BE1008128A3 - Werkwijze voor het ondersteunen van een voorwerp vervaardigd door stereolithografie of een andere snelle prototypevervaardigingswerkwijze en voor het vervaardigen van de daarbij gebruikte steunkonstruktie. - Google Patents

Abstract

Werkwijze voor het ondersteunen met tenminste een steunkonstruktie van een voorwerp (1) vervaardigd door stereolithografie of een andere snelle prototype vervaardigingswerkwijze, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met tenminste een steunkonstruktie (7) die luchtiger is dan een steunkonstruktie bestaande uit volle opstaande wanden, eventueel met inkepingen bovenaan en/of onderaan. Men kan de steunkonstruktie (7) luchtig opbouwen door ze op te bouwen uit wanden (8) waarvan tenminste een aantal over een belangrijk gedeelte van hun oppervlak van openingen (9) zijn voorzien.

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Werkwijze voor het ondersteunen van een voorwerp vervaardigd door stereolithografie of een andere snelle prototypevervaardingingswerkwijze en voor het vervaardigen van de daarbij gebruikte steunkonstruktie. De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het ondersteunen met tenminste een steunkonstruktie, van een voorwerp vervaardigd door stereolithografie of een andere snelle prototype vervaardigingswerkwijze. 



  Stereolithografie is een op zichzelf bekende werkwijze waarbij een fotopolymeer wordt uitgehard met behulp van elektromagnetische stralen, bijvoorbeeld een of meer laserstralen die volgens komputergegevens worden bestuurd. Door de stralen verhardt het vloeibare fotopolymeer volgens een bepaald patroon aan de oppervlakte. Het gepolymeriseerde laagje is meestal via een steunkonstruktie verankerd op een plateau dat telkens een laagje wordt gepolymeriseerd, iets dieper in het vloeibare polymeer daalt. De steunkonstruktie houdt het voorwerp gedurende het produktieproces op zijn plaats en voorkomt vervormingen. Zo worden laag per laag de steunkonstruktie en het voorwerp opgebouwd. Dergelijke stereolithografie is ondermeer beschreven in   US-A-4. 575. 330   en EP-A-348. 061. 



  Bij bekende stereolithografie wordt deze steunkonstruktie opgebouwd onder vorm van volle opstaande wanden die meestal volgens een patroon met elkaar verbonden zijn. Vooral bij grote voorwerpen vergt de opbouw van deze steunkonstruktie veel tijd, energie en materiaal waardoor deze steunkonstruktie de werkwijze relatief duur maakt. De steunkonstruktie vormt immers verloren materiaal. Daarenboven blijft, wanneer het voorwerp is afgewerkt, vloeibaar materiaal tegen en tussen deze wanden kleven waardoor het 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 materiaalverlies nog toeneemt. Tenslotte is het dikwijls moeilijk om deze volle wanden van het voorwerp te verwijderen zonder dit te beschadigen of duidelijke sporen op het voorwerp na te laten. 



  Vooral om deze laatstgenoemde nadelen te vermijden, is het reeds bekend de wanden onderaan en/of bovenaan van inkepingen te voorzien. De inkepingen bovenaan beperken het kontakt met het voorwerp en maken de steunkonstruktie gemakkelijker verwijderbaar. De inkepingen zorgen er ook voor dat   vloeibaar polymeer   dat onder het voorwerp tussen de wanden vastzit, kan wegstromen. Ze bieden evenwel geen oplossing voor het grote materiaalverbruik van de steunkonstruktie en het verlies aan vloeibaar polymeer dat tegen de wanden blijft kleven, terwijl ze ook geen tijdwinst met zieh meebrengen. 



  Gelijkaardige problemen zijn aanwezig bij steunstrukturen gebruikt bij andere snelle prototypevervaardigings- 
 EMI2.1 
 werkwijzen, zogenoemde"rapid prototyping". Dergelijke andere vervaardigingswerkwijzen of materiaalgroeitechnieken zijn bijvoorbeeld andere fotopolymerisatietechnieken die gebruik maken van een masker, een film, een gecoate glasplaat of LCD-plaat ; selektieve lasersintering ; zogenoemde fused deposition modelling ; inktjettechnieken en foliegebaseerde technieken. 



  Bij selektieve lasersintering van metaal- of plastiekpoeders wordt het poeder dat zieh in een drager, die achteraf wordt verwijderd, bevindt met een laser-of een andere gefokuseerde warmtebron gesinterd of gelast. 



  Fused deposition modelling en aanverwante technieken maken gebruik van een tijdelijke overgang van een vaste stof naar een vloeibare toestand, meestal door verwarming. De stof 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 wordt in vloeibare toestand op een gekontroleerde manier door een spuitstuk gevoerd en op de gewenste plaats gedeponeerd zoals ondermeer beschreven in   US-A-5. 141. 680.   



  Foliegebaseerde technieken hechten laagjes aan elkaar door lijmen of fotopolymerisatie of andere technieken en snijden in deze laagjes het voorwerp uit of polymeriseren dit voorwerp. Een dergelijke techniek is beschreven in   US-A-5. 192. 559.    



  De uitvinding heeft tot doel voornoemde nadelen te verhelpen en een werkwijze voor het ondersteunen van een voorwerp vervaardigd door stereolithografie of een andere snelle prototypevervaardigingswerkwijze te verschaffen die een minimum aan materiaal vereist en een snellere vervaardiging van het voorwerp toelaat dan met gebruik van de gebruikelijke steunkonstrukties. 



  Dit doel wordt volgens de uitvinding verwezenlijkt doordat men ondersteunt met tenminste een steunkonstruktie die luchtiger is dan een steunkonstruktie bestaande uit volle opstaande wanden eventueel met inkepingen bovenaan en/of onderaan. 



  In een eerste bijzondere uitvoeringsvorm ondersteunt men met een steunkonstruktie die luchtig is doordat zij opgebouwd is uit wanden waarvan tenminste een aantal over een belangrijk gedeelte van hun oppervlak van openingen zijn voorzien. 



  Bij voorkeur gebruikt men een steunkonstruktie waarvan tenminste de opstaande randen van de wanden vrij van openingen zijn. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 Doelmatig ondersteunt men een steunkonstruktie die van openingen voorziene wanden bevat die opgesteld zijn volgens een patroon waarbij ze elkaar kruisen of snijden. Deze wanden kunnen zowel vertikaal zijn als hellend, vlak of gebogen. Daar waar twee wanden elkaar kruisen, zijn de openingen bij voorkeur zo gelegen dat ze elkaar snijden op punten waar in beide wanden materiaal aanwezig is. 



  Men kan ondersteunen met een steunkonstruktie waarvan de openingen in de wanden zo groot zijn dat in feite nog alleen stangen overblijven die door knooppunten met elkaar verbonden zijn. 



  In een variante van deze uitvoeringsvorm ondersteunt men met een steunkonstruktie die stangen bevat die dwars op hun langsrichting een profiel bezitten. In plaats van een lijnprofiel kan de doorsnede van de stangen eender welke vorm aannemen zoals een L, een kruis, een vierkant, een rechthoek, een cirkel of een ellips. 



  In een andere bijzondere uitvoeringsvorm ondersteunt men met een steunkonstruktie die luchtig is doordat ze is gevormd uit wanden waarvan tenminste een aantal evenwel niet doorlopen over gans de hoogte van de steunkonstruktie, maar nabij het onderste einde van deze steunkonstruktie de wanden verder uit elkaar zijn gelegen dan in de nabijheid van het ondersteunde voorwerp. 



  Daarbij kunnen deze wanden voorzien zijn van openingen en dus zoals bij de eerste uitvoeringsvorm zelfs vervangen zijn door stangen. Naar het voorwerp toe zijn de stangen dichter bij elkaar gelegen. 



  Men kan ondersteunen met een steunkonstruktie waarvan de wanden of stangen op het bovenste einde, juist onder het 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 voorwerp opstaande staafjes bevat die als een dicht spijkerbed het onderoppervlak van het voorwerp ondersteunen. 



  In nog een andere bijzondere uitvoeringsvorm ondersteunt men met een steunkonstruktie die luchtig is doordat ze gevormd is door een stel holle kolommen. 



  Deze kolommen kunnen eender welke open of gesloten doorsnede bezitten en eventueel zoals bij de eerste uitvoeringsvorm van één of meer openingen zijn voorzien. 



  Deze kolommen kunnen als een bijzonder geval van wanden met openingen worden gezien, waarbij de openingen zieh van onder tot boven uitstrekken en de overblijvende wandgedeelten de kolommen vormen. 



  In een bijzondere uitvoeringsvorm ondersteunt men met kolommen die van onder naar het voorwerp toe verbredend zijn. 



  De kolommen kunnen het uitzicht krijgen van boomstrukturen. 



  In een zeer bijzondere uitvoeringsvorm ondersteunt men een hol voorwerp onder de vorm van een wand door binnenin een steunstruktuur volgens een van de vorige uitvoeringsvormen te vormen. 



  Daarbij kan men een voorwerp met gesloten wand ondersteunen en materiaal dat binnen de wand samen met de steunstruktuur wordt ingesloten, nadien uitharden. 



  De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van de steunkonstruktie waarmee men ondersteunt. 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 De voornoemde uitvoeringsvormen om een luchtige steunkonstruktie op te bouwen kunnen gerealiseerd worden met dezelfde werkwijzen die worden gebruikt om het voorwerp men ondersteunt te vervaardigen met evenwel bijzondere maatregelen om de specifieke vorm van de steunkonstruktie te verwezenlijken.

   De steunkonstrukties kunnen worden vervaardigd onder tussenkomst van standaard CAD-systemen, op basis van programma's die automatisch de steunkonstruktie ontwerpen en uitschrijven in STL of een andere oppervlakteformaat dat een omschrijving geeft van de ruimtelijke struktuur, op basis van de voornoemde technieken toegepast op strukturen met volle wanden maar met bijkomende software om volgens een vast patroon uitsparingen te verkrijgen, door het uitvoeren van logische bewerkingen op beelden van bijvoorbeeld scanners of door het uitvoeren van logische bewerkingen op kontourlijnen van een model en het arceren van de resultaten volgens een aangepaste methodiek. 



  Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeelden zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een werkwijze voor het ondersteunen van een voorwerp vervaardigd door stereolithografie of een andere snelle prototypevervaardigingswerkwijze en van een werkwijze voor het vervaardigen van de daarbij gebruikte steunkonstruktie, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een inrichting weergeeft voor het vervaardigen van een voorwerp door middel van stereo- lithografie waarbij men het voorwerp ondersteunt met een steunkonstruktie volgens de uitvinding ; 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 figuur 2 een vooraanzicht weergeeft van een steunkonstruktie waarmee men ondersteunt volgens de uitvinding ;

   figuur 3 een doorsnede weergeeft volgens lijn III-III uit figuur   2 ;   figuur 4 een doorsnede weergeeft volgens lijn IV-IV uit figuur   2 ;   figuur 5   een vooraanzicht   weergeeft analoog aan dit uit figuur 2 maar met betrekking op een tweede uitvoeringsvorm van de steunkonstruktie gebruikt bij voor ondersteunen ; figuur 6 een doorsnede weergeeft volgens lijn VI-VI uit figuur   5 ;   figuur 7 een vooraanzicht weergeeft analoog aan deze uit de figuren 2 en 5 maar met betrekking op een derde uitvoeringsvorm van de steunkonstruktie gebruikt voor het ondersteunen ; figuur 8 een vooraanzicht weergeeft analoog aan dit uit de figuren 2,5 en 7 maar met betrekking op een vierde uitvoeringsvorm van de steunkonstruktie gebruikt voor het ondersteunen ;

   figuur 9 een doorsnede weergeeft analoog aan deze uit de figuren 4 en 6 maar met betrekking op een vijfde uitvoeringsvorm van de steunkonstruktie gebruikt voor het ondersteunen ; figuur 10 een zieht in perspektief weergeeft van een steunkonstruktie gebruikt voor het ondersteunen, maar 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 met betrekking op een zesde uitvoeringsvorm van deze steunkonstruktie ; figuur 11 een doorsnede weergeeft volgens lijn XI-XI uit figuur   10,   op grotere schaal getekend ; figuren 12 en 13 vooraanzichten weergeven analoog aan dit uit figuur   2,   maar met betrekking op respek- tievelijk een zevende en een achtste uitvoeringsvorm van de steunkonstruktie gebruikt voor het ondersteunen volgens de uitvinding en met het ondersteunde voorwerp ;

   figuur 14 een zieht in perspektief weergeeft van een steunkonstruktie gebruikt voor het ondersteunen, maar met betrekking op een negende uitvoeringsvorm van deze steunkonstruktie ; figuren 15 en 16 vooraanzichten weergeven analoog aan dit uit figuur 2, maar met betrekking op respek- tievelijk een tiende en elfde uitvoeringsvorm van de steunkonstruktie gebruikt voor het ondersteunen en het ondersteunde voorwerp ; figuur 17 een doorsnede weergeeft van een voorwerp dat men op een andere manier dan weergegeven in figuur 1 ondersteunt. 



  De inrichting weergegeven in figuur 1 voor het vervaardigen van een voorwerp 1 door stereolithografie is van een op zichzelf bekende konstruktie. Deze inrichting bevat in hoofdzaak een vat 2 gevuld met een vloeibaar fotopolymeriseerbaar prepolymeer 3, een daarin opgesteld plateau 4 dat door een niet-weergegeven mechanisme op en neer in het vloeibare prepolymeer verplaatsbaar is en een laserstraalbron 5 die door een eveneens niet-weergegeven mechanisme 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 volgens een bepaald patroon over het oppervlak van het vloeibare prepolymeer 3 verplaatsbaar is. 



  Zowel het mechanisme voor het op en neer verplaatsen van het plateau 4 als het mechanisme voor het verplaatsen van de laserstraalbron 5 worden bestuurd door een komputerinrichting 6. 



  Daar waar de laserstraal volgens een door de komputerinrichting 6 bepaald patroon op het oppervlak van het prepolymeer 3 valt, polymeriseert dit prepolymeer. Na elk laagje daalt het plateau 4 over een afstand gelijk aan de dikte van de gevormde laag. Zo wordt het voorwerp 1 laag per laag opgebouwd. Het voorwerp 1 wordt evenwel niet rechtstreeks op het plateau 4 gevormd maar op een steunkonstruktie 7 die eerst op dezelfde manier als het voorwerp 1 wordt gevormd. Deze of een andere steunkonstruktie 7 kan zieh hoger dan de onderzijde van het voorwerp 1 uitstrekken om hoger gelegen gedeelten van het voorwerp tijdens de vorming te ondersteunen en vervorming van dit voorwerp te vermijden. 



  Kenmerkend voor de uitvinding is dat men het voorwerp 1 ondersteunt door een steunkonstruktie 7 die, in plaats van uit elkaar kruisende volle opstaande wanden te bestaan, een meer luchtige struktuur bezit. 



  In de uitvoeringsvorm weergegeven in de figuren 2 tot 6 ondersteunt men met een steunkonstruktie 7 die bestaat uit vertikale wanden 8 die van zeshoekige openingen 9 zijn voorzien. Om maximaal materiaal uit te sparen, zijn de openingen 9 zo in kolommen opgesteld dat openingen van naburige kolommen in vertikale richting ten opzichte van elkaar verschoven zijn. De wanden 8 zijn vertikaal opgesteld volgens een patroon waarbij ze loodrecht op 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 elkaar zijn gericht en op gelijke afstand van elkaar zijn gelegen. De sterkte van de steunkonstruktie 7 is het grootst wanneer de openingen 9 in de elkaar kruisende wanden zo zijn gelegen dat deze wanden elkaar zoveel mogelijk snijden op punten waar materiaal aanwezig is, zoals duidelijk blijkt uit figuur 3. 



  Het verschil tussen de uitvoeringsvorm volgens figuren 2 tot 4 en deze volgens figuren 5 en 6 is in wanddichtheid, dit is het aantal wanden per oppervlakte-eenheid, gelegen. 



  In de laatste uitvoeringsvorm strekt zieh dwars door elke kolom openingen 9 van een wand 8 een loodrecht erop staande wand 8 uit terwijl in de andere uitvoeringsvorm dit slechts elke twee kolommen openingen 9 is. 



  De openingen 9 hoeven niet noodzakelijk zeshoekig te zijn maar kunnen eender welke vorm bezitten zoals de vorm van een driehoek, een ruit of een cirkel. 



  In figuur 7 is een uitvoeringsvorm weergegeven waarin de openingen 9 ruitvormig zijn. 



  Bij voorkeur zijn de openingen 9 zo aangebracht dat in elke laag of horizontale snede van een wand 8 de verhouding tussen de hoeveelheid uitgehard materiaal, aangeduid door A in figuur 7 en de tussenruimte, aangeduid door B in deze figuur, identiek is. 



  Om de sterkte van de steunkonstruktie te verhogen kunnen de opstaande randen van elk van de wanden 8 vrij zijn van openingen 9. Ook de onderste rand van elke wand kan vrij zijn van openingen 9 om de hechting met het plateau 4 te verbeteren terwijl ook de bovenste rand van elke wand 8 vrij kan zijn van openingen 9 om een betere hechting aan of steun voor het voorwerp 1 te verschaffen. 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 In figuur 8 is een uitvoeringsvorm weergegeven waarbij men ondersteunt met een steunkonstruktie 7 waarvan de wanden 8 rondom van een rand 10 zijn voorzien die vrij is van openingen 9, welke openingen daarenboven rond zijn en niet allemaal gelijk van grootte. 



  De wanden 8 in de ruimtelijke steunkonstruktie 7 kunnen ook volgens andere rasterpatronen zijn opgesteld dan hiervoor beschreven. Wanden 8 kunnen ook onder andere hoeken dan 90 graden ten opzichte van elkaar opgesteld zijn. 



  In figuur 9 is een uitvoeringsvorm weergegeven waarbij men ondersteunt met een steunkonstruktie 7 met vertikale van openingen 9 voorziene wanden die een vakwerkpatroon vormen. 



  Een aantal wanden 8 zijn loodrecht op elkaar gericht zodat ze in horizontale doorsnede vierkanten vormen. Andere wanden 8 zijn eveneens loodrecht op elkaar maar diagonaal ten opzichte van de vorige opgesteld en zijn dus gericht volgens de diagonalen van voornoemde vierkanten. 



  Andere patronen zijn mogelijk. De wanden moeten zelfs niet noodzakelijk vlak zijn maar kunnen gebogen zijn zowel in horizontale als in vertikale richting. Ze kunnen vertikaal of hellend opgesteld zijn. 



  In plaats van een groot aantal openingen 9 kunnen de wanden van   een   of een beperkt aantal openingen zijn voorzien die vrij groot zijn. In een limietgeval blijven alleen nog stangen over en is de steunkonstruktie 7 gevormd door stangen 11 die in knooppunten 12 met elkaar verbonden zijn. 



  Deze stangen 11 worden op dezelfde manier als de wanden 8 in laagjes opgebouwd. 



  Aangezien alleen stangen overblijven, kan het aangewezen zijn omwille van de sterkte deze stangen in dwarsdoorsnede 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 een profiel te geven. In figuren 10 en 11 is het ondersteunen met een dergelijke steunkonstruktie 7 weergegeven die gevormd is uit stangen 11 die in knooppunten 12 met elkaar verbonden zijn en die in dwarsdoorsnede de vorm van een kruis vertonen. 



  Uiteraard kunnen de stangen andere doorsneden bezitten zoals een vierkante, een rechthoekige, een ronde of een ellipsvormige. 



  De konstruktie van'stangen 11 moet niet noodzakelijk een vierkante basis bezitten zoals weergegeven in figuur 10. 



  Deze basis kan ook driehoekig of zeshoekig zijn of andere vormen innemen. De stangen 11 kunnen verbonden zijn tot een vakwerkstruktuur met grote sterkte. 



  De uitvoeringsvormen volgens de figuren 12 en 13 verschillen van de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen doordat de dichtheid, gezien in het horizontale vlak, van de wanden 8 of de stangen 11 en dus het aantal wanden 8 of stangen 11 van de steunkonstruktie waarmee men ondersteunt, naar boven toe toeneemt. Het voorwerp 1 steunt immers op de bovenkant van de steunkonstruktie 7 zodat alleen daar veel steunpunten gewenst zijn en onderaan tegen het plateau 4 de steunkonstruktie 7 luchtig kan worden gemaakt door een grote afstand tussen de wanden 8 of de stangen 11. In geval wanden 8 worden gebruikt, kunnen deze wanden al dan niet van openingen 9 zijn voorzien. 



  In figuur 12 is een uitvoeringsvorm weergegeven waarbij men ondersteunt met vertikale wanden 8 die volgens een bepaald patroon, bijvoorbeeld loodrecht op elkaar, zijn opgesteld. Deze wanden 8 vormen drie verschillende niveau's 13,14 en 15. In het onderste niveau 13, dat op het plateau 4 rust, is de afstand tussen naburige wanden 8 vrij groot. In het 

 <Desc/Clms Page number 13> 

 daarboven gelegen niveau 14 is de afstand tussen de wanden 8 de helft van de vorige afstand en in dit niveau komen dus dubbel zoveel wanden 8 voor. In het bovenste niveau 15 is de afstand tussen de vertikale wanden 8 nogmaals gehalveerd zodat het aantal wanden in dit niveau vier maal groter is dan het aantal wanden 8 in het onderste niveau 13. 



  Hetgeen met de wanden 8 is uitgevoerd, kan op analoge manier worden uitgevoerd met de stangen 11 die ook verschillende niveau's vormen met telkens meer stangen naarmate het niveau hoger is gelegen. In figuur 13 is een dergelijke steunkonstruktie 7 weergegeven met drie niveau's van stangen 11 en met telkens een verdubbeling van het aantal stangen bij een verhoging van niveau, waarbij daarenboven de steunkonstruktie 7 boven de drie niveau's van stangen 11 nog een vierde niveau 16 bevat dat bestaat uit een zeer groot aantal opstaande staafjes 17 die een soort spijkerbed vormen dat het voorwerp 1 ondersteunt. 



  De uitvoeringsvorm volgens figuur 14 verschilt van de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen doordat de steunkonstruktie 7 die men gebruikt om te ondersteunen gevormd is uit holle kolommen 18. Deze kolommen 18 kunnen zowel zijdelings open als gesloten zijn. Ze kunnen eender welke doorsnede bezitten, bijvoorbeeld een vierkante doorsnede zoals weergegeven in de figuur 14. Ze kunnen evenwel ook rond zijn of een kruisvormige doorsnede bezitten. De wanden kunnen van openingen 9 zijn voorzien of van onder tot boven   een   grote opening vertonen.

   In feite kan deze uitvoeringsvorm als een variante worden beschouwd van de uitvoeringsvormen volgens de figuren 2 tot 8, waarbij de openingen evenwel zeer groot zijn en zieht van onder tot boven uitstrekken zodat van de wanden 8 alleen de zijwanden van de kolommen 18 overblijven. 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 De wanden van de kolommen 18 moeten niet noodzakelijk vertikaal zijn en de kolommen 18 moeten niet over gans hun doorsnede dezelfde hoogte bezitten. In de uitvoeringsvorm volgens figuur 14 neemt de doorsnede van de kolommen 18 naar boven toe en zijn de kolommen dus naar boven verbredend. Daardoor wordt bovenaan een maximale steun voor het voorwerp 1 verkregen terwijl onderaan een minimum aan materiaal wordt gebruikt. Indien dit om stabiliteitsredenen zou vereist zijn, is het omgekeerde mogelijk en kunnen de kolommen 18 van boven naar onder verbreden. 



  De kolommen 18 kunnen ook in plaats van uit wanden te bestaan, gevormd zijn uit stangen, hetgeen dan als een variante van de uitvoeringsvorm volgens figuur 10 kan worden beschouwd waarbij men de stangenstruktuur in de horizontale richting niet laat doorlopen zodat ze kolommen vormt. 



  Een dergelijke uitvoeringsvorm is in figuur 15 weergegeven, waarbij men voor het ondersteunen van het voorwerp 1     n   of meer kolommen 18 vormt met stangen 11, waarbij men het aantal stangen 11 naar boven doet toenemen zodat zowel de stangendichtheid als de breedte van de kolommen 18 naar boven toenemen. De stangen 11 van elke kolom 18 vormen aldus een boomstruktuur met meer   vertakkingen   naar boven toe. 



  In de uitvoeringsvorm volgens figuur 16 ondersteunt men met een steunkonstruktie 7 die luchtig is doordat de wanden 8 niet in elke laag gevormd zijn. Afwisselend kan de wand in de ene richting en in de loodrecht daarop staande richting zijn gevormd. In de eerstgenoemde richting kunnen meerdere lagen worden gevormd en vervolgens in de andere richting meerdere lagen. Daarbij kunnen in een aldus gevormde opstaande wand 8 nog grote openingen 19 aangebracht zijn 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 die zich van onderaan tot nagenoeg bovenaan uitstrekken zodat in feite van de steunkonstruktie alleen nog praktisch kolommen overblijven die luchtig zijn en van onder naar boven verbreden. 



  Het is evident dat voor het ondersteunen van een zelfde voorwerp 1 men meerdere onafhankelijke steunkonstrukties 7 kan opbouwen, waarbij de verschillende steunkonstrukties volgens verschillende van voornoemde uitvoeringsvormen kunnen zijn. Ook kan een zelfde steunkonstruktie 7 meerdere delen of elementen bevatten die volgens verschillende van voornoemde uitvoeringsvormen zijn gekonstrueerd. 



  Hiervoor werd aangenomen dat de steunkonstruktie 7 waarmee men het voorwerp 1 ondersteunt op het plateau 4 is opgebouwd. Men kan evenwel ook een dergelijke steunkonstruktie 7 opbouwen op gedeelten van het voorwerp 1 zelf, waarbij dan de steunkonstruktie 7 binnenin het voorwerp   1,   dat dan uiteraard hol moet zijn, kan worden opgebouwd. Op deze manier kan men het voorwerp 1 beperken tot een dunne wand met een dikte van bijvoorbeeld   0, 5   tot 2 mm. Deze wand 20 kan zowel open zijn als volledig gesloten. In de figuur 17 is een dergelijk voorwerp 1 weergegeven dat bestaat uit een gesloten wand 20 die binnenin gevuld is met een steunkonstruktie 7 van stangen 11, maar die ook volgens een van de andere hiervoor beschreven uitvoeringsvormen kan gevormd zijn. 



  Het is duidelijk dat, indien men met stereolithografie een gesloten wand 20   vervaardigt   met ingesloten een steunkonstruktie 7, ook vloeibaar prepolymeer 3 in deze wand 20 zal ingesloten worden. Dit vloeibare prepolymeer 3 kan men via een of meer openingen die men in de wand 20 aanbrengt, laten uitlopen. Aldus kan men een relatief licht en luchtig voorwerp verkrijgen bestaande uit een wand 20 die binnenin 

 <Desc/Clms Page number 16> 

 door een steunkonstruktie 7 is ondersteund. Dit lichte voorwerp kan men bijvoorbeeld gebruiken als verloren model in het verloren was   gietproc d    om metalen afgietsels te maken. 



  Men kan evenwel het vloeibare prepolymeer 3 binnen de wand 20 laten en door middel van een nabewerking, bijvoorbeeld een bestraling met Ultra-Violetstralen of een thermische behandeling op verhoogde temperatuur, verder doen polymeriseren. Op deze manier vormt men het holle voorwerp of de wand 20 met de steÝnkonstruktie 7 om tot een vol voorwerp dat evenwel veel sneller vervaardigd werd dan wanneer het volle voorwerp uitsluitend door stereolithografie zou vervaardigd zijn geweest. 



  De hiervoor beschreven steunkonstrukties 7 die men gebruikt voor het ondersteunen van het voorwerp   1,   worden vervaardigd met dezelfde technieken die gebruikt worden voor het vervaardigen van het voorwerp   1,   maar waarbij speciale maatregelen worden genomen om de hiervoor beschreven luchtige struktuur te verkrijgen. De besturing door de komputerinrichting 6 moet in dit verband speciaal worden aangepast zodat bijvoorbeeld de openingen 9 of 19 worden gevormd of de densiteit van de wanden of stangen naar het voorwerp toe toeneemt. 



  Via de komputerinrichting 6, kunnen de steunkonstrukties 7 bijvoorbeeld worden gerealiseerd met behulp van standaard CAD-systemen die een interface naar snelle prototypevervaardigingstechnieken bezitten, door elke wand 8 of stang 11 te modelleren. 



  Een snellere manier van realisatie maakt gebruik van programma's die automatisch de steunkonstrukties 7 ontwerpen en uitschrijven in STL of een ander oppervlakte- 

 <Desc/Clms Page number 17> 

 formaat dat een omschrijving geeft van de ruimtelijke struktuur. 



  De steunkonstrukties 7 kunnen ook worden verkregen op basis van beelden, bijvoorbeeld afkomstig van een scanner, door logische bewerkingen uit te voeren op de beelden. Hierbij worden de steunkonstrukties 7 voorgesteld als een verzameling pixels die later vertaald worden in een voor materiaalgroeimachines zoals stereolithografie-inrichtingen geschikt formaat. 



  Een andere manier om via de komputerinrichting 6 de steunkonstrukties 7 te vervaardigen bestaat erin logische bewerkingen uit te voeren op kontourlijnen van het voorwerp en door het arceren van de resultaten volgens een aangepaste methodiek. 



  Voornoemde manieren passen werkwijzen toe die de vakman voldoende bekend zijn. 



  Een andere manier bestaat erin een zelfde werkwijze toe te passen als wordt gebruikt voor het vervaardigen van de bekende steunkonstrukties met volle opstaande wanden, bijvoorbeeld volgens   een   van de hiervoor beschreven manieren, maar in kombinatie met een speciale techniek die kan uitgevoerd worden met een speciale software, "Slice software" genoemd. Met deze techniek worden de doorsneden berekend die door de laserstraalbron 5 zullen gescand worden. Door daarbij volgens een vast patroon openingen te laten in de vektoren die verkregen worden bij het doorsnijden van de wanden 8, verkrijgt men van openingen 9 voorziene wanden 8 of een konstruktie met stangen 11 of kolommen 18.

   In het geval van stangen kunnen aan de resterende vektorfragmenten de gepaste vektoren worden 

 <Desc/Clms Page number 18> 

 toegevoegd om stangen met een bepaald patroon van doorsneden te verkrijgen. 



  Zoals reeds eerder vermeld, zijn de hiervoor beschreven steunkonstrukties 7 niet uitsluitend door stereolithografie te verkrijgen maar kunnen ze ook worden vervaardigd via andere materiaalgroeitechnieken of laagsgewijze produktietechnieken. Vooral de uitvoeringsvormen van de steunkonstruktie 7 volgens figuren 12 en 13, met volle wanden kunnen doelmatig volgens het fused deposition modelling principe worden vervaardigd. 



  Het ondersteunen met de hiervoor beschreven steunkonstrukties 7 vergt een minimum aan materiaal. De steunkonstrukties zijn relatief snel te vervaardigen. Toch kunnen zij een zeer goede ondersteuning van het voorwerp bieden. Een nuttige toepassing is bij het vervaardigen van prototypes, bijvoorbeeld uitgaande van tekeningen, of in de medische wereld om uitgaande van beelden van een scanner modellen van bijvoorbeeld beenderen of protheses te vervaardigen.

Claims (1)

1. Konklusies. EMI19.1 1. voor het ondersteunen met tenminste een steunkonstruktie (7) van een voorwerp (1) vervaardigd door - Werkwijzestereolithografie of een andere snelle prototype vervaardigingswerkwijze, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met tenminste een steunkonstruktie (7) die luchtiger is dan een steunkonstruktie bestaande uit volle opstaande wanden, eventueel met inkepingen bovenaan en/of onderaan.

   2.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met een steunkonstruktie (7) die luchtig is doordat ze opgebouwd is uit wanden (8) waarvan tenminste een aantal over een belangrijk gedeelte van hun oppervlak van openingen (9) zijn voorzien.

   3.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat men een steunkonstruktie (7) gebruikt waarvan tenminste de opstaande randen van de wanden (8) vrij van openingen (9) zijn.

   4.-Werkwijze volgens een van de konklusies 2 en 3, daardoor gekenmerkt dat men een steunkonstruktie (7) gebruikt waarvan tenminste één van de randen gevormd door de bovenste en onderste rand van de wanden (8) vrij van openingen (9) is.

   5. - Werkwijze volgens een van de konklusies 2 tot 4, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met een steunkonstruktie (7) die van openingen (9) voorziene wanden (8) bevat die zijn opgesteld volgens een patroon waarbij ze elkaar kruisen of snijden. <Desc/Clms Page number 20> 6.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met een steunkonstruktie (7) die wanden (8) bevat die elkaar kruisen en openingen (9) bezitten die zo zijn gelegen dat de wanden (8) elkaar snijden op punten waar in beide wanden (8) materiaal aanwezig is.

   7.-Werkwijze volgens een van de konklusies 2 tot 6, daardoor gekenmerkt dat men een steunkonstruktie (7) gebruikt waarbij de openingen in de wanden (8) zo groot zijn dat in feite nog alleen stangen (11) overblijven die door knooppunten met elkaar verbonden zijn.

   8.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met een steunkonstruktie (7) die stangen (11) bevat die dwars op hun langsrichting een geprofileerde doorsnede bezitten.

   9.-Werkwijze volgens een van de konklusies 1 tot 8, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met een steunkonstruktie (7), die luchtig is doordat ze gevormd is uit wanden (8) die evenwel niet alle doorlopen over gans de hoogte van de steunkonstruktie (7), maar die nabij het onderste einde van deze laatste verder uit elkaar zijn gelegen dan in de nabijheid van het ondersteunde voorwerp (1).

   10.-Werkwijze volgens konklusies 7 en 9, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met een steunkonstruktie (7) die gevormd is door stangen (11) die door knooppunten met elkaar verbonden zijn, waarbij de dichtheid van de stangen van het voorwerp (1) weg afneemt.

   11.-Werkwijze volgens een van de konklusies 2 tot 10, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met een steunkonstruktie (7) die, op het bovenste einde van de wanden <Desc/Clms Page number 21> (8) of de stangen (11), juist onder het voorwerp (1) opstaande staafjes (17) bevat die als een dicht spijkerbed het onderoppervlak van het voorwerp (1) ondersteunen.

   12.-Werkwijze volgens een van de konklusies 10 en 11, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met een steunkonstruktie (7) die verschillende niveau's (13-14-15-16) bevat van wanden (8) waarbij het aantal wanden toeneemt naarmate het niveau (13-14-15-16) hoger is gelegen.

   13.-Werkwijze volgens de konklusie 1, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met een steunkonstruktie (7) die luchtig is doordat ze gevormd is door een stel holle kolommen (18).

   14.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met kolommen (18) waarvan in de wanden openingen zijn aangebracht.

   15.-Werkwijze volgens een van de konklusies 13 en 14, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met kolommen (18) die van onder naar het voorwerp (1) toe verbredend zijn.

   16.-Werkwijze volgens de konklusies 10 en 15, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met steunkonstrukties (7) die ten minste een kolom (18) bezitten, gevormd door stangen (11) die een boomstruktuur vormen.

   17.-Werkwijze volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat men ondersteunt met een steunkonstruktie (7) die in lagen of groepen lagen gevormd is die van onder naar boven achtereenvolgend enkel in de ene richting en in een dwars erop staande richting gevormd zijn. <Desc/Clms Page number 22>

   18.-Werkwijze volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat men een hol voorwerp (1) onder de vorm van een wand (20) ondersteunt door binnenin een steunstruktuur (7) volgens een van de vorige konklusies te vormen.

   19.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daaroor gekenmerkt dat men een voorwerp (1) met gesloten wand (20) ondersteunt en materiaal dat binnen de wand (20) samen met de steunkonstruktie (7) wordt ingesloten nadien uithardt.

   20.-Werkwijze voor het vervaardigen van een steunkonstruktie voor het ondersteunen volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat ze een snelle prototypevervaardigingswerkwijze bevat met een programma voor het maken van volle wanden maar in kombinatie met een een speciale techniek waarmee volgens een vast patroon openingen worden opengelaten in de vektoren die verkregen worden bij het doorsnijden van de wanden, zodat een luchtige konstruktie wordt verkregen.

   21.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat met de speciale techniek aan de overblijvende vektorfragmenten die overeenkomen met stangen (11) in de steunkonstruktie (7) vektoren worden toegevoegd die een geprofileeerde doorsnede aan deze stangen (11) geven.