JP7096782B2 - 基板に所定の物理的特性を与えるために基板上にナノ構造を形成するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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- 三次元(3D)物体プリンタであって、
プラテンと、
複数のプリントヘッドであって、前記複数のプリントヘッドのうちの少なくとも1つのプリントヘッドが、前記プラテンに向かって造形材料の液滴を射出して、前記プラテン上に物体を形成するように構成される、複数のプリントヘッドと、
前記プラテンに動作可能に接続された複数のアクチュエータであって、前記複数のアクチュエータにおける前記アクチュエータが、前記プラテンを3つの直交軸に沿って双方向に移動させるように、かつ前記プラテンを前記直交軸のうちの2つを中心に双方向に回転させるように構成され、前記プラテンが回転する中心である前記2つの直交軸が、前記プラテンに平行な平面内にある、複数のアクチュエータと、
表面処理モジュールであって、レーザ源、集束レンズ、発散レンズを含み、前記表面処理モジュールは、前記レーザ源を前記レーザ源がレーザビームを前記発散レンズを通過しない第1の経路に沿って前記集束レンズに導く第1の位置に移動させ、前記3D物体プリンタによって形成されている前記物体の層上の少なくとも1つの位置に、パルス集束レーザビームを形成し、前記レーザ源を前記レーザ源が前記レーザビームを前記集束レンズを通過しない第2の経路に沿って前記発散レンズに導く第2の位置に移動させ、前記レーザビームを広げて前記パルス集束レーザビームを受け取った前記少なくとも1つの位置より大きい前記物体の前記層の一部を硬化させるためのビームを形成するように構成される、表面処理モジュールと、
前記複数のアクチュエータ、前記複数のプリントヘッド、および前記表面処理モジュールに動作可能に接続されたコントローラであって、3つの直交軸のうちの2つが前記プラテンに平行な前記平面内にある状態で、前記3つの直交軸に沿って双方向に前記プラテンを移動させるように、前記複数のアクチュエータのうちの前記アクチュエータを操作すること、前記プラテンに向かって前記造形材料の液滴を射出して、前記プラテン上に前記物体を形成するように、前記複数のプリントヘッドのうちの前記プリントヘッドを操作すること、および前記アクチュエータの少なくとも1つを操作して、前記表面処理モジュール中の前記レーザ源を前記第1の位置に移動させ、前記パルス集束レーザビームを前記物体の前記層上の前記少なくとも1つの位置に形成するように前記レーザ源を操作し、前記少なくとも1つの位置にある前記層の物理的性質を改変し、前記物体の前記層の前記一部を硬化させる前記ビームを形成するために前記表面処理モジュール中の前記レーザ源を前記第2の位置に移動させること、を行うように構成されている、コントローラと、を備える、三次元(3D)物体プリンタ。 - 前記レーザ源が、
紫外線(UV)レーザ源であって、約200nm~約400nmの波長を有するパルスUVレーザビームを生成するように構成されている、UVレーザ源であり、
前記表面処理モジュールは、
前記UVレーザ源から前記UVレーザビームを受け取り、パルス集束UVレーザビームを形成するように前記UVレーザビームを前記集束レンズに導くように構成された、前記第1の経路に沿って位置する走査ミラーシステム、をさらに備え、
前記コントローラが、前記走査ミラーシステムに動作可能に接続されており、前記コントローラが、前記集束レンズによって形成された前記パルス集束UVレーザビームを、前記3D物体プリンタによって形成されている前記物体の前記層上の所定の位置に移動させるように、前記走査ミラーシステムを操作するようにさらに構成されている、請求項1に記載の3D物体プリンタ。 - 前記走査ミラーシステムが、微小電気機械システム(MEMS)走査ミラーシステムである、請求項2に記載の3D物体プリンタ。
- 前記走査ミラーシステムが、ガルボ走査ミラーシステムである、請求項2に記載の3D物体プリンタ。
- 前記集束レンズが、約0.5~約1.0の範囲の開口数を有する、請求項2に記載の3D物体プリンタ。
- 前記コントローラが、
前記UVレーザ源と前記集束レンズとの間の距離、および前記UVレーザビームのパルス幅を改変するようにさらに構成されている、請求項5に記載の3D物体プリンタ。 - 3D物体プリンタのための表面処理モジュールであって、
パルスレーザ源と、
集束レンズと、
発散レンズと、
前記パルスレーザ源に動作可能に接続された複数のアクチュエータと、
前記複数のアクチュエータおよび前記パルスレーザ源に動作可能に接続されたコントローラであって、前記パルスレーザ源を第1の位置に移動させ、前記パルスレーザ源を操作してレーザビームを前記発散レンズを通過しない第1の経路に沿って前記集束レンズに導いてパルス集束レーザビームを形成し、前記パルス集束レーザビームを3D物体プリンタによって生成されている物体の層上の所定の位置に移動させるように前記複数のアクチュエータのうちの前記アクチュエータ及び前記パルスレーザ源を操作するように、かつ前記所定の位置にある前記層の物理的性質を改変し、前記パルスレーザ源を第2の位置に移動させ、前記パルスレーザ源を操作してレーザビームを前記集束レンズを通過しない第2の経路に沿って前記発散レンズに導き、前記パルス集束レーザビームを受け取った前記所定の位置のいずれかより大きい前記物体の前記層の一部を硬化させるビームを形成する、構成されている、コントローラと、を備える、3D物体プリンタのための表面処理モジュール。 - 前記パルスレーザ源が、紫外線(UV)レーザ源であり、前記UVレーザ源が、約200nm~約400nmの波長を有するパルスUVレーザビームを生成するように構成され、前記表面処理モジュールが、
前記UVレーザ源から前記パルスUVレーザビームを受け取るように構成された、前記第1の経路に沿って位置する走査ミラーシステム、をさらに備え、
前記コントローラが、前記走査ミラーシステムに動作可能に接続されており、前記コントローラが、前記集束パルスUVレーザビームを、前記3D物体プリンタによって形成されている前記物体の前記層上の前記所定の位置に移動させるように、前記走査ミラーシステムを操作するようにさらに構成されている、請求項7に記載の表面処理モジュール。 - 前記走査ミラーシステムが、微小電気機械システム(MEMS)走査ミラーシステムである、請求項8に記載の表面処理モジュール。
- 前記走査ミラーシステムが、ガルボ走査ミラーシステムである、請求項8に記載の表面処理モジュール。
- 前記集束レンズが、約0.5~約1.0の範囲の開口数を有する、請求項8に記載の表面処理モジュール。
- 前記コントローラが、
前記UVレーザ源と前記集束レンズとの間の距離、および前記パルスUVレーザビームのパルス幅の量を改変するようにさらに構成されている、請求項11に記載の表面処理モジュール。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US20180186082A1 (en) * | 2017-01-05 | 2018-07-05 | Velo3D, Inc. | Optics in three-dimensional printing |
EP3354632A1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Method to additively manufacture a fiber-reinforced ceramic matrix composite |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015174284A (ja) | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 富士機械製造株式会社 | 立体造形物の製造方法及び製造装置 |
KR101676738B1 (ko) | 2015-09-16 | 2016-11-16 | 주식회사 카본티씨지 | 3d 프린터 빔 조절장치 |
US20170165914A1 (en) | 2015-12-14 | 2017-06-15 | International Business Machines Corporation | Pulsed uv light nozzle for selective curing of 3d printed material |
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