JP6169268B2 - 成形体の層毎の生成のために光重合可能な材料をプロセス処理するデバイス - Google Patents

Description

本発明は、成形体の層毎の生成のために光重合可能な材料をプロセス処理するデバイスに関し、本デバイスは、
−少なくともその特定の領域が透明な底部を有し、バットで光重合可能な材料が中に満たされ得るバットと、
−バット底部の上で設定可能な高さに保持された構築プラットフォームと、
−構築プラットフォームの下側面とバット底部との間に形成される、材料層の局所選択的な方法で露光のために制御され得、露光は、バット底部を通して下から行われる露光ユニットと、
−連続する露光ステップで、構築プラットフォーム上に重なり合う層を、それぞれ露光ユニットを制御することによって所定の形状を伴って重合し、それぞれの露光ステップの後で、層を、バット底部に対する構築プラットフォームの相対位置に調節するように配列され、このようにして、成形体を所望の形状に連続的に生成するように構成された制御ユニットと、

−構築プラットフォームの下でドクターブレード装置を前後に動かすための駆動ユニットを含む、移動可能に誘導されたドクターブレード装置と、
を備える。

さらに、本発明は、そのようなデバイスのためのドクターブレード装置に関する。

上記の種類のデバイスは、欧州特許第２，５０５，３４１Ａ１号から公知である。

そのようなデバイスは、特に、いわゆる、高速プロトタイピングプロセスの過程で、リソグラフィに基づく成形体の造形的な製造を可能にする。上述のこれらの立体リソグラフィプロセスでは、新たに供給される材料層は、いずれの場合も所望の輪郭を伴って重合され、それぞれの層について連続的にその個々の輪郭を画定することにより、所望の本体は、作られた層の連続の結果としてその三次元形状に形成される。

この種類のデバイスでは、多くの場合、材料をバットに向ける、もしくは均質な材料層を保証するように再配分するため、機器が利用される。本機器は、例えば、移動可能に取り付けられたドクターブレードであり、ドクターブレードを構築プラットフォームの下で前後に動かすための駆動ユニットを含む。露光ステップの後、構築プラットフォームを持ち上げた後に、露光された領域で材料の欠乏が生じる。これは、設定された材料層の硬化ステップの後で、この層からの材料は、硬化され、構築プラットフォームおよびその上にすでに形成された成形体の一部を伴って、一緒に持ち上げられるという事実による。すでに形成された成形体部分の下面とバット底部との間でこの理由により欠乏する光重合可能な材料は、露光領域を取り囲む隣の領域から光重合可能な材料の充填物を補充される必要がある。その高い粘性により、本材料は、成形体部分の下側とバット底部との間の露光領域内に自ら流れず、材料の陥凹または「穴」がそこに残り得る。ドクターブレードは、個々の露光ステップの間で言及される、材料内の陥凹を平らにする目的を果たす。ドクターブレードの現行の形状のため、特に、高粘性材料について、材料の分配は、確実な方法では機能していない。特に、供給および輸送は、十分な速さで行われておらず、量的変動に曝される。

欧州特許第２，５０５，３４１Ａ１号明細書

本発明は、未使用の感光性ポリマーの一貫かつ迅速な補充が確保されるような方法で、リソグラフィに基づく造形的な製造方法を改善することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明は、上述した種類のデバイスにおいて、運動方向に離間された２つのドクターブレードを含む、ドクターブレード装置を実質的に提供し、ドクターブレードは、バット底部に沿ってバット底部への一定距離を動かされる。好ましくは、ここでの装置は、ドクターブレードのバット底部までの垂直距離が、簡単な調整デバイスによって調整され得、このようにして、補充される材料の層厚が設定され得るようになっている。好ましくは、２つのドクターブレードは、バット底部までの同じ距離に配列される。ドクターブレードは、好ましくは、ドクターブレードを前後に動かすように駆動する、駆動ユニットに接続される。２つのドクターブレードを伴う装置は、両方の運動方向で材料層を形成することを可能にし、プロセス処理時間を大幅に減少させることを可能にする。従来のドクターブレード装置を伴うデバイスでは、ドクターブレードまたはワイパー要素は、新たな層が形成され得る前に、前後に駆動される必要があった。

２つのドクターブレードを伴う装置は、好ましくは、平行な２つのドクターブレードの間にチャンバが形成され得、このチャンバが未使用の材料の容器として機能するというさらなる利点を提供する。分配ステップ中のドクターブレードの前または後への運動の間に、未使用の材料は、チャンバから下向きに流れ出て、材料層内の、おそらくは既存の穴、空隙、または陥凹を再充填し、運動方向に追従するドクターブレードが層の厚さを画定し得る。穴、空隙、または浴槽レベルの陥凹は、特に、構築プラットフォームまたはすでに硬化済みの成形体の層が、露光ステップの後で浴槽の外に持ち上げられる領域で、結果として生じ得る。未使用のスラリーは、チャンバ内に主に位置するので、比較的少ない材料のみが、構築プロセスを開始し、信頼性のある材料補充を維持するために必要とされる。

光重合可能な材料、特に、２つのドクターブレードの間の容器チャンバ内に位置する材料が、ドクターブレードの領域内で冷却することを避けるために、ドクターブレードは、好適な実施形態では、加熱可能となっている。特に、ドクターブレードは、例えば、電気抵抗加熱要素等の少なくとも１つの加熱要素を装備することができる。

ドクターブレード装置の前後運動の間、移動方向への先導ドクターブレードは、ドクターブレード装置がバットのもう一方の端に到達するまで、その前方の過剰な材料を押す。そこで過剰な材料が堆積し、過剰な材料は、先導ドクターブレードとバット端壁との間で小さな波の形に積み重なり、ドクターブレード装置の脇を横方向にまたはドクターブレード装置の上縁を越えて逆流する傾向がある。堆積する材料を利用するまたはプロセス処理するため、チャンバの少なくとも１つの壁は、越流チャネルを形成するために、壁を通してドクターブレード装置の運動方向に延在する少なくとも１つの開口部を有するように構成されることが好ましい。この手段によって、堆積した材料は、分配ステップの間またはその終了時に、ドクターブレード間に形成されるチャンバ内に押し込まれる。このようにして、チャンバ内の材料を、次に続く分配ステップで利用可能にすることが達成される。加えて、材料を圧搾し、越流チャネルを通して材料を流させることにより、材料は、継続的に混合され、特に、充填された感光性ポリマーについての偏析の危険性が、大幅に低減され得る。好ましくは、材料の越流がドクターブレード装置の両方の運動方向で保障されるようにするため、チャンバの２つの対向する壁のそれぞれにおいて、少なくとも１つの開口が形成される。

未使用の感光性ポリマーの十分な補充を可能にするため、必要に応じ、チャンバには、その上部に、チャンバにつながる開口部である、充填開口部が好ましくは設けられる。再充填の間に、計量分配ユニットが好ましくは使用される。

さらに、底部が開いたチャンバは、２つのドクターブレードの間を延在する狭い端面の各端面において、流入開口部を含んでもよく、運動方向に進むドクターブレードのバット底部の近くに堆積する材料がまた、チャンバ内に流れ込むことができるようにし得る。

さらに、好ましくは、２つのドクターブレードの間に構成され、２つのドクターブレードを越えてバット底部の方向に突出する、少なくとも第３のドクターブレードが提供され得る。第３のドクターブレードは、未消費の材料がバット底部から拾い上げられるように動かされ、配置される。このように、未消費の材料は、ドクターブレード装置のそれぞれの前後運動の際にバット底部から拾い上げられ、２つのドクターブレードの間に形成されるチャンバ内に運搬され、このチャンバ内で混合と均質化が起こり得る。

第３のドクターブレードが、ドクターブレード装置の高さの変更の際に、別個に再調整される必要が無いことを確実にするため、第３のドクターブレードは、好ましくは、それがバット底部に弾性的に押し付けられるように構成される。これは、ブレード自身を弾性材料で作る、もしくは付勢力に対して変位可能にブレードを取り付けることにより達成され得る。このようにして、第３のドクターブレードが、ドクターブレード装置の高さ調節とは独立してバット底部に接触することが達成される。薄い塗布層の固化が起こらない場合には、同等なドクターブレード構造が、ロータリーバット内において、好適な方法で実現され得る。

ドクターブレード装置は、２つの外側ドクターブレードを含んで一体的に形成されることが特に好ましい。ドクターブレード装置は、好ましくは、例えば、ポリテトラフルオロエチレンまたはポリオキシメチレン等のポリマー材料から成る。このようにして、ドクターブレード装置は、耐摩耗性かつ剛性となるように構成され得る。高い耐摩耗性により、顕著な磨耗は、動作中に生じず、感光性ポリマーは汚染されない。加えて、述べられたドクターブレード装置用の材料は、掃除が簡単である。
すでに述べたように、本発明はまた、高粘性の入力材料をプロセス処理するのにも好適である。例えば、樹脂加工および対応する剛性の強化のために高分子モノマーシステムを含有する感光性ポリマーは、特に高い粘性を示す。下記の感光性ポリマー／モノマーシステムは、本発明とともに好適に使用され得る。
・単官能性および多官能性アクリラート
・多官能性メタクリラート

・分子量２００〜１０００ｇ／ｍｏｌの各種ポリグリコール

充填された光重合可能な材料（スラリー）をプロセス処理するとき、入力材料の高粘性にも直面する。この場合、焼結可能な材料（例えば、セラミックまたは金属）が、粉末として、粘性のある感光性樹脂に添加される。個々の層の硬化時に、硬化したポリマーは、バインダーとして作用する。成形体の積層生成が完了した後で、硬化したポリマーは熱的に除去され、その後、残りの充填材料（例えば、セラミック粉末）は、剛性構造体に焼結される。そのようなプロセスは、造形的な製造の全ての利点を達成することを可能にし、それ自体はこれらのプロセスにとって好適ではない材料を可能にさせる。これに関して、充填レベル、すなわち、スラリー中の粉末の百分率は、プロセス能力および材料品質に対する最も重要な要因の１つである。これに関して、特に、４２〜６５体積％の充填レベルにおいて、高品質の構成要素が生成され得ることが判明している。高い充填レベルは、ほとんどの場合、入力材料の高い粘性を伴い、例えば、高い反力、スラリーの偏析、および劣化した材料補充等、いくつかの問題を起こす。

感光性ポリマーの粘性を下げるため、バット内に存在する光重合可能な材料の層を、少なくとも３０℃の温度に加熱するための静止加熱デバイスを設けることが好ましい。これに関して、加熱デバイスは、露光ユニットとは別個のデバイスであることが不可欠である。好ましくは、材料は、少なくとも４０℃まで加熱される。加熱デバイスの設置は、様々な感光性ポリマーが、わずかな温度上昇に際し、すでに顕著な粘性の低下を示すという事実に基づく。概して、５０℃までの加熱で十分であり、付加的電力消費は許容限度内となる。特殊な場合、８０℃までの加熱が必要となり得る。高温では、意図されない感光性ポリマーの熱重合が起こる。また、加熱により、大きな分子間相互作用を示す光重合可能な材料が利用され得る。この大きな分子間相互作用は、室温（２０℃）における粘性増加に現れる。分子間相互作用は、この場合、特に、出発材料が室温で少なくとも２０Ｐａ・ｓの粘性が有れば、十分として考えられる。

プロセス処理帯域内の温度上昇のおかげで、感光性ポリマーの反応性もまた増加する。室温におけるプロセス処理と比較すると、システム全体の反応性への悪影響を伴うことなく、反応基の低減が可能である。

さらに、材料分配および層形成が力および時間の高い支出を伴わずに達成される程度の十分な粘性低下は、特に、粘性材料が、好ましくは、反力の大半が引き起こされるインターフェース領域（バット底部）の広範囲で暖められる場合に、確保され得ることが認識されている。

材料は、好ましくは、デバイスのプロセス処理帯域のみで加熱される。プロセス処理帯域は、透明なバット底部とそれまでに構築された成形体との間の領域を含む。典型的には、厚さ１０μｍ〜１，０００μｍの感光性ポリマー層が加熱される。成形体が位置するデバイスの残りのプロセス処理体積は、プロセス処理帯域の温度を下回る温度にあってもよい。

好ましくは、加熱デバイスは、例えば、加熱箔等、バット底部またはその内部に配置された少なくとも１つの加熱要素を含む。したがって、熱は、エネルギー効率的な熱伝達が確保されるように、バット底部によって伝達される。加熱箔は、例えば、プラスチック製の薄い担体要素を含み、そこに、電熱線が、抵抗加熱器を形成する蛇行パターンに配置される。例えば、加熱箔等の加熱デバイスは、バット底部の透明部分の外側に置かれ得る。例えば、加熱箔等、特に２つの加熱要素が設けられ得、露光領域の透明底部小区域のそれぞれの側上に１つの要素が配置され得る。これらの横または周縁領域内で、ドクターブレードアセンブリは、露光ステップの間、駐機位置に駐機される。この装置は、外乱のない露光を可能にするのみならず、材料が、２つのドクターブレードを含むドクターブレード装置の場合、２つのドクターブレード間のチャンバ内に主として位置するような、未使用感光性ポリマーの迅速加熱をも可能にする。

代替として、または加えて、加熱デバイスは、底部の透明部分の上を少なくとも部分的に延在し、透明であるように構成されることが提供され得る。しかしながら、この場合、加熱箔の光学特性は、特に、透明性に関し、また、粗大粒子が封じ込まれていないことに関し注意深く観察される必要がある。

温度制御は、光重合可能な材料の所与の温度が到達および／または維持されるように、加熱デバイスの加熱電力を制御するための制御ユニットと協働する温度センサを設けることにより、簡単に達成され得る。温度センサは、好ましくは、Ｐｔ温度センサとして形成され得、加熱箔に統合され得る。

露光ユニットは、原則として、様々な方法で構成され、本発明は、可視光の使用に限定されない。むしろ、使用される特定の光重合可能な材料を硬化させることができる任意の電磁放射が適切である。例えば、ＵＶ光が利用され得る。代替として、可視域内の波長を有する光が使用され得る。

露光ユニットは、好ましくは、バット底部の下方に配置される。露光ユニットは、バット底部の下面上の所定の露光領域を、選択的に、所望の形状を伴うパターンで照射するため、制御ユニットによって制御される。好ましくは、露光ユニットは、１つまたはそれを上回る発光ダイオードを有する光源を含み、露光領域では、好ましくは、約１５〜２００ｍＷ／ｃｍ^２の光パワーが到達される。露光ユニットから放射される光の波長は、好ましくは、３５０〜５００ｎｍの範囲にある。光源の光は、光変調器によって局所選択的な方法でその強度が変調され得、結果として生じる、所望の形状の形状を有する強度パターンは、バット底部の下面上に突出され得る。光変調器として、様々な種類のいわゆるＤＬＰ−チップ（デジタル光プロセス処理チップ）、例えば、マイクロミラーアレイ、ＬＣＤアレイ、および同等物が使用され得る。代替として、レーザが光源として使用され得、レーザビームは、制御ユニットによって制御される移動可能ミラーを介して、露光領域をうまく走査する。

好ましくは、構築プラットフォームは、昇降機構によってバット底部の上方で高さ調整可能に保持され、昇降機構は、制御ユニットによって制御される。好ましくは、制御ユニットは、昇降機構により、層の厚さ、すなわち、構築プラットフォームまたは最後に生成された層とバット底部との間の距離を設定するように構成される。

バットは、好ましくは、２つの部分で設計され、好ましくは、多層の、透明なバット底部およびバットの枠組みを含む。バット底部の最下層は、例えば、担持または支持要素として機能するガラス厚板から成る。その上に、シリコン層および抗接着箔が配置され、抗接着箔は、最後に硬化した層を持ち上げるときの反力を低減するように作用する。枠組みは、好ましくは、化学的に安定なプラスチックから成る。

有利なことに、バットの枠組みは、材料容器としてのその機能の他に、バットシステムの締付けデバイスの目的を果たす。これは、バットの簡単で迅速な変更および交換を可能にする。バットの２部分構造は、構築プロセスの後、簡単かつ高速なクリーニングを可能にする。

さらに、単一のバット本体は、隔壁によってバット区画に細分され得、本発明による複数のバットを形成し得る。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
（項目１）
成形体の層毎の生成のために高粘性で光重合可能な材料をプロセス処理するデバイスであって、
バットで光重合可能な材料が充填され得る、少なくともその小区域で透明な底部を有するバットと、
バット底部の上で調整可能な高さに保持された構築プラットフォームと、
前記構築プラットフォームの下側と前記バット底部との間に形成された材料層を局所選択的な方法で露光するために制御可能な露光ユニットであって、前記露光は、前記バット底部を通して下から行われる、露光ユニットと、
後続の露光ステップで、前記構築プラットフォーム上に重なり合う層を、いずれの場合も前記露光ユニットを制御することによって所与の形状を伴って重合し、それぞれの露光ステップの後で、層が、前記バット底部に対する前記構築プラットフォームの相対位置に適応し、これによって、所望の形状の前記成形体を連続的に生成するように構成された制御ユニットと、
前記構築プラットフォームの下を通るドクターブレード装置の前後運動のための駆動ユニットを含む、移動可能に誘導されたドクターブレード装置と、
を備え、
前記ドクターブレード装置は、前記バット底部まで調整可能な距離において、前記バット底部に沿って移動可能な運動方向に離間された２つのドクターブレードを含み、
前記バットは、バット端壁を含み、運動方向に進む前記ドクターブレードが前記バット端壁の１つに向かって動くようにし、
前記２つのドクターブレードの間には、下側で開いたチャンバが形成され、前記チャンバの壁は、越流チャネルを形成するために前記壁を通して前記ドクターブレード装置の運動方向に延在する少なくとも１つの開口部を含み、先導ドクターブレードと前記先導ドクターブレードに対向する前記バット端壁との間に堆積する材料が、前記少なくとも１つの越流チャネルを通して前記チャンバ内に押し込まれるようにすることを特徴とする、
デバイス。
（項目２）
少なくとも下側で開いたチャンバは、前記２つのドクターブレード間のその２つの狭い側部のそれぞれにおいて、流入開口部を含むことを特徴とする、項目１に記載のデバイス。
（項目３）
前記チャンバは、その上部において再充填開口部を含むことを特徴とする、項目１または２に記載のデバイス。
（項目４）
好ましくは、前記ドクターブレード装置の前記２つのドクターブレードの間に配置され、前記２つのドクターブレードを越えて前記バット底部に向かう方向に突出する、少なくとも第３のドクターブレードが設けられたことを特徴とする、項目１〜３のいずれかに記載のデバイス。
（項目５）
前記第３のドクターブレードは、前記バット底部に触れ、好ましくは、前記バット底部に対して弾性的に付勢保持されることを特徴とする、項目４に記載のデバイス。
（項目６）
前記ドクターブレード装置は、２つの外側ドクターブレードを含む一体型において一体的に形成され、好ましくは、例えば、ポリテトラフルオロエチレンまたはポリオキシメチレン等のポリマー材料から成ることを特徴とする、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目７）
前記バット内の光重合可能な材料の層を少なくとも３０℃の温度に暖めるための静止加熱デバイスが設けられたことを特徴とする、項目１〜６のいずれかに記載のデバイス。
（項目８）
前記加熱デバイスは、少なくとも１つの加熱要素を、例えば、加熱箔として、前記バット底部内または前記バット底部に含むことを特徴とする、項目７に記載のデバイス。
（項目９）
前記加熱デバイスは、前記バットの前記透明な底部の小区域の外側に配置されることを特徴とする、項目７または８に記載のデバイス。
（項目１０）
前記加熱デバイスは、前記バットの前記透明な底部の部分上を少なくとも部分的に延在し、透明であるように配列されることを特徴とする、項目７、８、または９に記載のデバイス。
（項目１１）
前記光重合可能な材料の所与の温度が到達および／または維持されるように、前記加熱デバイスの加熱電力を制御するため、前記制御ユニットと協働する温度センサが設けられることを特徴とする、項目７〜１０のいずれかに記載の器具。
（項目１２）
前記ドクターブレード装置は、加熱可能であり、特に、例えば、電気抵抗加熱要素等の少なくとも１つの加熱要素を備えることを特徴とする、項目１〜１１のいずれかに記載のデバイス。

本発明は、図面に示された実施形態を参照して、以下により詳細に説明される。
図面のうち、図１〜図３は、プロセスの連続する段階における、本発明によるデバイスの模式的断面図を示す。 図面のうち、図１〜図３は、プロセスの連続する段階における、本発明によるデバイスの模式的断面図を示す。 図面のうち、図１〜図３は、プロセスの連続する段階における、本発明によるデバイスの模式的断面図を示す。 図４は、構築プラットフォームを伴わない、器具の斜視図を示す。 図５は、図４による、バットの斜視図を示す。 図６は、本発明により利用された、ドクターブレード装置の斜視図を示す。 図７は、図６による、ドクターブレード装置の模式的断面図を示す。

ここで、本発明によるデバイスの動作は、図１〜３をまず参照して記述され、この点において、参照は、欧州特許第２，５０５，３４１Ａ１号に記載のデバイスに対して行われる。本デバイスは、その領域の少なくとも小区域３において透明または半透明なバット底部２を有するバット１を備える。バット底部２のこの小区域３は、バット底部２の下方に位置する露光ユニット４の少なくとも延長部を覆う。露光ユニット４は、光源および光変調器を含み、これにより、形成されようとする現行の層の所望の形状を有するバット底部２において露光領域を生成するために、制御ユニットの制御下で、強度が局所選択的な方法で設定される。代替として、レーザが露光ユニット４内で使用され得、レーザ光線は、制御ユニットによって制御される移動可能ミラーを介して、露光領域を所望の強度パターンで走査する。

露光ユニット４の反対側でバット１の上方には、構築プラットフォーム５が設けられ、それは、露光ユニット４の上方の区域で、バット底部２の上に高さ調節可能に保持されるように、昇降機構（図示せず）によって支持される。構築プラットフォーム５は、構築プラットフォーム５の上方のさらなる露光ユニットによって光を照射する目的で、同様に、透明または半透明であり得、少なくとも、構築プラットフォーム５の下側で第１の層を形成するとき、それが上方からも露光され得、層が構築プラットフォーム５上でまず硬化し、より高い信頼性をもってそこに密着するようにする。

バット１は、高粘性で光重合可能な材料６の充填物を含有する。充填物の材料レベルは、露光のために局所選択的な方法で画定されることになる層の厚さよりも有意に高い。光重合可能な材料の層を画定するため、以下の手順が採用される。構築プラットフォーム５は、昇降機構によって制御された方法で降下され、（第１の露光ステップの前に）その下側は、所望の層の厚さａが、構築プラットフォーム５の下面またはその上に最後に形成された層とバット底部２との間に正確に残る（図２参照）程度に、光重合可能な材料６の充填物中に浸漬される。この浸漬プロセスの間に、光重合可能な材料は、構築プラットフォーム５の下側とバット底部２との間の間隙から移される。層の厚さａが固定された後で、この層に望ましい位置選択的露光が、それを所望の形状に硬化させるため、この層について行われる。特に、第１の層を形成するとき、上方からの露光はまた、透明または半透明な構築プラットフォーム５を通して起こり得、信頼性の高い完全な硬化が、特に、構築プラットフォーム５の下側と光重合可能な材料との間の接触区域で起こり、したがって、第１の層の構築プラットフォーム１２への良好な密着が確保されるようにする。層が形成された後で、構築プラットフォーム５は、昇降機構によって再び上昇させられる。

これらのステップは、その後、数回繰り返され、最後に形成された層７の下側からバット底部２までの距離は、それぞれ所望の層の厚さａに設定され、次の層が、所望の局所選択的な方法でその上に硬化される。

構築プラットフォーム５が、露光ステップに次いで上昇させられた後、図３に示すように、露光された区域内で材料の欠損が生じる。これは、硬化後に、層が厚さａを伴って固まり、この層の材料が、硬化され、構築プラットフォーム５とともに上昇させられて、成形体の部分がその上にすでに形成されるためである。このために不足する、すでに形成された成形体部分の下側とバット底部２との間の光重合可能な材料は、露光された区域を囲む区域からの光重合可能な材料６の充填物で再充填される必要がある。しかしながら、材料の高い粘性のため、それは、自ら流れて成形体部分の下側とバット底部との間の露光された区域に戻らず、材料の陥凹または「穴」がそこに残るようになり得る。

図４を見ると、より明確にするために、図１〜３では省略された構成要素が示される。バットは再び１で指定され、その底部は、透明部分３を含む。バット１は、誘導レール８に関連付けられ、その上で、スライド９が、両矢印１０の方向に移動可能に摺動可能に支持される。駆動部は、ドクターブレード装置１１のための取付部を含む、スライド９の前後運動を提供する。取付部は、高さ方向の両矢印１２の方向にドクターブレード装置１１を調整するための、誘導および調整デバイスを含む。このようにして、バット１の底部に対するドクターブレード装置１１の下縁部の距離が設定されることができる。ドクターブレード装置１１は、構築プラットフォームが、図３に示すように上昇させられた後で採用され、構築プラットフォーム５の区域内の材料欠損を釣り合わせ、必要に応じて、新規材料を補充するため、材料６を均一に分配する一方、所定の層の厚さを設定する目的を果たす。材料分配ステップの結果として生じる材料６の層の厚さは、バット１の底部２に対するドクターブレード装置１１の下縁部の距離によって画定される。

さらに、加熱箔１３および１４は、バット底部２の透明部分３の両側に示され、加熱箔は、材料６を、その粘性を下げるために、暖める目的を果たす。

図５では、加熱箔１３および１４が、より明瞭に見られ得る。さらに、加熱箔１４および材料６の温度をそれぞれ測定するのに使用される温度センサ１５が示される。

図６には、ドクターブレード装置１１のデザインがより詳細に示される。本ドクターブレード装置は、２つの平行なドクターブレード１６および１７を含み、その間のドクターブレード装置１１の内部にチャンバ１８が形成される。ドクターブレード装置１１の長い側部には、３つの越流チャネル１９が設けられ、そこを通して、材料６は、矢印２０で示されるように、チャンバ１８内に流れ入ることができる。対応する越流チャネルはまた、ドクターブレード装置１１の反対側の長い側部上に設けられるが、反対側の越流チャネルは、図６内に見ることはできない。チャンバ１８は、ドクターブレード装置１１の狭い側部で開いており（開口部２１）、矢印２２で示されるように、ここへの材料６の流入も可能である。頂上開口部２５を通して、新規の材料は、必要に応じて、チャンバ１８内に充填され得る。

ここで、ドクターブレード装置１１の動作は、図７の断面図を参照して説明される。ドクターブレード装置１１を矢印２３の方向に動かすとき、それぞれ、ドクターブレードの下縁部１６および１７は、所与の層厚さを伴う材料層２６を画定する。ドクターブレード１６および１７は、底部３から同じ距離に配置される。過剰な材料６は、運動方向に進むドクターブレード１７によって前方に押され、矢印２４に対応する流れの運動を結果として生じる。サイクルの終わりにドクターブレード装置１１がバット１の内側端壁に近づいたとき、ドクターブレード１７の前に堆積または積み重ねられた材料は、越流開口部１９を通してチャンバ１８内に押し込まれる。狭い側部において、材料は、狭い側部開口部２１を通してチャンバ１８内に流れ込むことができる。

ドクターブレード１６と１７との間には、図７中に模式的に示され、ドクターブレード１６および１７の下に垂直に配置された第３のドクターブレード２７が配列される。第３のドクターブレード２７は、バット底部３に触れ、バット底部から未消費の材料を拾い上げる。このようにして、未消費の材料は、ドクターブレード装置１１の前後それぞれの運動に際してチャンバ１８内に搬送され、チャンバ１８内では材料の混合と均質化とが起こり得る。

ドクターブレード装置が２つのドクターブレード１６および１７を含み、チャンバ１８が実質的に対称的な方法で形成されているという事実により、前または後への１回の運動が、次の露光ステップのために材料を均一に分配するために十分である。これは、この目的のために複数の前後運動を必要とする従来の構成に対する重要な利点である。

本発明に至った研究は、ＰＨＯＣＡＭ第７プログラムの枠組内で、支援契約番号第２６０４３号の下、欧州連合によって支援された。

Claims (14)

1. 成形体の層毎の生成のために高粘性で光重合可能な材料をプロセス処理する器具であって、
   バットで光重合可能な材料が充填され得る、少なくともその小区域で透明な底部を有するバットと、
   バット底部の上で調整可能な高さに保持された構築プラットフォームと、
   前記構築プラットフォームの下側と前記バット底部との間に形成された材料層を局所選択的な方法で露光するために制御可能な露光ユニットであって、前記露光することは、前記バット底部を通して下から行われる、露光ユニットと、
   後続の露光ステップで、前記構築プラットフォーム上に重なり合う層を、いずれの場合も前記露光ユニットを制御することによって所与の形状を伴って重合し、それぞれの露光ステップの後で、層が、前記バット底部に対する前記構築プラットフォームの相対位置に適応し、これによって、所望の形状の前記成形体を連続的に生成するように構成された制御ユニットと、
   移動可能に誘導されたドクターブレード装置であって、前記ドクターブレード装置は、前記構築プラットフォームの下を通る前記ドクターブレード装置の前後運動のための駆動ユニットを含む、ドクターブレード装置と
   を備え、
   前記ドクターブレード装置は、前記バット底部まで調整可能な距離において、前記バット底部に沿って移動可能な運動方向に離間された２つのドクターブレードを含み、
   前記バットは、互いに対向する２つのバット端壁を含み、前記２つのドクターブレードは、前記ドクターブレード装置の前後運動の後への運動の間に前記バット端壁の一方に向かって移動し、前記ドクターブレード装置の前後運動の前への運動の間に前記バット端壁の他方に向かって移動するように構成されており、
   前記２つのドクターブレードの間には、下側で開いたチャンバが形成されており、チャンバ壁を形成する前記ドクターブレードのそれぞれは、前記運動方向を横断し、越流チャネルを形成するための少なくとも１つの開口部を含み、先導ドクターブレードと前記先導ドクターブレードに対向する前記バット端壁との間に堆積する材料が、前記少なくとも１つの越流チャネルを通して前記チャンバ内に押し込まれるようにすることを特徴とする、
   器具。
2. 少なくとも下側で開いたチャンバは、前記２つのドクターブレード間のその２つの狭い側部のそれぞれにおいて、流入開口部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の器具。
3. 前記チャンバは、その上部において再充填開口部を含むことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の器具。
4. 前記ドクターブレード装置は、２つの外側ドクターブレードを含む一体型において一体的に形成され、かつ、ポリマー材料から成ることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の器具。
5. 前記ポリマー材料は、ポリテトラフルオロエチレンまたはポリオキシメチレンである、請求項４に記載の器具。
6. 前記バット内の光重合可能な材料の層を少なくとも３０℃の温度に暖めるための静止加熱デバイスが設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の器具。
7. 前記加熱デバイスは、少なくとも１つの加熱要素を前記バット底部内または前記バット底部に含むことを特徴とする、請求項６に記載の器具。
8. 前記少なくとも１つの加熱要素は、加熱箔である、請求項７に記載の器具。
9. 前記加熱デバイスは、前記バットの前記透明な底部の小区域の外側に配置されていることを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の器具。
10. 前記加熱デバイスは、前記バットの前記透明な底部の部分上に少なくとも部分的に延在し、前記加熱デバイスは、透明であるように構成されていることを特徴とする、請求項６〜９のいずれかに記載の器具。
11. 前記光重合可能な材料の所与の温度が到達および／または維持されるように、前記加熱デバイスの加熱電力を制御するために前記制御ユニットと協働する温度センサが設けられていることを特徴とする、請求項６〜１０のいずれかに記載の器具。
12. 前記ドクターブレード装置は、加熱可能であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の器具。
13. 前記ドクターブレード装置は、少なくとも１つの加熱要素を含む、請求項１２に記載の器具。
14. 前記少なくとも１つの加熱要素は、電気抵抗加熱要素である、請求項１３に記載の器具。

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