JP2018515371A - 再コートユニットを有する積層造形装置および該積層造形装置を用いる方法 - Google Patents

Abstract

積層造形装置であって、該積層造形装置は、放射硬化性液を保持するための組み立てバットと、造形工程の間、造形される生産物(250)を保持するためのビルドサーフェスを有し、前記組み立てバットに対して所定方向に可動なビルドプラットフォーム(207)と、前記組み立てバット内の放射硬化性液をさらすことによって選択的に固めて前記生産物を形成するための硬化放射を提供するための放射源を含み、前記積層造形装置は、再コートユニット(209)をさらに含むことを特徴とし、前記再コートユニットは、再コート手順を行うように構成され、前記再コート手順は、前記再コートユニットが、前記組み立てバットにおける前記放射硬化性液の表面の少なくとも一部をならすこと、前記再コートユニットが、前記放射硬化性液の表面において少なくとも前記ならすことの一部の間、追加的な放射硬化性液を供給し、前記放射硬化性液は、供給ユニット(310)により加えられる。対応する方法も提供される。【選択図】図３ｃ

Description

本発明は、積層造形に関する。

積層造形は、唯一/あつらえの生産物（補聴器、宝石類、歯科インプラント等）の試作及び生産のためのツールとして確かな支持を得た。これらの用途及び他の用途のための広く知られた原理は、一つ以上の生産物を作り上げる目的で、感光性液を適切ないくらかの固化放射に連続してさらすことである。この方法は、しばしばステレオリソグラフィと呼ばれる。

広く知られたステレオリソグラフィの動作原理は、感光性液を含む組み立てバットの上に光源を配置することである。前記の光源は、望ましい形状を有するイメージを（前記の感光性液の表面の真下に配置される）ビルドプラットフォーム上に投射して、光源及びプラットフォームの間にある感光性液を、投射されたイメージの形状と一致する形状に固める。造形される生産物の追加的な層を作ることは、ビルドプラットフォームを望ましい層の厚さと一致する距離だけ下げ、且つ望ましい形状を有する第２のイメージを新しく形成された層上に投射することによってなされ得る。

感光性液の表面を平坦にし、且つそれによって、第１層を作った後に第２層を作ることをなるべく早く開始し得ることを確実にするために、再コーティング（recoating）は、ステレオリソグラフィ（及び選択的レーザ焼結（Selective Laser Sintering, SLS））及び選択的レーザ溶融（Selective Laser Melting, SLM）等の積層造形の他の方法）に関連している有用な原理として現れた。

再コート（recoat）システムの典型的な実施形態は、特許明細書EP045762A1において開示され、概ね一様な表面を形成するという目的で、感光性液を含む組み立てバット中に配置されているビルドプラットフォームの上を移動するように構成されたドクターブレードを含む。ディスペンサユニットは、ドクターブレードを前進させる前に、組み立てバットにつかって、ある量の感光性液を集め、且つ前記の量の少なくとも一部を組み立てバットの開放面に広げて、ドクターブレードにより組み立てバットの表面に広げるための十分な量の材料が利用可能になることを確実にするように構成されている。特許明細書JP0524120は、同様の原理を開示し、ディスペンサユニットが組み立てバットにつかることは、感光性液を組み立てバットから供給ユニットへくみ出す（scooping）ことに置き換えられ、該供給ユニットは、その後、組み立てバットの開放面にわたって、感光性液を広げ得る。さらに、同様の原理は、特許明細書US5432045によって開示され、該原理は、組み立てバットの開放面を横切って再コートユニットを引きずって（drag）、再コートユニットと開放面との間の隙間により、固形化していない感光性液を広げ、該隙間は、表面張力に起因して、固形化していない感光性液の隙間への吸引を引き起こす程度に小さい。

特許明細書US5902537は、他に取り得る原理を開示し、反対方向に回転するローラ（counter-rotating roller）を含む再コートユニットは、組み立てバットの開放面にわたって感光性液を広げるために用いられる。追加的にまたは代わりになるべきものとして、材料ディスペンサおよび/または材料運搬装置（material transporter）は、材料の散布（distribution）をさらに改善するために用いられる。US5902537のいくつかの実施形態では、材料は、組み立てバットの底部からくみ出され、且つ材料ディスペンサへ送り込まれる。

特許明細書US5922364は、他に取り得る原理をさらに開示し、再コートユニットは、感光性液の容器に接続され、該容器は、組み立てバットの外側であり、且つ感光性液は、重力送り機構（gravity feed mechanism）を利用するための容器を持ち上げる手段により、または代わりになるべきものとしてポンプまたは小さな陽圧を作り出す同様の推進手段（impelling means）により、前記の容器から前記の再コートユニットへ移され得る。前記の陽圧は、適切に感光性液が組み立てバットの開放面にわたって広がることを確実にすることを補助する。

要約すれば、上記の開示は、積層造形工程の層の固化の準備において単一材料が開放面にわたって平坦に広げられることを確実にするための方法を提供する。しかしながら、一つ以上の材料で作られ得るコンポーネントのより多量の生産のための技術として、積層造形の利用への関心は増加しつつある。これらの利用のために、高度に自動化され、且つ多数の材料の間における変更の選択肢を有する、連続的に動作することができるシステムは、柔軟性（flexibility）を高め且つ積層造形によって生産物を造形するのにかかる時間を減少させることを支援することから望ましい。

本発明は、多数の材料を用いて生産物を積層造形することを提供する。それは、積層造形装置において造形時間を増加させるいくつかの要因を軽減する。それは、特に多量の生産のための積層造形装置の有用性を抑制し得る他の要因も軽減する。

第１態様では、本発明は、積層造形装置を提供し、該積層造形装置は、放射硬化性液を保持するための組み立てバットと、造形工程の間、造形される生産物を保持するためのビルドサーフェスを有し、前記組み立てバットに対して所定方向に可動なビルドプラットフォームと、前記組み立てバット内の放射硬化性液をさらすことによって選択的に固めて前記生産物を形成するための硬化放射を提供するための放射源と、を有し、前記積層造形装置は、再コート手順を行うように構成された再コートユニットをさらに有することを特徴とし、前記再コート手順は、前記再コートユニットが、前記組み立てバットおよび/または前記ビルドプラットフォームの少なくとも一部および/または容器中における前記放射硬化性液の表面を通過することと、前記再コートユニットが、前記通過することの間に、前記組み立てバットの底部および/または前記ビルドプラットフォームの表面および/または前記放射硬化性液の表面において追加的な放射硬化性液を供給することと、を含み、前記追加的な放射硬化性液は、前記再コートユニットに一体化され、および/または前記再コートユニットと動作可能に接続された供給ユニットにより供給される。

いくつかの実施形態では、再コートユニットは、前記追加された放射硬化性液の少なくとも一部を平坦にするように構成された平坦化ユニットを含む。

いくつかの実施形態は、前記再コート手順の間、前記平坦化ユニットによって集められた過剰な放射硬化性液を保ち、および/または吸い取るように構成された吸引エレメントをさらに含む。特定のひとそろいの実施形態は、例えば、材料の変更の準備および/またはクリーニング工程において部分的または完全に放射硬化性液を前記の組み立てバットに排出させるように構成されている吸引エレメントを含む。いくつかの実施形態では、前記吸引エレメントは、前記再コートユニットに一体化され、一方、他の実施形態は、前記再コートユニットの外側にある一以上の吸引エレメントを含む。いくつかの実施形態では、前記吸引エレメントは、追加的におよび/または代わりになるべきものとして、すすぎおよび/または溶解工程の間、使用され得るリンス剤および/または溶解剤を吸い取るように構成されている。いくつかの実施形態は、単一の供給ユニットエレメントを含む供給ユニットを含み、さらに、他の実施形態は、多数の供給ユニットエレメントを含む供給ユニットを含む。いくつかの供給ユニットは、全ての供給ユニットエレメントの単一の供給ユニットへの前記一体化を基礎とするものであり、一方、他の供給ユニットは、前記供給ユニットに一体化されたいくつかの供給ユニットエレメント、および前記供給ユニットの外側にある供給ユニットを基礎とするものである。

いくつかの実施形態は、（追加的な）放射硬化性液を含む少なくとも一つの容器を受容し且つ保持するように構成されている供給ユニットエレメントを含む。

いくつかの実施形態は、供給ユニットエレメントを含み、該供給ユニットエレメントは、異なる化学的および/または熱的および/または電気的および/または機械的特性および/または他の違いを有する少なくとも第１及び第２放射硬化性液（一方は、前記組み立てバット中に既に含まれている放射硬化性液であり得る）を蓄えるように構成されている。いくつかの実施形態は、少なくとも前記第１及び前記第２放射硬化性液を前記再コートユニットに供給するように構成されている供給ユニットエレメントを含み、一方、他の実施形態は、前記再コートユニットの外側にある供給ユニットエレメントを含む。特定のひとそろいの実施形態は、少なくとも前記第１放射硬化性液を前記再コートユニットに供給し、且つその後に少なくとも前記第２放射硬化性液を前記再コートユニットに供給するように構成された供給ユニットエレメントを含む。

いくつかの実施形態は、前記生産物の第１部分を作るという目的で最初に第１放射硬化性液を前記再コートユニットに供給し、且つ前記生産物の第２部分を作るという目的で、その後に（前記第１放射硬化性液とは異なる）少なくとも第２放射硬化性液に変更するための手段を含む。これらの用途のいくつかのために、後に開示されるすすぎ工程は、前記再コートユニットおよび/または前記第２放射硬化性液の受け取りのための前記組み立てバットを準備するために用いられ得る。他の特定の実施形態は、前記少なくとも第１及び前記少なくとも第２放射硬化性液の間において繰り返し変更するように構成された供給ユニットエレメントを含み、一方、さらに他の実施形態は、適切な割合において前記少なくとも第１及び第２放射硬化性液を混合するように構成された供給ユニットエレメントを含む。いくつかの実施形態は、前記上述のものの組み合わせを提供するように構成されている。

いくつかの実施形態は、少なくとも第１供給ユニットエレメントを含み、該第１供給ユニットエレメントは、少なくとも一つの測定エレメントを用いて、組み立てバットおよび/または容器および/またはビルドプラットフォームの清浄度の状態を測定するように構成されている。いくつかの実施形態では、前記少なくとも一つの測定エレメントは、前記供給ユニットに一体化され、一方、他の実施形態は、前記供給ユニットの外側にある少なくとも一つの測定エレメントを含む。いくつかの実施形態は、前記供給ユニットに一体化されていることと、且つ前記供給ユニットの外側にあることの両方である測定エレメントを含む。いくつかの実施形態は、前記再コートユニットに一体化されている少なくとも一つの測定エレメントを含む。いくつかの実施形態は、前記放射源に一体化された測定手段を含む。いくつかの実施形態では、測定手段は、ビジョンカメラを含む。これらの実施形態の特定のサブセットでは、前記ビジョンカメラは、前記組み立てバットの前記床面の清浄度の前記状態を測定し、および/または前記ビルドプラットフォームの清浄度の前記状態を測定する。

いくつかの実施形態は、リンス剤および/または溶解剤を含む少なくとも一つの容器を受容し且つ保持するように構成された供給ユニットエレメントを含む。

いくつかの実施形態は、一つ以上のリンス剤および/または溶解剤を蓄えるように構成されている供給ユニットエレメントを含む。いくつかの実施形態は、前記一つ以上のリンス剤および/または溶解剤を前記再コートユニットに供給して、前記再コートユニットが前記一以上のリンス剤および/または溶解剤を前記組み立てバットおよび/または前記ビルドプラットフォームに供給することを可能にするように構成された供給ユニットエレメントを含み、一方、他の実施形態は、リンス剤および/または溶解剤を供給するための供給ユニットエレメントを含み、該供給ユニットエレメントは、前記再コートユニットの外側にある。いくつかの実施形態は、前記少なくとも第１放射硬化性液を前記再コートユニットに供給する前、供給する間又は供給した後に、前記少なくとも第１放射硬化性液の粘性を調整するという目的で、前記溶解剤を前記再コートユニットに供給するように構成された供給ユニットを含む。特定のひとそろいの実施形態は、前記少なくとも一つのリンス剤が前記再コートユニットを通って供給されて、前記ユニットをクリーニングした後に、且つその後に前記再コートユニットを通して、例えば前記吸引エレメントを用いて吸引した後に、少なくとも一つの容器中において少なくとも一つのリンス剤および/または溶解剤を受容し且つ蓄えるように構成された供給ユニットを含む。さらに別の特定のひとそろいの実施形態は、少なくとも第１リンス剤および/または溶解剤を前記組み立てバットに供給するように構成されている供給ユニットを含み、該組み立てバットは、前記少なくとも一つの放射硬化性液および/または前記ビルドプラットフォームを保持する。他に取り得る実施形態は、前記放射硬化性液を前記吸引エレメントによって排出した後に、前記少なくとも第１リンス剤および/または溶解剤を前記組み立てバットおよび/または前記ビルドプラットフォームに供給するための手段を含む。いくつかの実施形態は、加圧されたおよび/または加熱されたリンス剤および/または溶解剤を供給するための一つ以上のエレメントを含む。いくつかの実施形態は、前記上述のものの組み合わせを提供するように構成されている。

いくつかの実施形態は、前記リンス剤および/または溶解剤の前記組み立てバットへの供給の間、前記組み立てバットおよび/または前記ビルドプラットフォームのシールディングまたは被覆をもたらすように構成された供給ユニットエレメントを含む。いくつかの実施形態のために、前記シールディングまたは被覆は、リンス剤および/または溶解剤が前記容器から漏出することを防ぐという目的で気密シールまたは蓋を前記組み立てバットに与えるように構成されている。このことは、加圧されたおよび/または加熱されたリンス剤および/または溶解剤が使用される場合には特に適切である。

いくつかの実施形態は、コーティング剤を含む少なくとも第１容器を受容し且つ保持するように構成されている供給ユニットエレメントを含む。

いくつかの実施形態は、一つ以上のコーティング剤を蓄えるように構成された供給ユニットエレメントを含む。いくつかの実施形態は、前記一つ以上のコーティング剤を少なくとも前記組み立てバットの床面および/または前記ビルドプラットフォームの一部にわたって広げるという目的で前記一つ以上のコーティング剤を前記再コートユニットに供給するように構成された供給ユニットエレメントを含み、一方、他の実施形態は、コーティング剤を供給するための供給ユニットエレメントを含み、該供給ユニットエレメントは、前記再コートユニットの外側にある。特定のひとそろいの実施形態では、前記コーティングは、前記組み立てバットの底および/または前記ビルドプラットフォームの前記接着特性および/または他の特性を変更するという目的で役に立つ。かかる変更は、前記組み立てバット床面および/または前記ビルドプラットフォームの接着性を減少させまたは増加させることを含み得る。別のひとそろいの実施形態では、かかる変更としては、色彩、機械的特性、電気的特性、化学的特性、熱的特性等の造形される前記生産物の特性を変更することが挙げられ得る。

いくつかの実施形態は、例えば、外気、二酸化炭素等の空気および/またはガスの流れを供給するように構成されている供給ユニットエレメントを含む。いくつかの実施形態では、前記供給ユニットエレメントは、前記再コートユニットを通して且つ前記容器へのおよび/または前記ビルドプラットフォームにわたって空気および/またはガスの前記流れを供給するように構成され、一方、他の実施形態は、前記再コートユニットの外側にある空気供給エレメントを含む。いくつかの実施形態は、空気および/または加熱されまたは冷却され得る空気の供給を含む。いくつかの実施形態は、乾燥し、または湿っていてもよい空気および/またはガスの供給を含む。いくつかの実施形態は、フィルタにかけられ（filtered）および/または無菌（sterile）であり得る空気および/またはガスの供給を含む。いくつかの実施形態は、加圧されていてもよい空気および/またはガスの供給を含む。いくつかの実施形態は、前記上述のものの組み合わせを提供するように構成されている。

いくつかの実施形態は、空気および/またはガスの前記組み立てバットへの前記流れの前記供給の間、（上述のものと同じまたは代わりになるべきものとして異なる）前記組み立てバットおよび/または前記ビルドプラットフォームのシールディングまたは被覆をもたらすように構成されている供給ユニットエレメントを含む。いくつかの実施形態のために、前記シールディングまたは被覆は、前記組み立てバットからの空気および/またはガスの漏出を防ぐという目的で気密シールまたは蓋を前記組み立てバットに与えるように構成されている。このことは、加圧された空気および/またはガスが使用される場合には特に適切である。

いくつかの実施形態は、使用前および/または使用後に一つ以上の放射硬化性液および/または一つ以上のリンス剤および/または溶解剤をかき回し、撹拌し、循環させ、および/またはそうでなければ均質にし、且つ/あるいは蓄える間および/または供給する間、一つ以上のコーティング剤をかき回し、撹拌し、循環させ、および/またはそうでなければ均質にするように構成された供給ユニットエレメントを含む。

いくつかの実施形態では、前記かき回すことは、沈降および/または前記蓄えられた材料の前記特性を変更し得る他のドウェル関連の人為的影響（dwell-related artifact）を防ぐためになされる。

いくつかの実施形態は、少なくとも第１放射硬化性液および/またはリンス剤および/または溶解剤および/またはコーティング剤および/または上述され且つ他のどこかで言及された一つ以上の前記添加剤を識別して、その適切な身元（identity）および/または組成および/またはサプライヤーの身元および/または造形の日付、並びに、処理パラメータ、量等の重要な他のパラメータを保証するように構成されている供給ユニットエレメントを含む。いくつかの実施形態は、前記システムへロード（load）される前記容器のバーコード情報を読み取り得るバーコードリーダを含み、一方、他の実施形態は、前記システムにロードされる前記容器のRFIDタグを読み取るRFIDリーダを含む。識別の他の手段は、当分野の当業者に知られており、且つ本発明に包含される。特定の実施形態は、前記正体、組成、サプライヤーの身元、造形の日付および適切であり得る他のパラメータについて集めた前記情報を品質管理システムに伝えるための手段を提供する。

いくつかの実施形態は、使用前または使用後のいずれかの放射硬化性液、リンス剤および/または溶解剤、並びに/あるいはコーティング剤のいずれかを含む一つ以上の容器の間違った配置を防ぐためのポカヨケ（poka-yoke）手段を有する供給ユニットエレメントを提供する。かかるポケヨケ手段としては、容器受容エレメントおよび/または容器の大きさ（高さ、幅、深さ）を異ならせること、及び前記容器を前記供給ユニットと接続させているインターフェースを異ならせることが挙げられ得る。

いくつかの実施形態は、少なくとも（例えば、前記組み立てバット中および/または容器中に配置される）第１放射硬化性液および/またはリンス剤および/または溶解剤および/またはコーティング剤の前記供給ユニット中に受容された後の時間（age）の記録をつけるように構成された供給ユニットエレメントを含む。特定の実施形態は、光、熱、冷気、湿気等への露出等の（例えば前記組み立てバット中および/または容器中に配置された）前記少なくとも第１放射硬化性液の前記パフォーマンス特性に影響を与え得る他のパラメータの記録もつけ得る。特定の実施形態は、所定の時間に達したことをユーザおよび/または資源計画システムに伝える手段を提供する。他の実施形態は、品質管理システムに前記時間、並びに、所与の放射硬化性液および/またはリンス剤および/または溶解剤および/またはコーティング剤の光、熱、冷気、湿気への露出、並びに、前記放射硬化性液および/またはリンス剤および/または溶解剤および/またはコーティング剤が前記供給ユニット中に蓄えられていた時間を記録（document）する手段を提供する。

いくつかの実施形態は、それぞれの容器中および/または前記組み立てバット中にみられた、使用の前または後のいずれかの放射硬化性液、リンス剤および/または溶解剤、並びに/あるいはコーティング剤の量の記録をつけるように構成された供給ユニットエレメントを含む。特定の実施形態は、事前に定義された下限閾値（lower threshold）に達したことをユーザおよび/または資源計画システムに伝えるための手段を提供する。

上述し且つ他のどこかで開示した供給ユニットエレメントの組み合わせは、同じように予想されることを理解すべきである。

いくつかの実施形態は、少なくとも一つの加熱エレメントをさらに含み、該加熱エレメントは、前記放射硬化性液および/または前記リンス剤および/または溶解剤および/またはコーティング剤を保持する前記容器;前記供給ユニット;前記平坦化ユニット;前記吸引ユニット;放射硬化性液および/またはリンス剤および/または溶解剤および/またはコーティング剤を供給または除去するための前記再コートユニットに接続されたホースシステム;及び前記供給ユニットによって加えられる放射硬化性液を保持する供給容器のうちの一つ以上を加熱するように構成されている。

前記発明の第２態様は、積層造形装置中において生産物を造形するための方法を提供し、前記装置は、放射硬化性液を保持するための容器と、造形工程の間、造形される生産物を保持し、造形される生産物を保持するためのビルドサーフェスを有し、前記組み立てバットに対して所定方向に可動なビルドプラットフォームと、前記組み立てバット内の放射硬化性液をさらすことによって選択的に固めて前記生産物を形成するための硬化放射を提供するための放射源と、を有し、前記方法は、前記放射硬化性液の表面を硬化放射に選択的にさらすことにより、前記生産物の一部分を形成すること、前記ビルドプラットフォームを前記放射硬化性液の前記表面から離すことを含み、且つ前記方法は、追加的な放射硬化性液を前記放射硬化性液の前記表面に供給することをさらに含むことを特徴とする。

前記第２態様のいくつかの実施形態では、追加的な放射硬化性液の前記追加は、供給ユニットによって行われ、該供給ユニットは、少なくとも前記放射硬化性液の前記表面の一部を横切ってならし、且つ前記ならすことの間、前記追加的な放射硬化性液を再供給するように構成されている。

前記第１態様と同様に、前記方法は、放射硬化性液の加熱を含み得る。このことは、前記液の前記粘性を減少させる。

前記方法のいくつかの実施形態では、前記供給ユニットは、前記追加された放射硬化性液の少なくとも一部を平坦にするように構成された平坦化ユニットをさらに含む。

前記一つ以上の放射硬化性液は、例えば、樹脂、添加物（セラミック、金属、チョーク、プラスチック、顔料（colour）、セルロース、ろう、ガラス等）、UVブロッカ、UV-エンハンサ等からなる群から選択され得る。放射硬化性液は、いくらかの蝋等の室温において硬い材料であってもよい。

上部投射（top-projection）型の積層造形装置を総称的に示している。 本発明の実施形態に従った積層造形装置の一部の図である。 上部投射の積層造形装置の様々な段階の再コート手順における図2に示すバット及びビルドプラットフォームの垂直断面図を示している。 上部投射の積層造形装置の様々な段階の再コート手順における図2に示すバット及びビルドプラットフォームの垂直断面図を示している。 上部投射の積層造形装置の様々な段階の再コート手順における図2に示すバット及びビルドプラットフォームの垂直断面図を示している。 上部投射の積層造形装置の様々な段階の再コート手順における図2に示すバット及びビルドプラットフォームの垂直断面図を示している。 上部投射の積層造形装置の様々な段階の再コート手順における図2に示すバット及びビルドプラットフォームの垂直断面図を示している。 下部投射（bottom-projection）型の積層造形装置を総称的に示している。 本発明の実施形態に従った積層造形装置の一部を示している。 下部投射の積層造形装置における再コート手順を示している。 下部投射の積層造形装置における再コート手順を示している。 下部投射の積層造形装置における再コート手順を示している。 再コートユニットを示している。 再コートユニットを示している。 再コートユニットを示している。 放射硬化性液容器をクリーニングするためのすすぎシステムの一部を示している。

図1は、上部投射型の積層造形装置100を総称的に示す。それは、放射硬化性液103を受容し且つ保持するバット101;バットに対して相対的に移動し得るビルドサーフェス107を有する可動のプラットフォーム105;およびバット中において放射硬化性液を選択的に固めるための硬化放射131をもたらすための放射源102を含む。レンズシステム104は、放射の焦点を放射硬化性液上に合わせる。放射源は、形成される層に対応するパターンで放射をもたらし得る。エレメント111は、既に形成された層を示している。エレメント112は、新しく形成された層を示し、該層の形状は、放射源によって提供されたパターンにより決められる（define）。放射硬化性液103、並びに層111および112は、装置の一部ではないが、どのように生産物が造形されるかを示すために含まれている。

図2は、本発明の実施形態に記載の積層造形装置の一部分を示す図である。該部分は、組み立てバット201、再コートユニット209およびビルドサーフェス207を有する可動のビルドプラットフォーム205を含む。造形された部分250は、どこで生産物が形成され得るかを図解するために示されている。それは、積層造形装置の実施形態の一部ではない。

図3aは、図2に示すバットおよびビルドプラットフォームの垂直断面図を図示する。この段階では、放射硬化性液の表面は平面的（planar）である。造形された部分250（例として造形されるボウルの部分）は、表面に隣接して配置される。新しい層331は、放射源（図示せず）による選択的放射によって形成されたばかりである。再コートユニット209は、待機位置に位置している。

生産物の新しい層を形成するために、造形された部分250は、ビルドプラットフォーム105を低くすることによって下に動かされる必要がある。新しい位置を図3bに示す。ビルドプラットフォーム205は、次の層の厚さに対応する距離だけ低くなった。液の表面張力および/または相対的に高い粘性に起因して、くぼみ321が液の表面103に形成される。次の一部分が目下形成されるところの利用可能な液は不十分であるので、このくぼみ321は、生産物の次の層の造形をコントロールすることを妨げる。くぼみの形成およびその深刻さ（severity）は、例えば、放射硬化性液の粘性および生産物の形状、特に新しく形成された一部分の形状によって決まる。それは、ビルドプラットフォームが移動した距離（すなわち、形成される次の層の厚さ）によっても決まる。

本発明の実施形態に記載の再コートユニットは、次の生産物の層を造形するために、放射硬化性液の表面103を準備し、造形の速さを向上させる。図3cは、表面103を横断するときの再コートユニットを示す（図3c中の左側）。図3bに示す一方の端において待機位置から出発し、それは液322を再供給し且つ表面を平坦にする。任意であるが、（例えば、ブレードを用いる）平坦化（leveling）は、次の層を固めるために表面をさらに一層すばやく準備するのに役立つ。このことは、高い粘性を有する液のために特に重要である。より粘性のある液は、より粘性のない液よりも自然に平坦になるためにより多くの時間を必要とするだろう。平坦化部分は、それゆえ次の生産物の層を形成するための表面を整えることにおける追加的な支援をもたらす。

図3a〜3e中において図示された再コートユニットは、新たな放射硬化性液を供給する供給ユニット310を含む。所望により吸引エレメント311は、いかなる接触した放射硬化性液も除去し、それによって過剰な放射硬化性液が増大することを抑制する。

図3dは、表面103の再コートおよび平坦化の後の第２待機位置中における再コートユニット209を示す。図3bに示すくぼみ321は、エレメント323によって示すようにふさがれる（fill）。表面は、その結果、次の生産物の層を固める準備が整っている。図3dは、先に形成された層331を示し、該層331は、追加された放射硬化性液323によってすぐに覆われる。

図3eは、次の生産物の層332の固化後の装置および造形された部分250を示す。そして、再コート工程は、繰り返され得る。

追加的な供給ユニット313および追加的な吸引エレメント312は、再コート工程が第２待機位置から進むことを可能にする。次の層の形成後、再コートユニットは、表面を横断して戻り、液を追加し且つ表面を平坦にする。

図4は、下部投射型の積層造形装置400を総称的に示している。それは、放射硬化性液403（その表面により示す）を保持するためのバット401;バットに対して移動し得るビルドサーフェス407を有する可動のプラットフォーム405;およびバット中において放射硬化性液を選択的に固めるための硬化放射431をもたらすための放射源402を含む。レンズシステム404は、放射の焦点を放射硬化性液上に合わせる。放射源は、形成される層に対応するパターンで放射をもたらし得る。エレメント411は、既に形成された層を示している。エレメント412は、新たに形成された層を示し、該層の形状は、放射源によってもたらされるパターンによって決められる。放射硬化性液403並びに層411および412は、装置の一部ではなく、どのように生産物が造形されるかを示しているために含める。

図5は、図4に示す下部投射装置で使用するための本発明の実施形態に記載の積層造形装置の一部を示す図である。一部は、組み立てバット401、再コートユニット409および可動のビルドプラットフォーム405を含む。放射硬化性液の第１層（例えば、図4中の403参照）は、組み立てバット401に液を注ぐこと、または再コートユニット409を用いることのいずれかにより、加えられ得る。

図6aは、放射硬化性液603を選択的に放射源（例えば、図4中の402参照）にさらすことにより、造形された部分250に層631が加えられた状態を示している。ビルドプラットフォームは、持ち上げられ、該ビルドプラットフォームは、くぼみ621を液表面603中に残す。組み立てバットの底部または床面における放射硬化性液の量が十分でないため、このくぼみ領域中における新たな層の形成は、うまく実行され得ない。

この実施形態に記載の再コートユニットは、次の生産物の層の造形のための放射硬化性液表面603を準備する。図6bは、表面603を横断するときの再コートユニットを示す（図6b中の左側）。図6aに示す一方の端における待機位置から出発して、それは、液622を再供給し且つ表面を平坦にする。任意であるが、平坦化は、次の層の固化のための表面をさらに一層すばやく整えるのに役立つ。このことは、高い粘性を有する液のために特に重要である。より粘性のある液は、より粘性のない液よりも自然に平坦になるのにより多くの時間を必要とするだろう。したがって、平坦化ユニットは、次の生産物の層の形成のための表面を整えることにおける追加的な支援をもたらす。

図6cは、バットの他方の端の第２待機位置中における再コートユニットを示す。先に形成された層631の下には、次の生産物の層を形成するために選択的にさらすための準備が整っている放射硬化性液の層がある。
次の層の固化後、再コート工程は、繰り返され得る。

図3aから図3e中の再コートユニットと同様に、図5および図6aから図6c中の再コートユニット409は、供給ユニットに動作可能に接続している供給ユニットエレメント610（図示せず; 例えば、図10中の700参照）を含み且つ新たな放射硬化性材料を供給する。任意の吸引エレメント611も、供給ユニットに動作可能に接続し、且ついかなる接触した放射硬化性液も除去し、それによって過剰な放射硬化性液が増大することを妨げる。図5および6a〜6c中の実施形態は、供給ユニット（例えば、図10中の700参照）と動作可能に接続し、再コート工程が第２待機位置から開始する、すなわち、反対方向に進行し、動作の速さを向上させることを可能にする追加的な供給ユニットエレメント613および追加的な吸引エレメント612も含む。次の層の形成後、再コートユニットは、表面を横切って進み、液を追加し、且つ表面を平坦にする。

図7は、図6a（および図3aも）中における再コートユニットをより詳細に示している。それは、二つの供給ユニットエレメント610および613、並びに二つの吸引エレメント611および612を含む。ブレード715の形態における平坦化ユニットは、供給／吸引のペアの間に配置される。孔または同様のもの761は、再コートユニットを組み立てるために用いられ得る。再コートユニットを動作位置に取り付けるために用いられる孔の例も示す。これらのまたは追加的な孔（複数可）は、ユニットの機械的な配列のために用いられ得る。

図8は、供給ユニットエレメントのうちの一つ（供給ユニットエレメント613）の内部のチャネル870を示している。これらは、対応する入力/出力開口部871を通して、放射硬化性液または所望により洗浄剤（cleaner）を供給するために用いられ得る。吸引エレメントでは、チャネルは、先に開示されたように、過剰な放射硬化性液の吸引を可能にする。チャネルは、入力/出力開口部871をノズル872に接続させる。

図9は、全ての供給および吸引エレメント中におけるノズル872を示している（吸引エレメントも表す）。

図10は、供給ユニット700を示し、該供給ユニット700は、再コートユニット409に動作可能に接続し、且つ、いくつかの容器、ここでは、第１放射硬化性液701（ここでは「樹脂」とラベルを付けられている）を有する一つの容器、リンス剤702（ここでは「クリーン」とラベルを付けられている）を有する一つの容器、および使用されたリンス剤703（ここでは「廃棄物（Waste）」とラベルを付けられている）を含む一つの容器を含む。放射硬化性液、リンス剤、および/または溶解剤および/またはコーティング剤、並びに一つ以上の空気源（source of air）および/またはガス源のうちのいずれか一つ以上を含む一つ以上の追加的な容器が、一体化されたエレメントおよび/または外側のエレメントのいずれかとして、供給ユニット700中にも含まれ得ると理解される。

供給ユニット700は、放射硬化性液、リンス剤および/または溶解剤、コーティング剤、および/または再コートユニットへの空気および/またはガスの流れの少なくとも一つ以上を供給し、且つ所望により、例えば、バットの徹底的なクリーニングを可能にすることを特徴とする付随的なすすぎの間に、一つの吸引エレメント611、612によって再コートユニット中へ吸引されている過剰な液および/または薬剤（agent）を受容するように構成されている。このすすぎ手順では、再コートユニットは、例えば、バットの一つの端からバットの他方の端まで移動し得る。一つの端から他方へ進む間に、リンス液（例えば、放射硬化性樹脂を溶解することができる樹脂溶剤（resin solvent））は、再コートユニットを通して以下のとおり循環する:

1.リンス液は、「クリーン」とラベルされた容器から汲み出され、且つバットに供給ユニット610を通して注入される。

2.リンス液は、ブレード715の前（この例では、図3aおよび図6a中の進む方向を左方向と仮定する）の未使用の液を溶解し、且つリンス液の量が増加するため、それが吸引エレメント611によって対応するノズル中へ吸い上げられる高さ（level）に到達する。吸い上げられたリンス液は、溶解された放射硬化性液を含み、且つ「廃棄物」とラベルされた容器へ送られる。

3.再コートユニットは、バットの他の端へ到達したときに、残りのリンス液の大部分を廃棄物容器へ吸い上げる。バットから除去されていない少量のリンス液は、（例えば、吸引ノズルを通して空気および/またはガスを循環させることにより、またはバットを加熱室中に配置することにより）乾燥され、または溶剤が、放射硬化性液と互換性があれば組み立てバット中に残し得る。いくつかの実施形態では、放射硬化性液を、再コートユニットを通して最終すすぎステップにおいて循環させてもよく、該再コートユニットは、繰り返し動作（repeat operation）のために全システムを準備する。

4.再コートユニットが他方の端に到達した時点で、進行方向は反転され、必要であれば、所望により一回以上繰り返されてもよい。進行方向が反転された場合（図3aおよび図6a中の進行方向を右方向と仮定する）、リンス液は、「クリーン」とラベルされた容器から汲み出され、且つバットへ供給ユニット613（進行方向を考慮して今やブレードの前方に配置される）を通して注入される。吸引エレメント612中における吸引ノズルは、使用されたリンス液を"排気物"とラベルされた容器へ吸引することを担う。

再構成可能なポンプ1081, 1082は、工程を実行するようにコントロール可能である。
いくつかの実施形態では（図示せず）、すすぎの後の組み立てバットの乾燥を加速するために、ガスおよび/または空気が循環される。

Claims (16)

1. 積層造形装置であって、該積層造形装置は、
   -放射硬化性液を保持するための組み立てバットと、
   -造形工程の間、造形される生産物を保持するためのビルドサーフェスを有し、前記組み立てバットに対して所定方向に可動なビルドプラットフォームと、
   -前記組み立てバット内の放射硬化性液をさらすことによって選択的に固めて前記生産物を形成するための硬化放射を提供するための放射源と、
   を有し、
   前記積層造形装置は、再コート手順を行うように構成された再コートユニットをさらに有することを特徴とし、
   前記再コート手順は、
   -前記再コートユニットが、前記組み立てバットおよび/または前記ビルドプラットフォームの少なくとも一部および/または容器中における前記放射硬化性液の表面を通過することと、
   -前記再コートユニットが、前記通過することの間に、前記組み立てバットの底部および/または前記ビルドプラットフォームの表面および/または前記放射硬化性液の表面において追加的な放射硬化性液を供給することと、
   を含み、
   前記追加的な放射硬化性液は、前記再コートユニットに一体化され、および/または前記再コートユニットと動作可能に接続された供給ユニットにより供給される、
   積層造形装置。
2. 前記再コートユニットは、前記供給された追加的な放射硬化性液の少なくとも一部を平坦にするように構成された平坦化ユニットを含む、
   請求項１に記載の積層造形装置。
3. 前記再コート手順の間、前記平坦化ユニットによって集められた過剰な放射硬化性液を保ち、および/または吸い取るように構成された吸引エレメントをさらに含む、
   請求項２に記載の積層造形装置。
4. 前記吸引エレメントは、前記組み立てバット中に保持された少なくとも一部の放射硬化性液および/または少なくともいくらかのリンス剤および/または溶解剤を吸い上げるようにさらに構成されている、
   請求項３に記載の積層造形装置。
5. 一つ以上の供給ユニットエレメントを有する供給ユニットを含み、前記一つ以上の供給ユニットエレメントのうちの一つ以上は、前記供給ユニットに一体化され、および/または前記一つ以上の供給ユニットエレメントのうちの一つ以上は、前記供給ユニットの外側である、
   請求項１から４に記載の積層造形装置。
6. 一つ以上の供給ユニットエレメントを有する供給ユニットを含み、該供給ユニットエレメントのそれぞれは、放射硬化性液、リンス剤および/または溶解剤、及びコーティング剤のうちの少なくとも一つを含む一つ以上の容器を受容し且つ保持し、且つこれらのうちの少なくとも一つを前記再コートユニットに供給するように構成され、且つ前記保持することは、所望によりかき回して均質にすること又は撹拌することを含み得る、
   請求項１から５に記載の積層造形装置。
7. 前記供給ユニットおよび/または少なくとも第１供給ユニットエレメントは、組み立てバットへの少なくとも第１放射硬化性液の供給をもたらし、および/または異なる特徴を有する少なくとも第１および第２放射硬化性液の間における変更をもたらし、且つ/あるいは少なくとも第１及び第２放射硬化性液の所望の割合での混合をもたらすように構成されている、
   請求項１から６に記載の積層造形装置。
8. 前記供給ユニットおよび/または少なくとも第１供給ユニットエレメントは、組み立てバットおよび/またはビルドプラットフォームへの少なくとも第１コーティング剤の供給をもたらすように構成されている、
   請求項１から７に記載の積層造形装置。
9. 組み立てバットへの少なくとも第１放射硬化性液の供給および/または前記第１及び第２放射硬化性液の間の変更および/または少なくとも第１および第２放射硬化性液の混合をもたらす前、および/またはこれらをもたらす間、および/またはこれらをもたらした後に、すすぎ工程が実行され、前記すすぎ工程は、前記再コートユニットを通したおよび/または前記組み立てバットへの一つ以上のリンス剤および/または溶解剤の供給、前記組み立てバットの底部に沿った前記リンス剤の循環、および/または前記すすぎ工程の完了時における前記再コートユニットを通した保管容器への前記リンス剤の吸引のうちの一つ以上を含み得る、
   請求項１から８に記載の積層造形装置。
10. 前記供給ユニットおよび/または供給ユニットエレメントは、前記再コートユニットを通ってガスの流れを供給するように構成され、前記ガスは、前記組み立てバットの乾燥および/または前記組み立てバット内の環境の安定化をサポートし得る、
    請求項１から９に記載の積層造形装置。
11. すすぎ工程の間および/または前記組み立てバットへのガスの供給の間、前記組み立てバットおよび/または前記ビルドプラットフォームのシールディング又は被覆をもたらすように構成されている供給ユニットエレメントを含む、
    請求項１から１０に記載の積層造形装置。
12. 供給ユニットエレメントは、組み立てバットの清浄度、組み立てバットおよび/または容器中に残った材料の量のうちの一つ以上を測定し、且つ/あるいは容器に付され得るメーカおよび/または造形の日付および/または前記容器内に含まれる材料の組成についての情報を含むバーコードおよび/またはRFIDタグからのデータを読み取るように提供される、
    請求項１から１１に記載の積層造形装置。
13. 少なくとも一つの加熱エレメントをさらに含み、該加熱エレメントは、前記放射硬化性液を保持する容器;前記供給ユニット;平坦化ユニット;吸引ユニット;放射硬化性液を供給または除去するための前記再コートユニットに接続されたホースシステム;及び前記供給ユニットによって加えられる放射硬化性液を保持する供給容器のうちの一つ以上を加熱するように構成されている、
    請求項１から１２のうちの一項に記載の、再コートユニットを有する積層造形装置。
14. 積層造形装置において生産物を造形するための方法であって、前記装置は、
    -放射硬化性液を保持するための組み立てバットと、
    -造形工程の間、造形される生産物を保持するためのビルドサーフェスを有し、前記組み立てバットに対して所定方向に可動なビルドプラットフォームと、
    -前記組み立てバット内の放射硬化性液をさらすことによって選択的に固めて前記生産物を形成するための硬化放射を提供するための放射源と、
    を有し、
    前記方法は、
    -前記放射硬化性液の表面を硬化放射に選択的にさらすことにより、前記生産物の一部分を形成することと、
    -前記ビルドプラットフォームを前記放射硬化性液の表面から離すことと、
    -追加的な放射硬化性液を前記放射硬化性液の前記表面に供給することと、
    を含む、
    方法。
15. 追加的な放射硬化性液の前記供給は、供給ユニットによって行われ、該供給ユニットは、少なくとも前記放射硬化性液の前記表面の一部をならし、且つならす間、前記追加的な放射硬化性液を再供給するように構成されている、
    請求項１４に記載の方法。
16. 前記供給ユニットは、平坦化ユニットをさらに含み、該平坦化ユニットは、前記供給された追加的な放射硬化性液の少なくとも一部を平坦にするように構成されている、
    請求項１５に記載の方法。
    
    
    
    

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