KR102125494B1 - 3차원 바디를 생산하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스테레오리소그라피 공정에서 3차원 바디(3)를 생산하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법에 따르면, 감광성 재료(9)는 방사선에 의해 경화되고, 측정 방사선은 기준층(80)에 결합되며 그리고, 내부 반사의 결과로써, 기준층(80) 내에서 우세하게 유지되며, 측정 방사선의 검출은 센서(5)에 의해 국부적으로 분해되고 시간 분해된다.

Description

3차원 바디를 생산하기 위한 방법
본 발명은 3차원 바디를 생산하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 일반적으로 층단위로 감광성 재료를 경화시킴으로써 3차원 바디를 생산하기 위한 스테레오리소그라피 장치(stereolithographic apparatus)에 관한 것으로써, 또한 일반적으로는 공간-분해능 및 시간-분해능 측정 기술에 의해 생산 공정을 가속화하기 위한 방법에 관한 것이다; 상기 장치는 이하를 포함한다;
- 기준층;
- 경화에 필요한 특정 방사선을 생성하기 위한 방사선원;
- 센서; 및
- 측정 방사선을 생성하기 위한 적어도 하나의 수동 방사선원.
본 발명은 특히 스테레오리소그라피 공정에서 3차원 바디를 생산하기 위한 방법에 관한 것으로써, 상기 감광성 재료는 방사선에 의해 경화된다.
스테레오리소그라피 시스템에서, 예를 들어 EP 2 173 538 B1을 참조하면, 감광성 유체는 적절한 방사선, 예로 자외선의 영향 하에 3차원 바디의 층으로 변형된다. 본 발명은 이러한 시스템에서 사용될 수 있는 광학 측정 방법에 의한 스테레오리소그라피 공정과 같은 가속화를 다룬다.
스테레오리소그라피는 보통 각각의 층 형성체를 서로 바로 옆에 배열함으로써 3차원 바디를 생산하는 것을 가능하게 하는 공정을 의미하는 것으로 이해된다. 상기 기본 원리는 래피드 프로토타이핑(rapid prototyping), 3D 프린팅, 적층 가공(additive manufacturing) 등의 이름으로 알려져있다.
제어 가능한 레이저원과는 별도로, 또한 방사선원은 스테레오리소그라피 공정들에 쓰여지며, 상기 방사선원은 디지털 마스크 노출 시스템, 소위 MEMS 또는 DLP라고 불리는 칩, 또는 디스플레이스의 사용에 의해 층 형성을 생성한다. 레이저-기반 시스템의 경우 레이저 빔이 층의 형상을 따라 움직여야하는 반면에, 픽셀-기반 노출 시스템의 장점은 전체 층 형성이 동시에 생산된다는 사실에 있다. 이와 관련하여, 감광성 재료의 경화는 기준층 또는 기준면 상에서 일어난다: 이는 베이스의 영역 또는 다른 적합한 정의된 영역의 표면일 수 있고, 그리고 용도에 따라 고체, 연질 또는 유체 형태를 가질 수 있다. 층의 고형화 이후에, 상기 층은 기준층과 생성된 층이 부착되어야 하는 캐리어 영역 사이의 상대 이동에 의해 기준층으로부터 가능한한 조심스럽게 분리되어야 한다. 생성된 층의 성공적인 분리 이후에, 응고에 적합한 새로운 재료가 기준층과 가장 최근에 형성된 층 사이에 공급된다; 이것은 예를 들어 캐리어 영역의 단순한 리프팅 운동에 의해 보장될 수 있다. 그 후 그 안에 유입된 감광성 재료는 방사선에 의해 다시 경화될 수 있다. 소망하는 3D 물체를 생성하기 위해, 설명되는 각각의 방법 단계들은 바디 또는 물체의 형성에 필요한 모든 층들이 생성될 때까지 반복될 것이다.
이러한 스테레오리소그라피 공정의 단점은 층의 분리 동안 발생하는 긴 공정 시간 및 대기 시간이다. 상기 시간은 전체 공정 시간의 많은 부분을 구성한다. 또한 노출 오류를 감지할 수 없으며, 그리고 캐리어 영역을 준수하지 않을 수도 있다는 단점이 있다; 또한 시스템의 제로 위치뿐만 아니라 시작 위치의 설정도 문제된다.
캐리어 플랫폼에서 기준층으로부터 생성된 층의 분리 중 스테레오리소그라피 공정에서 풀-오프 힘(pull-off force)을 완전하게 측정하는 것은 선행기술로부터 알려져 있다. 이러한 방법의 하나의 예는 EP 2 043 845 B1에 설명되어 있으며, 힘 센서는 건설 플랫폼(construction platform) 또는 캐리어 플랫폼에 고정된다. 상기 센서는 방금 형성된 구성요소 층 또는 기준층으로부터 구성요소의 분리 중 일어나는 풀-오프 힘의 측정을 가능하게 한다. 이로써, 건설 공정은 가속될 수 있다. 예를 들어 변형계(strain gauges)로 구현될 수 있는 EP 2 043 845 B1에 설명된 힘 센서는 제거 중 생산된 층에서 발생된 힘의 합을 설명된 배열체에서 측정한다. 이와 관련하여 이는 여러 구성요소 층의 분리 중 단지 발생하는 힘의 합만을 검출할 수 있고, 특정 구성요소 층 또는 특정 층의 분리력은 검출할 수 없다는 단점이 있다. 이는 또한 단지 시간의 함수에 따라 완전하게 발생하는 분리력을 측정하는 것만 가능하다. 또한, 이는 개별적인 바디의 층 형상에 힘의 의존성에 대한 어떠한 설명이나 결론을 도출할 수 없고, 그리고, 이에 따라, 여러 바디를 동시 생산하는 경우 모든 바디가 실제로 신뢰할 수 있고 그리고 완전하게 구성될 수 있는지 여부에 대한 설명도 만들어질 수 없다. 더욱이, 공지된 방법에서는 층 또는 바디의 중합 공정에 관한 어떠한 결론도 도출될 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 언급한 단점을 제거하고 그리고 개선된 기술(장치, 방법)의 사용에 의해 3차원 바디의 간단하고, 신속하며, 문제가 없고, 연속적이며, 경제적일 뿐만 아니라 자체 검사 가능한 생산을 가능하게 하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 서두에 언급된 종류의 방법을 제공하는 것으로써, 이는 공정 상태의 정확한 설명이 연속적으로 가능하고, 그리고 스테레오리소그라피 공정에서 여러 바디의 동시 생산이 용이하며, 상기 개별 공정들 또는 생산된 바디/층의 상태가 역시 각각 가능하게 하는 것이다. 보다 상세하게는, 이는 기준 영역/층과 각각 형성된 층들 사이의 상호 작용을 감지하는 것이 가능해야 한다.
본 발명에 따르면, 3차원 바디를 생산하기 위한 본 방법은 무엇보다도 측정 방사선이 기준층에 결합되고 그리고, 내부 반사의 결과로써, 주로 기준층 내에 잔류하며, 측정 방사선은 센서에 의해 공간-분해능(또는 국부적으로 분해) 및 시간-분해능되어 검출된다. 이러한 방식으로 진행함으로써, 층 생산 공정, - 결과적으로 3D 프린팅 방법 또는 그 진행을 연속적으로 감시하고 감지할 수 있으며, - 실제로 선택적으로 또는 영역 별로, 그렇게 함으로써, 특히 불필요한 대기 시간 역시 피할 수 있다.
이와 관련하여 기준층의 변형에 의해 내부 반사가 방해되는 경우, 상기 측정 방사선은 기준층으로부터 나오는 것이 특히 유리하다. 이러한 방식으로, 공정의 진행의 특히 정확한 검출은, 특히 또한 영역별로(area-wise) 가능하다.
측정을 향상시키기 위해, 센서가 동시에 여러 측정 영역에서 나오는 방사선을 측정하는 것이 더 바람직하다.
측정의 실행을 위해 기준층이 플렉서블하고 적어도 부분적으로 측정 방사선에 대해 투명한 것이 또한 유리하다. 기준층의 플렉서블 형성의 결과로, 상기 기준층의 변형은 힘의 충격 하에 발생되고, 이에 의해 측정 방사선은 정확한 측정에 대해 영향을 받는다.
기준층이 실리콘으로 구성되면 특히 유리한 결과를 더 얻을 수 있다. 측정을 수행하기 위해 기준층 내에서 전반사가 일어나는 것이 또한 바람직하다.
본 방법의 특히 유리한 실시예는 결과적으로 적외선이 측정 방사선으로 사용된다는 사실을 특징으로 한다. 이에 따라, 센서가 기준층 상의 적어도 하나의 바디의 층의 고형화 중 발생하는 열 방사선을 측정하도록 부가적으로 적용되며, 경화는 유리한 방식으로 제어될 수 있다. 즉, 스테레오리소그라피 공정에서 발생하는 중합열(polymerization heat)을 검출하는 IR 검출기(IR detector)가 센서로 사용될 수 있다.
본 방법 또는 관련된 스테레오리소그라피 장치에서는 적어도 2개의 측정 방사선원, 즉 수동 방사선원, 및 적어도 하나의 관련된 측정 센서, 예컨대 카메라, 특히 CCD 카메라가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 결론은 결합(coupled-out), 위치 및 기준층으로부터 측정 방사선에 의존하는 시간의 검출에 의해 광반응성 물질 내의 중간상(intermediate phase)의 존재에 관해서 적어도 정성적으로 도출될 수 있다. 적어도 1개의 억제제(예로, 산소)에 의한 상기 중간상은 적어도 부분적으로 전혀 없거나 또는 단지 매우 적은 반응성을 갖고, 일종의 "불활성(inert)" 윤활막(lubricating film)을 형성한다. 따라서, 공정 중 통상적으로 발생하는 접착력은 크게 감소될 수 있고 및/또는 거의 완전하게 감소될 수 있다. 나타나는 측정 방사선이 접착력과 관련되기 때문에, 본 발명의 방법에 의해 공정 중 공간-분해능 뿐만 아니라 시간-분해능 방식으로 중간상의 존재에 관한 결론이 도출될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예 및 도면을 참조하여 이하에서 더 설명될 것이다. 도면들에서는, 상세하고 개략적인 형태가 다음에 도시되어 있다:
도 1은 본 방법의 설명을 위한 스테레오리소그라피 시스템의 예시의 개략도이다:
도 2는 이와 비교하여 변형된 스테레오리소그라피 시스템의 도면이다;
도 3은 스트레이 방사선(stray radiation)의 측정을 설명하기 위한 장치의 개략적도이다;
도 3a는 도 3과 비교하여 단순화된 장치이다;
도 4는 수동(측정) 방사선원의 변경된 위치를 갖는 다른 실시예이다;
도 4a는 분리된 베이스가 없는 도 4에 도시된 실시예이다;
도 5는 센서에 의해 검출된 방사선 정보의 개략적인 예시이다:
도 6은 변형된 측정 장치를 갖는, 시스템의 일부를 관통하는 개략적인 단면이다;
도 7a는 예를 들어 힘이 매우 작다고 가정할 수 있는 중간상의 존재를 결정하기 위한 측정 장치의 개략도이다; 그리고
도 7b는 중간상이 높이 h를 갖고, h < H이며, 그리고 측정 방사선은 결합된 개략도이다.
도 1은 부분적으로 단면인, 스테레오리소그라피 시스템(1)의 예시적인 실시예를 도시하며, 상기 시스템(1)은 수용 공간(14)을 형성하는 홈통(trough)(2) 내에 포함되는 감광성 재료(9)의 화학 방사선(actinic radiation)에 의한 영역별 고형화에 의해 경화되는 개개의 층으로부터 하나 또는 여러 3차원 바디(3)(도 2 내지 4 참조)의 생산에 사용된다. 수용 공간(14)에 포함된 감광성 재료(9)는 유체이며, 여기서 "유체(fluid)"라는 용어는 현탁액(suspensions) 및 패스티(pasty) 물질을 포함하는 임의의 점도(viscosity)를 갖는 유체를 나타낸다.
기준층(80)의 변형으로부터 발생하는 방사선 차가 있도록 배치되는 하나 또는 그 이상의 수동 방사선원(들)(10, 11)은 적어도 하나의 센서(5)에 의해 검출될 수 있다. 도 1에 따르면, 베이스(8) 및 관련된 벽체를 포함하는 기준층(80)은 감광성 유체 재료(9)에 대한 수용 공간(14)으로써 기능하는 홈통(2)을 형성한다. 여기서 "수동 방사선원(passive radiation source)"은 측정 수단으로 사용되는 그러한 방사선원을 의미하며, 상기 방사선원은 그 강도 및/또는 사용된 파장에 의해서도 감광성 재료(9)를 고형화시킬 수 없다. 제어 가능한 방사선원, 특히 광원(60)은 예를 들어 홈통(2) 아래에 배치되며, 상기 광원(60)의 방출된 광선은 예를 들어 미러(7)에 의해 편향된다. 여기서, 미러(7)는 광원(60)의 방사선만을 반사시키지만, 다른 파장 범위에는 투과성이 있도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 따르면, 광학 부재(61), 예로 렌즈는, 방사선원(60)의 전방에 배치되고, 이로써 전체적으로 형성된 방사선 유닛은 도면부호 6으로 표시된다. 방사선 소스(60)는 예를 들어 종래의 광 뿐만 아니라, IR 또는 UV 방사선 또한 방출할 수 있다.
캐리어 영역(4)은 수용 공간(14)에 대해 액추에이터(12), 예를 들어 스테핑 모터 구동(stepping motor drive)에 의해 이동될 수 있다. 홈통(2)은 그것이 스테레오리소그라피 시스템에 삽입될 때, 방사선 유닛(6)에 관해서 뿐만 아니라, 수동 광원(들)(예로, 10, 11)에 대해 정확하게 정렬되고 중심에 위치하도록 유리하게 설계되며, 그리고 시스템 공간(15) 내에 존재하는 수동 광원(들)에 대해 특정한 위치를 차지할 수 있고, 상기 위치는 측정 방법에 유리하다. 유리하게는, 센소 또한 측정 방법에 유용한 시스템 공간(15) 내의 임의의 위치를 차지할 수 있다. 홈통(2) 자체는 또한 수동 광원(들)(10 및/또는 11)의 광선 경로를 편향시킬 수 있도록 적응될 수 있으며, 또한 도 6을 참조하면, 특정 실시예에서 예를 들어 수동 광원(10, 11)의 공간 절약 배치를 가능하게 한다.
도 1에 따르면, 수동 방사선은 예를 들어 기준층(80) 내의 내부 전반사(도 3 참조)에 의해 균일하게 퍼지기 위해 측면으로부터 기준층(80) 내로 결합된다. 제어 유닛(13), 예를 들어 제어 컴퓨터는 시스템(1)의 바디(3)의 생산에 필요한 전체 공정 순서뿐만 아니라 캐리어 영역(4)의 이동, 그리고 또한 광원(60 또는 6)을 제어하며, 그것은 또한 그것을 평가하기 위해 적어도 하나의 센서(5)를 통해 수동 측정 방사선을 포착한다.
도 1과 대조적으로, 도 2는 수동 방사선원(110, 111)이 시스템의 홈통(2) 아래에 위치하고 홈통(2)의 바닥면을 조사할 뿐만 아니라 바람직하게는 균일하게 비추는 스테레오리소그라피 시스템(101)의 설계 변형예를 도시한다. 여기서, 적어도 하나의 센서(5)는 또한 시스템 공간(15) 내에 위치되며, 그리고 이것은 또한 베이스(8)에 의해 적용 가능하다면, 적어도 기준 영역(80)에 의해 형성된 홈통(2)의 바닥면으로부터의 반사 또는 스트레이 방사선을 검출한다. 상기 실시예에서, 수동 방사선은 반드시 기준층(80) 또는 홈통(2)에 결합될 필요는 없고, 홈통(2)은 수동 방사선에 대해 완전히 투명할 필요는 없고; 단지 수동 방사선에 대한 기준층(80)의 특정 반사 능력이 제공되어야만 한다.
도 1 및 2에 따른 실시예와는 대조적으로, 시스템(예로, 1)은 또한 방사선원(5)에 의해 개시된 발열 고형화 공정을 검출할 수 있는 센서(5)를 포함할 수 있다. 그 다음, 이것은 형성된 층(예로, 30, 31, 32)의 중합 상태를 적어도 부분적으로 검출하게 하고, 또한 센서(5)를 통한 방사선의 수신에 의해 생성된 층(예로, 30, 31, 32)의 가능한 분리 공정에 관한 결론을 도출하는 것이 가능하다. 즉, 공정 상태에 대한 결론을 상기 중합열에 기초하여 도출할 수 있다.
도 3은 두 개의 바디(60, 70)가 생성된 수용 공간(14)을 통한 상세 단면을 도시한다. 보다 나은 이해를 위해, 도 3에서 기준층(80) 및 그 안에 결합되고 내부 전반사에 의해 이송된 수동 방사선원(10, 11)의 수동 방사선은 예시적인 지그재그-형 기하학적 광선 경로에 의해 개략적으로 표시된다. 도 3은 또한 바디(60 및/또는 61)에서의 분리력(F1 및 F2)에 의해 유발되는 탄성 기준층(80)의 변형을 도시한다. 이와 관련하여, 선택적 베이스(8)는 탄성 기준 영역(80)에 대한 지지 역할만 한다. 도시된 표현에서, 분리력(F1 및 F2)는 상이하며, 바디(60)가 바디(70)보다 실질적으로 더 큰 단면적을 갖기 때문에, 이에 따라, 본 실시예에서는 F1>F2를 적용하고, 그 결과로써 기준층(80)의 변형 역시 상이하다.
따라서, 상이한 변형에 의해서도 기준층(80) 내의 전반사가 위치 함수로서 교란되고, 그에 대응하여, 방사선(40, 50)은 각각 발생하는 분리력(F1, F2)과 특정한 관계로 기준층(80) 외부와 결합된다. 이와 관련하여, 기준층(80) 내의 전반사의 최적 조정을 위해, 수동 광원(10, 11)들의 위치는 예를 들어 시스템 공간(15)에서 각도(α) 주위에 배치될 수 있으나, 물론 수동 방사선원(10, 11)은 모든 공간 좌표들에서 자유롭게 위치될 수 있다. 여기서, 센서(5)는 각각의 힘(예로, F1, F2)에 의존하는 스트레이 방사선(40 또는 50)의 시간-관련 거동(강도의 경로)뿐만 아니라 위치를 검출한다.
도 3a는 분리된 베이스(8)가 없는 시스템(1)의 실시예 및 개략적인 단면도를 또한 도시한다. 여기서, 탄성 기준층(80)은 동시에 홈통(2)의 베이스를 구성한다. 이는 도 3a에 나타난 바와 같이 스트레이 방사선(40, 50)이 다른 층에 의해 감소되지 않는 장점을 갖는다. 또한, 기준층(80)은 감광성 유체(9)에 대한 홈통(2)(도 1 및 2)의 소망하는 운반 능력이 얻어지는 그것의 탄성과 두께로 설계될 수 있고, 이는 바디(60, 70)의 분리를 촉진하고 분리력(F1, F2)을 최소화하는 기준층(80)의 동시 "막" 거동의 경우이다. 예를 들어, 더 두꺼운 기준층(80)에 의해 수동 방사선은 상기 기준층(80)에 보다 쉽게 결합될 수 있고, 시스템 공간(15)(도 2 참조) 내의 홈통(2) 또는 수동 방사선원(10, 11)의 위치는 덜 정확한 방식으로 조정될 수 있다.
도 4는 또한 수동 방사선원(110, 111)이 시스템 공간(15) 내의 위치에서 홈통(2) 아래에 배치된 시스템의 수용 공간(14)을 통과하는 단면을 도시하고 선택적 베이스(8) 뿐만 아니라 적어도 기준층(80)을 다소 균일하게 비추는 것을 도시한다. 성형체/바디(60 및/또는 70)의 단면적에 의존하는 분리력(F1, F2)에 의해, 적어도 탄성 기준층(80)은 도시된 바와 같이 변형될 것이다. 이 표현에서 예를 들어 바디(60)가 바디(70)보다 큰 단면적을 갖는 것으로 다시 한번 설명되며, 이에 따라 분리력(F1)은 분리력(F2)보다 더 크다고 가정될 수 있다. 분리력(F1, F2)에 의해 탄성 기준층(80)은 위치에 의존하여 다시 한번 변형될 것이며, 적어도 기준층의 변형의 크기에 따라 수동 방사선원(110, 110)에 의한 조명의 변화가 뒤따른다. 변형에 의해 홈통(2) 또는 기준층(80) 및/또는 베이스(8)의 상이한 시간-관련 및 위치 의존적인 반사 거동에 영향이 있으며, 이는 차례로, 센서(5)에 의해 검출될 수 있다.
도 4a는 도 3과 관련하여 도 3a의 경우와 유사하게, 베이스(8)가 다시 생략된 도 4에 따른 시스템에 기초한 설계 변경예를 도시한다. 또한 여기서는 기준층(80)이 유체(9) 및 성형체(60, 70)를 운반할 수 있기 위해 충분한 고체라는 사실로부터 다시 한번 진행되어야 한다. 또한, 도 4와 유사하게, 방사선원(110, 111)의 광선은 도면부호 202 및 203에 개략적으로 도시되어 있다. 마지막으로, 각각의 방사선(50 또는 40)은 또한 다시 한번 도시된다.
도 5는, 수동 방사선의 세기 분포의 공간 및 시간 의존적인 변화의 예시를 도시하며, 이는 센서(5)에 의해 감지된 것이고 예를 들어 힘(F1, F2)의 충격과 시간 및 위치 의존 변형에 의해 야기된 것인데, 이는 기준 영역(80)의 변형으로부터의 결과이며 그리고 적용 가능시 적어도 하나의 센서(5)에 의해 감지되는 측정공간(15)에서 결합된 방사선에 의하거나(도 3, 도 3a 참조) 반사 변화에 의한 것이다(도 4 및 도 4a 참조). 이와 관련하여, 예를 들어 센서(5)에 의해 감지된 영역 및 탄성 기준층(80)의 발생하는 변형에 의존적으로, 각각의 바디(60, 70)의 상이한 세기 분포에 의존하는 영역(61, 71)이 나타난다: 상기 세기 분포는 센서(5)에 의해 시간- 및 공간- (위치-) 의존적인 방식으로 검출될 것이며, 이들은 발생하는 분리력(F1, F2)과 관련된다. 센서(5)가 예를 들어 적외선 카메라로서 구현되고 적외선이 수동 방사선으로 사용될 때, 센서(5)는 측정 공간(15)의 특정 측정 영역을 단면 영역의 기하학적 특성, 발생하는 분리력(F1, F2)에 따른 세기 분포, 미리 결정된 시간-분해능 또는 연속적으로 나타내는 이미지 정보 또는 비디오 정보로써 캡쳐할 것이다. 여기서, 예를 들어 변형 전혀 없거나 또는 적은 영역(72)에서는, 센서(5)에 의해 검출된 수동 방사선이 적게 발생할 것이며, 이에 따라 그들은 예로, 탄성 기준층(80)의 변형이 생기는 영역(61, 71)보다 센서(5)에 의해 캡쳐된 전체 이미지에서 더 어두운 색상으로 나타날 것이다.
당업자는 물론 여기에 개시된 본 발명의 실시예에 기초하여 다양한 변형 및 수정을 쉽게 할 수 있다.
도 6에는 부분적으로 도시된 홈통(2)을 갖고, 홈통(2) 아래에 제공된 방사선원(210, 211)이 홈통(2)의 베이스(8)로 방사선을 상향 결합시키고, 상기 베이스(8)는 차례로 기준층(80)에 의해 다시 구성되는 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 상기 기준층(80)에서, 방사선원(210, 211)의 광선 경로에는, 방사선원(207, 211)에 의해 방출된 측정 방사선을 편향시키고 이에 따라 베이스(8) 또는 기준층(80)으로 상기 방사선을 결합시키기 위해, 바람직하게는 기준 영역의 재료로부터 직접 만들어진 비스듬히 배열된 미러 또는 광전도 부재(212, 213)이 부착되거나 형성된다. 이것이 도 6에 상세히 도시되어 있지 않더라도, 그 내부에서의 결합은, 도 3에서와 유사하게, 기준층(80)의 전반사가 얻어질 수 있는 각도로 다시 수행될 수 있다(도 6에는 도시되지 않음).
또한, 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 센서(5)가 다시 하부 측에 제공될 수 있고, 또한 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(13)이 부착될 수 있다.
도 7a는 2개의 바디(60, 70)가 생산되는 수용 공간(14)의 상세 단면도이다. 감광성 재료(9)는 도 7a에 도시된 바와 같이 중간상(9')을 포함한다. 상기 중간상(9')은 재료(9)와 비교하여 감소된 반응성을 갖는다. 광반응성 재료(9)에서 중간상(9')의 형성을 유도하는 상기 반응성의 차이는 예를 들어 산소와 같은 화학적 억제제에 의해 얻어질 수 있다. 여기서, 도 7a에 도시된 바와 같이, 중간층(9')의 두께(H)는, 중간층이(9')이 이 형성을 완전히 억제하거나 방지하지 않으며, 적어도 가능한 분리력(F1, F2)의 발생을 방지하는 값(예를 들어, 30, 50, 100 마이크로미터 등)을 갖는다. 분리력이 부재함으로써, 이상적인 경우에는 측정 방사선의 임의의 결합이 발생하지 않는다. 이에 따라, 충분한 중간층의 존재에 대한 결론이 도출될 수 있다.
도 7b는 수용 공간(14)의 상세한 단면을 도 7a와 같이 도시하며, 상기 개략도에서는 중간층(9')이 두께 h를 갖는 경우가 표현되어 있다. 여기서, h는 H보다 작다(h<H). 표현된 개략도는 또한 가능한 경계선의 경우가 예시적으로 도시되며, 이는 예를 들어 억제제의 소모 또는 공정 인자에 의해, 중간층(9')이 한계값(h)까지 떨어짐으로써 측정 가능한 분리력(F1, F2)이 처음으로 발생한다. 따라서 공간-분해능 및 시간-분해능 방식에 적용 가능하다면, 공정-관련 단계를 시작하기 위해, 필요하다면, 중간층(9')을 재생 및/또는 능동적으로 재생성하기 위해, 중간층 두께의 경계선의 경우에 도달하였다는 사실에 관한 결론은 도출될 수 있다. 이는 예를 들어, 적어도 하나의 억제제의 추가 및/또는 증가된 공급에 의해, 억제제 농도(예를 들어 산소가 풍부한 공기)의 변화에 의해, 노출 에너지, 대기 시간, 리프팅 속도, 기타 등과 같은 공정 인자들의 대응하는 변화에 의해, 및/또는 정지의 체계적인 도입에 의해 수행될 수 있다.
상기 변화는 개별적으로 또는 조합하여 중간층(9')의 높이 확장의 증가에 기여한다. 전술한 측정 방법에 의해, 예를 들어 억제제의 체계적이고 공간-분해능(국부적인)인 증가에 의해, 중간층(9')의 변경은 중간층이 구체적으로 증가되거나 또는 재생되어야하는 영역에서만 수행될 수 있다. 상기 체계적인 공급은 또한 바디의 기하학적 연장에 의존하거나 노출 영역에 의존하여 수행될 수 있다. 이에 따라, 전술한 측정 방법에 의해 중간층(9')의 두께는 국부적으로 검출될 수 있으며 생산될 바디의 연장에 의존하여 체계적인 방식으로 증가될 수 있다.

Claims (12)

  1. 스테레오리소그라피(stereolithographic) 공정에서 3차원 바디(60, 70)를 생산하는 방법에 있어서, 감광성 재료(9)가 방사선(radiation)에 의해 경화되며, 측정 방사선이 기준층(80) 내에 커플링되고 그리고, 내부 반사의 결과로서, 상기 측정 방사선은 상기 기준층(80) 밖에 비해 상기 기준층(80) 내부에 대부분 유지되며, 그리고 상기 측정 방사선은 센서(5)에 의해 공간-분해능 및 시간-분해능으로 검출되는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준층(80)의 변형에 의해 상기 내부 반사가 교란되며, 상기 측정 방사선은 상기 기준층(80)으로부터 나오는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 센서(5)는 상기 나오는 측정 방사선(80)을 여러 측정 영역들에서 동시에 검출하는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기준층(80)은 플렉서블하고 그리고 상기 측정 방사선에 대해 적어도 부분적으로 투명한 것을 특징으로 하는,
    방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기준층(80)은 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    전반사가 상기 기준층(80) 내부에서 일어나는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적외선(infrared radiation)이 상기 측정 방사선으로 사용되는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    카메라 또는 CCD 카메라가 센서(5)로 사용되는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스테레오리소그라피 공정에서 발생하는 중합열(polymerization heat)을 검출하는 IR 검출기(IR detector)가 센서(5)로 사용되는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    공정 상태에 대한 결론이 상기 중합열에 기초하여 도출되는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 센서(5)는 전체 기준층(80)을 검출하는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 센서(5)는 상기 기준층(80) 아래에서 상기 측정 방사선을 검출하는 것을 특징으로 하는,
    방법.
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