドローラおよび第１の軸受システムと、中心線の第２の側に配置された第２の可撓性箔ガイドローラおよび第２の軸受システムと、を含んでもよい。

一実施形態においては、
箔（１１）と接触している少なくとも１つの可撓性箔ガイドローラ（４）を第１の回転方向（Ｐ）に従う第１の湾曲に曲げるステップと、
液体層（３０）を箔（１１）上に形成するステップと、
箔（１１）を移動するステップと、
液体層（３０）を有体物（５０）および／または前に固化した層と接触させるステップと、
液体層（３０）を固化し、それによって有体物（５０）および／または前に固化した層に付着した第１の固化層を形成するステップと、
箔（１１）を固化層との接触から解除するステップと、
箔（１１）と接触している少なくとも１つの可撓性箔ガイドローラ（４）を第２の回転方向（Ｑ）に従う第２の湾曲に曲げるステップと、
第２の液体層（３０）を箔（１１）上に形成するステップと、
箔（１１）を移動するステップと、
第２の液体層（３０）を有体物（５０）および／または第１の固化層と接触させるステップと、
第２の液体層（３０）を固化し、それによって有体物（５０）および／または第１の固化層に付着した第２の固化層を形成するステップと、
箔を固化層との接触から解除するステップと、
３次元物体を形成するために上記のステップを十分な回数繰り返すステップと、
を含む、付加造形の方法が実施されうる。

可撓性箔ガイドローラは任意の適切な方法を使用して曲げることができる。例えば、可撓性箔ガイドローラは軸受、システム、箔の張力または何らかの他の手段を使用して曲げることができる。液体層は、例えば、溝付きローラ（マイヤーバー（ｍｅｙｅｒ ｂａｒ））、小型オリフィス、ノズルまたは他の手段などの任意の適切な方法を使用して形成してもよい。

箔は、例えば、箔の端部を定常に維持しつつ、箔を所望の位置に押し込むこと、および所望の位置から押し出すことによって移動してもよい。箔を移動するさらなる適切な方法は、例えば、箔と接触している１つまたは複数のローラを回転することによる、または引張力を箔に作用することによる箔の平行移動である。

箔を有体物または前に固化した層と接触させるステップは、箔または有体物のいずれかを移動することによって実施されうる。同様に、箔を固化層との接触から解除するステップは、箔または有体物のいずれかを移動することによって実施されうる。

液体層を形成するステップと箔を移動するステップはいずれの順序で行うことも同時に行うこともできる。同様に、箔上に液体層を形成するステップと、箔を移動するステップと、液体層を有体物および／または前に固化した層と接触させるステップと、液体層を固化するステップと、前に固化した層と箔との接触を解除するステップと、はすべて同時に実施されうる。

記載された詳細な図面、特定の例および特定の配合は単に説明目的として機能する。本明細書中に記載しかつ示した装置１００の特定の実施形態はモデル５０を上下逆に作成することに関するが、本発明の教示は、右側を上にして、またはある角度を有してモデルを作成する装置に適用してもよい。前述の明細書では、本発明の特定の例の実施形態を参照して本発明を説明した。しかしながら、添付の請求項に説明するより広い本発明の範囲および精神から逸脱することなくそれに種々の改良および変更を施してもよいことは明白である。さらに、物体は任意の適切な大きさおよび形状を有していてもよい。

さらに、デバイスは、単一のデバイスとして機能的に動作する一方で、いくつかの装置にわたって物理的に分配されてもよい。また、別個のデバイスを機能的に形成しているデバイスを単一の物理的デバイスに一体化してもよい。しかしながら、他の変更、変形および代替も可能である。明細書および図面は、したがって、限定的な意味においてというよりもむしろ例証的な意味において考慮される。特定の実施形態は本発明のさらなる態様として特定の任意選択的な特徴を詳述しているが、特に明記されない限り、または物理的に不可能である限り、同記載はこれら特徴のすべての組み合わせを含み、かつ具体的に開示することを意味するものである。
また、以下の実施形態が開示される。
（実施形態１）
往復動可能な箔ガイドステージ（１８０）を含む付加造形装置であって、
対向する前側および後側を有する接触面（１８１）と、
箔に配置されており、かつ有体物と接触している硬化性材料の層の交差パターンの少なくとも一部を少なくとも部分的に硬化するために配置されたエネルギ源（９０）と、
前記接触面（１８１）の前記前側および前記接触面（１８１）の前記後側の箔案内システムであって、
可撓性箔ガイドローラ（４）と、
前記可撓性箔ガイドローラ（４）の湾曲を前記可撓性箔ガイドローラ（４）の回転方向（Ｐ、Ｑ）に従い変換および／または反転することができ、かつ液体樹脂層（３０）を含む箔（１１）を、前記有体物（５０）に沿った前記箔ガイドステージ（１８０）の移動によって前記有体物（５０）に接触させるために、前記接触面（１８１）にまたは前記接触面（１８１）から案内するため、前記可撓性箔ガイドローラ（４）を支持するように配置された、軸受システム（１）と、を含む、箔案内システムと、
を含む、付加造形装置。
（実施形態２）
前記箔ガイドステージが、一対の上部箔案内要素および下部箔案内要素（６、６０）を含み、前記下部箔案内要素が、前記接触面から距離を置いた箔高さ位置（Ｈ０）を画定し、前記接触面と前記箔高さ位置（Ｈ０）との間に配置された、前記箔を、前記接触面（１８１）に、または前記接触面（１８１）から案内するための、前記可撓性箔ガイドローラ（４）を有する、実施形態１に記載の付加造形装置。
（実施形態３）
前記箔ガイドステージ（１８１）が、前記液体樹脂層（３０）の塗布のための塗布器システム（２００）をさらに含む、実施形態１または２に記載の付加造形装置。
（実施形態４）
前記エネルギ源（９０）が、未硬化の材料の前記層を前記箔（１１）を通じて露光するために前記接触面（１８１）の近傍に配置されている、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の付加造形装置。
（実施形態５）
前記エネルギ源（９０）が複数の個々に動作可能なＬＥＤを含む、実施形態１〜４のいずれか１つに記載の付加造形装置。
（実施形態６）
前記軸受システム（１）が、
前記ローラ（４）の軸方向に係止している端部係止要素（７）と、
軸受係合において曲げられている前記ローラ（４）を有する軸受位置を画定する軸受機構（２、２０、２１、２２）と、を含み、
前記軸受機構（２、２０、２１、２２）が少なくとも２つの軸受位置（Ａ、Ｂ）の間において前記ローラ（４）をそれにより曲げるような手法で前記ローラ（４）の外部面（４０）と係合可能である、実施形態１〜５のいずれか１つに記載の付加造形装置。
（実施形態７）
前記軸受システムが、前記ローラが曲がる曲げ範囲を画定する停止構造（８、２１３）をさらに含む、実施形態６に記載の付加造形装置。
（実施形態８）
前記停止構造が、前記軸受システムに対して固定された停止要素（２１３）を含む、実施形態７に記載の付加造形装置。
（実施形態９）
前記軸受機構が、１つまたは複数の軸受要素（２０、２１、２２）を含み、前記停止構造が、前記軸受要素（２１）の少なくとも１つに連結されたアクチュエータ（８）を含み、前記アクチュエータ（８）が、前記２つの軸受位置（Ａ、Ｂ）間において前記ローラ（４）の強制的な曲げの動きを提供するため、前記軸受要素（２１）を移動するために配置されており、前記アクチュエータ（８）が前記回転方向（Ｐ、Ｑ）に一致して制御可能である、実施形態８に記載の付加造形装置。
（実施形態１０）
前記アクチュエータ（８）が、前記少なくとも１つの軸受要素（２１）を前記２つの軸受位置（Ａ、Ｂ）間において回転する回転可能なアーム（８０）を含む、実施形態９に記載の付加造形装置。
（実施形態１１）
前記軸受機構が、前記箔ガイドローラ（４）に軸受接触している固定軸受面（２）を含む、実施形態６に記載の付加造形装置。
（実施形態１２）
前記軸受機構が、前記ガイドローラ（４）と係合可能な回転要素（２１０、２１１）を含む、実施形態６に記載の付加造形装置。
（実施形態１３）
前記軸受機構が、前記ローラ（４）の部分的な周縁に沿って軸受接触部（２１）を画定する、実施形態６に記載の付加造形装置。
（実施形態１４）
前記ローラ表面（４０）が、前記ローラの曲げ湾曲を画定する、箔の抗力を画定するように調整されている、実施形態６に記載の付加造形装置。
（実施形態１５）
端部係止要素がローラ軸受を含む、実施形態６に記載の付加造形装置。
（実施形態１６）
前記箔（１１）と接触している、前記箔（１１）の張力および／または変位を測定するための測定デバイスと、
前記軸受システム（１）および測定デバイスと通信している制御部であって、前記制御部が、前記測定デバイスからの測定値に応じて前記可撓性箔ガイドローラ（４）の前記湾曲を変えるために、前記軸受システム（１）を調整することができる、制御部と、をさらに含む、実施形態１〜１５のいずれか１つに記載の付加造形装置。
（実施形態１７）
前記箔（１１）の両端（Ａ、Ｂ）における動きが妨げられている、実施形態１〜１６のいずれか１つに記載の付加造形装置。
（実施形態１８）
箔（１１）と接触している少なくとも１つの可撓性箔ガイドローラ（４）を第１の回転方向（Ｐ）に従う第１の湾曲に曲げるステップと、
液体層（３０）を前記箔（１１）上に形成するステップと、
前記箔（１１）を移動するステップと、
前記液体層（３０）を有体物（５０）および／または前に固化した層と接触させるステップと、
前記液体層（３０）を固化し、それによって前記有体物（５０）および／または前に固化した層に付着した第１の固化層を形成するステップと、
前記箔（１１）を前記固化層との接触から解除するステップと、
箔（１１）と接触している少なくとも１つの可撓性箔ガイドローラ（４）を第２の回転方向（Ｑ）に従う第２の湾曲に曲げるステップと、
第２の液体層（３０）を前記箔（１１）上に形成するステップと、
前記箔（１１）を移動するステップと、
前記第２の液体層（３０）を前記有体物（５０）および／または前記第１の固化層と接触させるステップと、
前記第２の液体層（３０）を固化し、それによって前記有体物（５０）および／または前記第１の固化層に付着した第２の固化層を形成するステップと、
前記箔を前記固化層との接触から解除するステップと、
３次元物体を形成するために上記のステップを十分な回数繰り返すステップと、
を含む、付加造形の方法。
（実施形態１９）
前記箔の前記移動および前記液体層の前記固化が同時に起こるように実行される、実施形態１８に記載の方法。
（実施形態２０）
箔案内システム上において箔を搬送する方法であって、
可撓性箔ガイドローラ（４）および前記ガイドローラを支持するように配置された軸受システムを設けるステップと、
前記ローラ（４）の軸方向に係止するステップと、
軸受システムの軸受機構との軸受係合にある前記ローラ（４）を曲げるステップであって、前記軸受機構（２、２０、２１、２２）を、回転方向（Ｐ、Ｑ）と一致する少なくとも２つの軸受位置（Ａ、Ｂ）の間において前記ローラ（４）をそれによって曲げるような手法で、前記ローラ（４）の外部面（４０）と係合させる、ステップと、
を含む、方法。
（実施形態２１）
前記可撓性ガイドローラを第１のガイドローラとして領域の前記前側に、および第２の可撓性ガイドローラを領域の前記後側に配置するステップと、
前記箔を、前記第１の可撓性ガイドローラおよび前記第２の箔ガイドローラ両方の上に引くステップと、
前記箔が、前記第１の可撓性ガイドローラおよび前記第２の可撓性ガイドローラに接触したままであるように前記箔を第１の方向に移動するステップであって、前記第１の可撓性ガイドローラおよび前記第２の可撓性ガイドローラが第１の湾曲を有する、ステップと、
をさらに含む、実施形態２０に記載の方法。
（実施形態２２）
前記箔を、前記第１の方向と逆の第２の方向に移動するステップをさらに含み、前記第１の可撓性ガイドローラおよび前記第２の可撓性ガイドローラが、前記第１の湾曲とは異なる第２の湾曲を有する、実施形態２１に記載の方法。
（実施形態２３）
液体層（３０）を箔（１１）上に塗布するステップと、
前記液体層（３０）を有体物（５０）に接触させるステップと、
前記液体層（３０）を放射の適用によって選択的に固化し、それによって選択的に固化した層を形成するステップと、
前記選択的に固化した層を前記有体物（５０）に接着するステップと、
前記液体層（３０）の未固化部分を、前記有体物（５０）との接触から解除するステップと、を含む、付加造形の方法であって、
前記箔（１１）の前記張力および／または前記変位を測定するステップと、
前記箔の前記張力および／または前記変位の測定値に応じて前記箔（１１）の前記張力および／または前記変位を調整するステップと、
を特徴とする、方法。
（実施形態２４）
少なくとも１つの可撓性箔ガイドローラ（４）を含む箔ガイドステージ（１８０）を移動するステップをさらに含む、実施形態２３に記載の方法。
（実施形態２５）
前記箔（１１）の前記張力および／または前記変位を調整する前記ステップが、前記少なくとも１つの可撓性箔ガイドローラ（４）の湾曲を調整することによって達成される、実施形態２４に記載の方法。

Claims (19)

1. 往復動可能な箔ガイドステージ（１８０）を含む付加造形装置であって、
   対向する前側および後側を有する接触面（１８１）と、
   箔に配置されており、かつ有体物と接触している硬化性材料の層の交差パターンの少なくとも一部を少なくとも部分的に硬化するために配置されたエネルギ源（９０）と、
   前記接触面（１８１）の前記前側および前記接触面（１８１）の前記後側の箔案内システムであって、
   可撓性箔ガイドローラ（４）と、
   前記可撓性箔ガイドローラ（４）の湾曲を前記可撓性箔ガイドローラ（４）の回転方向（Ｐ、Ｑ）に従い変換および／または反転することができ、かつ液体樹脂層（３０）を含む箔（１１）を、前記有体物（５０）に沿った前記箔ガイドステージ（１８０）の移動によって前記有体物（５０）に接触させるために、前記接触面（１８１）にまたは前記接触面（１８１）から案内するため、前記可撓性箔ガイドローラ（４）を支持するように配置された、軸受システム（１）と、を含む、箔案内システムと、
   を含む、付加造形装置。
2. 前記箔ガイドステージが、一対の上部箔案内要素および下部箔案内要素（６、６０）を含み、前記下部箔案内要素が、前記接触面から距離を置いた箔高さ位置（Ｈ０）を画定し、前記接触面と前記箔高さ位置（Ｈ０）との間に配置された、前記箔を、前記接触面（１８１）に、または前記接触面（１８１）から案内するための、前記可撓性箔ガイドローラ（４）を有する、請求項１に記載の付加造形装置。
3. 前記箔ガイドステージ（１８０）が、前記液体樹脂層（３０）の塗布のための塗布器システム（２００）をさらに含む、請求項１または２に記載の付加造形装置。
4. 前記エネルギ源（９０）が、未硬化の材料の前記層を前記箔（１１）を通じて露光するために前記接触面（１８１）の近傍に配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の付加造形装置。
5. 前記エネルギ源（９０）が複数の個々に動作可能なＬＥＤを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の付加造形装置。
6. 前記軸受システム（１）が、
   前記ローラ（４）の軸方向に係止している端部係止要素（７）と、
   軸受係合において曲げられている前記ローラ（４）を有する軸受位置を画定する軸受機構（２、２０、２１、２２）と、を含み、
   前記軸受機構（２、２０、２１、２２）が少なくとも２つの軸受位置（Ａ、Ｂ）の間において前記ローラ（４）をそれにより曲げるような手法で前記ローラ（４）の外部面（４０）と係合可能である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の付加造形装置。
7. 前記軸受システムが、前記ローラが曲がる曲げ範囲を画定する停止構造（８、２１３）をさらに含む、請求項６に記載の付加造形装置。
8. 前記停止構造が、前記軸受システムに対して固定された停止要素（２１３）を含む、請求項７に記載の付加造形装置。
9. 前記軸受機構が、１つまたは複数の軸受要素（２０、２１、２２）を含み、前記停止構造が、前記軸受要素（２１）の少なくとも１つに連結されたアクチュエータ（８）を含み、前記アクチュエータ（８）が、前記２つの軸受位置（Ａ、Ｂ）間において前記ローラ（４）の強制的な曲げの動きを提供するため、前記軸受要素（２１）を移動するために配置されており、前記アクチュエータ（８）が前記回転方向（Ｐ、Ｑ）に一致して制御可能である、請求項８に記載の付加造形装置。
10. 前記アクチュエータ（８）が、前記少なくとも１つの軸受要素（２１）を前記２つの軸受位置（Ａ、Ｂ）間において回転する回転可能なアーム（８０）を含む、請求項９に記載の付加造形装置。
11. 前記軸受機構が、前記箔ガイドローラ（４）に軸受接触している固定軸受面（２）を含む、請求項６に記載の付加造形装置。
12. 前記軸受機構が、前記ガイドローラ（４）と係合可能な回転要素（２１０、２１１）を含む、請求項６に記載の付加造形装置。
13. 前記軸受機構が、前記ローラ（４）の部分的な周縁に沿って軸受接触部（２１）を画定する、請求項６に記載の付加造形装置。
14. 前記ローラ表面（４０）が、前記ローラの曲げ湾曲を画定する、箔の抗力を画定するように調整されている、請求項６に記載の付加造形装置。
15. 端部係止要素がローラ軸受を含む、請求項６に記載の付加造形装置。
16. 前記箔（１１）と接触している、前記箔（１１）の張力および／または変位を測定するための測定デバイスと、
    前記軸受システム（１）および測定デバイスと通信している制御部であって、前記制御部が、前記測定デバイスからの測定値に応じて前記可撓性箔ガイドローラ（４）の前記湾曲を変えるために、前記軸受システム（１）を調整することができる、制御部と、をさらに含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の付加造形装置。
17. 前記箔（１１）の両端（Ａ、Ｂ）における動きが妨げられている、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の付加造形装置。
18. 箔（１１）と接触している少なくとも１つの可撓性箔ガイドローラ（４）を第１の回転方向（Ｐ）に従う第１の湾曲に曲げるステップと、
    第１の液体層（３０）を前記箔（１１）上に形成するステップと、
    前記箔（１１）を移動するステップと、
    前記第１の液体層（３０）を有体物（５０）および／または前に固化した層と接触させるステップと、
    前記第１の液体層（３０）を固化し、それによって前記有体物（５０）および／または前に固化した層に付着した第１の固化層を形成するステップと、
    前記箔（１１）を前記第１の固化層との接触から解除するステップと、
    箔（１１）と接触している少なくとも１つの可撓性箔ガイドローラ（４）を第２の回転方向（Ｑ）に従う第２の湾曲に曲げるステップと、
    第２の液体層（３０）を前記箔（１１）上に形成するステップと、
    前記箔（１１）を移動するステップと、
    前記第２の液体層（３０）を前記有体物（５０）および／または前記第１の固化層と接触させるステップと、
    前記第２の液体層（３０）を固化し、それによって前記有体物（５０）および／または前記第１の固化層に付着した第２の固化層を形成するステップと、
    前記箔を前記第２の固化層との接触から解除するステップと、
    ３次元物体を形成するために上記のステップを十分な回数繰り返すステップと、
    を含む、付加造形の方法。
19. 前記箔の前記移動および前記第１の液体層又は前記第２の液体層の前記固化が同時に起こるように実行される、請求項１８に記載の方法。

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