JP7360890B2 - 光重合による構築材料の光造形凝固によって成形体を構築する方法およびデバイス - Google Patents
光重合による構築材料の光造形凝固によって成形体を構築する方法およびデバイス Download PDFInfo
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Description
本発明は、さらに、以下の項目を提供する。
(項目1)
光重合による構築材料の光造形凝固によって成形体を構築する方法であって、
構築材料が、構築プラットフォームと透明な底部プレート(12)との間に搬送され、上記構築材料は、所定の輪郭内で上記底部プレート(12)の上方で構築材料を凝固させるために、上記底部プレートを通して空間的に選択的な様式で露光され、
上記構築プラットフォームは、上記底部プレート(12)に対して持ち上げられ、構築材料が、補充され、
これらの2つのステップは、上記成形体が空間的に選択的に凝固させられた構築材料によって構築されるまで、継続され、
上記構築プラットフォームは、ピストン(16)の正面上に位置し、上記ピストン(16)は、シリンダ(10)の中にスライド可能に誘導され、上記ピストンに面する上記シリンダの端面は、上記底部プレート(12)によって閉鎖されていることと、さらなる構築材料が、上記ピストン(60)を上記底部プレート(12)から離れるように移動させ、同時に、供給ライン(14)を通して構築材料を搬送することによって、補充されることとを特徴とし、上記供給ライン(14)は、上記底部プレート(12)から離れるような上記ピストン(16)の移動によってもたらされる追加の容積を構築材料で充填するために上記シリンダの内部につながっている、方法。
(項目2)
上記成形体は、
最初に、間隙を構築材料で充填することによって、所望される層厚の距離を空けて設定された上記ピストン(16)と上記底部プレート(12)との間に構築材料の第1の層を形成することと、この層のために事前決定された輪郭を伴う層エリアを凝固させ、上記ピストン(16)に上記形成された層を固定するために、上記形成された層を上記底部プレートを通して空間的に選択的に露光することと、
上記ピストン(16)を上記底部プレート(12)から層厚分離れるように移動させることと、構築材料を補充することによって、最後に凝固させられた層と上記底部プレート(12)との間にさらなる層構築材料を形成することと、
それぞれの層のために事前決定された輪郭を伴う層エリアを凝固させるために、上記さらなる層を上記底部プレート(12)を通して空間的に選択的に露光することと、
上記成形体が互いの上の凝固させられた層エリアによって構築されるまで、2つの最後に言及されたステップを必要な回数だけ繰り返すことと
によって、層毎に構築され、
構築材料のさらなる層が、上記ピストン(16)を基部プレートから所望される層厚に対応する距離分離れるように移動させることと、同時に、上記底部プレートから離れるような上記ピストンの移動によってもたらされる追加の容積を構築材料で充填するために、構築材料を上記供給ライン(17)を通して搬送することとによって、形成される、上記項目に記載の方法。
(項目3)
上記ピストンは、上記底部プレートから離れるように上記シリンダ内で移動させられると、同時に、上記シリンダ(10)の縦軸と一致する回転軸の周りに回転させられることを特徴とする、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目4)
上記ピストン(16)の回転は、駆動モータ(52)によってもたらされることと、上記底部プレート(12)から離れるような上記ピストンの移動と上記ピストン(16)の回転とは、伝動接続によって結合されていることとを特徴とする、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目5)
上記構築材料は、上記シリンダの供給ライン(14、14’)に接続されたカートリッジ(40、40’)内に利用可能に保持されることと、構築材料は、上記構築材料に圧力を及ぼし、それを上記カートリッジの外に押し出し、上記シリンダ(10)の中に入れるように制御された様式でカートリッジピストン(42)を駆動することによって、上記供給ラインを通して搬送されることとを特徴とする、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目6)
供給ライン(40、40’)を介して上記シリンダ(10)に接続されたいくつかのカートリッジ(14、14’)が存在し、それらのカートリッジは、それぞれ、異なる構築材料で充填され、それらから、制御ユニットの制御のもとで、上記構築材料のうちの1つ以上のものが、上記シリンダ(10)の中に選択的に搬送されることを特徴とする、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目7)
上記成形体の構築が完了された後、未使用の未重合構築材料が、上記ピストンによる上記シリンダの内部における閉鎖された構築空間から外への加圧空気によって押し付けられることを特徴とする、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目8)
上記未使用構築材料の除去の後、洗浄液が、シリンダ(10)の中におよび/またはそれを通して導かれ、上記成形体に付着している構築材料残留物を除去することを特徴とする、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目9)
シリンダ(10)であって、上記シリンダの端面のうちの1つは、少なくとも中心エリアにおいて透明である底部プレートによって閉鎖され、上記シリンダ内において、ピストン(16)が、上記シリンダの長手方向に駆動モータによって変位可能であるように誘導され、それによって、上記シリンダ(10)、上記ピストン(16)、および上記底部プレート(12)は、上記シリンダ(10)の内部における可変容積を有する閉鎖された構築空間を画定する、シリンダ(10)と、
構築材料を保持する容器であって、上記容器は、供給ラインに接続され、上記供給ラインは、上記底部プレートの内部表面に隣接して上記シリンダ(10)の内部に開放している、容器と、上記容器(40)から上記供給ライン(14)を通して上記シリンダ(10)の内部に構築材料を搬送するための搬送デバイスと、
上記底部プレートを通した空間的に選択的な露光のために構成された露光ユニットと、
上記ピストンの駆動モータ(52)および上記搬送デバイスを制御するように配置された制御ユニットと
によって特徴付けられ、
上記搬送デバイスは、上記底部プレートから離れるような上記ピストンの移動によってもたらされる追加の空間を構築材料で充填し、上記制御ユニットは、上記制御ユニットによって規定される輪郭内で上記底部プレートの上方で充填された構築材料を凝固させるための空間的に選択的な露光のために、上記露光ユニットを制御するように配置されている、上記項目のいずれか一項に記載の方法を実行するためのデバイス。
(項目10)
上記ピストンは、上記底部プレート(12)と反対側にピストンロッドを具備し、上記ピストンロッドは、上記シリンダに対して固定された構成要素(22)内の内部ねじ山に係合する外部ねじ山(20)を有することと、上記ピストンロッドは、回転対称ではない中心陥凹部を有し、その陥凹部の中に相補的な成形駆動ピン(50)がスライド可能に導入されることと、上記駆動ピン(50)は、上記駆動モータ(52)によって、その縦軸の周りに回転するように駆動可能であり、それによって、上記ピストンロッド(18)と上記ピストン(16)とは、同じ様に回転させられ、それによって、上記ピストンロッド(18)の外部ねじ山は、上記固定された構成要素(22)の内部ねじ山内で回転させられ、上記基部プレート(12)に対して上記ピストン(16)を移動させ、上記駆動ピン(50)は、上記ピストンロッドの上記陥凹部内でシフトされることとを特徴とする、上記項目のいずれか一項に記載のデバイス。
(項目11)
上記容器(40)は、カートリッジとして形成され、上記搬送デバイスは、駆動によって前方に押されることが可能なカートリッジピストン(42)として形成され、そのカートリッジピストンは、上記制御ユニットの制御のもとで前方に押されると、構築材料を上記カートリッジから外に押し出し、上記供給ライン(14)を通して上記シリンダ(10)の中に入れることを特徴とする、上記項目のいずれか一項に記載のデバイス。
(項目12)
上記供給ライン(14)は、弁を装備し、上記弁は、上記供給ラインを開放した状態に保つこと、またはそれを遮断することを行うように上記制御ユニットによって制御されるように構成されていることを特徴とする、上記項目のいずれか一項に記載のデバイス。
(項目13)
上記シリンダの周囲に円周方向に分散させられ、かつ上記基部プレートに隣接して配置された複数の供給ライン(14、14’)が存在することを特徴とする、上記項目のいずれか一項に記載のデバイス。
(項目14)
上記基部プレート(12)は、上記シリンダ(10)の内部に面する上記基部プレートの表面が、阻害剤として作用する薬剤を放出するような様式で形成されることを特徴とし、上記阻害剤は、上記シリンダの内部に面する上記基部プレート(12)の表面への上記凝固させられる層の付着を最小化する、上記項目のいずれか一項に記載のデバイス。
(項目15)
上記基部プレート(12)は、ナノ多孔性材料から成ることを特徴とし、上記ナノ多孔性材料の中に阻害剤が蓄積され、上記ナノ多孔性材料からこれらの薬品が放出され、および/または、上記ナノ多孔性材料を通して阻害剤が拡散し、上記底部プレート(12)を通過できる、上記項目のいずれか一項に記載のデバイス。
(項目16)
上記シリンダの内部と反対の上記底部プレート(12)の側に、供給ライン(30)を通して透明な阻害剤で充填可能であるチャンバ(28)が形成されていることを特徴とする、上記項目のいずれか一項に記載のデバイス。
(項目17)
上記シリンダの内部に面する上記底部プレートの表面は、上記底部プレートへの上記凝固させられる層の付着をさらに最小化する超撥油性層でコーティングされていることを特徴とする、上記項目のいずれか一項に記載のデバイス。
(摘要)
本発明は、光重合による構築材料の光造形凝固によって成形体を構築する方法を対象とし、構築材料が、構築プラットフォームと透明な底部プレート(12)との間に搬送され、所定の輪郭内の底部プレート(12)の上方で構築材料を凝固させるために、底部プレートを通して空間的に選択的な様式で露光され、構築プラットフォームは、底部プレート(12)に対して持ち上げられ、構築材料が、補充され、これらの2つのステップが、成形体が空間的に選択的に凝固させられる構築材料によって構築されるまで、継続され、構築プラットフォームは、シリンダ(10)の中にスライド可能に誘導されるピストン(16)の正面上に位置し、ピストンに面するシリンダの端面は、底部プレート(12)によって閉鎖されていることと、さらなる構築材料が、ピストン(60)を底部プレート(12)から離れるように移動させ、同時に、底部プレート(12)から離れるようなピストン(16)の移動によってもたらされる追加の容積を構築材料で充填するために、シリンダの内部につながる供給ライン(14)を通して構築材料を搬送することによって、補充されることとを特徴とする。
Claims (16)
- 光重合による構築材料の光造形凝固によって成形体を構築する方法であって、
構築材料が、構築プラットフォームと透明な底部プレート(12)との間に搬送され、前記構築材料は、所定の輪郭内で前記底部プレート(12)の上方で構築材料を凝固させるために、前記底部プレートを通して空間的に選択的な様式で露光され、
前記構築プラットフォームは、前記底部プレート(12)に対して持ち上げられ、構築材料が、補充され、
これらの2つのステップは、前記成形体が空間的に選択的に凝固させられた構築材料によって構築されるまで、継続され、
前記構築プラットフォームは、ピストン(16)の正面上に位置し、前記ピストン(16)は、シリンダ(10)の中にスライド可能に誘導され、前記ピストンに面する前記シリンダの端面は、前記底部プレート(12)によって閉鎖されていることと、さらなる構築材料が、前記ピストン(60)を前記底部プレート(12)から離れるように移動させ、同時に、供給ライン(14)を通して構築材料を搬送することによって、補充されることとを特徴とし、前記供給ライン(14)は、前記底部プレート(12)から離れる前記ピストン(16)の移動によってもたらされる追加の容積を構築材料で充填するために前記シリンダの内部につながっており、
前記ピストンは、前記底部プレートから離れるように前記シリンダ内で移動させられると、同時に、前記シリンダ(10)の縦軸と一致する回転軸の周りに回転させられることを特徴とする、方法。 - 前記成形体は、
最初に、間隙を構築材料で充填することによって、所望される層厚の距離を空けて設定された前記ピストン(16)と前記底部プレート(12)との間に構築材料の第1の層を形成することと、この層のために事前決定された輪郭を伴う層エリアを凝固させ、前記ピストン(16)に前記形成された層を固定するために、前記形成された層を前記底部プレートを通して空間的に選択的に露光することと、
前記ピストン(16)を前記底部プレート(12)から層厚分離れるように移動させることと、構築材料を補充することによって、最後に凝固させられた層と前記底部プレート(12)との間にさらなる層構築材料を形成することと、
それぞれの層のために事前決定された輪郭を伴う層エリアを凝固させるために、前記さらなる層を前記底部プレート(12)を通して空間的に選択的に露光することと、
前記成形体が互いの上の凝固させられた層エリアによって構築されるまで、2つの最後に言及されたステップを必要な回数だけ繰り返すことと
によって、層毎に構築され、
構築材料のさらなる層が、前記ピストン(16)を前記底部プレート(12)から所望される層厚に対応する距離分離れるように移動させることと、同時に、前記底部プレートから離れるような前記ピストンの移動によってもたらされる追加の容積を構築材料で充填するために、構築材料を前記供給ライン(17)を通して搬送することとによって、形成される、請求項1に記載の方法。 - 前記ピストン(16)の回転は、駆動モータ(52)によってもたらされることと、前記底部プレート(12)から離れるような前記ピストンの移動と前記ピストン(16)の回転とは、伝動接続によって結合されていることとを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の方法。
- 前記構築材料は、前記シリンダの供給ライン(14、14’)に接続されたカートリッジ(40、40’)内に利用可能に保持されることと、構築材料は、前記構築材料に圧力
を及ぼし、それを前記カートリッジの外に押し出し、前記シリンダ(10)の中に入れるように制御された様式でカートリッジピストン(42)を駆動することによって、前記供給ラインを通して搬送されることとを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。 - 供給ライン(40、40’)を介して前記シリンダ(10)に接続されたいくつかのカートリッジ(14、14’)が存在し、それらのカートリッジは、それぞれ、異なる構築材料で充填され、それらから、制御ユニットの制御のもとで、前記構築材料のうちの1つ以上のものが、前記シリンダ(10)の中に選択的に搬送されることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 前記成形体の構築が完了された後、未使用の未重合構築材料が、前記ピストンによる前記シリンダの内部における閉鎖された構築空間から外に加圧空気によって押し出されることを特徴とする、請求項1~5のいずれかに記載の方法。
- 前記未使用構築材料の除去の後、洗浄液が、シリンダ(10)の中におよび/またはそれを通して導かれ、前記成形体に付着している構築材料残留物を除去することを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- シリンダ(10)であって、前記シリンダの端面のうちの1つは、少なくとも中心エリアにおいて透明である底部プレートによって閉鎖され、前記シリンダ内において、ピストン(16)が、前記シリンダの長手方向に駆動モータによって変位可能であるように誘導され、これにより、前記シリンダ(10)および前記ピストン(16)および前記底部プレート(12)は、前記シリンダ(10)の内部における可変容積を有する閉鎖された構築空間を画定する、シリンダ(10)と、
構築材料を保持する容器であって、前記容器は、供給ラインに接続され、前記供給ラインは、前記底部プレートの内部表面に隣接して前記シリンダ(10)の内部に開放している、容器と、前記容器(40)から前記供給ライン(14)を通して前記シリンダ(10)の内部に構築材料を搬送するための搬送デバイスと、
前記底部プレートを通した空間的に選択的な露光のために構成されている露光ユニットと、
前記ピストンの駆動モータ(52)および前記搬送デバイスを制御するように配置されている制御ユニットと
によって特徴付けられ、
前記搬送デバイスは、前記底部プレートから離れる前記ピストンの移動によってもたらされる追加の空間を構築材料で充填し、前記制御ユニットは、前記制御ユニットによって規定される輪郭内で前記底部プレートの上方で充填された構築材料を凝固させるための空間的に選択的な露光のために、前記露光ユニットを制御するように配置されている、請求項1~7のいずれかに記載の方法を実行するためのデバイス。 - 前記ピストンは、前記底部プレート(12)と反対側にピストンロッドを具備し、前記ピストンロッドは、前記シリンダに対して固定された構成要素(22)内の内部ねじ山に係合する外部ねじ山(20)を有することと、前記ピストンロッドは、円形ではない中心陥凹部を有し、その陥凹部の中に相補的な成形駆動ピン(50)がスライド可能に導入されることと、前記駆動ピン(50)は、前記駆動モータ(52)によって、その縦軸の周りに回転するように駆動可能であり、これにより、前記ピストンロッド(18)と前記ピストン(16)とは、同じ様に回転させられ、これにより、前記ピストンロッド(18)の外部ねじ山は、前記固定された構成要素(22)の内部ねじ山内で回転させられ、前記底部プレート(12)に対して前記ピストン(16)を移動させ、前記駆動ピン(50)は、前記ピストンロッドの前記陥凹部内でシフトされることとを特徴とする、請求項8に記載のデバイス。
- 前記容器(40)は、カートリッジとして形成され、前記搬送デバイスは、駆動によって前方に押されることが可能なカートリッジピストン(42)として形成され、そのカートリッジピストンは、前記制御ユニットの制御のもとで前方に押されると、構築材料を前記カートリッジから外に押し出し、前記供給ライン(14)を通して前記シリンダ(10)の中に入れることを特徴とする、請求項8または請求項9に記載のデバイス。
- 前記供給ライン(14)は、弁を装備し、前記弁は、前記供給ラインを開放した状態に保つこと、またはそれを遮断することを行うように前記制御ユニットによって制御されるように構成されていることを特徴とする、請求項8~10のいずれかに記載のデバイス。
- 前記シリンダの周囲に円周方向に分散させられ、かつ、前記底部プレート(12)に隣接して配置された複数の供給ライン(14、14’)が存在することを特徴とする、請求項10または請求項11に記載のデバイス。
- 前記底部プレート(12)は、前記シリンダ(10)の内部に面する前記底部プレート(12)の表面が、阻害剤として作用する薬剤を放出するような様式で形成されることを特徴とし、前記阻害剤は、前記シリンダの内部に面する前記底部プレート(12)の表面への前記凝固させられる層の付着を最小化する、請求項8~12のいずれかに記載のデバイス。
- 前記底部プレート(12)は、ナノ多孔性材料から成ることを特徴とし、前記ナノ多孔性材料の中に阻害剤が蓄積され、前記ナノ多孔性材料からこれらの薬品が放出され、および/または、前記ナノ多孔性材料を通して阻害剤が拡散し、前記底部プレート(12)を通過できる、請求項13に記載のデバイス。
- 前記シリンダの内部と反対の前記底部プレート(12)の側に、供給ライン(30)を通して透明な阻害剤で充填可能であるチャンバ(28)が形成されていることを特徴とする、請求項14に記載のデバイス。
- 前記シリンダの内部に面する前記底部プレートの表面は、前記底部プレートへの前記凝固させられる層の付着をさらに最小化する超撥油性層でコーティングされていることを特徴とする、請求項8~14のいずれかに記載のデバイス。
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