WO2024126873A1 - Apparatus and method for forming a three-dimensional object - Google Patents

Apparatus and method for forming a three-dimensional object Download PDF

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WO2024126873A1
WO2024126873A1 PCT/EP2023/086470 EP2023086470W WO2024126873A1 WO 2024126873 A1 WO2024126873 A1 WO 2024126873A1 EP 2023086470 W EP2023086470 W EP 2023086470W WO 2024126873 A1 WO2024126873 A1 WO 2024126873A1
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WO
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film
fluid
polymerizable liquid
window
separator
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PCT/EP2023/086470
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Lucas POUPAUD
Eric HEREMANS
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Material & Medical Solutions
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/255Enclosures for the building material, e.g. powder containers
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    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Definitions

  • the present invention relates to the formation of a three-dimensional object, in particular layer-by-layer additive manufacturing from a polymerizable liquid configured to form a polymerized layer, for example under the effect of irradiation of light radiation.
  • the present invention finds, for example, a particularly advantageous application in the additive manufacturing of orthodontic equipment such as aligners and parts of dental prostheses.
  • 3D printers are used to manufacture three-dimensional objects.
  • SLA type Stereolitography Apparatus
  • these resins are photo-polymerizable, that is to say they are configured to harden under the action of light, generally in a wavelength range of 360 to 410 nm, to produce objects in an additive manner layer by layer.
  • 3D printers There are several types of 3D printers, some of which use a bottom-up printing technique. Such printers use a tray containing the photo-polymerizable resin, a projector placed under the tray so as to project a pattern corresponding to the section of the object through the tray and a construction support mounted on an arm movable in vertical translation perpendicular to the tank.
  • the tray includes a bottom transparent to the projected light and the construction support corresponds to a plate intended to translate upwards, and step by step, to take with it the freshly polymerized resin which adheres to this support (or to there upper layer for subsequent translations).
  • An object of the invention consists of overcoming these drawbacks, and more particularly of providing means of manufacturing a three-dimensional object which improve the manufacturing quality.
  • Another object consists of providing manufacturing means which make it possible to reduce the manufacturing times of three-dimensional objects.
  • an apparatus for forming a three-dimensional object by layer-by-layer additive manufacturing from a polymerizable liquid the polymerizable liquid being configured to form a material polymerized under the effect of irradiation of light radiation
  • the device comprising:
  • a tank configured to contain the polymerizable liquid, the tank comprising first and second orifices and a window transparent to light radiation located between the first and second orifices;
  • construction support on which a three-dimensional object is intended to be formed, the construction support being movable so as to move part of the polymerized material in order to form the three-dimensional object;
  • a circuit for circulating the fluid comprising a first fluid line fluidly connecting the source to the first orifice and a second fluid line connecting the source to the second orifice;
  • a film located between the window and the construction support, and comprising a main surface intended to be in contact with the polymerizable liquid, the film being permeable to the inhibitor to allow part of the inhibitor to pass into the polymerizable liquid.
  • the apparatus comprises at least one separator element located between the window and the main surface of the film and configured to create at least one spacing fluidly connecting the first orifice to the second orifice, for circulation of the fluid within said at least one spacing.
  • a device that is simple to produce and facilitates separation between the polymerized layer and the film.
  • Such a device saves considerable time for the manufacture of the three-dimensional object.
  • the spacing makes it easier to inhibit the polymerization of the polymerizable liquid by the inhibitor to limit the adhesion effects of the liquid on the film in order to facilitate the separation of the polymerized liquid.
  • Such a device provides a means for controlling, in volume, flow rate, etc., the circulation of the fluid comprising the inhibitor.
  • a method for forming a three-dimensional object by additive manufacturing layer by layer from a polymerizable liquid the polymerizable liquid being configured to form a polymerized material under the effect of irradiation of a light radiation, the method comprising providing a device comprising:
  • a tank configured to contain the polymerizable liquid, the tank comprising first and second orifices and a window transparent to light radiation located between the first and second orifices;
  • construction support on which a three-dimensional object is intended to be formed, the construction support being movable so as to move part of the polymerized material in order to form the three-dimensional object;
  • a circuit for circulating the fluid comprising a first fluid line fluidly connecting the source to the first orifice and a second fluid line connecting the source to the second orifice;
  • a film located between the window and the support, and comprising a main surface intended to be in contact with the polymerizable liquid, the film being permeable to the inhibitor to allow part of the inhibitor to pass into the polymerizable liquid.
  • the apparatus comprises at least one separator element located between the window and the main surface of the film and configured to create at least one spacing fluidly connecting the first orifice to the second orifice and the method comprises circulating the fluid within said at least one spacing and irradiation of the polymerizable liquid by light radiation.
  • a computer program product comprising instructions, which when carried out by at least one processor, cause said at least one processor to control the device as defined above so as to that the device executes at least the process as defined above.
  • Figure 1 schematically illustrates a view of one embodiment of an apparatus for forming a three-dimensional object according to the invention
  • Figures 2 to 5 schematically illustrate different modes of making a film
  • Figure 6 schematically illustrates the main steps of a method for forming a three-dimensional object according to the invention
  • Figure 7 schematically illustrates a view of another embodiment of an apparatus for forming a three-dimensional object.
  • said at least one separator element is a rib extending longitudinally along an axis oriented parallel to the main surface of the film.
  • said at least one separator element is a piece extending longitudinally along an axis oriented perpendicular to the main surface of the film.
  • the film has a secondary surface located opposite the window and said at least one separator element is fixed on the secondary surface of the film.
  • At least one separator element is also fixed on the window.
  • the apparatus comprises at least two separator elements delimiting said at least one spacing between them, each separator element being formed within a thickness of the film, the thickness of the film being measured in a direction perpendicular to the main surface of the film.
  • the fluid exerts a first pressure in the first fluid line and a second pressure in the second fluid line
  • the apparatus including a circulation device configured to circulate the fluid such that the first and second pressures are less than or equal to to a sum of an external pressure exerted on the tank and a pressure exerted by a height of polymerizable liquid contained in the tank.
  • the apparatus comprises a projector configured to produce light radiation to irradiate the polymerizable liquid and the fluid exerts a first pressure in the first fluid line and a second pressure in the second fluid line, the apparatus comprising a circulation device configured to circulate the fluid so that the first and second pressures are less than or equal to a sum of an external pressure exerted on the tank and a pressure exerted by a height of polymerizable liquid contained in the tank during irradiation polymerizable liquid.
  • the circulation device is configured to circulate the fluid such that the first pressure is strictly greater than the second pressure.
  • the circulation device is configured to circulate the fluid so that the first and second pressures are less than or equal to the external pressure exerted on the tank.
  • the circulation device is configured to circulate the fluid such that the first and second pressures are less than or equal to the external pressure exerted on the tank during irradiation of the polymerizable liquid.
  • the circulation device comprises an additional fluid line fluidly connected to the source, the additional fluid line comprising a pump configured to circulate the inhibitor in the fluid.
  • the pump is configured to inject the inhibitor into the fluid under a pressure greater than or equal to the external pressure.
  • the refractive index of the fluid is equal to that of said at least one separator element.
  • the film comprises a first part fixed to the tray and a second part free to move relative to the tray.
  • the second part of the film can move relative to the window.
  • the second part of the film can move relative to the window in a direction parallel to an axis of translation. More particularly, the translation axis is perpendicular to a construction surface of the construction support, the construction surface being located opposite the window.
  • the second part of the film can move relative to the window in a direction perpendicular to the main surface of the film.
  • the apparatus comprises a separator support placed between the window and the film, the separator support having a first surface fixed to the window and a second surface on which said at least one separator element is located facing the film. This improves the freedom of movement of the second part of the film relative to the window to promote detachment of the polymerized layer and prevent detachment of the object from the construction surface when moving the construction support.
  • a separator support is easy to manufacture.
  • this second part can undergo displacement, under the effect of traction in a direction parallel to the axis of translation (therefore vertical upwards) exerted by the polymerized layer driven by the construction support.
  • said at least one separator element is attached to the second surface.
  • the separator support and said at least one separator element form a single piece, preferably said at least one separator element comes from the material of the second surface of the separator support.
  • said at least one separator element is formed by machining the separator support, by forming the spacings on the second surface of the separator support, for example by engraving.
  • the fluid exerts a first pressure in the first fluid line and a second pressure in the second fluid line
  • the circulation includes pressurizing the fluid so that the first and second pressures are less than or equal to a sum of an external pressure exerted on the tank and a pressure exerted by a height of polymerizable liquid contained in the tank.
  • the circulation includes pressurizing the fluid so that the first pressure is strictly greater than the second pressure.
  • the circulation includes pressurizing the fluid so that the first and second pressures are less than or equal to the external pressure exerted on the tank.
  • the method comprises, after irradiation, peeling off the polymerized layer from the film, the peeling comprising moving away from the construction support so as to increase a distance between the construction support and the window.
  • the film comprises a first part fixed to the tray and a second part free to move relative to the tray, and the peeling comprises a movement of the second part in translation along an axis perpendicular to the main surface of the film.
  • separation includes a measurement of a change in a pressure difference between the first and second pressures and separation includes a movement of the building support relative to the window based on the measured change.
  • FIGs 1 and 6 there is shown an apparatus 1 for forming a three-dimensional object 2.
  • the apparatus 1 is adapted to manufacture the three-dimensional object 2 using an additive technique layer by layer from a polymerizable liquid 3.
  • This device 1 is also called a three-dimensional printer, or 3D printer.
  • Additive manufacturing layer by layer consists of forming the three-dimensional object 2 one layer 4 after the other in successive steps, each layer 4 extends added to the previous one at each new printing step.
  • the polymerizable liquid 3 is configured to form a polymerized layer 4 under the effect of irradiation of light radiation 5.
  • the polymerizable liquid 3 is configured to form a polymerized material whose parts correspond to the polymerized layers 4.
  • the polymerizable liquid 3 is a photo-polymerizable resin.
  • the light radiation is produced by a projector 6, for example a DLP type projector (“Digital Light Processing” in English, that is to say with digital light processing, which correspond to screens using adjustable mirrors ).
  • the projector 6 can also emit light radiation 5 of the laser type.
  • the light radiation 5 corresponds to ultraviolet radiation.
  • the apparatus 1 further comprises a tray 7 and a construction support 8.
  • the tray 7 corresponds to a container configured to contain the polymerizable liquid 3.
  • the tray 7 comprises a wall 100 configured to contain the polymerizable liquid 3 and within which a window 10 transparent to light radiation 5 is formed.
  • the tank 7 further comprises a source 11 of liquid containing a reserve of polymerizable liquid 3.
  • the source 11 is configured to supply the tank 7 with polymerizable liquid 3 in a controlled manner for each step of creating a layer of the three-dimensional object 2.
  • transparent to light radiation 5 is meant the fact that the window 10 lets through at least 80% of the light radiation 5 and preferably at least 90% of the light radiation 5, preferably 100% of the light radiation 5.
  • the construction support 8 provides a support on which the three-dimensional object 2 is intended to be formed.
  • the construction support 8 has the general shape of a plate.
  • the construction support 8 is provided with a construction surface 12 located opposite the window 10.
  • the construction support 8 is movable so as to move part of the polymerized material 4 in order to form the three-dimensional object 2.
  • the apparatus 1 comprises an arm 9 mechanically coupled to the construction support 8.
  • the arm 9 is mounted movable on a support 40. More particularly, the arm 9 is movable in translation along a translation axis A perpendicular to the construction surface 12 of the construction support 8.
  • the mobility of the arm 9 makes it possible to move the construction support 8, to move the polymerized layer 4 in order to form the three-dimensional object 2.
  • Printing a layer of the three-dimensional object 2 consists of projecting a pattern corresponding to the section of the object 2, by means of the projector 6, through the transparent window 10.
  • a zone 13 of liquid polymerizes 3 under the effect of light radiation 5 to form the polymerized layer 4.
  • the zone of liquid 13 hardens under the effect of light radiation 5.
  • zone 13 adheres either to the construction support 8 for the first layer of object 2, or to a previously formed layer corresponding to a polymerized layer of object 2.
  • the apparatus 1 further comprises a source 20 of a fluid 21 comprising a polymerization inhibitor of the polymerizable liquid 3, and a circuit 22 for circulation of the fluid 21.
  • circuit 22 comprises a first fluid line 23 and a second fluid line 24.
  • the tank 7 comprises first and second orifices 25, 26. Window 10 is located between the first and second orifices 25, 26.
  • the first and second orifices 25, 26 are formed within the wall 100 of the tank 7.
  • the first fluid line 23 fluidly connects the source 20 to the first orifice 25.
  • the second fluid line 24 connects the source 20 at the second orifice 26.
  • the fluid 21 exerts a first pressure P1 within the first fluid line 23 and a second pressure P2 within the second fluid line 24.
  • the fluid 21 is a liquid and the inhibitor is oxygen.
  • the device 1 comprises a film 50 located between the window 10 and the construction support 8.
  • the film 50 is placed on the wall 100 of the tray 7.
  • the film 50 is placed on the window 10.
  • the film 50 comprises a main surface F1 intended to be in contact with the polymerizable liquid 3.
  • the film 50 is permeable to the inhibitor to allow part of the inhibitor to pass into the polymerizable liquid 3. That is to say, -say that the inhibitor can pass through the main surface F1 to the polymerizable liquid 3.
  • a problem for the printing of the object 2 consists in the fact that the polymerized layer 4 must adhere more to the construction support 8 than at film 50 otherwise it cannot be moved upwards to make room for the following layers.
  • the adhesion between the film 50 and the polymerizable liquid 3 is due to the microstructure of the materials, the chemical affinity between the materials and a suction effect between the polymerizable liquid 3 and the film 50 when the liquid 3 polymerizes.
  • the permeable film 50 allows the inhibitor to pass through the film 50 within the polymerizable liquid 3.
  • the inhibitor inhibits the polymerization reaction.
  • the inhibitor comprises oxygen.
  • oxygen inhibits the polymerization reaction because it is an absorber of free radicals which are elements allowing the polymerization reaction.
  • the inhibition allows the creation of a liquid interface of the unpolymerized liquid 3 which allows a further reduction of suction effects.
  • the circuit 22 is configured to circulate the liquid 21 comprising the inhibitor between the main surface F1 of the film 50 and the transparent window 10.
  • the apparatus 1 comprises at least one separator element 70 located between the window 10 and the main surface F1 of the film 50.
  • a separator element 70 is configured to create at least one spacing 71 fluidly connecting the first orifice 25 to the second orifice 26, for circulation of the fluid 21 within the spacing 71.
  • Such a separator element 70 makes it possible to maintain the main surface F1 of the film at a distance from the window 10 while creating a spacing 71 to circulate the fluid 21 between the main surface F1 and the window 10. It is thus possible to guarantee a spacing 71 for the circulation of the fluid 21 during the manufacture of the object 2. This makes it easier to control the volume and the speed of movement of the fluid 21 during the manufacture of the object 2.
  • FIG. 2 to 5 different embodiments of a separator element 70 are shown.
  • the film 50 extends along a secondary axis B perpendicular to the translation axis A.
  • the fluid 21 circulates within the circuit 22 according to circulation directions referenced S1, S2, S3.
  • the separator elements 70 can be formed on the film 50 or on the window 10.
  • the separator elements 70 can be fixed on a secondary surface F2, opposite the main surface F1, located opposite the window 10.
  • the separator elements 70 can be fixed on a surface of the window 10 located opposite the polymerizable liquid 3.
  • the separator elements 70 are formed on the secondary surface F2 of the film 50.
  • the separator elements can be made of silicone.
  • the separator elements can be printed on the film 50 by stamping, that is to say by pressure of a matrix on the film 50.
  • the separator elements 70 can be produced by molding on the film 50
  • the separator elements 70 can be produced by machining or by molding on the window 10.
  • the separator elements 70 are formed on the secondary surface F2 of the film 50 or on the window 10 by molding. from liquid silicone.
  • the silicone material can be molded directly to allow optical coupling with the window or the film 50.
  • the refractive index of the fluid 21 is equal to that of the separator elements 70.
  • a separator element 70 is a part extending longitudinally along an axis A oriented perpendicular to the main surface F1 of the film 50.
  • the apparatus 1 comprises several separator elements 70.
  • separator element 70 can have a cylindrical or conical shape. The cylindrical shape is preferential because it facilitates the flow of the fluid 21.
  • a separator element 70 has a height H which can be between 50 and 300 micrometers. Thus, the separator elements 70 do not prevent the circulation of the fluid 21.
  • the height H is measured along an axis perpendicular to the main surface F1.
  • the separator elements 70 can have a width L1 equal to 1 mm.
  • a distance L2 between the separator elements can be between 0.1 and 2 mm.
  • the separator elements 70 allow circulation of the fluid 21 while preventing bending of the film 50 between the separator elements 70.
  • the centers of the separator elements 70 can be separated by a distance L3 of between 1.1 and 1.2 mm.
  • the width L1 and the distances L2, L3 are measured along an axis parallel to the secondary axis B.
  • the device 1 comprises at least two separator elements 70 delimiting between them a spacing 71.
  • Each separator element 70 is formed within a thickness Ef of the film 50.
  • the thickness Ef of the film 50 is measured according to a direction perpendicular to the main surface F1 of the film 50.
  • the separator elements 70 are formed in a thickness Ef of the film 50.
  • the film 50 comprises through channels 71 from one edge to the other of the film 50 formed within the thickness Ef of the film 50.
  • a separator element 70 is a rib extending longitudinally along an axis oriented parallel to the main surface F1 of the film 50.
  • the separator elements 70 form lips projecting from the surface secondary F2 and extend along the secondary axis B.
  • the ribs delimit, between them, channels 71 for the circulation of the fluid 21.
  • the device 1 may comprise a circulation device 30 configured to circulate the fluid 21 within the spacing 71.
  • the circulation device 30 comprises a main pump 81, located for example, in the first fluid line 23 or the second fluid line 24, to circulate the fluid 21 in the closed circuit 22.
  • the source 20 of fluid 21 comprises an opening to the outside in order to mix the fluid 21 with, for example air, to inject the inhibitor, such as for example oxygen, into the fluid 21.
  • the device 30 may comprise an optional secondary pump 80, fluidly connected to the source 20 of the fluid 21, by an additional fluid line 91.
  • the secondary pump 80 is configured to suck up the reaction inhibitor (for example air containing oxygen) 90 to inject it into the fluid 21 in order to make it circulate in the closed circuit 22.
  • a pressure P3 is exerted by the fluid 21 within the source 20.
  • the circulation device 30 can be configured so that the first and second pressures P1, P2 are less than or equal to a sum of an external pressure PO exerted on the tank 7 and a pressure exerted by a height of polymerizable liquid 3 contained in the tank 7.
  • detachment of the film 50 is meant the fact that the film 50 is no longer in contact with window 10.
  • the film 50 comprises a first part fixed to the tray 7 and a second part free to move relative to the tray 7. That is to say that the film 50 can be partly fixed to the tray 7.
  • the device 1 comprises fixing means configured to keep the film 50 partly in contact with the tray 7.
  • the fixing means make it possible to maintain the first part of the film 50 in contact with the tray 7, while by allowing a movement of the second part of the film 50 relative to the window 10.
  • the movement of the second part of the film 50 corresponds to a movement in translation along the translation axis A.
  • the means fixing may comprise zones 60, 61 present on separator elements 70 fixed to the film 50.
  • the zones 60, 61 are intended to be fixed, for example by gluing, on the window 10.
  • the fixing means are configured to fix a part of the film 50 on the wall 100 of the tray 7.
  • the fixing means allow movement of the second part of the film 50 along the axis of translation A relative to the window 10 without detachment of the film 50 by relative to the window 10.
  • a certain mobility of the second part of the film 50 is obtained relative to the window 10 to facilitate the separation of the polymerized layer 4 from the film 50, that is to say a separation of the polymerized layer 4 relative to the main surface F1 of the film 50.
  • separation of the polymerized layer 4 is meant a movement of the polymerized layer 4 relative to the film 50 so that the polymerized layer 4 is no longer in contact with film 50.
  • the pressure P3 within the source 20 of the fluid 21 may be greater than or equal to the external pressure PO.
  • the secondary pump 80 makes it possible to regulate the pressure difference between the pressure P3 and the external pressure PO.
  • the secondary pump 80 advantageously allows the renewal of the inhibitor (for example oxygen) in the fluid 21 by circulating it (pure or in the form of a mixture, for example air in the case of oxygen) in the fluid 21.
  • the circulation device 30 is configured to circulate the fluid 21 so that the first pressure P1 is strictly greater than the second pressure P2.
  • the circulation device 30 is configured to circulate the fluid 21 so that the first and second pressures P1, P2 are less than or equal to the external pressure PO exerted on the tank 7.
  • the circulation device 30 is configured to regulate pressures P1 to P3, such that the first pressure P1 is equal to -10 kPa, the second pressure P2 is equal to -15 kPa and P3 is equal to +10 kPa.
  • the circulation device 30 is configured to circulate the fluid 21 at a circulation speed which can be between 10 and 100 mL/min.
  • the device 1 may further comprise pressure sensors 95, 96 configured to measure the first and second pressures P1, P2 respectively.
  • the circulation device 30 can regulate the pressures P1 and P2 using the pressure sensors 95, 96. This can make it possible to determine the moment when a layer 4 is detached, because this causes an additional drop in the pressures P1 and P2. It is also possible to use the measurements of the pressures P1, P2 to determine when the layer 4 is completely detached, that is to say separated from the film 50 so that the polymerized layer 4 is no longer in contact with the film 50. It is thus possible to minimize the heights of rise of the construction support 8 during the peeling phases and thus allow faster and safer printing. It is also possible to control the pressures P1 and P2.
  • the device circulation 30 could also move the film 50 in translation along the translation axis A, in the case where P1 and P2 exceed the sum of the external pressure PO and the pressure exerted by the height of polymerizable fluid 3 contained in the tank 7. This could make it easier to peel off layer 4 with film 50.
  • the circulation device 30 is configured to regulate the first and second pressures P1, P2 at variable values. As an example, we have represented by the arrows referenced S1, S2, S3, a direction of circulation of the fluid 21.
  • the circulation device 30 is configured to regulate the first and second pressures P1, P2 to values less than or equal to the external pressure PO exerted on the tank 7.
  • the external pressure PO corresponds to the atmospheric pressure exerted on the polymerizable liquid 3.
  • the spacing 71 promotes the circulation of the fluid 21 along the film 50 to promote the diffusion of the inhibitor within the polymerizable liquid 3.
  • the process includes providing the device 1, as defined above.
  • the method further comprises irradiation of the polymerizable liquid 3 by light radiation 5.
  • the irradiation may include regulation of the first and second pressures P1, P2 so that the first and second pressures P1, P2 are less than or equal to a sum of the external pressure PO exerted on the tank 7 and a pressure exerted by a height of polymerizable liquid 3 contained in the tank 7.
  • the film 50 is partly fixed on the tray 7.
  • the first part of the film 50 is fixed on the wall 100 of the tray 7.
  • the second part of the film 50 extends along the window 10
  • the second part of the film 50 can partially or completely cover the main surface of the window 10 located opposite the polymerizable liquid 3.
  • the method may comprise, after irradiation, a separation of the polymerized layer 4 from the film 50.
  • the separation of the polymerized layer 4 includes a distance from the support of construction 8, in order to move the polymerized layer 4 away from a certain distance to detach the polymerized layer 4 from the film 50.
  • the method comprises bringing the construction support 8 closer together in order to replace the support 8 for the production of a subsequent layer of the object 2.
  • the moving away from the building support 8 includes an increase in a distance between the building support 8 and the window 10.
  • the moving away includes an initial movement of the building support 8 from a distance initial towards a maximum distance Dmax.
  • the maximum distance Dmax is greater than or equal to a thickness Ec of the polymerized layer 4.
  • the thickness Ec of the polymerized layer is measured along the translation axis A.
  • the maximum distance Dmax is for example equal to 0.5 mm , or for example equal to 5 mm.
  • the initial movement is carried out simultaneously with regulation of the first and second pressures P1, P2 at constant values.
  • the separation comprises a movement of the second part of the film 50 in translation along an axis perpendicular to the main surface F1 of the film 50.
  • the film 50 is kept partly in contact with the tray 7, while the other part (that is to say the second part free to move) can be moved relative to the tray 7.
  • the second part can be moved in translation along the translation axis A.
  • the movement of the second part of the film 50 is due to the adhesion of the polymerized layer 4 to the main surface F1 of the film 50, by suction effect.
  • the movement of the second part of the film 50 also causes a depression in the spacing 71. That is to say a variation in the pressure difference between the first and second pressures P1, P2.
  • the movement of the second part of the film 50 makes it easier to peel off the polymerized layer 4. This movement makes it possible to prevent the object 2 from becoming detached from the construction support 8. This movement also makes it possible to prevent the first parts from being detached. polymerized layers of the object 2 with the last polymerized layer 4 in contact with the film 50. Indeed, the separation of the first polymerized layers could occur if the last polymerized layer 4 remained adhered to the film 50.
  • the second part of the film 50 can be free to move and can be moved in translation with the last polymerized layer 4.
  • the fixing of the first part of the film 50 allows, moreover, a return of the second part of the film 50 in the initial position, after peeling off the last polymerized layer 4, for a subsequent printing.
  • the method comprises bringing the construction support 8 closer together so as to bring the construction support 8 to a minimum distance Dmin, to manufacture the following polymerization layer 4, the rimpedement comprising an additional movement of the construction support 8 from the maximum distance Dmax towards the minimum distance Dmin.
  • the minimum distance Dmin is equal to the sum of the initial distance Dinit and the thickness of a polymerized layer 4.
  • the regulation of the first and second pressures P1, P2 can be carried out so that the first pressure P1 is strictly greater than the second pressure P2.
  • a constant flow of fluid 20 can be maintained between the film 50 and the window 10.
  • the separation can include a measurement, using pressure sensors 95, 96, of the variation in the pressure difference between the first and second pressures P1, P2.
  • the method can include a movement of the construction support 8 relative to the window 10 as a function of the measured variation. For example, when a variation in pressure is detected, compared to the initial value, it is determined that the separation of the polymerized layer has begun. We can therefore continue to move the construction support 8.
  • we can control the speed of movement of the construction support.
  • the pressure difference returns to its initial value
  • the second part of the film 50 has returned to its initial position, and it is determined that the separation of the polymerized layer is complete.
  • the film 50 comprises a first part 200 fixed to the tray 7 and a second free part 201 of movement relative to the tray 7.
  • the device 1 comprises fixing means 202 configured to maintain the film 50 partly in contact with the tray 7.
  • the fixing means 202 make it possible to maintain the first part 200 of the film 50 in contact with the tray 7, while allowing movement, in translation along the translation axis A, of the second part 201 of the film 50 relative to the window 10.
  • this second part 201 can be deformed to undergo displacement, under the effect of vertical traction upwards of the polymerized layer 4 which draws by suction this second part 201 of the film 50.
  • the means fixing 202 comprise a housing formed within the wall 100 and configured to receive the first part 200 of the film 50.
  • the first part 200 can be glued to the wall 100 within the housing.
  • the film 50 may have a parallelepiped shape.
  • the device 1 comprises a support 203 of at least one separator element 70, denoted separator support 203.
  • the separator support 203 extends along a tertiary axis C perpendicular to the translation axis A.
  • the separator support 203 is placed between the window 10 and the film 50. In particular, the separator support 203 is placed on the window 10.
  • the separator support 203 comprises a first surface G1 intended to be in contact with the window 10, and a second surface G2, opposite the first surface G1, the second surface G2 being located facing the film 50, and more particularly facing the secondary face F2 of the film 50.
  • the separator support 203 can be fixed, for example by gluing, to the window 10.
  • the separator support 203 can be permeable to the fluid 21 comprising the inhibitor.
  • the separator support 203 may be impermeable to the fluid and permeable to the inhibitor.
  • the separator support 203 is impermeable to the fluid 21 and to the inhibitor.
  • the separator support 203 can be made from silicone.
  • the separator support 203 is configured to support the separator elements 70.
  • the separator support 203 is configured to maintain the separator elements 70 between the window 10 and the film 50, and preferably between the second surface G2 of the separator support. separators 203 and the secondary surface F2 of the film 50.
  • the separator support 203 is configured to maintain the spacings 71 between the second surface G2 of the separator support 203 and the secondary surface F2 of the film 50.
  • the spacings 71 between the separator elements 70 allow the fluid 21 to pass towards the film 50, and in particular towards the secondary surface F2 of the film 50.
  • part of the initiator can pass through the secondary and main surfaces F2, F1 of the film 50 to reach the polymerizable liquid 3.
  • the fluid 21 comprising the inhibitor can circulate within the spaces 71 between the second surface G2 of the separator support 203 and the secondary surface F2 of the film 50.
  • the separator support is placed between the window 10 and the second part 201 of the film 50.
  • the separator elements 70 are located opposite the second part 201 of the film 50.
  • the fluid 21 passes within the spaces 71, in the direction of the film 50, in the direction referenced S2', and in the direction of the second orifice 26, in the direction referenced S2.
  • the circuit 22 is configured to circulate the fluid 21 comprising the inhibitor between the second surface G2 of the separator support 203 and the secondary surface F2 of film 50.
  • the inhibitor when the fluid 21 comprising the inhibitor is found within the spacings 71, the inhibitor can pass through the secondary and main surfaces F2, F1 of the film to reach the polymerizable liquid 3. Furthermore, the fluid 21 circulates within the circuit 22 according to the four circulation directions referenced S1, S2, S2' S3.
  • the second direction S2 corresponds to the circulation of the fluid 21 within the spaces 71 between the separator elements 70.
  • the third direction S2' corresponds to the circulation of the fluid 21 in the direction of the film 50.
  • the separator elements 70 are formed on the separator support 203. In particular, the separator elements 70 can be fixed on the second surface G2 of the separator support 203.
  • the separator elements 70 are formed on the second surface G2 of the separator support 203
  • the separator elements 70 can be made of silicone.
  • the separator elements 70 can be printed on the separator support 203 by stamping, that is to say by pressing a die onto the separator support 203.
  • the separator elements 70 can be produced by molding on the separator support 203.
  • the separator elements 70 can be produced by machining on the separator support 203.
  • the separator elements 70 are formed on the second surface G2 of the separator support 203 by molding from liquid silicone. The silicone material can be molded directly to allow optical coupling with the separator support 203.
  • the refractive index of the fluid 21 is equal to that of the separator elements 70 and the separator support 203.
  • the pattern projected by the projector 6 is not distorted.
  • the precision and/or surface condition of the printed object is hardly affected.
  • several liquids which are miscible with each other and have different refractive indices can be mixed. For example, you can mix mono-propylene glycol and pure water.
  • the second part 201 of the film 50 is free to move relative to the separator support 203, and more particularly relative to the separator elements 70. That is to say that the second part 201 of the film 50 is not fixed on the separator elements.
  • the first and second pressures P1, P2 are less than or equal to the sum of the external pressure exerted on the tank 7 and the pressure exerted by a height of polymerizable liquid contained in the tank 7, the secondary surface F2 of the second part 201 of the film 50 is in contact with the separator elements 70. In this case, the separation of the film 50 from the separator elements 70 is avoided.
  • the fixing means 202 allow movement of the second part 201 of the film 50 along the translation axis A relative to the separator elements 70 without separation of the film 50 from the tray 7.
  • a certain mobility of the second part of the film 50 is obtained relative to the separator elements 70 for facilitate the separation of the polymerized layer 4 from the film 50, that is to say the separation of the polymerized layer 4 from the main surface F1 of the film 50.
  • the first and second pressures P1, P2 can be strictly greater than the sum of the external pressure exerted on the tank 7 and the pressure exerted by a height of polymerizable liquid contained in the tank 7.
  • the separator elements 70 and the window 10 form a single piece.
  • the separator elements 70 come from the material of the window 10, for example by machining by forming the spaces 71 on the surface of the window, for example by engraving.
  • the device 1 comprises an electronic control unit, not shown for simplification purposes, configured to control the movements of the arm 9, the supply of the tank 7 with polymerizable liquid 3 and the main and secondary pumps 81, 80.
  • the electronic control unit may comprise a computer program comprising instructions for controlling the arm 9, in particular a stepper motor which drives the arm 9 in translation along the translation axis A, and the power supply of tray 7.
  • the electronic control unit includes a processor, or microprocessor, for executing program instructions.
  • the electronic control unit also includes means for controlling the stepper motor and the power supply to tray 7 in response to the execution of the program instructions.
  • the invention is not limited to the embodiments and implementations previously described.
  • the invention as described allows rapid 3D printing which is easy to implement.

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Abstract

Apparatus for forming a three-dimensional object by layer-by-layer additive manufacturing from a polymerizable liquid (3), comprising a tray (7) having first and second ports (25, 26), a source of a fluid (21) comprising a polymerization inhibitor inhibiting the polymerization of the polymerizable liquid (3), a circuit (22) for circulation of the fluid, between the first and second ports, a film (50) placed between the window (10) and the build support (8), the film being permeable to the inhibitor to allow a portion of the inhibitor to pass into the polymerizable liquid, and at least one separator element (70) located between the window (10) and a main surface (F1) of the film (50) and configured to create at least one gap (71) fluidly connecting the first port (25) to the second port (26), for circulation of the fluid (21) within the at least one gap (71).

Description

Appareil et procédé pour former un objet tridimensionnel Apparatus and method for forming a three-dimensional object
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
La présente invention concerne la formation d’un objet tridimensionnel, en particulier la fabrication additive couche par couche à partir d’un liquide polymérisable configuré pour former une couche polymérisée, par exemple sous l’effet d’une irradiation d’un rayonnement lumineux. The present invention relates to the formation of a three-dimensional object, in particular layer-by-layer additive manufacturing from a polymerizable liquid configured to form a polymerized layer, for example under the effect of irradiation of light radiation.
La présente invention trouve par exemple pour application particulièrement avantageuse, la fabrication additive d’équipements d’orthodontie tels que des gouttières, des parties de prothèses dentaires. The present invention finds, for example, a particularly advantageous application in the additive manufacturing of orthodontic equipment such as aligners and parts of dental prostheses.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE STATE OF THE TECHNIQUE
Actuellement, on utilise des imprimantes tridimensionnelles, dites « 3D », pour fabriquer des objets à trois dimensions. Par exemple, on utilise des imprimantes 3D du type SLA (« Stereolitography Apparatus » en langue anglaise) qui sont des appareils utilisant des résines -polymérisables. Bien souvent ces résines sont photo-polymérisables, c’est-à-dire qu’elles sont configurées pour durcir sous l’action d’une lumière, en général dans une plage de longueur d’onde de 360 à 410 nm, pour fabriquer des objets de manière additive couche par couche.Currently, three-dimensional printers, called “3D”, are used to manufacture three-dimensional objects. For example, we use 3D printers of the SLA type (“Stereolitography Apparatus” in English) which are devices using polymerizable resins. Very often these resins are photo-polymerizable, that is to say they are configured to harden under the action of light, generally in a wavelength range of 360 to 410 nm, to produce objects in an additive manner layer by layer.
Il existe plusieurs types d’imprimantes 3D, dont certains utilisent une technique d’impression du bas vers le haut. De telles imprimantes utilisent un bac contenant la résine photo-polymérisable, un projecteur placé sous le bac de manière à projeter un motif correspondant à la coupe de l’objet à travers le bac et un support de construction monté sur un bras mobile en translation verticale perpendiculairement au bac. En outre, le bac comprend un fond transparent à la lumière projetée et le support de construction correspond à une plaque destinée à translater vers le haut, et pas à pas, pour emporter avec lui la résine fraîchement polymérisée qui adhère à ce support (ou à la couche supérieure pour les translations suivantes). On peut citer par exemple la demande de brevet européen EP0484086 B1 qui divulgue un tel type d’imprimante 3D, utilisant, en outre, un film semi-perméable et transparent placé sur une plaque transparente et comprenant des premier et deuxième tubes pour injecter un mélange comprenant un inhibiteur dissous, tel que l’oxygène, entre le film et la plaque. Une telle imprimante utilise les propriétés d’inhibition de l’oxygène pour limiter les effets d’adhésion de la résine en cours de polymérisation avec le film semi-perméable en saturant la résine en oxygène. Mais le procédé est complexe et nécessite une étape de translation horizontale du bac de résine pour faciliter le décollement entre la résine polymérisée et le film, ce qui ralentit le procédé d’impression. On peut également citer la demande de brevet américain US2019/099948 A1 , qui divulgue un procédé de fabrication d’un objet tridimensionnel. There are several types of 3D printers, some of which use a bottom-up printing technique. Such printers use a tray containing the photo-polymerizable resin, a projector placed under the tray so as to project a pattern corresponding to the section of the object through the tray and a construction support mounted on an arm movable in vertical translation perpendicular to the tank. In addition, the tray includes a bottom transparent to the projected light and the construction support corresponds to a plate intended to translate upwards, and step by step, to take with it the freshly polymerized resin which adheres to this support (or to there upper layer for subsequent translations). We can cite for example the European patent application EP0484086 B1 which discloses such a type of 3D printer, using, in addition, a semi-permeable and transparent film placed on a transparent plate and comprising first and second tubes for injecting a mixture comprising a dissolved inhibitor, such as oxygen, between the film and the plate. Such a printer uses the oxygen inhibition properties to limit the adhesion effects of the resin being polymerized with the semi-permeable film by saturating the resin with oxygen. But the process is complex and requires a step of horizontal translation of the resin tank to facilitate separation between the polymerized resin and the film, which slows down the printing process. We can also cite American patent application US2019/099948 A1, which discloses a process for manufacturing a three-dimensional object.
RÉSUMÉ SUMMARY
Un objet de l’invention consiste à pallier ces inconvénients, et plus particulièrement à fournir des moyens de fabrication d’un objet tridimensionnel qui améliorent la qualité de fabrication. An object of the invention consists of overcoming these drawbacks, and more particularly of providing means of manufacturing a three-dimensional object which improve the manufacturing quality.
Un autre objet consiste à fournir des moyens de fabrication qui permettent de diminuer les temps de fabrication des objets tridimensionnels. Another object consists of providing manufacturing means which make it possible to reduce the manufacturing times of three-dimensional objects.
Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. The other objects, characteristics and advantages of the present invention will appear on examination of the following description and the accompanying drawings.
Selon un aspect de l’invention, il est proposé un appareil pour former un objet tridimensionnel par fabrication additive couche par couche à partir d’un liquide polymérisable, le liquide polymérisable étant configuré pour former un matériau polymérisé sous l’effet d’une irradiation d’un rayonnement lumineux, l’appareil comprenant : According to one aspect of the invention, there is provided an apparatus for forming a three-dimensional object by layer-by-layer additive manufacturing from a polymerizable liquid, the polymerizable liquid being configured to form a material polymerized under the effect of irradiation of light radiation, the device comprising:
- un bac configuré pour contenir le liquide polymérisable, le bac comprenant des premier et deuxième orifices et une fenêtre transparente au rayonnement lumineux située entre les premier et deuxième orifices ; - a tank configured to contain the polymerizable liquid, the tank comprising first and second orifices and a window transparent to light radiation located between the first and second orifices;
- un support de construction sur lequel un objet tridimensionnel est destiné à être formé, le support de construction étant mobile de manière à déplacer une partie du matériau polymérisé afin de former l’objet tridimensionnel ; - a construction support on which a three-dimensional object is intended to be formed, the construction support being movable so as to move part of the polymerized material in order to form the three-dimensional object;
- une source d’un fluide comprenant un inhibiteur de polymérisation du liquide polymérisable ;- a source of a fluid comprising a polymerization inhibitor of the polymerizable liquid;
- un circuit pour une circulation du fluide, comprenant une première ligne fluidique reliant fluidiquement la source au premier orifice et une deuxième ligne fluidique reliant la source au deuxième orifice ; et - a circuit for circulating the fluid, comprising a first fluid line fluidly connecting the source to the first orifice and a second fluid line connecting the source to the second orifice; And
- un film situé entre la fenêtre et le support de construction, et comprenant une surface principale destinée à être en contact avec le liquide polymérisable, le film étant perméable à l’inhibiteur pour laisser passer une partie de l’inhibiteur dans le liquide polymérisable. - a film located between the window and the construction support, and comprising a main surface intended to be in contact with the polymerizable liquid, the film being permeable to the inhibitor to allow part of the inhibitor to pass into the polymerizable liquid.
L’appareil comporte au moins un élément séparateur situé entre la fenêtre et la surface principale du film et configuré pour créer au moins un espacement reliant fluidiquement le premier orifice au deuxième orifice, pour une circulation du fluide au sein dudit au moins un espacement.The apparatus comprises at least one separator element located between the window and the main surface of the film and configured to create at least one spacing fluidly connecting the first orifice to the second orifice, for circulation of the fluid within said at least one spacing.
Ainsi, on fournit un appareil simple à réaliser qui facilite le décollement entre la couche polymérisée et le film. Un tel appareil permet de gagner un temps considérable pour la fabrication de l’objet tridimensionnel. En outre, l’espacement permet de faciliter l’inhibition de la polymérisation du liquide polymérisable par l’inhibiteur pour limiter les effets d’adhésion du liquide sur le film afin de faciliter le décollement du liquide polymérisé. Un tel appareil fournit un moyen pour maîtriser, en volume, débit... la circulation du fluide comprenant l’inhibiteur. Thus, we provide a device that is simple to produce and facilitates separation between the polymerized layer and the film. Such a device saves considerable time for the manufacture of the three-dimensional object. In addition, the spacing makes it easier to inhibit the polymerization of the polymerizable liquid by the inhibitor to limit the adhesion effects of the liquid on the film in order to facilitate the separation of the polymerized liquid. Such a device provides a means for controlling, in volume, flow rate, etc., the circulation of the fluid comprising the inhibitor.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé pour former un objet tridimensionnel par fabrication additive couche par couche à partir d’un liquide polymérisable, le liquide polymérisable étant configuré pour former un matériau polymérisé sous l’effet d’une irradiation d’un rayonnement lumineux, le procédé comprenant une fourniture d’un appareil comprenant :According to another aspect, a method is proposed for forming a three-dimensional object by additive manufacturing layer by layer from a polymerizable liquid, the polymerizable liquid being configured to form a polymerized material under the effect of irradiation of a light radiation, the method comprising providing a device comprising:
- un bac configuré pour contenir le liquide polymérisable, le bac comprenant des premier et deuxième orifices et une fenêtre transparente au rayonnement lumineux située entre les premier et deuxième orifices; - a tank configured to contain the polymerizable liquid, the tank comprising first and second orifices and a window transparent to light radiation located between the first and second orifices;
- un support de construction sur lequel un objet tridimensionnel est destiné à être formé, le support de construction étant mobile de manière à déplacer une partie du matériau polymérisé afin de former l’objet tridimensionnel; - a construction support on which a three-dimensional object is intended to be formed, the construction support being movable so as to move part of the polymerized material in order to form the three-dimensional object;
- une source d’un fluide comprenant un inhibiteur de polymérisation du liquide polymérisable ;- a source of a fluid comprising a polymerization inhibitor of the polymerizable liquid;
- un circuit pour une circulation du fluide, comprenant une première ligne fluidique reliant fluidiquement la source au premier orifice et une deuxième ligne fluidique reliant la source au deuxième orifice ; et - a circuit for circulating the fluid, comprising a first fluid line fluidly connecting the source to the first orifice and a second fluid line connecting the source to the second orifice; And
- un film situé entre la fenêtre et le support, et comprenant une surface principale destinée à être en contact avec le liquide polymérisable, le film étant perméable à l’inhibiteur pour laisser passer une partie de l’inhibiteur dans le liquide polymérisable. - a film located between the window and the support, and comprising a main surface intended to be in contact with the polymerizable liquid, the film being permeable to the inhibitor to allow part of the inhibitor to pass into the polymerizable liquid.
L’appareil comporte au moins un élément séparateur situé entre la fenêtre et la surface principale du film et configuré pour créer au moins un espacement reliant fluidiquement le premier orifice au deuxième orifice et le procédé comprend une circulation du fluide au sein dudit au moins un espacement et une irradiation du liquide polymérisable par le rayonnement lumineux. The apparatus comprises at least one separator element located between the window and the main surface of the film and configured to create at least one spacing fluidly connecting the first orifice to the second orifice and the method comprises circulating the fluid within said at least one spacing and irradiation of the polymerizable liquid by light radiation.
Selon un autre aspect, il est proposé un produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions, qui lorsqu’elles sont effectuées par au moins un processeur, font que ledit au moins un processeur commande l’appareil tel que défini ci-avant de sorte que l’appareil exécute au moins le procédé tel que défini ci-avant. According to another aspect, a computer program product is proposed, comprising instructions, which when carried out by at least one processor, cause said at least one processor to control the device as defined above so as to that the device executes at least the process as defined above.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes de réalisation et de mise en œuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 illustre schématiquement une vue d’un mode de réalisation d’un appareil pour former un objet tridimensionnel selon l’invention ; les figures 2 à 5 illustrent schématiquement différents modes de réalisation d’un film ; la figure 6 illustre schématiquement les principales étapes d’un procédé pour former un objet tridimensionnel selon l’invention ; et Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the following description of embodiments and implementations of the invention given by way of non-limiting examples and represented in the appended drawings, in which: Figure 1 schematically illustrates a view of one embodiment of an apparatus for forming a three-dimensional object according to the invention; Figures 2 to 5 schematically illustrate different modes of making a film; Figure 6 schematically illustrates the main steps of a method for forming a three-dimensional object according to the invention; And
La figure 7 illustre schématiquement une vue d’un autre mode de réalisation d’un appareil pour former un objet tridimensionnel. DESCRIPTION DÉTAILLÉE Figure 7 schematically illustrates a view of another embodiment of an apparatus for forming a three-dimensional object. DETAILED DESCRIPTION
Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l’invention, sont énoncées ci- après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement. Before beginning a detailed review of embodiments of the invention, optional characteristics are set out below which may possibly be used in combination or alternatively.
Par exemple, ledit au moins un élément séparateur est une nervure s’étendant longitudinalement le long d’un axe orienté parallèlement à la surface principale du film. For example, said at least one separator element is a rib extending longitudinally along an axis oriented parallel to the main surface of the film.
Par exemple, ledit au moins un élément séparateur est une pièce s’étendant longitudinalement le long d’un axe orienté perpendiculairement à la surface principale du film. For example, said at least one separator element is a piece extending longitudinally along an axis oriented perpendicular to the main surface of the film.
Par exemple, le film présente une surface secondaire située en regard de la fenêtre et ledit au moins un élément séparateur est fixé sur la surface secondaire du film. For example, the film has a secondary surface located opposite the window and said at least one separator element is fixed on the secondary surface of the film.
Par exemple, au moins un élément séparateur est en outre fixé sur la fenêtre. For example, at least one separator element is also fixed on the window.
Par exemple, l’appareil comprend au moins deux éléments séparateurs délimitant entre eux ledit au moins un espacement, chaque élément séparateur étant formé au sein d’une épaisseur du film, l’épaisseur du film étant mesurée selon une direction perpendiculaire à la surface principale du film. For example, the apparatus comprises at least two separator elements delimiting said at least one spacing between them, each separator element being formed within a thickness of the film, the thickness of the film being measured in a direction perpendicular to the main surface of the film.
Par exemple, le fluide exerce une première pression dans la première ligne fluidique et une deuxième pression dans la deuxième ligne fluidique, l’appareil comprenant un dispositif de circulation configuré pour faire circuler le fluide de sorte que les première et deuxième pressions soient inférieures ou égales à une somme d’une pression extérieure exercée sur le bac et d’une pression exercée par une hauteur de liquide polymérisable contenu dans le bac. For example, the fluid exerts a first pressure in the first fluid line and a second pressure in the second fluid line, the apparatus including a circulation device configured to circulate the fluid such that the first and second pressures are less than or equal to to a sum of an external pressure exerted on the tank and a pressure exerted by a height of polymerizable liquid contained in the tank.
Par exemple, l’appareil comprend un projecteur configuré pour produire un rayonnement lumineux pour irradier le liquide polymérisable et le fluide exerce une première pression dans la première ligne fluidique et une deuxième pression dans la deuxième ligne fluidique, l’appareil comprenant un dispositif de circulation configuré pour faire circuler le fluide de sorte que les première et deuxième pressions soient inférieures ou égales à une somme d’une pression extérieure exercée sur le bac et d’une pression exercée par une hauteur de liquide polymérisable contenu dans le bac pendant l’irradiation du liquide polymérisable. For example, the apparatus comprises a projector configured to produce light radiation to irradiate the polymerizable liquid and the fluid exerts a first pressure in the first fluid line and a second pressure in the second fluid line, the apparatus comprising a circulation device configured to circulate the fluid so that the first and second pressures are less than or equal to a sum of an external pressure exerted on the tank and a pressure exerted by a height of polymerizable liquid contained in the tank during irradiation polymerizable liquid.
Par exemple, le dispositif de circulation est configuré pour faire circuler le fluide de sorte que la première pression est strictement supérieure à la deuxième pression. For example, the circulation device is configured to circulate the fluid such that the first pressure is strictly greater than the second pressure.
Par exemple, le dispositif de circulation est configuré pour faire circuler le fluide de sorte que les première et deuxième pressions soient inférieures ou égales à la pression extérieure exercée sur le bac. For example, the circulation device is configured to circulate the fluid so that the first and second pressures are less than or equal to the external pressure exerted on the tank.
Par exemple, le dispositif de circulation est configuré pour faire circuler le fluide de sorte que les première et deuxième pressions soient inférieures ou égales à la pression extérieure exercée sur le bac pendant l’irradiation du liquide polymérisable. For example, the circulation device is configured to circulate the fluid such that the first and second pressures are less than or equal to the external pressure exerted on the tank during irradiation of the polymerizable liquid.
Par exemple, le dispositif de circulation comprend une ligne fluidique supplémentaire reliée fluidiquement à la source, la ligne fluidique supplémentaire comprenant une pompe configurée pour faire circuler l’inhibiteur dans le fluide. Par exemple, la pompe est configurée pour injecter l’inhibiteur au sein du fluide sous une pression supérieure ou égale à la pression extérieure. Ainsi, on peut obtenir une meilleure saturation du fluide en inhibiteur. For example, the circulation device comprises an additional fluid line fluidly connected to the source, the additional fluid line comprising a pump configured to circulate the inhibitor in the fluid. For example, the pump is configured to inject the inhibitor into the fluid under a pressure greater than or equal to the external pressure. Thus, we can obtain better saturation of the fluid with inhibitor.
Par exemple, l’indice de réfraction du fluide est égal à celui dudit au moins un élément séparateur. Par exemple, le film comprend une première partie fixée au bac et une deuxième partie libre de mouvement par rapport au bac. For example, the refractive index of the fluid is equal to that of said at least one separator element. For example, the film comprises a first part fixed to the tray and a second part free to move relative to the tray.
Par exemple, la deuxième partie du film peut se déplacer par rapport à la fenêtre. De préférence la deuxième partie du film peut se déplacer par rapport à la fenêtre selon une direction parallèle à un axe de translation. Plus particulièrement, l’axe de translation est perpendiculaire à une surface de construction du support de construction, la surface de construction étant située en regard de la fenêtre. For example, the second part of the film can move relative to the window. Preferably the second part of the film can move relative to the window in a direction parallel to an axis of translation. More particularly, the translation axis is perpendicular to a construction surface of the construction support, the construction surface being located opposite the window.
De préférence la deuxième partie du film peut se déplacer par rapport à la fenêtre selon une direction perpendiculaire à la surface principale du film. Preferably the second part of the film can move relative to the window in a direction perpendicular to the main surface of the film.
Par exemple, l’appareil comprend un support de séparateurs placé entre la fenêtre et le film, le support de séparateurs présentant une première surface fixée à la fenêtre et une deuxième surface sur laquelle est situé ledit au moins un élément séparateur en regard du film. Ainsi on améliore la liberté du mouvement de la deuxième partie du film par rapport à la fenêtre pour favoriser le décollement de la couche polymérisée et empêcher le décollement de l’objet de la surface de construction lors du déplacement du support de construction. Un tel support de séparateurs est facile à fabriquer. For example, the apparatus comprises a separator support placed between the window and the film, the separator support having a first surface fixed to the window and a second surface on which said at least one separator element is located facing the film. This improves the freedom of movement of the second part of the film relative to the window to promote detachment of the polymerized layer and prevent detachment of the object from the construction surface when moving the construction support. Such a separator support is easy to manufacture.
Par exemple, cette deuxième partie peut subir un déplacement, sous l’effet d’une traction selon une direction parallèle à l’axe de translation (donc verticale vers le haut) exercée par la couche polymérisée entraînée par le support de construction. For example, this second part can undergo displacement, under the effect of traction in a direction parallel to the axis of translation (therefore vertical upwards) exerted by the polymerized layer driven by the construction support.
Par exemple, ledit au moins un élément séparateur est rapporté sur la deuxième surface. For example, said at least one separator element is attached to the second surface.
Par exemple, le support de séparateur et ledit au moins un élément séparateur forment une pièce monobloc, de préférence ledit au moins un élément séparateur vient de la matière de la deuxième surface du support de séparateurs. Par exemple ledit au moins un élément séparateur est formé par usinage du support de séparateurs, en formant les espacements sur la deuxième surface du support de séparateurs, par exemple par gravure. For example, the separator support and said at least one separator element form a single piece, preferably said at least one separator element comes from the material of the second surface of the separator support. For example, said at least one separator element is formed by machining the separator support, by forming the spacings on the second surface of the separator support, for example by engraving.
Par exemple, le fluide exerce une première pression dans la première ligne fluidique et une deuxième pression dans la deuxième ligne fluidique, et la circulation comprend une mise en pression du fluide de sorte que les première et deuxième pressions soient inférieures ou égales à une somme d’une pression extérieure exercée sur le bac et d’une pression exercée par une hauteur de liquide polymérisable contenu dans le bac. For example, the fluid exerts a first pressure in the first fluid line and a second pressure in the second fluid line, and the circulation includes pressurizing the fluid so that the first and second pressures are less than or equal to a sum of an external pressure exerted on the tank and a pressure exerted by a height of polymerizable liquid contained in the tank.
Par exemple, la circulation comprend une mise en pression du fluide de sorte que la première pression est strictement supérieure à la deuxième pression. For example, the circulation includes pressurizing the fluid so that the first pressure is strictly greater than the second pressure.
Par exemple, la circulation comprend une mise en pression du fluide de sorte que les première et deuxième pressions soient inférieures ou égales à la pression extérieure exercée sur le bac. Par exemple, le procédé comprend, après l’irradiation, un décollement de la couche polymérisée du film, le décollement comprenant un éloignement du support de construction de manière à augmenter une distance entre le support de construction et la fenêtre. For example, the circulation includes pressurizing the fluid so that the first and second pressures are less than or equal to the external pressure exerted on the tank. For example, the method comprises, after irradiation, peeling off the polymerized layer from the film, the peeling comprising moving away from the construction support so as to increase a distance between the construction support and the window.
Par exemple, le film comprend une première partie fixée au bac et une deuxième partie libre de mouvement par rapport au bac, et le décollement comprend un déplacement de la deuxième partie en translation selon un axe perpendiculaire à la surface principale du film. For example, the film comprises a first part fixed to the tray and a second part free to move relative to the tray, and the peeling comprises a movement of the second part in translation along an axis perpendicular to the main surface of the film.
Par exemple, le décollement comprend une mesure d’une variation d’une différence de pression entre les première et deuxième pressions et l’éloignement comprend un déplacement du support de construction par rapport à la fenêtre en fonction de la variation mesurée. For example, separation includes a measurement of a change in a pressure difference between the first and second pressures and separation includes a movement of the building support relative to the window based on the measured change.
Sur les figures 1 et 6, on a représenté un appareil 1 pour former un objet tridimensionnel 2. En particulier, l’appareil 1 est adapté pour fabriquer l’objet tridimensionnel 2 selon une technique additive couche par couche à partir d’un liquide polymérisable 3. Cet appareil 1 est également appelé imprimante tridimensionnelle, ou imprimante 3D. La fabrication additive couche par couche consiste à former l’objet tridimensionnel 2 une couche 4 après l’autre par étapes successives, chaque couche 4 étend ajoutée à la précédente à chaque nouvelle étape d’impression. Plus particulièrement, le liquide polymérisable 3 est configuré pour former une couche polymérisée 4 sous l’effet d’une irradiation d’un rayonnement lumineux 5. En d’autres termes, le liquide polymérisable 3 est configuré pour former un matériau polymérisé dont les parties correspondent aux couches polymérisées 4. De préférence, le liquide polymérisable 3 est une résine photo-polymérisable. Le rayonnement lumineux est produit par un projecteur 6, par exemple un projecteur du type DLP (« Digital Light Processing » en langue anglaise, c’est-à-dire à traitement numérique de la lumière, qui correspondent à des écrans utilisant des miroirs orientables). Le projecteur 6 peut également émettre un rayonnement lumineux 5 du type laser. Préférentiellement, le rayonnement lumineux 5 correspond à un rayonnement ultraviolet. In Figures 1 and 6, there is shown an apparatus 1 for forming a three-dimensional object 2. In particular, the apparatus 1 is adapted to manufacture the three-dimensional object 2 using an additive technique layer by layer from a polymerizable liquid 3. This device 1 is also called a three-dimensional printer, or 3D printer. Additive manufacturing layer by layer consists of forming the three-dimensional object 2 one layer 4 after the other in successive steps, each layer 4 extends added to the previous one at each new printing step. More particularly, the polymerizable liquid 3 is configured to form a polymerized layer 4 under the effect of irradiation of light radiation 5. In other words, the polymerizable liquid 3 is configured to form a polymerized material whose parts correspond to the polymerized layers 4. Preferably, the polymerizable liquid 3 is a photo-polymerizable resin. The light radiation is produced by a projector 6, for example a DLP type projector (“Digital Light Processing” in English, that is to say with digital light processing, which correspond to screens using adjustable mirrors ). The projector 6 can also emit light radiation 5 of the laser type. Preferably, the light radiation 5 corresponds to ultraviolet radiation.
L’appareil 1 comprend en outre un bac 7 et un support de construction 8. Le bac 7 correspond à un récipient configuré pour contenir le liquide polymérisable 3. Le bac 7 comporte une paroi 100 configurée pour contenir le liquide polymérisable 3 et au sein de laquelle une fenêtre 10 transparente au rayonnement lumineux 5 est formée. Le bac 7 comprend en outre une source 11 de liquide contenant une réserve de liquide polymérisable 3. La source 11 est configurée pour alimenter le bac 7 en liquide polymérisable 3 de manière contrôlée pour chaque étape de création d’une couche de l’objet tridimensionnel 2. On entend par transparent au rayonnement lumineux 5, le fait que la fenêtre 10 laisse passer au moins 80 % du rayonnement lumineux 5 et de préférence au moins 90 % du rayonnement lumineux 5, préférentiellement 100 % du rayonnement lumineux 5. The apparatus 1 further comprises a tray 7 and a construction support 8. The tray 7 corresponds to a container configured to contain the polymerizable liquid 3. The tray 7 comprises a wall 100 configured to contain the polymerizable liquid 3 and within which a window 10 transparent to light radiation 5 is formed. The tank 7 further comprises a source 11 of liquid containing a reserve of polymerizable liquid 3. The source 11 is configured to supply the tank 7 with polymerizable liquid 3 in a controlled manner for each step of creating a layer of the three-dimensional object 2. By transparent to light radiation 5 is meant the fact that the window 10 lets through at least 80% of the light radiation 5 and preferably at least 90% of the light radiation 5, preferably 100% of the light radiation 5.
Le support de construction 8 fournit un support sur lequel l’objet tridimensionnel 2 est destiné à être formé. Le support de construction 8 a une forme générale d’une plaque. En particulier, le support de construction 8 est pourvu d’une surface de construction 12 située en regard de la fenêtre 10. Par ailleurs, le support de construction 8 est mobile de manière à déplacer une partie du matériau polymérisé 4 afin de former l’objet tridimensionnel 2. Par exemple, l’appareil 1 comprend un bras 9 couplé mécaniquement au support de construction 8. Le bras 9 est monté mobile sur un support 40. Plus particulièrement, le bras 9 est mobile en translation le long d’un axe de translation A perpendiculaire à la surface de construction 12 du support de construction 8. La mobilité du bras 9 permet de déplacer le support de construction 8, pour déplacer la couche polymérisée 4 afin de former l’objet tridimensionnel 2. The construction support 8 provides a support on which the three-dimensional object 2 is intended to be formed. The construction support 8 has the general shape of a plate. In particular, the construction support 8 is provided with a construction surface 12 located opposite the window 10. Furthermore, the construction support 8 is movable so as to move part of the polymerized material 4 in order to form the three-dimensional object 2. For example, the apparatus 1 comprises an arm 9 mechanically coupled to the construction support 8. The arm 9 is mounted movable on a support 40. More particularly, the arm 9 is movable in translation along a translation axis A perpendicular to the construction surface 12 of the construction support 8. The mobility of the arm 9 makes it possible to move the construction support 8, to move the polymerized layer 4 in order to form the three-dimensional object 2.
L’impression d’une couche de l’objet tridimensionnel 2 consiste à projeter un motif correspondant à la coupe de l’objet 2, au moyen du projecteur 6, au travers de la fenêtre 10 transparente. Ainsi, une zone 13 de liquide polymérise 3 sous l’effet du rayonnement lumineux 5 pour former la couche polymérisée 4. En d’autres termes, la zone de liquide 13 durcit sous l’effet du rayonnement lumineux 5. Lorsque la zone 13 durcit, elle adhère, soit au support ée construction 8 pour la première couche de l’objet 2, soit à une couche précédemment formée correspondant à une couche polymérisée de l’objet 2. Printing a layer of the three-dimensional object 2 consists of projecting a pattern corresponding to the section of the object 2, by means of the projector 6, through the transparent window 10. Thus, a zone 13 of liquid polymerizes 3 under the effect of light radiation 5 to form the polymerized layer 4. In other words, the zone of liquid 13 hardens under the effect of light radiation 5. When zone 13 hardens , it adheres either to the construction support 8 for the first layer of object 2, or to a previously formed layer corresponding to a polymerized layer of object 2.
L’appareil 1 comprend en outre une source 20 d’un fluide 21 comprenant un inhibiteur de polymérisation du liquide polymérisable 3, et un circuit 22 pour une circulation du fluide 21 . En outre, Le circuit 22 comprend une première ligne fluidique 23 et une deuxième ligne fluidique 24. Par ailleurs, le bac 7 comprend des premier et deuxième orifices 25, 26. La fenêtre 10 est située entre les premier et deuxième orifices 25, 26. Par exemple, les premier et deuxième orifices 25, 26 sont formés au sein de la paroi 100 du bac 7. La première ligne fluidique 23 relie fluidiquement la source 20 au premier orifice 25. En outre, la deuxième ligne fluidique 24 relie la source 20 au deuxième orifice 26. De manière générale, le fluide 21 exerce une première pression P1 au sein de la première ligne fluidique 23 et une deuxième pression P2 au sein de la deuxième ligne fluidique 24. The apparatus 1 further comprises a source 20 of a fluid 21 comprising a polymerization inhibitor of the polymerizable liquid 3, and a circuit 22 for circulation of the fluid 21. In addition, circuit 22 comprises a first fluid line 23 and a second fluid line 24. Furthermore, the tank 7 comprises first and second orifices 25, 26. Window 10 is located between the first and second orifices 25, 26. For example, the first and second orifices 25, 26 are formed within the wall 100 of the tank 7. The first fluid line 23 fluidly connects the source 20 to the first orifice 25. In addition, the second fluid line 24 connects the source 20 at the second orifice 26. Generally, the fluid 21 exerts a first pressure P1 within the first fluid line 23 and a second pressure P2 within the second fluid line 24.
De préférence, le fluide 21 est un liquide et l’inhibiteur est de l’oxygène. Preferably, the fluid 21 is a liquid and the inhibitor is oxygen.
Par ailleurs, l’appareil 1 comprend un film 50 situé entre la fenêtre 10 et le support ée construction 8. Le film 50 est placé sur la paroi 100 du bac 7. En particulier, le film 50 est placé sur la fenêtre 10. En particulier, le film 50 comprend une surface principale F1 destinée à être en contact avec le liquide polymérisable 3. Le film 50 est perméable à l’inhibiteur pour laisser passer une partie de l’inhibiteur dans le liquide polymérisable 3. C’est-à-dire que l’inhibiteur peut passer à travers la surface principale F1 à destination du liquide polymérisable 3. Une problématique pour l’impression de l’objet 2 consiste dans le fait que la couche polymérisée 4 doit adhérer d’avantage au support de construction 8 qu’au film 50 sans quoi elle ne peut pas être déplacée vers le haut pour laisser la place aux couches suivantes. L’adhérence entre le film 50 et le liquide polymérisable 3 est due à la microstructure des matériaux, à l’affinité chimique entre les matériaux et à un effet de succion entre le liquide polymérisable 3 et le film 50 lorsque le liquide 3 polymérise. Ainsi, pour limiter l’effet de succion, le film 50 perméable permet à l’inhibiteur de passer à travers le film 50 au sein du liquide polymérisable 3. L’inhibiteur inhibe la réaction de polymérisation. Par exemple l’inhibiteur comprend de l’oxygène. En particulier, l’oxygène inhibe la réaction de polymérisation car c’est un absorbeur de radicaux libres qui sont des éléments permettant la réaction de polymérisation. L’inhibition permet la création d’une interface liquide du liquide 3 non polymérisé qui permet une réduction supplémentaire des effets de succion. Le circuit 22 est configuré pour faire circuler le liquide 21 comprenant l’inhibiteur entre la surface principale F1 du film 50 et la fenêtre transparente 10. Furthermore, the device 1 comprises a film 50 located between the window 10 and the construction support 8. The film 50 is placed on the wall 100 of the tray 7. In particular, the film 50 is placed on the window 10. in particular, the film 50 comprises a main surface F1 intended to be in contact with the polymerizable liquid 3. The film 50 is permeable to the inhibitor to allow part of the inhibitor to pass into the polymerizable liquid 3. That is to say, -say that the inhibitor can pass through the main surface F1 to the polymerizable liquid 3. A problem for the printing of the object 2 consists in the fact that the polymerized layer 4 must adhere more to the construction support 8 than at film 50 otherwise it cannot be moved upwards to make room for the following layers. The adhesion between the film 50 and the polymerizable liquid 3 is due to the microstructure of the materials, the chemical affinity between the materials and a suction effect between the polymerizable liquid 3 and the film 50 when the liquid 3 polymerizes. Thus, to limit the suction effect, the permeable film 50 allows the inhibitor to pass through the film 50 within the polymerizable liquid 3. The inhibitor inhibits the polymerization reaction. For example the inhibitor comprises oxygen. In particular, oxygen inhibits the polymerization reaction because it is an absorber of free radicals which are elements allowing the polymerization reaction. The inhibition allows the creation of a liquid interface of the unpolymerized liquid 3 which allows a further reduction of suction effects. The circuit 22 is configured to circulate the liquid 21 comprising the inhibitor between the main surface F1 of the film 50 and the transparent window 10.
Plus particulièrement, l’appareil 1 comporte au moins un élément séparateur 70 situé entre la fenêtre 10 et la surface principale F1 du film 50. Un élément séparateur 70 est configuré pour créer au moins un espacement 71 reliant fluidiquement le premier orifice 25 au deuxième orifice 26, pour une circulation du fluide 21 au sein de l’espacement 71 . More particularly, the apparatus 1 comprises at least one separator element 70 located between the window 10 and the main surface F1 of the film 50. A separator element 70 is configured to create at least one spacing 71 fluidly connecting the first orifice 25 to the second orifice 26, for circulation of the fluid 21 within the spacing 71.
Un tel élément séparateur 70 permet de maintenir la surface principale F1 du film à distance de la fenêtre 10 tout en créant un espacement 71 pour faire circuler le fluide 21 entre la surface principale F1 et la fenêtre 10. On peut ainsi garantir un espacement 71 pour la circulation du fluide 21 lors de la fabrication de l’objet 2. On facilite ainsi la maîtrise du volume et de la vitesse de déplacement du fluide 21 pendant la fabrication de l’objet 2. Such a separator element 70 makes it possible to maintain the main surface F1 of the film at a distance from the window 10 while creating a spacing 71 to circulate the fluid 21 between the main surface F1 and the window 10. It is thus possible to guarantee a spacing 71 for the circulation of the fluid 21 during the manufacture of the object 2. This makes it easier to control the volume and the speed of movement of the fluid 21 during the manufacture of the object 2.
Sur les figures 2 à 5, on a représenté différents modes de réalisation d’un élément séparateur 70. De manière générale, le film 50 s’étend le long d’un axe secondaire B perpendiculaire à l’axe de translation A. Par ailleurs, le fluide 21 circule au sein du circuit 22 selon des directions de circulation référencées S1 , S2, S3. Lorsque le fluide 21 circule entre la fenêtre 10 et la surface principale F1 du film 50, le fluide 21 circule selon la direction S2, c’est-à-dire selon l’axe secondaire B. De façon générale, les éléments séparateurs 70 peuvent être formés sur le film 50 ou sur la fenêtre 10. En particulier, les éléments séparateurs 70 peuvent être fixés sur une surface secondaire F2, opposée à la surface principale F1 , située en regard de la fenêtre 10. Les éléments séparateurs 70 peuvent être fixés sur une surface de la fenêtre 10 située en regard du liquide polymérisable 3. De préférence, les éléments séparateurs 70 sont formés sur la surface secondaire F2 du film 50. Par exemple, les éléments séparateurs peuvent être réalisés en silicone. Par exemple, les éléments séparateurs peuvent être imprimés sur le film 50 par matriçage, c’est-à-dire par pression d’une matrice sur le film 50. En variante, les éléments séparateurs 70 peuvent être réalisés par moulage sur le film 50. Selon encore une autre variante, les éléments séparateurs 70 peuvent être réalisés par usinage ou par moulage sur la fenêtre 10. Selon un autre exemple, les éléments séparateurs 70 sont formés sur la surface secondaire F2 du film 50 ou sur la fenêtre 10 par moulage à partir de silicone liquide. Le matériau silicone peut être moulé directement pour permettre un couplage optique avec la fenêtre ou le film 50. Avantageusement, l’indice de réfraction du fluide 21 est égal à celui des éléments séparateurs 70. Ainsi, le motif projeté par le projecteur 6 n’est pas déformé. On garantit également un contraste suffisant pour réaliser l’objet 2. On n’affecte peu la précision et/ou l’état de surface de l’objet imprimé. Pour obtenir un indice de réfraction égal pour les éléments séparateurs 70 et le fluide 21 , on peut mélanger plusieurs liquides miscibles entre eux et ayant des indices de réfraction différents. Par exemple, on peut mélanger du mono-propylène glycol et de l’eau pure. Sur les figures 2 et 3, un élément séparateur 70 est une pièce s’étendant longitudinalement le long d’un axe A orienté perpendiculairement à la surface principale F1 du film 50. De préférence, l’appareil 1 comprend plusieurs éléments séparateurs 70. Un élément séparateur 70 peut avoir une forme cylindrique ou conique. La forme cylindrique est préférentielle car elle facilite l’écoulement du fluide 21 . Un élément séparateur 70 a une hauteur H qui peut être comprise entre 50 et 300 micromètres. Ainsi, les éléments séparateurs 70 n’empêchent pas la circulation du fluide 21 . La hauteur H est mesurée selon un axe perpendiculaire à la surface principale F1 . Par exemple, les éléments séparateurs 70 peuvent avoir une largeur L1 égale à 1 mm. Une distance L2 entre les éléments séparateurs peut être comprise entre 0.1 et 2 mm. Ainsi, les éléments séparateurs 70 permettent une circulation du fluide 21 tout en empêchant un fléchissement du film 50 entre les éléments séparateurs 70. Par exemple les centres des éléments séparateurs 70 peuvent être séparés d’une distance L3 comprise entre 1.1 et 1.2 mm. La largeur L1 et les distances L2, L3 sont mesurées selon un axe parallèle à l’axe secondaire B. In Figures 2 to 5, different embodiments of a separator element 70 are shown. Generally, the film 50 extends along a secondary axis B perpendicular to the translation axis A. Furthermore , the fluid 21 circulates within the circuit 22 according to circulation directions referenced S1, S2, S3. When the fluid 21 circulates between the window 10 and the main surface F1 of the film 50, the fluid 21 circulates in the direction S2, that is to say along the secondary axis B. Generally, the separator elements 70 can be formed on the film 50 or on the window 10. In particular, the separator elements 70 can be fixed on a secondary surface F2, opposite the main surface F1, located opposite the window 10. The separator elements 70 can be fixed on a surface of the window 10 located opposite the polymerizable liquid 3. Preferably, the separator elements 70 are formed on the secondary surface F2 of the film 50. For example, the separator elements can be made of silicone. For example, the separator elements can be printed on the film 50 by stamping, that is to say by pressure of a matrix on the film 50. Alternatively, the separator elements 70 can be produced by molding on the film 50 According to yet another variant, the separator elements 70 can be produced by machining or by molding on the window 10. According to another example, the separator elements 70 are formed on the secondary surface F2 of the film 50 or on the window 10 by molding. from liquid silicone. The silicone material can be molded directly to allow optical coupling with the window or the film 50. Advantageously, the refractive index of the fluid 21 is equal to that of the separator elements 70. Thus, the pattern projected by the projector 6 does not is not distorted. We also guarantee sufficient contrast to produce object 2. The precision and/or surface condition of the printed object is hardly affected. To obtain an equal refractive index for the separator elements 70 and the fluid 21, several liquids which are miscible with each other and have different refractive indices can be mixed. For example, you can mix mono-propylene glycol and pure water. In Figures 2 and 3, a separator element 70 is a part extending longitudinally along an axis A oriented perpendicular to the main surface F1 of the film 50. Preferably, the apparatus 1 comprises several separator elements 70. separator element 70 can have a cylindrical or conical shape. The cylindrical shape is preferential because it facilitates the flow of the fluid 21. A separator element 70 has a height H which can be between 50 and 300 micrometers. Thus, the separator elements 70 do not prevent the circulation of the fluid 21. The height H is measured along an axis perpendicular to the main surface F1. For example, the separator elements 70 can have a width L1 equal to 1 mm. A distance L2 between the separator elements can be between 0.1 and 2 mm. Thus, the separator elements 70 allow circulation of the fluid 21 while preventing bending of the film 50 between the separator elements 70. For example the centers of the separator elements 70 can be separated by a distance L3 of between 1.1 and 1.2 mm. The width L1 and the distances L2, L3 are measured along an axis parallel to the secondary axis B.
Sur la figure 4, l’appareil 1 comprend au moins deux éléments séparateurs 70 délimitant entre eux un espacement 71. Chaque élément séparateur 70 est formé au sein d’une épaisseur Ef du film 50. L’épaisseur Ef du film 50 est mesurée selon une direction perpendiculaire à la surface principale F1 du film 50. Par exemple, les éléments séparateurs 70 sont formés dans une épaisseur Ef du film 50. En d’autres termes, le film 50 comprend des canaux traversant 71 d’un bord à l’autre du film 50 formés au sein de l’épaisseur Ef du film 50. In Figure 4, the device 1 comprises at least two separator elements 70 delimiting between them a spacing 71. Each separator element 70 is formed within a thickness Ef of the film 50. The thickness Ef of the film 50 is measured according to a direction perpendicular to the main surface F1 of the film 50. For example, the separator elements 70 are formed in a thickness Ef of the film 50. In other words, the film 50 comprises through channels 71 from one edge to the other of the film 50 formed within the thickness Ef of the film 50.
Sur la figure 5, un élément séparateur 70 est une nervure s’étendant longitudinalement le long d’un axe orienté parallèlement à la surface principale F1 du film 50. En d’autres termes, les éléments séparateurs 70 forment des lèvres saillantes de la surface secondaire F2 et s’étendent le long de l’axe secondaire B. Les nervures délimitent, entre elles, des canaux 71 pour la circulation du fluide 21 . In Figure 5, a separator element 70 is a rib extending longitudinally along an axis oriented parallel to the main surface F1 of the film 50. In other words, the separator elements 70 form lips projecting from the surface secondary F2 and extend along the secondary axis B. The ribs delimit, between them, channels 71 for the circulation of the fluid 21.
Par ailleurs, l’appareil 1 peut comprendre un dispositif de circulation 30 configuré pour faire circuler le fluide 21 au sein de l’espacement 71. Le dispositif de circulation 30 comprend une pompe principale 81 , située par exemple, dans la première ligne fluidique 23 ou la deuxième ligne fluidique 24, pour faire circuler le fluide 21 dans le circuit 22 fermé. Dans ce cas la source 20 de fluide 21 comprend une ouverture sur l’extérieur afin de mélanger le fluide 21 avec, par exemple de l’air, pour injecter l’inhibiteur, tel que par exemple l’oxygène, dans le fluide 21. Avantageusement, le dispositif 30 peut comprendre une pompe secondaire 80, optionnelle, reliée fluidiquement à la source 20 du fluide 21 , par une ligne fluidique supplémentaire 91. La pompe secondaire 80 est configurée pour aspirer l’inhibiteur de réaction (par exemple de l’air contenant de l’oxygène) 90 pour l’injecter dans le fluide 21 afin de le faire circuler dans le circuit 22 fermé. Une pression P3 est exercée par le fluide 21 au sein de la source 20. Le dispositif de circulation 30 peut être configuré de sorte que les première et deuxième pressions P1 , P2 soient inférieures ou égales à une somme d’une pression extérieure PO exercée sur le bac 7 et d’une pression exercée par une hauteur de liquide polymérisable 3 contenu dans le bac 7. Ainsi, on évite un décollement du film 50 par rapport à la fenêtre 10. On entend par décollement du film 50 le fait que le film 50 n’est plus en contact avec la fenêtre 10. Furthermore, the device 1 may comprise a circulation device 30 configured to circulate the fluid 21 within the spacing 71. The circulation device 30 comprises a main pump 81, located for example, in the first fluid line 23 or the second fluid line 24, to circulate the fluid 21 in the closed circuit 22. In this case the source 20 of fluid 21 comprises an opening to the outside in order to mix the fluid 21 with, for example air, to inject the inhibitor, such as for example oxygen, into the fluid 21. Advantageously, the device 30 may comprise an optional secondary pump 80, fluidly connected to the source 20 of the fluid 21, by an additional fluid line 91. The secondary pump 80 is configured to suck up the reaction inhibitor (for example air containing oxygen) 90 to inject it into the fluid 21 in order to make it circulate in the closed circuit 22. A pressure P3 is exerted by the fluid 21 within the source 20. The circulation device 30 can be configured so that the first and second pressures P1, P2 are less than or equal to a sum of an external pressure PO exerted on the tank 7 and a pressure exerted by a height of polymerizable liquid 3 contained in the tank 7. Thus, we avoid detachment of the film 50 relative to the window 10. By detachment of the film 50 is meant the fact that the film 50 is no longer in contact with window 10.
De préférence, le film 50 comprend une première partie fixée au bac 7 et une deuxième partie libre de mouvement par rapport au bac 7. C’est-à-dire que le film 50 peut être en partie fixé au bac 7. Par exemple, l’appareil 1 comprend des moyens de fixation configurés pour maintenir le film 50 en partie au contact du bac 7. En d’autres termes, les moyens de fixation permettent de maintenir la première partie du film 50 en contact avec le bac 7, tout en permettant un déplacement de la deuxième partie du film 50 par rapport à la fenêtre 10. Le déplacement de la deuxième partie du film 50 correspond à un déplacement en translation selon l’axe de translation A. Par exemple, comme illustré sur la figure 3, les moyens de fixation peuvent comprendre des zones 60, 61 présentes sur des éléments séparateurs 70 fixés au film 50. Les zones 60, 61 sont destinées à être fixées, par exemple par collage, sur la fenêtre 10. De préférence, les moyens de fixation sont configurés pour fixer une partie du film 50 sur la paroi 100 du bac 7. Ainsi, les moyens de fixation permettent un déplacement de la deuxième partie du film 50 selon l’axe de translation A par rapport à la fenêtre 10 sans décollement du film 50 par rapport à la fenêtre 10. Ainsi, on obtient une certaine mobilité de la deuxième partie du film 50 par rapport à la fenêtre 10 pour faciliter le décollement de la couche polymérisée 4 par rapport au film 50, c’est-à-dire un décollement de la couche polymérisée 4 par rapport à la surface principale F1 du film 50. On entend par décollement de la couche polymérisée 4, un déplacement de la couche polymérisée 4 par rapport au film 50 de sorte que la couche polymérisée 4 n’est plus en contact avec le film 50. Preferably, the film 50 comprises a first part fixed to the tray 7 and a second part free to move relative to the tray 7. That is to say that the film 50 can be partly fixed to the tray 7. For example, the device 1 comprises fixing means configured to keep the film 50 partly in contact with the tray 7. In other words, the fixing means make it possible to maintain the first part of the film 50 in contact with the tray 7, while by allowing a movement of the second part of the film 50 relative to the window 10. The movement of the second part of the film 50 corresponds to a movement in translation along the translation axis A. For example, as illustrated in Figure 3, the means fixing may comprise zones 60, 61 present on separator elements 70 fixed to the film 50. The zones 60, 61 are intended to be fixed, for example by gluing, on the window 10. Preferably, the fixing means are configured to fix a part of the film 50 on the wall 100 of the tray 7. Thus, the fixing means allow movement of the second part of the film 50 along the axis of translation A relative to the window 10 without detachment of the film 50 by relative to the window 10. Thus, a certain mobility of the second part of the film 50 is obtained relative to the window 10 to facilitate the separation of the polymerized layer 4 from the film 50, that is to say a separation of the polymerized layer 4 relative to the main surface F1 of the film 50. By separation of the polymerized layer 4 is meant a movement of the polymerized layer 4 relative to the film 50 so that the polymerized layer 4 is no longer in contact with film 50.
La pression P3 au sein de la source 20 du fluide 21 peut être supérieure ou égale à la pression extérieure PO. Lorsque la pression P3 est strictement supérieure à la pression extérieure PO on peut obtenir une meilleure saturation du fluide 21 en inhibiteur et améliorer la fabrication de l’objet 2. La pompe secondaire 80 permet de réguler la différence de pression entre la pression P3 et la pression extérieure PO. La pompe secondaire 80 permet, avantageusement, le renouvellement de l’inhibiteur (par exemple de l’oxygène) dans le fluide 21 en le faisant circuler (pur ou sous forme de mélange, par exemple de l’air dans le cas de l’oxygène) dans le fluide 21 . The pressure P3 within the source 20 of the fluid 21 may be greater than or equal to the external pressure PO. When the pressure P3 is strictly greater than the external pressure PO, it is possible to obtain better saturation of the fluid 21 with inhibitor and improve the manufacture of the object 2. The secondary pump 80 makes it possible to regulate the pressure difference between the pressure P3 and the external pressure PO. The secondary pump 80 advantageously allows the renewal of the inhibitor (for example oxygen) in the fluid 21 by circulating it (pure or in the form of a mixture, for example air in the case of oxygen) in the fluid 21.
Avantageusement, le dispositif de circulation 30 est configuré pour faire circuler le fluide 21 de sorte que la première pression P1 est strictement supérieure à la deuxième pression P2. Advantageously, the circulation device 30 is configured to circulate the fluid 21 so that the first pressure P1 is strictly greater than the second pressure P2.
Avantageusement, le dispositif de circulation 30 est configuré pour faire circuler le fluide 21 de sorte que les première et deuxième pressions P1 , P2 soient inférieures ou égales à la pression extérieure PO exercée sur le bac 7. Par exemple, le dispositif de circulation 30 est configuré pour réguler les pressions P1 à P3, de sorte que la première pression P1 est égale à -10 kPa, la deuxième pression P2 est égale à -15 kPa et P3 est égale à +10 kPa. Advantageously, the circulation device 30 is configured to circulate the fluid 21 so that the first and second pressures P1, P2 are less than or equal to the external pressure PO exerted on the tank 7. For example, the circulation device 30 is configured to regulate pressures P1 to P3, such that the first pressure P1 is equal to -10 kPa, the second pressure P2 is equal to -15 kPa and P3 is equal to +10 kPa.
Par exemple, le dispositif de circulation 30 est configuré pour faire circuler le fluide 21 à une vitesse de circulation pouvant être comprise entre 10 et 100 mL/min. L’appareil 1 peut en outre comprendre des capteurs de pression 95, 96 configurés pour mesurer respectivement les première et deuxième pressions P1 , P2. For example, the circulation device 30 is configured to circulate the fluid 21 at a circulation speed which can be between 10 and 100 mL/min. The device 1 may further comprise pressure sensors 95, 96 configured to measure the first and second pressures P1, P2 respectively.
Le dispositif de circulation 30 peut réguler les pressions P1 et P2 grâce aux capteurs de pression 95, 96. Cela peut permettre de déterminer le moment où une couche 4 est en décollement, car cela provoque une chute supplémentaire des pressions P1 et P2. Il est également possible d’utiliser les mesures des pressions P1 , P2 pour déterminer à quel moment la couche 4 est complètement décollée, c’est-à-dire séparée du film 50 de sorte que la couche polymérisée 4 n’est plus en contact avec le film 50. On peut ainsi minimiser les hauteurs de montée du support de construction 8 lors des phases de décollement et ainsi permettre une impression plus rapide et plus sûre. Il est également possible de piloter les pressions P1 et P2. Par exemple en pompant, à l’aide de la pompe principale 81 , plus ou moins fort, ou pas du tout, ou même en pompant dans le sens inverse, pour permettre un déplacement du film 50 par rapport à la fenêtre 10. Le dispositif de circulation 30 pourrait également déplacer le film 50 en translation selon l’axe de translation A, dans le cas où P1 et P2 dépasseraient la somme de la pression extérieure PO et de la pression exercée par la hauteur de fluide polymérisable 3 contenu dans le bac 7. Cela pourrait permettre de faciliter le décollement de la couche 4 avec le film 50. The circulation device 30 can regulate the pressures P1 and P2 using the pressure sensors 95, 96. This can make it possible to determine the moment when a layer 4 is detached, because this causes an additional drop in the pressures P1 and P2. It is also possible to use the measurements of the pressures P1, P2 to determine when the layer 4 is completely detached, that is to say separated from the film 50 so that the polymerized layer 4 is no longer in contact with the film 50. It is thus possible to minimize the heights of rise of the construction support 8 during the peeling phases and thus allow faster and safer printing. It is also possible to control the pressures P1 and P2. For example by pumping, using the main pump 81, more or less strongly, or not at all, or even by pumping in the opposite direction, to allow movement of the film 50 relative to the window 10. The device circulation 30 could also move the film 50 in translation along the translation axis A, in the case where P1 and P2 exceed the sum of the external pressure PO and the pressure exerted by the height of polymerizable fluid 3 contained in the tank 7. This could make it easier to peel off layer 4 with film 50.
En outre, le dispositif de circulation 30 est configuré pour réguler les première et deuxième pressions P1 , P2 à des valeurs variables. A titre d’exemple, on a représenté par les flèches référencées S1 , S2, S3, un sens de circulation du fluide 21. In addition, the circulation device 30 is configured to regulate the first and second pressures P1, P2 at variable values. As an example, we have represented by the arrows referenced S1, S2, S3, a direction of circulation of the fluid 21.
Par ailleurs, lors d’une irradiation du liquide polymérisable 3 par le rayonnement lumineux 5, le dispositif de circulation 30 est configuré pour réguler les première et deuxième pressions P1 , P2 à des valeurs inférieures ou égales à la pression extérieure PO exercée sur le bac 7. La pression extérieure PO correspond à la pression atmosphérique exercée sur le liquide polymérisable 3. L’espacement 71 favorise la circulation du fluide 21 le long du film 50 pour favoriser la diffusion de l’inhibiteur au sein du liquide polymérisable 3. Furthermore, during irradiation of the polymerizable liquid 3 by the light radiation 5, the circulation device 30 is configured to regulate the first and second pressures P1, P2 to values less than or equal to the external pressure PO exerted on the tank 7. The external pressure PO corresponds to the atmospheric pressure exerted on the polymerizable liquid 3. The spacing 71 promotes the circulation of the fluid 21 along the film 50 to promote the diffusion of the inhibitor within the polymerizable liquid 3.
Sur la figure 6, on a représenté les principales étapes d’un procédé pour former l’objet tridimensionnel 2. Le procédé comprend une fourniture de l’appareil 1 , tel que défini ci-avant. Le procédé comprend, en outre, une irradiation du liquide polymérisable 3 par le rayonnement lumineux 5. L’irradiation peut comprendre une régulation des première et deuxième pressions P1 , P2 de sorte que les première et deuxième pressions P1 , P2 soient inférieures ou égales à une somme de la pression extérieure PO exercée sur le bac 7 et d’une pression exercée par une hauteur de liquide polymérisable 3 contenu dans le bac 7. In Figure 6, the main steps of a process for forming the three-dimensional object 2 are shown. The process includes providing the device 1, as defined above. The method further comprises irradiation of the polymerizable liquid 3 by light radiation 5. The irradiation may include regulation of the first and second pressures P1, P2 so that the first and second pressures P1, P2 are less than or equal to a sum of the external pressure PO exerted on the tank 7 and a pressure exerted by a height of polymerizable liquid 3 contained in the tank 7.
De préférence, le film 50 est en partie fixé sur le bac 7. Par exemple, la première partie du film 50 est fixé sur la paroi 100 du bac 7. Avantageusement la deuxième partie du film 50 s’étend le long de la fenêtre 10. La deuxième partie du film 50 peut recouvrir en partie ou totalement la surface principale de la fenêtre 10 située en regard du liquide polymérisable 3. Preferably, the film 50 is partly fixed on the tray 7. For example, the first part of the film 50 is fixed on the wall 100 of the tray 7. Advantageously the second part of the film 50 extends along the window 10 The second part of the film 50 can partially or completely cover the main surface of the window 10 located opposite the polymerizable liquid 3.
Lors de l’irradiation, le film 50 est immobile par rapport au bac 7. Par ailleurs on peut mesurer, à l’aide des capteurs 95, 96, la différence de pression entre les première et deuxième pressions P1 , P2. Lors de l’irradiation, la différence de pression a une valeur initiale, car le film 50 est immobile. Afin de faciliter le décollement entre le film 50 et la couche polymérisée 4, le procédé peut comprendre, après l’irradiation, un décollement de la couche polymérisée 4 par rapport au film 50. Le décollement de la couche polymérisée 4 comprend un éloignement du support de construction 8, afin d’éloigner la couche polymérisée 4 d’une certaine distance pour décoller la couche polymérisée 4 du film 50. Puis, le procédé comprend un rapprochement du support de construction 8 afin de replacer le support 8 pour la réalisation d’une couche suivante de l’objet 2. L’éloignement du support de construction 8 comprend une augmentation d’une distance entre le support de construction 8 et la fenêtre 10. L’éloignement comprend un déplacement initial du support de construction 8 depuis une distance initiale vers une distance maximum Dmax. De préférence, la distance maximum Dmax est supérieure ou égale à une épaisseur Ec de la couche polymérisée 4. L’épaisseur Ec de la couche polymérisée est mesurée selon l’axe de translation A. La distance maximum Dmax est par exemple égale à 0.5 mm, ou par exemple égale à 5 mm. During irradiation, the film 50 is immobile relative to the tank 7. Furthermore, we can measure, using sensors 95, 96, the pressure difference between the first and second pressures P1, P2. During irradiation, the pressure difference has an initial value, because the film 50 is immobile. In order to facilitate the separation between the film 50 and the polymerized layer 4, the method may comprise, after irradiation, a separation of the polymerized layer 4 from the film 50. The separation of the polymerized layer 4 includes a distance from the support of construction 8, in order to move the polymerized layer 4 away from a certain distance to detach the polymerized layer 4 from the film 50. Then, the method comprises bringing the construction support 8 closer together in order to replace the support 8 for the production of a subsequent layer of the object 2. The moving away from the building support 8 includes an increase in a distance between the building support 8 and the window 10. The moving away includes an initial movement of the building support 8 from a distance initial towards a maximum distance Dmax. Preferably, the maximum distance Dmax is greater than or equal to a thickness Ec of the polymerized layer 4. The thickness Ec of the polymerized layer is measured along the translation axis A. The maximum distance Dmax is for example equal to 0.5 mm , or for example equal to 5 mm.
Par exemple, le déplacement initial est effectué simultanément à une régulation des première et deuxième pressions P1 , P2 à des valeurs constantes. For example, the initial movement is carried out simultaneously with regulation of the first and second pressures P1, P2 at constant values.
Avantageusement, le décollement comprend un déplacement de la deuxième partie du film 50 en translation selon un axe perpendiculaire à la surface principale F1 du film 50. Pendant le décollement de la couche polymérisée 4, le film 50 est maintenu en partie en contact avec le bac 7, tandis que l’autre partie (c’est-à-dire la deuxième partie libre de mouvement) peut être déplacée par rapport au bac 7. En particulier la deuxième partie peut être déplacée en translation selon l’axe de translation A. Le déplacement de la deuxième partie du film 50 est dû à l’adhérence de la couche polymérisée 4 à la surface principale F1 du film 50, par effet de succion. Le déplacement de la deuxième partie du film 50 entraine, en outre, une dépression dans l’espacement 71. C’est-à-dire une variation de la différence de pression entre les première et deuxième pressions P1 , P2. Le déplacement de la deuxième partie du film 50 permet de faciliter le décollement de la couche polymérisée 4. Ce déplacement permet d’empêcher un décrochement de l’objet 2 du support de construction 8. Ce déplacement permet également d’empêcher un décrochement des premières couches polymérisées de l’objet 2 avec la dernière couche polymérisé 4 en contact avec le film 50. En effet, le décrochement des premières couches polymérisées pourrait survenir si la dernière couche polymérisée 4 restait adhérée au film 50. Ainsi, lorsque le film 50 est en partie fixé au bac 7, la deuxième partie du film 50 peut être libre de mouvement et peut être déplacée en translation avec la dernière couche polymérisée 4. La fixation de la première partie du film 50 permet, par ailleurs, un retour de la deuxième partie du film 50 dans la position initiale, après le décollement de la dernière couche polymérisée 4, pour une impression suivante. Advantageously, the separation comprises a movement of the second part of the film 50 in translation along an axis perpendicular to the main surface F1 of the film 50. During the separation of the polymerized layer 4, the film 50 is kept partly in contact with the tray 7, while the other part (that is to say the second part free to move) can be moved relative to the tray 7. In particular the second part can be moved in translation along the translation axis A. The movement of the second part of the film 50 is due to the adhesion of the polymerized layer 4 to the main surface F1 of the film 50, by suction effect. The movement of the second part of the film 50 also causes a depression in the spacing 71. That is to say a variation in the pressure difference between the first and second pressures P1, P2. The movement of the second part of the film 50 makes it easier to peel off the polymerized layer 4. This movement makes it possible to prevent the object 2 from becoming detached from the construction support 8. This movement also makes it possible to prevent the first parts from being detached. polymerized layers of the object 2 with the last polymerized layer 4 in contact with the film 50. Indeed, the separation of the first polymerized layers could occur if the last polymerized layer 4 remained adhered to the film 50. Thus, when the film 50 is partly fixed to the tray 7, the second part of the film 50 can be free to move and can be moved in translation with the last polymerized layer 4. The fixing of the first part of the film 50 allows, moreover, a return of the second part of the film 50 in the initial position, after peeling off the last polymerized layer 4, for a subsequent printing.
Après le décollement de la couche polymérisée 4 par rapport au film 50, le procédé comprend un rapprochement du support de construction 8 de manière à ramener le support de construction 8 à une distance minimum Dmin, pour fabriquer la couche de polymérisation 4 suivante, le rapprochement comprenant un déplacement supplémentaire du support de construction 8 depuis la distance maximum Dmax vers la distance minimum Dmin. La distance minimum Dmin est égale à la somme de la distance initiale Dinit et de l’épaisseur d’une couche polymérisée 4. La régulation des première et deuxième pressions P1 , P2 peut être effectuée de sorte que la première pression P1 est strictement supérieure à la deuxième pression P2. Ainsi, on peut maintenir un flux du fluide 20 constant entre le film 50 et la fenêtre 10. After separation of the polymerized layer 4 from the film 50, the method comprises bringing the construction support 8 closer together so as to bring the construction support 8 to a minimum distance Dmin, to manufacture the following polymerization layer 4, the rapprochement comprising an additional movement of the construction support 8 from the maximum distance Dmax towards the minimum distance Dmin. The minimum distance Dmin is equal to the sum of the initial distance Dinit and the thickness of a polymerized layer 4. The regulation of the first and second pressures P1, P2 can be carried out so that the first pressure P1 is strictly greater than the second pressure P2. Thus, a constant flow of fluid 20 can be maintained between the film 50 and the window 10.
Par ailleurs, le décollement peut comprendre une mesure, à l’aide des capteurs de pression 95, 96, de la variation de la différence de pression entre les première et deuxième pressions P1 , P2. Ainsi, lors de l’éloignement du support de construction 8, le procédé peut comprendre un déplacement du support de construction 8 par rapport à la fenêtre 10 en fonction de la variation mesurée. Par exemple, lorsqu’on détecte une variation de pression, par rapport à la valeur initiale, on détermine que le décollement de la couche polymérisée a commencé. On peut donc continuer à déplacer le support de construction 8. Avantageusement on peut contrôler la vitesse de déplacement du support de construction. Lorsque la différence de pression revient à sa valeur initiale, la deuxième partie du film 50 a repris sa position initiale, et on détermine que le décollement de la couche polymérisée est terminé. Furthermore, the separation can include a measurement, using pressure sensors 95, 96, of the variation in the pressure difference between the first and second pressures P1, P2. Thus, when moving away from the construction support 8, the method can include a movement of the construction support 8 relative to the window 10 as a function of the measured variation. For example, when a variation in pressure is detected, compared to the initial value, it is determined that the separation of the polymerized layer has begun. We can therefore continue to move the construction support 8. Advantageously we can control the speed of movement of the construction support. When the pressure difference returns to its initial value, the second part of the film 50 has returned to its initial position, and it is determined that the separation of the polymerized layer is complete.
Sur la figure 7, on a représenté un autre mode de réalisation d’un appareil 1 pour former un objet tridimensionnel 2. Selon cet autre mode de réalisation, le film 50 comprend une première partie 200 fixée au bac 7 et une deuxième partie 201 libre de mouvement par rapport au bac 7. Par exemple, l’appareil 1 comprend des moyens de fixation 202 configurés pour maintenir le film 50 en partie au contact du bac 7. En d’autres termes, les moyens de fixation 202 permettent de maintenir la première partie 200 du film 50 en contact avec le bac 7, tout en permettant un déplacement, en translation selon l’axe de translation A, de la deuxième partie 201 du film 50 par rapport à la fenêtre 10. Par exemple, cette deuxième partie 201 peut être déformée pour subir un déplacement, sous l’effet d’une traction verticale vers le haut de la couche polymérisée 4 qui entraine par succion cette deuxième partie 201 du film 50. Par exemple, comme illustré sur la figure 7, les moyens de fixation 202 comprennent un logement formé au sein de la paroi 100 et configuré pour recevoir la première partie 200 du film 50. Par exemple, la première partie 200 peut être collée à la paroi 100 au sein du logement. Le film 50 peut avoir une forme parallélépipédique. Par ailleurs, l’appareil 1 comprend un support 203 d’au moins un élément séparateur 70, noté support de séparateurs 203. De manière générale, le support de séparateurs 203 s’étend le long d’un axe tertiaire C perpendiculaire à l’axe de translation A. Le support de séparateurs 203 est placé entre la fenêtre 10 et le film 50. En particulier, le support de séparateurs 203 est placé sur la fenêtre 10. Plus particulièrement, le support de séparateurs 203 comprend une première surface G1 destinée à être en contact avec la fenêtre 10, et une deuxième surface G2, opposée à la première surface G1 , la deuxième surface G2 étant située en regard du film 50, et plus particulièrement en regard de la face secondaire F2 du film 50. Par exemple, le support de séparateurs 203 peut être fixé, par exemple par collage, sur la fenêtre 10. Le support de séparateurs 203 peut être perméable au fluide 21 comprenant l’inhibiteur. Par exemple, le support de séparateurs 203 peut être imperméable au fluide et perméable à l’inhibiteur. Selon un autre exemple, le support de séparateurs 203 est imperméable au fluide 21 et à l’inhibiteur. Par exemple, le support de séparateurs 203 peut être réalisé à partir de silicone. Le support de séparateurs 203 est configuré pour supporter les éléments séparateurs 70. Plus particulièrement, le support de séparateurs 203 est configuré pour maintenir les éléments séparateurs 70 entre la fenêtre 10 et le film 50, et de préférence entre la deuxième surface G2 du support de séparateurs 203 et la surface secondaire F2 du film 50. En d’autres termes, le support de séparateurs 203 est configuré pour maintenir les espacements 71 entre la deuxième surface G2 du support de séparateurs 203 et la surface secondaire F2 du film 50. Ainsi, les espacements 71 entre les éléments séparateurs 70 permettent de laisser passer le fluide 21 vers le film 50, et en particulier vers la surface secondaire F2 du film 50. Ainsi, une partie de l’inibiteur peut traverser les surfaces secondaire et principale F2, F1 du film 50 pour atteindre le liquide polymérisable 3. C’est-à-dire que le fluide 21 comprenant l’inhibiteur peut circuler au sein des espacements 71 entre la deuxième surface G2 du support de séparateurs 203 et la surface secondaire F2 du film 50. Par exemple, le support de séparateurs est placé entre la fenêtre 10 et la deuxième partie 201 du film 50. Ainsi, les éléments séparateurs 70 sont situés en regard de la deuxième partie 201 du film 50. En particulier, au niveau du premier orifice 25, le fluide 21 passe au sein des espacements 71 , en direction du film 50, selon la direction référencée S2’, et en direction du deuxième orifice 26, selon la direction référencée S2. Le circuit 22 est configuré pour faire circuler le fluide 21 comprenant l’inhibiteur entre la deuxième surface G2 du support de séparateurs 203 et la surface secondaire F2 de film 50. Par ailleurs, lorsque le fluide 21 comprenant l’inhibiteur se retrouve au sein des espacements 71 , l’inhibiteur peut traverser les surfaces secondaire et principale F2, F1 du film pour atteindre le liquide polymérisable 3. Par ailleurs, le fluide 21 circule au sein du circuit 22 selon les quatre directions de circulation référencées S1 , S2, S2’ S3. La deuxième direction S2 correspond à la circulation du fluide 21 au sein des espacements 71 entre les éléments séparateurs 70. La troisième direction S2’ correspond à la circulation du fluide 21 en direction du film 50. Selon cet autre mode de réalisation, les éléments séparateurs 70 sont formés sur le support de séparateurs 203. En particulier, les éléments séparateurs 70 peuvent être fixés sur la deuxième surface G2 du support de séparateurs 203. De préférence, les éléments séparateurs 70 sont formés sur la deuxième surface G2 du support de séparateurs 203. Par exemple, les éléments séparateurs 70 peuvent être réalisés en silicone. Par exemple, les éléments séparateurs 70 peuvent être imprimés sur le support de séparateurs 203 par matriçage, c’est-à-dire par pression d’une matrice sur le support de séparateurs 203. En variante, les éléments séparateurs 70 peuvent être réalisés par moulage sur le support de séparateurs 203. Selon encore une autre variante, les éléments séparateurs 70 peuvent être réalisés par usinage sur le support de séparateurs 203. Selon un autre exemple, les éléments séparateurs 70 sont formés sur la deuxième surface G2 du support de séparateurs 203 par moulage à partir de silicone liquide. Le matériau silicone peut être moulé directement pour permettre un couplage optique avec le support de séparateurs 203. Avantageusement, l’indice de réfraction du fluide 21 est égal à celui des éléments séparateurs 70 et du support de séparateurs 203. Ainsi, le motif projeté par le projecteur 6 n’est pas déformé. On garantit également un contraste suffisant pour réaliser l’objet 2. On n’affecte peu la précision et/ou l’état de surface de l’objet imprimé. Pour obtenir un indice de réfraction égal pour les éléments séparateurs 70, le support de séparateurs 203 et le fluide 21 , on peut mélanger plusieurs liquides miscibles entre eux et ayant des indices de réfraction différents. Par exemple, on peut mélanger du mono-propylène glycol et de l’eau pure. In Figure 7, another embodiment of an apparatus 1 for forming a three-dimensional object 2 is shown. According to this other embodiment, the film 50 comprises a first part 200 fixed to the tray 7 and a second free part 201 of movement relative to the tray 7. For example, the device 1 comprises fixing means 202 configured to maintain the film 50 partly in contact with the tray 7. In other words, the fixing means 202 make it possible to maintain the first part 200 of the film 50 in contact with the tray 7, while allowing movement, in translation along the translation axis A, of the second part 201 of the film 50 relative to the window 10. For example, this second part 201 can be deformed to undergo displacement, under the effect of vertical traction upwards of the polymerized layer 4 which draws by suction this second part 201 of the film 50. For example, as illustrated in Figure 7, the means fixing 202 comprise a housing formed within the wall 100 and configured to receive the first part 200 of the film 50. For example, the first part 200 can be glued to the wall 100 within the housing. The film 50 may have a parallelepiped shape. Furthermore, the device 1 comprises a support 203 of at least one separator element 70, denoted separator support 203. Generally, the separator support 203 extends along a tertiary axis C perpendicular to the translation axis A. The separator support 203 is placed between the window 10 and the film 50. In particular, the separator support 203 is placed on the window 10. More particularly, the separator support 203 comprises a first surface G1 intended to be in contact with the window 10, and a second surface G2, opposite the first surface G1, the second surface G2 being located facing the film 50, and more particularly facing the secondary face F2 of the film 50. For example , the separator support 203 can be fixed, for example by gluing, to the window 10. The separator support 203 can be permeable to the fluid 21 comprising the inhibitor. For example, the separator support 203 may be impermeable to the fluid and permeable to the inhibitor. According to another example, the separator support 203 is impermeable to the fluid 21 and to the inhibitor. For example, the separator support 203 can be made from silicone. The separator support 203 is configured to support the separator elements 70. More particularly, the separator support 203 is configured to maintain the separator elements 70 between the window 10 and the film 50, and preferably between the second surface G2 of the separator support. separators 203 and the secondary surface F2 of the film 50. In other words, the separator support 203 is configured to maintain the spacings 71 between the second surface G2 of the separator support 203 and the secondary surface F2 of the film 50. Thus, the spacings 71 between the separator elements 70 allow the fluid 21 to pass towards the film 50, and in particular towards the secondary surface F2 of the film 50. Thus, part of the initiator can pass through the secondary and main surfaces F2, F1 of the film 50 to reach the polymerizable liquid 3. That is to say, the fluid 21 comprising the inhibitor can circulate within the spaces 71 between the second surface G2 of the separator support 203 and the secondary surface F2 of the film 50. For example, the separator support is placed between the window 10 and the second part 201 of the film 50. Thus, the separator elements 70 are located opposite the second part 201 of the film 50. In particular, at the level of the first orifice 25, the fluid 21 passes within the spaces 71, in the direction of the film 50, in the direction referenced S2', and in the direction of the second orifice 26, in the direction referenced S2. The circuit 22 is configured to circulate the fluid 21 comprising the inhibitor between the second surface G2 of the separator support 203 and the secondary surface F2 of film 50. Furthermore, when the fluid 21 comprising the inhibitor is found within the spacings 71, the inhibitor can pass through the secondary and main surfaces F2, F1 of the film to reach the polymerizable liquid 3. Furthermore, the fluid 21 circulates within the circuit 22 according to the four circulation directions referenced S1, S2, S2' S3. The second direction S2 corresponds to the circulation of the fluid 21 within the spaces 71 between the separator elements 70. The third direction S2' corresponds to the circulation of the fluid 21 in the direction of the film 50. According to this other embodiment, the separator elements 70 are formed on the separator support 203. In particular, the separator elements 70 can be fixed on the second surface G2 of the separator support 203. Preferably, the separator elements 70 are formed on the second surface G2 of the separator support 203 For example, the separator elements 70 can be made of silicone. For example, the separator elements 70 can be printed on the separator support 203 by stamping, that is to say by pressing a die onto the separator support 203. Alternatively, the separator elements 70 can be produced by molding on the separator support 203. According to yet another variant, the separator elements 70 can be produced by machining on the separator support 203. According to another example, the separator elements 70 are formed on the second surface G2 of the separator support 203 by molding from liquid silicone. The silicone material can be molded directly to allow optical coupling with the separator support 203. Advantageously, the refractive index of the fluid 21 is equal to that of the separator elements 70 and the separator support 203. Thus, the pattern projected by the projector 6 is not distorted. We also guarantee sufficient contrast to produce object 2. The precision and/or surface condition of the printed object is hardly affected. To obtain an equal refractive index for the separator elements 70, the separator support 203 and the fluid 21, several liquids which are miscible with each other and have different refractive indices can be mixed. For example, you can mix mono-propylene glycol and pure water.
Ainsi, dans cet autre mode de réalisation, la deuxième partie 201 du film 50 est libre de mouvement par rapport au support de séparateurs 203, et plus particulièrement par rapport aux éléments séparateurs 70. C’est-à-dire que la deuxième partie 201 du film 50 n’est pas fixée sur les éléments séparateurs. Ainsi, lorsque les première et deuxième pressions P1 , P2 sont inférieures ou égales à la somme de la pression extérieure exercée sur le bac 7 et de la pression exercée par une hauteur de liquide polymérisable contenu dans le bac 7, la surface secondaire F2 de la deuxième partie 201 du film 50 est en contact avec les éléments séparateurs 70. Dans ce cas, on évite le décollement du film 50 par rapport aux éléments séparateurs 70. Par ailleurs, les moyens de fixation 202 permettent un déplacement de la deuxième partie 201 du film 50 selon l’axe de translation A par rapport aux éléments séparateurs 70 sans décollement du film 50 par rapport au bac 7. Ainsi, on obtient une certaine mobilité de la deuxième partie du film 50 par rapport aux éléments séparateurs 70 pour faciliter le décollement de la couche polymérisée 4 par rapport au film 50, c’est-à-dire le décollement de la couche polymérisée 4 par rapport à la surface principale F1 du film 50. Pour faciliter le décollement de la couche polymérisée 4 par rapport au film 50, les première et deuxième pressions P1 , P2 peuvent être strictement supérieures à la somme de la pression extérieure exercée sur le bac 7 et de la pression exercée par une hauteur de liquide polymérisable contenu dans le bac 7. Dans ce cas, la surface secondaire F2 de la deuxième partie 201 du film 50 s’éloigne des éléments séparateurs 70, comme illustré sur la figure 7. Dans ce cas, la deuxième partie 201 du film 50 n’est plus en contact avec les éléments séparateurs 70. Selon un autre mode de réalisation, les éléments séparateurs 70 et la fenêtre 10 forment une pièce monobloc. De préférence les éléments séparateurs 70 viennent de la matière de la fenêtre 10, par exemple par usinage en formant les espacements 71 sur la surface de la fenêtre, par exemple par gravure. Thus, in this other embodiment, the second part 201 of the film 50 is free to move relative to the separator support 203, and more particularly relative to the separator elements 70. That is to say that the second part 201 of the film 50 is not fixed on the separator elements. Thus, when the first and second pressures P1, P2 are less than or equal to the sum of the external pressure exerted on the tank 7 and the pressure exerted by a height of polymerizable liquid contained in the tank 7, the secondary surface F2 of the second part 201 of the film 50 is in contact with the separator elements 70. In this case, the separation of the film 50 from the separator elements 70 is avoided. Furthermore, the fixing means 202 allow movement of the second part 201 of the film 50 along the translation axis A relative to the separator elements 70 without separation of the film 50 from the tray 7. Thus, a certain mobility of the second part of the film 50 is obtained relative to the separator elements 70 for facilitate the separation of the polymerized layer 4 from the film 50, that is to say the separation of the polymerized layer 4 from the main surface F1 of the film 50. To facilitate the separation of the polymerized layer 4 from to the film 50, the first and second pressures P1, P2 can be strictly greater than the sum of the external pressure exerted on the tank 7 and the pressure exerted by a height of polymerizable liquid contained in the tank 7. In this case, the secondary surface F2 of the second part 201 of the film 50 moves away from the separator elements 70, as illustrated in Figure 7. In this case, the second part 201 of the film 50 is no longer in contact with the separator elements 70. According to another embodiment, the separator elements 70 and the window 10 form a single piece. Preferably the separator elements 70 come from the material of the window 10, for example by machining by forming the spaces 71 on the surface of the window, for example by engraving.
Le procédé qui vient d’être décrit permet de contrôler avec précision les étapes de fabrication de l’objet 2. On peut ainsi diminuer les temps de fabrication. On améliore également la précision de fabrication en limitant les défauts d’impression. The process which has just been described makes it possible to precisely control the manufacturing stages of object 2. It is thus possible to reduce manufacturing times. We also improve manufacturing precision by limiting printing defects.
Avantageusement, l’appareil 1 comporte une unité de commande électronique, non représentée à des fins de simplification, configurée pour commander les déplacements du bras 9, l’alimentation du bac 7 en liquide polymérisable 3 et les pompes principales et secondaires 81 , 80. L’unité de commande électronique peut comprendre un programme d’ordinateur comprenant des instructions pour commander le bras 9, en particulier un moteur pas à pas qui entraîne le bras 9 en translation le long de l’axe de translation A, et l’alimentation du bac 7. L’unité de commande électronique comprend un processeur, ou un microprocesseur, pour exécuter les instructions du programme. L’unité de commande électronique comprend également des moyens pour commander le moteur pas à pas et l’alimentation du bac 7 en réponse à l’exécution des instructions du programme. Advantageously, the device 1 comprises an electronic control unit, not shown for simplification purposes, configured to control the movements of the arm 9, the supply of the tank 7 with polymerizable liquid 3 and the main and secondary pumps 81, 80. The electronic control unit may comprise a computer program comprising instructions for controlling the arm 9, in particular a stepper motor which drives the arm 9 in translation along the translation axis A, and the power supply of tray 7. The electronic control unit includes a processor, or microprocessor, for executing program instructions. The electronic control unit also includes means for controlling the stepper motor and the power supply to tray 7 in response to the execution of the program instructions.
L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation et de mise en œuvre précédemment décrits. L’invention telle que décrite permet une impression du type 3D rapide et qui est facile à mettre en œuvre. The invention is not limited to the embodiments and implementations previously described. The invention as described allows rapid 3D printing which is easy to implement.

Claims

Revendications Claims
1 . Appareil pour former un objet tridimensionnel par fabrication additive couche par couche à partir d’un liquide polymérisable (3), le liquide polymérisable (3) étant configuré pour former un matériau polymérisé sous l’effet d’une irradiation d’un rayonnement lumineux (5), l’appareil comprenant : 1. Apparatus for forming a three-dimensional object by layer-by-layer additive manufacturing from a polymerizable liquid (3), the polymerizable liquid (3) being configured to form a polymerized material under the effect of irradiation of light radiation ( 5), the device comprising:
- un bac (7) configuré pour contenir le liquide polymérisable (3), le bac (7) comprenant des premier et deuxième orifices (25, 26) et une fenêtre (10) transparente au rayonnement lumineux (5) située entre les premier et deuxième orifices (25, 26) ;- a tank (7) configured to contain the polymerizable liquid (3), the tank (7) comprising first and second orifices (25, 26) and a window (10) transparent to light radiation (5) located between the first and second orifices (25, 26);
- un support de construction (8) sur lequel un objet tridimensionnel (2) est destiné à être formé, le support de construction (8) étant mobile de manière à déplacer une partie du matériau polymérisé (4) afin de former l’objet tridimensionnel (2) ; - a construction support (8) on which a three-dimensional object (2) is intended to be formed, the construction support (8) being movable so as to move part of the polymerized material (4) in order to form the three-dimensional object (2);
- une source (20) d’un fluide (21) comprenant un inhibiteur de polymérisation du liquide polymérisable (3) ; - a source (20) of a fluid (21) comprising a polymerization inhibitor of the polymerizable liquid (3);
- un circuit (22) pour une circulation du fluide (21), comprenant une première ligne fluidique (23) reliant fluidiquement la source (20) au premier orifice (25) et une deuxième ligne fluidique (24) reliant la source (20) au deuxième orifice (26) ; et- a circuit (22) for circulation of the fluid (21), comprising a first fluid line (23) fluidly connecting the source (20) to the first orifice (25) and a second fluid line (24) connecting the source (20) at the second orifice (26); And
- un film (50) situé entre la fenêtre (10) et le support de construction (8), et comprenant une surface principale (F1) destinée à être en contact avec le liquide polymérisable (3), le film (50) étant perméable à l’inhibiteur pour laisser passer une partie de l’inhibiteur dans le liquide polymérisable (3) ; et - a film (50) located between the window (10) and the construction support (8), and comprising a main surface (F1) intended to be in contact with the polymerizable liquid (3), the film (50) being permeable to the inhibitor to allow part of the inhibitor to pass into the polymerizable liquid (3); And
- au moins un élément séparateur (70) situé entre la fenêtre (10) et la surface principale (F1) du film (50) et configuré pour créer au moins un espacement (71) reliant fluidiquement le premier orifice (25) au deuxième orifice (26), pour une circulation du fluide (21) au sein dudit au moins un espacement (71) ; caractérisé en ce que le film (50) comprend une première partie fixée au bac (7) et une deuxième partie libre de mouvement par rapport au bac (7) de sorte que la deuxième partie du film (50) peut se déplacer par rapport à la fenêtre (10). - at least one separator element (70) located between the window (10) and the main surface (F1) of the film (50) and configured to create at least one spacing (71) fluidly connecting the first orifice (25) to the second orifice (26), for circulation of the fluid (21) within said at least one spacing (71); characterized in that the film (50) comprises a first part fixed to the tray (7) and a second part free to move relative to the tray (7) so that the second part of the film (50) can move relative to the window (10).
2. Appareil selon la revendication précédente, dans lequel ledit au moins un élément séparateur (70) est une nervure s’étendant longitudinalement le long d’un axe orienté parallèlement à la surface principale (F1) du film (50). 2. Apparatus according to the preceding claim, wherein said at least one separator element (70) is a rib extending longitudinally along an axis oriented parallel to the main surface (F1) of the film (50).
3. Appareil selon la revendication 1 , dans lequel ledit au moins un élément séparateur (70) est une pièce s’étendant longitudinalement le long d’un axe orienté perpendiculairement à la surface principale (F1) du film (50). 3. Apparatus according to claim 1, wherein said at least one separator element (70) is a part extending longitudinally along an axis oriented perpendicular to the main surface (F1) of the film (50).
4. Appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le film (50) présente une surface secondaire (F2) située en regard de la fenêtre (10) et ledit au moins un élément séparateur (70) est fixé sur la surface secondaire (F2) du film (50). 4. Apparatus according to any one of the preceding claims, in which the film (50) has a secondary surface (F2) located opposite the window (10) and said at least one separator element (70) is fixed on the surface secondary (F2) of the film (50).
5. Appareil selon la revendication précédente, dans lequel au moins un élément séparateur (70) est en outre fixé sur la fenêtre (10). 5. Apparatus according to the preceding claim, wherein at least one separator element (70) is further fixed on the window (10).
6. Appareil selon la revendication 1 , comprenant au moins deux éléments séparateurs (70) délimitant entre eux ledit au moins un espacement (71), chaque élément séparateur (70) étant formé au sein d’une épaisseur du film (50), l’épaisseur du film (50) étant mesurée selon une direction perpendiculaire à la surface principale (F1) du film (50). 6. Apparatus according to claim 1, comprising at least two separator elements (70) delimiting said at least one spacing (71) between them, each separator element (70) being formed within a thickness of the film (50), the the thickness of the film (50) being measured in a direction perpendicular to the main surface (F1) of the film (50).
7. Appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un projecteur (6) configuré pour produire un rayonnement lumineux pour irradier le liquide polymérisable (3), et dans lequel le fluide (21) exerce une première pression (P1) dans la première ligne fluidique (23) et une deuxième pression (P2) dans la deuxième ligne fluidique (24), l’appareil comprenant un dispositif de circulation (30) configuré pour faire circuler le fluide (21) de sorte que les première et deuxième pressions (P1 , P2) soient inférieures ou égales à une somme d’une pression extérieure exercée sur le bac (7) et d’une pression exercée par une hauteur de liquide polymérisable (3) contenu dans le bac (7) pendant l’irradiation du liquide polymérisable (3). 7. Apparatus according to any one of the preceding claims, comprising a projector (6) configured to produce light radiation to irradiate the polymerizable liquid (3), and in which the fluid (21) exerts a first pressure (P1) in the first fluid line (23) and a second pressure (P2) in the second fluid line (24), the apparatus comprising a circulation device (30) configured to circulate the fluid (21) so that the first and second pressures (P1, P2) are less than or equal to a sum of an external pressure exerted on the tank (7) and a pressure exerted by a height of polymerizable liquid (3) contained in the tank (7) during irradiation polymerizable liquid (3).
8. Appareil selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de circulation (30) est configuré pour faire circuler le fluide (21) de sorte que la première pression est strictement supérieure à la deuxième pression. 8. Apparatus according to the preceding claim, wherein the circulation device (30) is configured to circulate the fluid (21) so that the first pressure is strictly greater than the second pressure.
9. Appareil selon l’une quelconque des revendications 7 et 8, dans lequel le dispositif de circulation (30) est configuré pour faire circuler le fluide (21) de sorte que les première et deuxième pressions (P1 , P2) soient inférieures ou égales à la pression extérieure exercée sur le bac (7) pendant l’irradiation du liquide polymérisable (3). 9. Apparatus according to any one of claims 7 and 8, in which the circulation device (30) is configured to circulate the fluid (21) so that the first and second pressures (P1, P2) are less than or equal to the external pressure exerted on the tank (7) during the irradiation of the polymerizable liquid (3).
10. Appareil selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel le dispositif de circulation (30) comprend une ligne fluidique supplémentaire (91) reliée fluidiquement à la source (20), la ligne fluidique supplémentaire (91) comprenant une pompe (80) configurée pour faire circuler l’inhibiteur dans le fluide (21). 10. Apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein the circulation device (30) comprises an additional fluid line (91) fluidly connected to the source (20), the additional fluid line (91) comprising a pump (80) configured to circulate the inhibitor in the fluid (21).
11 . Appareil selon la revendication 10, dans lequel la pompe (80) est configurée pour injecter l’inhibiteur au sein du fluide (21) sous une pression supérieure ou égale à la pression extérieure. 11. Apparatus according to claim 10, wherein the pump (80) is configured to inject the inhibitor into the fluid (21) under a pressure greater than or equal to the external pressure.
12. Appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’indice de réfraction du fluide est égal à celui dudit au moins un élément séparateur (70). 12. Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the refractive index of the fluid is equal to that of said at least one separator element (70).
13. Appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un support de séparateurs (203) placé entre la fenêtre (10) et le film (50), le support de séparateurs (203) présentant une première surface (G1) fixée à la fenêtre (10) et une deuxième surface (G2) sur laquelle est situé ledit au moins un élément séparateur (70) en regard du film (50). 13. Apparatus according to any one of the preceding claims, comprising a separator support (203) placed between the window (10) and the film (50), the separator support (203) having a first surface (G1) fixed to the window (10) and a second surface (G2) on which said at least one separator element (70) is located facing the film (50).
14. Appareil selon la revendication précédente, dans lequel ledit au moins un élément séparateur (70) est rapporté sur la deuxième surface (G2). 14. Apparatus according to the preceding claim, wherein said at least one separator element (70) is attached to the second surface (G2).
15. Appareil selon la revendication 13, dans lequel le support de séparateur (203) et ledit au moins un élément séparateur (70) forment une pièce monobloc, de préférence ledit au moins un élément séparateur (70) vient de la matière de la deuxième surface (G2) du support de séparateurs (203). 15. Apparatus according to claim 13, in which the separator support (203) and said at least one separator element (70) form a single piece, preferably said at least one separator element (70) comes from the material of the second surface (G2) of the separator support (203).
16. Procédé pour former un objet tridimensionnel par fabrication additive couche par couche à partir d’un liquide polymérisable (3), le liquide polymérisable (3) étant configuré pour former un matériau polymérisé (4) sous l’effet d’une irradiation d’un rayonnement lumineux (5), le procédé comprenant une fourniture d’un appareil comprenant : 16. Method for forming a three-dimensional object by additive manufacturing layer by layer from a polymerizable liquid (3), the polymerizable liquid (3) being configured to form a polymerized material (4) under the effect of irradiation of 'light radiation (5), the method comprising a provision of an apparatus comprising:
- un bac (7) configuré pour contenir le liquide polymérisable (3), le bac (7) comprenant des premier et deuxième orifices (25, 26) et une fenêtre (10) transparente au rayonnement lumineux (5) située entre les premier et deuxième orifices (25, 26) ;- a tank (7) configured to contain the polymerizable liquid (3), the tank (7) comprising first and second orifices (25, 26) and a window (10) transparent to light radiation (5) located between the first and second orifices (25, 26);
- un support de construction (8) sur lequel un objet tridimensionnel (2) est destiné à être formé, le support de construction (8) étant mobile de manière à déplacer une partie du matériau polymérisé (4) afin de former l’objet tridimensionnel (2) ; - a construction support (8) on which a three-dimensional object (2) is intended to be formed, the construction support (8) being movable so as to move part of the polymerized material (4) in order to form the three-dimensional object (2);
- une source (20) d’un fluide (21) comprenant un inhibiteur de polymérisation du liquide polymérisable (3) ; - a source (20) of a fluid (21) comprising a polymerization inhibitor of the polymerizable liquid (3);
- un circuit (22) pour une circulation du fluide (21), comprenant une première ligne fluidique (23) reliant fluidiquement la source (20) au premier orifice (25) et une deuxième ligne fluidique (24) reliant la source (20) au deuxième orifice (26) ; et- a circuit (22) for circulation of the fluid (21), comprising a first fluid line (23) fluidly connecting the source (20) to the first orifice (25) and a second fluid line (24) connecting the source (20) at the second orifice (26); And
- un film (50) situé entre la fenêtre (10) et le support (8), et comprenant une surface principale (F1) destinée à être en contact avec le liquide polymérisable (3), le film (50) étant perméable à l’inhibiteur pour laisser passer une partie de l’inhibiteur dans le liquide polymérisable (3) ; et - a film (50) located between the window (10) and the support (8), and comprising a main surface (F1) intended to be in contact with the polymerizable liquid (3), the film (50) being permeable to the inhibitor to allow part of the inhibitor to pass into the polymerizable liquid (3); And
- l’appareil comporte au moins un élément séparateur (70) situé entre la fenêtre (10) et la surface principale (F1) du film (50) et configuré pour créer au moins un espacement (71) reliant fluidiquement le premier orifice (25) au deuxième orifice (26), caractérisé en ce que le film (50) comprend une première partie fixée au bac (7) et une deuxième partie libre de mouvement par rapport au bac (7) de sorte que la deuxième partie du film (50) peut se déplacer par rapport à la fenêtre (10), et en ce que le procédé comprend une circulation du fluide (21) au sein dudit au moins un espacement (71) et une irradiation du liquide polymérisable (3) par le rayonnement lumineux (5). - the device comprises at least one separator element (70) located between the window (10) and the main surface (F1) of the film (50) and configured to create at least one spacing (71) fluidly connecting the first orifice (25 ) to the second orifice (26), characterized in that the film (50) comprises a first part fixed to the tray (7) and a second part free to move relative to the tray (7) so that the second part of the film ( 50) can move relative to the window (10), and in that the method comprises a circulation of the fluid (21) within said at least one spacing (71) and an irradiation of the polymerizable liquid (3) by the radiation bright (5).
17. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le fluide (21) exerce une première pression (P1) dans la première ligne fluidique (23) et une deuxième pression (P2) dans la deuxième ligne fluidique (24), et la circulation comprend une mise en pression du fluide (21) de sorte que les première et deuxième pressions (P1 , P2) soient inférieures ou égales à une somme d’une pression extérieure exercée sur le bac (7) et d’une pression exercée par une hauteur de liquide polymérisable (3) contenu dans le bac (7), pendant l’irradiation du liquide polymérisable (3) par le rayonnement lumineux.17. Method according to the preceding claim, in which the fluid (21) exerts a first pressure (P1) in the first fluid line (23) and a second pressure (P2) in the second fluid line (24), and the circulation comprises pressurizing the fluid (21) so that the first and second pressures (P1, P2) are less than or equal to a sum of an external pressure exerted on the tank (7) and a pressure exerted by a height of polymerizable liquid (3) contained in the tank (7), during the irradiation of the polymerizable liquid (3) by light radiation.
18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel la circulation comprend une mise en pression du fluide (21) de sorte que la première pression est strictement supérieure à la deuxième pression. 18. Method according to claim 17, in which the circulation comprises pressurizing the fluid (21) so that the first pressure is strictly greater than the second pressure.
19. Procédé selon l’une quelconque des revendications 17 et 18, dans lequel la circulation comprend une mise en pression du fluide (21) de sorte que les première et deuxième pressions (P1 , P2) soient inférieures ou égales à la pression extérieure exercée sur le bac (7), pendant l’irradiation du liquide polymérisable (3) par le rayonnement lumineux. 19. Method according to any one of claims 17 and 18, in which the circulation comprises pressurizing the fluid (21) so that the first and second pressures (P1, P2) are less than or equal to the external pressure exerted on the tank (7), during the irradiation of the polymerizable liquid (3) by light radiation.
20. Procédé selon l’une quelconque des revendications 17 à 19, comprenant, après l’irradiation, un décollement de la couche polymérisée (4) du film (50), le décollement comprenant un éloignement du support de construction (8) de manière à augmenter une distance entre le support de construction (8) et la fenêtre (10). 20. Method according to any one of claims 17 to 19, comprising, after irradiation, separation of the polymerized layer (4) from the film (50), the separation comprising moving away from the construction support (8) so as to increasing a distance between the construction support (8) and the window (10).
21 . Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le décollement comprend un déplacement de la deuxième partie en translation selon un axe perpendiculaire à la surface principale (F1) du film (50). 21. Method according to the preceding claim, in which the separation comprises a movement of the second part in translation along an axis perpendicular to the main surface (F1) of the film (50).
22. Procédé selon la revendication précédente, l’appareil comprenant un support de séparateurs (203) placé entre la fenêtre (10) et le film (50), le support de séparateurs (203) présentant une première surface (G1) fixée à la fenêtre (10) et une deuxième surface (G2) sur laquelle est situé ledit au moins un élément séparateur (70) en regard du film (50). 22. Method according to the preceding claim, the apparatus comprising a separator support (203) placed between the window (10) and the film (50), the separator support (203) having a first surface (G1) fixed to the window (10) and a second surface (G2) on which said at least one separator element (70) is located facing the film (50).
23. Procédé selon l’une quelconque des revendications 17 à 22, dans lequel le décollement comprend une mesure d’une variation d’une différence de pression entre les première et deuxième pressions (P1 , P2) et l’éloignement comprend un déplacement du support de construction (8) par rapport à la fenêtre (10) en fonction de la variation mesurée. 23. Method according to any one of claims 17 to 22, in which the separation comprises a measurement of a variation of a pressure difference between the first and second pressures (P1, P2) and the separation comprises a movement of the construction support (8) relative to the window (10) depending on the measured variation.
24. Produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions, qui lorsqu’elles sont effectuées par au moins un processeur, font que ledit au moins un processeur commande l’appareil selon l’une quelconque des revendications 1 à 15 de sorte que l’appareil exécute au moins le procédé selon l’une quelconque des revendications 16 à 23. 24. Computer program product, comprising instructions, which when carried out by at least one processor, cause said at least one processor to control the apparatus according to any one of claims 1 to 15 so that the apparatus performs at least the method according to any one of claims 16 to 23.
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