JP6625717B2 - 3次元コンポーネントを造形的に製造するデバイス - Google Patents
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Description
本願は、独国実用新案登録第202011003443U号に基づく優先権を主張し、その内容は、参照することにより全体として本明細書に組み込まれる。さらに、欧州特許出願公開第2289462A1号および欧州特許出願公開第2289652A1号の内容も参照することにより全体として本明細書に組み込まれる。
造形製造プロセスは、材料が付加的なプロセスにおいて個々の造形物に形成される製造プロセスであり、プロトタイプ製造の分野で利用可能であり、一方で、造形物の製造の分野、特に個々に形成される造形物の製造若しくは量の少ない製造の分野でも利用可能である。本明細書および添付の特許請求の範囲における造形的(generatively)若しくは付加的な製造方法は、特に、ASTM F2792−10において、3次元モデルデータから対象物を作成するために材料を結合させるいかなるプロセスを含む付加的製造技術、特に3D印刷、熱溶解積層法、選択的レーザ焼結若しくは溶融並びにステレオリソグラフィーを含む付加的製造技術であると理解される。
サイズが基板キャリアのサイズとおおまかに対応している個々の造形物のみが、既知の製造プロセスおよびデバイスを用いて製造プロセスおよび条件に合った全体の全体的製造時間により製造可能である。一方で、基板キャリアよりも大幅に小さい寸法を有した造形物では、単一の基板キャリア上に複数の造形物を同時に製造することにより、生産性を確保できるのみである。しかしながら、このような場合、単一の造形物にかかる製造時間は必要とされる短い時間まで低減することができず、基板上に製造されるべき全ての造形物の製造データの作成とそれに続く同時的な製造によって、むしろ増加する。
一般的に、本明細書および添付の特許請求の範囲においては、製造に必要なデータ、すなわち単一の層/造形物の形状の製造パラメータおよび形状データは、製造装置に接続されたコンピュータのような外部の制御ユニットから製造装置に提供されても良く、あるいは、製造装置自体の一部である制御ユニット内にて生成若しくは保存されても良い。同様に、互いに接続されて通信可能な複数のコンピュータからの外部におけるクラウドコンピューティングにより、製造プロセスを制御および実施することができる。
この問題は、上述したデバイスによる本発明の第1態様により解決される。本発明の第1態様では、制御デバイスは、材料供給デバイスを、各層における造形物の断面に対応する所定の領域上に選択的に材料を供給するように制御する。また、材料供給デバイスは、材料が供給される基板プレートの表面に対して斜めに傾斜した平面に、特に、その表面に対して材料のダンピング角度と同じ角度若しくはそれよりも小さい角度にて傾斜した平面に、材料を供給するよう構成される。
本発明の基本的な目的は、本発明の別の態様によって達成される。その態様によれば、個々の形状を有する造形物を特に歯交換又は歯科用パーツで製造するデバイスは、基板キャリアデバイスと、材料を供給するために基板キャリアデバイスに対して移動可能であって、好ましくは基板キャリアデバイスの上方にある材料供給デバイスと、信号を送信するために材料供給デバイスに連結されている制御ユニットと、第1および第2の供給モードを選択する信号を送信するために制御ユニットに連結されている入力インタフェースとを備え、制御ユニットおよび供給デバイスは、第1の供給モードにおいて、付加的な製造方法の手段を用いて、基板キャリアデバイスに接続されている基板プレートの表面上に3次元造形物を製造するように設計されており、この3次元造形物の製造は、連続する層に硬化性材料を供給し、それぞれの層での供給の後又はその間において1つ又は複数の所定の領域に選択的に硬化を行って、これらの所定の領域を下層の1つ又は複数の領域に接続させることにより行われる。ここで、所定の領域は、制御ユニットに保存された各層における造形物の断面形状に基づいて定義され、硬化性材料は、3次元造形物を製造するための複数の連続する層に供給され、第2の供給モードにおいて、単一色又は複数色で色付けされた印刷を確立するために、印刷キャリアの所定の領域に対して1つ又は複数の色が供給される。
本発明の目的は、本発明のさらなる態様により達成される。その態様は、個々の形状を有する造形物を製造するデバイスであって、基板キャリアデバイスと基板プレートの上方にある材料供給デバイスとを備え、基板プレートは、互いに又はベースキャリアに着脱可能に結合された複数の基板プレートセグメントに分割される。
本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて説明する。
図1aは、合計8つのインサート10a−hのための支持デバイス20を示す。インサート10a−hは、図1bに示すように2つの縦列と4つの横列に並べられる。それぞれのインサート10a−hは、個々に高さ調節可能な基板プレートスタック12a−fを有する。それぞれの基板プレートスタック12a−fは個々に、それぞれのインサート10a−h内において垂直方向11に沿って高さ調節可能である。垂直方向11は、基板プレートスタック12a−fのそれぞれにおいて互いに平行であるとともに、基板プレートスタック12a−fの基板13a−fに対して垂直である。基板13a−fは水平方向に、すなわち重力方向に垂直に並べられている。
Claims (28)
- 個々の形状を有する造形物を製造するデバイスであって、
基板プレートと、
基板プレート上に材料を供給するために基板プレートに対して移動可能である材料供給デバイスと、
信号を送信するために材料供給デバイスに連結されている制御デバイスおよび/又は基板プレートを搬送するための搬送デバイスとを備え、
―制御デバイスによる材料供給デバイスの制御、および/又は、搬送デバイスによる基板プレートの搬送によって、材料供給デバイスから、各層における造形物の断面に対応する所定の領域上に選択的に材料を供給し、
―材料供給デバイスは、材料が供給される基板プレートの表面に対して斜めに傾斜した平面に材料を供給するよう構成されており、材料供給デバイスおよび基板プレートは、当該平面に平行な方向に各層を並列して形成するように、当該平面に平行な方向に相対的に移動可能であり、
基板プレートは、基板コンベアベルト、あるいは、複数のセグメントで構成される基板プレートである、デバイス。 - 材料供給デバイスは、基板プレートの上方にある、請求項1に記載のデバイス。
- 材料供給デバイスは、材料が供給される基板プレートの表面に対して、材料のダンピング角度と同じ角度若しくはそれよりも小さい角度にて傾斜した平面に、材料を供給するよう構成される、請求項1又は2に記載のデバイス。
- 高出力放射線用の放射線源と、
その放射線を基板プレート上に供給された材料層の所定の領域上に向けるための放射線ガイド手段とを備える、請求項1−3のいずれか1つに記載のデバイス。 - 基板プレートは複数の基板プレートセグメントに分割され、
材料供給デバイスは、複数の基板プレートセグメントのうちの多くの上に材料層を同時に供給するよう構成される、請求項1から4のいずれか1つに記載のデバイス。 - 基板プレートセグメントは、互いに取り外し可能に接続される、又はベースキャリアと取り外し可能に接続される、請求項1から4のいずれか1つに記載のデバイス。
- 基板プレートセグメントは、制御される限りは環境に対して封止されるプロセスチャンバ内を部分的に又は完全に走行する無端搬送ベルトに配置されている、請求項1−6のいずれか1つに記載のデバイス。
- 高出力放射線の放射線ガイド手段を制御するための又は材料供給デバイスを制御するためのコントローラであって、造形物の製造工程において供給した材料を硬化することにより分割壁を製造するようにこれらを制御する、コントローラをさらに備える、請求項1から7のいずれか1つに記載のデバイス。
- 基板プレートは、新たな層のそれぞれの建造物において水平方向に前方に押されるよう構成される、請求項1−8のいずれか1つに記載のデバイス。
- 第1および第2の供給モードを選択するための入力インタフェースをさらに備え、
制御デバイスは、信号を送信するために入力インタフェースに連結され、
制御デバイスおよび供給デバイスは、
―第1の供給モードにおいて、硬化性材料の供給によって基板プレートの表面上に造形物を製造し、
―第2の供給モードにおいて、単一色又は複数色で色付けされた印刷を確立するために、印刷キャリアの選択的な領域上に1つ又は複数の色を供給するように構成される、請求項1から9のいずれか1つに記載のデバイス。 - 個々の形状を有する造形物を製造する方法であって、
―選択的な硬化により、基板プレートの表面に又はその上に少なくとも1つの造形物を製造するステップと、
―連続する層に硬化性材料を供給するステップと、
―それぞれの層での供給の後に1つ又は複数の所定の領域に選択的に硬化を行って、これらの領域を下層の1つ若しくは複数の領域に接続させるステップと、
―ここで、所定の領域は、各層における造形物の断面形状に基づいて予め決められる、を含み、
材料は、層における所定の領域内に選択的に供給され、
連続する各層はそれぞれ、基板プレートの表面に対して斜めに傾斜している層表面に形成され、層表面上で互いに並列して形成されており、
基板プレートは、基板コンベアベルト、あるいは、複数のセグメントで構成される基板プレートである、方法。 - 造形物は、歯交換又は歯科用パーツである、請求項11に記載の方法。
- 基板プレートの表面に又はその上に少なくとも1つの造形物を製造するステップは、選択的な焼結若しくは溶融により、基板プレートの表面に又はその上に少なくとも1つの造形物を製造する、請求項11又は12に記載の方法。
- 選択的な硬化により、基板プレートの表面上に複数の造形物を製造し、
高出力放射線により1つ又は複数の所定の領域に硬化を行い、これにより下層における1つ又は複数の領域に接続させる、請求項11−13のいずれか1つに記載の方法。 - 複数の造形物は、選択的な焼結若しくは溶融により、基板プレートの表面上に製造される、請求項14に記載の方法。
- 連続する層のそれぞれは、材料のダンピング角度よりも小さい又は同じ角度で供給される、請求項11−15のいずれか1つに記載の方法。
- 基板プレートは、2つの連続する層供給プロセスの間で、層が供給される平面に垂直な方向要素をもって移動される、請求項11−16のいずれか1つに記載の方法。
- 基板プレートの表面は、層が供給される領域において重力方向に水平な方向に対して斜めに傾斜している、請求項11−17のいずれか1つに記載の方法。
- 供給された層は、層が供給される隣接製造セクションに隣接し固定領域として設計される製造セクションにおいて移動され、隣接製造セクションでは、供給された層によって形成される供給材料の1つの上面が、基板プレートの表面に平行に進むカバープレートの下面によって被覆および支持される、請求項11−18のいずれか1つに記載の方法。
- 基板プレートの表面は、第1の基板プレートセグメントの第1の表面と、さらなる基板プレートセグメントの少なくとも1つのさらなる表面とに分割される、請求項11−19のいずれか1つに記載の方法。
- 基板プレートセグメントは、互いに取り外し可能に接続され、又はベースキャリアと取り外し可能に接続され、それぞれの基板プレートセグメントが、その表面上に1つ又は複数の造形物が製造された後に、隣接する基板プレートセグメント又はベースキャリアから取り外されることで、上に配置された造形物をさらなる処理ステップへ供給する、請求項20に記載の方法。
- 層が供給される製造セクションにおける基板プレートセグメントは、基板プレートセグメント間に材料が通過できないように、互いに隣接して配置される、請求項20又は21に記載の方法。
- 基板プレートは無端搬送デバイスとして設計される、請求項20−22のいずれか1つに記載の方法。
- 基板プレートセグメントは、無端搬送デバイスのセグメントとして設計される、請求項23に記載の方法。
- 基板プレートセグメントの間には分割壁が設けられ、分割壁は、隣接基板プレートセグメントの上方の利用可能空間から、各基板プレートセグメントの上方の利用可能空間を分割する、請求項20−24のいずれか1つに記載の方法。
- 造形物の製造プロセスにおいて、供給される材料の硬化を行うことにより分割壁が製造される、請求項25に記載の方法。
- 前もって供給された層の硬化済みの領域は、それぞれの材料供給の前に表面のみ研磨される、請求項11−26のいずれか1つに記載の方法。
- 入力インタフェースを通じて第1および第2の供給モードが選択され、続いて、
第1の供給モードにおいて、基板プレートの表面上に造形物が製造され、
第2の供給モードにおいて、単一色又は複数色で色付けされた印刷を確立するために印刷キャリアの選択的な領域に1つ又は複数の色が供給される、請求項11−27のいずれか1つに記載の方法。
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