MX2011003895A - Sistema y resina para creacion rapida de prototipos. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema y una resina relacionados con la creación rápida de prototipos. El sistema comprende: (a) un aparato para producir un objeto tridimensional a partir de un material sensible a la luz, en donde la óptica de entrada (lO) y la óptica de salida (OO) facilitan la transmisión de la luz emitida desde una fuente de iluminación por medio de moduladores de luz (LM) controlables individualmente del modulador espacial de luz (SLM) a un área de iluminación (lA), en donde la óptica de salida (00) permite el enfoque del patrón de la luz proveniente de moduladores espaciales de luz (SLM) en un área de iluminación (lA); y (b) una composición de resma que comprende: (A) un componente acrilato con (B) un componente metacrilato y (C) un fotoiniciador.

Description

SISTEMA Y RESINA PARA CREACIÓN RÁPIDA DE PROTOTIPOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un sistema y una resina para la creación rápida de prototipos y fabricación de objetos tridimensionales mediante el tratamiento con aditivos de las secciones transversales.

En la creación rápida de prototipos tridimensionales, es importante que la óptica del sistema de exposición no esté contaminada por el contacto con el material sensible a la luz, lo que posiblemente causaría la limpieza intensiva por tiempo prolongado o incluso la sustitución. Por lo tanto, típicamente se prefiere una distancia relativamente grande entre la óptica de salida y el área de iluminación con el fin de evitar el riesgo de contacto entre el sistema de exposición y el material sensible a la luz.

Por lo tanto, convencionalmente se utiliza un punto de láser de alta intensidad para irradiar la superficie de una capa de un material sensible a la luz, curable con líquido de acuerdo a un patrón predefinido, a fin de generar la capa necesaria con los objetos tridimensionales sólidos requeridos. Después de esta primera curación con el láser, el objeto solidificado presenta una llamada resistencia en verde, es decir, una fuerza que permite que el artículo sea independiente. Más tarde, tal objeto es post-curado con lámparas de luz ultravioleta (UV) de alta intensidad, para lograr sus propiedades mecánicas óptimas.

El proceso de irradiación de la superficie del líquido fotocurable con un punto láser de alta energía no permite, sin embargo, grandes superficies para ser curadas con rapidez y con precisión. Además, el suministro de una gran cantidad de energía en poco tiempo en una superficie muy pequeña a través de un haz de láser produce altas tensiones térmicas y mecánicas en el material, lo que lleva al gran encogimiento y ondulado. Además, un láser emite sólo en una longitud de onda muy específica, en la que sólo unos pocos fotoiniciadores específicos son activos y pueden ser utilizados.

Si se utilizan fuentes de luz UV incoherente en lugar de láseres, las fuentes presentarán intensidad de radiación necesariamente menor. Por consiguiente, se deben introducir máscaras con fuentes de luz UV incoherente de baja intensidad, distribuidas sobre una superficie grande (documento WO 00/21735, EP 1250997).

El uso de tales equipos, sin embargo, provoca el problema de que tal radiación de baja intensidad, no coherente no pueda alcanzar las mismas velocidades de curación que la radiación láser de alta intensidad y se requiere el uso de composiciones de resina de curación mucho más rápida para proporcionar suficiente resistencia en verde para permitir que el artículo sea independiente, mientras se está construyendo y antes de una curación definitiva contra inundaciones por UV después del retiro del baño en el que se construye.

El documento WO 2005/092598 describe formulaciones a base de acrílico con alta velocidad de curación.

Sin embargo, los polímeros de curación rápida tienden a ser frágiles y se encogen sustancialmente en la curación, lo que degrada la precisión del modelo y provoca que partes del modelo se ondulen.

El problema a resolver por la presente invención es proporcionar un sistema de creación rápida de prototipos, capaz de curar grandes superficies en poco tiempo con gran precisión, por lo que los artículos producidos presentan alta resistencia en verde, buenas propiedades mecánicas, alta dureza y baja ondulación y encogimiento.

El problema ha sido resuelto de acuerdo a las características de las reivindicaciones independientes 1 y 11.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Sistema 5 La invención se refiere a un sistema para producir un objeto tridimensional a partir de un material sensible a la luz, el sistema comprende: un sistema de exposición con una fuente de iluminación, una unidad de control, por lo que el sistema de exposición comprende: i o al menos un modulador de luz espacial con una pluralidad de moduladores de luz controlables individualmente, óptica de entrada ópticamente acoplada a por lo menos un modulador de luz espacial, óptica de salida ópticamente acoplada a por lo menos un modulador de luz espacial, 15 en donde la óptica de entrada y salida óptica facilita la transmisión de la luz emitida desde la fuente de iluminación por medio de los moduladores de luz controlables individualmente del modulador de luz espacial a un área de la iluminación, en donde el modulador de luz espacial permite el establecimiento de un patrón de la luz transmitida a través de la óptica de entrada, de acuerdo con las señales de control procedentes de la unidad de control, en donde la óptica de salida permite el enfoque del patrón de luz de por lo menos un modulador de luz espacial en un área de iluminación.

El sistema comprende, además, como un material sensible a la luz 5 una composición de resina que comprende: (A) al menos un componente acrilato con (B) al menos un componente metacrilato y (C) un fotoiniciador.

De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, la distancia d entre la óptica de salida y el área de iluminación en la luz oscila entre 0.5 y 20 mm y/o la fuente de iluminación genera luz incoherente.

En una modalidad más ventajosa de la invención, el aparato comprende una barra de escaneo que facilita que el sistema de exposición se pueda mover y escanear a través de la superficie del material sensible a la luz para iluminar e irradiar las porciones deseadas del material sensible a la luz.

En la creación rápida de prototipos tridimensionales, si la óptica de salida del sistema de exposición está en contacto poco tiempo con el material sensible a la luz, esto puede causar la contaminación de la óptica de salida de manera que la óptica de salida necesita limpieza intensiva por tiempo prolongado o incluso la sustitución. Por lo tanto, típicamente se prefiere una distancia relativamente grande entre la óptica de salida y el área de iluminación con el fin de evitar el riesgo de contacto entre el sistema de exposición y el material sensible a la luz.

Con tales arreglos, incluso pequeñas imprecisiones entre las direcciones de los haces de luz individuales pueden ser un problema grave y pueden causar que algunos voxeles se aparten de la posición prevista. Con el fin de disminuir los problemas con la alineación de varios haces, se ha puesto un esfuerzo significativo en mejorar la alineación con la modificación del diseño de la óptica. Aunque se han observado mejoramientos en esta forma, existe una necesidad de alineación aún mejor de haces individuales de luz.

De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención se ha demostrado que se pueden observar reducciones ventajosas de las consecuencias adversas de la desalineación mediante la reducción de la distancia entre la óptica de salida y el material sensible a la luz a valores entre 0.5 y 20 mm. Esto es posible mediante el uso de óptica de salida con características tales que los haces individuales de luz se enfocan a una distancia baja adecuada de la parte de la óptica de salida más cercana al material sensible a la luz. Por la presente, se pueden reducir los costos de producción en el diseño de la óptica sin poner en riesgo la eficiencia del aparato. Los focos de los haces de luz en conjunto establecen un área de iluminación, que durante la fabricación por lo menos en parte, están al ras con la superficie superior del material sensible a la luz.

Por otra parte, al disminuir la distancia entre la óptica de salida y el material sensible a la luz, se ven así más ventajas benéficas. Una gran parte de la intensidad de la luz se transfiere al material sensible a la luz, lo que facilita una solidificación más rápida de los voxeles iluminados y, por tanto, a su vez facilita un proceso más rápido de escaneo. Por este medio se obtiene una fabricación más eficiente de objetos tridimensionales. 20 mm se ha establecido como la mayor distancia en donde se pueden obtener los resultados ventajosos mencionados anteriormente. 0.5 mm se ha establecido como la distancia aplicable más corta sin tener riesgo muy alto de contacto con la resina.

Se ha observado de acuerdo con las modalidades de la invención que se pueden utilizar otros medios para evitar el contacto entre el sistema de exposición y el material sensible a la luz, por lo que los problemas que se temían con distancias bajas no tienen por qué causar que tales distancias se usen.

La fuente de iluminación de la presente invención puede emitir radiación en el intervalo de UV profundo a IR lejano, por ejemplo, desde 200 nm hasta 100,000 nm. El término luz se aplica por lo tanto a la radiación en el intervalo desde UV profundo hasta IR lejano, por ejemplo, desde 200 nm hasta 100,000 nm. Las aplicaciones que utilizan baños estereolitográficos de resinas líquidas curables se llevan a cabo preferentemente en el intervalo de energía ultravioleta con longitud de onda desde 200 nm hasta 500 nm.

En una modalidad preferida de la invención, el aparato del sistema comprende además un tanque para contener el material sensible a la luz. Sin embargo, también se puede utilizar la deposición de red de rodillo a rodillo sin un tanque.

El sistema de acuerdo con la presente invención comprende preferentemente un tanque que comprende el material sensible a la luz, es decir, una composición de resina curable, en una cantidad para que la superficie del material sensible a la luz coincida sustancialmente con el área de iluminación.

La distancia preferible entre la óptica de salida y la superficie del material sensible a la luz en este caso oscila entre 0.5 mm y 20 mm, preferentemente entre 1 mm y 10 mm.

Con una baja distancia entre la óptica de salida y el área de iluminación, el sistema debe curar la superficie del baño de la composición de resina curable con un área de iluminación relativamente grande generada por una luz incoherente de baja energía.

Como se mencionó anteriormente, el sistema de exposición puede moverse por encima de la resina con una pequeña distancia cuando se está realizando un escaneo para exponer la superficie de la resina. Debido a esta distancia muy pequeña se corre el riesgo de contaminación con la resina en la superficie inferior del sistema de exposición durante la escaneo a través de la superficie de la resina. Tal contaminación puede por ejemplo, provenir de las partes del producto construido, que durante la fabricación puede sobresalir ligeramente de la superficie. Esto puede por ejemplo, ser causado por el hecho de que una máquina de revestimiento accidentalmente toca la parte en la placa de construcción, o, para algunas resinas, que la tensión en las capas subyacentes inferiores ya construidas puede causar irregularidades de la superficie construida de la capa anterior. La contaminación también puede surgir debido a la deficiente calidad de la capa como resultado del recubrimiento, por ejemplo, las partes que incluyen volúmenes atrapados y grandes áreas planas.

Si el sistema de exposición toca una parte que sobresale, la superficie inferior del sistema de exposición se contaminará con resina. En consecuencia, la superficie debe ser limpiada de la resina antes de que la exposición se pueda reanudar, y la limpieza es un proceso largo y costoso. Además existe el riesgo de contaminación o daño a la microóptica y los módulos espaciales de luz (SLM, por sus siglas en inglés) en el sistema de exposición.

Como consecuencia de ello, es necesario evitar o disminuir la contaminación en la superficie inferior.

De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, el sistema de la invención por lo tanto comprende por lo menos una ventana liberable de protección entre la óptica de salida y el área de iluminación.

El presente sistema de creación rápida de prototipos es capaz de iluminar con múltiples haces, donde se desea proteger los múltiples haces y, por lo tanto algún tipo de protección deseada. Sin embargo, la inclusión de una ventana de protección en la vía de los múltiples haces introduce posibles problemas de alineación ya que la luz que se propaga a través de diferentes medios tenderá a perder intensidad y los haces de luz se desplazarán cuando viajen a través de la interfaz entre diferentes medios.

El desplazamiento de los haces de luz debido a las transiciones de medios puede ser problemático en cualquier tipo de aparato de creación rápida de prototipos; sin embargo, el desplazamiento es especialmente problemático cuando se utiliza un aparato de haces múltiples en comparación con, por ejemplo un sistema de láser con un solo haz, en el que no se presentan las cuestiones relativas a los desplazamientos individuales de desviación entre diferentes haces.

De acuerdo con la presente invención se ha observado que los problemas con la luz que viaja a través de una ventana de protección se pueden evitar al mover el sistema de exposición cerca del material sensible a la luz. Por ejemplo, puede ser ventajoso cuando la distancia desde la óptica de salida es menor de 10 mm a partir del material sensible a la luz.

De acuerdo con las modalidades de la invención, la ventana de protección puede liberarse, a fin de facilitar una fácil sustitución de la ventana de protección si la ventana de protección ha sido contaminada o engrasada.

Son posibles métodos alternativos y adicionales para evitar o disminuir la contaminación en la superficie inferior y, en particular para evitar la colisión entre el sistema de exposición y posibles protuberancias en la resina.

El aparato del sistema de acuerdo con la presente invención puede comprender de preferencia por lo menos un sistema de detección de prevención de colisión para detectar obstáculos entre el área de iluminación y la óptica de salida.

En la creación rápida de prototipos tridimensionales, si por ejemplo, la óptica de salida del sistema de exposición está en contacto breve con, por ejemplo obstáculos, esto puede causar la contaminación de la óptica de salida de manera que la óptica de salida necesite limpieza intensiva por tiempo prolongado o incluso la sustitución. Por lo tanto existe la necesidad de ayudar a prevenir el contacto entre las partes del sistema de exposición y los obstáculos, tales como el material sensible a la luz o protuberancias del tanque.

Una característica importante de la modalidad preferida de la presente invención es que se trata de un sistema de detección de prevención de colisiones. Es decir una posible colisión futura se detecta antes de que realmente ocurra, lo que significa que ni el sistema de exposición ni ningún otro componente de este aparato se daña o contamina, debido por ejemplo a un obstáculo que sobresalga de la superficie del tanque.

De esta manera, el tiempo perdido en el paro del sistema puede ser muy reducido porque un obstáculo que sobresale de la superficie del tanque puede ser detectado y eliminado sin contaminar el aparato en comparación con la técnica anterior, donde un obstáculo puede causar la contaminación del aparato dando por resultado un proceso de limpieza por tiempo prolongado o alternativamente, un reemplazo costoso de por lo menos una parte de los elementos del aparato.

El sistema de detección de prevención de colisiones de acuerdo con la presente invención es especialmente ventajoso en sistemas de exposición, en donde se mantiene relativamente baja la distancia entre el sistema de exposición y la superficie del material sensible a la luz, por ejemplo, entre 0.5 y 20 mm. Esto significa que incluso muy pequeñas protuberancias de la superficie pueden ser problemáticas y deben ser detectadas a tiempo.

En una modalidad de la invención, el sistema de detección de prevención de colisiones comprende al menos un emisor de luz y al menos un sensor de luz capaz de proporcionar al menos un haz de luz de prevención de colisiones.

De acuerdo con una modalidad ventajosa de la invención, el sistema de detección de prevención de colisiones comprende un haz de luz que escanea la superficie del material sensible a la luz en una distancia adecuada de la superficie, es decir, 1 mm. Este haz de luz puede ser emitido por diversas fuentes de iluminación muy conocidas por los expertos, por ejemplo, un láser. Después de cruzar la superficie correspondiente, el haz de luz es detectado por un sensor de luz, que es capaz de detectar si la intensidad del haz de luz disminuye como consecuencia del hecho de que el haz de luz choca contra un obstáculo, tal como una protuberancia de la superficie.

El haz de luz típicamente es colocado en frente de la barra de escaneo, pero entre la superficie de la resina y la superficie inferior de la barra de escaneo.

De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, el sensor de luz y el emisor de luz se montan directamente sobre el sistema de exposición. Por ello, el sensor y el emisor se mueven simultáneamente con la barra de escaneo, mediante lo cual una detección de obstáculos posibles en un área de la superficie de la resina puede llevarse a cabo inmediatamente antes de que el sistema de exposición llegue a esa área de la superficie de la resina.

En una modalidad de la invención, el sistema de exposición comprende uno o varios diodos emisores de luz como fuentes de iluminación.

De acuerdo con una modalidad de la invención, más de un diodo emisor de luz se utiliza para aumentar la intensidad de la luz emitida. Con un aumento de la intensidad de la luz, es posible aumentar la velocidad de escaneo del sistema de exposición a través del área de iluminación.

En una modalidad de la invención, la luz de un diodo emisor de luz específico está iluminando un modulador espacial de luz, específico.

De acuerdo con una modalidad de la invención de un diodo emisor de luz específico entonces se dedica a un modulador espacial de luz, específico. Esto puede ser muy ventajoso porque entonces se convierte en posible apagar completamente un diodo emisor de luz si la luz patrón de uno de los moduladores espaciales de luz no tiene que ser utilizada para construir una capa de un objeto. El apagar un diodo emisor de luz reduce el consumo de energía, así como la generación de calor.

De acuerdo con una modalidad de la invención, la relación entre los diodos emisores de luz y los moduladores espaciales de luz es una relación de uno a uno. Esta relación de uno a uno agrega un alto grado de flexibilidad, por ejemplo permite que el sistema de exposición encienda o apague cada modulador espacial de luz individual.

Sin embargo, los arreglos de diodos emisores de luz se pueden utilizar como una fuente de iluminación directa y su luz se puede enfocar directamente en el área de iluminación sin necesidad de moduladores espaciales de luz.

En una modalidad de la invención, el aparato facilita que el sistema de exposición se escanee y se mueva a través del material sensible a la luz, con el fin de irradiar las áreas requeridas de la resina curable.

En una modalidad ventajosa de la invención, el sistema de exposición se escanea y se mueve a través de un material sensible a la luz. Los moduladores espaciales de luz crean patrones de luz para curar un área de iluminación sobre el material sensible a la luz, cuando el sistema de exposición se escanea a través del material sensible a la luz. La cabeza de exposición se escanea a través del material sensible a la luz por lo menos una vez por capa del objeto que se construirá e irradia áreas de la resina curable.

Composición de resina Parte del sistema de la invención es una composición de resina de acuerdo a las reivindicaciones.

De acuerdo con la invención, el sistema comprende una composición de resina que comprende: (A) al menos un componente acrilato con (B) al menos un componente metacrilato y (C) un fotoiniciador.

De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, la composición de resina del sistema comprende: (A) 15-40% en peso de al menos dos componentes diferentes de acrilato (B) 50-80% en peso de al menos dos componentes diferentes de metacrilato (C) 0.1-7% en peso de un fotoiniciador con base en el peso total de la composición de resina.

De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, un componente acrilato es un acrilato alifático o cicloalifático, de preferencia un diacrilato cicloalifático, o cualquier mezcla de los mismos.

En particular, un componente acrilato puede ser un acrilato de polietilenglicol, de preferencia un diacrilato de polietilenglicol.

Sorprendentemente, se ha encontrado que la combinación de (A), (B) y (C) da como resultado una composición fotocurable que presenta alta velocidad de curación, alta resistencia en verde, bajo encogimiento, alta dureza y buenas propiedades mecánicas de los objetos tridimensionales, por lo que la composición es particularmente adecuada para ser utilizada en un aparato caracterizado por las características como se describió anteriormente.

De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, un componente metacrilato de uretano alifático.

De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, un componente metacrilato es un metacrilato de bisfenol etoxilado, de preferencia un dimetacrilato de bisfenol etoxilado.

De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, la composición de resina del sistema comprende adicionalmente un tiol multifuncional, preferentemente en una cantidad de 0.1-10% en peso, más preferentemente 1-8% en peso con base en el peso total de la composición.

La adición de tioles multifuncionales a la composición de resina sorprendentemente incrementa dramáticamente la resistencia en verde y la dureza de los objetos producidos y reduce drásticamente el encogimiento.

De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, la composición de resina del sistema comprende adicionalmente un estabilizador, de preferencia un complejo N-nitroso-hidroxil-amina, con la estructura: en donde R es un resto de hidrocarburo aromático y S+ es una sal.

En particular, el complejo nitroso-hidroxil-amina puede ser un complejo de sal de aluminio.

Otro objeto de la presente invención se refiere a una composición de resina que comprende al menos un componente acrilato (A), un componente metacrilato de uretano alifático (B) y un fotoiniciador (C).

Sorprendentemente, se ha encontrado que la combinación de (A), (B) y (C) da como resultado una composición fotocurable que presenta alta velocidad de curación, alta resistencia en verde, bajo encogimiento, alta dureza y buenas propiedades mecánicas de los objetos tridimensionales producidos, por lo que tal composición es particularmente adecuada para ser utilizada en un aparato caracterizado por las características como se describió anteriormente.

La composición de resina comprende preferentemente: (A) un diacrilato de polietilenglicol o un diacrilato cicloalifático o cualquier mezcla de los mismos y/o (D) un tiol multifuncional.

En particular, la composición de resina comprende de preferencia por lo menos: (A) 50-60% en peso de al menos un componente acrilato, preferentemente diacrilato de polietilenglicol y/o un diacrilato cicloalifático (B) 20-50%% en peso de al menos un metacrilato de uretano alifático (C) 0.5-5% en peso de un fotoiniciador (D) opcionalmente un tiol multifuncional, con base en el peso total de la composición.

En una modalidad preferida, la composición de resina comprende al menos: (A1) 5-15% en peso de un diacrilato de polietilenglicol (A2) 5-15% en peso de un diacrilato alifático o cicloalifático (B1) 20-50% en peso de metacrilato de uretano alifático.

(B2) 20-50% en peso de un metacrilato de bisfenol etoxilado.

(C) 0.5-5% en peso de un fotoiniciador (D) 0.1 -10% en peso de un tiol multifuncional (E) 0.01-0.5%»% en peso de un estabilizante con base en el peso total de la composición.

La adición de tioles multifuncionales a la composición de resina aumenta inesperadamente de manera significativa la resistencia en verde y la dureza de los objetos producidos y reduce notablemente su encogimiento.

(A) Componentes acrilato En el siguiente párrafo, se listan los componentes acrilato adecuados para composiciones de resina de acuerdo con la presente invención. Un componente acrilato puede referirse a un compuesto acrilato solo o a una mezcla de compuestos de acrilato diferentes. Los componentes acrilato adecuados pueden ser monofuncionales, difuncionales o de mayor funcionalidad.

Se pueden utilizar acrilatos monofuncionales para modificar las propiedades de la resina.

Ejemplos de acrilatos monofuncionales incluyen acrilato de isobomilo, acrilato de tetrahidrofurfurilo, acrilatos de fenilo etoxilados, acrilato de laurilo, acrilato de estearilo, acrilato de octilo, acrilato de isodecilo, acrilato de tridecilo, acrilato de caprolactona, acrilato de nonilfenol, formal-acrilato de trimetilolpropano cíclico, acrilatos de metoxi-polietilenglicol, acrilatos de metoxi-polipropilenglicol, acrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, acrilato de glicidilo. Esta lista no es exhaustiva, y en cada caso la etoxilación y/o propoxilación de esos acrilatos se puede utilizar para modificar las propiedades adicionalmente.

De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, los acrilatos son difuncionales. Ejemplos de diacrilatos a lif áticos o cicloalifáticos preferidos incluyen diacrilato de triciclodecan-dimetanol (Sartomer® 833s), diacrilato de dioxan-glicerol (Sartomer® CD 536), diacrilato de 1,6-hexanodiol (Sartomer® 238), diacrilato de 3-metil-1 ,5-pentanodiol (Sartomer® 341), diacrilato de tripropilen-glicol (Sartomer® 306), diacrilato de neopentil-glicol (Sartomer® 247), diacrilato de dimetiloltriciclodecano (Kayarad R-684), diacrilato de 1,4-dihidroximetilciclohexano, diacrilato de 2,2-bis-(4-hidroxi-ciclohexil)propano, diacrilato de bis-(4-hidroxiciclohexil)metano. Ejemplos de diacrilatos alifáticos acíclicos incluyen compuestos de las fórmulas (F-l) a (F-IV), de la patente de los Estados Unidos No. 6,413,697, incorporada en la presente por referencia. Otros ejemplos de diacrilatos posibles son compuestos de las fórmulas (F-V) a (F-VIII) de la patente de los Estados Unidos No. 6,413,697. Su preparación también se describe en el documento EP-A-0 646 580, incorporado en la presente por referencia. Algunos compuestos de las fórmulas (F-l) a (F-VIII) están disponibles comercialmente. Esta lista no es exhaustiva, y en cada caso se puede utilizar la etoxilación y/o propoxilación de esos diacrilatos para modificar las propiedades adicionalmente.

Ejemplos de diacrilatos aromáticos incluyen el diacrilato de diéter de bisfenol A-polietilenglicol (Kayarad R-551), diacrilato de 2,2'-metilenbis[p-fenilenpoli(oxíetilen)oxi]-dietilo (Kayarad R-712), diacrilato de hidroquinona, diacrilato de 4,4'-dihidroxibifenilo, diacrilato de bisfenol A, diacrilato de bisfenol F, diacrilato de bisfenol S, diacrilato de bisfenol A etoxilado o propoxilado, diacrilato de bisfenol F etoxilado o propoxilado, diacrilato de bisfenol S etoxilado o propoxilado, diacrilato de bisfenol A-epoxi (Ebecryl® 3700 UCB Surface Specialties).

Ejemplos de diacrilatos de polietilenglicol preferidos, utilizados en resinas de acuerdo con la invención son diacrilato de tetraetilenglicol (Sartomer® 268), diacrilato de polietilenglicol (200) (Sartomer® 259), diacrilato de polietilenglicol (400) (Sartomer® 344). Esta lista no es exhaustiva, y en cada caso se puede utilizar la etoxilación y/o propoxilación de esos diacrilatos para modificar las propiedades adicionalmente.

Ejemplos de triacrilato o un acrilato con la funcionalidad aún mayor son triacrilato de hexan-2,4,6-tr¡ol, triacrilato de glicerol, triacrilato de 1 ,1 ,1-trimetilolpropano, triacrilato de glicerol etoxilado o propoxilado, triacrilato de 1 ,1 ,1 -trimetilolpropano etoxilado o propoxilado, tetraacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de bistrimetilolpropano, monohidroxitriacrilato de pentaeritritol, monohidroxipentaacrilato de dipentaeritritol, pentaacrilato de dipentaeritritol (Sartomer® 399), triacrilato de pentaeritritol (Sartomer® 444), tetraacrilato de pentaeritritol (Sartomer® 295), triacrilato de trimetilolpropano (Sartomer® 351), triacrilato de tris(2-acriloxi-etil)isocianurato (Sartomer® 368), triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (3) (Sartomer® 454), éster de pentaacrilato de dipentaeritritol (Sartomer® 9041). Ejemplos de triacrilatos aromáticos adecuados son los productos de reacción de los éteres de triglicidilo de fenoles trihídricos y novolacas de fenol o cresol que contienen tres grupos hidroxilo, con ácido acrílico. Esta lista no es exhaustiva, y en cada caso se puede utilizar la etoxilación y/o propoxilación de esos triacrilatos para modificar las propiedades adicionalmente.

Un poliacrilato también puede ser un acrilato de uretano polifuncional. Los acrilatos de uretano se pueden preparar, por ejemplo, mediante la reacción de un poliuretano terminado en hidroxilo con ácido acrílico, o mediante la reacción de un prepolímero terminado en isocianato con acrilatos de hidroxialquilo para dar el acrilato de uretano. Se prefieren los acrilatos de uretano elaborados a partir de dioles de poliéster, isocianatos alifáticos y acrilatos de hidroxialquilo. También se prefieren son los que tienen polifuncionalidad de acrilatos o funcionalidad mixta acrílica y metacrílica.

Además, los acrilatos con mayor funcionalidad, incluidos los tipos de poliéster hiperramificado, también se pueden utilizar para la modificación de la resina. Ejemplos comercialmente disponibles incluyen tales como CN2301, CN2302, CN2303, CN2304 de Sartomer.

Otros ejemplos de acrilatos que se pueden utilizar en la formulación incluyen D-310, D-330, DPHA-2H, DPHA-2C, DPHA-21 , DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60, DPCA-120, DN-0075, DN-2475, T-2020, T-2040, TPA-320, TPA-330 T-1420, PET-30, THE-330 y RP-1040 de Kayarad, R-526, R-604, R-011 , R-300 y R-205 de Nippon Kayaku Co. Ltd., Aronix M-210, M-220, M-233, M-240, M-215, M-305, M-309, M-310, M-315, M-325, M-400, M-6200 y M-6400 de Toagosei Chemical Industry Co., Ltd., acrilato luminoso BP-4EA, BP-4PA, BP-2EA, BP-2PA y DCP-A de Kyoeisha Chemical Industry Co. Ltd., New Frontier BPE-4, TEICA, BR-42M y GX-8345 de Daichi Kogyo Seiyaku Co. Ltd., ASF-400 de Nippon Steel Chemical Co. Ltd., Ripoxy SP-1506, SP-1507, SP-1509, VR-77, SP-4010 y SP-4060 de Showa Highpolymer Co. Ltd., NK Ester A-BPE-4 de Shin-Nakamura de Chemical Industry Co. Ltd., SA-1002 de Mitsubishi Chemical Co. Ltd., Viscoat-195, Viscoat-230, Viscoat-260, Viscoat-310, Viscoat-214HP, Viscoat-295, Viscoat-300, Viscoat-360, Viscoat-GPT, Viscoat-400, Viscoat-700, Viscoat-540, Viscoat-3000 y Viscoat-3700 de Osaka Organic Chemical Industry Co. Ltd.

(B) Componentes metacrilato A continuación, se listan los componentes metacrilato adecuados para las composiciones de resina de acuerdo con la presente invención. Un componente metacrilato puede referirse a un compuesto metacrilato solo o a una mezcla de diferentes compuestos de metacrilato. Los componentes metacrilato adecuados pueden ser monofuncionales, difuncionales o de mayor funcionalidad.

Se pueden utilizar metacrilatos monofuncionales para modificar las propiedades de la resina.

Ejemplos de metacrilato monofuncional incluyen metacrilato de isobornilo, metacrilato de tetrahidrofurfurilo, metacrilato de fenilo etoxilado, metacrilato de laurilo, metacrilato de estearilo, metacrilato de octilo, metacrilato de isodecilo, metacrilato de tridecilo, metacrilato de caprolactona, metacrilato de nonilfenol, formal-metacrilato de trimetilolpropano cíclico, metacrilatos de metoxi-polietilenglicol, metacrilatos de metoxi-polipropilenglicol, metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxipropilo, metacrilato de glicidilo. Esta lista no es exhaustiva, y en cada caso se puede utilizar la etoxilación y/o propoxilación de esos metacrilatos para modificar las propiedades adicionalmente.

Ejemplos de dimetacrilatos aromáticos preferidos utilizados en las resinas de acuerdo con la invención incluyen dimetacrilato de bisfenol A etoxilado (2) (Sartomer® 101 K), dimetacrilato de bisfenol A etoxilado (2) (Sartomer® 348L), dimetacrilato de bisfenol A etoxilado (3) (Sartomer® 348C), dimetacrilato de bisfenol A etoxilado (4) (Sartomer® 150), dimetacrilato de bisfenol A etoxilado (4) (Sartomer® 540), dimetacrilato de bisfenol A etoxilado (10) (Sartomer® 480), dimetacrilato de hidroquinona, dimetacrilato de 4,4'-dihidroxibifenilo, dimetacrilato de bisfenol A, dimetacrilato de bisfenol F, dimetacrilato de bisfenol S, dimetacrilato de bisfenol A etoxilado o propoxilado, dimetacrilato de bisfenol F etoxilado o propoxilado y dimetacrilato de bisfenol S etoxilado o propoxilado.

Ejemplos de dimetacrilatos alifáticos o cicloalifáticos incluyen dimetacrilato de 1 ,4-dihidroximetilciclohexano, dimetacrilato de 2,2-bis(4-hidroxi-ciclohexil)propano, bis(4-hidroxiciclohexil)metano.

Ejemplos de dimetacrilatos alifáticos acíclicos incluyen los compuestos de las fórmulas (F-l) a (F-IV) de la patente de los Estados Unidos No. 6,413,697, incorporada en la presente por referencia. Otros ejemplos de d ¡metacrilatos posibles son compuestos de las fórmulas (F-V) a (F-VIII) de la patente de los Estados Unidos No. 6,413,697. Su preparación también se describe en el documento EP-A-0 646 580, incorporado en la presente por referencia. Algunos compuestos de las fórmulas (F-l) a (F-VIII) están disponibles comercialmente. Esta lista no es exhaustiva, y en cada caso se puede utilizar la etoxilación y/o propoxilacion de esos d ¡metacrilatos para modificar las propiedades adicionalmente.

Ejemplos de trimetacrilato o metacrilato con aún mayor funcionalidad incluyen dimetacrilato de triciclodecan-dimetanol (Sartomer® 834), trimetacrilato de trimetilolpropano (Sartomer® 350), tetrametacrilato de tetrametilolmetano (Sartomer® 367), trimetacrilato de hexan-2,4,6-triol, trimetacrilato de glicerol, trimetacrilato de 1 ,1 ,1 -trimetilolpropano, trimetacrilato de glicerol etoxilado o propoxilado, trimetacrilato de 1 ,1 ,1 -trimetilolpropano, tetrametacrilato de pentaeritritol, tetrametacrilato de bistrimetilolpropano, monohidroxitrimetacrilato de pentaeritritol, monohidroxipentametacrilato de dipentaeritritol. Ejemplos de trimetacrilatos aromáticos adecuados son los productos de reacción de los éteres triglicidílicos de fenoles trihídricos y novolacas de fenol o cresol que contienen tres grupos hidroxilo, con ácido metacrílico. Esta lista no es exhaustiva, y en cada caso se puede utilizar la etoxilación y/o propoxilacion de esos metacrilatos para modificar las propiedades adicionalmente. Ejemplos de trimetacrilatos aromáticos adecuados son los productos de reacción de éteres triglicidílicos de fenoles trihídricos, y novolacas de fenol o cresol que contienen tres grupos hidroxilo, con ácido metacrílico.

Los polimetacrilatos pueden ser utilizados. Un polimetacrilato puede ser un metacrilato de uretano polifuncional. Los metacrilatos de uretano se pueden preparar, por ejemplo, mediante la reacción de un poliuretano terminado en hidroxilo con ácido metacrílico, o mediante reacción de un prepolímero terminado en isocianato con metacrilatos de hidroxialquilo para dar el metacrilato de uretano. Se prefieren los metacrilatos de uretano elaborados a partir de dioles de poliéster, isocianatos alifáticos y metacrilatos de hidroxialquilo. También se prefieren aquellos que tienen polifuncionalidad de los metacrilatos o funcionalidad mixta de acrílico y metacrílico.

Ejemplos de metacrilatos de uretanos alifáticos preferidos utilizado en resinas de acuerdo con la invención incluyen Genomer® 4205, Genomer® 4256 y Genomer® 4297.

Por otra parte, los metacrilatos con mayor funcionalidad, incluidos los tipos de poliéster hiperramificado, también se pueden utilizar para la modificación de la resina.

(C) fotoiniciadores De acuerdo con la presente invención, la composición de resina comprende al menos un fotoiniciador. El fotoiniciador puede ser un sistema de fotoiniciación que comprende una combinación de fotoiniciadores y/o sensibilizantes diferentes. El sistema de fotoiniciación, sin embargo, puede ser también un sistema que comprende una combinación de diferentes compuestos, que no muestran ninguna propiedad de fotoiniciación cuando se toman solos, pero que muestran propiedades de fotoiniciación cuando se combinan conjuntamente.

El fotoiniciador se puede elegir entre los comúnmente utilizados para iniciar la fotopolimerización por radicales.

Ejemplos de fotoiniciadores de radicales libres incluyen benzoínas, por ejemplo, benzoína, éteres de benzoína tales como éter metílico de benzoína, éter etílico de benzoína, éter isopropílico de benzoína, éter fenílico de benzoína, y acetato de benzoína; acetofenonas, por ejemplo, acetofenona, 2,2-dimetoxiacetofenona, y 1 ,1-dicloroacetofenona; cetales bencílicos, por ejemplo, bencil-dimetilcetal y be n ci l-d ieti l-ceta I ; antraquinonas, por ejemplo, 2-metilantraquinona, 2-etilantraquinona, 2-terbutilantraquinona, 1-cloro-antraquinona y 2-amilantraquinona; trifenilfosfina; óxidos de benzoilfosfina, por ejemplo, óxido de 2,4,6-trimetilbenzoil-difenilfosfina (Lucirin® TPO); óxidos de bisacilfosfina; benzofenonas, por ejemplo, benzofenona y 4,4'-bis(N,N'-di-metilamino)benzofenona; tioxantonas y xantonas; derivados de acridina; derivados de fenazina; derivados de quinoxalina; 1-fenil-1 ,2-propanodion-2-0-benzoil-oxima; 4-(2-hidroxietoxi)fenil-(2-propil)cetona (Irgacure 2959, Ciba Specialty Chemicals); 1-aminofenil-cetonas ó 1-hidroxi-fenil-cetonas, por ejemplo, 1 -hidroxiciclohexil-fenil-cetona, 2-hidroxiisopropil-fenil-cetona, fenil-1 -hidroxiisopropil-cetona, y 4-isopropilfenil-1 -hidroxiisopropil-cetona.

Para esta solicitud, se seleccionan de preferencia los fotoiniciadores por radicales y sus concentraciones de preferencia se ajustan para lograr una capacidad de absorción de tal manera que la profundidad de la curación oscila desde 0.05 hasta 2.5 mm.

(D) Tioles De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, la composición de resina comprende al menos un tiol monofuncional o multifuncional. Tiol multifuncional significa un tiol con dos o más grupos tiol. Un tiol multifuncional puede ser una mezcla de diferentes tioles multifuncionales.

El componente tiol multifuncional de las composiciones de la invención puede ser cualquier compuesto que tenga dos o más grupos tiol por molécula. Los tioles multifuncionales adecuados se describen en la Patente de los Estados Unidos No. 3,661 ,744 en la col. 8, línea 76-col. 9, línea 46; en la Patente de los Estados Unidos No. 4,119,617, col. 7, líneas 40-57; Patentes de los Estados Unidos Nos. 3,445,419; y 4,289,867. Se prefieren especialmente tioles multifuncionales obtenidos mediante esterificación de un poliol con un ácido alfa, o ß-mercaptocarboxílico como el ácido tioglicólico, o el ácido ß-mercaptopropiónico.

Ejemplos de tioles preferidos usados en las composiciones de acuerdo con la presente invención incluyen tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol (PETMP), tetrakis(3-mercaptobutilato) de pentaeritritol (PETMB), tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano (TMPMP), di-(3-mercaptopropionato) de glicol (GDMP), tetramercaptoacetato de pentaeritritol (PETMA), trimercaptoacetato de trimetilolpropano (TMPMA), dimercaptoacetato de glicol (GDMA), tri(3-mercapto-propionato) de trimetilpropano etoxilado 700 (ETTMP 700), tri(3-mercapto-propionato) de trimetilpropano etoxilado 1300 (ETTMP 1300), 3-mercaptopropionato de propilenglicol 800 (PPGMP 800), 3-mercaptopropionato de propilenglicol 2200 (PPGMP 2200).

La proporción de número de los componentes metacrilato y acrilato (que contienen grupos eno) al componente tiol multifuncional puede variar ampliamente. En general se prefiere que la proporción del eno a grupos tio oscile desde 10:1 hasta 2:1 , por ejemplo desde 9:1 hasta 4:1 , por ejemplo desde 8:1 hasta 5:1 , pero las proporciones fuera de este intervalo de vez en cuando se pueden emplear útilmente sin salirse de la invención.

Mientras que una composición curable utilizando compuestos de la invención pueden incluir tanto compuestos de metacrilato como de acrilato difuncionales así como compuestos tiol difuncionales, se entenderá que al menos una porción de por lo menos uno de estos componentes debe contener de preferencia más de dos grupos funcionales por molécula para producir un producto reticulado cuando cura. Es decir, el total del número promedio de los grupos eno por molécula de componentes metacrilato y acrilato y el número promedio de los grupos tiol correactivos por molécula del tiol multifuncional debe ser superior a 4 cuando se desea un producto curado reticulado.

(E) Estabilizante De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, la composición de resina puede comprender un estabilizante o inhibidor, es decir, un compuesto que se agrega a la composición para evitar que la composición reaccione antes de ser expuesta a la radiación UV aplicada.

Un estabilizante preferido es un complejo N-nitroso-hidroxil-amina con la estructura general: R N S+ N =0 en donde R es un resto de hidrocarburo aromático y S+ es una sal. El complejo N-nitroso-hidroxil-amina puede ser un complejo de sal de aluminio, por ejemplo, con la estructura: La composición de resina de acuerdo con la invención puede comprender nanorrellenos, por ejemplo nanoalúmina (Nanobyk 3600, 3601 , 3602) o partículas de nanosílice (Nanocryl, Nanoresins) o cualquier otro nanorrelleno, con el fin de mejorar la resolución del objeto tridimensional producido.

La composición de resina de acuerdo con la invención también puede comprender tintes y/o agentes abrillantadores.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Modalidades y ejemplos específicos de la invención de aparatos del sistema de acuerdo con la presente invención se describirán ahora con más detalle con referencia a las figuras, de las cuales La figura 1 ilustra una vista simplificada de corte transversal de un aparato de estereolitografía, La figura 2 ilustra una parte del sistema de exposición de acuerdo con una modalidad de la invención, La figura 3 ilustra una vista en sección transversal de una parte de un aparato de estereolitografía que comprende un sistema de detección de prevención de colisiones de acuerdo con una modalidad de la invención, La figura 4 corresponde a la figura 3 girada 90°, La figura 5 ilustra un sistema de detección de prevención de colisiones de acuerdo con una modalidad de la invención, La figura 6 ilustra una ventana de protección de acuerdo con una modalidad de la invención, La figura 7 ilustra un módulo reemplazable que comprende una ventana de protección de acuerdo con una modalidad de la invención, La figura 8 ilustra una vista en sección transversal de una parte de un aparato de estereolitografía que comprende un módulo reemplazable de acuerdo con una modalidad de la invención, La figura 9 ilustra un ejemplo de un aparato de estereolitografía de acuerdo con una modalidad de la invención, La figura 10 ilustra un ejemplo más de un aparato de estereolitografía de acuerdo con una modalidad de la invención, La figura 11 ilustra un ejemplo más de un aparato de estereolitog rafia de acuerdo con una modalidad de la invención, La figura 12 ilustra un aparato de medición de banco H para el encogimiento diferencial, y las dimensiones del banco H.

MODALIDADES Y EJEMPLOS Sistema Ejemplos de un método y una unidad de iluminación para la iluminación de un punto de un medio que explica cómo colimar la luz e iluminar adecuadamente a las modalidades de la presente invención, se pueden ver por ejemplo en el documento WO 98/47048, incorporado en la presente por referencia.

Ejemplos de una unidad de iluminación y un método de iluminación de un punto de un medio que comprende una pluralidad de emisores de luz en forma de guías de luz que se configuran para iluminar al menos una cara de iluminación a través de un conjunto de válvula de luz, adecuado a las modalidades de la presente invención, se puede encontrar por ejemplo en el documento WO 98/47042, incorporado en la presente por referencia.

Un ejemplo de un aparato de creación rápida de prototipos para la fabricación de objetos tridimensionales mediante tratamiento con aditivo de secciones transversales que comprende un material total o parcialmente sensible a la luz se describe en el documento WO 00/21735, incorporado en la presente por referencia. Este aparato comprende por lo menos una fuente de luz para la iluminación de una sección transversal del material sensible a la luz por al menos un modulador espacial de luz de moduladores de luz controlables individualmente, en donde por lo menos una fuente de luz está acoplada ópticamente con una pluralidad de guías de luz configuradas con respecto a la disposición de moduladores espaciales de luz de tal manera que cada guía de luz ilumina una subárea de la sección transversal.

En el contexto de esta descripción y las reivindicaciones anexas, por el término "área de iluminación" se entiende un plano aproximado como se define por una serie de puntos de enfoque de los haces de luz individuales que se originan de la óptica de salida.

En el contexto de esta descripción y las reivindicaciones anexas, por el término microlentes se entiende pequeñas lentes, por lo general con un diámetro inferior a un milímetro (mm).

En el contexto de esta descripción y las reivindicaciones anexas, por el término distancia de enfoque d se entiende la distancia mínima desde la óptica de salida hasta la zona de iluminación.

En el contexto de esta descripción y las reivindicaciones anexas, por el término material sensible a la luz se entiende un material sensible a la luz y adecuado para la creación rápida de prototipos tridimensionales. Tal material será conocido por el experto y ventajosamente podría ser de diferentes tipos de resina; por lo que el término resina, composición de resina y el término material sensible a la luz se utiliza indistintamente en la presente.

En el contexto de esta descripción y las reivindicaciones anexas, por el término Área de iluminación se entiende el área de sección transversal del haz de luz a la distancia, en donde el haz de luz se enfoca mejor.

En el contexto de esta descripción y las reivindicaciones anexas, un patrón de luz puede ser causado por cualquier combinación de los moduladores de luz, por ejemplo, cuando todos los moduladores de luz se abren, una sola línea de moduladores de luz se abre, algunos moduladores de luz individuales se abren o cualquier otra combinación de configuraciones de los moduladores de luz.

La Figura 1 ilustra una vista simplificada de corte transversal de un aparato de estereolitografía SA para la construcción de objetos tridimensionales OB de acuerdo a un aspecto de la invención. Los objetos tridimensionales OB se construyen por capas a través de la curación de material sensible a la luz LSM cuando se exponen a la luz del sistema de exposición ES.

El aparato de estereolitografía SA comprende una placa de construcción BP, en la que se construye uno o más objetos tridimensionales OB. La placa de construcción BP se mueve verticalmente en un tanque V que comprende material sensible a la luz LSM por medio de un elevador EL. Un recubrimiento REC de acuerdo a un aspecto de la invención es escaneado a través de la nueva capa de material sensible a la luz LSM para asegurar la uniformidad de la capa nueva. La dirección de escaneo SD del sistema de exposición ES se indica con flechas.

De acuerdo a la descripción anterior, el objeto tridimensional OB se construye mediante la exposición de una capa de material sensible a la luz LSM con la luz en patrón proveniente del sistema de exposición ES. La parte del material sensible a la luz LSM se cura de acuerdo con el patrón de luz a la que está expuesta. Cuando una primera capa se cura, la placa de construcción BP con la primera capa curada del objeto tridimensional OB se baja al tanque V y la máquina de revestimiento REC escanea a través de la capa de material sensible a la luz LSM con el fin de establecer una nueva capa superior de material sensible a la luz LSM. Entonces el sistema de exposición ES se escanea nuevamente a través del material sensible a la luz LSM curando una nueva capa del objeto tridimensional OB.

Como se mencionó, el aparato de estereolitografía SA comprende un sistema de exposición ES. El sistema de exposición ES comprende una fuente de iluminación incoherente, que puede ser una lámpara UV, un diodo, una serie de diodos, o cualquier otro medio de fuente de iluminación conocido por el experto, adecuado para el propósito de curar el material sensible a la luz. Después de la fuente de iluminación existen medios para transformar la luz proveniente de la fuente de iluminación en luz colimada, junto con la óptica de entrada 10, moduladores espaciales de luz SLM, y la óptica de salida OO. La parte del sistema de exposición después de los medios de colimación de la luz se representa en la fig. 2.

Al menos parte del sistema de exposición ES se escanea a través del material sensible a la luz LSM en una dirección de escaneo SD, que ilumina un área de iluminación IA en la superficie del material sensible a la luz LSM de acuerdo a una representación digital por capas del objeto tridimensional OB. De acuerdo con un aspecto de la invención, el sistema de exposición ES constituye la curación del material sensible a la luz LSM en el área de iluminación IA, de tal modo que forma el objeto tridimensional OB.

En un aspecto de la invención, el tanque V puede estar equipado con medios para mover el tanque V como las ruedas, las interacciones con un riel, pista, montacargas, etc. Por lo tanto, el tanque V puede ser desmontable, ubicado en el aparato de estereolitografía SA por ejemplo, accesible a través de una abertura OP para rellenar el tanque V con material sensible a la luz LSM o para facilitar la extracción de objetos tridimensionales OB de la placa de construcción BP.

Cabe señalar que es posible, por ejemplo, por medio del elevador EL ilustrado u otros dispositivos, mover el tanque V verticalmente en lugar de mover la placa de construcción BP.

La representación digital por capas del objeto tridimensional OB puede, de acuerdo con un aspecto de la invención, proporcionarse al aparato de estereolitog rafia SA por medio de una unidad de interfaz IFU. La unidad de interfaz IFU puede comprender interfaces de entrada, como por ejemplo, un teclado o puntero e interfaces de salida, como por ejemplo, una pantalla o una impresora, para controlar la comunicación por medio de interfaces, como por ejemplo, LAN (LAN: Red de Área Local), WLAN (WLAN: Red Inalámbrica de Área Local), comunicación en serie, etc. Además, la unidad de interfaz IFU puede comprender procesadores de datos, memorias y/o medios para el almacenamiento permanente de datos.

La figura 2 ilustra una vista simplificada de corte transversal de la parte del sistema de exposición después de los medios de colimación de la luz de acuerdo con un aspecto de la invención.

De acüerdo con un aspecto de la invención, a fin de transmitir la luz proveniente de la fuente de iluminación hacia al menos una parte de los moduladores de luz LM de por lo menos un modulador espacial de luz SLM, se usan guías de luz entre los medios para la colimación y la óptica de entrada 10. En otro aspecto de la invención, que puede combinarse con el otro, se utilizan guías de luz entre la fuente de iluminación y los medios para la colimación. Tales guías de luz por ejemplo pueden comprender fibras ópticas (por ejemplo, elaboradas de polímero, plástico, vidrio, etc.), elementos ópticos, configuraciones de lentes, reflectores, etc.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el material sensible a la luz LSM puede ser un factor determinante para la elección de la fuente de iluminación. Típicamente, el material sensible a la luz LSM se cura cuando se expone o se ilumina con luz de alta intensidad en longitudes de onda entre 200- 500 nm. Típicamente, la luz con picos de longitud de onda entre 300 y 400 nm es la más óptima para curar el tipo preferido de material sensible a la luz LSM. Por supuesto, se puede utilizar la luz con longitudes de onda que no sean las mencionadas si se requiere un material sensible a la luz LSM especial. Ya que la fuente de iluminación es incoherente, la luz se emite con una amplia gama de longitudes de onda y se pueden activar varios compuestos químicos y fotoiniciadores en el material sensible a la luz.

Cabe señalar que el material sensible a la luz LSM también se cura cuando se expone a una luz de amplio espectro, por ejemplo, de la distribución de la iluminación difusa de una habitación, debido a que la distribución de la iluminación difusa de una habitación a menudo también contiene luz con longitudes de onda en las que el material sensible a la luz LSM reacciona. La curación de material sensible a la luz LSM de tal luz externa no es deseable, porque es lenta y no controlable.

La intensidad de la luz emitida desde la fuente de iluminación, de acuerdo con un aspecto de la invención puede variar. Cuanto mayor sea la intensidad, menor será el tiempo que el material sensible a la luz LSM tiene que estar expuesto a la luz para curar. Por ello la velocidad de escaneo del sistema de exposición ES sobre el material sensible a la luz LSM puede ser más rápida. Por supuesto, otros factores también son determinantes para la velocidad de escaneo, tales como el tipo de material sensible a la luz LSM, el tiempo de respuesta de los moduladores espaciales de luz SLM, etc.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el sistema de exposición comprende la óptica de entrada IO, por lo menos un modulador espacial de luz SLM y la óptica de salida OO. Por lo tanto, la luz proveniente de la fuente de iluminación, por medio de la óptica de entrada IO, al menos en parte es colimada y enfocada en al menos algunas de las aberturas de por lo menos un modulador espacial de luz SLM. Por lo menos un modulador espacial de luz SLM entonces establece un patrón de luz en la óptica de salida OO, que nuevamente enfoca la luz en patrón en el área de iluminación IA en el material sensible a la luz LSM.

Cabe señalar que un patrón de luz también incluye la situación en la que todos los moduladores de luz individuales LM del modulador espacial de luz SLM están en una posición que, o bien dejan luz a través de todas las aberturas del modulador espacial de luz SLM o no permiten algo de luz a través de las aberturas del modulador espacial de luz SLM.

De acuerdo con un aspecto preferido de la invención, el aparato de estereolitografía SA comprende más de 48 moduladores espaciales de luz SLM. Cabe señalar que el aparato de estereolitografía SA puede ser muy flexible en relación con el número de moduladores espaciales de luz SLM. Por lo tanto, el número de moduladores espaciales de luz SLM puede variar entre 1 y, por ejemplo hasta más de 100.

De acuerdo con un aspecto de la invención, los moduladores espaciales de luz individuales SLM se pueden combinar en módulos de cuatro. Por lo tanto, de acuerdo con un aspecto preferido de la invención, cuando se necesitan más de cuatro moduladores espaciales de luz SLM, más de un módulo se combinan entre sí formando el sistema de exposición ES.

Cada modulador espacial de luz SLM comprende de acuerdo con un aspecto de la invención más de 500 moduladores de luz LM controlables individualmente. Por supuesto, se pueden utilizar moduladores espaciales de luz SLM con un número que difiera de los 500 moduladores de luz LM controlables individualmente. Para simplificar las figuras, a lo largo de esta descripción, las figuras sólo ilustran los moduladores espaciales de luz SLM con, por ejemplo cuatro moduladores de luz a pesar de que, como se mencionó, puede haber más de 500.

La óptica de entrada 10 de acuerdo a un aspecto de la invención y como se muestra en la figura 2 puede comprender un conjunto de microlentes. En otras modalidades se pueden incluir más microlentes en la óptica de entrada, así como otros elementos ópticos.

Un propósito de la óptica de entrada es enfocar la luz colimada CL en por lo menos un modulador espacial de luz SLM. Como se explica más adelante, por lo menos un modulador espacial de luz SLM comprende una pluralidad de aberturas y está sobre o hacia abajo a través de estas aberturas que las microlentes ML están enfocando la luz colimada CL.

Al menos un modulador espacial de luz SLM de acuerdo con un aspecto de la invención puede utilizarse para modelar la luz colimada y enfocada en las áreas de iluminación IA en el material sensible a la luz LSM. Al menos un modulador espacial de luz SLM comprende una pluralidad de moduladores de luz LM individuales, también conocidos como interruptores de luz, válvulas de luz, microobturadores, etc.

De acuerdo con un aspecto de la invención, los moduladores de luz LM controlables individualmente son controlados por una unidad de control CU. La unidad de control CU puede controlar el sistema de exposición ES de acuerdo a la representación digital por capas del objeto tridimensional que se construirá. La unidad de control CU ilustrada puede controlar los moduladores de luz LM controlables individualmente de por lo menos un modulador espacial de luz SLM y en el caso de diodos emisores de luz LD individuales, éstos también pueden ser controlados por la unidad de control CU.

De acuerdo con un aspecto de la invención, en donde se utilizan diodos emisores de luz LD, el control de los medios de diodos emisores de luz LD apaga los diodos emisores de luz LD si, por ejemplo sólo una pequeña parte de un objeto o un objeto pequeño se va a construir, que no requiere luz en el patrón de al menos un modulador espacial de luz SLM incluido en el sistema de exposición ES.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el control de los moduladores de luz LM en por lo menos un modulador espacial de luz SLM puede dirigir los moduladores de luz LM de acuerdo con el patrón. El patrón puede representar una capa del objeto tridimensional que se construirá.

En una modalidad de la invención, la unidad de control CU ilustrada también puede controlar otras partes del aparato de estereolitografía SA que el sistema de exposición ES. Alternativamente, la unidad de control CU se puede incluir en otros sistemas de control en relación con el aparato de estereolitografía SA.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el aparato de estereolitografía SA puede estar provisto con descripciones digitales por capas del objeto tridimensional que se construirá. La descripción por capas del objeto tridimensional puede incluir estructura de soporte, si el objeto tridimensional requiere soporte durante el proceso de construcción. Para cada capa del objeto tridimensional, el sistema de exposición ES se escanea a través del material sensible a la luz LSM y la descripción digital por capas del objeto tridimensional determina el patrón de luz del modulador espacial de luz SLM.

De acuerdo con un aspecto de la invención, la óptica de salida OO enfoca la luz en patrón del modulador espacial de luz SLM en una o más áreas de iluminación IA en la superficie del material sensible a la luz LSM. Al igual que ia óptica de entrada 10, la óptica de salida 00 puede comprender más de un sistema de lentes por ejemplo, más de un conjunto de microlentes ML.

Una modalidad preferida de parte de un sistema de exposición se muestra en la figura 2. La luz colimada CL se envía a través de un primer conjunto de microlentes como parte de la óptica de entrada 10, que trabaja para enfocar la luz colimada CL en una serie de haces de luz enfocada FLB, adecuados para entrar en cada obturador individual en los moduladores de luz LM. Para cada modulador de luz LM abierto, la luz irá a través y se esparcirá hacia fuera de nuevo después de haber viajado a través del modulador de luz LM. En esta modalidad mostrada, la óptica de salida OO comprende dos conjuntos de microlentes en continuación inmediata de uno a otro para enfocar la luz, por lo que se obtienen los puntos deseados de luz con un diámetro de aproximadamente 100 pm en un plano focal, el área de iluminación IA, a una distancia d de aproximadamente 2-3 mm.

En la modalidad mostrada, se ha obtenido este enfoque de la luz muy ventajoso en la distancia deseada mediante el uso de los dos conjuntos de microlentes en continuación inmediata de uno a otro con parámetros adecuados, es decir, un radio de curvatura de 365 pm y una longitud focal de fondo de 499 pm. Junto con el uso de un conjunto de microlentes en la óptica de entrada con un radio de curvatura de 328.5 pm y una longitud focal de fondo de 425 pm, esta combinación ha demostrado que ofrece una combinación muy ventajosa de la óptica en el sistema de exposición. Sin embargo, otros elementos ópticos con valores de estos parámetros en un intervalo alrededor de tales valores encontrados también han demostrado proporcionar resultados ventajosos.

En esta modalidad, las microlentes utilizados son parte de un conjunto que comprende una serie de lentes fabricados en una sola pieza.

Obviamente en el alcance de la invención, sería posible fabricar e insertar lentes individuales para cada obturador individual, o cualquier número de lentes que no sea el que se muestra se puede combinar en una placa de microlentes.

Debe quedar claro que la modalidad mostrada en la figura 2 se muestra sólo como un ejemplo y pueden obtenerse modalidades adecuadas mediante la sustitución de uno o varios de los conjuntos de microlentes.

La longitud focal de fondo y el radio de curvatura son términos bien conocidos por el experto. Sin embargo, para mayor claridad, se definen de la siguiente manera.

Una lente esférica tiene un centro de curvatura localizado en (x, y, z) o bien a lo largo o descentralizado del eje óptico local del sistema. El vértice de la superficie de la lente se encuentra en el eje óptico local. La distancia desde el vértice al centro de la curvatura es el radio de curvatura de la lente.

La longitud focal de fondo (BFL) es la distancia desde el vértice de la última superficie óptica del sistema al punto focal posterior.

De acuerdo a la presente invención, la contaminación del sistema de exposición se puede prevenir o al menos mantenerse a un nivel mínimo mediante el uso de una o más ventanas de protección.

La figura 6 muestra un ejemplo de una ventana de protección PW de acuerdo con una modalidad de la invención.

La figura 7 muestra un ejemplo de un módulo reemplazable RM de acuerdo con una modalidad de la invención. El módulo reemplazable RM mostrado comprende 16 ventanas de protección PW, sin embargo este número puede ser cualquier número adecuado. En la modalidad mostrada, las ventanas de protección PW individuales se desplazan mutuamente para cubrir toda la anchura del área de escaneo. Obviamente, estas ventanas de protección PW pueden ser distribuidas de manera diferente en función de diferentes parámetros tales como el tamaño del área de escaneo, etc.

La figura 8 muestra un sistema de exposición ES, en el que un módulo reemplazable RM que comprende ventanas de protección PW se monta en los medios de sujeción FM para sujetar el módulo reemplazable RM. En la modalidad mostrada, estos medios de sujeción FM son simplemente rieles a cada lado del sistema de exposición ES.

En otra modalidad ventajosa, los medios de sujeción FM constituyen un sistema en el que el módulo reemplazable RM puede ser empujado en un nicho y luego encajarse en una posición fija.

Sin embargo, para el experto será evidente una serie de diferentes medios de sujeción adecuados.

En la figura 8 se muestra una protuberancia PR, que en el caso descrito puede ser una burbuja en la superficie superior US del LSM de resina. Esta burbuja es un ejemplo de una protuberancia PR, que para la mayoría de tipos de resina rara vez ocurre. Sin embargo, si aparece, esto puede ocurrir de repente, por lo que un sistema de detección posible montado en cualquier lado del aparato, aunque sea eficaz, podría no ser suficiente.

Con la o las ventanas de protección PW tal burbuja puede dejar pequeñas cantidades de resina en la o las ventanas de protección, pero la óptica queda sin daño y no contaminada. Por la presente el proceso relativamente simple de reemplazo del módulo reemplazable RM es suficiente para poder reiniciar el aparato después de la aparición de tal burbuja.

Otro ejemplo de una causa de una protuberancia es que la curación de la resina puede producir un poco de encogimiento. Este encogimiento puede causar que el LSM de resina sin curar que rodea el área curada sea empujado ligeramente por encima del nivel de la resina de los alrededores. De esta manera, tal resina puede estar más cerca de, o incluso en contacto con el sistema de exposición ES.

De acuerdo con la presente invención, se puede usar un sensor para detectar obstáculos entre un sistema de exposición y la resina en la fabricación de aditivos, con el fin de evitar la contaminación del sistema de exposición y evitar daños en la parte construida.

La figura 3 muestra las partes principales del sistema de exposición ES con el sistema de exposición ES moviéndose a la izquierda hacia una protuberancia PR que sobresale de la superficie plana de otro modo del tanque V que contiene material sensible a la luz LSM. En el tanque V además se muestra una parte de un elemento IT que mantiene su superficie superior como se pretende, es decir, esencialmente al ras con la superficie superior US del material sensible a la luz LSM. En la modalidad mostrada, el sistema de detección de prevención de colisiones comprende dos haces de láser LBa y LBb emitidos de los alojamientos HSa, el cual se describe en más detalle con referencia a la figura 5. Cabe señalar que en la modalidad mostrada, dos haces láser LBa y LBb se colocan en los lados del sistema de exposición ES, con el fin de ser capaz de detectar protuberancias, no importa si el sistema de exposición ES se mueve hacia la izquierda o hacia la derecha en la modalidad mostrada. Sin embargo, en otras modalidades de la invención, sólo se puede utilizar un haz láser o incluso más de dos.

La figura 4 muestra la misma configuración que en la figura 3 en una vista girada 90°, es decir, el sistema de exposición ES se aleja del espectador hacia la protuberancia PR. Por este medio uno de los haces láser LBb puede verse extendiéndose por debajo de toda la anchura del sistema de exposición ES desde un alojamiento de emisión de luz HSa hacia un alojamiento sensible a la luz HSb. Se observa que el haz láser mostrado será el de la parte posterior de la dirección de movimiento, mientras que en el frente de la dirección de movimiento no se puede ver en la figura, ya que se coloca detrás del haz láser trasero también dibujado en la figura 3.

En la figura se puede observar que el haz láser frontal LBa, colocado en la figura detrás del haz láser LBb, llegará a la protuberancia PR en algún momento durante el movimiento y por lo tanto el haz láser LBa será interrumpido por la protuberancia PR dando por resultado una intensidad de la luz disminuida que llegue al alojamiento sensible a la luz HSb. Por la presente se puede concluir que una protuberancia PR está en frente del sistema de exposición ES, lo cual puede ser un riesgo de contaminación del sistema de exposición. Entonces puede ser enviada una señal dando como resultado, por ejemplo, el paro del aparato para que el personal de operación pueda resolver el problema. De esta forma, la protuberancia puede ser fácilmente retirada o reducida y el aparato se puede iniciar de nuevo tal vez unos pocos minutos más tarde. En caso de que la protuberancia PR entre en contacto con el sistema de exposición ES, puede ser necesario un proceso de limpieza o sustitución que da por resultado el consumo de mucho tiempo y costos.

Elementos importantes para hacer que la invención funcione son el tamaño de las partes en el sensor. A medida que la distancia entre la superficie inferior del sistema de exposición y la superficie de la resina típicamente es tan pequeña como 2 mm, las partes que producen el haz de luz deben ser pequeñas y hechas con pequeñas tolerancias. Si la anchura de la barra de escaneo como ejemplo es de 670 mm, también se establecerá un límite inferior para la distancia entre el emisor y el sensor, que típicamente será justo por encima de este valor.

Suponiendo que la mitad de la distancia entre la superficie inferior del sistema de exposición y la resina puede ser aceptable para la desalineación angular, la desalineación angular debe ser inferior a 0.08°. Suponiendo que la mitad de la distancia entre la superficie inferior del sistema de exposición y la superficie de la resina se puede utilizar para el diámetro del haz, el tamaño del haz debe ser inferior a 1 mm. Por este medio se puede evitar que el receptor vea dos fuentes, una fuente real del emisor y una reflexión de la superficie de la resina. Esto ilustra los requerimientos de las partes ópticas en el emisor y el sensor y también el requerimiento de los medios utilizados para el microajuste de la alineación.

La figura 5 da un ejemplo del diseño de las partes ópticas, en donde se muestran los dos diferentes alojamientos HSa y HSb. Típicamente, la parte frontal y posterior del conjunto será la misma, por lo tanto, aquí sólo se muestra una.

En este ejemplo, un diodo láser LD emite un haz láser LB que se forma a través de un diafragma DP antes de que se refleje en un prisma PRa a través de un ángulo de 90°, por el que se dirige el haz para estar justo al ras por encima de la superficie de la resina. Después de viajar por encima de la superficie US de la resina LSM por debajo del sistema de exposición ES, el haz LB se refleja en un segundo prisma PRb y se dirige al alojamiento sensible a la luz HSb. Antes de llegar al fotodiodo PD en este alojamiento, el haz de luz LB pasa por un filtro de interferencia IF para evitar que, por ejemplo la luz externa interfiera con la medición del fotodiodo PD.

El uso de prismas PRa y PRb está dirigido a la obtención de un diseño compacto y evita que ya sea el diodo de láser LD o el fotodiodo PD necesiten estar cerca de la superficie US de la resina LSM. Obviamente, también se pueden utilizar ángulos diferentes a 90° en el alcance de la presente invención.

Un prisma puede ser utilizado tanto como un reflector interno o uno externo; en la modalidad mostrada en la figura 5 los prismas se utilizan como reflectores internos. Una ventaja de utilizar prismas como reflectores internos es que las superficies del prisma se pueden hacer al ras con el alojamiento y así dar mejores posibilidades de limpieza. Para proteger el delicado borde del prisma, el borde puede ser simplemente cortado como se muestra en la figura 5, que permite el uso de haces cortados, por lo que las partes del haz de luz que chocan con la parte cortada se doblarán esencialmente; esto no producirá ningún riesgo de haces de luz externa del láser entre el emisor y el sensor con un riesgo de influir en la resina. Por la presente, sin riesgo de perturbar la luz externa, el haz de luz se puede mover lo más cerca posible a la superficie de la resina, es decir, a la derecha en la figura 5. Este método también se puede utilizar en la modalidad de reflexión externa.

En una modalidad ventajosa de la invención, el aparato comprende un botón de reinicio, mediante el cual el aparato después de una interrupción del haz de láser LBa que da por resultado un paro del aparato rápidamente puede continuar el proceso de fabricación. Este es por ejemplo, ventajoso si la interrupción fue causada por una burbuja en la resina o similares, por lo que el problema puede ser resuelto mediante la intervención de un operador a la máquina.

En una modalidad ventajosa de la invención, el sistema de exposición comprende módulos de moduladores espaciales de luz (SLM), en donde cada módulo comprende más de un modulador espacial de luz.

En una modalidad ventajosa de la invención, la óptica de entrada está hecha de módulos, por lo tanto, un módulo de óptica de entrada corresponde a un módulo de moduladores espaciales de luz.

En una modalidad ventajosa de la invención, la óptica de salida está hecha de módulos, por lo tanto, un módulo de óptica de salida corresponde a un módulo de moduladores espaciales de luz. La estructura modular del sistema de exposición, la óptica de entrada y la óptica de salida facilita una fácil modificación del sistema de exposición por ejemplo, para satisfacer las peticiones específicas definidas por el usuario para el tamaño del sistema de iluminación.

En una modalidad ventajosa de la invención, las ópticas de entrada y de salida están hechas de módulos, por lo tanto, un módulo de óptica de entrada y salida corresponde a un modulador espacial de luz.

En una modalidad ventajosa de la invención, los moduladores de luz del modulador espacial de luz forman en patrón la luz de la fuente de iluminación. El material sensible a la luz se cura en un patrón dependiente de la posición de los moduladores de luz en el modulador espacial de luz.

Las figuras 9-11 ilustran sólo una posible modalidad del aparato de estereolitografía SA. Cabe señalar que no todas las características mencionadas a continuación son necesarias para que opere el aparato de estereolitografía SA. Además, cabe señalar que no se ilustran todos los detalles del aparato de estereolitografía SA y que pueden ser ventajosas otras partes, no ilustradas.

La figura 9 ilustra el aparato de estereolitografía SA en una vista frontal/lateral de acuerdo a un aspecto de la invención.

El aparato de estereolitografía SA puede estar equipado con una o más puertas corredizas del tanque SVD, las cuales pueden por ejemplo ser abiertas por medio de una manija de puerta corrediza del tanque SVDH, que es operada por ejemplo, empujando, girando, etc. La puerta corrediza del tanque SVD puede dar acceso al tanque V (no mostrado) por medio de deslizamiento hacia un lado o por medio de giro alrededor de una o más bisagras.

Una o más puertas corredizas frontales SFD pueden ser colocadas en relación con uno o más paneles frontales FP y paneles laterales SP.

La puerta corrediza frontal SFD puede dar acceso al sistema de exposición ES (no mostrado) por medio de deslizamiento hacia un lado o por medio de giro alrededor de una o más bisagras. Cabe señalar que las puertas corredizas frontales SFD pueden ser transparentes para que el proceso de construcción se pueda monitorear sin abrir la puerta corrediza frontal SFD.

Uno o más paneles frontales FP se pueden extender hacia el lado del aparato de estereolitografía SA. Uno o más paneles frontales FP pueden estar equipados con uno o más indicadores de estado de la máquina MSI, que indican el estado (por ejemplo, en la operación, paro, falla, etc.) de la máquina o en qué etapa está de un proceso de construcción del aparato de estereolitografía SA en un momento dado. El indicador de estado de la máquina MSI también se puede situar en el techo RO o al lado del aparato de estereolitografía SA y por ejemplo puede comprender una pantalla, lámparas, sirenas, etc.

Además, el aparato de estereolitografía SA puede estar equipado con una o más puertas laterales SID y uno o más paneles laterales inferiores LSP, que no están en uso en la operación normal del aparato de estereolitografía SA. Las puertas laterales SID y el panel lateral inferior LSP sólo se desmontan o se abren cuando se les da mantenimiento a las partes del aparato de estereolitografía SA.

Cabe señalar que las puertas laterales SID de acuerdo a un aspecto de la invención, pueden ser parte de la puerta corrediza frontal SFD y el panel lateral inferior LSP de acuerdo a un aspecto de la invención puede ser parte de la puerta corrediza del tanque SVD.

La figura 10 ilustra el aparato de estereolitografía SA en la vista posterior/lateral de acuerdo a un aspecto de la invención, en donde la puerta lateral SID y la puerta corrediza frontal SFD están desmontadas, revelando el sistema de exposición ES.

El aparato de estereolitografía SA de acuerdo con un aspecto de la invención puede estar situado en una o más patas de la máquina MF, que pueden ser ajustables. Esto puede hacer más fácil la instalación del aparato de estereolitografía SA, para que cuando el tanque V (no mostrado) se encuentre en el aparato de estereolitografía SA, la superficie del material sensible a la luz LSM y la óptica de salida OP (no mostrada) estén sustancialmente paralelos.

El sistema de exposición ES ilustrado comprende una puerta lateral izquierda superior UD y una puerta lateral izquierda inferior LD utilizadas cuando se da mantenimiento o servicio al sistema de exposición ES. Además, el sistema de exposición comprende una puerta de alojamiento de lámpara LHD para acceder a la fuente de iluminación IS (no mostrada). Por otra parte, el sistema de exposición ES comprende una placa de protección PP para la protección de las diferentes partes de la unidad de iluminación Ul (no mostrada). El lado de la ventana de protección PW también se ilustra en la figura 10, junto con el marco exterior de la barra de exposición OFEB.

Una manija HD para liberar la ventana de protección PW (no mostrada) se puede situar en la cubierta del sistema de exposición ESC.

La figura 11 ilustra el aparato de estereolitografía SA en una vista frontal de acuerdo con un aspecto de la invención, en donde la puerta corrediza frontal FSD está retirada. El sistema de exposición ES se mueve en una ranura del carro del sistema de exposición ESCS, cuando se escanea a través del material sensible a la luz LSM (no mostrado). Por otra parte, la figura 11 ilustra el marco de la máquina MFR en torno al cual se construye la máquina y una base de soporte para la cadena de energía del sistema de exposición SBEC.

En el aparato de estereolitografía SA descrito anteriormente, el material sensible a la luz LSM está iluminado por una luz colimada CL incoherente de baja intensidad enfocada en una serie de haces de luz enfocada FLB adecuados para entrar en cada obturador individual en los moduladores de luz L . Se obtienen puntos de luz deseados con un diámetro de aproximadamente 100 pm en un plano focal, el área de iluminación IA, donde se encuentra la superficie superior US del material sensible a la luz LSM.

Por lo tanto, se deben usar composiciones de resina a base de acrilato o metacrilato como el material sensible a la luz en el sistema, ya que los compuestos de acrilato o metacrilato se pueden curar, incluso con luz incoherente de baja intensidad.

Se prefieren composiciones de resina con baja viscosidad en el aparato descrito anteriormente, puesto que tales composiciones permiten que se lleve a cabo un proceso de revestimiento rápido.

Composición de resina Preparación de Composición A continuación se describen ejemplos de composiciones de resina de acuerdo con la presente invención. La Tabla 1a muestra los nombres comerciales, nombres químicos y de proveedores de los compuestos utilizados en los ejemplos.

Tabla 1 a Genomer® 4205 es un metacrilato de uretano alifático, Sartomer® 348C es un dimetacrilato de bisfenol A etoxilado, Sartomer® 349 es un diacrilato de bisfenol A etoxilado (3), Sartomer® 833 es un diacrilato de triciclodecan- dimetanol, Sartomer®344 es un diacrilato de polietilenglicol. Los compuestos usados Thiocure y Karenz son tioles.

Las composiciones de los ejemplos se prepararon mediante la disolución completa de todos los componentes sólidos en componentes líquidos a 60°C con agitación. Cuando un componente tiol estuvo involucrado en una formulación, éste se agregó como el último componente con agitación. Después de la disolución de los componentes sólidos, y después de la formulación se dejó enfriar a temperatura ambiente.

Las Tablas 2-7 muestran ejemplos de diferentes composiciones de resina de acuerdo con la presente invención. Una composición Control (Ejemplo 1) se representa y también otras composiciones, por lo que Sartomer 833 varió entre 0 y 40% en peso (Ejemplos 2-5, Tabla 2) o Genomer 4205 varió entre 0 y 40% en peso (Ejemplos 6-9, Tabla 3) o Sartomer 349 varió entre 0 y 20% en peso (Ejemplos 10-11, Tabla 4) o Sartomer 344 varió entre 0 y 20% en peso (Ejemplos 12-13, Tabla 4). En el Ejemplo 14 (Tabla 4) Sartomer 348 está presente en una cantidad de 20% en peso. Las Tablas 5 (Ejemplos 15-16) y 6 (Ejemplos 17-20) muestran la influencia de la adición de PETMP en concentraciones entre 0% y 9% en peso. Y finalmente la Tabla 7 (Ejemplos 21-28) muestra la influencia de varios tioles en una concentración del 5% en peso. La viscosidad de las composiciones de resina, la resistencia en verde de los objetos producidos mediante la curación de resinas correspondientes y las propiedades mecánicas de los objetos tridimensionales obtenidos después de la curación se han indicado en las Tablas 2-7 para cada composición de resina.

Curación/Producción de Partes de Prueba Las formulaciones se curaron utilizando el aparato de estereolitografía SA, con el sistema de exposición descrito anteriormente.

La composición fotocurable se coloca en un tanque diseñado para usarse con el aparato de estereolitografía SA a aproximadamente 30°C. La superficie de la composición, ya sea en su totalidad o de acuerdo con un patrón predeterminado, se irradia con una fuente de luz ultravioleta/visible para que una capa de espesor deseado se cure y se solidifique en el área irradiada. Una nueva capa de la composición fotocurable se forma en la capa solidificada. La nueva capa también se irradia sobre toda la superficie o en un patrón predeterminado. La capa recién solidificada se adhiere a la capa solidificada subyacente. El paso de formación de la capa y el paso de irradiación se repiten hasta que se produce un "modelo verde" de múltiples capas solidificadas.

Un "modelo verde" es un artículo tridimensional formado inicialmente mediante el proceso de estereolitografía de formación de capas y fotocuración, en donde típicamente, las capas no están completamente curadas. Esto permite que las capas sucesivas se adhieran mejor mediante la unión conjuntamente cuando se curan posteriormente. "Resistencia verde" es un término general para las propiedades de desempeño mecánico de un modelo verde, que incluye el módulo, tensión, resistencia, dureza, y la adhesión de capa a capa. Por ejemplo, la resistencia verde se puede informar mediante la medición del módulo de flexión (según norma ASTM D 790). Un objeto que tiene baja resistencia verde se puede deformar por su propio peso, o puede combarse o colapsarse durante la curación.

El modelo verde se lava en isopropanol y posteriormente se seca con aire comprimido. A continuación, el modelo verde seco se postcura con radiación UV en un aparato de postcuración ("PCA") de 60 a 90 minutos. "La postcuración" es el proceso de reacción de un modelo verde para curar adicionalmente las capas parcialmente curadas. Un modelo verde puede ser postcurado mediante la exposición al calor, radiación actínica, o ambos.

La curación de las muestras para las pruebas mecánicas en el aparato de estereolitografía SA se llevó a cabo con la barra de escaneo que se movía a 10 mm/s (velocidad de curación), en un sistema de tina de múltiples cavidades, utilizando placas de construcción perforadas estándares para producir las partes mecánicas de prueba.

El flujo de potencia de la luz enfocada en el área de iluminación fue de aproximadamente 25 mV/cm2. El tiempo de exposición acumulado fue de aproximadamente 0.68 segundos. El aparato de estereolitografía SA descrito anteriormente, sin embargo, puede suministrar flujos de energía en el área de iluminación de 5 mV/cm2 a 60 mV/cm2.

Las partes producidas de esta manera se lavaron en isopropanol y finalmente se curaron en un aparato de postcuración (PCA) durante 90 minutos. Las propiedades mecánicas de prueba se midieron en las partes postcuradas después del acondicionamiento de 3-5 días a 23°C y 50% de humedad ambiental.

Medición de la Viscosidad La viscosidad de las mezclas líquidas se determina a 30°C, utilizando un reómetro Rheostress RS80.

Procedimientos de Prueba Mecánica Las propiedades mecánicas de las muestras producidas se midieron de acuerdo con los correspondientes estándares ISO/ASTM, como se indica en la Tabla 1 b.

Tabla 1 b Estándar ISO/ASTM Propiedades de tracción: módulo de alargamiento hasta la rotura, resistencia ISO 527 Propiedades de flexión: módulo de resistencia máxima ISO 1 8 Resistencia al impacto por entalladura y flexión: ISO 13586 Dureza en la fractura (G1 C), coeficiente de intensidad de tensión (K1 C) HDT a 1.8 Pa (ó 0.45 MPa): ISO 75 Temperatura de desviación de calor bajo carga de 1.80 MPa ó 0.45 MPa Resistencia en verde (módulo de flexión) ASTM D790 Medición de encogimiento por banco H o medición del molde (% en volumen) El encogimiento de volumen por el método de molde se determina mediante la medición de la longitud de un molde usado para producir piezas de 100 mm x 5 mm x 5 mm. La medición de la longitud de la parte final curada y la comparación con la longitud del molde usado para producir la parte da una indicación del encogimiento lineal (%), y mediante el cálculo, el encogimiento en volumen (%) de una parte (suponiendo encogimiento igual en todas las direcciones). Todas las mediciones se hacen a 23°C/50% de humedad relativa.

El encogimiento diferencial por la medición en banco H se lleva a cabo con el equipo mostrado en la figura 12 a 23°C/50% de humedad relativa.

Con referencia a la figura 12, una parte se construye utilizando el aparato de estereolitografía SA, que se asemeja a una "H" con una porción central alargada, de manera que las dos partes verticales de la H se construyen en erguidas en la dirección vertical. A continuación, esta parte se sujeta de manera suelta como se muestra en el aparato de la figura 12 y se utiliza un perfilómetro láser Focodyn para medir el perfil de la superficie. El encogimiento diferencial es la distancia en mieras entre los puntos máximos y mínimos del perfil de la superficie medida. Las dimensiones de la parte de la "H" también se muestran en la Figura 12.

Determinación de la Fotosensibilidad (Dp/Ec) La fotosensibilidad de las composiciones se determina usando "rayas" de la composición curada. En esta determinación, se producen especímenes de prueba de una sola capa utilizando el aparato de este reo litografía SA con diferentes velocidades de curación, y por lo tanto, diferentes cantidades de energía. Los espesores de capa de estas rayas se miden. El trazado del espesor de la capa resultante en una gráfica contra el logaritmo de la energía de irradiación da la denominada "curva de trabajo". La pendiente de esta curva se denomina Dp (profundidad de penetración, en mieras). El valor energético en el que la curva pasa por el eje x se denomina Ec (Energía de Exposición Critica, en mJ/cm2). (Ver P. Jacobs, Rapid Prototyping and Manufacturing, Soc. Of Manufacturing Engineers, 1992, pp 270 ff).

Resultados de las pruebas mecánicas En la Tabla 2 se puede observar el aumento de Sartomer 833 en la composición desde 0% hasta 40% en peso. Se puede observar en la Tabla 2, que la composición presenta de manera sorprendente e inesperada un máximo de dureza (K1c, G1c, alargamiento hasta la rotura) y de resistencia a la tracción a una concentración de Sartomer 833 entre 5% y 15% en peso, que se encontró para ser el intervalo de concentraciones optimizadas para el componente diacrilato cicloalifático.

En la Tabla 3 se puede observar que el aumento de Genomer 4205 en la composición desde 0% hasta 40% en peso produce un notable incremento en la resistencia en verde (de 35 a 65 MPa) y en la resistencia a la flexión (de 75 a 85 MPa). Por lo tanto, pueden lograrse propiedades mecánicas satisfactorias con una concentración del componente metacrilato de uretano alifático entre 20 y 50% en peso.

En la Tabla 4 se puede observar que el aumento de Sartomer 349 en la composición desde 0% hasta 20% en peso produce un aumento en la rigidez (módulo de tracción, módulo de flexión, resistencia a la flexión) y en la dureza (K1c, G1c). Por lo tanto, puede lograrse una resistencia al impacto satisfactoria mediante la adición a la composición entre el 5% y 15% en peso del componente diacrilato aromático.

En la Tabla 4 también podemos observar que el aumento de Sartomer 344 en la composición desde 0% hasta 20% en peso produce un aumento dramático en la flexibilidad (módulo de tracción, módulo de flexión, resistencia a la flexión) y en la dureza (K1c, IGc) y una dramática disminución de la viscosidad. Por lo tanto, se encontró que una concentración óptima del componente diacrilato de polietilenglicol está entre 5% y 15% en peso.

En la Tabla 4 además, se puede observar que la disminución de Sartomer 348 en la composición desde 40% hasta 20% en peso produce un ligero aumento de la flexibilidad y la dureza de los objetos producidos con la composición de resina. Se encontró que una concentración óptima del componente metacrilato de bisfenol etoxilado está entre 20% y 50% en peso.

La composición de resina comprende 0.5-5% en peso de un fotoiniciador requerido para la curación UV. Un fotoiniciador (Irgacure 651) con alto coeficiente de extinción en longitud de onda corta se utiliza para curar la superficie y otro fotoiniciador (Lucirin TPO) con bajo a moderado coeficiente de extinción a mayor longitud de onda se utiliza para curar totalmente.

Las Tablas 2-4 señalan sorprendentemente que al menos uno, de preferencia dos componentes metacrilato diferentes con al menos uno, de preferencia dos componentes acrilato diferentes, y un fotoiniciador pueden formar una composición de resina de buen desempeño que presenta alta resistencia en verde, buenas propiedades mecánicas, alta dureza, baja ondulación y encogimiento, y, en particular, se adapta muy bien para curarse con una velocidad aceptable en un aparato de estereolitografía SA como se describió anteriormente, con el suministro de radiación incoherente de baja intensidad al área de iluminación IA.

Las Tablas 2-4 indican, además, que, inesperadamente, una composición de resina que comprende: (A1) 5-15% en peso de al menos un diacrilato de polietilenglicol (A2) 5-15% en peso de al menos un diacrilato cicloalifático (B) 20-50% en peso de al menos un metacrilato de uretano alifático (C) 0.5-5% en peso de al menos un fotoiniciador permite que se logren alta resistencia en verde, alta dureza, baja ondulación y encogimiento y óptimas propiedades mecánicas con una velocidad de reacción aceptable en las condiciones de curación según lo dispuesto por el aparato de estereolitografía SA como se describió anteriormente, con el suministro de radiación incoherente de baja intensidad al área de iluminación IA.

La Tabla 5 muestra una composición de resina (Ejemplo 15), de acuerdo con la presente invención sin tioles multifuncionales y una composición de resina (Ejemplo 16) de acuerdo con la presente invención que comprende 5% en peso de un tiol multifuncional (PETMP).

La viscosidad de las composiciones de resina, la resistencia en verde de los objetos producidos mediante la curación de resinas correspondientes y las propiedades mecánicas de los objetos tridimensionales OB obtenidos después de la postcuración se indica en la Tabla 5 para cada composición de resina.

En la tabla 5 se puede observar que el aumento de PETMP en la composición desde 0% hasta 5% en peso produce un mejoramiento de todas las propiedades mecánicas, un dramático aumento inesperado y sorprendente en la resistencia en verde desde 50 hasta 650 MPa, un incremento notable en la dureza (K1c, G1c) y también un notable incremento de la exposición crítica (Ec). Al mismo tiempo, inesperadamente se reduce el encogimiento drásticamente (desde 315 hasta 248 mieras).

Hemos encontrado sorprendentemente que las concentraciones de tioles multifuncionales entre 0.1% y 10% en peso, preferentemente entre 1% y 8% en peso, más preferentemente entre 2% y 7% en peso de composiciones de resinas a base metacrilato y acrilato pueden aumentar dramáticamente la resistencia en verde y la dureza y reducir el encogimiento de los objetos tridimensionales OB producidos mediante su curación, dando lugar a composiciones de resina adecuadas de manera óptima para ser curadas en un aparato de estereolitografía SA como se describió anteriormente, con el suministro de radiación incoherente de baja intensidad al área de iluminación IA.

La Tabla 6 muestra diferentes composiciones de resina de acuerdo con la presente invención, por las que el tiol multifuncional PETMP varía entre 0 y 9% en peso (Ejemplos 17-20).

La viscosidad de las composiciones de resina y las propiedades mecánicas de los objetos tridimensionales OB obtenidos después de la postcuración se indican en la Tabla 6 para cada composición de resina.

En la tabla 6 se puede observar que el aumento de PETMP en la composición desde 0% hasta 9% en peso produce un aumento dramático y sorprendente en la resistencia (K1c, G1c). El módulo de tracción, la resistencia a la tracción y la resistencia a la flexión sorprendentemente presentan un máximo en el 5% en peso de PETMP, que parece ser por lo tanto el valor de concentración más favorable del componente tiol multifuncional.

Por ello, hemos encontrado inesperadamente que las concentraciones de tioles multifuncionales entre 0.1% y 10% en peso, preferentemente entre 1 % y 8% en peso, más preferentemente entre 2% y 7% en peso pueden aumentar dramáticamente la dureza y maximizar el módulo de tracción, la resistencia a la tracción y la resistencia a la flexión de los objetos tridimensionales OB producidos mediante la curación de la resina correspondiente, dando lugar a composiciones de resina óptimamente adecuadas para ser curadas en un aparato de estereolitografía SA como se describió anteriormente, con el suministro de radiación incoherente de baja intensidad al área de iluminación IA.

La Tabla 7 muestra composiciones de resinas de acuerdo con la presente invención, por las que se varía el tipo de tiol multifuncional y está presente en 5% en peso (Ejemplos 21-27). Los diferentes tipos utilizados de tioles multifuncionales se listan en la Tabla 1a. Independientemente del tipo de tiol multifuncional, inesperadamente se puede observar que las resinas que comprenden un tiol multifuncional presentan un aumento dramático en la dureza (K1c y G1c) en comparación con las resinas sin tioles multifuncionales (Ejemplo 15). Sorprendentemente, las resinas que comprende un tiol multifuncional presentan también ventajosamente mayor módulo de tracción, resistencia y alargamiento a la rotura en comparación con las resinas sin tioles multifuncionales (Ejemplo 15).

Tabla 2 Ejemplo Número 1 2 3 4 5 Acrilatos Sartomer 349 % en 8 8.7 7.8 7 5 peso Sartomer 833s % en 8 10 20 40 peso Sartomer 344 % en 8 8.7 7.8 7 5 peso Metacri latos Sartomer 348C % en 40 43.5 39.1 34 25.5 peso Genomer 4205 % en 33 36.1 32.3 28.5 21.5 peso Fotoiniciadore Lucirin TPO % en 1 1 1 1 1 s peso Irgacure 651 % en 2 2 2 2 2 peso % en peso 100 100 100 100 100 total Viscosidad 30°C (mPa s) 670 820 650 510 340 Resistencia en verde (MPa) 40 40 40 40 50 Módulo de tracción (MPa) 2450 2500 2550 2650 2700 Resistencia a la tracción (MPa) 47 48 52 42 36 Alargamiento a la rotura (%) 2.5 2.5 3 2 1.5 Módulo de flexión (MPa) 2300 2350 2300 2450 2600 Resistencia a la flexión a 3.5% (MPa) 80 80 80 80 90 Resistencia máxima a la flexión (MPa) 90 85 95 100 95 K1c (MPa.Vm) 0.7 0.7 0.7 0.65 0.55 G1c(J.m2) 190 170 180 150 100 HDT a 1.80 MPa (°C) 55 55 56 57 60 HDT a 0.45MPa (°C) 68 66 69 72 86 Tabla 3 Ejemplo Número 6 7 8 9 Acrilatos Sartomer 349 % en peso 12 11 9.5 7 Sartomer 833s % en peso 12 11 9.5 7 Sartomer 344 % en peso 12 11 9.5 7 Metacri latos Sartomer 348C % en peso 61 54 48.5 36 Genomer 4205 % en peso 10 20 40 Fotoiniciadore Lucirin TPO % en peso 1 1 1 1 s Irgacure 651 % en peso 2 2 2 2 % en peso 100 100 100 100 total Viscosidad 30°C (mPa s) 290 350 470 680 Resistencia en verde (MPa) 35 35 55 35 Módulo de tracción (MPa) 2450 2400 2500 2350 Resistencia a la tracción (MPa) 47 43 44 45 Alargamiento a la rotura (%) 2.5 2 2 2.5 Módulo de flexión (MPa) 2150 2200 2400 2350 Resistencia a la flexión a 3.5% (MPa) 75 75 85 80 Resistencia máxima a la flexión (MPa) 85 95 95 100 K1c (MPa,Vm) 0.65 0.7 0.65 0.7 G1c(J.m2) 170 180 150 190 Tabla 4 Ejemplo Número 10 11 12 13 14 Acrilatos Sartomer 349 % en peso 20 8.7 7 10.8 Sartomer 833s % en peso 8.7 7 8.7 7 10.8 Sartomer 344 % en peso 8.7 7 20 10.8 Metacrilatos Sartomer 348C % en peso 43.6 34.5 43.6 34.5 20 Genomer 4205 % en peso 36 28.5 36 28.5 44.6 Fotoiniciadores Lucirin TPO % en peso 1 1 1 1 1 Irgacure 651 % en peso 2 2 2 2 2 % en peso total 100 100 100 100 100 Viscosidad 30°C (mPa s) 570 580 880 330 620 Resistencia en verde (MPa) 100 40 45 25 40 Módulo de tracción (MPa) 2500 2600 2700 2050 2350 Resistencia a la tracción (MPa) 48 48 48 42 48 Alargamiento a la rotura (%) 2.5 2.5 2.0 3 2.5 Módulo de flexión (MPa) 2350 2400 2600 1950 2200 Resistencia a la flexión a 3.5% (MPa) 80 85 95 70 75 Resistencia máxima a la flexión (MPa) 100 105 105 85 90 Klc (MPa.Vm) 0.75 0.8 0.6 0.8 0.8 GlcfJ.m2) 190 210 110 270 265 HDT a 1.80 MPa (°C) 54 57 52 53 HDT a 0.45MPa CQ 70 65 73 63 65 Tabla 5 Tabla 6 Ejemplo Número 17 18 19 20 Acrilatos Sartomer 349 % en peso 40 39.2 37.9 36.2 Sartomer 833s % en peso Sartomer 344 % en peso CN 981 % en peso 15 14.6 14.1 13.5 Metacri latos Sartomer 348C % en peso 30 29.4 28.5 27.2 Genomer 4205 % en peso 10 9.8 9.5 9.1 Fotoiniciadores Lucirin TPO % en peso 1.5 1.5 1.5 1.5 Irgacure 651 % en peso 3.5 3.5 3.5 3.5 Tiol PETMP % en peso 2 5 9 % en peso total 100 100 100 100 Viscosidad 30°C (mPa s) 1400 1350 1350 1300 Módulo de tracción (MPa) 1950 2100 2450 2150 Resistencia a la tracción (MPa) 41 48 52 47 Alargamiento a la rotura (%) 3 4 4.5 5.5 Módulo de flexión (MPa) 2050 1750 2000 1950 Resistencia a la flexión a 3.5% (MPa) 69 59 71 68 Resistencia máxima a la flexión (MPa) 82 67 84 84 Klc (MPa.Vm) 0.8 0.75 1.1 1.6 G1c(J.m2) 250 250 450 1100 HDT a 1.80 MPa (°C) 46 46 46 42 Tabla 7

Claims (16)

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. - Sistema que comprende: (a) un aparato para producir un objeto tridimensional a partir de un material sensible a la luz, el aparato comprende: un sistema de exposición (ES) con una fuente de iluminación; una unidad de control (CU), el sistema de exposición (ES) comprende: por lo menos un modulador espacial de luz (SLM) con una pluralidad de moduladores de luz (LM) controlables individualmente; óptica de entrada (IO) ópticamente acoplada a por lo menos un modulador espacial de luz (SLM); óptica de salida (OO) ópticamente acoplada a por lo menos un modulador espacial de luz (SLM); en donde la óptica de entrada (IO) y la óptica de salida (OO) facilitan la transmisión de la luz emitida desde la fuente de iluminación a través de moduladores de luz (LM) controlables individualmente del modulador espacial de luz (SLM) a un área de iluminación (IA), en donde el modulador espacial de luz (SLM) permite el establecimiento de un patrón de la luz transmitida a través de la óptica de entrada (IO), de acuerdo con las señales de control procedentes de la unidad de control (CU); en donde la óptica de salida (OO) permite el enfoque del patrón de luz del por lo menos un modulador espacial de luz (SLM) en un área de iluminación (IA); y (b) una composición de resina que comprende: (A) al menos un componente acrilato; (B) al menos un componente metacrilato; (C) un fotoiniciador.

2. - Sistema según la reivindicación 1 , en donde el aparato comprende una barra de escaneo a la que se monta el sistema de exposición (ES) y/o en donde la distancia d entre la óptica de salida (OO) y el área de iluminación (IA) está entre 0.5 y 20 mm y/o en donde la fuente de iluminación genera luz incoherente.

3. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la composición de resina comprende: (A) 15-40% en peso de al menos dos diferentes componentes acrilato; (B) 50-80% en peso de al menos dos diferentes componentes metacrilato; (C) 0.1-7% en peso de un fotoiniciador con base en el peso total de la composición de resina.

4.- Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde un componente acrilato es un acrilato alifático o cicloalifático, de preferencia un diacrilato cicloalifático, o cualquier mezcla de los mismos.

5. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde un componente acrilato es un acrilato de polietilenglicol, de preferencia un diacrilato de polietilenglicol.

6. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde un componente metacrilato es un metacrilato de uretano alifático.

7. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde un componente metacrilato es un metacrilato de bisfenol etoxilado, de preferencia un dimetacrilato de bisfenol etoxilado.

8. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la composición de resina adicionalmente comprende uno o varios tioles multifuncionales, preferentemente en una cantidad de 0.1-10% en peso, de preferencia en una cantidad de 1-8% en peso con base en el peso total de la composición.

9. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la composición de resina comprende además un estabilizante, de preferencia un complejo N-nitroso-hidroxil-amina con la estructura: en donde R es un resto de hidrocarburo aromático y S+ es una sal.

10. - Sistema según la reivindicación 9, en donde el complejo N-nitroso-hidroxil-amina es un complejo de sal de aluminio.

11. - Composición de resina que comprende: (A) 5-60% en peso de al menos un componente acrilato, preferentemente diacrilato de polietilenglicol o un diacrilato cicloalifático o cualquier mezcla de los mismos; (B) 20-50%% en peso de al menos un componente metacrilato de uretano alifático; (C) 0.5-5% en peso de un fotoiniciador; (D) un tiol multifuncional con base en el peso total de la composición.

12. - Composición de resina según la reivindicación 11 , que comprende al menos: (A1) 5-15% en peso de uno o más diacrilatos de polietilenglicol; (A2) 5-15% en peso de uno o más diacrilatos alifáticos o cicloalifáticos; (B1) 20-50% en peso de uno o más metacrilatos de uretano alifático; (B2) 20-50% en peso de uno o más metacrilatos de bisfenol etoxilado; (C) 0.5-5% en peso de un fotoiniciador; (D) 0.1-10% en peso de uno o más tioles multifuncionales; (E) 0.01-0.5% en peso de uno o más estabilizantes con base en el peso total de la composición.

13. - Método para fabricar un objeto tridimensional (OB) con un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 y/o con una resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, que comprende los pasos de: a) producir una primera capa de un material líquido sensible a la luz; b) exponer la primera capa a radiación UV, con el fin de solidificar la primera capa con un patrón predeterminado; c) aplicar una segunda capa de un material líquido sensible a la luz sobre la primera capa solidificada; d) exponer la segunda capa a radiación UV, con el fin de solidificar la segunda capa con un patrón predeterminado; e) repetir los pasos a) al d), hasta que se forme un objeto tridimensional (OB) predeterminado.

14. - Artículo curado obtenido por un método según la reivindicación 13.

15. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el aparato para producir un objeto tridimensional a partir de un material sensible a la luz comprende por lo menos una ventana de protección (PW) liberable entre la óptica de salida (00) y el área de iluminación (IA).

16. - Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 ó 15, en donde el aparato para producir un objeto tridimensional a partir de un material sensible a la luz comprende al menos un sistema de detección de prevención de colisiones (LBa, LBb, HSa, HSb) para detectar obstáculos entre el área de iluminación (IA) y la óptica de salida (OO).