KR0175666B1 - 변형성 및 광형성 조성물의 연속층으로 부터 일체의 입체 물체를 조립하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

변형성 및 광형성 조성물의 연속층으로 부터 일체의 입체 물체를 조립하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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제임즈 믹키쉬 대니얼
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이마히토 아키타
테이진 세이키 가부시키가이샤
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Abstract

필름과 각각의 새로 응고된 층사이의 약한 결합이 필름에 대한 인장을 변화시킴으로써 파괴되어, 새로운 변형성 조성물 층이 필름과 응고된 층 사이에 도입되는 방식으로, 인장된, 탄성 투명 필름을 통해, 조성물 층을 노출시킴으로써 변형성 및 광형성 조성물의 연속층으로부터 일체의 입체 물체를 조립하기 위한 장치 및 방법.

Description

변형성 및 광형성 조성물의 연속층으로 부터 일체의 입체물체를 조립하기 위한 방법 및 장치
제1도는 본 발명의 적절한 구체예의 실행에서 사용되는 장치를 나타내는 도표이다.
제2도는 제1도에 나타낸 구체예의 피복부 성분을 도표 형태로 보다 상세히 나타낸 것이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 방사원 11 : 연속층
12 : 방사비임 12', 12 : 변조된 방사비임
14 : 변조기 16 : 반사수단
20, 22 : 거울 24, 26 : 모터
34 : 컴퓨터 40 : 조성물
41 : 플랫포옴 42 : 배치 수단
44 : 용기 45 : 필름
45' : 필름의 제1표면 45 : 필름의 제2표면
46 : 피복부 47 : 플레이트
47' : 플레이트의 상부 평면 47 : 플레이트의 하부 평면
48 : 층 49 : 연신 프레임
50,52,54,58,60 : 통신선 53 : 조성물의 표면
74 : 미끄럼 축 75 : 끼움쇠테
76 : 운동 프레임 78 : 지지 프레임
80 : 외부 프레임 82 : 내부 프레임
84 : 경사 모서리 86 : 0-고리
88 : 중복 플랜지 90 : 고정나사
92 : 스테퍼 모터 94 : 운동축
본 발명은 광형성에 의한 입체 물체의 제조 및 보다 상세하게는 광형성 조성물의 얇고 편평한 층을 플랫포옴 또는 앞서 광형성된 층(돌)에 정확히 그리고 신속히 조정 적용시켜 개선된 편평도, 정확성 및 입체성을 갖는 층으로 상기 제조를 수행하는 것에 관한 것이다.
광형성에 의한 입체 조형의 제조를 위한 시스템이 많이 제안되었다. 1987년 6월 6일에 Scitex Corporation Ltd.에 의해 출원된 유럽 특허 출원 제250,212호는 응고성 액체를 사용하는 입체 조형 장치를 개시하며 이 분야에 관련된 좋은 문헌 요약을 제공한다.
1986년 3월 11일에 특허된, 미합중국 특허 제4,575,330호(C.W. Hull)는 충격 복사, 입자 충격 또는 화학적 반응에 의한 적절한 공동 자극에 반응하여 물리적 상태가 변경될 수 있는 유동 매체의 선택된 표면에서, 형성될 물체의 단면 패턴을 생성함으로써 임체 물체를 생성하는 시스템을 기재하고, 물체의 상응하는 연속적인 인접 단면을 나타내는, 연속적인 인접 단층들은 자동적으로 포오밍되고 서로 일체가 되어 원하는 물체의 단계적인 적층 퇴적을 제공하여, 입체 물체가 형성되며 포오밍 공정 동안에 유동 매체의 실질적으로 평면인 표면으로 부터 빼낸다. 1988년 6월 21일에 특허된, 미합중국 특허 제4,752,498호(E.V. Fudim)는 개선된 입체 물체 형성 방법을 기재하고, 이때 경화안된 액체 감광성 중합체와 접촉하는 복사 투과 물질을 통해, 감광성 중합체 응고화 방사선의 유효량을 투과시킴으로써 경화안된 감광성 중합체를 조사함으로 구성된다. 투과 물질은, 추후에 가교될 수 있는 조사된 표면을 남기는 물질이므로 후속층이 형성될 때 거기에 부착할 것이다. 이 방법을 이용하여, 다층 물체를 제조할 수 있다.
Hideo Kedama, Rev. Sci. Instrum. 52(11), 1770-1773(1981년 11월)에 의한 문헌 광경화 중합체로 입체 플라스틱 모형을 조립하기 위한 자동 방법은 입체 플라스틱 모형의 자동 조립을 위한 방법을 기재한다. 입체 모형은, 액체 광형성 중합체를 자외선에 노출시키고, 응고된 단면 층을 적재함으로써 조립된다. Alan J. Herbert, Journal of Applied Photographic Engineering, 8(4), 185-188(1982년 8월)에 의한 문헌 입체 물체 생성은 사진복사기가 평면 물체에 대해 동일한 작업을 수행할 수 있는 것처럼 입체 물체의 복사물을 제조할 수 있는 장치를 기재한다. 이 장치는 컴퓨터 기억장치에 저장된 정보로부터 단순한 입체 물체를, 감광성 중합체에서 생성할 수 있다. 다른 방법들의 좋은 서평은 또한 A.J. Herbert, Journal of Imaging Technology 15:186-190(1989)에 의한 표제 입체의 고체 물체 생성에 관한 서평인, 보다 최근의 문헌에 나타난다.
이들 방법의 대부분은 응고시키려고 하는 영역 또는 분량에 연속적으로 조사하여 단계적으로 입체 물체의 고체 부분을 형성하는 것에 관한 것이다. 직접적인 레이저 라이팅(writing)의 이용, 즉, 광형성 조성물을 원하는 패턴에 따라 레이저 비임에 노출시키고 입체 모형을 한층씩 건축하는 것뿐 아니라 여러가지 바스킹 기술이 기재된다. 여러가지 노출 기술 뿐 아니라, 최초에 플랫포옴을 피복하고 앞서 노출 및 응고된 연속층을 피복하는, 얇은 액체층을 생성하는 몇몇 방법이 기재된다.
그러나, 지금까지 제안된 현재의 피복 방법은, 이들이 편평한 균일층 두께를 보장하거나 그러한 층을 빨리 제조할 수 없다는 점 또는 이들이 연속적인 피복 공정동안 앞서 형성된 층에 대한 손상 또는 왜곡을 효과적으로 막지 못한다는 점에서 결점을 가지며, 이들은 바람직하게는 저점도의 피복 액체 배합물만을 포함한다. 더욱이, 이들은 얇은 액체층의 형성 동안 존재하는 고체 및 액체 영역을 모두 갖는 효과, 유체 흐름 및 액체의 유동학적 특성의 효과, 얇은 광형성된 층이 피복하는 동안 유체 흐름에 의해 쉽게 왜곡되는 경향 및 수소 결합 같은 약한 힘 및 형성되는 그러한 얇은 층들 및 부분에 대한 기계적 결합 및 진공 또는 압력 차별력과 같은 실질적으로 보다 강한 힘의 효과와 같이, 피복 공정에 포함된 매우 중요한 조변수를 생략한다.
Hull 특허는 예컨대, 플랫포옴이 한층 두께 낮아지거나, 배트(vat)에서 한층 거리 아래로 침지된 다음, 광형성 액체 표면에 한 층 두께 내까지 들어올리는 침지 방법을 기재한다. 또한 Hull은 지점도 액체가 바람직하나, 다른 실제적 이유로, 광형성 액체는 일반적으로 고점도 액체임을 제안한다. 이론적으로 대부분의 액체는 결국 편평하게 될 것이지만, 특히, 넓은 편평 영역이 상형성되고 액체층 두께가 매우 얇으면, 고점도 액체 및 심지어 저점도 액체까지도 허용가능한 점도로 평평하게 하기 위해서는 과도한 시간이 걸린다. 앞선 층이, 액체 푸울(pool)을 둘러싸는 고체벽으로 구성되는 영역은 얇은 액체층 피복물의 편평 공정과 추후에 조합된다. 더욱이, 액체 내에서 캔틸레버되거나 비임된 플랫포옴과 부분물들의 이동은(앞선 층 부문에 의해 Z방향으로 지지안된 영역)층을 편향시켜, 최종 물품에서 내성 결여의 원인이 된다.
Munz 특허(미합중국 특허 제2,775,758호, 1956년에 특허됨)와 Scitex 출원은 광형성 액체가 펌프 또는 유사한 장치에 의해 배트로 공급되어 새로운 액체 수준면이 앞서 노출된 층위에 한층 두께로 형성되는 방법을 기재한다. 이러한 방법들은 피복하는 동안 층들의 편향이 감소되는 것을 제외하고는 Hull 방법의 문제점을 모두 가지고 있다.
Fudim 특허는, 보통 강성이고 피복되거나 원래 응고된 감광성 중합체에 부착할 것 같지 않은, 투과 물질을 사용하여 감광성 중합체 액체 표면을 원하는 형상, 아마도 편평하게 고정하고, 이를 통해 원하는 두께의 감광성 중합체가 응고되는 것을 기재한다.
Fudim에 의해 기재된 방법은 투과물질의 표면과 긴밀히 접촉하여 형성된 감광성 중합체로부터 그러한 전달 물질을 분리시키는데 있는 문제를 언급하지 않는다. 화학 결합의 효과는 적당한 피복물 또는 본래적으로 적합한 필름에 의해 상당히 감소될 수 있는 반면, 수소결합, 진공력등과 함께 기계적 결합은 여전히 존재하고 몇몇 경우에 투과물질 표면으로부터 제거하는 동안 감광성 중합체에 손상이나 왜곡을 발생시키기 충분할 정도로 실질적이다. 더욱이, 출원인들에 의해 수행된 평가는, 분리에 저항하거나 적당하게 비부착성인 투과 물질과 긴밀히 접촉되어 노출된 응고층을 슬라이딩시키는 힘들은, 특히 광형성 액체에 의해 둘러싸여 있을 때 및 보다 특별히는 응고된 층이 얇을 때 응고된 층을 손상시킬 수 있다는 것을 나타낸다. 이러한 문제들을 해결하는 어떠한 방법도 Fudim 특허에서는 기재되지 않는다.
본 발명은 연신된 탄성 필름을 사용하여 광형성 조성물과 접촉시키고, 상기 탄성 필름을 통해 상형성하고, 응고된 층과 필름 사이의 약한 결합을 파괴하도록 필름에 대한 장력을 적당하게 변화시키고, 새로운 층을 형성하고, 원하는 입체 물체가 준비될 때까지 단계를 반복함으로써 이 성가신 문제들을 제거한다. 따라서, 본 발명은 편평한 변형성 및 광형성 조성물의 층을 신속히 제조하기 위한 방법 및 장치를 제공하고, 이로써 앞서 노출되고 응고된 층은 공정동안 개선된 평평도, 정확성 및 일체성을 갖는다. 바람직하게는, 본 발명에 따라 응고된 층이 0.0762cm(0.030인치) 이하의 두께를 갖는다.
변형성 조성물은, 압력 하에서만, 또는 압력 및 온도하에서, 이들이 속하는 성형물의 형태, 또는 이들이 가압되는 표면의 형상을 취하는 것들이다. 층은 경화 또는 중합될 때 응고되거나, 방사선에 의해서, 보다 일반적으로는 점도가 방사선에 의해 증가될 때 가교되는 것으로 생각되므로, 가능하다손치더라도, 그것이 재변형되기 위해서는 보다 높은 압력 및/또는 온도가 필요할 것이다. 액체는 자체의 중량 압력에 의해 변형되어 자유 유동하므로, 적절한 변형성 조성물이다.
본 발명은 각 층에 대한 노출 수단을 사용하여 입체 물체를 한층씩 직접 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 이때 각 층의 피복은 얇고, 편평하고, 신속히 적용되며 앞서 적용되고 노출된 층에 해롭지 않도록 조정된다. 본 발명은 광형성 조성물과 접촉하는 탄성 필름을 연신하고, 상기 탄성 필름을 통해 상형성하고, 응고된 층과 필름간의 약한 결합을 파괴하도록 필름에 대한 장력을 적당하게 변화시키고, 새로운 층을 형성하고, 원하는 입체 물체가 준비될 때까지 단계를 반복함을 포함한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 변형성 및 광형성 조성물의 연속층을 상형성 방식으로 화학선에 노출시킴으로써 일체의 입체 물체를 조립하기 위하 방법에 관한 것이다.
상기 방법은 플랫포옴을 포함하는 용기 내에 조성물을 배치하고, 조성물 내에서 플랫포옴으로부터 부터 한층 두께만큼의 거리로 투명한 탄성 비부착 필름을 위치시키고, 탄성 필름에 제1인장을 가하고, 응고층을 형성하기 위하여 투명한 탄성 필름을 통하여 필름과 플랫포옴 사이에 포함된 광형성 조성물을 화학선에 상형성 방식으로 노출시키고, 탄성 필름에 제2인장을 가하되, 제1 및 제2장력 사이의 차이는 필름과 응고된 층간의 낮은 부착성을 극복하도록 충분히 높아야하며, 층의 두께 만큼 플랫포옴과 필름 사이의 거리를 증가시켜, 변형성 조성물이 응고된 층 위로 흐르도록하며, 일체의 입체 물체가 형성될 때 까지 동일한 단계들을 반복함으로 구성된다.
바람직하게는, 상기 방법이 부가적으로, 실질적으로 편평하고, 실질적으로 강성이고 실질적으로 투명한 플레이트를 필름의 최상부위 필름과 접촉되게 고정시키는 단계로 구성된다.
또한 본 발명은 변형성 및 광형성 조성물의 연속적인 응고층으로 부터 일체의 입체 물체를 조립하기 위한 장치에 관한 것이며, 상형성 수단의 어셈블리 및 조성물을 포함하기 위한 용기와 용기내에 위치한 실질적으로 평평한 플랫포옴을 갖는 피복부로 구성된다. 또한 피복부는 플랫포옴 위에 한층 두께만큼의 거리에 지지된 투명하고, 탄성이 있으며 비부착성인 필름, 필름에 대한 장력을 조정하여 적용하기 위한 인장수단, 및 광형성 조성물의 연속적인 충돌이 상기 필름 아래에서 형성되고 상형성 수단에 의해 제공된 방사에 상형성 방식으로 노출되어 응고되도록 하기 위하여 필름과 플랫포옴 사이의 거리를 조정하여 변화시키기 위한 배치 수단으로 구성된다.
바람직하게는, 장치가 부가적으로 필름의 최상부 위에서 필름과 접촉하는, 실질적으로 편평하고, 실질적으로 강성이고 실질적으로 투명한 플레이트를 포함한다.
본 발명은 변형성 및 광형성 조성물, 바람직하게는 광형성 조성물 액체의 연속적인 층을 응고시켜 입체 물체를 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 편평하고 얇은 광형성 조성물 층을 신속히 제공하는 조정된 방법, 노출된 광형성되고 응고된 조성물층의 왜곡 및 손상을 피하는 방법 및 변형성 조성물의 연속적인 충돌을 적용하는 방법, 이때 방법은 기포의 도입을 방지하며 앞서 노출되고 응고된 충돌에 대한 왜곡을 감소시키며, 개선된 편평도, 정확성 및 일체성을 갖도록 제조된다.
본 발명의 적절한 구체예는 제1도에 나타낸다. 방사원(10), 변조기(14), 컴퓨터(34) 및 주사기(16)를 포함하는 상형성부 또는 수단이 제공된다. 또한 피복부(46)가 제공된다. 방사수단(10)은 바람직하게는 방사 비임(12)을 생성하는 레이저이다. 본 발명의 장치가 고속으로 입체 물체를 제조하는 것이 바람직할 때, 바람직하게는 고출력 레이저 같은, 가시, 적외 또는 자외영역에서 주요 밴드를 가질 수 있는 비교적 고출력의 방사수단(10)을 이용한다. 고출력은 20mW 이상, 바람직하게는 방사 비임(12)의 강도로 부터 측정할 때 100mW 이상인 것으로 생각된다. 이것은 광형성 조성물의 현재 광속도로도 그렇다. 그러나, 조성물을 더 빨리 이용할 수 있을 때, 조성물의 광속도와 방사비임의 강도가 동일한 결과를 얻기 위해서 서로 반비례 관계를 가지므로, 비임 강도에 관해 20mW와 100mW의 값들은 상응하여 더 낮아질 것이다. 특정 레이저형의 선택은 광형성 조성물의 민감도가 레이저 방사 파장과 상당히 잘 일치하는 방식으로 광형성 조성물의 선택과 조화되어야 한다. 전자 비임, X선 등과 같은 다른 유형의 방사 수단은, 이들의 에너지 유형이 광형성 조성물의 민감도와 어울리고, 비임이 제공되고, 이들의 취급을 위한 적절한 조건이 당 분야에 잘 알려진 정해진 방법에 따라 지켜지는 한, 이용될 수 있다. 수단들은 비임 단면의 형상을 임의의 바람직한 형상으로 변형시키기 위해 제공될 수 있지만, 통상의 형상은 원형이고, 비임 강도의 분포는 원형의 중심부에서 최대값을 갖는 가우시안(gaussian)이다.
방사 비임(12)은 변조기(14)를 통해 통과하고, 변조기는 바람직하게는 음향-광학 변조기이다. 변조된 방사 비임(12')은 차례로, 2개의 거울(20)과 22)로 구성되는 반사 수단(16)을 통해 통과하고, 각각의 거울은 축(나타내지 않음)을 가져 비임의 반사가 X 및 Y 방향에서 표면(53)으로 가도록 하며, 이때 X 및 Y 방향은 서로에 대해 수직이고 표면(53)에 대해 수평이다. 거울(20과 22)은 피복부(46)의 용기(44)에 포함된 광형성 조성물(40)의 예정된 위치를 향하여, 비임을 벡터 주사 양식으로 X 및 Y 방향에서 조정하여 각각 반사하기 위한, 모터(24와 26)에 의해서 해당하는 축주위로 회전식으로 이동할 수 있다. 적당한 광형성 조성물의 예는 본 설명의 후반부에서 나타낸다. 비임이 반사수단(16)에 의해 반사될 때, 가속도는 0 내지 최대 수준의 가속도이고 속도는 0 내지 최대의 일정 속도를 취한다. 비임의 속도와 강도는 서로 비례하여, 노출은 실질적으로 일정하게 유지된다. 비임은 조성물의 예정된 부분을, 하기에 기재되는 바와 같은 실질적으로 일정한 깊이로 상형성 방식으로 노출한다.
그러나, 본 발명을 위하여, 방사 비임(12')은 레이저로부터 촛점이 맞추어진 비임일 뿐아니라, 많은 여러가지 방법으로 변조된 다른 광원 또는 광일 수 있다. 예컨대, 액정 디스플레이, 은할라이드 필름, 전착 마스크등과 같은 가변성 광학 밀도 광 마스크의 임의 유형을 통해 투과될 수 있거나, 반사 액정셀과 같은 임의 유형의 가변성 광학 밀도 장치로 반사될 수 있다.
제2도는 본 발명의 적절한 구체예의 피복부(46)를 보다 상세히 나타낸다. 광형성 조성물(40)을 포함하는 용기(44)가 제공된다. 또한 용기(44) 내 및 조성물(40)내에 배치된 실질적으로 편평한 플랫포옴(41)이 제공된다. 용기(44)위에, 연신성 탄성 필름(45)과 미끄럼축(74)에 연결된, 인장 프레임(49) 형태의 인장 수단이 존재한다. 필름(45)은, 프레임이 미끄럼축(74)에 의해 상하로 미끄러지도록 할 때 인장 프레임(49)에 의해 수송 정도로 인장되고 연신될 수 있다. 필름(45)은 유리 플레이트(47)같은, 실질적으로 편평하고, 실질적으로 강성이고 실질적으로 투명한 플레이트 주위에서 탄성적으로 연신되며, 플레이트는 외부 프레임(80)과 내부 프레임(82)에 의해 제자리에 고정된다. 탄성적으로 연신됨이란 필름의 성질이, 어떤 정도의 인장을 적용시킬 때 상당히 신장하고, 인장이 감소되거나 제거될 때 필름은 각각, 적절히 작아지거나 최초의 길이를 보유하도록 하는 것을 의미한다. 필름(45)은 적어도 화학선에 노출시켜 조성물을 응고한 후, 및 바람직하게는 조사 전에도, 투명하고 유연하며 조성물(40)에 비부착성이어야 한다. 비부착성이란 필름이 응고된 광형성 조성물에 매우 낮은 또는 최소의 부착성을 가지며, 본 발명의 필요하에 광상형성 후 조성물의 응고된 층에 파괴적인 영향없이 제거될 수 있음을 의미한다.
외부 프레임(80)과 강성 플레이트(47)는 필름(45)이 실질적으로 플랫포옴에 평행인 위치를 유지하도록 플랫포옴 위에서 인도하는데 도움이 된다. 내부 프레임(82)과 외부 프레임(80)은 중복 플랜지(88)와 고정 나사(90)에 의해 서로에 대해 고정된다. 내부 프레임(82) 바닥의 밀봉 0-고리(86), 및 외부 프레임(80)의 경사 모서리(84)는 플레이트(47)를 제자리에 지지한다.
필름(45)은 제1표면(45')과 제2표면(45)을 가지며, 두 표면은 필름의 양쪽에 있고, 서로 평행이다. 필름(45)은 조성물(40) 내에서 조작하려고 할 때, 제1표면(45')이 조성물로 부터 떨어져, 조성물(40)에 의해 젖는 것을 막도록 하는 방식으로 조성물(40)에 침지된다. 다른 한편으로, 제2표면(45)은 적어도 조성물(40)과 부분적으로 접촉하고 있다.
실질적으로 편평하고, 실질적으로 강성이고, 실질적으로 화학선을 투과하는 플레이트(47)는, 상부 평면(47')과 하부 평면(47)을 가지며, 두 면은 플레이트(47)의 양쪽에 있고 서로에 대해 실질적으로 수평이다. 플레이트(47)는 플레이트(47)의 하면(47)이 탄성적으로 연신되는 필름(45)의 제1표면(45')과 접촉하는 식으로, 전술한 바와 같이 필름(45)의 최상부 위에 고정된다. 용어 최상부 위에만 필름(45)과 조성물(40)에 관한 플레이트(47)의 상대적 위치를 정의하기 위해 사용되며, 땅에 대한 이들 성분들의 상대적 위치를 정의하는데 사용되지 않는다. 따라서, 이들 성분들의 배열은 땅에 관한 것으로 돌리는 상황에서도, 용어 최상부 상에는 동일한 상대적 위치를 설명할 것이다.
전체 시스템은 지지 프레임(78)에 의해 지지되며, 프레임(78)은 용기(44)를 에워싼다. 지지 프레임(78)의 촤상부 부분 위에, 미끄럼축(74)을 인도하기 위해 사용되는 끼움쇠테(75)가 제공된다. 미끄럼축(74)은 그의 하부 끝의 인장 프레임(49)에서 지지되는 반면, 상부 끝에서는 운동(drive) 프레임(76)에 연결된다. 운동 프레임(76)은 스테퍼(stepper)모터(92)에 단단히 연결된다. 스테퍼 모터(92)는 나삿니가 있는 운동축(94)을 가져서 모터에 전압이 인가될 때 축(94)을 상하로 이동시킨다. 이 이동은 운동 프레임(76)을 상하로 움직이게 하여, 미끄럼축(74)으로 상기 이동을 전달한 다음 차례로 인장 프레임(49)을 상하로 이동시켜, 필름(45)에 여러가지 인장과 신장을 적용시킨다.
또한 광형성 조성물(40)의 연속층(11)을 필름(45)의 제2표면(45')하에서 형성하고, 상형성 수단에 의해 제공된 복사에 상형성방식으로 노출시켜 응고되도록, 하기 위해서 플랫포옴(41)과 필름(45)의 제2표면(45) 사이의 거리를 조절 변화시키기 위한, 배치 수단(42)이 제공된다. 필름(45)의 제2표면(45)과 앞서 응고된 층(11) 또는 다른 응고된 층의 부재하의 플랫포옴(41) 사이에 포함된, 조성물(40)의 층(48)은 초기에 광형성되고 바람직하게는 노출전에 액체이나, 화학선에 노출 후 웅고한다. 배치 수단(42)은 컴퓨터(34)에 의해 조정되고, 플랫포옴(41)은 투명 플레이트(47)의 하부 평면에 수직 방향으로 이동되는 것이 바람직하다.
제1도에 나타낸 바와 같이, 통신선(52, 50, 54 및 60)은 각각, 방사원(10), 변조기(14), 반사 수단(16) 및 배치 수단(42)을 조정하기 위해 컴퓨터(34)에 제공된다. 선(58)은 컴퓨터(34)와 스테퍼 모터(92) 사이에서 컴퓨터(34)에 의해 모터(92)를 조정하기 위해 사용된다.
탄성 투명 필름(45)은 임의의 물질이고, 비임(12)의 산란을 방지하기에 충분한, 광학적 특성의 방사 비임(12)에 실질적으로 투명하고, 실질적으로 균일한 두께이고, 증가 및 감소되는 인장 및 신장의 반복 사이클을 견디기에 충분할 정도로 탄성이 있고, 광형성 조성물(40)에 침투되지 않고, 평활하고, 광형성 조성물(40)의 변형성 층(48) 또는 조성물(40)의 응고된 부분(11)에 실질적으로 부착하지 않는다.
적절한 탄성 필름은 예컨대 Du Pont에 의해 시판되는, 투명한 KalrezTM과 같은, 투명한 실리콘 탄성체 및 플루오로탄성체이다. 출원 계류중인 AD-5724에 기재된 것과 같은 플루오로탄성체가 가장 바람직하다. 이 작업 동안에 광범위하게 사용된, 이런 유형의 필름은 다음과 같이 제조되었다.
(A) 37.854리터(10갈톤)의 스테인레스강 오토클레이브를 배기시키고 질소로 퍼이지한 다음 프레온(Freon) 113(1,1,2-트리클로로, 1,2,2-트리플루오로 에탄) 1.5리터를 함유하는 탈이온화된, 유리산소가 제거된 물 2600리터를 투입하고, 여기에 암모늄 퍼플루오로옥타노에이트 계면활성제(FC-143, 3M Co.) 56g을 용해시켰다. 그런다음 반응기를, TFE(테트라플루오로에틸렌) 30중량%와 PMVE[퍼플루오로(메틸 비닐 에테르)] 70중량%의 조성을 갖는 시동(start-up) 단량체 혼합물로 약 0.2MPa(30psi)로 가압하였다.
오토클레이브를 약 0.03Mpa(5psi)로 배기하였다. 가압과 배기를 2회 더 반복하였다. 이때에, 1,1,2-트리클로로 1,2,2-트리플루오로에탄 36ml에 용해된 1,4-디요도퍼플루오로 부탄 3.6g을 첨가하고, 오토클레이브를 125RPM에서 교반하면서 80℃로 가열하였다. 그런다음 오토클레이브를 전술한 시동 단량체 혼합물로 2.1MPa (300psi)로 가압하였다. 중합을 개시하기 위해서, 오토클레이브에 H2O내의 과황산 암모늄 2% 용액 20ml를 투입하였다. 오토클레이브내 압력이 약 2.0MPa(295psi)로 감소된 후, 중합과정 동안에, 조성(make-up) 단량체 혼합물의 규칙적인 첨가에 의해 약 2.0MPa(300psi)의 압력에서 유지된다. 조성 단량체 혼합물은 TFE 46중량%, 에틸렌 8중량% 및 PMVE 46중량%의 조성을 가졌다. 중합은 조성 단량체 혼합물 6500g이 첨가되는 총 15시간동안 계속되도록 했다. 또한, 이 기간 동안에 부가적인 1% 과황산 암모늄 129ml를 소량 증가로 첨가하였다. 미반응 단량체를 오토클레이브로 부터 배기시키고 중합체 분산물을 큰 용기로 배출시켰다. 분산물의 pH는 2.7이었고 20.7% 고형물을 함유했다.
플루오로탄성체를 칼륨 황산암모늄 용액으로 응고시켜 상기 분산물 500ml로부터 분리시켰다. 응고된 중합체를 여과에 의해 상징액으로 부터 분리한 다음 큰 블렌더에서 고속 교반하여 3회 세척하였다. 마지막으로, 젖은 조각을 70℃에서 40시간 동안 진공 오븐에서 건조시켰다. 500ml 부분 표본으로 부터 회수된, 건조 중합체는 114g이었다. 플루오로탄성체의 조성은 TFE 45중량%, 에틸렌 6.8 중량% 및 PMVE 38.2중량%였다. 중합체는 0.22% 요오드를 함유했고 121℃에서 측정할 때, 무니 점도 ML10, 32를 가졌다.
(B) 37.854리터(10갈톤)의 오토클레이브에 상기 (A)에서 제조된 중합체 분산물 30Kg을 투입하였다. 그런다음 오토클레이브를 배기시키고 H2로 3회, TFE 90중량% 및 에틸렌 10 중량%의 조성을 갖는 새로운 시동 단량체 혼합물로 3회 퍼어지하였다. 그런다음 오토클레이브를 80℃로 가열하고 새로운 시동 단량체 혼합무로 1.3MPa(190psi)로 가압하였다. 그런다음 중합은 1% 과황산 암모늄 용액 20ml를 첨가함으로써 개시되었다. 압력은 TFE 90중량%와 에틸렌 20중량%의 조성을 갖는 새로운 조성 단량체 혼합물의 첨가에 의해 일정하게 유지되었다. 새로운 조성 단량체 혼합물 총 1050g을 4.3시간의 반응 시간내에 첨가하였다. 그런다음 단량체를 배기시키고 분할된 중합체 분산물을 반응기로 부터 배출시켰다. 분산물은 26.8% 고형물을 함유했다. 분할된 중합체는 상기 (A)의 플루오로 탄성체에 관해 기재된 것과 같은 방법으로 분산물로 부터 분리하였다. 중합체 총 8.3Kg을 회수하였다.
분할된 중합체에 대해 시험한 시차 주사 일양계는, 플루오로탄성체 조각에 대해서 -14℃의 유리 전이온도 및 열가소성 조각에 대해서 233℃의 융점을 나타냈다. 중합체의 요오드 함량은 0.13%였다. 응용지수(275℃에서 5Kg을 사용하는 ASTM D-2116)는 3.0g/10분이었다.
중합체의 압축 성형 필름은 3.4MPa(500psi)의 M100(100% 신장시 모듈러스), 23.4MPa(3400psi)의 인장강도(파단) 및 380%의 신율(파단)을 가졌다.
상기 방법에 따라 회수된 보풀(fluffy) 중합체는 250℃에서 질소하에 28mm 쌍스크류 압출기에서 비이드(약 3mm×6mm)로 압출시켰다. 그런다음 동일 유형의 압출기를 300℃, 질소하에 사용하여 유연용 드럼(oasting drum)상에서 슬릿 다이(slit die)를 통해 필름으로 압출하였다. 필름 두께는 0.03cm(0.0115인치)였다.
투명한 플레이트(47)는 방사 비임(12)에 의한 노출이 수행되는 한편 원하는 편평도를 유지할 정도로 충분한 강성을 갖는, 실질적으로 균일한 두께 및 편평도를 가지며, 상기의 투명한 유연성 필름(45) 이하의 한층두께 광형성 조성물(48)의 효율적인 광경화 또는 응고를 위해 상기의 투명한 플레이트(47)를 통해 상기 방사 비임(12)이 투과하도록 하기에 충분한 투과율 및 광학적 투명도를 가지며, 임의의 물질일 수 있다. 투명한 플레이트(47)로서 사용하기 적당한 물질의 예는 투명한 아크릴 또는 폴리카보네이트 프레이트와 같은 플라스틱 플레이트 뿐아니라 편평한 유리 또는 실리카 플레이트이다. 유일한 필수조건은 이들이 투명하고 실질적으로 편평한 것이다.
비교적 강성인 표면과 긴밀히 접촉되어 있는 한편 방사 수단에 의해 노출되는, 광형성 조성물은 실질적으로 강한 결합을 형성하고, 표면이 적당한 비부착성 물질로 피복될지라도, 두 표면을 직접 잡아 당겨 떨어뜨리거나 서로에 대해 상대적인 한 표면을 미끄러지게 함으로써 쉽게 극복될 수 없음을 본 출원인은 발견하였다. 광형성 또는 광경화된(응고된) 조성물과 거의 또는 전혀 화학적 상호작용을 갖지 않으므로, 그러한 물질에 부착성을 가져서는 안되는, 폴리테트라플루오로에틸렌, PFA, 폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌 필름은 강성 플레이트가 없는 차이점을 갖는 제1도 및 제2도에 나타낸 바와 유사한 배열로 노출한 후, 경화된 또는 응고된 조성물의 표면으로 부터 직접 잡아당기거나 상기 표면을 미끄리지게 할 수 없었다. 그러나, 본 발명의 다음 단계에 의해서, 필름은 거의 힘들이지 않고 표면으로부터 떨어짐을 본 출원인은 발견하였다.
여기에서, 본 문맥의 광경화, 경화 및 응고라는 단어의 의미는 방사수단에 의해 변형성 물질을 고체로 변형시킴을 나타낸다. 이들 세단어는 상호교환적으로 사용된다. 또한, 물질이 자체의 중량아래로 흐르지 않는 한, 비액체로 간주한다.
본 발명의 실시에서 사용될 수 있는 광형성 조성물은 노출하에 응고되는 임의의 조성물이다. 그러한 조성물은 보통 감광성 물질 및 광개시제이나 필수적인 것은 아니다. 단어 광은 여기에서 빛 뿐만 아니라, 변형성 조성물을, 바람직하게는 화학선에 노출시켜 액체 조성물을 응고된 것으로 변형시킬 수 있는 임의의 다른 유형의 화학선을 표시하기 위해 사용된다. 축합 및 자유 라디칼 중합 및 그의 조합뿐 아니라, 양이온 또는 음이온 중합은 그러한 양태의 예이다. 양이온 중합이 바람직하고, 자유 라디칼 중합이 훨씬 바람직하다. 열 응고성 물질을 함유하는 광형성 조성물은 훨씬 적절하다.
본 발명의 적절한 구체예의 작동에서, 제1도에 나타낸 방사수단(10)은 전술한 바와 같은 강도를 갖는 방사 비임(12)을 제공한다. 방사 비임(12)은 변조기(14)를 통해 통과하고, 변조기에서 강도는 에너지 손실때문에, 강도 0 내지 변조안된 비임 강도 보다 낮은 값을 갖는 최대 비임 강도 수준으로 변조될 수 있다. 손실 때문에 다소 감소된 강도를 갖는, 변조된 방사 비임(12')은 2개의 거울(20과 22)을 갖는 반사 수단(16)을 통해 차례로 통과하고, 각각의 거울은 개별적으로, 각각 서로 다른 모터(24와 26)로 구동된다. 모터(24)에 의해 구동된 거울(20)은 X방향으로 비임을 반사하는 반면, 거울(22)은 Y방향으로 비임을 반사하며, X 방향은 Y 방향에 수직이다. 거울(20과 22)의 상대적 움직임에 관한 전기적 피드백(feedback)은 선(54)을 통해 반사 수단에 의해 컴퓨터 수단(34)으로 제공된다. 얇은 층(48)의 예정된 부분위에서 비임의 속도와 평균 체류 시간에 상관될 수 있는 이 피드백은, 컴퓨터 수단(34)에 의해 처리되고, 방사 비임의 강도를 변조시키기 위해서 선(50)을 통해 조정 명령으로서 변조 수단(14)에 공급되어, 층(48)의 예정된 부분의 각 위치에서 비임 강도와 평균 체류 시간의 생성물은 실질적으로 일정하게 유지된다. 따라서, 이들 두 조변수의 생성물을 정함으로써 존재하는, 노출 수준은 실질적으로 일정하다. 각각의 연속적인 얇은 층의 예정된 부분 위에서 노출 수순을 일정하게 유지함으로써, 층의 두께 또한 실질적으로 일정하다. 이 교정 또는 보정은, 특히 벡터 주사시 모서리에서의 낮은 초기 속도로 기인하는 과다 노출의 결과로서 부푼 모서리가 나타나는, 얇은 층의 지지안된 부분에서는 매우 중요하다. 비임(12)의 강도가 높을수록 또는 광형성 조성물의 감광성이 높을 수록, 이 문제는 노출 수준을 일정하게 유지하기 위한 수단의 부재 하에서 더 심각해진다. 또한, 조성물(40)의 민감성이 클수록, 몇몇 노출 조정 수단없이는 문제가 더욱 심각해진다. 그러한 노출 조정은 또한 래스터 주사에서 또는 오버스캔드(overscanned) 벡터기구를 함체한 시스템에서 필요하고, 차이는 상의 모서리가 인접한 비노출 영역으로 부터 노출 공급의 결여로 기인하여 과소노출될 수 있다는 것이다. 이러한 경우에, 변조 수단을 사용하여 상 모서리가 비모서리 상영역과 실질적으로 동일한 노출을 받도록 보장한다.
임의의 경우에, 방사 비임(12)은 광 형성 조성물(40)을 향해 조정하여 배향되며, 조성물은 용기(44)에 포함되어 있다.
처음에, 외부 프레임(80)은 필름(45)이 평행이 되도록 인도하는 위치에 있고, 원하는 층 두께에 해당하고 광형성 조성물(40)이 플랫포옴(41)과 유연성필름(45)의 제2표면(45) 사이의 층(48)으로서 존재하도록 하는, 플랫포옴(41)으로부터 예정된 거리에 있다. 그런다음 층(48)은 비임(12)의 화학선에 의해 상형성 방식으로 노출된다.
이때, 인장 프레임(49)은 탄성 필름(45)이 제1의 낮은 장력을 취하도록 하는 위치에 고정되었다. 상형성 방식으로 층(48)의 응고를 완결할 때, 스테퍼 모터(92)를 컴퓨터(34)로 전압인가하고, 차례로 운동축(94)이 운동 프레임(76)을 올리도록하며, 운동 프레임(76)을 통해 미끄럼축(74)은 인장 프레임(49)을 올린다. 이 작용은 결과적으로 필름(45)을 제2인장으로 신장하고, 연신하고 인장하여 응고된 층(48)과 제2표면(45) 사이의 결합을 파괴한다. 그런다음, 인장 프레임(49)은 반대로 작동되어, 초기의 위치로 낮아지고, 탄성 필름(45)은 초기 상태로 다시 돌아간다.
결합을 파괴하기 위하여, 필름을 낮은 제1의 인장을 갖게 한 다음 보다 높은 제2인장 및 신장을 적용하는 대신, 정확히 반대 방법으로 작동할 수 있다. 두번재 방법에 따라서, 필름은 상형성 단계 전 및 동안에 다소 높은 제1인장으로 인장된다. 상형성방식으로 노출이 완결된 후, 필름을 낮은 제2인장으로 적용시킴으로써 높은 제1인장으로 부터 해방되어, 결합은 다시 유사한 방법으로 파괴된다. 인장의 반복되는 증가 및 감소가 본 발명의 실시에서 이용될 수 있음이 명백하게 된다. 인장을 감소하는 단계동안 얻어지는 부가되는 유익은 광경화성 조성물이 제2표면(45)을 따라 잡아당겨 진다는 사실이다.
본 발명의 목적을 위하여, 근본적으로 중요한 조변수는 신장, 및 특히 부착성이 파괴되어야 하는 영역에서의 국부적 신장이다. 필름이 망가지지 않는한, 제1 및 제2인장 사이에 50% 이상, 및 보다 바람직하게는 100% 이상의 필름 신장 차이가 존재하는 것이 바람직하다.
플레이트(47)는 본 발명을 실시하기 위해 필수적으로 요구되는 것은 아니지만, 필름이 가능한한 편평한 구조를 갖도록 존재시키는 것이 바람직하다. 표면들(47과 45') 사이의 윤활제는 플레이트(47)와 외부 프레임(80)위 및 주위에 필름의 자유로운 미끄럼을 가능케 하기 위해 사용될 수 있다. 조성물(40) 뿐아니라 낮은 평면(47)과 필름(45)의 제1표면(45') 사이의 광학적 조화가 바람직하다. 따라서, 필름의 표면들과 프레임 또는 필름과 플레이트 사이에 적절한 윤활제 뿐아니라, 상기 표면을 윤활시킬 뿐 아니라 광학적 조화의 역할을 할 수 있는 액체를 사용하는 것이 훨씬 바람직하다. 대부분의 투명 액체는 공기-필름 및 공기-플레이트 접촉영역보다 우수한 광학적 조화를 나타낼 수 있으나, 실리콘 오일이 적절한 액체이다. 한 예로 R.F. Cargille Laboratories, Inc.(Cedar Grove, N.J. 07009)에 의해 제조된 Laser LiquidTM제5610호이다.
내부 프레임(82) 뿐 아니라 외부 프레임(80)과 인장 프레임(49)이 원형이면 방사상의 인장을 적용할 수 있다. 인장 프레임(49)을 올림으로써, 모든 모서리가 인장 프레임(49)에 의해 지지되면, 방사상 인장이 탄성 필름(45)에 대해 적용될 것이다. 반대로, 프레임(80과 82)뿐 아니라 프레임(49)이 직사각형이고 필름(45)의 두 양쪽만이 인장 프레임(49)의 각각의 면위에 지지되는 반면, 필름의 다른 두면이 느슨하게 유지되면, 선상 인장이 적용될 것이다.
방사상 인장은 보다 균일한 힘의 분포를 생성한다. 그러나, 때때로 선상 인장을 갖는 것이 바람직하다. 생성된 응고층에 대한 높은 응력을 피하기 위해, 주사 방향과 실질적으로 평행 방향으로 인장을 배향하는 것이 종종 바람직하다. 이 방식을 사용함으로써, 응력이 구성물의 보다 높은 강도 방향에 평행으로 적용되므로, 우수한 결과가 수회 얻어진다. 이것은 응고될 캔틸레버된 층이 존재할 때 훨씬 중요하다.
변형성 물질이 자유 유동 액체가 아닌 경우에는, 시스템을 가압하여 층(48)의 용이한 형성을 위해서 용이한 유동을 촉진할 수 있다.
광상형성의 발생하는 필름의 활성 영역에서, 인장은, 필름의 제1 및 제2표면에 실질적으로 평행 방향으로 적용된다. 복사는 응고된 층과 플랫포옴 사이에 상당한 부착성을 일으키나, 필름과 응고된 층사이에는 단지 낮은 부착성을 일으키기에 충분할 정도로 높아야하는 것이 중요하다. 필름과 응고된 층간의 결합 파괴는 제1 및 제2인장의 적당한 차이에 의하여 두 성분들간의 낮은 부착성을 극복한다. 전술한 바와 같이, 이들 차이의 절대값은 중요하고, 제1인장이 제2인장보다 작든지 크든지는 중요하지 않다.
이때, 플랫포옴과 필름(45)간의 거리를 층 두께만큼 증가시키기 위해서, 배치 수단(42)은 필름(45)의 표면(45'과 45)에 의해 정해진 면에 수직 방향으로 플랫포옴(41)을 이동시킨다. 플랫포옴(41)을 직접 한층 두께만큼 이동시키는 것이 바람직하나, 정확한 한층 두께로 끝나는 초과 두께의 이동 또한 사용될 수 있다. 배치 수단(42)은 제2표면(47)과 앞서 응고된 층간의 조성물의 유동을 용이하게 하기 위해 필름 연신 단계 동안, 바람직하게는 인장 감소 단계동안에 플랫포옴(41)을 이동시킬 수 있다. 상형성 동안 적용된 인장값이 임의의 이유로 변화되어야 하는 경우에, 서로다른 인장시의 필름 두께 차이를 고려하여 플랫포옴은 균일한 층 두께를 유지하도록 적절히 낮추어져야 한다.
동일한 사이클을 입체 물체가 완성될 때까지 반복한다. 광형성 조성물이 플라스티졸 또는 다른 열응고성 물질을 포함하면 전술한 바와 같은 열처리가 대부분의 경우에 부가적으로 필요하다. 열응고성 물질이 존재하지 않는 경우에, 많은 경우 후처리는 임의의 현저한 장점을 제공하지 않는다.
모터(24와 26)에 연결된 2개의 거울(20과 22)의 편향과, 변조 수단(14)은 각각, 조정/피드백 선(54와 50)을 통해 컴퓨터 수단(34)에 의해 조정된다. 제조 중인 입체 물체의 형상에 해당하는 도표 자료 또한 컴퓨터 수단(34)에 저장된다. 컴퓨터 수단(34)에 저장된 도표 자료는, 모터(24와 26)가, 얇은층(48) 위에 예정된 위치를 향해 방시 비임을 편향하기 위해 적절하게 거울(20과 22)을 회전하고 움직이도록 한다. 컴퓨터(34)는 컴퓨터에 공급된 적당한 자료를 통해 나머지 성분들을 조정하고 명령하여 이들 성분들이 당 분야에 잘 알려진 방법에 의해 기능을 적시에 그리고 정확하게 수행하게 한다.
이 피복 방법이 층두께에 관해 한정하지 않으나, 0.7620mm(30mil) 이하의 층을 제조하는 것이 바람직하다.
본 출원인은 본 발명에 따라 얻는 결과에 대한 가능한 설명으로서 다음 메카니즘을 제안한다. 그러나, 이 제안은 단지 제안하며, 독자는 그 자체로만 취해야 한다. 출원인의 제안은 어쨌든 본 발명의 범위와 범주를 한정하는 것으로서 취해서는 안된다.
비탄성 필름을 미끄러지게 하는 서로에 비해, 필름의 연신과 신장은, 제거력을 필름의 전체 영역위에 분포된 부착력의 합으로부터 부착 및 비부착된 부분 사이의 경계선에서 정면을 따라 분포된 부착력의 합으로 변환하는 것으로 보인다. 제거력 분포 영역의 그러한 변화는 필름 제거의 전체적인 노력을 크게 감소시킨다.
본 발명의 장점은 광경화되거나 응고된 조성물의 충돌이 얇고 때때로 캔틸레버되거나 비임 분할할 때와 다르게 지지 안되는 것을 고려할 때, 보다 크게 평가될 수 있다. 이들 얇은 층들은 대략 지지 안된 돌출된 입방체 길이의 함수로서 감소하는 강도를 가지므로, 많은 적하를 견딜 수 없다. 필름을 탄성적으로 연신하여 필름의 표면(45)과 응고된 층사이의 결합을 파괴하는데 포함된 공정은, 다른 수단을 사용함으로써 필름 또는 그 문제에 관한 비교적 강성 플레이트의 보통 제거보다, 층에 대한 응력이 상당히 더 적다.
실질적으로 강성인 투명한 플레이트 아래에 필름의 침수는 또한 수압이 플레이트의 바닥에 대하여 필름을 편평하게 유지하는데 유효하거나 적어도 도움이 됨을 보장한다. 실질적으로 강성인 투명한 플레이트, 필름 및 광형성 조성물 사이에 양호한 광학적 커플링을 보장하기 위해서, 물질은 가능한 밀접하게 조화된 굴절율 및 또는 바람직하게는 유사한 굴절율의 커플링액을 필름과 플레이트 사이에 사용하여 접촉영역에서 발생할 수도 있는 다른 유형의 기공 또는 공간을 채우는 것이 바람직하다. 필름에 대한 활성 영역 전체에 걸쳐서 방해없는 연신 및 신장을 보장하기 위해서, 투명한 윤활제를 필름과 플레이트 사이 및/또는 필름과 외부 프레임 사이에 존재시키는 것이 바람직하다. 커플링액 또한 처리 공정 동안에 윤활제로서 작용할 수 있다. 그러한 커플링액의 예는 R.F. Cargille Laboratories(Cedar Grove. NJ)에 의해 제조된 Laser LiquidsTM이다. 또한 실질적으로 강성인 투명 플레이트의 공기 접촉면은 상기의 투명 플레이트에 커플링하는 최적의 방사 비임을 위해 적절한 유전체 광학 피복물로 피복하는 것이 바람직하다.
이러한 층의 피복 또는 적용 공정으로, 이동성 플랫포옴의 과다한 움직임을 피한다. 각각의 상형성 단계를 위해서 플랫포옴을 인장된 필름(45)로 부터 한층 두께 만큼만 멀어지도록 이동시키는 것이 필요하다. 이것은 제조 속도를 상당히 증가시키고, 더욱이 플랫포옴을 액체 표면으로 부터 상당한 거리로 멀리 이동시킨 다음 철회시켜 원하는 액체층 두께를 얻는 것을 토대로 하는 다른 방법에 반하여, 움직임이 작고 유동액의 유압력이 플랫포옴의 저면에 의해 대부분 흡수되므로, 제조되는 층에 대한 손상 또는 왜곡이 더 적다. 모든 상형성 단계 동안에, 플랫포옴(41)과 탄성적으로 연신된 필름(45) 사이의 거리는, 본 발명에 따라, 각 층의 두께가 유연성 투명 필름의 저면과 플랫포옴의 상면사이의 거리에 의해 정해지므로, 각층의 두께 또는 깊이를 결정하는 것이 분명하게 된다. 유사하게, 후속 층의 두께는 유연성 투명 필름의 저면과 앞서 응고된 층의 최상면 사이의 거리에 의해 결정된다. 캔틸레버된 층의 경우에, 두께는 노출량에 의해 결정된다.
여기에서 본 발명의 특정한 적절한 구체예를 개시하지만 본 발명의 범위는 첨부되는 청구범위와 이의 상당물에 의해서만 한정된다.

Claims (4)

  1. 플랫포옴을 포함하는 용기에 변형성 및 광형성 조성물을 배치심을 포함하는, 변형성 및 광형성 조성물의 연속층을 방사선에 상형성 방식으로 노출시켜 일체의 입체 물체를 조립하는 방법에 있어서, 투명한 탄성의 비부착성 필름을 조성물내 플랫포옴으로 부터 한 층 두께 만큼의 거리에 위치시키고, 탄성 필름에 제1인장을 가하고, 응고된 층을 형성하기 위하여 투명한 탄성 필름을 통해 1과 플랫포옴 사이에 포함된 광형성 조성물을 방사선에 상형성 방식으로 노출시키고, 탄성 필름에 제2인장을 가하되, 제1과 제2인장간의 차이는 필름과 응고된 층간의 부착을 극복하도록 충분히 높아야 하고, 플랫포옴과 필름간의 거리를 층 두께만큼 증가시키고, 변형성 조성물이 응고된 층위로 흐르도록 하고, 일체의 입체 물체가 형성될 때까지 동일한 단계를 반복함으로 구성됨을 개선점으로 하는 방법.
  2. 하기 (a)-(k) 단계로 구성되는, 변형성 및 광형성 조성물의 연속적인 응고층으로부터 일체의 입체 물체를 조립하기 위한 벙법: (a) 실질적으로 편평한 플랫포옴을 포함하는 용기에 조성물을 배치하는 단계; (b) 플랫포옴의 최상부의 조성물내 층 두께만큼의 거리에, 투명하고 탄성이 있고 비부착성이며 제1 및 제2표면을 갖는 필름을 위치시키는 단계, 이때 제1표면은 제2표면에 대항하여 평행이고, 조성물에 의해 상기 제1표면이 젖는 것을 막는 방식으로 배치되며, 제2표면의 적어도 일부는 조성물과 접촉되는 방식으로 배치되고; (c) 필름의 제1 및 제2표면에 실질적으로 평행 방향으로 제1인장을 탄성 필름에 가하는 단계; (d) 응고된 층을 형성하기위해 투명한 탄성 필름을 통해 필름과 플랫포옴 사이에 포함된 광형성 조성물을 방사선에 상형성 방식으로 노출시키는 단계, 이때 방사선은 필름과 응고된 층사이보다 응고된 층과 플랫포옴사이의 부착력을 더 높이기에 충분할 정도로 높은 것을 필수 조건으로 하며; (e) 필름의 제1 및 제2표면에 실질적으로 평행인 방향으로 탄성 필름에 제2인장을 적용시키는 단계, 이때 제1 및 제2인장간의 차이에 관한 절대값은 필름과 응고 층간의 부착력을 극복하도록 충분히 높음; (f) 플랫포옴과 필름의 최초 위치간의 거리를 층의 두께만큼 증가시키는 단계; (g) 변형성 조성물이 응고된 층 위로 흐르게 하는 단계; (h) 필름의 제1 및 제2표면에 실질적으로 평행 방향으로 제1인장을 탄성 필름에 다시 가하는 단계; (i) 새로운 응고층을 형성하기 위해 투명한 탄성 필름을 통해 필름과 응고 층사이에 포함된 광형성 조성물을 방사선에 상형성 방식으로 노출시키는 단계, 이때 방사선의 필름과 새로 응고된 층사이보다 새로 응고된 층과 앞서 응고된 층사이의 부착력을 더 높이기에 충분할 정도로 높은 것을 필수 조건으로 하며; (j) 필름의 제1 및 제2표면에 실질적으로 평행 방향으로 제2인장을 탄성 필름에 가하는 단계, 이때 제1 및 제2인장간의 차이에 관한 절대값은 필름과 응고 층 사이의 부착력을 극복하도록 충분히 높음; (k) 일체의 입체 물체가 형성될 때까지 단계 (f) 내지 (j)를 반복하는 단계.
  3. 상형성 수단의 어셈블리 및 조성물을 포함하는 용기 및 용기내에 비치된 실질적으로 편평한 플랫포옴을 갖는 피복부를 포함하는, 변형성 및 광형성 조성물의 연속적인 응고층으로부터 일체의 입체 물체를 조립하는 장치에 있어서, 플랫포옴위 층의 두께만큼의 거리에 지지된 투명하고 탄성이고 비부착성인 필름, 필름에 인장을 조정 적용하기 위한 인장 수단, 및 광형성 조성물의 연속층이 상기 필름아래에서 형성되고 상형성 수단에 의해 제공된 방사선에 상형성 방식을 노출되어 응고되도록 하기 위하여 필름과 플랫포옴간의 거리를 조정 변화시키기 위한 배치 수단으로 구성됨을 개선점으로 하는 장치.
  4. 광형성 조성물의 각각의 연속층을 방사선에 상형성 방식으로 노출시키기 위한 상형성 수단; 및 조성물을 포함하는 용기; 용기내에 배치된 실질적으로 편평한 플랫포옴; 플랫포옴위 층의 두께만큼의 거리에 지지된 투명하고 탄성이고 비부착성인 제1 및 제2표면을 갖는 필름, 이때 제1표면은 제2표면과 플랫포옴에 대항하여 평행이고, 필름은 제1표면이 조성물에 의해 젖는 것을 방지하고, 제2표면의 적어도 일부는 조성물과 젖는 것을 방지하고, 제2표면의 적어도 일부는 조성물과 접촉하도록 하는 방식으로 조성물내에서 작동될 수 있고; 필름에 인장을 조정 적용하기 위한 인장 수단; 및 광형성 조성물의 연속 층이 상기 제2표면 아래에서 형성되고 상형성 수단에 의해 제공된 방사선에 상형성 방식으로 노출되어 응고되도록 하기 위하여 필름의 제2표면과 플랫포옴 사이의 거리를 조정 변화시키기 위한 수단으로 구성되는 피복부로 구성되는, 변형성 및 광형성 조성물의 연속적인 응고층으로부터 일체의 입체 물체를 조립하기 위한 장치.
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