KR20110104532A - 3차원 물체의 층단위 생산을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

3차원 물체의 층단위 생산을 위한 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110104532A
KR20110104532A KR1020117017080A KR20117017080A KR20110104532A KR 20110104532 A KR20110104532 A KR 20110104532A KR 1020117017080 A KR1020117017080 A KR 1020117017080A KR 20117017080 A KR20117017080 A KR 20117017080A KR 20110104532 A KR20110104532 A KR 20110104532A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
foil
contact
liquid
tangible object
Prior art date
Application number
KR1020117017080A
Other languages
English (en)
Inventor
아드리아누스 요하네스 페트뤼스 마리아 퍼메르
헤르만 헨드리퀴스 말데링크
야코부스 휘베르튀스 테오도르 야마르
안드리스 레이퍼스
마르크 헤르만 엘서 페스
Original Assignee
네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP08172644A external-priority patent/EP2199067A1/en
Priority claimed from EP09164821A external-priority patent/EP2272653A1/en
Application filed by 네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오 filed Critical 네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오
Publication of KR20110104532A publication Critical patent/KR20110104532A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask

Abstract

본 발명은 유형 물체(5)의 층단위 생산을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이며, 시스템은 유형 물체와 접촉하게 될 액체층을 형성하기 위한 축조 형판(6)과, 유형 물체(5)의 고체층(14)을 획득하도록 액체(3)의 층(10)의 소정 영역을 고형화함으로써 고체층이 소정 형상을 갖게 하는 고형화 수단(9)과, 상기 축조 형판으로부터 상기 고체층을 분리하기 위한 분리 수단(18, 19', 19")과, 연속적인 상기 액체층의 소정 영역의 고형화를 위해, 연속적인 상기 방법 사이클을 수행하도록, 유형 물체(5)에 대한 소정 위치로 축조 형판(6)을 서로에 대해 이동시키는 이동 수단(18)을 포함하고, 상기 시스템은, 유형 물체와 접촉하지 않는 제한된 높이의 액체층을 형성하기 위해 축조 형판에 부착되는 액체의 제한된 체적을 제공하도록 배열되고, 상기 축조 형판의 상기 이동 및 상기 소정 영역의 상기 고형화는 동시에 발생하도록 수행된다.

Description

3차원 물체의 층단위 생산을 위한 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR LAYERWISE PRODUCTION OF A 3D OBJECT}
본 발명은 제1항의 전문에 따른 유형 물체의 층단위 생산을 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 유형 물체의 층단위 생산을 위한 시스템에 관한 것이다.
이러한 방법은 공지되어 있다. 예를 들어, 소량의 액체를 포일과 유형 물체 사이에서 가압함으로써, 고형화되는 것보다 얇은 액체층을 제공한다는 것이 US6,547,552에 기재되어 있다. 가요성 포일은 경화 방사선을 투과시킨다. 유형 물체의 가장 먼저 형성된 고체층은 액체의 선택적인 고형화에 의해 캐리어 플레이트의 아래쪽에 부착된다. 후속해서 형성된 고체층 각각은 이전에 형성된 고체층에 각각 부착된다.
새로운 층이 고형화된 이후의 각각의 시간에, 포일로부터 최종 형성된 고체층을 분리시키기 위해, 포일 안내 스테이지가 이동하여 포일에 부착된 먼저 고형화된 층으로부터 포일을 박리시킨다.
생산 공정의 속도를 증가시킬 필요가 있다.
본 발명의 목적은 유형 물체를 신속하게 생산할 수 있게 하게 하는 것이다.
따라서, 본 발명의 제1 태양에 따르면, 청구항 제1항에 따른 방법이 제공된다.
본 발명의 제1 태양에 따른 이러한 방법에서는 축조 형판이 제공되고, 방법 사이클이 반복적으로 수행되는데, 각각의 방법 사이클은,
유형 물체와 접촉하지 않는 제한된 높이의 축조 형판에 액체층을 제공하는 단계와,
연속적인 상기 액체층의 소정 영역의 고형화를 위해, 연속적인 방법 사이클을 수행할 수 있도록, 축조 형판을 유형 물체에 대한 소정 위치까지 서로 간의 상대 이동에 의해 이동시키는 단계와,
유형 물체의 고체층을 획득하도록 액체의 층의 소정 영역을 고형화하는 단계로서, 이에 의해 고체층이 소정 형상을 갖게 하는, 고형화하는 단계와,
상기 축조 형판으로부터 상기 고체층을 분리시키는 단계를 포함하며,
상기 방법 사이클 중 적어도 하나에 있어서, 상기 소정 영역의 상기 고형화와 상기 축조 형판의 상기 이동은 동시에 발생하도록 수행된다. 이러한 동시적인 이동 및 고형화의 유리한 효과는 하기와 같이 설명된다.
우선, 동시적인 이동 및 고형화는 그 자체로 공정의 속도 이득(gain)을 제공한다. 즉, 층의 고형화의 개시는 층의 모든 부분들에 액체가 제공될 때까지 대기할 필요가 없다. 따라서, 고형화 수단의 휴지 기간은 없거나 거의 없다. 또한, 작동이 단순화되고, 재료 비용이 절감될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 태양에 따르면, 제8항에 따른 시스템이 제공된다.
본 발명의 특정 실시예는 종속항에 기재된다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 태양은 이하에 기재된 실시예로부터 명백해 질 것이며, 이를 참조하여 설명될 것이다.
본 발명의 더 상세한 설명, 태양 및 실시예는 하기의 도면을 참조하여 단지 예시적으로 기재될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 실시예의 예시의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 실시예의 다른 예시의 개략적인 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 시스템의 또 다른 실시예의 다른 예시의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 장치의 실시예의 개략도이다.
도 7은 큰 단면을 갖는 물체에 있어서의 리프팅(lift) 효과를 도시한다.
도 8은 나머지 부분의 포일 리프팅을 도시한 도면이다.
도 9는 천공 플레이트를 포함하는 개략적인 실시예이다.
도 10은 수지 증발을 최소화하는 개략적인 실시예이다.
도 11은 수지 히터를 포함하는 개략적인 실시예이다.
도 12는 롤러 조립체의 상세도이다.
도 13은 포일의 광 투과의 상세도이다.
도 14는 양방향성 고형화 공정을 도시한다.
도 15는 도 14의 실시예의 역방향 모드를 도시한다.
도 1 내지 도 6의 각각의 예시는 제1항에 따른 방법의 예시를 수행할 수 있는 제8항에 따른 시스템과 관한 것이다. 각각의 도면에서 때때로 동일한 도면 부호는 시스템의 유사한 또는 동일한 부분 또는 태양을 위해 사용된다.
따라서, 도 1 내지 도 6의 각각의 예시는 유형 물체(5)의 층단위 생산을 위한 시스템의 예시적인 실시예에 관한 것이다. 시스템은, 액체층이 적용되는 축조 형판(6), 유형 물체(5)의 고체층(4)을 획득하기 위해 액체(3)의 층(10)의 소정 영역을 고형화하는 고화기(9)로서, 고체층이 소정 형상을 갖게 하는 고화기, 상기 축조 형판으로부터 상기 고체층을 분리하기 위한 분리기(18, 19', 19"), 연속적으로 상기 액체층의 소정 영역을 고형화하기 위해 연속적으로 이러한 방법 사이클을 수행할 수 있도록, 축조 형판(6)을 유형 물체(5)에 대한 소정 위치까지 서로 간의 상대 이동에 의해 이동시키는 이동기(18)를 포함할 수 있다. 필수적인 것은 아니지만 바람직하게, 시스템은 축조 형판에 부착되는 제한된 체적의 액체를 분배하고 제한된 높이의 액체층을 형성하도록 체적을 조절하기 위한 분배기(2)를 포함한다. 액체층은, 축조 형판이 유형 물체로 이동하기 전에는 유형 물체와 접촉시키지 않는다.
또한, 액체층은 저장기로부터의 상기 층의 분배에 의해 형성될 수 있고, 상기 축조 형판의 상기 이동 및 상기 액체층의 상기 분배는 동시에 발생하게 수행될 수 있다.
이제 본 발명에 따른 시스템(12)을 도시하는 도 1이 참조된다.
이 실시예에서, 시스템(12)은, 도시된 예시에서 액체(3)로 충전되는 액체 도포기(2)를 포함한다. 시스템(12)은 또한 가요성 포일(6)의 형태의 축조 형판을 포함한다. 포일(6)상의 액체층은 유형 물체(5)와 접촉하게 되는 제한된 높이로 형성된다. 시스템(1)은 액체(3)의 층의 소정 영역(10)을 고형화하기 위한 고화기(9)를 더 포함하는데, 상기 액체층(10)은 유형 물체(5)의 고체층(4)을 획득하기 위해 축조 형판(6)과 접합하고, 이에 따라 고체층은 소정 형상을 갖게 된다.
일 실시예에서, 고화기(9)는 액체층(3)이 유형 물체(5)와 접촉할 때 포일(6)을 통해 패턴을 투영하도록 배열된 에너지원이다. 특히, 에너지원(9)은 액체층의 교차 패턴의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 경화하도록 배열된다. 고화기(9)의 광 또는 다른 방사선이 액체층(3)을 고형화시킬 수 있도록, 축조 형판(6)[가요성 포일(6)]은 사실상 방사선을 투과시키는 것이 바람직하다.
하기에 다소 더 설명되는 바와 같이, 시스템(1)은 상기 축조 형판(6)으로부터 상기 고체층(4)을 분리하기 위한 분리기를 더 포함한다. 또한, 분리기는 유형 물체(5)의 고체층(14)을 획득하기 위해 유형 물체로부터 고형화되지 않은 부분을 제거하고, 이에 따라, 고체층은 소정 형상을 갖게 된다.
시스템(1)은, 연속적인 상기 층(4)의 소정 영역을 고형화하기 위해 연속적인 방법 사이클을 수행할 수 있도록, 축조 형판(6)을 유형 물체(5)에 대한 소정 위치까지 서로 간의 상대 이동에 의해 이동시키도록 배열된 이동기(18)를 더 포함한다. 이런 방식에서, 이동기는 유형 물체의 다중 층들을 형성하기 위해, 연속적인 단계로 구조 형태를 위치시킬 수 있다.
일 실시예에서, 이동기는 축조 형판(6) 아래에 위치된 이동가능한 포일 안내 스테이지(18)를 포함한다. 또한, 도시된 예시적인 실시예에서, 에너지원(9)은, 포일(6)을 통해 비경화된 재료의 층을 노광하기 위해, 이동가능한 포일 안내 스테이지(18)상의 포일 안내 요소(19)들 사이에 배치된다.
일 실시예에서, 새로운 층의 고형화 및 분리 이후의 각각의 시간에, 캐리어 플레이트(z-스테이지)(15)는 고형화된 층이 부착된 유형 물체(5)와 함께 상향으로 이동된다. 이에 의해, 유형 물체의 층단위 생산을 위한 방법은 순환 방법으로서, 기재된 위치시키는 단계, 고형화하는 단계, 분리시키는 단계들은 함께 상기 방법의 단일 사이클 단계에 포함된다.
일 실시예에서, 시스템은, 상기 방법 사이클 중 적어도 하나에 있어서, 액체(3)의 제한된 체적이 축조 형판(6)에 부착되어 분배되고 유형 물체와 접촉하지 않는 제한된 높이의 액체층(10)을 형성하도록 조절되는 방식으로 배열된다. 이는 하기와 같은 예시적인 실시예에서 설명된다.
가요성 포일(6)은 액체층(10)을 형성하기 위해 액체(3)와 접촉하기 위한 액체 접촉 측부를 갖는다. 도 1에서 안내부(18)의 적어도 상부 부분은 액체 접촉 측부에 대향하는 가요성 포일(6)의 측부와 가압 접촉한다. 도시된 예시에서, 상기 가압 접촉은, 가요성 포일(6)의 상기 대향 측부를 따른 안내부(18)의 활주 또는 롤링 이동에 의해 실현된다. 도 1에서 안내부(18)의 하부 부분은 롤러(17)에 의해 지지 플랫폼과 롤링 접촉한다. 안내부(18)와 고화기(9) 모두는 이러한 롤러(17)에 의해 도 1에서 화살표(73)로 지시된 하나 또는 두 방향 모두로 플랫폼(7)에 대해 이동할 수 있다. 고화기는 안내부(18)에 대해 이동할 수 있다.
도시된 실시예에서, 포일(6)은 고화기(9)로부터의 방사선을 투과시킨다. 예로서, 방법 사이클이 수행되는 동안의 시간 경과 동안, 안내부(18)와 고화기(9)는 도 1의 화살표(73)의 우측 방향으로 동시에 이동하는 것으로 가정된다. 이후, 도 1에 도시된 순간적인 찰나에, 층(10')의 특정 부분을 고형화하기 위해 층(10)의 접촉 부분은 유형 물체(5)와 접촉한다. 안내부(18)와 고화기(9)의 이동 동안, 이러한 접촉 부분(10)은 시간에 따라 변화한다. 따라서, 시간이 지남에 따라, 접촉 부분(10)은 유형 물체(5)에 대한 안내부(18)의 위치에 따라 변할 수 있다.
도 1의 도면의 좌측에서, 이러한 접촉 부분(10)은 상기 층(10)의 이미 고형화된 다른 부분으로부터 분리되어 있다.
이동가능한 z-스테이지(14)는 경화성 재료의 새로운 층이 유형 물체(5)에 제공되기 전에 z-방향으로 이동될 수 있다. z-방향은 포일(6)상에 위치된 경화성 재료(3)의 층을 횡단하는 방향을 의미한다. z-스테이지(14)는 포일 안내 스테이지(18)가 이동하지 않는 동안 상승될 수 있다. 이러한 실시예에서, 롤링 요소(17)는 z-스테이지(14)를 이동시킬 수 있다. 유형 물체(5)는 z-스테이지(15)에 연결되고, 각각의 방법 사이클에서 새로운 층이 아래에서부터 적층된다. 명료성을 위해, 경화성 재료의 층은 과장된 두께로 도시되었다.
장치(12)는 경화성 재료의 층을 유형 물체(5)에 제공하기 위해, 포일 안내 스테이지(18) 형태의 안내부를 포함할 수 있다. 장치(12)는 비경화된 재료를 층으로부터 교차 패턴 밖으로 제거하기 위한 제거기를 더 포함할 수 있다. 도 1의 실시예에서, 포일 안내 스테이지(18)는, 포일에 경화성 재료의 층을 분배하도록, 유형 물체(5)에 더 패터닝된 층을 고형화하기 위해 층을 조명하도록, 그리고 층으로부터 패턴 밖으로 비경화된 재료를 제거하도록 배열된다. 다르게, 비경화된 재료를 층으로부터 교차 패턴 밖으로 제거하는 것은 예를 들어 송풍기로 비경화된 재료를 제거함으로써 수행될 수 있다. 이는, 비경화된 재료가 건조 파우더형 구조를 갖거나 또는 저점성 액체일 때 특히 적절하다.
포일 안내 스테이지(18)는 z-방향으로 횡단하여 이동할 수 있다. 일 실시예에서, 포일 안내 스테이지(18)의 이동은 롤링 부재(17)에 의해 가능해진다. 또한 활주와 같은 다른 이동 방식이 가능하다. 포일 안내 스테이지(18)는, 유형 물체(5)에 경화성 재료의 층을 가하도록 유형 물체(5)를 따라 포일(6)을 안내하기 위한, 스테이지(18)로부터 돌출하는 포일 안내 요소(19, 19', 19", 및 19"')를 더 포함한다. 도시된 실시예 1에서, 포일 안내 요소(19)는 롤러들을 포함한다. 포일 안내 스테이지(18)는 왕복 이동할 수 있다. 스테이지(18)상에 배열된 2개의 포일 안내 요소(19, 19')는, 유형 물체(5)가 액체층(10)과 접촉하는 높이(H)에 의해 형성된 접촉 높이 및 접촉 높이(H)로부터 소정 거리에 있는 적어도 하나의 위치(H0)를 형성함으로써, 유형 물체(5)를 따른 이동에 의해 유형 물체(5)와 접촉하면서 적어도 접촉하는 동안 포일을 유형 물체(5)에 대해 고정되게 유지하도록, 포일(6)을 접촉 높이로 또는 이로부터 안내한다.
포일(6)은, 분배기(2)로부터 유형 물체(5)까지 공급되는 경화성 층 재료(10)를 운반하고 제거된 비경화된 재료를 유형 물체(5)로부터 예를 들어 잔류물 저장기(23)로 멀리 운반하도록 배열될 수 있다. 통상적으로, 교차 패턴 밖의 비경화된 재료는 비경화된 재료와 포일(6) 사이의 접착력이 비경화된 재료와 유형 물체(5) 사이의 접착력보다 큰 것이 기인해 이동 포일(6)에 점착된다.
포일(6) 및 포일 안내 스테이지(18)는 독립적으로 이동할 수 있다. 일 작동 모드의 제1 단계에서, 포일(6)은 유형 물체(5) 아래에 경화성 재료의 층을 제공하도록 이동된다. 이때, 경화성 재료는 아직 유형 물체(5)와 접촉하지 않는다. 제2 단계에서, 포일 안내 스테이지(18)는, 경화성 재료의 층을 유형 물체(5)에 적용하고 경화성 재료를 노광시키고 비경화된 재료를 제거하기 위해 유형 물체(5)를 따라 이동한다. 제2 단계에서, 포일(6)은 z-방향으로 횡단하는 유형 물체(5)에 대해 사실상 이동하지 않는다.
장치(12)는 경화성 재료(3)의 층에 교차 패턴의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 경화시키도록 배열된 에너지원(9)을 포함할 수 있다. 도 1의 실시예에서, 에너지원(9)은 행과 열(미도시)로 배치된 복수의 개별적으로 작동할 수 있는 LED를 포함한다. 에너지원(9)은, 경화성 재료(3)의 층에 평행한 방향(8)으로 이동할 수 있도록, 경화성 재료(3)의 층에 대해 이동가능하게 배치될 수 있다. 에너지원(9)의 이동은 또한 LED의 조명을 제어하는 제어기에 의해 제어될 수 있다. 사용시, 에너지원(9)은 시스템의 유효 해상도를 개선하기 위해 LED 어레이(32)의 행과 열의 방향에 대해 비스듬히 연장하는 방향으로 직선으로 이동할 수 있다. 이러한 기술은, 이러한 태양과 관련된 추가 정보를 위해 본원에 참조로 통합된 출원인의 명의로 공동 계류중인 출원 제EP 07150447.6호에서 더욱 상세히 기술되었다. 에너지원(9)은 포일(6)을 통해 비경화된 재료의 층을 노광하기 위해 이동가능한 포일 안내 스테이지(18)상의 돌출 포일 안내 요소(19)들 사이에 위치될 수 있다. 에너지원은 포일(6)의 안내를 향상시키기 위해 투명 플레이트, 예를 들어 유리 플레이트에 의해 커버될 수 있다.
교차 패턴의 적어도 일부를 부분적으로 경화시키고 복수의 개별적으로 작동가능한 LED를 포함하는 LED 광원을 사용한 조합이 유리할 수 있다. 이를 더 설명하기 전에, 본 발명의 실시예에 사용되는 LED 광원이 더 상세하게 기술될 것이다.
LED 광원은, 다중 렌즈 어레이(미도시)를 통해 경화성 재료(3)의 층에 이미징되는, 통상적으로 약 80x120인 발광 다이오드(LED들)의 2차원 매트릭스를 포함할 수 있다. 매트릭스의 길이는 통상적으로 약 60cm이다. LED들은, 각각의 LED에 선택적으로 연결된 복수의 전기 경로에 의해, 통상적으로 대략 나노초의 개별적인 LED의 제어 속도로 교차 패턴을 기록하도록, 개별적으로 작동될 수 있다. 이러한 예시에 따라, 에너지원(9)은, 경화성 재료(3)의 층에 평행한 평면으로 연장하는 2차원 어레이의 LED에 의해 제공될 수 있다.
전체 교차 패턴이 완전히 경화될 때, LED 광원은 통상적으로 초당 약 10cm의 주사 속도로 비경화된 재료의 층 위를 이동할 수 있다.
도 2는, 서브공정인 '층 공급'(20) 및 '고형화'(30)가 동시에 수행될 수 있는 더 상세한 실시예를 도시한다. 또한, 분리 단계(40)가 포일 안내 스테이지(180)의 동일한 작동 이동으로 수행될 수도 있다. 또한, [코팅-리프팅-노광-박리(peeling) 외에도] 포일 세척, 물체 세척, 후경화, 가열, (발열 반응을 보상하는) 냉각, 및 사전 경화와 같은 다른 공정 단계의 동시적인 수행을 포함할 수 있는 추가적인 서브공정이 동시에 수행될 수 있다. 사전 경화 및 후경화 단계는 도 6에 더 구현되는 바와 같이 열 또는 특정 방사선을 적용함으로써 수행될 수 있다.
이러한 공정 단계를 수행하는 기능적인 공정 유닛은, 동시적인 이에 따라 전체적인 효율을 향상시키는 이동 방향으로의 제한된 범위(extension)로 유지되는 것이 바람직하다. 서브시스템인 층 공급과 층 제거는 스테이지(180)가 역 이동할 때 교환되며, 도 2에서, 이동은 좌측으로부터 우측으로(화살표 73) 일어난다는 것을 주목해야 한다. 이러한 왕복 고형화 공정은 도 14 및 도 15에서 더 구현된다. 그러나, 단지 단일 방향으로만 층이 제공되고 고형화되는, 또한 층 공급 및 고형화의 수행 없이 스테이지(180)에 의해 '플라이 백(fly back)'이 수행되는 단일 방향의 고형화 공정이 수행될 수도 있다. 이는 노광 유닛(90)이 얼마나 빠르게 종단 지점으로부터 개시 지점으로 플라이 백 이동을 수행할 수 있는지에 의존할 수 있다.
고형화를 수행하기 위한 '노광 유닛'(90)에 의해 구성된 예시에서, 고형화 수단은 포일 안내 스테이지(180)의 방향으로 제한된 치수를 가질 수 있는데, 그 이유는, 이러한 방향으로의 주사 이동에 의해 유형 물체(5)의 전체 길이 치수가 구축될 수 있기 때문이다. 동시적인 층 공급(20) 및 고형화(30) 공정은 원하는 공정 시간에 추가 이득을 성취하는데 사용될 수 있다.
연속된 작동에 반하는 추가적인 이점으로서, 상기 서브공정을 수행하기 위해 사용되는 층 공급(20) 및 노광 유닛(30)이 보다 효율적으로 (100%에 근접한 시간에) 사용될 수 있다. 또한, 분리 공정 단계에서의 모든 기계 부품들은 상대적으로 작게 치수설정될 수 있기 때문에, 높은 공정 속도가 제공되어 모든 서브공정에 대해 공정 시간을 감소시킨다.
도면은 '제품 홀더'(150)에 부착된 제품(50)의 아래쪽으로 연속적으로 층을 부가함으로써 제품을 구축하는 기계를 도시한다.
'작업 영역'은 제조되는 제품(50)을 수용할 정도로 충분히 크다. 본 발명은 작업 영역이 상대적으로 클 때, 예를 들어, 약 50 x 50cm2 일 때 특히 유용하다.
도 2에서, '제품 홀더'(150)는 (도면의 좌측으로부터 우측으로) 적어도 약 50cm 길이 및 (도면의 평면에 수직인) 약 50cm의 폭의 작업 영역을 형성한다.
- 일 실시예에서, 각각 층에 대해, 수지의 층(10)을 제공(20)하고, 수지(10)를 노광(30)시키는 2개의 공정 단계가 항상 요구되며(1), 또한, 많은 용례에서, 구축된 표면으로부터 노광되지 않은 수지(10)를 해제(40)시키기도 한다(도면의 예시에서 "박리").
- 통상적으로 이러한 공정들은 전체 작업 영역에서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 태양에서, 공정들은 단지 작업 영역의 적은 부분에서만 동시에 수행될 수 있다. 이에 따라, 임의의 순간에 작업 영역의 일부를 다룰 수 있는 공정 장비(예를 들어, 노광 유닛)가 요구된다.
따라서, 도 2는 작업 영역의 적어도 하나의 길이 치수를 커버하는 단일 포일 안내 스테이지(180)를 도시하지만, 작업 영역의 상이한 부분에서 병렬로 동시에 수행되는 다중 스테이지 배열이 제공될 수 있다. 이는 총 공정 시간을 상당히 감소시킬 수 있다.
- 일 실시예에서, 3개의 공정 각각은 하기 사항에 의해 결정되는 공정 시간[TP(i), i=1..3]을 필요로 한다.
- 순수 공정 시간(net process time) TP(i): 예를 들어, 필요한 노광 시간(예를 들어 낮은 광 출력은 긴 노광 시간으로 귀결됨) 또는 공정이 수행될 수 있는 속도: 좌측으로부터 우측으로의 이동[m/s]. 다음으로, 이는 예를 들어 수지 및 제품의 특성에 의해 결정된다(예를 들어, 제품은 낮은 이동 속도를 야기하는 작은 힘에 대해서만 저항할 수 있음).
- 인입 및 인출 시간. 도 2 배열의 예시에서, 이동 공정은 고정 공정 장비와는 반대로 왕복 안내 스테이지(18)를 이동시킴으로써 도시되며, 이때, 이동되는 거리는 작업 영역의 길이 + 안내 스테이지의 길이[LPE(i)]이며, 이는 추가 공정 시간[TPE(i)=LPE(i)/v](v는 이동 속도)을 야기한다.
- 따라서, 하나의 층에 대한 총 시간은,
통상적으로 고정 시스템에서 : TP1 + TP2 + TP3
이동 스테이지를 갖출 때 : 최대(TP1, TP2, TP3)+ TPE1 + TPE2 + TPE3.
이는 바람직하게, TP1, TP2, 및 TP3가 필적될 수 있게 하고, 공정 장비가 작업 영역에 비해 작게 제조될 수 있을 때 그러하다. 따라서, 큰 작업 영역에서, 이동 포일 안내 스테이지를 포함하는 배열은 공정 시간을 감소시킬 수 있다.
스테이지의 길이 방향을 감소시키기 위해, 노광 유닛(9)의 길이는 통상적으로 제한되며, 예를 들어, 약 50cm의 작업 영역에 대해, 단지 약 6cm 길이만이 2 x 2 mm2의 요소(각각 LED+마이크로렌즈를 갖는 '픽셀')로 실현될 수 있는데, 이는 여전히 작업 영역의 폭의 mm 당 약 15 픽셀의 고해상도를 제공할 수 있다.
또한 코팅기(20) 및 박리기(40) 기구의 길이는, 또한 통상적으로 약 수 cm로 제한되는 것이 바람직하다. 코팅기 롤러에 있어서, 분배기로부터 제공된 층 체적을 조절하고 평탄화하기 위해 프로파일링된 도포기의 예시로서 융기 롤러(knurled roller; 190)가 사용되는 것이 바람직하다. 규모 있게 설계된 프로파일은, 포일에 프로파일을 가압하고 프로파일의 리세스 내에 액체를 허용함으로써 포일에 액체가 평평하게 분사되게 허용하고, 이에 따라 균일한 높이의 층이 형성되게 한다. 시스템(120)은 진동 댐핑(200) 및 보호 캡(250)과 함께 제공된다. 제어기는 시스템(120)에 의해 수행되는 방법 단계를 제어하도록 배열될 수 있다.
도 3은 개략적인 포일 안내 캐리지(181)의 개략적인 예시를 도시한다. 일 실시예에서, 포일 안내 스테이지에는 적어도 2개의 포일 안내 요소(19)가 배열되어 포함되며, 상기 포일 안내 요소는 접촉 높이(H) 및 접촉 높이로부터 소정 거리에 있는 적어도 하나의 위치를 형성함으로써, 유형 물체(5)를 따른 이동에 의해 유형 물체(5)와 접촉하면서 적어도 접촉 동안 유형 물체에 대해 고정된 대향 단부들을 갖도록, 포일(6)이 접촉 높이로 또는 접촉 높이로부터 안내한다. 스테이지는 코팅기 또는 박리기로 사용되도록 두 방향 모두로 작동되며, 이로써 기계는 양방향성 이동으로 작동될 수 있게 되는데, 이러한 실시예에서는, 완료 기구를 주사 위치의 종단부로부터 주사 위치의 개시부로 반대 방향으로 이동시킬 필요가 없게 된다. 따라서, 캐리지가 그 초기 위치로 복귀하는 사이클에서 2개의 층이 생성될 수 있다.
도 4는 캐리지(182)가 단일 방향 방식으로 작동되는 다른 실시예를 도시하는데 이때, 전후 이동은 단일 층의 생성을 야기한다.
도 5는 포일 안내 요소가 도포기 안내부(191) 및 도포기 안내부보다 작은 굽힘 반경을 갖는 분리기 안내부(192)를 포함하는 포일 안내 스테이지 배열(183)을 도시한다. 작동 이동은 화살표(73)에 의해 표시된다. 바람직하게, 양방향 모드에서, 이러한 시스템은 도포기 안내부(191) 및 분리기 안내부(192)를 안내 스테이지 방향(73)에 대해 변경시키기 위한 변경 시스템을 포함한다.
실시예는 가요성 포일의 형태의 축조 형판을 상세하게 기술하였지만, 본 발명의 범주 내에서 다른 축조 형판, 특히, 드럼, 평면 형상 등의 강성 형상이 가능할 수 있다. 또한, 통상적으로 이동 수단은 캐리지(18, 180, 181, 182, 183)로서 제공되었지만, 다른 시스템, 특히 드럼 작동 설계가 유형 물체에 대한 축조 형판의 이동을 제공할 수 있다.
다른 태양에 따르면, 신속한 시제품화(prototyping) 또는 신속한 제조 공정으로 층을 적층함으로써 3차원 모델을 구축하기 위한 장치가 제공되는데, 상기 장치는 모델을 보유하도록 배열된 스테이지(14)와, 모델에 경화성 재료의 층을 제공하도록 배열된 도포기(18)와, 경화성 재료의 층에 교차 패턴의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 경화하기 위해 배열된 제1 에너지원(9)과, 비경화된 재료를 층으로부터 교차 패턴의 밖으로 제거하기 위한 제거기와, 층을 후경화하기 위한 제2 에너지원(100)을 포함하며, 상기 제2 에너지원은 광범위 에너지원을 포함할 수 있다. 도 6은 또한, 시스템(12)이 이동가능한 포일 안내 스테이지(18)를 포함하는 본 발명의 일 태양에 따른 실시예를 도시하는데, 상기 포일 안내 스테이지(18)는 z-방향으로 횡단하여 이동가능하고, 상기 포일 안내 스테이지(18)는, 경화성 재료(3)의 층을 모델(5)에 적용하도록 모델(5)을 따라 포일(6)을 안내하기 위해 스테이지(18)로부터 돌출한 포일 안내 요소(19)를 포함한다.
다른 태양에 따르면, 제1 에너지원(9)은, 포일(6)을 통해 비경화된 재료의 층을 노광시키도록, 이동가능한 포일 안내 스테이지(18)상의 돌출 포일 안내 요소(19)들 사이에 위치될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "경화성 재료"는 예를 들어 UV 광, 레이저, (전자 비임, 감마선 또는 x선을 포함하지만 이들로 제한되지 않는) 이온화 방사선, 또는 전술된 것들의 임의의 조합에 의해 (중합됨으로써 및/또는 교차 결합됨으로써) 경화될 수 있는 임의의 재료를 포함한다. 용어 "경화성 재료"는 또한, 예를 들어 섬유 및/또는 충전재가 상호 혼합된 수지와 같은, 경화성 및 비경화성 재료 모두의 혼합물을 포함하는 복합 재료를 의미하도록 구성될 수도 있다.
부분적인 경화는 층으로부터 교차 패턴 밖으로 비경화된 재료를 제거하는 동안 교차 패턴이 안정되게 유지될 정도로 경화하는 것을 포함한다. 경화성 재료는 완전히 경화되지는 않으며, 교차 패턴 밖으로 비경화된 재료를 제거하는 단계 동안 재료가 비경화된 재료와 함께 제거되지 않게 충분히 안정화되는 정도로만 경화된다.
도 6의 도시된 실시예에서는, 완전한 경화를 위해 필요한 추가 에너지가, 후경화 단계에서 광범위 에너지원(100)에 의한 비용 효율적인 방식으로 제공될 수 있다. 교차 패턴 밖의 비경화된 재료는 가장 먼저 제거될 수 있기 때문에 광범위 에너지원(100)이 사용될 수 있다.
교차 패턴의 완전한 경화는 특정 노광 시간을 요구한다. 교차 패턴의 부분적인 경화는 낮은 정도로 패턴을 경화시키는 것을 의미한다. 완전 경화가 수행되는 동일한 파워로 에너지원이 작동될 때, 노광은 짧아질 수 있고, RM의 속도 및 RP 공정은 증가할 수 있다.
액체로부터 고체로의 UV에 의해 경화된 수지의 전이는 소위 겔화점(gel point)을 통과한다. 이 지점에서, 모든 단량체는 하나의 큰 분자를 형성하도록 화학적으로 결합된다. 추가적인 경화는 재료의 더 높은 E-모듈러스를 실현시키기 위해 더 강한 결합, 예를 들어 교차 결합을 형성한다. 부분적인 경화시의 바람직한 경화도(degree of curing)는 재료의 겔화점 정도의 또는 그 부근의 정도로 경화성 재료를 경화함으로써 형성될 수 있으며, 이때, 교차 패턴은 층으로부터 교차 패턴 밖으로 비경화된 재료를 제거하는 동안 안정되게 유지된다. 실제로, 겔화점 정도의 또는 그 부근의 정도로의 경화는, 겔화점 정도의 약 80% 내지 120%의 범위 내의 정도로 이해될 수 있다.
이러한 겔화점 경화도(pc)는 공식 pc = 2/f평균에 의해 규정된다. 이 공식에서, f평균은 단량체당 화학 결합의 수와 관련된 파라미터 평균 '상관관계(functionality)'이다. 통상적으로, f평균의 값은 약 3 내지 6의 범위에 있다. 이는 겔화점이 약 2/3 내지 1/3의 경화도(pc)에 도달된다는 것을 의미한다.
정규 생산에 사용되는 경화도는 약 0.9일 수 있다. 이에 따라, 부분적인 경화에 의한 잠재적인 생산성 이득은 약 35% 내지 170%일 수 있다. RP 및 RM에 사용되는 전형적인 경화성 재료는, 이들이 특정 정도까지 부분적으로 경화될 수 있다는 것을 특징으로 하며, 부분적인 경화 이후 특정 시간 내에 에너지가 제공된다면, 이 에너지는 재료가 완전히 경화될 때까지의 부분적인 경화를 위한 에너지가 될 것이다. 부분적인 경화 동안 제공된 에너지는 없어지지 않거나, 또는 적어도 사실상 보존된다.
또한, 교차 패턴의 적어도 일부를 경화하는 것은, 전술된 부분적인 경화와는 반대로, 경화성 재료의 층(3)의 레스터 패턴(raster pattern)의 완전 경화를 포함하고, 상기 레스터 패턴은 비경화된 재료를 보유하도록 치수설정된다. 이에 따라, 재료는 완전 경화될 수 있지만, 전체 교차 패턴 대신 레스터 패턴만이 경화될 수 있다.
레스터 패턴을 경화하기 위해 노광되는 재료의 양은 전체 교차 패턴을 경화하기 위해 노광되는 양보다 적다. 레이저원은 예를 들어 짧은 경로를 이동할 수 있는데, 이는 RP 및 RM 속도를 증가시킨다. 레스터 패턴은 또한 LED 광원의 개개의 LED들의 온 및 오프 듀티 시컨스(duty sequence)를 개선시키도록 더욱 효율적으로 활용될 수 있다. 이는 또한 LED의 출력 파워 및 구축 속도를 향상시킬 수 있다.
부분적인 경화와 교차 섹션의 적어도 일부의 경화, 예를 들어 교차 패턴의 레스터를 특정 정도로만 경화하는 것의 조합 또한 가능하다. 이는 RP 및 RM 공정을 더 가속화시킬 수 있다.
교차 패턴 밖으로 비경화된 재료를 제거하는 일 방법은 재료를 멀리 블로윙(blow)하는 것이다. 이 방법은 비경화된 재료가 건조 파우더형 구조를 가질 때 또는 저점성 액체일 때 특히 적절하다.
비경화된 재료를 제거하는 단계 동안 레스터 패턴 내에 비경화된 재료를 보유하기 위한 일 가능성은, 비경화된 재료를 보유하기 위한 모세관을 제공하도록 레스터 패턴을 치수설정함으로써 실현될 수 있다. 모세관의 기구를 사용할 때, 레스터의 치수는 예를 들어, 비경화된 재료의 점성과 관련된다.
비경화된 재료를 제거하는 단계 동안 레스터 패턴 내에 비경화된 재료를 보유하기 위한 다른 가능성은, 우선 사실상 모든 비경화된 재료를 층으로부터 제거한 이후에 레스터 패턴 내에 추가 재료를 제공함으로써 실현될 수 있다. 이는 추가 공정 단계를 도입시킨다. 그러나, 이는 또한, 모델의 표면의 요구되는 특성과 내부의 특성이 상이할 때, 층의 경화성 재료와 상이한 부가적인 재료로 물체를 충전시키는 기회를 만들어 낸다. 예를 들어, 표면은 매끄럽거나 또는 연성일 수 있는 반면, 내부는 매끄럽지 못하거나(light) 또는 강성인 것이 바람직하다. 레스터 패턴 내에 재료를 보유하기 위해 추가 재료가 점착될 수 있다.
교차 패턴의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 경화하고, 레스터 패턴 밖으로 비경화된 재료를 제거한 이후에, 층은 광범위 에너지원(100)으로 후경화될 수 있다. 광범위 에너지원(100)은 통상적으로 광범위 UV 광원, 예를 들어 UV TL 광원이지만 이로 제한되지 않는다. 그러나, 광범위 열원의 사용 또한 고려된다.
도 6은 본 발명에 따른 신속한 시제품화 또는 신속한 제조 공정에서의 층의 적층에 의해, 3차원 모델을 구축하기 위한 장치(12)의 실시예를 도시한다. 상기 장치(12)는 모델을 보유하기 위한 스테이지(14)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 스테이지(14)는 도포기(18)가 경화성 재료의 층을 모델에 제공하기 전에 z-방향으로 이동될 수 있는 이동가능한 z-스테이지(15)이다. z-방향으로의 이동은 경화성 재료의 층을 횡단할 수 있다. 도포기(18)가 이동하지 않을 동안 스테이지(14)는 상승될 수 있지만, 또한 모델(5)과 도포기(18) 사이의 거리가 증가하면 도포기(18)가 낮춰질 수도 있다. 이러한 실시예에서, 롤링 요소(17)는 z-스테이지(15)를 이동시킬 수 있다.
도 6은 모델(5)이 z-스테이지(15) 아래에 연결되고 새로운 층이 아래에서부터 적층되는 것을 도시한다. 명확성을 위해서, 경화성 재료의 층은 과장된 두께로 도시된다.
일 실시예에서, 장치(12)는 경화성 재료의 층을 모델(5)에 제공하기 위한 도포기(18)를 포함한다. 장치(12)는 비경화된 재료를 층으로부터 교차 패턴 밖으로 제거하기 위한 제거기를 더 포함한다. 도 6의 실시예에서, 도포기(18)는 모델(5)에 경화성 재료의 층을 제공하면서 층으로부터 교차 패턴 밖으로 비경화된 재료를 제거하도록 배열된다. 이는 편리하지만, 비경화된 재료를 층으로부터 교차 패턴 밖으로 제거하기 위한 대체물, 예를 들어 비경화된 재료를 송풍기로 제거하는 것도 가능하다. 이는 비경화된 재료가 건조 파우더형 구조를 갖거나 또는 저점성 액체일 때 특히 적절하다.
이러한 실시예에서, 도포기(18)는 이동가능한 포일 안내 스테이지에 의해 형성된다. 포일 안내 스테이지(18)는 z-방향을 횡단하도록 이동할 수 있다. 포일 안내 스테이지(18)의 이동은 롤링 부재(17)에 의해 이루어질 수 있다. 활주와 같은 다른 이동 방식 또한 가능하다. 포일 안내 스테이지(18)는, 경화성 재료의 층을 모델(5)에 적용하도록 모델(5)을 따라 포일(20)을 안내하기 위해 스테이지(18)로부터 돌출한 포일 안내 요소(19, 19', 19", 및 19"')를 더 포함한다. 일 실시예에서, 포일 안내 요소(19)는 4개의 롤러(21)를 포함한다.
도 6에 도시된 실시예에서, 포일(6)은, 공급 저장기(2)로부터 모델(5)에 공급되는 경화성 재료를 운반하고 모델(5)로부터 잔류물 저장기(23)로 제거된 비경화된 재료를 운반하도록 배열된다. 통상적으로, 교차 패턴 밖의 비경화된 재료는 이동 포일(6)에 점착되는데, 그 이유는, 비경화된 재료와 포일(6) 사이의 접착력이 비경화된 재료와 모델(5) 사이의 접착력보다 크기 때문이다.
도포기(18)는 경화성 재료를 저장하기 위한 공급 저장기(2) 및 층으로부터 교차 패턴 밖으로 제거된 비경화된 재료를 저장하기 위한 잔류물 저장기(23)를 더 포함할 수 있다. 저장기들은 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 개방은 충전 또는 비움을 용이하게 하는 장점을 가질 수 있다. 폐쇄된 저장기에서는, 사용 또는 재생 전의 특정 작동 상태 하에서 경화성 재료를 유지시키는 것이 용이할 수 있다. 이러한 실시예에서, 포일(6)은 폐쇄된 공급 저장기(2)로부터 모델(5)에 공급되는 경화성 재료를 운반하고 모델(5)로부터 잔류물 저장기(23)로 제거된 비경화된 재료를 운반하도록 배열될 수 있다. 이러한 실시예에서, 도포기(18)는 포일(6)을 모델(5)로, 또한 모델로부터 이동시키기 위한 액추에이터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
포일(6) 및 포일 안내 스테이지(18)는 독립적으로 이동할 수 있다. 일 작동 모드의 제1 단계에서, 포일(6)은 모델(5) 아래로 경화성 재료의 층을 제공하도록 이동된다. 이 시점에서, 경화성 재료는 아직 모델(5)과 접촉하지 않는다. 제2 단계에서는, 경화성 재료의 층을 모델(5)에 적용하고 경화성 재료를 노광시키고 비경화된 재료를 제거하기 위해 포일 안내 스테이지(18)가 모델(5)을 따라 이동한다. 제2 단계에서, 포일(6)은 z-방향을 가로지르는 모델(5)에 대해 사실상 이동하지 않는다.
일 실시예에서, 본 발명에 따른 장치(12)는 경화성 재료(3)의 층의 교차 패턴의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 경화시키도록 배열된 제1 에너지원(9)을 포함한다. 도 6의 실시예에서, 제1 에너지원(9)은 행과 열(미도시)로 배열된 복수의 개별적으로 작동가능한 LED를 포함한다. 제1 에너지원(9)은 경화성 재료(3)의 층 아래에 이동가능하게 배치되어, 경화성 재료(3)의 층에 평행한 방향으로 이동할 수 있게 된다. 제1 에너지원(9)의 이동은 또한 LED의 조명을 제어하는 제어기에 의해 제어될 수 있다. 사용시에, 제1 에너지원(9)은 시스템의 유효 해상도를 향상시키기 위해 LED 어레이(32)의 행과 열의 방향에 대해 비스듬히 연장하는 방향으로 직선으로 이동할 수 있다. 이러한 기술은 이러한 태양과 관련된 추가 정보를 위해 본원에 참조로 통합된 출원인의 명의로 공동 계류중인 출원 제EP 07150447.6호에 더욱 상세히 기술되어 있다. 제1 에너지원(9)은 포일(6)을 통해 비경화된 재료의 층을 노광하기 위해 이동가능한 포일 안내 스테이지(18)상의 돌출 포일 안내 요소(19)들 사이에 위치될 수 있다. 에너지원은 포일(6)의 안내를 향상시키기 위해 투명 플레이트, 예를 들어 유리 플레이트에 의해 커버될 수 있다.
교차 패턴의 적어도 일부를 부분적으로 경화시키고 복수의 개별적으로 작동가능한 LED를 포함하는 LED 광원을 사용한 조합이 유리할 수 있다. 이를 더 설명하기 전에, 본 발명의 실시예에 사용된 LED 광원의 예시가 보다 상세하게 기술될 것이다.
일 실시예에서, LED 광원(32)은, 다중 렌즈 어레이(미도시)를 통해 경화성 재료(3)의 층에 이미징되는, 통상적으로 약 80x120인 발광 다이오드(LED들)의 2 차원 매트릭스를 포함한다. 매트릭스의 길이는 통상적으로 약 60cm이다. LED들은, 각각의 LED에 선택적으로 연결된 복수의 전기 경로에 의해, 통상적으로 대략 나노초의 개별적인 LED의 제어 속도로 교차 패턴을 기록하도록, 개별적으로 작동될 수 있다. 이러한 예시에 따라, 제1 에너지원(9)은, 경화성 재료(3)의 층에 평행한 평면으로 연장하는, 다중 렌즈 어레이와 기판 사이의 LED의 2차원 어레이에 의해 제공될 수 있다.
전체 교차 패턴이 완전히 경화될 때, LED 광원은 통상적으로 초당 약 10cm의 주사 속도로 비경화된 재료의 층 위를 이동한다.
도 7은 물체의 단면이 클 때 일어날 수 있는 문제점을 도시하는데, 포일(6)과 물체(50) 사이의 좁은 슬릿의 모세관력은 이러한 슬릿이 좁아지게 유도한다. 이는 그 정해진 위치(P)로부터 높은 위치(Q)까지 포일을 리프팅시킬 수 있으며, 그 위치들에서의 층이 얇게 노광되게 한다(도면 부호 1010 참조). 따라서, 새로운 층은 매우 얇다. 이러한 영향은 수많은 층이 형성될 동안 축적될 수 있고, 제품의 정확도가 심각하게 저하될 수 있다. 축적된 두께 손실로, 특정 층에서, 제품을 향해 이동하는 액체층과 제품 자체 사이에 더 이상의 접촉이 이루어지지 않는다면, 심지어 구축 공정이 중단될 수 있다. 이러한 문제의 해결책으로는, 포일을 가로질러 압력차를 형성함으로써 포일상에 보상 하향력(compensating downward force)을 가하는 것이 있다.
이는, 포일 아래에, 보다 구체적으로 노광 유닛 주위에 진공 챔버(210)를 부가함으로써 수행될 수 있다. 연결 튜브(211)에 흡입부(213)를 적용함으로써 챔버의 내부(212)에 감압(underpressure)이 적용된다.
실시예에서, 챔버(210)는, 슬릿에서 포일이 아래로 부풀어오지 못하도록 노광 헤드(30) 주위에 근접하게 끼워진다(예를 들어, 1mm 폭의 슬릿). 놀랍게도, 슬릿이 좁음에도, 포일 리프팅의 문제를 방지하기 위해 요구되는 감압은 매우 작으며, 통상적으로 10mbar 이하이다. 분석시에, 감압은 노광 헤드(30)의 전 영역에 효율적으로 작용한다는 것이 발견되었다.
도 8에는 일부 나머지 부분의 포일 리프팅부(66)가 도시된다. 이는, 수지가 이미 이에 노광되고 (이 도면에서 노광 헤드는 우측에서 좌측으로 이동함) 수지가 모세관력에 저항할 정도로 충분히 강함에 기인하여 통상적으로 발생하지는 않지만, (예를 들어, 사용된 수지의 경화 속도에 따라) 리프팅이 아직 발생하지 않은 경우라면, 이는, 포일이 아래로 부풀어오지 못하도록 챔버로부터 포일 아래로 감압이 통과되게 슬릿을 항상 작게(~1mm) 유지시키는데 주의를 기울이면서, 진공 챔버를 연장하거나 추가 진공 챔버를 부가함으로써 보수될 수 있다.
도 9는 노광 헤드 연장부(900)의 상부 측부(901)를 형성하는 천공 플레이트를 예시적으로 도시한다.
포일의 넓은 영역을 매우 작은 감압으로 제어하여 유지시키는 전술된 방식이, 반드시 노광 헤드 주위가 아니라 가상력(spurious force)이 포일을 그 정해진 위치로부터 이동시키려는 경향이 있는 모든 이러한 경우의 여러 실시예에 적용될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 매우 작은 감압이, 예를 들어 포일(6)이 물체(50)의 최종 경화층으로부터 분리되는 지점에 또는 그 부근에 또는 박리 롤러의 지점에 또는 그 부근에 사용되는 진공 챔버 또는 진공을 통해 적용될 수 있다. 감압을 안정화시키기 위해서, 진공 챔버 연장부(900)는 바람직하게 포일에 근접한 벽을 가짐으로써, 이곳의 누설을 작게 유지시킨다.
도 10은 수지 증발이 최소화되는 실시예를 도시한다. 증발을 감소시키기 위해서, 포일이 물체(50)로부터 바로 분리되는(또는 박리되는) 영역에서 포일로부터 수지를 제거하는 것이 유리하다. 이는, 코팅기 조립체(20) 또는 박리기 조립체(40)와 함께 이동하는 제거기 또는 스퀴지(squeegee; 1001)를 부가하여 재료의 저장기(1002)를 형성함으로써 수행될 수 있다. 바람직하게, 이러한 스퀴지는 포일(6)과 대략 10°의 알파각(angle alpha)을 형성한다. 이러한 대략적인 각도는 일 방향의 최적의 스크래핑 역량을 가지며, 이러한 역량은 수지가 대향 방향으로 통과되게 허용함으로써, 기계의 에지로 포일상에 남은 임의의 수지를 밀어내기보다는 이를 회수한다는 것이 발견되었다.
스퀴지(1001) 및 포일(6)의 상향 이동 부분에 의해 도처로 둘러싸임에 기인하여 참조 번호 1002가 저장기를 형성한다는 것을 주목해야 한다. 스퀴지(1001)는 낮을 롤러(190)의 샤프트를 통과시키기 위해 개방부를 갖는 연장부 및 샤프트 통과부 주위의 밀봉부를 포함할 수 있다. 양방향성 실시예에서, 저장기(1002)는 캐리지(180)의 각 측부상에 형성된다. 또한, 액체층은 롤러[예를 들어, 마이어 바(Meyer bar)](190)를 포일 안내 스테이지의 각 측부상에 제공할 수도 있다.
실시예에서, 코팅기 바(마이어 바)에 의해 제공되는 액체층의 두께는 적어도 다음 층의 두께와 동일하지만, 바람직하게는 이보다 약간 두껍다. 예를 들어, 50㎛의 층으로의 구축에 있어서, 액체층 두께의 양호한 값은 약 70 내지 80㎛이다. 따라서, 액체층과 함께 포일이 물체를 향해 이동할 때, 물체상의 이전 층과 포일 사이의 50㎛의 간격은 액체 수지로 완전히 충전된다. 수지의 잔여분(20 내지 30㎛)은, 물체를 향해 포일을 리프팅시키는 롤러의 전방으로 전향하여 가압되거나, 지금까지 구축됨에 따라 물체에 존재할 수 있는 공간으로 측방향으로 가압된다.
마이어 바의 저장기 측부로부터 마이어 바의 노광 유닛 측부로 마이어 바의 리세스 내에 운반된 수지의 양이 액체층의 원하는 두께(예를 들어, 70 내지 80㎛)를 제공하기에 충분하도록, 액체층(예를 들면, 마이어 바)을 제공하는 롤러는 융기되거나 또는 프로파일링되는 것이 바람직하다. 리세스 내의 액체는 마이어 바를 넘어 포일상에 단지 부분적으로 남아 있고, 일부는 마이어 바에 남아 있다. 따라서, 리세스의 크기는 실험적으로 결정되어야 한다.
도 11은 수지가 가열되는 실시예를 구현하고, 수지의 작동 온도 상태를 개선시키기 위한 배치 및 가열을 위해 사용되는 장비를 도시한다.
포일로부터의 분리와 노광 사이의 양호한 작업을 위한 구축 공정에 있어서, 수지는, 새롭게 형성된 층이 물체의 사전 구축 층에 부착되도록 특정 정도로 경화되어야 한다. 많은 수지, 예를 들어, 365nm에 노광된 DSM 소모스(Somos) 8120(에폭시 아크릴레이트)에 있어서, 경화는 높은 온도에서 빠르게 진행된다. 사실, 실시예에서, 전술된 수지가 상온보다 높은 온도에서 사용될 때, 바람직하게는 대략 30 내지 40℃로 사용될 때, 작업은 양호하게 수행될 수 있다는 것이 발견되었다. 따라서, 상온보다 높은 온도로 수지를 가열하여 공급하는 것이 유리하다(노광과 분리 사이에 짧은 시간을 허용함). 놀랍게도, 노광 헤드의 상당한 근접부에, 포일의 하측부(액체 접촉하지 않는 측부)와 열접촉을 유지하게 될 작은 가열 바(301a, 301b)를 포함할 수 있다는 훌륭한 해결책이 발견되었다. 양방향성 작동에 있어서, 노광 헤드(30)의 대향 측부상에 제2 히터(301b)가 추가될 수 있다.
바람직하게, 히터 바(301)는 노광 헤드의 근접부에 위치되어 가열 영역을 작게 유지시키고 총 시스템을 소형으로(또한 결과적으로 신속하게) 유지시킨다. 또한 진공 챔버의 경우에, 히터 바(들)는 진공 챔버의 내부 또는 외부에 갖춰질 수 있다.
최초 견해에서, 포일은 매우 짧은 시간 동안[예를 들어, 0.2초(히터 바의 폭은 2cm, 이동 속도는 10cm/s)]에만 바와 접촉하기 때문에 이러한 작은 바는 충분한 온도 증가를 유발하지 않을 것이라고 생각할 수 있지만, 우리는 이러한 작은 바가 충분한 온도 증가를 유발한다는 것을 발견하였다. 분석은, 수지와 포일이 얇은 것에 기인하여(예를 들어, 총 0.2mm), 이 정도의 시간이, 바의 가열이 수지층과 함께 포일을 침투하기에 충분한 시간이라는 것을 보여주었다. 이를 성취하기 위해 바의 온도가 타겟 온도보다 많이 높을 필요는 없다. 예를 들어, 30℃의 포일 및 수지 온도를 성취하기 위해서는 통상적으로 약 40℃인 히터 바 온도가 요구된다.
히터 바는 높은 열 전도도를 갖는 재료가 바람직하다. 예를 들어, 내부의 전기 히터에 의해 가열된 알루미늄 하우징(예를 들어, 대략 2 X 2cm의 사각 튜브)일 수 있다.
실시예에서, 지금까지 구축된 물체의 하측부 및 노광 유닛의 상부는 타겟 온도(예를 들어, 30℃)로 또는 그 정도의 온도로 있다. 이러한 상태는 수많은 사이클이 수행된 이후에 자동적으로 발생한다. 따라서, 이러한 실시예의 구축 공정은 수많은 '더미(dummy)' 사이클, 즉 노광이 수행되지 않고 z-스테이지(150)의 수직 이동이 수행되지 않는 사이클을 수행함으로써 개시될 수 있다. 이는 플랫폼(150)의 하측부 및 노광 유닛의 상부를 원하는 공정 온도로 가열시킨다. 다르게, 실제 구축 공정을 개시하기 전에 이러한 부분들을 예열하기 위해 다른 가열 수단이 사용될 수 있다.
예를 들어, 가열 요소가 플랫폼(150)에 구축될 수 있는데, 노광 유닛의 상부와 플랫폼 모두의 예열은 노광 헤드에 근접한 (예를 들어 1mm 이하 거리) 플랫폼으로 수행된다.
발열 수지 :
대부분의 수지의 경화 공정은 발열 공정으로서, 경화 공정에서 열이 발생한다. 따라서, 가열 바에 의해 요구되는 가열량은 처리되는 수지에 따라 변할 것이다. 공정 온도가 너무 많이 오르지 않도록 심지어 약간의 냉각이 요구될 수 있다. 따라서, 히터 바는 내부의 냉각 요소와 함께 제공될 수 있으며, 가열/냉각의 양은 예를 들어, 노광 유닛의 상부에 구축되는 온도 센서에 기반하여 (자동으로 또는 수동으로) 제어될 수 있다. 유사하게, 물체 플랫폼은 히터뿐 아니라 냉각 요소를 포함할 수 있다.
이러한 가열 방법은, 예를 들어 수지 저장기 및 기계의 여러 이동 유닛을 상승된 온도로 유지시키는 대형 가열 시스템에 대해 매우 바람직하다. 본 발명의 가열 방법은 총 시스템의 가열 부분을 가능하면 작게 유지시키기 때문에 상당히 낮은 파워를 요구한다. 다른 이점으로는, 수지가 공정 단계 동안 (분리를 통해 노광로부터) 상승된 온도로 있는 것이 유리할 때 상승된 온도로만 있게 된다는 것에 있으며, 수지는 이후에 바로 냉각될 수 있기 때문에, 결과적으로 비노광된 수지의 에이징, 증발, 또는 열 경화와 같은 임의의 원치 않는 영향을 방지할 수 있게 된다.
도 12는 롤러의 반경이 구체적으로 도시된 도면을 도시한다. 또한, 도 12는 롤러의 외측에 제공된 베어링(198)을 도시한다. 박리 롤러의 최적 반경(r)은 10mm보다 작은 범위로 제공된다. 큰 반경(r)이 점진적인 '완만한(gentle)' 박리를 제공하기 때문에 최종 경화층의 포일로부터의 분리에 충분한 시간을 허용하는 것으로 예상되지만, 놀랍게도, 작은 반경이 최종 경화층을 손상시키지 않고 높은 분리 속도를 허용하여 작업을 양호하게 한다는 것이 발견되었다.
대략 10mm 이하의 반경, 통상적으로는 심지어 대략 6mm 이하의 반경이 바람직하다. 또한, 작업 영역의 넓은 폭(예를 들어 50cm)과 조합된 작은 직경은 롤러 구조의 강성에 문제를 야기할 수 있다. 롤러는 포일의 장력에 저항해야 하며, 계속해서 곧게 유지되어야 한다. 롤러의 중심을 통과하는 샤프트는 통상적으로 충분하게 강성이지 않다. 박리 롤러는 외측에서 베어링에 의해 지지되는 것이 바람직하다. 이들은 원하는 직진도(straightness)를 성취하기 위해 필요시에 롤러의 길이를 따라 많은 위치에 위치될 수 있다. 도 12에서, 외측 베어링은 강성 박리 유닛 프레임(195)상에 지지되는 마찰 베어링(198)으로서 도시되는데, 물론 임의의 다른 형태의 베어링, 특히 롤러 베어링도 사용될 수 있다. 실시예에서는 적어도 4개의 베어링이 사용된다. 다른 실시예에서는, 박리 유닛 프레임의 수평 플로어상에 적어도 하나의 베어링이 위치되며, 박리 유닛 프레임의 수직 벽상에 적어도 하나의 베어링이 위치된다.
포일은 도 11의 클램프(501)에 의해 길이방향으로 클램핑될 수 있다. 소정 장력하에서 포일의 길이를 유지시키기 위해 기구(미도시)가 제공될 수 있다. 최적 장력은 포일의 두께 및 형태에 의존하지만, 포일 폭의 cm 당 약 10N(50cm의 포일 폭에 대해 500N)일 수 있다. 이러한 장력은, 이를 필요로 하는 영역, 즉, 물체 접촉 높이(도 1의 H)에 있는 부분에 걸쳐 포일을 평평하게 유지시킬 수 있다. 상당한 길이방향의 장력은, 그 측부 에지를 포함하는 이러한 영역 전체에 걸쳐서 포일을 평평하게 유지시키기에 충분할 수 있어서, 측부 에지상에 클램프 또는 다른 장력 장치를 필요로하지 않을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 포일은 또한 통상적으로(그러나 제한적이지는 않음, 정확히 어떠한 포일 특성이 이러한 점을 결정하는지는 완전히 이해되지 않음), 클램프(501)에 의한 길이방향의 장력이 관련 영역 전체에 걸쳐 포일을 평평하게 유지시키기에는 불충분한, 낮은 탄성 모듈러스를 갖는 형태이다. 특히, 이러한 실시예의 측부 에지는 상향 또는 하향으로 이동하거나 또는 정해진 평면으로부터 주름지는 경향을 보일 수 있다. 이러한 경우의 해결책이, 측부 클램프에 더해 발견될 수 있는데, 이는 하기의 형태 또는 다른 형태 중 하나를 취할 수 있다.
포일의 에지는 균일한 간격, 예를 들어 2cm의 구멍으로 천공되고, 노광 유닛 캐리지상에 대응하는 스프로킷 휠들이 제공되는데, 그 적어도 하나가 포일의 각 측부에 대해 제공되어 그 치가 천공부에 결합하고, 상기 스프로킷 휠은 예를 들어 스프링에 의해 외향으로 가압됨으로써 포일 에지상에 외향력을 가해 노광 유닛 위의 포일에 폭 방향 장력을 제공한다.
실시예에서, 단순한 스프로킷 휠은 톱니 모양의 벨트로서 개선되고, 이들의 치는 포일 천공부에 결합하며, 이는 포일 평면에 평행하게 이어진 특정 길이(예를 들어 5 내지 20cm)를 갖는다.
수많은 이동가능한 기계적 파지부들이 포일의 측부를 따라 기계 프레임상에 위치될 수 있다. 각각의 파지부는 전방에 형성되어 포일의 에지를 파지하며, 파지부의 전방부의 포일이 높이 레벨(H)에 있는 동안 포일 에지상에 외향력을 가한다. 이에 따라, 이때부터, 리프팅 롤러(lifting roller; 19)는 박리 롤러(19)가 파지부의 전방에 도달하기 바로 전까지 파지부의 전방을 통과한다.
흡입 클램프가 포일 위에 제공될 수 있다. 클램프는, 작업 영역(물체 구축 영역)의 길이와 대략 동일한 길이를 갖는, 작업 영역의 각각의 측부상의 길고 좁은 장치이다. 각각의 클램프의 바닥 표면은 통상적으로 감압 챔버에 의해 역행되는 다공성 재료에 의해 구현되는 흡입면이다.
포일 에지의 일부가 하부 레벨로부터 흡입 클램프와 접촉하는 레벨(H)로 리프팅되자마자, 포일의 이러한 단편은 클램프에 대해 흡입되어 유지되어 더 이상 이동할 수 없게 된다. 리프팅 롤러에서, 포일은 장력 하에 있으며, 또한 이에 따라 포일은 측방향으로 신장되고, 이러한 측방향 신장 상태에서, 2개의 에지 모두는 흡입 클램프에 대해 고정된다. 클램프에 기인하여, 포일은 리프팅 롤러가 통과된 이후에도 측방향으로 신장된 채로 남아 있다.
흡입 클램프를 갖출 때와 같은 동일 효과가 흡입 표면 대신 점착성 표면에 의해 실현될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 1mm 두께의 깨끗한 연성의 실리콘 시트가 많은 포일 재료에 대해 점착성 있게 작용한다. 이러한 점착성 재료가 강성 클램프 프레임상에 장착된다며, 또한 리프팅 롤러가 리프팅되어 점착성 재료에 대해 포일 에지를 가압하도록 위치된다면, 원하는 측방향 신장 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 13은, 단지 액체층(10)으로부터 멀리 떨어져 있는 필름의 측부만이 광학적으로 투명할 필요가 있다는 것이 발견되었다는 점에 기인한 흥미로운 세부 사항을 도시하는데, 놀랍게도, 표면상에 가해진 수지에 의한 습윤성(wetting)으로 그 확산성이 제거됨에 기인하여, 액체층(10)을 향하는 측부의 확산성이 허용될 수 있게 되었다. 이는 포일에 대한 제조시 요구 조건을 감소시킬 수 있다.
포일(6)은, 노광되는 수지와 노광 헤드(38) 사이에 노광되는 광학 경로를 형성하여 광 전달에 영향을 미친다. 도 13a에 도시된 실시예에서, 노광 헤드는 수지층(10)의 중간에 뚜렷한 포커스(focus; 401)를 제공하도록 배열될 수 있다(도 13a 참조). 이러한 실시예에서, 광학 경로의 확산성 [매트(matte)] 구조는 양호하지 않다. 예를 들어, 포일의 상부 표면 또는 매트 바닥은 도 13b에 도시된 바와 같은 광 산란을 제공할 것이다. 유사하게, 포일의 벌크 재료의 확산성(도 13c 참조)은 뚜렷한 포커스(401)를 소실시킬 수 있는 광 산란을 유도할 것이다.
일 측부상에서 매트인 포일로 실험이 진행되었다. 도 13b를 참조하여, 매트 측부를 상향으로 놓고, 산란 효과를 작게 유지시켰다. 놀랍게도, 매트 상부 표면에서의 산란은 수지층이 상부 표면에 가해지는 순간 제거되는 것이 관찰되었다. 놀랍게도, 본 발명의 특정 실시예에서는, 포일 표면(및 벌크)들 중 단 하나의 포일 표면만이 광학적으로 투명하게(비확산성)될 필요가 있었으며, 다른 표면은 매트이도록 허용될 수 있었다. 이후, 매트 측부는 수지 접촉 측부로서 사용되었다. 이러한 발견은, 2개의 모든 표면상에서 광학적으로 투명한 포일을 생성하는 것이 상당히 곤란하다는 이유에서 중요하다.
액체층을 향하는 포일 측부는 (완전하게 또는 부분적으로) 경화된 수지로부터 용이하게 분리되어야 한다는 것에 주목해야 한다. 이러한 상태와 직면하는 재료는 TPX(벌크), 실리콘(상이한 재료의 포일상의 코팅으로서 적용됨) 및 용이한 분리를 허용하는 다른 재료를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
본 발명의 방법 및 시스템은, 약 365 내지 375nm의 UV 광의 노광을 사용하여, 아크릴레이트 및 에폭시(및 에폭시 아크릴레이트) 수지로 성공적으로 시험되었다. 상업적 유형으로는 DSM 소모스 8120(에폭시 아크릴레이트) 및 엔비전테크 R5 프로팩토리(Envisiontec R5 Profactory)(아크릴레이트)가 있다.
이러한 표면들이 매우 매끄러울 때, 반 데르 발스력에 기인하여 발생할 수 있는 포일의 하측부와 노광 헤드의 상부 측부 사이의 점착을 방지하기 위해서, 활석 분말 또는 이와 유사한 것을 이용한 매우 경미한 러빙이 가해질 수 있다.
도 14는 양방향성 실시예의 추가적인 기재를 제공한다. 전술된 바와 같이 단일 방향성 방식이나 양방향성 방식으로 고형화 방법이 적용될 수 있지만, 양방향성 사용은, 모든 공정 캐리지가 새로운 사이클이 개시되기 전에 그 개시 위치로 다시 복귀해야만 하는 것을 막음으로써 공정 시간을 줄일 수 있다는 이점이 있을 수 있다. 대신, 일 방향으로 통과된 이후에, 캐리지(들)는 즉각적으로 역방향을 향할 수 있고, 반대 방향으로의 공정을 개시할 수 있다.
양방향성 실시예의 일 예시에서, 기계의 특정 요소는 거울형 대칭으로 구성될 수 있는데, 이로써 이러한 요소들은 방향이 전환될 때 기능을 전환시킬 수 있다. 도 14를 참조하여, 이는 하기와 같이 설명될 수 있다.
- 본원에 도시된 바와 같이, 우측으로부터 좌측 방향(74)으로 제1 공정 단계가 수행된다. 하부 롤러(19aL)는 액체층을 제공하는 기능을 갖고, 상부 롤러(19aH)는 코팅된 포일을 레벨(H)까지 리프팅시키는 기능을 갖는다.
- 롤러(19aL 및 19aH)에 대향하는 노광 헤드(30)의 측부 상에서, 상부 롤러(19bH)는 박리 롤러의 기능을 갖고, 하부 롤러(19bL)는 낮은 레벨(H0)로 포일을 다시 안내하는 기능을 갖는다(도 1에 도시됨).
- 단일 사이클이 우측으로부터 좌측으로 완전히 수행된 이후에(포일은 제품으로부터 완전히 박리됨), 좌측으로부터 우측으로 새로운 사이클이 즉시 개시될 수 있다. 이제 롤러(19bH 및 19aH)의 기능을 교체되고, 롤러(19bL 및 19aL)의 기능은 교체된다.
- 이에 따라, 상부 롤러(19bH 및 19aH)는 리프팅 및 박리 기능 모두에 적절하도록 설계될 수 있다. 도 12와 결부되어 설명되는 바와 같이, 이러한 제약은, 박리기 롤러 반경이 작은 것이 유리함에 따라, 예를 들어 롤러 직경에 대해서 절충된 설계를 유도할 수 있다.
- 이 경우, 도 5와 결부되어 기재된 전환가능한 해결책이 사용될 수 있다. 또한, 하부 롤러(19aL 및 19bL)는 정확한 두께의 액체층을 제공하면서 포일을 안내하기 위해 적절하도록 배열될 수 있다. 양 측부(X2a 및 X2b)에 저장기가 갖춰질 수 있다.
심지어 단일 방향을 사용하는 경우에도 (바람직하게는 수지가 스퀴지에 의해 형성된 공간 내에 보유되어야 하는 경우에도) 스퀴지(X4a 및 X4b) 모두가 갖춰지는 것이 바람직하다는 것을 주목해야 한다.
양방향성 실시예의 일 예시에서, 전술된 단일 캐리지와는 달리, 노광 유닛(180c)을 위해 또한 노광 유닛(180a와 180b)의 양측부상의 장비를 위해 분리 캐리지가 사용될 수 있다.
이는, 캐리지들 사이의 거리가, 상이한 서브공정을 위해 필요한 시간에 의존하여 이동 방향에 대해 최적화될 수 있다는 장점을 갖는다.
일 예시는, 박리 공정에 저항하기에 충분한 강성을 수지에 제공하기 위해, 노광과 박리 사이에 약간의 경화 시간이 요구된다는 것을 나타낸다. 이에 따라, 일 바람직한 구조에서, 노광 유닛은 코팅 유닛에 바로 이어지지만, 박리 이전에 요구되는 경화 시간에 대응하여, 박리기 롤러는 노광 유닛과 특정 거리를 두고 이어진다. 2개의 공정 방향(74 및 73)에 대한 유닛들 사이의 상이한 거리가 도 15에 도시된다.
주어진 상세한 도면, 특정 예시 및 특정 형상은 단지 설명을 위한 것이다. 본원에 기술되고 도시된 장치(12, 120)의 특정 실시예는 모델(5, 50)을 거꾸로 구축하는 것과 관련되지만, 본 발명의 교시는 바른 배향으로 또는 임의의 다른 배향으로 모델을 구축하는 장치에 적용될 수 있다. 본 발명의 태양은 또한 선택적인 레이저 소결(SLS) 및 음향 리소그래피(SLA)와 같은 통상적인 RP 및 RM 기술을 위한 장치에 적용될 수도 있다. 상기한 설명에서, 본 발명은 본 발명의 실시예의 특정 예시를 참조하여 기술되었다. 그러나, 다양한 수정 및 변경이 첨부된 청구항에 기재된 본 발명의 넓은 사상 및 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 또한, 물체는 임의의 적절한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 또한, 본 발명은 프로그램가능하지 않은 하드웨어에 구현되는 유닛 또는 물리적 장치로 제한되지 않고, 또한 적절한 프로그램 코드에 따라 작동됨으로써 원하는 장치 기능을 수행할 수 있는 프로그램가능한 장치 또는 유닛에 적용될 수도 있다. 또한, 장치는 수많은 장치에 걸쳐 물리적으로 분배될 수 있지만, 단일 장치로서 기능적으로 작동할 수 있다. 또한, 개별적인 장치를 기능적으로 형성하는 장치는 단일의 물리적 장치에 통합될 수 있다. 그러나 다른 수정, 변경 및 대체 또한 가능하다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미라기보다 예시된 것으로 평가되어야 한다. 특정 실시예가 본 발명의 다른 태양으로서 특정의 선택적 특징부를 상술하지만, 물리적으로 불가능하거나 또는 달리 특정하여 지시되지 않은 이상, 이러한 상술은 이러한 특징부의 모든 조합을 포함하며, 이를 구체적으로 기재한 것으로 의도된다.

Claims (17)

  1. 유형 물체(5)의 층단위 생산을 위한 방법이며,
    축조 형판(6)을 제공하는 단계와,
    방법 사이클을 반복적으로 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 방법 사이클 각각은
    유형 물체와 접촉하지 않는 제한된 높이의 축조 형판상에 액체층을 제공하는 단계와,
    연속적인 상기 액체층의 소정 영역의 고형화를 위해, 연속적인 상기 방법 사이클을 수행할 수 있도록, 축조 형판을 유형 물체에 대한 소정 위치까지 서로 간의 상대 이동에 의해 이동시키는 단계와,
    액체(3)의 층(10)의 소정 영역을 고형화하는 단계와,
    유형 물체(5)의 고체층(14)을 획득하기 위해 유형 물체로부터 고형화되지 않은 부분을 제거함으로써 고체층이 소정 형상을 갖게 하는, 고형화되지 않은 부분을 제거하는 단계를 포함하며,
    상기 방법 사이클 중 적어도 하나에 있어서, 상기 축조 형판의 상기 이동과 상기 소정 영역의 상기 고형화는 동시에 발생하도록 수행되는
    층단위 생산을 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 층 공급 및 상기 고형화는 또한, 층(14)의 특정 부분의 고형화가 축조 형판상의 액체층의 공급과 동시에 발생하도록 수행되는
    층단위 생산을 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    축조 형판은 가요성 포일(6)을 포함하며, 상기 가요성 포일은, 가요성 포일(6)의 액체 접촉 측부의 시간에 따라 변화하는 접촉 부분이 층(10)의 상기 특정 부분을 고형화하기 위해 유형 물체와 접촉하도록 만곡되는
    층단위 생산을 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    안내 수단(18)은 가요성 포일의 액체 접촉 측부의 시간에 따라 변화하는 접촉 부분을 형성하기 위해 액체 접촉 측부와 대향하는 가요성 포일(6)의 측부와 가압 접촉하게 되는
    층단위 생산을 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가압 접촉은, 유형 물체에 대해 고정된 대향 단부들을 갖는 가요성 포일(6)을 따른 안내 수단(18)의 활주에 의해 실현되는
    층단위 생산을 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    교차 패턴(5)의 적어도 일부를 안정시키기 위해 제1 에너지원(6)으로 액체층의 물체의 교차 패턴(5)의 적어도 일부를 고형화하는 단계와,
    층으로부터 교차 패턴(5) 밖으로 비고형화된 재료를 제거하는 단계와,
    제2 에너지원(9)으로 층을 후고형화하는 단계를 더 포함하며,
    제2 에너지원(9)은 광범위 에너지원(10)인
    층단위 생산을 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    교차 패턴(5)의 적어도 일부를 고형화하는 단계는 경화성 재료(3)의 층에서 레스터 패턴(11)을 경화하는 단계를 포함하고, 상기 레스터 패턴(11)은 비경화된 재료를 보유하도록 치수설정되는
    층단위 생산을 위한 방법.
  8. 유형 물체(5)의 층단위 생산을 위한 시스템이며,
    유형 물체와 접촉하게 될, 유형 물체와 접촉하지 않는 제한된 높이의 액체층을 제공하도록 배열된 축조 형판(6)과,
    유형 물체(5)의 고체층(14)을 획득하도록 액체(3)의 층(10)의 소정 영역을 고형화함으로써 고체층이 소정 형상을 갖게 하는 고형화 수단(9)과,
    층으로부터 교차 패턴 밖으로 비경화된 재료를 제거하기 위한 제거 수단과,
    연속적인 상기 액체층의 소정 영역의 고형화를 위해, 축조 형판을 유형 물체에 대한 소정 위치까지 서로 간의 상대 이동에 의해 이동시키는 이동 수단(18)을 포함하는, 층단위 생산을 위한 시스템에 있어서,
    상기 시스템은, 상기 층의 소정 영역을 고형화하는 동안 상기 액체층과 유형 물체(5)를 접촉시키도록 상기 축조 형판(6)과 상기 고형화 수단(9)을 동시에 이동시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는
    층단위 생산을 위한 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    시스템은 또한, 층(14)의 특정 부분의 고형화가 축조 형판의 액체층의 공급과 동시에 발생하도록 상기 층 공급 및 상기 고형화가 수행되도록 배열되는
    층단위 생산을 위한 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    축조 형판은 가요성 포일(6)을 포함하며, 상기 가요성 포일은, 가요성 포일(6)의 액체 접촉 측부의 시간에 따라 변화하는 접촉 부분이 층(10)의 상기 특정 부분을 고형화하기 위해 유형 물체와 접촉하도록 만곡되는
    층단위 생산을 위한 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    축조 형판(6)은 안내 수단(18)을 포함하고, 안내 수단은 가요성 포일의 액체 접촉 측부의 시간에 따라 변화하는 접촉 부분을 형성하기 위해 액체 접촉 측부와 대향하는 가요성 포일(6)의 측부와 가압 접촉하게 되는
    층단위 생산을 위한 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    안내 수단(18)은 그 위에 배치된 적어도 2개의 포일 안내 요소(19)를 포함하는 포일 안내 스테이지를 포함하며, 상기 포일 안내 요소는, 접촉 높이(H) 및 접촉 높이로부터 소정 거리에 있는 적어도 하나의 위치를 형성함으로써, 유형 물체(5)를 따른 이동에 의해 유형 물체(5)와 접촉하면서 적어도 접촉 동안 유형 물체에 대해 고정된 대향 단부들을 갖도록, 포일(6)을 접촉 높이로 또는 접촉 높이로부터 안내하는
    층단위 생산을 위한 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    포일 안내 스테이지는 층 체적의 조절 및 평탄화를 위한 도포기 시스템을 더 포함하는
    층단위 생산을 위한 시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    유형 물체(5)를 보유하기 위해 배열된 스테이지(14)를 더 포함하고, 상기 스테이지는 경화성 재료(3)의 층을 제공하기 전에 z-방향으로 유형 물체(5)를 이동시키기 위한 이동가능한 z-스테이지(15)인
    층단위 생산을 위한 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 고형화 수단(9)은 경화성 재료(3)의 층의 교차 패턴의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 경화하기 위해 배열된 제1 에너지원(6)을 더 포함하고,
    에너지원(6)은 포일(20)을 통해 비경화된 재료의 층을 노광하기 위해 이동가능한 포일 안내 스테이지(18)상의 돌출 포일 안내 요소(19)들 사이에 위치되는
    층단위 생산을 위한 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 고형화 수단(9)은
    상기 축조 형판으로부터 상기 고체층을 분리하기 위한 분리 수단(18, 19', 19")과,
    층의 후경화를 위한 제2 에너지원(9)을 더 포함하며,
    제2 에너지원(9)은 층의 후경화를 위해, 이동가능한 포일 안내 스테이지(18)상에 위치되는 광범위 에너지원(10)을 포함하는
    층단위 생산을 위한 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    제1 에너지원(6)은 복수의 개별적으로 작동가능한 LED를 포함하는
    층단위 생산을 위한 시스템.
KR1020117017080A 2008-12-22 2009-12-18 3차원 물체의 층단위 생산을 위한 장치 및 방법 KR20110104532A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08172644A EP2199067A1 (en) 2008-12-22 2008-12-22 Additional light source
EP08172644.0 2008-12-22
EP09164821.2 2009-07-07
EP09164821A EP2272653A1 (en) 2009-07-07 2009-07-07 Method and apparatus for layerwise production of a 3D object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110104532A true KR20110104532A (ko) 2011-09-22

Family

ID=42287968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117017080A KR20110104532A (ko) 2008-12-22 2009-12-18 3차원 물체의 층단위 생산을 위한 장치 및 방법

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8905739B2 (ko)
EP (1) EP2379310B1 (ko)
JP (1) JP5873720B2 (ko)
KR (1) KR20110104532A (ko)
CN (1) CN102325644B (ko)
BR (1) BRPI0923627A2 (ko)
CA (1) CA2747854C (ko)
RU (1) RU2555281C2 (ko)
WO (1) WO2010074566A1 (ko)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8678805B2 (en) 2008-12-22 2014-03-25 Dsm Ip Assets Bv System and method for layerwise production of a tangible object
US8777602B2 (en) 2008-12-22 2014-07-15 Nederlandse Organisatie Voor Tobgepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Method and apparatus for layerwise production of a 3D object
EP2379310B1 (en) 2008-12-22 2018-11-28 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method and apparatus for layerwise production of a 3d object
GB0917936D0 (en) 2009-10-13 2009-11-25 3D Printer Aps Three-dimensional printer
JP5699365B2 (ja) 2009-12-17 2015-04-08 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． カチオン系光重合開始剤トリアリールスルホニウムボレートを含む積層造形用液状放射線硬化樹脂
DE102010008960A1 (de) * 2010-02-23 2011-08-25 EOS GmbH Electro Optical Systems, 82152 Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts, das sich insbesondere für den Einsatz in der Mikrotechnik eignet
EP2629961B1 (en) * 2010-10-22 2015-09-02 DSM IP Assets B.V. Additive fabrication apparatus and method of layerwise production of a tangible object
EP2447044B1 (en) 2010-11-01 2014-01-08 DSM IP Assets B.V. Apparatus and method of additive fabrication comprising a reciprocable foil guiding system
US9862146B2 (en) 2011-06-15 2018-01-09 Dsm Ip Assets B.V. Substrate-based additive fabrication process and apparatus
CN103619566B (zh) * 2011-06-22 2017-04-05 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 用于箔从材料层分离的设备和方法
US9075409B2 (en) 2011-06-28 2015-07-07 Global Filtration Systems Apparatus and method for forming three-dimensional objects using linear solidification
DK2726264T3 (en) 2011-06-28 2017-02-27 Global Filtration Systems Dba Gulf Filtration Systems Inc Apparatus for forming three-dimensional objects using an ultraviolet laser diode
US9802361B2 (en) * 2011-08-20 2017-10-31 Zydex Pty Ltd Apparatus and method for making an object
WO2013177620A1 (en) * 2012-05-29 2013-12-05 Zydex Pty Ltd Device for making an object and a method for making an object
US20150102531A1 (en) 2013-10-11 2015-04-16 Global Filtration Systems, A Dba Of Gulf Filtration Systems Inc. Apparatus and method for forming three-dimensional objects using a curved build platform
KR102348270B1 (ko) * 2013-11-14 2022-01-10 스트럭토 피티이. 리미티드. 적층 제조 장치 및 방법
US11104117B2 (en) 2014-02-20 2021-08-31 Global Filtration Systems Apparatus and method for forming three-dimensional objects using a tilting solidification substrate
US10144205B2 (en) 2014-02-20 2018-12-04 Global Filtration Systems Apparatus and method for forming three-dimensional objects using a tilting solidification substrate
CN103878369B (zh) * 2014-03-28 2016-03-30 兴化市兴东铸钢有限公司 一种三维多孔金属材料烧结成型装置及成型方法
US9873223B2 (en) * 2014-10-05 2018-01-23 X Development Llc Shifting a curing location during 3D printing
RU2601836C2 (ru) * 2014-11-06 2016-11-10 Вячеслав Рубинович Шулунов Устройство изготовления изделий рулонным порошковым спеканием
CN107438513B (zh) 2015-02-05 2020-12-29 卡本有限公司 通过间歇曝光的增材制造方法
WO2016140886A1 (en) 2015-03-05 2016-09-09 Carbon3D, Inc. Fabrication of three dimensional objects with multiple operating modes
US10843402B2 (en) 2015-03-13 2020-11-24 Carbon, Inc. Three-dimensional printing with reduced pressure build plate unit
US9902112B2 (en) 2015-04-07 2018-02-27 Global Filtration Systems Apparatus and method for forming three-dimensional objects using linear solidification and a vacuum blade
WO2016169606A1 (en) * 2015-04-23 2016-10-27 Hewlett-Packard Development Company L.P. Lattice structure representation for a three-dimensional object
US10792868B2 (en) * 2015-09-09 2020-10-06 Carbon, Inc. Method and apparatus for three-dimensional fabrication
PL3374163T3 (pl) * 2015-11-13 2023-04-24 Paxis Llc Urządzenie, układ i sposób wytwarzania przyrostowego
US10046512B2 (en) * 2016-04-14 2018-08-14 Xerox Corporation Electro-photographic 3-D printing using dissolvable paper
WO2018056960A1 (en) * 2016-09-20 2018-03-29 Hewlett-Packard Development Company, Lp 3d printing with multiple build modules
PL3548523T3 (pl) * 2016-12-05 2022-11-28 Covestro Deutschland Ag Sposób i system wytwarzania obiektu poprzez strukturę warstwową w procesie tłoczenia
EP3697595A4 (en) 2017-10-20 2021-07-28 Formlabs, Inc. TECHNIQUES FOR THE APPLICATION OF LIGHT IN ADDITIVE MANUFACTURING AND ASSOCIATED SYSTEMS AND PROCESSES
WO2019232303A1 (en) * 2018-06-01 2019-12-05 Formlabs, Inc. Improved stereolithography techniques and related systems and methods
US10946480B2 (en) * 2018-07-02 2021-03-16 The Boeing Company Foil fusion additive manufacturing system and method
WO2020028301A1 (en) * 2018-08-03 2020-02-06 3D Systems, Inc. System and method for making a three-dimensional article by additive manufacturing
CN110815812A (zh) * 2018-08-08 2020-02-21 严铜 多喷头3d打印机并行打印的方法
EP3842865A1 (en) * 2019-12-23 2021-06-30 Cubicure GmbH Systems and methods for lithography-based additive manufacturing three-dimensional (3d) structures
US11440263B2 (en) 2019-12-23 2022-09-13 Cubicure Gmbh System for the lithography-based additive manufacturing of three-dimensional (3D) structures
ES2853373B2 (es) * 2020-03-13 2022-02-01 Barcelona Three Dimensional Printers S L Maquina para fabricacion aditiva y metodo de fabricacion aditiva relacionado
KR102255247B1 (ko) * 2020-10-20 2021-05-21 손승범 바텀 업 타입의 3d 프린터 및 이를 이용한 3d 프린팅 조형물 제조 방법
KR102257085B1 (ko) * 2020-11-05 2021-05-26 손승범 고점도 광경화성 수지를 이용한 탑 다운 타입의 3d 프린터 및 이를 이용한 3d 프린팅 조형물 제조 방법
US11707883B2 (en) 2020-11-20 2023-07-25 General Electric Company Foil interaction device for additive manufacturing
CN114619667A (zh) * 2020-12-11 2022-06-14 中国科学院福建物质结构研究所 一种用于打印超高黏度树脂的同步推送及线剥离装置及制备树脂的方法
EP4105002A1 (en) * 2021-06-16 2022-12-21 General Electric Company Peeling device for additive manufacturing

Family Cites Families (204)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3545997A (en) 1966-01-26 1970-12-08 Pitney Bowes Inc Method for coating on a substrate
JPS57176721U (ko) 1981-04-30 1982-11-09
US4929402A (en) 1984-08-08 1990-05-29 3D Systems, Inc. Method for production of three-dimensional objects by stereolithography
US5236637A (en) 1984-08-08 1993-08-17 3D Systems, Inc. Method of and apparatus for production of three dimensional objects by stereolithography
US4575330A (en) 1984-08-08 1986-03-11 Uvp, Inc. Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
US5554336A (en) 1984-08-08 1996-09-10 3D Systems, Inc. Method and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
US5174943A (en) 1984-08-08 1992-12-29 3D Systems, Inc. Method for production of three-dimensional objects by stereolithography
US5344298A (en) 1984-08-08 1994-09-06 3D Systems, Inc. Apparatus for making three-dimensional objects by stereolithography
DE3882981T2 (de) 1987-03-02 1994-03-31 Efrem V Fudim Vorrichtung und verfahren zur herstellung dreidimensionaler gegenstände durch photoverfestigung.
US4801477A (en) 1987-09-29 1989-01-31 Fudim Efrem V Method and apparatus for production of three-dimensional objects by photosolidification
US4752498A (en) 1987-03-02 1988-06-21 Fudim Efrem V Method and apparatus for production of three-dimensional objects by photosolidification
ATE209562T1 (de) 1988-04-18 2001-12-15 3D Systems Inc Stereolithografische stützen
US5965079A (en) 1995-04-25 1999-10-12 3D Systems, Inc. Method and apparatus for making a three-dimensional object by stereolithography
US5141680A (en) 1988-04-18 1992-08-25 3D Systems, Inc. Thermal stereolighography
US5776409A (en) 1988-04-18 1998-07-07 3D Systems, Inc. Thermal stereolithograp using slice techniques
US5184307A (en) 1988-04-18 1993-02-02 3D Systems, Inc. Method and apparatus for production of high resolution three-dimensional objects by stereolithography
JP2963478B2 (ja) 1988-04-18 1999-10-18 スリーディー、システムズ、インコーポレーテッド 三次元物体の形成方法および装置
US4999143A (en) 1988-04-18 1991-03-12 3D Systems, Inc. Methods and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
DE68929309T2 (de) 1988-04-18 2002-05-02 3D Systems Inc Verringerung des stereolithographischen Verbiegens
US5182056A (en) 1988-04-18 1993-01-26 3D Systems, Inc. Stereolithography method and apparatus employing various penetration depths
US5267013A (en) 1988-04-18 1993-11-30 3D Systems, Inc. Apparatus and method for profiling a beam
US5130064A (en) 1988-04-18 1992-07-14 3D Systems, Inc. Method of making a three dimensional object by stereolithography
US4996010A (en) 1988-04-18 1991-02-26 3D Systems, Inc. Methods and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
US5495328A (en) 1988-04-18 1996-02-27 3D Systems, Inc. Apparatus and method for calibrating and normalizing a stereolithographic apparatus
US5182055A (en) 1988-04-18 1993-01-26 3D Systems, Inc. Method of making a three-dimensional object by stereolithography
US5059359A (en) 1988-04-18 1991-10-22 3 D Systems, Inc. Methods and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
EP0354637B1 (en) 1988-04-18 1997-06-25 3D Systems, Inc. CAD/CAM stereolithographic data conversion
US6036911A (en) 1988-04-18 2000-03-14 3D Systems, Inc. Method of making a three-dimensional object by stereolithography
US5137662A (en) 1988-11-08 1992-08-11 3-D Systems, Inc. Method and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
US5609813A (en) 1988-04-18 1997-03-11 3D Systems, Inc. Method of making a three-dimensional object by stereolithography
US5164128A (en) 1988-04-18 1992-11-17 3D Systems, Inc. Methods for curing partially polymerized parts
US5015424A (en) 1988-04-18 1991-05-14 3D Systems, Inc. Methods and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
US5256340A (en) 1988-04-18 1993-10-26 3D Systems, Inc. Method of making a three-dimensional object by stereolithography
US5076974A (en) 1988-04-18 1991-12-31 3 D Systems, Inc. Methods of curing partially polymerized parts
US5174931A (en) 1988-09-26 1992-12-29 3D Systems, Inc. Method of and apparatus for making a three-dimensional product by stereolithography
US5258146A (en) 1988-09-26 1993-11-02 3D Systems, Inc. Method of and apparatus for measuring and controlling fluid level in stereolithography
US5135379A (en) * 1988-11-29 1992-08-04 Fudim Efrem V Apparatus for production of three-dimensional objects by photosolidification
US5171490A (en) 1988-11-29 1992-12-15 Fudim Efrem V Method and apparatus for production of three-dimensional objects by irradiation of photopolymers
US5248456A (en) 1989-06-12 1993-09-28 3D Systems, Inc. Method and apparatus for cleaning stereolithographically produced objects
US5143663A (en) 1989-06-12 1992-09-01 3D Systems, Inc. Stereolithography method and apparatus
JPH03244528A (ja) 1989-09-28 1991-10-31 Three D Syst Inc 実質的に平担な立体平版加工面の形成装置および方法
US5234636A (en) 1989-09-29 1993-08-10 3D Systems, Inc. Methods of coating stereolithographic parts
US5182715A (en) 1989-10-27 1993-01-26 3D Systems, Inc. Rapid and accurate production of stereolighographic parts
US5133987A (en) * 1989-10-27 1992-07-28 3D Systems, Inc. Stereolithographic apparatus and method
US5143817A (en) 1989-12-22 1992-09-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Solid imaging system
US5317344A (en) 1989-12-22 1994-05-31 Eastman Kodak Company Light emitting diode printhead having improved signal distribution apparatus
US5071337A (en) 1990-02-15 1991-12-10 Quadrax Corporation Apparatus for forming a solid three-dimensional article from a liquid medium
US5358673A (en) 1990-02-15 1994-10-25 3D Systems, Inc. Applicator device and method for dispensing a liquid medium in a laser modeling machine
US5693144A (en) 1990-03-19 1997-12-02 3D Systems, Inc. Vibrationally enhanced stereolithographic recoating
US5096530A (en) 1990-06-28 1992-03-17 3D Systems, Inc. Resin film recoating method and apparatus
US5158858A (en) 1990-07-05 1992-10-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Solid imaging system using differential tension elastomeric film
US5192559A (en) * 1990-09-27 1993-03-09 3D Systems, Inc. Apparatus for building three-dimensional objects with sheets
US5569349A (en) 1990-10-04 1996-10-29 3D Systems, Inc. Thermal stereolithography
US5209878A (en) 1990-10-30 1993-05-11 3D Systems, Inc. Surface resolution in three-dimensional objects by inclusion of thin fill layers
US5999184A (en) 1990-10-30 1999-12-07 3D Systems, Inc. Simultaneous multiple layer curing in stereolithography
US5192469A (en) 1990-10-30 1993-03-09 3D Systems, Inc. Simultaneous multiple layer curing in stereolithography
US5597520A (en) 1990-10-30 1997-01-28 Smalley; Dennis R. Simultaneous multiple layer curing in stereolithography
US5238639A (en) 1990-10-31 1993-08-24 3D Systems, Inc. Method and apparatus for stereolithographic curl balancing
JPH0784033B2 (ja) * 1992-02-20 1995-09-13 帝人製機株式会社 光造形装置および光造形方法
US5611880A (en) 1992-02-10 1997-03-18 Teijin Seiki Co., Ltd. Photoforming method and apparatus
FR2692065A1 (fr) 1992-06-05 1993-12-10 Laser Int Sa Procédé de production de pièces industrielles par action de la lumière sur une matière polymérisable ou réticulable liquide sans nécessiter de supports.
US5306446A (en) 1992-07-10 1994-04-26 Howe Robert J Apparatus with roller and for irradiation of photopolymers
RU2080963C1 (ru) * 1992-12-14 1997-06-10 Николай Константинович Толочко Способ изготовления трехмерных изделий из порошковых материалов
JP2706611B2 (ja) * 1993-10-14 1998-01-28 帝人製機株式会社 光造形方法および光造形装置
DE69621001T2 (de) 1995-02-01 2003-04-03 3D Systems Inc Schnelles glättungsverfahren für schichtweise hergestellte dreidimensionale gegenstände
EP0748684B1 (en) 1995-06-14 2000-08-30 United Technologies Corporation Method of producing a strong, dimensionally stable object
US6270335B2 (en) 1995-09-27 2001-08-07 3D Systems, Inc. Selective deposition modeling method and apparatus for forming three-dimensional objects and supports
US5855836A (en) 1995-09-27 1999-01-05 3D Systems, Inc. Method for selective deposition modeling
US5943235A (en) 1995-09-27 1999-08-24 3D Systems, Inc. Rapid prototyping system and method with support region data processing
GB9524018D0 (en) 1995-11-23 1996-01-24 Univ Nottingham Method of making a three-dimensional article
GB9601910D0 (en) 1996-01-31 1996-04-03 Rolls Royce Plc A method of investment casting and a method of making an investment casting mould
US5855718A (en) 1996-10-07 1999-01-05 3D Systems, Inc. Method of and apparatus for making partially solidified three-dimensional objects on a layer-by-layer basis from a solidifiable medium
US5840239A (en) 1997-01-31 1998-11-24 3D Systems, Inc. Apparatus and method for forming three-dimensional objects in stereolithography utilizing a laser exposure system having a diode pumped frequency quadrupled solid state laser
WO1998047048A1 (en) 1997-04-14 1998-10-22 Dicon A/S An illumination unit and a method for point illumination of a medium
US6001297A (en) 1997-04-28 1999-12-14 3D Systems, Inc. Method for controlling exposure of a solidfiable medium using a pulsed radiation source in building a three-dimensional object using stereolithography
US6084980A (en) 1997-05-13 2000-07-04 3D Systems, Inc. Method of and apparatus for deriving data intermediate to cross-sectional data descriptive of a three-dimensional object
US5945058A (en) 1997-05-13 1999-08-31 3D Systems, Inc. Method and apparatus for identifying surface features associated with selected lamina of a three-dimensional object being stereolithographically formed
US5936861A (en) 1997-08-15 1999-08-10 Nanotek Instruments, Inc. Apparatus and process for producing fiber reinforced composite objects
US6107008A (en) 1997-08-29 2000-08-22 Lockheed Martin Energy Research Ionizing radiation post-curing of objects produced by stereolithography and other methods
US5902538A (en) 1997-08-29 1999-05-11 3D Systems, Inc. Simplified stereolithographic object formation methods of overcoming minimum recoating depth limitations
US6103176A (en) 1997-08-29 2000-08-15 3D Systems, Inc. Stereolithographic method and apparatus for production of three dimensional objects using recoating parameters for groups of layers
JP4145978B2 (ja) 1997-11-11 2008-09-03 ナブテスコ株式会社 光造形装置及び方法
WO1999039889A1 (en) 1998-02-06 1999-08-12 Express Tool, Inc. Thermally efficient mold apparatus and method
US6309581B1 (en) 1998-02-13 2001-10-30 Milwaukee School Of Engineering Method of making a three dimensional object
US6641897B2 (en) 1998-02-13 2003-11-04 The Milwaukee School Of Engineering Three dimensional object
US6157663A (en) 1998-04-16 2000-12-05 3D Systems, Inc. Laser with optimized coupling of pump light to a gain medium in a side-pumped geometry
US6347101B1 (en) 1998-04-16 2002-02-12 3D Systems, Inc. Laser with absorption optimized pumping of a gain medium
DE19825448C2 (de) 1998-06-06 2000-07-13 Actech Gmbh Adv Casting Tech Verfahren und Vorrichtung zum direkten Herstellen einer verlorenen Gießform für Gußstücke aus Metall
US5989476A (en) 1998-06-12 1999-11-23 3D Systems, Inc. Process of making a molded refractory article
EP1156922B8 (en) 1998-10-12 2004-05-26 Dicon A/S Rapid prototyping apparatus and method of rapid prototyping
AU2027000A (en) 1998-11-20 2000-09-21 Allison Engine Company, Inc. Method and apparatus for production of a cast component
US6932145B2 (en) 1998-11-20 2005-08-23 Rolls-Royce Corporation Method and apparatus for production of a cast component
JP3068072B2 (ja) 1998-11-25 2000-07-24 株式会社アフィット 光造形方法および光造形装置
EP1024459A3 (en) 1999-01-19 2002-11-13 3D Systems, Inc. Method and apparatus for forming three-dimensional objects using stereolithography
US6399010B1 (en) 1999-02-08 2002-06-04 3D Systems, Inc. Method and apparatus for stereolithographically forming three dimensional objects with reduced distortion
US6406658B1 (en) * 1999-02-08 2002-06-18 3D Systems, Inc. Stereolithographic method and apparatus for production of three dimensional objects using multiple beams of different diameters
US6200514B1 (en) 1999-02-09 2001-03-13 Baker Hughes Incorporated Process of making a bit body and mold therefor
US6132665A (en) 1999-02-25 2000-10-17 3D Systems, Inc. Compositions and methods for selective deposition modeling
AU3775600A (en) 1999-03-19 2000-10-09 Laser Optronic Technologies (Proprietary) Limited Customisation of jewellery
US6627376B1 (en) 1999-04-27 2003-09-30 Teijin Seiki Co., Ltd. Stereolithographic apparatus and method for manufacturing three-dimensional object with photohardenable resin
US6409902B1 (en) 1999-08-06 2002-06-25 New Jersey Institute Of Technology Rapid production of engineering tools and hollow bodies by integration of electroforming and solid freeform fabrication
US6395811B1 (en) 1999-11-11 2002-05-28 3D Systems, Inc. Phase change solid imaging material
US6133353A (en) 1999-11-11 2000-10-17 3D Systems, Inc. Phase change solid imaging material
US7153135B1 (en) 1999-11-15 2006-12-26 Thomas Richard J Method for automatically creating a denture using laser altimetry to create a digital 3-D oral cavity model and using a digital internet connection to a rapid stereolithographic modeling machine
DE19957370C2 (de) 1999-11-29 2002-03-07 Carl Johannes Fruth Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Substrates
JP2001205708A (ja) 2000-01-27 2001-07-31 Teijin Seiki Co Ltd 光学的立体造形方法および装置
US6558606B1 (en) 2000-01-28 2003-05-06 3D Systems, Inc. Stereolithographic process of making a three-dimensional object
US6547552B1 (en) 2000-02-08 2003-04-15 Efrem V. Fudim Fabrication of three-dimensional objects by irradiation of radiation-curable materials
US6397922B1 (en) 2000-05-24 2002-06-04 Massachusetts Institute Of Technology Molds for casting with customized internal structure to collapse upon cooling and to facilitate control of heat transfer
US20010048183A1 (en) 2000-05-31 2001-12-06 Sanyo Electric Co., Ltd Optical shaping apparatus and optical shaping process
US7318718B2 (en) 2000-06-06 2008-01-15 Teijin Seiki Co., Ltd. Stereolithographic apparatus and method for manufacturing three-dimensional object
US6500378B1 (en) 2000-07-13 2002-12-31 Eom Technologies, L.L.C. Method and apparatus for creating three-dimensional objects by cross-sectional lithography
FR2811922B1 (fr) 2000-07-20 2003-01-10 Optoform Sarl Procedes De Prot Composition de pate chargee de poudre metallique, procede d'obtention de produits metalliques a partir de ladite composition, et produit metallique obtenu selon ledit procede
US6877349B2 (en) 2000-08-17 2005-04-12 Industrial Origami, Llc Method for precision bending of sheet of materials, slit sheets fabrication process
US6915178B2 (en) 2000-09-06 2005-07-05 O'brien Dental Lab, Inc. Dental prosthesis manufacturing process, dental prosthesis pattern & dental prosthesis made thereby
DE20106887U1 (de) 2001-04-20 2001-09-06 Envision Technologies Gmbh Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
DE10119817A1 (de) 2001-04-23 2002-10-24 Envision Technologies Gmbh Vorrichtung und Verfahren für die zerstörungsfreie Trennung ausgehärteter Materialschichten von einer planen Bauebene
US7095484B1 (en) 2001-06-27 2006-08-22 University Of South Florida Method and apparatus for maskless photolithography
US6699424B2 (en) 2001-06-29 2004-03-02 3D Systems, Inc. Method for forming three-dimensional objects
US6752948B2 (en) 2001-10-03 2004-06-22 3D Systems, Inc. Post processing three-dimensional objects formed by selective deposition modeling
US6902246B2 (en) 2001-10-03 2005-06-07 3D Systems, Inc. Quantized feed system for solid freeform fabrication
US6841589B2 (en) 2001-10-03 2005-01-11 3D Systems, Inc. Ultra-violet light curable hot melt composition
US6841116B2 (en) 2001-10-03 2005-01-11 3D Systems, Inc. Selective deposition modeling with curable phase change materials
EP1456307B1 (en) 2001-10-03 2011-12-07 3D Systems, Inc. Phase change support material composition
US6916441B2 (en) 2001-10-03 2005-07-12 3D Systems, Inc. Post processing three-dimensional objects formed by solid freeform fabrication
US6927018B2 (en) 2001-10-29 2005-08-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Three dimensional printing using photo-activated building materials
KR100531688B1 (ko) 2001-12-12 2005-11-29 주식회사 캐리마 사진 현상장치
US6936212B1 (en) 2002-02-07 2005-08-30 3D Systems, Inc. Selective deposition modeling build style providing enhanced dimensional accuracy
JP3792168B2 (ja) 2002-03-12 2006-07-05 ナブテスコ株式会社 光学的立体造形方法および装置
US20030190472A1 (en) 2002-04-03 2003-10-09 3D Systems, Inc. Thermoplastic polymer filled pastes
US6855482B2 (en) 2002-04-09 2005-02-15 Day International, Inc. Liquid transfer articles and method for producing the same using digital imaging photopolymerization
GB0208226D0 (en) 2002-04-09 2002-05-22 Rolls Royce Plc Apparatus and method for forming a body
US7270528B2 (en) 2002-05-07 2007-09-18 3D Systems, Inc. Flash curing in selective deposition modeling
US6989225B2 (en) 2002-07-18 2006-01-24 3D Systems, Inc. Stereolithographic resins with high temperature and high impact resistance
US6833231B2 (en) 2002-07-31 2004-12-21 3D Systems, Inc. Toughened stereolithographic resin compositions
KR20040022725A (ko) 2002-09-05 2004-03-18 주식회사 캐리마 디지털 확대기
JP2004146402A (ja) * 2002-10-21 2004-05-20 Advantest Corp 電子ビーム露光装置及び偏向量補正方法
US6771226B1 (en) 2003-01-07 2004-08-03 Northrop Grumman Corporation Three-dimensional wideband antenna
US20040137368A1 (en) 2003-01-13 2004-07-15 3D Systems, Inc. Stereolithographic resins containing selected oxetane compounds
JP4183119B2 (ja) * 2003-02-19 2008-11-19 大日本スクリーン製造株式会社 光造形装置
US20040170923A1 (en) 2003-02-27 2004-09-02 3D Systems, Inc. Colored stereolithographic resins
US6814926B2 (en) 2003-03-19 2004-11-09 3D Systems Inc. Metal powder composition for laser sintering
JP2004325872A (ja) 2003-04-25 2004-11-18 Fuji Photo Film Co Ltd 露光装置及び露光方法
US20040229002A1 (en) 2003-05-15 2004-11-18 3D Systems, Inc. Stereolithographic seal and support structure for semiconductor wafer
KR100527054B1 (ko) 2003-05-22 2005-11-09 김영준 단상유도 전동기 기동용 전압식 전자 릴레이
KR100527283B1 (ko) 2003-05-22 2005-11-08 최상철 학습참여에 대한 대가가 지급되는 인터넷상의 교육방법
KR100506253B1 (ko) 2003-05-26 2005-08-10 재단법인서울대학교산학협력재단 데이터 통신 시스템에서 전송 지연을 최소화하기 위한장치 및 방법
CA2529935A1 (en) 2003-06-06 2004-12-16 Huntsman Advanced Materials (Switzerland) Gmbh Optical microelectromechanical structure
US7074029B2 (en) 2003-07-23 2006-07-11 3D Systems, Inc. Accumulation, control and accounting of fluid by-product from a solid deposition modeling process
US20050040562A1 (en) 2003-08-19 2005-02-24 3D Systems Inc. Nanoparticle-filled stereolithographic resins
CN1849207B (zh) 2003-09-11 2010-05-26 纳博特斯克株式会社 光学三维造型方法及装置
US7261542B2 (en) 2004-03-18 2007-08-28 Desktop Factory, Inc. Apparatus for three dimensional printing using image layers
DE102004022606A1 (de) * 2004-05-07 2005-12-15 Envisiontec Gmbh Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts mit verbesserter Trennung ausgehärteter Materialschichten von einer Bauebene
WO2005110721A1 (de) 2004-05-07 2005-11-24 Envisiontech Gmbh Verfahren zur herstellung eines dreidimensionalen objekts mit verbesserter trennung ausgehärteter materialschichten von einer bauebene
JP5184080B2 (ja) 2004-05-10 2013-04-17 エンビジョンテク・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング ピクセルシフトによる分解能改善を伴う３次元物体の製造プロセス
US20060078638A1 (en) 2004-10-08 2006-04-13 3D Systems, Inc. Stereolithographic apparatus
US7358283B2 (en) 2005-04-01 2008-04-15 3D Systems, Inc. Radiation curable compositions useful in image projection systems
US7758799B2 (en) 2005-04-01 2010-07-20 3D Systems, Inc. Edge smoothness with low resolution projected images for use in solid imaging
US20090211690A1 (en) 2005-04-08 2009-08-27 Bartholomeusz Daniel A Rapid Prototyping of Microstructures Using a Cutting Plotter
US7906061B2 (en) * 2005-05-03 2011-03-15 3D Systems, Inc. Bubble-free cross-sections for use in solid imaging
CN101180174B (zh) 2005-05-20 2012-08-08 亨斯迈先进材料（瑞士）有限公司 快速原型开发设备和快速原型开发方法
US7251019B2 (en) 2005-07-20 2007-07-31 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing a continuous light beam in combination with pixel grid imaging
US20070063366A1 (en) 2005-09-19 2007-03-22 3D Systems, Inc. Removal of fluid by-product from a solid deposition modeling process
US20070071902A1 (en) 2005-09-23 2007-03-29 The Boeing Company Rapid part fabrication employing integrated components
US7585450B2 (en) 2005-09-30 2009-09-08 3D Systems, Inc. Rapid prototyping and manufacturing system and method
US7690909B2 (en) 2005-09-30 2010-04-06 3D Systems, Inc. Rapid prototyping and manufacturing system and method
US20070077323A1 (en) 2005-09-30 2007-04-05 3D Systems, Inc. Rapid prototyping and manufacturing system and method
US7520740B2 (en) 2005-09-30 2009-04-21 3D Systems, Inc. Rapid prototyping and manufacturing system and method
US20070075461A1 (en) 2005-09-30 2007-04-05 3D Systems, Inc. Rapid prototyping and manufacturing system and method
US7621733B2 (en) 2005-09-30 2009-11-24 3D Systems, Inc. Rapid prototyping and manufacturing system and method
DE102006019963B4 (de) 2006-04-28 2023-12-07 Envisiontec Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Verfestigen eines unter Einwirkung von elektromagnetischer Strahlung verfestigbaren Materials mittels Maskenbelichtung
DE102006019964C5 (de) 2006-04-28 2021-08-26 Envisiontec Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts mittels Maskenbelichtung
US7467939B2 (en) 2006-05-03 2008-12-23 3D Systems, Inc. Material delivery tension and tracking system for use in solid imaging
US7931460B2 (en) 2006-05-03 2011-04-26 3D Systems, Inc. Material delivery system for use in solid imaging
EP1876012A1 (en) 2006-07-07 2008-01-09 Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO System and method for producing a tangible object
EP1880831A1 (en) * 2006-07-11 2008-01-23 Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Method and system for layerwise production of a tangible object
EP1880832A1 (en) 2006-07-18 2008-01-23 Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Method and system for layerwise production of a tangible object
US7636610B2 (en) 2006-07-19 2009-12-22 Envisiontec Gmbh Method and device for producing a three-dimensional object, and computer and data carrier useful therefor
EP1880830B1 (en) 2006-07-19 2011-12-21 Envisiontec GmbH Method and device for producing a three-dimensional object, and computer and data carrier useful thereof
US9415544B2 (en) 2006-08-29 2016-08-16 3D Systems, Inc. Wall smoothness, feature accuracy and resolution in projected images via exposure levels in solid imaging
PT2083992T (pt) 2006-11-10 2016-09-02 Envisiontec Gmbh Processo e dispositivo de geração contínua para fabrico de um objecto tridimensinal
US7892474B2 (en) 2006-11-15 2011-02-22 Envisiontec Gmbh Continuous generative process for producing a three-dimensional object
JP5018076B2 (ja) 2006-12-22 2012-09-05 ソニー株式会社 光造形装置及び光造形方法
US7771183B2 (en) 2007-01-17 2010-08-10 3D Systems, Inc. Solid imaging system with removal of excess uncured build material
US20080226346A1 (en) 2007-01-17 2008-09-18 3D Systems, Inc. Inkjet Solid Imaging System and Method for Solid Imaging
US20080181977A1 (en) 2007-01-17 2008-07-31 Sperry Charles R Brush assembly for removal of excess uncured build material
US7706910B2 (en) * 2007-01-17 2010-04-27 3D Systems, Inc. Imager assembly and method for solid imaging
US8003039B2 (en) 2007-01-17 2011-08-23 3D Systems, Inc. Method for tilting solid image build platform for reducing air entrainment and for build release
US8105066B2 (en) 2007-01-17 2012-01-31 3D Systems, Inc. Cartridge for solid imaging apparatus and method
US8221671B2 (en) 2007-01-17 2012-07-17 3D Systems, Inc. Imager and method for consistent repeatable alignment in a solid imaging apparatus
US7614866B2 (en) 2007-01-17 2009-11-10 3D Systems, Inc. Solid imaging apparatus and method
US7731887B2 (en) 2007-01-17 2010-06-08 3D Systems, Inc. Method for removing excess uncured build material in solid imaging
US7787005B2 (en) 2007-01-26 2010-08-31 Seiko Epson Corporation Print head and image forming device using the same
EP2011631B1 (en) 2007-07-04 2012-04-18 Envisiontec GmbH Process and device for producing a three-dimensional object
EP2075110A1 (en) 2007-12-27 2009-07-01 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Layerwise production method and illumination system for use therein
WO2009102200A1 (en) 2008-02-14 2009-08-20 Nederlandse Organistie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Method and system for layerwise production of a tangible object
US8876513B2 (en) 2008-04-25 2014-11-04 3D Systems, Inc. Selective deposition modeling using CW UV LED curing
KR100930788B1 (ko) 2008-10-28 2009-12-09 주식회사 캐리마 대, 소형 광조형 장치.
EP2199067A1 (en) 2008-12-22 2010-06-23 Nederlandse Centrale Organisatie Voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Additional light source
EP2379310B1 (en) 2008-12-22 2018-11-28 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method and apparatus for layerwise production of a 3d object
KR101155684B1 (ko) 2008-12-30 2012-06-13 주식회사 캐리마 고속 적층식 광조형 장치
EP2218571A1 (en) 2009-01-30 2010-08-18 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Illumination system for use in a stereolithography apparatus
EP2226683A1 (en) 2009-03-06 2010-09-08 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Illumination system for use in a stereolithography apparatus
KR101006414B1 (ko) 2010-03-10 2011-01-06 주식회사 캐리마 고속 적층식 광조형 장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP2379310A1 (en) 2011-10-26
JP2012513325A (ja) 2012-06-14
RU2011130284A (ru) 2013-01-27
BRPI0923627A2 (pt) 2016-01-19
CA2747854A1 (en) 2010-07-01
EP2379310B1 (en) 2018-11-28
US20120168989A1 (en) 2012-07-05
CN102325644A (zh) 2012-01-18
US8905739B2 (en) 2014-12-09
RU2555281C2 (ru) 2015-07-10
CA2747854C (en) 2018-04-03
WO2010074566A1 (en) 2010-07-01
CN102325644B (zh) 2014-12-10
JP5873720B2 (ja) 2016-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110104532A (ko) 3차원 물체의 층단위 생산을 위한 장치 및 방법
US8777602B2 (en) Method and apparatus for layerwise production of a 3D object
US8678805B2 (en) System and method for layerwise production of a tangible object
JP6086065B2 (ja) 有体物を積層製造する付加造形の装置および方法
JP2013543801A5 (ko)
EP3808540B1 (en) Apparatus for separation of cured resin layer from resin support in additive manufacturing
JP5697676B2 (ja) ３次元プリンタ
US11904550B2 (en) System for the lithography-based additive manufacturing of three-dimensional (3D) structures
WO2010101466A1 (en) Illumination system for use in a stereolithography apparatus
KR102222469B1 (ko) 3d프린터
KR20220119685A (ko) 3차원(3d) 구조물들을 리소그래피-기반 적층 가공하기 위한 시스템들 및 방법들
JP2023524883A (ja) 高解像度ネガ型３ｄ印刷機用のシステム及び方法
JP2617532B2 (ja) 三次元形状の形成方法および装置
KR102043809B1 (ko) 다종 소재 적층용 3d 프린터
EP2272653A1 (en) Method and apparatus for layerwise production of a 3D object
CN115431518A (zh) 一种三维打印装置和三维打印方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application