JP7161628B2 - 高解像度三次元プリントシステム - Google Patents
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Description
他の実施形態
1. 三次元物品を作製するための三次元プリントシステムであって、
電動構築プラットフォーム;
分配モジュール;
イメージングモジュール;
前記イメージングモジュールと前記構築プラットフォームとの間に横方向の動きを与えるための移動機構;および
コントローラ
を備え、
前記イメージングモジュールが、
パルス光源;
N行のミラーおよびM列のミラーを画定する二次元ミラーアレイ
を含み、
前記コントローラが、
前記電動構築プラットフォームおよび前記分配モジュールを作動して前記構築平面に構築材料の層を形成し;
前記移動機構を作動して速度Vで前記イメージングモジュールを前記構築平面上で走査し;
前記パルス光源を作動して前記ミラーアレイを照射する一連の放射線パルスを生成し、該放射線パルスは個々にδTの持続時間を有し、前記放射線パルスはν=1/Tの振動数で放射され、単一の走査の間に前記構築平面上のある位置が複数の異なるミラーによって処理され;かつ
前記ミラーアレイを作動して、個々のミラーが前記パルス中にON状態とOFF状態のいずれかを取るように制御することによって前記構築材料を選択的に撮像する
ように構成される、三次元プリントシステム。
2. 前記イメージングモジュールが、前記ミラーアレイにより反射される光を前記構築平面上に投影する投影光学系を含むことを特徴とする、実施形態1に記載の三次元プリントシステム。
3. 前記投影光学系が、前記ミラーアレイの寸法範囲に対して拡大または縮小されたイメージを前記構築平面上に生成することを特徴とする、実施形態2に記載の三次元プリントシステム。
4. 前記Nが少なくとも500であることを特徴とする、実施形態1に記載の三次元プリントシステム。
5. 前記ON状態とOFF状態との間の前記ミラーアレイのミラーの遷移が、パルス間の前記パルス光源の暗状態の間に起こることを特徴とする、実施形態1に記載の三次元プリントシステム。
6. 前記単一の走査の間に、前記構築平面上の前記位置が少なくとも10のミラーによって処理されることを特徴とする、実施形態1に記載の三次元プリントシステム。
7. 所定の走査について、前記構築平面上の前記位置が、Rミラーによって処理され、前記ON状態において前記Rミラーの一部によって前記位置における硬化のための階調が提供されることを特徴とする、実施形態1に記載の三次元プリントシステム。
8. TがδTの少なくとも2倍であることを特徴とする、実施形態1に記載の三次元プリントシステム。
9. 三次元物品を作製する方法であって、
構築平面において構築材料の層を配置する工程;
速度Vにおいて前記構築平面上にイメージングモジュールを走査する工程であって、該イメージングモジュールはミラーアレイを少なくとも含む工程;および
前記イメージングモジュールを走査する間に、
Tのパルスの間の周期で持続時間δTを有する放射線パルスを出力するパルス光源を用いて前記ミラーアレイを照射する工程であって、単一の走査中に前記構築平面内の位置が複数の異なるミラーによって処理される、工程;および
前記ミラーアレイを作動して、個々のパルス中に個々のミラーがON状態とOFF状態のいずれかを有するように制御することによって、前記構築平面材料を選択的に撮像する工程
を含む、方法。
10. TがδTの少なくとも2倍であることを特徴とする、実施形態9に記載の方法。
11. TがδTの少なくとも5倍であることを特徴とする、実施形態9に記載の方法。
12. 前記単一の走査の間に、前記構築平面内の前記位置が少なくとも10のミラーによって処理されることを特徴とする、実施形態9に記載の方法。
13. 所定の走査について、前記構築平面上の前記位置が、Rミラーによって処理され、前記ON状態において前記Rミラーの一部によって前記位置における硬化のための階調が提供されることを特徴とする、実施形態9に記載の方法。
14. 前記ON状態とOFF状態との間のミラーの遷移が、時間的に前記パルス間の前記パルス光源の暗状態の間に起こることを特徴とする、実施形態9に記載の方法。
15. 三次元物品を作製するための三次元プリントシステムであって、
構築平面において構築材料の層を受け取るための電動構築プラットフォーム;
分配モジュール;
イメージングモジュール;
前記イメージングモジュールと前記構築プラットフォームとの間に横方向の動きを与えるための移動機構;および
コントローラ
を備え、
前記イメージングモジュールが、
パルス光源;および
X軸に沿ってN行のミラーおよび横方向のY軸に沿ってM列のミラーを画定する二次元ミラーアレイを含むミラーアレイ
を含み、
前記コントローラが、
前記電動構築プラットフォームおよび前記分配モジュールを作動して前記構築平面に構築材料の層を形成し;
前記移動機構を作動して速度Vで前記構築平面上に前記X軸に沿って前記イメージングモジュールを走査し;
前記パルス光源を作動して前記ミラーアレイを照射する放射線パルスを生成し、該パルスは個々にδTの持続時間を有し、パルス振動数はパルス間で時間周期Tを画定し、前記走査は冗長性R>1を有し、Rは単一の走査の間に前記構築平面上の同じ位置をRミラーが処理するような整数であり、V=(n * s)/T、n=N/R、sは前記イメージングモジュールについての撮像されたピクセルピッチである
ように構成される、三次元プリントシステム。
16. s=S * rであり、Sは前記ミラーの物理的ピッチであり、rは前記構築平面上への前記ミラーの投影の光学的縮小または拡大であることを特徴とする、実施形態15に記載の三次元プリントシステム。
17. MおよびNがそれぞれ少なくとも500に等しいことを特徴とする、実施形態15に記載の三次元プリントシステム。
18. ON状態とOFF状態との間の個々のミラーの遷移が、前記パルス間の暗状態の間に行われ、前記構築平面におけるコントラスト比が最大となることを特徴とする、実施形態15に記載の三次元プリントシステム。
19. TがδTの少なくとも2倍であることを特徴とする、実施形態15に記載の三次元プリントシステム。
20. TがδTの少なくとも5倍であることを特徴とする、実施形態15に記載の三次元プリントシステム。
4 三次元物品
6 電動構築プラットフォーム
8 分配モジュール
10 イメージングモジュール
12 移動機構
22 構築平面
24 コントローラ
26 パルス光源
Claims (20)
- 三次元物品を作製するための三次元プリントシステムであって、
電動構築プラットフォーム;
分配モジュール;
イメージングモジュール;
前記イメージングモジュールと前記構築プラットフォームとの間に横方向の動きを与えるための移動機構;および
コントローラ
を備え、
前記イメージングモジュールが、
パルス光源;
N行のミラーおよびM列のミラーを画定する二次元ミラーアレイ
を含み、
前記コントローラが、
前記電動構築プラットフォームおよび前記分配モジュールを作動して構築平面に構築材料の層を形成し;
前記移動機構を作動して速度Vで前記イメージングモジュールを前記構築平面上で走査し;
前記パルス光源を作動して前記ミラーアレイを照射する一連の放射線パルスを生成し、該放射線パルスは個々にδTの持続時間を有し、前記放射線パルスはν=1/Tの振動数で放射され、単一の走査の間に前記構築平面上のある位置が複数の異なるミラーによって処理され;かつ
前記ミラーアレイを作動して、個々のミラーが前記パルス中にON状態とOFF状態のいずれかを取るように制御することによって前記構築材料を選択的に撮像する
ように構成される、三次元プリントシステム。 - 前記イメージングモジュールが、前記ミラーアレイにより反射される光を前記構築平面上に投影する投影光学系を含むことを特徴とする、請求項1に記載の三次元プリントシステム。
- 前記投影光学系が、前記ミラーアレイの寸法範囲に対して拡大または縮小されたイメージを前記構築平面上に生成することを特徴とする、請求項2に記載の三次元プリントシステム。
- 前記Nが少なくとも500であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の三次元プリントシステム。
- 前記ON状態とOFF状態との間の前記ミラーアレイのミラーの遷移が、パルス間の前記パルス光源の暗状態の間に起こることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の三次元プリントシステム。
- 前記単一の走査の間に、前記構築平面上の前記位置が少なくとも10のミラーによって処理されることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の三次元プリントシステム。
- 所定の走査について、前記構築平面上の前記位置が、Rミラーによって処理され、Rは単一の走査の間に前記構築平面上の同じ位置をRミラーが処理するような整数であり、前記ON状態において前記Rミラーの一部によって前記位置における硬化のための階調が提供されることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載の三次元プリントシステム。
- TがδTの少なくとも2倍であることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の三次元プリントシステム。
- 三次元物品を作製する方法であって、
構築平面において構築材料の層を配置する工程;
速度Vにおいて前記構築平面上にイメージングモジュールを走査する工程であって、該イメージングモジュールはミラーアレイを少なくとも含む工程;および
前記イメージングモジュールを走査する間に、
Tのパルスの間の周期で持続時間δTを有する放射線パルスを出力するパルス光源を用いて前記ミラーアレイを照射する工程であって、単一の走査中に前記構築平面内の位置が複数の異なるミラーによって処理される、工程;および
前記ミラーアレイを作動して、個々のパルス中に個々のミラーがON状態とOFF状態のいずれかを有するように制御することによって、前記構築材料を選択的に撮像する工程
を含む、方法。 - TがδTの少なくとも2倍であることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- TがδTの少なくとも5倍であることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 前記単一の走査の間に、前記構築平面内の前記位置が少なくとも10のミラーによって処理されることを特徴とする、請求項9~11のいずれか一項に記載の方法。
- 所定の走査について、前記構築平面上の前記位置が、Rミラーによって処理され、Rは単一の走査の間に前記構築平面上の同じ位置をRミラーが処理するような整数であり、前記ON状態において前記Rミラーの一部によって前記位置における硬化のための階調が提供されることを特徴とする、請求項9~12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ON状態とOFF状態との間のミラーの遷移が、時間的に前記パルス間の前記パルス光源の暗状態の間に起こることを特徴とする、請求項9~13のいずれか一項に記載の方法。
- 三次元物品を作製するための三次元プリントシステムであって、
構築平面において構築材料の層を受け取るための電動構築プラットフォーム;
分配モジュール;
イメージングモジュール;
前記イメージングモジュールと前記構築プラットフォームとの間に横方向の動きを与えるための移動機構;および
コントローラ
を備え、
前記イメージングモジュールが、
パルス光源;および
X軸に沿ってN行のミラーおよび横方向のY軸に沿ってM列のミラーを画定する二次元ミラーアレイを含むミラーアレイ
を含み、
前記コントローラが、
前記電動構築プラットフォームおよび前記分配モジュールを作動して前記構築平面に構築材料の層を形成し;
前記移動機構を作動して速度Vで前記構築平面上に前記X軸に沿って前記イメージングモジュールを走査し;
前記パルス光源を作動して前記ミラーアレイを照射する放射線パルスを生成し、該パルスは個々にδTの持続時間を有し、パルス振動数はパルス間で時間周期Tを画定し、前記走査は冗長性R>1を有し、Rは単一の走査の間に前記構築平面上の同じ位置をRミラーが処理するような整数であり、V=(n*s)/T、n=N/R、sは前記イメージングモジュールについての撮像されたピクセルピッチである
ように構成される、三次元プリントシステム。 - s=S*rであり、Sは前記ミラーの物理的ピッチであり、rは前記構築平面上への前記ミラーの投影の光学的縮小または拡大であることを特徴とする、請求項15に記載の三次元プリントシステム。
- MおよびNがそれぞれ少なくとも500に等しいことを特徴とする、請求項15または16に記載の三次元プリントシステム。
- ON状態とOFF状態との間の個々のミラーの遷移が、前記パルス間の暗状態の間に行われ、前記構築平面におけるコントラスト比が最大となることを特徴とする、請求項15~17のいずれか一項に記載の三次元プリントシステム。
- TがδTの少なくとも2倍であることを特徴とする、請求項15~18のいずれか一項に記載の三次元プリントシステム。
- TがδTの少なくとも5倍であることを特徴とする、請求項15~18のいずれか一項に記載の三次元プリントシステム。
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