DE19957370C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Substrates - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines SubstratesInfo
- Publication number
- DE19957370C2 DE19957370C2 DE19957370A DE19957370A DE19957370C2 DE 19957370 C2 DE19957370 C2 DE 19957370C2 DE 19957370 A DE19957370 A DE 19957370A DE 19957370 A DE19957370 A DE 19957370A DE 19957370 C2 DE19957370 C2 DE 19957370C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- substrate
- layer
- shape
- film
- solid surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
- B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C41/20—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. moulding inserts or for coating articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/18—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
- B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/30—Mounting, exchanging or centering
- B29C33/308—Adjustable moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0888—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using transparant moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/02—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C39/10—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. casting around inserts or for coating articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
- B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
- B29C64/135—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
- B29C2035/0827—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using UV radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
- B29C2035/0838—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using laser
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
- B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
- B29C33/48—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles with means for collapsing or disassembling
- B29C33/50—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles with means for collapsing or disassembling elastic or flexible
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
- B29K2995/0037—Other properties
- B29K2995/0072—Roughness, e.g. anti-slip
- B29K2995/0073—Roughness, e.g. anti-slip smooth
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Beschichten eines Substrates mit einer oder mehreren dünnen
Schichten unter Verwendung einer Strahlungsquelle. Bei
derartigen Verfahren und Vorrichtungen wird durch die
Strahlungsquelle ein Schichtrohmaterial durch die hierin
eingebrachte Strahlung in irgendeiner Weise verändert, so dass
das veränderte Schichtrohmaterial dann als Schicht am Substrat
oder einer zuvor aufgebrachten Schicht haften bleibt. Indem
die Strahlung in geeigneter Weise in die gewünschten Bereiche
eingebracht wird, kann dabei ein irgendwie geartetes Muster
erzeugt werden. Dabei ist auch die Schichtdicke einstellbar.
Ein derartiges Beschichtungsverfahren ist insbesondere zur
Herstellung von dreidimensionalen Körpern verwendbar, indem
mehrere dünne, individuell gestaltete Schichten
aufeinanderfolgend erzeugt werden. So sind allgemein unter dem
Begriff Rapid Prototyping entsprechende Verfahren zur
Herstellung von Modellen bekannt. Auch die Stereolithographie
ist hierunter zu subsumieren.
Wie bereits eingangs erwähnt, sind Beschichtungsverfahren, bei
denen mehrere Schichten aufeinanderfolgend hergestellt werden,
indem die Strahlung einer Strahlungsquelle gezielt eingesetzt
wird, um ein Schichtrohmaterial in irgendeiner Weise zu
verändern, zur Herstellung von dreidimensionalen Körpern seit
längerem bekannt. So ist aus der US 4,801,477 ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen
Körpern durch Photopolymerisation bekannt. Hier wird in einem
flüssigen photopolymeren Kunststoff sukzessive durch eine in
den flüssigen Kunststoff eingebrachte Strahlungsquelle auf
einem gegenüberliegenden Substrat eine Schicht mit
vorbestimmter Dicke erzeugt. Gegenüber den allgemein bekannten
Stereolithographie-Verfahren ist hier besonders, dass die
Photopolymerisation nicht an der freien Oberfläche des
flüssigen Kunststoffs erfolgt, sondern in der Flüssigkeit.
Dabei ist die Strahlungsquelle gegenüber dem Substrat sowohl
in der Höhe wie auch in der XY-Richtung verstellbar, so dass
durch Erzeugung vieler kleiner verfestigter
Kunststoffabschnitte ein dreidimensionaler Körper aufgebaut
werden kann.
Gegenüber der Erzeugung einer Veränderung des
Schichtrohstoffes, hier dem flüssigen photopolymeren
Kunststoff, an der freien Oberfläche des Kunststoffbades
werden durch die unterhalb der Oberfläche des Kunststoffes
bewirkte Verhärtung - beispielsweise radikalische
Polymerisation für Acrylatharze, kationische Polymerisation
für Epoxy- und Vinyletherharze - die oftmals bei der
Photopolymerisation an der Oberfläche auftretenden Probleme,
wie Schrumpfen und Abweichen von der Sollstellung, vermieden.
Allerdings tritt hier dann das Problem auf, dass zwischen der
transparenten Schicht zum Durchlass der Strahlung und dem
gegenüberliegenden Substrat bzw. der zuvor erstellten Schicht
die Verhärtung des Schichtrohmaterials erfolgt, so dass die
transparente Schicht der Strahlungsquelle und die chemisch
veränderte, verhärtete Kunststoffschicht fest aneinander
haften. In der Praxis hat sich gezeigt, dass aufgrund dieses
Effektes, der beispielsweise mit dem Haftungseffekt von zwei
angefeuchteten, aneinander liegenden Platten vergleichbar ist,
eine praxisgerechte Lösung für eine solche Vorrichtung bisher
nicht möglich war. Zwar wird in der genannten US 4,801,477
dieses Haftungsproblem angesprochen und als vermeintliche
Lösung angegeben, die transparente starre Schicht des
Strahlers speziell zu beschichten, beispielsweise mit UHMW-
Polyolefin oder fluorinierten Ethylen-Propylen-Copolymeren,
wie beispielsweise verändertem Teflon, jedoch ist damit in der
Praxis das Haftungsproblem nicht erfolgreich zu lösen.
In der US 5,164,128 ist eine Stereolithographiemaschine
offenbart, bei der in einer Ausführungsform eine härtbare
Flüssigkeit auf einer nicht mischbaren, schweren Flüssigkeit
schwimmt. Durch die schwere Flüssigkeit hindurch wird mittels
einer UV-Lichtquelle Energie in die härtbare Flüssigkeit
eingebracht und diese dadurch in dem gewünschten Muster
erhärtet. Somit werden aufeinanderfolgend verschiedene
Schichten eines zu erzeugenden Substrats hergestellt, die
aneinander haften. Nach jedem Belichtungsvorgang erfolgt ein
Hochziehen des Substrats, wodurch sich die ausgehärteten
Schichtteile von der schweren Flüssigkeit ablösen sollen. Zum
einen ist hervorzuheben, dass nach diesseitiger Auffassung
diese Ausführungsform nicht in die Praxis praktisch umsetzbar
ist. So kann ein definiertes Aushärten bei dieser
Ausführungsform mit einer Flüssigkeit als Zwischenschicht
nicht genau genug erfolgen und es dürfte beim Hochziehen des
Substrats zumindest für längere Zeit keine plane Oberfläche
für den nächsten Belichtungsvorgang vorhanden sein. Wenn
überhaupt eine in die Praxis umsetzbare Lösung möglich ist,
bedarf es längerer Beruhigungsphasen, um wieder eine
einwandfreie Schichtung der härtbaren Flüssigkeit und der
schweren Flüssigkeit zu erzielen, was aber äußerst
unwirtschaftlich ist.
Aus der US 5,089,184 ist darüber hinaus ein alternatives
Verfahren zum Herstellen von dreidimensionalen Körpern aus
mehreren Schichten unter Verwendung einer Strahlungsquelle
bekannt, bei dem die Strahlung durch eine
strahlungsdurchlässige starre Bodenfläche in einen flüssigen
photopolymeren Kunststoff eingebracht wird. Gegenüber der
strahlungsdurchlässigen Bodenfläche ist das Substrat
angeordnet, an dem der dreidimensionale Körper aufgebaut wird.
Das Substrat ist von der strahlungsdurchlässigen Bodenfläche
in einem Abstand zu positionieren, dass der jeweils
gewünschten herzustellenden Schichtdicke entspricht.
Aber auch hier tritt das zuvor erläuterte Haftungsproblem
zwischen der starren Bodenfläche und dem Substrat bzw. einer
darauf bereits aufgebrachten Schicht auf. Zur Lösung wird in
diesem Fall vorgeschlagen, jeweils nur sehr kleine Bereiche
einer Schicht herzustellen und nach jedem Bestrahlungsvorgang
durch Vergrößern des Abstandes zwischen der Bodenfläche und
der gerade hergestellten Schicht eine Trennung zu bewirken.
Alternativ wird vorgeschlagen, die Bodenfläche insgesamt
gegenüber dem Substrat um einen gewissen Winkelbetrag zu
kippen. Die erste vermeintliche Lösungsalternative ist, wenn
sie überhaupt in die Praxis umsetzbar ist, mit dem Problem
behaftet, dass der Aufbau einer oder mehrerer Schichten sehr
lange dauert, was die Herstellungskosten für einen
mehrschichtigen Körper stark erhöht. Die zweite vermeintliche
Lösungsalternative ist mit dem Problem behaftet, dass
weiterhin große mechanische Kräfte auf das Substrat und die
darauf anhaftenden Schichten wirken, was zum einen zur
Beschädigung der Schichten führen kann, zum anderen die
Genauigkeit eines zu fertigenden Bauteils beeinflussen kann.
Den zuvor erläuterten bekannten Verfahrensweisen und
Vorrichtungen haben gemein, dass die an sich gegenüber einer
Schichtherstellung an der freien Oberfläche eines
Schichtrohmaterials günstigere Verfahrensweise nicht oder nur
mit nicht akzeptablen Ergebnissen in die Praxis umsetzbar
sind, weil der Abtrennvorgang zwischen der gerade
hergestellten Schicht und der strahlungsdurchlässigen
Gegenfläche bisher nicht beherrschbar ist.
Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht
darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art dahingehend zu verbessern, dass ein leichterer
Abtrennvorgang zwischen der hergestellten Schicht und einer
angrenzenden, gegenüberliegenden Oberfläche durchführbar ist.
Dieses technische Problem wird durch eine Verfahrensweise
gemäß dem Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach dem Anspruch 14
gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren befindet sich das
Schichtrohmaterial zwischen dem Substrat oder einer bereits
auf dem Substrat aufgebrachten Schicht und einer dem Substrat
gegenüberliegenden, formveränderbaren Oberfläche eines
Festkörpers. Durch geeignetes Einbringen von Strahlungsenergie
in das Schichtrohmaterial wird wie beim Stand der Technik
zumindest ein Teil des Schichtrohmaterials verändert, wodurch
es dann an dem Substrat bzw. der zuvor aufgebrachten Schicht
anhaftet. Hiernach erfolgt ein Abtrennen des Substrates mit
der gerade hergestellten und daran anhaftenden Schicht von der
formveränderbaren Festkörperoberfläche, beispielsweise, indem
das Substrat von der formveränderbaren Festkörperoberfläche
weggezogen oder gegenüber dieser verdreht wird. Es wäre aber
auch denkbar, vorzusehen, dass die formveränderbare
Festkörperoberfläche von dem Substrat wegbewegt oder gegenüber
diesem verdreht wird. Alternativ ist auch eine Kombination
dieser zwei Bewegungen möglich.
Das Schichtrohmaterial kann sowohl ein flüssiges, festes oder
gasförmiges Material sein. Diese Materialien sind bereits im
Stand der Technik hinlänglich bekannt. Die entsprechenden
Verfahren werden unter dem Oberbegriff Rapid Prototyping als
u. a. Stereolithographie, Selektives Lasersintern, Fused
Deposition Modelling und Laminated Object Manufactering
bezeichnet. Auf all diese bekannten Verfahren wird hier
ausdrücklich bezug genommen. Auf eine ausführliche Erläuterung
dieser bekannten Verfahren wird aber zur Vermeidung unnötiger
Widerholungen verzichtet.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, anstatt - wie beim
Stand der Technik - eine starre Oberfläche oder eine in der
Praxis problembehaftete Flüssigkeit als Gegenseite zum
Substrat vorzusehen, eine formveränderbare
Festkörperoberfläche einzusetzen. Durch die veränderbare Form
bzw. Geometrie der Festkörperoberfläche, insbesondere einem
flexiblen Schichtelement mit entsprechend veränderbarer
Oberflächengestalt, ist es erstmals möglich, eine neu
hergestellte Schicht leichter von der zur Festlegung der
Schichtdicke und/oder der Schichtform der zu erzeugenden
Schicht dienenden Festkörperoberfläche abzulösen. Das heißt,
eine flexible Festkörperoberfläche ermöglicht einen
problemloseren Trennvorgang. Wie bereits erwähnt, ist es mit
dem neuen Verfahren gemäß der Erfindung zudem auch optional
möglich, die Schichtform - anders gesagt deren
Querschnittsgeometrie oder allgemein das Relief einer neuen
Schicht - vorab durch entsprechende Reliefgestaltung der
formveränderbaren Festkörperoberfläche festzulegen. Damit ist
also erstmals eine Schicht mit unterschiedlichen Dicken
herstellbar. Dabei wird vorteilhafterweise die Energie der
Strahlungsquelle je nach der Dicke des jeweiligen
Schichtbereichs variiert. So sollte beim Einsatz eines Lasers,
bei größerer Schichtdicke die Energie erhöht werden,
entsprechend bei geringerer Schichtdicke des herzustellenden
Schichtbereichs dessen Energie reduziert werden. Es sei hier
nochmals herausgestellt, dass damit erstmals nicht nur plane
Schichten mit gleichmäßiger Dicke herstellbar sind, sondern
auch Schichten mit beliebiger Oberflächengeomtrie. Für den
Fall, dass Bereiche in der herzustellenden Schicht leer, d. h.
nicht mit Schichtmaterial gefüllt, sein sollen, ist dies mit
dem neuen Verfahren problemlos realisierbar. Dazu wird einfach
in dem entsprechenden Bereich ein reeller Kontakt zwischen dem
Substrat oder einer bereits hieran anhaftenden Schicht und der
formveränderbaren Festkörperoberfläche hergestellt. Dies
geschieht optimalerweise dadurch, dass die flexible
Festkörperoberfläche in dem später gewünschten Freiraum ein
Erhöhung bzw. Auswölbung aufweist, die also im Querschnitt
gesehen gegenüber benachbarten Oberflächenbereichen vorstehen.
Damit erweitert sich das mögliche Einsatzspektrum eines
erfindungsgemäßen Verfahrens bedeutend. Beispielsweise könnten
so u. a. auch Platinen oder dergleichen bearbeitet oder
hergestellt werden, indem die entsprechenden Muster mit den
erforderlichen Tiefen geschaffen werden.
Die Erfindung erlaubt auch erstmals den Einsatz von
Schichtrohmaterialien, die sich aus unterschiedlichen
Substanzen zusammensetzen, die wiederum unter verschiedenen
Bedingungen veränderbar, insbesondere aushärtbar sind.
Beispielsweise wäre es denkbar, irgendeinen flüssigen
photopolymeren Kunststoff mit thermoplastischen Bestandteilen
zu vermischen, so dass dann mit verschiedenen
Strahlungsquellen die verschiedenen Substanzen in
unterschiedlichen Bereichen der herzustellenden Schicht
geschaffen werden können. Insbesondere ist für ein
erfindungsgemäßes Verfahren eine Folie oder eine Membran
einsetzbar, die flexibel und/oder elastisch aus ihrer
ursprünglichen Lage, wie sie während der Herstellung der
Schicht eingenommen ist, auslenkbar ist und dabei ihre
ursprüngliche Oberflächenform verändert. So eine Folie kann
beispielsweise aus Silikon, Polyethylen oder PVC bestehen oder
zumindest hiermit beschichtet sein. Es ist selbstverständlich
auch ein anderer dreidimensionaler Festkörper hierfür
einsetzbar, dessen irgendwie geometrisch geartete
Festkörperoberfläche kurzzeitig nachgiebig, flexibel oder
irgendwie formveränderbar ist. Kern der vorliegenden Erfindung
ist also die spezielle Wahl der Festkörperoberfläche, die dem
Substrat gegenüberliegt und die zusammen mit dem Substrat oder
einer bereits zuvor erstellten Schicht die Schichtdicke
und/oder die Schichtoberflächengeometrie der zu erzeugenden
Schicht aus Schichtrohmaterial festlegt. Zum Beispiel nimmt
die Oberfläche des Festkörpers beim Trennvorgang kurzzeitig
eine andere Form ein, die sich von der ursprünglichen
unterscheidet. So wird eine Folie im Querschnitt gesehen
beispielsweise um einen gewissen Betrag ausgelenkt und löst
sich dadurch nach und nach von der daran anhaftenden, gerade
hergestellten Schicht ab, wird aber nach einem vollständigen
Ablösen der Schicht vorteilhafterweise wieder ihre
ursprüngliche Lage und Form einnehmen.
Selbstverständlich ist es auch möglich, anstatt des Substrates
die formveränderbare Festkörperoberfläche zu bewegen oder
beide Teile in einander entgegengesetzte Richtungen zu bewegen
oder gegeneinander zu verdrehen. Bei all diesen Trennvorgängen
ist wesentlich, dass die Festkörperoberfläche in ihrer Form
veränderbar ist, also ihre ursprüngliche geometrische Form
verändert, um den Trennvorgang zu erleichtern. Sie kann, muss
aber nicht mehr in die ursprüngliche Lage zurück kehren.
Das erfindungsgemäße Verfahren wie auch die erfindungsgemäße
Vorrichtung arbeiten grundsätzlich nach den Verfahren, wie sie
bereits im Stand der Technik bekannt sind und insbesondere
zuvor erläutert wurden. All diese bekannten Verfahren sind
aber dahingehend modifiziert, dass nun keine starre
abzulösende Oberfläche vorhanden ist, sondern eine
formveränderbare oder in ihrer Geometrie veränderbare
Festkörperoberfläche eingesetzt wird.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren mit einer
Folie durchführbar, die faltenfrei gespannt ist und beim
Trennvorgang um einen gewissen Betrag aus ihrer ursprünglichen
Ebene ausgelenkt wird. Vorteilhafterweise ist diese Folie
natürlich dann auch wie beim eingangs genannten Stand der
Technik beschichtet, um die Haftung weiter herunterzusetzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auch sowohl mit
einem Laser, dessen Laserstrahl in bekannter Weise durch
Spiegel oder dergleichen abgelenkt wird, durchführen, jedoch
sind auch andere Strahlungsquellen einsetzbar. Die jeweilige
Strahlungsquelle richtet sich natürlich nach dem verwendeten
Schichtrohmaterial.
Das heißt, das Verfahren lässt sich nicht nur mit flüssigen
photopolymeren Kunststoffen durchführen, sondern auch mit
beispielsweise thermisch veränderbaren Flüssigkeiten oder
Feststoffen wie auch Gasen, indem aus der Gasphase
abgeschieden wird. So sind Verfestigungen des
Schichtrohmaterials möglich, Schmelzvorgänge durchführbar,
andere modifizierte Ausführungsformen denkbar, wie
beispielsweise eine besondere Aktivierung oder Passivierung
des Schichtrohmaterials. Das Schichtrohmaterial selbst kann
somit flüssig, pulverförmig, wachsartig oder gasförmig sein.
Gegenüber Verfestigungen an der Oberfläche von flüssigen
photopolymeren Kunststoffen, wie sie bei der bekannten
Stereolithographie bewirkt werden, weist das erfindungsgemäße
Verfahren den Vorteil auf, dass auch nunmehr nicht nur
niedrigviskose, sondern auch hochviskose Materialien
verwendbar sind. Bekanntlich tritt ein sog. Dewetting-Effekt
auf, je dünner eine Flüssigkeit verteilt wird; d. h. die
dünnverteilte Flüssigkeit zieht sich wieder zusammen, so dass
Bereiche entstehen, die nicht mit Schichtrohmaterial bedeckt
sind. Genau dies geschieht beim Wischen an der freien
Oberfläche, wie sie bei der bekannten Stereolithographie
notwendig ist. Würde man nun, um dem Dewetting-Effekt
entgegenzuwirken, eine hochviskose Flüssigkeit einsetzten, so
träte hierbei das Problem auf, dass aufgrund des beim Wischen
entstehenden Geschwindigkeitsprofils sich eine unakzeptable
Welligkeit ergeben würde, die sich auf die Baugenauigkeit
äußerst nachteilig auswirken würde. Da beim erfindungsgemäßen
Verfahren keine freie Oberfläche mehr vorhanden ist, treten
die zuvor genannten Probleme nicht auf, so dass nunmehr auch
hochviskose Materialien wie Kunststoffe, Harze und auch
pulverförmige Festkörper verwendbar sind. Darüber hinaus ist
dadurch, dass keine freie Oberfläche des Schichtrohmaterials
vorliegt, auch eine Kontaktierung mit Umgebungsgasen
vermeidbar, was insbesondere bei flüssigen photopolymeren
Kunststoffen von Vorteil ist. Erstmals ist damit auch weit
weniger Schichtrohmaterial bereitzustellen, da die Bäder weit
weniger tief sein müssen als bisher, was durch die sehr
teueren photopolymeren Kunststoffe hinsichtlich der
notwendigen Bereitstellungskosten äußerst wichtig ist. Dadurch
wird auch die Flexibilität des Verfahrens stark erhöht. So
können nun verschiedene Materialien für verschiedene Schichten
eingesetzt werden. Es ist auch möglich, kostengünstig
verschiedene Stoffe, wie beispielsweise Farben oder
Verstärkungsfasern, in flüssige Kunststoffe beizumischen, was
aufgrund der hohen Kosten für die bisher notwendigen, großen
Kunststoff- oder Harzmengen nicht wirtschaftlich durchführbar
war. Da erstmals die zum Bau eines mehrschichtigen Körpers
notwendige Schichtrohmaterialmenge weitaus geringer ist als
bei den Verfahren, die mit einer freien Oberfläche arbeiten
(Stereolithographie), ist es erstmals auch nicht notwendig,
dass das Schichtrohmaterial eine chemische Langzeitstabilität
aufweist. Bisher war es beispielsweise bei der
Stereolithographie notwendig, die Harze so zu gestalten, dass
diese zumindest mehrere Wochen oder sogar Monate chemisch
stabil sind. Ansonsten wäre keine wirtschaftliche Fertigung
mit diesen sehr teueren Harzen möglich, die ja bekanntlich in
großen Mengen in einer Stereolithographie-Maschine bevorratet
sein müssen. Da bei der Erfindung weitaus weniger
Schichtrohmaterial auf einmal einzusetzen ist, ist deren
chemische Langzeitstabilität kein Kriterium mehr, so dass
bisher aus wirtschaftlichen Erwägungen unbeachtete
Materialien, die aber fertigungstechnische Vorteile haben,
nunmehr zum Einsatz kommen können. So muß theoretisch das
Material zur eine chemische Stabilität haben, die der Bauzeit
einer Schicht entspricht.
Die wesentlichen Merkmale einer Vorrichtung zum Beschichten
eines Substrates mit einer oder mehreren dünnen Schichten
unter Verwendung einer Strahlungsquelle sind ein
Substratträger, an dem das zu beschichtende Substrat
anbringbar ist, ein dem Substrat gegenüberliegender Festkörper
mit formveränderbarer Oberfläche sowie eine Strahlungsquelle
zum Erzeugen einer Strahlung. Mit der Strahlung ist ein
Schichtrohmaterial zwischen dem Substrat oder einer bereits
anhaftenden Schicht und der formveränderbaren
Festkörperoberfläche veränderbar und dadurch am Substrat oder
einer bereits zuvor erzeugten Schicht anhaftbar. Schließlich
ist eine Trennvorrichtung erforderlich, um die hergestellte
Schicht von der formveränderbaren Festkörperoberfläche zu
trennen.
Vorteilhafterweise ist das dem Substrat gegenüberliegende
Element eine Folie, die beispielsweise plan gespannt ist, aber
durch Druck oder Zug senkrecht zur Folienebene auslenkbar ist.
Grundsätzlich sind zwei Ausführungsformen der Vorrichtung
denkbar. Bei der einen, die im Aufbau der US 4,801,477 ähnelt,
ist die formveränderbare Festkörperoberfläche die Oberseite
der Strahlungsquelle, die beispielsweise in einem flüssigen
photopolymeren Kunststoff eingetaucht ist, der eine feste,
starre Oberfläche gegenüberliegt und zwischen denen durch die
Strahlung der Kunststoff in gewünschter Weise erhärtet wird.
Bei dieser Anordnung kann das Schichtrohmaterial natürlich
auch ein zu schmelzendes Pulver oder ein irgendwie gearteter
Festkörper sein. Beispielsweise ist es auch möglich, Wachs
etc. einzusetzen. Die andere Bauweise entspricht der in der US 5,089,184
gezeigten Anordnung (Fig. 2 dieses Standes der
Technik), bei der an einem Substratträger mehrere Schichten
erzeugt werden und die Strahlungsquelle unterhalb einer
strahlungsdurchlässigen Platte angeordnet ist.
Erfindungsgemäß wird nun bei beiden Alternativen die starre
Oberfläche des strahlungsdurchlässigen Teils durch eine
formveränderbare Festkörperoberfläche ersetzt, wie
beispielsweise eine Folie, die insbesondere dehnbar, flexibel
oder elastisch ist.
Wie bei der US 5,089,184 ist es erfindungsgemäß möglich, dass
als Strahlungsquelle ein Laser eingesetzt wird, der je nach
dem verwendeten Schichtrohmaterial ausgestaltet ist und dessen
Strahl in der gewünschten Weise durch eine Ablenkeinrichtung
abgelenkt wird. Außerdem ist aber auch, wie es auch in der US 5,089,184
beschrieben ist, eine flächenbestrahlende
Einrichtung als Strahlungsquelle einsetzbar, wobei dann eine
Maske in dem Strahlengang angeordnet ist, um das gewünschte
Muster in die herzustellende Schicht einzubringen. Die Maske
selbst ist dann vorzugsweise in die Folie integriert, indem
die Folie teilweise strahlungsdurchlässig, teilweise nicht
strahlungsdurchlässig ist. Ein entsprechend wirkende Maske
kann aber als separates Teil der formveränderbaren
Festkörperoberfläche vorgeschaltet sein.
Grundsätzlich ist keine ursprünglich plan vorliegende
formveränderbare Festkörperoberfläche notwendig, es kann auch
eine ursprünglich dreidimensionale Geometrie vorliegen, die
dann beim Trennvorgang eine andere dreidimensionale Geometrie
einnimmt.
Bei einer zuvor genannten Anordnung, bei der die
strahlungsdurchlässige formveränderbare Festkörperoberfläche
gleichzeitig einen Teil oder den ganzen Boden einer
Aufnahmeeinrichtung für den Schichtrohstoff bildet, kann es
vorteilhaft sein, als Stützelement eine strahlungsdurchlässige
starre Unterlage einzusetzen, beispielsweise eine Glasplatte
oder dergleichen. In diesem Fall kann es zur Unterstützung des
Trennvorgangs zweckmäßig sein, zwischen das Stützelement und
die darüberliegende Folie ein Fluid einzubringen. Unter
Umständen kann der Einblasvorgang bereits vor oder nach dem
Trennvorgang beginnen. Idealerweise wird er gleichzeitig mit
Beginn des Trennvorgangs gestartet, d. h. beim Wegbewegen des
Substratträgers oder der Oberfläche. Als Fluid ist
insbesondere Luft einsetzbar, die unter Druck in den
entstehenden Spalt zwischen dem Stützelement und einer der
formveränderbaren Festkörperoberfläche gegenüberliegenden
Seite eingebracht wird.
Es ist hier nochmals abschließend herauszustellen, dass
grundsätzlich alle bekannten Beschichtungsverfahren, bei denen
ein Schichtrohmaterial durch Einsatz von Strahlungsenergie in
gewünschter Weise verändert wird, einsetzbar sind, wobei
zwischen dem zu beschichtenden Teil und einer Gegenfläche -
erfindungsgemäß die erstmals formveränderbare Schicht - die
Schichtdicke und/oder das Schichtrelief begrenzt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die räumliche
Anordnung dieses zu beschichtenden Teils und der Gegenfläche
egal. So kann die zu beschichtende Oberfläche über oder
unterhalb der Gegenfläche angeordnet sein. Genauso ist es aber
auch möglich, die beiden Teile seitlich zueinander anzuordnen,
so dass die herzustellenden Schicht eine im wesentlichen
vertikale oder irgendeinen anderen Winkel zu Horizontalen
aufweist. Dies ist bei freien Oberflächen, wie sie bei der
Stereolithographie notwendig sind, technisch ausgeschlossen.
Durch die wahlweise räumliche Anordnung ist das
erfindungsgemäße Verfahren an alle möglichen räumlichen und
weiteren Bearbeitungssituationen anpassbar.
Im Folgenden sind zur weiteren Erläuterung und zum besseren
Verständnis der Erfindung mehrere Ausführungsbeispiele unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben
und erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer ersten Betriebsphase,
Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer weiteren
Betriebsphase,
Fig. 3 die in der Fig. 1 gezeigte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer weiteren
Betriebsphase,
Fig. 4 die Ausführungsform der Fig. 1 in einer weiteren
Betriebsphase,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer zweiten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer dritten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 7 die Vorrichtung der Fig. 6 in einer anderen
Betriebsphase,
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
die der in der Fig. 1 gezeigten ähnelt, jedoch
modifiziert ist,
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer weiteren
modifizierten Ausführungsform der in Fig. 8 gezeigten
Vorrichtung,
Fig. 10 eine schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit flächenabstrahlender Strahlungsquelle,
Fig. 11 eine schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit dreidimensionaler, formveränderbarer Oberfläche
eines dem Substrat gegenüberliegenden Elements,
Fig. 12 eine schematische Darstellung einer weiteren
modifizierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung und
Fig. 13a)-d) mehrere schematische Querschnitte einer
formveränderbaren Oberfläche, die ein Relief zur
Ausbildung verschiedener Schichtdicken in einer
Schicht hat.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1-4 wird eine erste
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ein
erfindungsgemäßes Verfahren erläutert. Wie in der Fig. 1
schematisch dargestellt, umfasst die Vorrichtung einen
Behälter für einen flüssigen photopolymeren Kunststoff 7. Der
Behälter besteht hier aus einem Metallring oder Rahmen 1, der
bodenseitig mit einer Folie 2 bespannt ist. Die Folienränder
21 sind an der Seitenwand des Metallrings 1 umgelegt und dort
dichtend befestigt, beispielsweise mittels eines Klebebandes.
Die Folie ist hier eine Silikon- oder PE-Folie, die eine
Stärke von einigen µm bis einigen Millimetern, insbesondere
ungefähr 5 µm-1 mm hat. Sie ist faltenfrei im Rahmen 1
gespannt. Der Rahmen 1 ist um eine Mittelachse 11 drehbar
gelagert (nicht gezeigt). Zum Drehen des Rahmens 1 um die
Mittelachse 11 ist ein Reibrad 14 vorhanden, das durch einen
nicht gezeigten Antrieb betrieben wird und an einer ebenfalls
nicht dargestellten Steuerung angeschlossen ist.
Unterhalb des Behälters ist eine Ablenkeinrichtung in Form
eines gesteuerten, beweglichen Spiegels 6 angeordnet, der zur
gerichteten Ablenkung eines Laserstrahls 4, 5 dient. Der
Laserstrahl wird von einer hier schematisch dargestellten
Strahlungsquelle 3, beispielsweise ein UV-Laser, emittiert.
Über dem Behälter ist ein Substratträger 9 angeordnet, der in
Z-Richtung mittels einer nicht gezeigten Steuerung verfahrbar
ist. An dem Substratträger 9 ist ein Substrat 8 in Form einer
Platte befestigt, die beispielsweise mehrere Durchgangslöcher
haben kann oder gitterartig ausgebildet sein kann. Die
Verstellbarkeit des Substratträgers 9 in Z-Richtung ist
äußerst fein. Die Beschichtung des Substrates 8 erfolgt
folgendermaßen, wie es auch aus den Fig. 1-4 ersichtlich
ist. In den Behälter wird der flüssige photopolymere
Kunststoff 7 eingefüllt. Die Füllhöhe über der Folie 2 muss
hier nur wenig mehr als die gewünschte Schichtdicke der zu
erzeugenden Schicht sein, was bedeutend weniger ist als bei
einer Vorrichtung, die eine Erhärtung des flüssigen
Photopolymers an einer freien Oberfläche durchführt, also mit
einem Wischer arbeitet.
Der Substratträger 9 wird nach unten in das flüssige
Photopolymer eingetaucht, und zwar soweit, dass der Abstand
zwischen dem Substrat und der dem Substrat 8 zugewandten
Oberfläche 2a gleich der Schichtdicke d der zu erzeugenden
Schicht ist. Je nach der Viskosität des Schichtrohstoffes,
hier der flüssige photopolymere Kunststoff 7, ist auch bei
sehr dünnen Schichtdicken d beim Herunterfahren des Substrates
8 gewährleistet, dass der Spalt zwischen den beiden
gegenüberliegenden Elementen 8 und 2a vollständig mit
Schichtrohmaterial 7 gefüllt ist. Bei hochviskosen
Flüssigkeiten kann es unter Umständen zweckmäßig sein, mehrere
Durchgangslöcher oder ein Gitter in dem Substrat 8 vorzusehen,
die einen Durchtritt von Flüssigkeit zulassen, damit sich beim
Eintauchen des Substrates 8 in den Schichtrohstoff 7 dieser
vollständig, ohne Lufteinschlüsse zwischen der Folie 2 und dem
Substrat 8 verteilen kann.
Ist die Schichtdicke d erreicht, wird der Laser 3 aktiviert
und der Laserstrahl 4 mit Hilfe der Spiegeleinrichtung 6 in
dem gewünschten Muster abgelenkt. Der abgelenkte Laserstrahl 5
trifft durch die Folie 2 hindurchtretend auf den flüssigen
photopolymeren Kunststoff mit der Schichtdicke d. An
denjenigen Stellen, an denen der Strahl auftrifft, wird durch
eine chemische Reaktion das Schichtrohmaterial 7 verändert, es
verhärtet sich. Es entstehen erhärtete Bereiche 10, die an dem
Substratträger 8 anhaften. Eine Anhaftung erfolgt auch an der
Oberfläche 2a der Folie 2. Dort ist sie allerdings
unerwünscht.
Es wird nun, wie bereits bei einem mehrschichtigen Modell in
der Fig. 3 gezeigt, der Substratträger 9 von der Folie 2
wegbewegt. Durch die anfängliche starke Haftung der Oberfläche
2a an der gerade erzeugten Schicht 10 wird die Folie 2 aus
ihrer ursprünglichen Lage ausgelenkt und nimmt die Lage 2'
ein. Die Lage löst sich dann aber von der zuletzt erzeugten
Schicht 10 ab und kehrt aufgrund der hier vorhandenen
Flexibilität und Elastizität wieder in ihre Ursprungslage
zurück. Dabei fließt flüssiger Kunststoff 7 in den
entstehenden Spalt zurück. Durch Absenken des Substratträgers
9 und damit des Substrats 8 kann zwischen der Folienoberfläche
2a und der zuletzt erzeugten Schicht 10 erneut ein gewünschter
Abstand d, der sich u. U. von dem vorherigen Abstand d
unterscheidet, eingestellt werden. Durch erneute Aktivierung
des Lasers kann dann eine weitere Schicht 10 gewünschten
Musters erzeugt werden. Dieser letzte Zustand ist in der Fig.
4 gezeigt. Wie ersichtlich, ist ein mehrschichtiges Modell
geschaffen, das irgendeine dreidimensionale Gestalt aufweisen
kann und dessen Schichten 10 unterschiedliche Dicke d haben,
je nach dem, wie der Abstand zwischen der Folienoberfläche 2a
und der zuvor erzeugten Schicht 10 eingestellt wurde.
Bei der Einbringung des Laserstrahls 5 in den Schichtrohstoff
7 werden randseitig der erhärteten Bereiche 10 in dem
flüssigen Photopolymer chemische Reaktionen bewirkt, so dass
einzelne verfestigte, lose Teilchen, die nicht an der Schicht
10 haften, im flüssigen Photopolymerbad verbleiben. Um
Qualitätseinbußen bei der darauffolgenden zu erzeugenden
Schicht zu vermeiden, wird hier über das Reibrad 14 das
gesamte Behältnis um einen gewissen Winkelbetrag gedreht. Das
Drehen kann während, gleichzeitig oder auch kurz vor dem nach
oben Bewegen des Supportträgers 9 beginnen. Damit ist
gewährleistet, dass möglichst reiner Kunststoff für die neu zu
erstellende Schicht 10 vorhanden ist. Wenn das Drehen
gleichzeitig mit dem Hochfahren des Supportträgers 9 beginnt,
oder kurz zuvor, wird das Abtrennen der erhärteten Schicht 10
von der Folienoberfläche 2 zusätzlich unterstützt.
Aus den obigen Erläuterungen zu dem Verfahren gemäß den Fig. 1
-4 ist erkennbar, das natürlich nach jeder erzeugten Schicht
10 durch Austausch des Behältnisses auch ein anderes
Schichtrohmaterial 7 für die Schichten 10 verwendet werden
kann. So ist erstmals auch ein Körper aus mehreren Schichten
aus unterschiedlichen Materialien herstellbar. Beispielsweise
können auch verschiedene Farben dem jeweiligen
Schichtrohmaterial 7 beigemischt werden, oder auch
Zusatzstoffe wie Glasfasern, etc., um die Festigkeit des
fertigen Modells zu erhöhen.
Aus der Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ersichtlich. Hier ist ein Rahmen
1 bodenseitig mit der Folie 2 versehen. In der gezeigten X-
Richtung sind verschiedene Abteile durch Unterteilungen 26
gebildet, die verschiedene Schichtrohstoffe 23, 24, 25
enthalten. Der gesamte Rahmen 1 mit der Folie und den
verschiedenen Schichtrohmaterialien 23, 24, 25 ist in X-
Richtung verschiebbar. So kann gemäß der zuvor erläuterten
Verfahrensweise eine oder mehre Schichten mit dem
Schichtrohmaterial 23 am Substrat 8 gebildet werden. Dann wird
ein anderes Schichtrohmaterial 24 unter das Substrat 8
verfahren und eine oder mehrere Schichten aus diesem
Schichtmaterial 24 gefertigt. In gleicher Weise kann das
Schichtrohmaterial 25 eingesetzt werden. Selbstverständlich
ist es auch möglich, den Substratträger 9 nicht nur in Z-
sondern auch in X-Richtung zu verfahren. Dabei bleibt der
Behälter mit den verschiedenen Schichtrohmaterialien ortsfest.
In dieser Figur ist die Strahlungsquelle 3 nicht dargestellt,
das Verfahren ist aber ansonsten wie gemäß den Fig. 1-4
durchzuführen.
Aus den Fig. 6 und 7 ist eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung ersichtlich. Die hier
schematisch dargestellte Vorrichtung umfasst eine als
Endlosband ausgebildete Folie 30, die an Umlenkrollen 31
umläuft. Zwischen den zwei oberen Umlenkrollen 31 erstreckt
sich ein ebener Folienabschnitt. Die Folienaußenseite 30a ist
einem Substrat 8 an einem Substratträger 9 zugewandt. Wie bei
den zuvor genannten Ausführungsformen ist hier der
Substratträger 9 in Z-Richtung beweglich. Unterhalb der Folie
30 ist wiederum eine Strahlungsquelle vorhanden, deren Strahl
4 durch eine Umlenkeinrichtung 6 in gewünschter Weise auf das
Substrat zu richten ist. In dem ebenen Flächenabschnitt der
Folie 30 sind oberhalb der Folienoberfläche 30a mehrere
Speichervorrichtungen 32, 33, 34 für verschiedene flüssige,
feste, pulverförmige oder hochviskose Schichtrohmaterialien
angeordnet. Je nach Bedarf wird aus den gezeigten Speichern 32
-34 auf die Folienoberfläche 30a eine Schicht aufgebracht und
durch eine Glättungseinrichtung 35 glattgestrichen, so dass
die dann entstehende Schicht 36 auf der Folienoberfläche 30a
eine vorbestimmte Dicke d' aufweist.
Durch Transport der Folie 30 in Pfeilrichtung wird diese
Schicht 36 unter das Substrat 8 verfahren. Dann wird das
Substrat 8 bzw. eine bereits erstellte Schicht 10 mit dieser
Schicht berührend in Kontakt gebracht oder darin eingetaucht,
wie es in der Fig. 7 gezeigt ist, je nachdem, welche
Schichtdicke gewünscht wird. Dann wird die Strahlungsquelle 3
aktiviert und durch die Folie 30 hindurch der vorbestimmte
Bereich des Schichtrohmaterial 36 durch die eingebrachte
Strahlungsenergie so verändert, dass eine Beschichtung 10 mit
gewünschtem Muster am Substrat 8 oder einer bereits zuvor
aufgebrachten Schicht 10 hergestellt wird. Dann wird der
Substratträger 9 mit dem Substrat 8 in Z-Richtung nach oben
verfahren und das Folienband 30 weitertransportiert, wo über
einen Abstreifer 38 das "verbrauchte" Schichtrohmaterial 37
vom Folienband 30 abgestreift und wieder aufbereitet oder
unmittelbar wider der zugehörigen Speichereinrichtung 32-34
zugeleitet wird. Für die nächste Schicht kann dann das gleiche
oder ein anderes Schichtrohmaterial aus einem anderen Speicher
32-34 auf das Folienband 30 aufgebracht werden. Indem die
Einrichtung 35 ebenfalls in Z-Richtung verschiebbar ist, ist
die gewünschte Schichtdicke d' einstellbar.
In der Fig. 8 ist eine modifizierte Ausführungsform der in den
Fig. 1-4 gezeigten Vorrichtung schematisch dargestellt. Hier
ist unterhalb der Folie 2 eine Glasplatte 12 vorhanden, die
zur Abstützung der Folie 2 dient. Sie ist ebenfalls für den
abgelenkten Laserstrahl 5 durchlässig. Ferner weist diese
Platte 12 eine oder mehrere Luftzuführungsöffnungen 13 auf, in
die Luft oder ein anderes Fluid einbringbar ist, um während
des Hochziehens des Substratträgers 9 das Fluid zwischen die
Folie 2 und die Glasplatte 12 einzubringen, wodurch der
Trennvorgang der erhärteten Schicht 10 aus Schichtrohmaterial
7 und der Folienoberfläche 2a noch zusätzlich unterstützt
wird.
Bei der in der Fig. 9 dargestellten Ausführungsform ist die in
der Fig. 8 gezeigte Vorrichtung dahingehend verändert, dass
mehrere Laserquellen 3, 3' vorhanden sind, so dass mehrere
Laserstrahlen zur Erzeugung einer Schicht gleichzeitig
aktiviert werden, wodurch die Bearbeitungszeiten für die
Herstellung einer Schicht verringert werden können oder auch
unterschiedliche Materialien im Schichtrohmaterial
gleichzeitig verändert bzw. bei verschiedenen Photopolymeren
verhärtet werden können.
Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsformen ist bei
der in der Fig. 10 schematisch dargestellten Vorrichtung keine
Strahlungsquelle mit einem Strahl 4, 5 eingesetzt, sondern
eine Strahlungsquelle 3", die eine diffuse- oder flächige
Ausstrahlung 4' bewirkt. Die Folie 2' ist hier als Maske
ausgebildet, d. h. sie enthält Folienabschnitte 2b, die
strahlungsdurchlässig sind und andere Abschnitte, die nicht
strahlungsdurchlässig sind. Damit ist es möglich, ein
vorbestimmtes Muster in der bereits zuvor erläuterten Weise
durch chemische Veränderung des Schichtrohstoffs 7 am Substrat
8 zu erzielen. Die Folie selbst weist wiederum eine
formveränderbare Oberfläche 2a auf, d. h. die Folie ist hier
flexibel. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Maske
nicht in der Folie 2' zu integrieren, sondern in einer
darunter liegenden Glasplatte, wie es beispielsweise auch in
der Fig. 9 oder 8 gezeigt ist.
In der Fig. 11 ist schematisch eine Vorrichtung gezeigt, bei
der ein zumindest im Bereich einer Oberfläche 40a elastischer
oder flexibler Körper 40 als Aufnahmebecken für den
Schichtrohstoff 43 dient und mit einer dreidimensionalen,
formveränderbaren Oberfläche 40a ausgestattet ist. Der Körper
besteht beispielsweise aus einem strahlungsdurchlässigen
Silikongummi oder einem anderen strahlungsdurchlässigen,
elastischen Kunststoff oder dergleichen. Durch den Körper 40
hindurch ist wiederum ein in gewünschter Weise abgelenkter
Laserstrahl 5 in den Schichtrohstoff 43 einbringbar, so dass
an einem Substrat 45, das an einem Substratträger 9 befestigt
ist, eine dreidimensionale Schicht 44 erzeugt wird. Nach der
Herstellung der Schicht 44 am Substrat 45 wird wiederum der
Substratträger 9 in Z-Richtung nach oben verfahren, wodurch
durch die elastische Ausbildung des Körpers 40 ein Nachgeben
der Oberfläche 2a, das heißt eine Formveränderung, möglich
ist, so dass der Trennvorgang zwischen der erhärteten Schicht
44 und der Oberfläche 40a erleichtert ist.
In der Fig. 12 ist eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Hier erstreckt sich die
Folie 2 längs eines länglichen Beckens mit flüssigem
photopolymeren Kunststoff 7. Mit einer ersten Strahlungsquelle
wird ein erster Bereich 10' erhärtet, allerdings ist die
Energie des Laserstrahls 5 hier, so eingestellt, dass keine
Erhärtung bis zur freien Oberfläche des Kunststoffes 7
erfolgt. Dann wird die Folie mit dem Bereich 10' weiterbewegt
bis zum Substrat 8. Hier erfolgt in der zuvor beschriebenen
Weise eine Erhärtung des noch flüssigen Materials 7 zwischen
dem abgesenkten Substrat und dem bereits erhärteten Bereich
10'. Der Laserstrahl 5 wird dabei durch den zuerst gehärteten
Bereich 10' geführt.
Schließlich zeigen die verschiedenen schematischen
Querschnitte einer Folie gemäß der Fig. 13a)-d)
verschiedene Oberflächengestaltungen einer Gegenfläche 50a-
50d, die selbst natürlich verformbar ist, insbesondere
elastisch ist. So ist in der Fig. 13a) eine plane Oberfläche
50a gezeigt, die zur Herstellung einer Schicht 10a mit
gleichmäßiger Dicke dient.
Die Fig. 13b) zeigt eine Oberfläche 50b mit Relief zur
Bildung zweier verschiedener Schichtdicken d1 und d2. Damit
wird eine Schicht 10b mit verschieden Schichtstärken
geschaffen.
Die Fig. 13c) zeigt schematisch eine Ausbildung der
Oberfläche 50c, die nicht nur zur Bildung verschiedener
Schichtdicken d1 und d2 dient, sondern ein richtiges Relief
aufweist, mit dem verschiedene Konturen in der herzustellenden
Schicht 10c ausgebildet werden.
Schließlich zeigt die Fig. 13d eine Konfiguration, mit der
dadurch, dass nicht nur die Folienoberfläche 10d ein Relief
aufweist, sondern auch das zu beschichtende Substrat 8, eine
Schicht 10d mit einem Relief auf zwei Seiten herstellbar ist.
Claims (33)
1. Verfahren zum Beschichten eines Substrats (8) mit einer
oder mehreren dünnen Schichten (10) unter Verwendung einer
Strahlungsquelle (3), bei dem
- a) ein Schichtrohmaterial (7) zwischen dem Substrat (8) und einer dem Substrat (8) gegenüberliegenden formveränderbaren Oberfläche (2a, 30a, 40a) eines Festkörpers (2, 30, 40) vorhanden ist,
- b) zumindest ein Teil des Schichtrohmaterials (7) durch geeignetes Einbringen von Strahlungsenergie (6) verändert wird und dadurch an dem Substrat (8) anhaftet und
- c) die nun am Substrat (8) anhaftende Schicht (10) von der formveränderbaren Festkörperoberfläche (2a, 30a, 40a) getrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte a)-
c) wiederholt durchgeführt werden, wobei dann die
Verfahrensschritte wie folgt abgewandelt werden:
- 1. a') ein Schichtrohmaterial (7) ist zwischen der zuvor erzeugten Schicht (10) und der dem Substrat (8) gegenüberliegenden formveränderbaren Festkörperoberfläche (2a, 30a, 40a) vorhanden,
- 2. b') das Schichtrohmaterial (7) wird durch geeignetes Einbringen von Strahlungsenergie (6) in der gewünschten Dicke (d) und dem gewünschten Muster verändert und haftet dabei an der zuvor erzeugten Schicht (10) an und
- 3. c') die zuletzt hergestellte Schicht (10) wird von formveränderbaren Festkörperoberfläche (2a, 30a, 40a) getrennt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem
Substrat (8) und der formveränderbaren Festkörperoberfläche
(2a, 30a, 40a) auf die gewünschte Schichtdicke (d) der
herzustellenden Schicht (10) eingestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der
einen Arbeitsgang zuvor erstellten Schicht (10) und der
formveränderbaren Festkörperoberfläche (2a, 30a, 40a) auf
die gewünschte Schichtdicke (d) eingestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt c)
und/oder der Verfahrensschritt c') dadurch durchgeführt
werden, dass der Abstand zwischen dem Substrat (8) und der
formveränderbaren Festkörperoberfläche (2a, 30a, 40a)
vergrößert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das Substrat (8) von der
formveränderbaren Festkörperoberfläche (2a, 30a, 40a)
wegbewegt wird oder die formveränderbare
Festkörperoberfläche von dem Substrat (8) wegbewegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt c)
und/oder der Verfahrensschritt c') dadurch durchgeführt
werden, dass das Substrat (8) und die formveränderbare
Festkörperoberfläche (2a, 30a, 40a) gegeneinander verdreht
werden.
8. Verfahren nach Anspruch 3 und 5, dadurch
gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt c)
und/oder der Verfahrensschritt c') dadurch durchgeführt
werden, dass eine translatorische und eine rotatorische
Bewegung des Substrats (8) und/oder der formveränderbaren
Festkörperoberfläche (2a, 30a, 40a) überlagert werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Folie (2),
insbesondere eine elastische oder elastisch gelagerte
Folie, verwendet wird, um so die formveränderbare
Festkörperoberfläche (2a, 30a) bereitzustellen.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die
formveränderbare Festkörperoberfläche (2a, 30a) für die von
der Strahlungsquelle (3) ausgehende Strahlung (4, 5)
durchlässig ist und die Strahlung (4, 5) durch die
strahlungsdurchlässige Festkörperoberfläche hindurch in das
Schichtrohmaterial (7) eingebracht wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als
Strahlungsquelle (3) ein Laser eingesetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (4, 5) durch
gesteuerte Strahlablenkung (6) in dem gewünschten Muster in
das Schichtrohmaterial (7) gelenkt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass damit ein
dreidimensionaler, aus einer Vielzahl von dünnen Schichten
(10) erhärteten Materials gebildeter Körper hergestellt
wird.
14. Vorrichtung zur Beschichtung eines Substrats (8) mit einer
oder mehreren dünnen Schichten (10), mit
einem Substratträger (9), an dem das Substrat (8) anbringbar ist,
einem dem Substrat (8) gegenüberliegenden Festkörper (2, 30, 40) mit formveränderbarer Oberfläche (2a, 30a, 40a),
einer Strahlungsquelle (3) zum Erzeugen einer Strahlung (4, 5), mit der ein Schichtrohmaterial (7) veränderbar und dadurch am Substrat (8) oder einer bereits zuvor erzeugten Schicht (10) anhaftbar ist, und
einer Einrichtung zum voneinander Trennen einer hergestellten Schicht (10) von der formveränderbaren Festkörperoberfläche (2a, 30a, 40a).
einem Substratträger (9), an dem das Substrat (8) anbringbar ist,
einem dem Substrat (8) gegenüberliegenden Festkörper (2, 30, 40) mit formveränderbarer Oberfläche (2a, 30a, 40a),
einer Strahlungsquelle (3) zum Erzeugen einer Strahlung (4, 5), mit der ein Schichtrohmaterial (7) veränderbar und dadurch am Substrat (8) oder einer bereits zuvor erzeugten Schicht (10) anhaftbar ist, und
einer Einrichtung zum voneinander Trennen einer hergestellten Schicht (10) von der formveränderbaren Festkörperoberfläche (2a, 30a, 40a).
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Folie (2) vorhanden ist,
deren eine formveränderbare Festkörperoberfläche (2a, 30a)
dem Substrat (8) zugewandt ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, dass die Folie (2) zumindest Teil
eines Bodens eines Behälters (1) ist und die
Strahlungsquelle (3) so angeordnet ist, dass deren
Strahlung (4, 5) durch die Folie (2) in das
Schichtrohmaterial (7) einbringbar ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-16, dadurch
gekennzeichnet, dass die formveränderbare
Festkörperoberfläche (10) plan ist oder ein Relief
aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-17, dadurch
gekennzeichnet, dass die Folie (2) eine Dicke von
1 µ-3 cm, insbesondere 2 µ-15 µ hat.
19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass der Substratträger (9)
beweglich gelagert ist und eine Steuerung vorhanden ist,
mit der der Substratträger (9) entsprechend dem gewünschten
Abstand zur formveränderbaren Festkörperoberfläche (2a,
30a) einstellbar ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-19, dadurch
gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle ein
Laser (3) ist und eine Ablenkeinrichtung (6) vorhanden ist,
mit der der vom Laser (3) ausgehende Strahl (4, 5) in der
gewünschten Richtung ablenkbar ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle eine
flächenbestrahlende Einrichtung (3") ist und eine Maske in
dem Strahlengang angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, dass die Maske in der Folie (3")
integriert ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass ein dreidimensionaler
Festkörper (40) mit dreidimensionaler formveränderbarer
Festkörperoberfläche (40a) vorhanden ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, dass die Folie (2, 30) auf der
nicht mit dem Schichtrohmaterial (7) in Kontakt kommenden
Seite von einem Stützelement (12) unterstützt ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch
gekennzeichnet, dass das Stützelement eine
zumindest in einem Abschnitt strahlungsdurchlässige Platte
(12) ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (13)
vorhanden ist, mit der ein Fluid zwischen die Folie (2, 30)
und dem Stützelement (12) einbringbar ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch
gekennzeichnet, dass die Einrichtung (13) zum
Einbringen eines Fluids zum Einblasen von Luft ausgebildet
ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-27, dadurch
gekennzeichnet, dass die Folie als Endlosband (30)
ausgebildet ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest eine
Zuführeinrichtung (32, 33, 34) vorhanden ist, mit der ein
Schichtrohmaterial (36) auf die Folie (30) aufbringbar ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Einrichtung vorhanden
ist, mit der der Festkörper (2) mit formveränderbarer
Festkörperoberfläche (2a) unterhalb des Substrats (8) um
einen Längen- und/oder Winkelbetrag gegenüber dem Substrat
versetzbar ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch
gekennzeichnet, dass der Substratträger (9) um
einen Längen- und/oder Winkelbetrag gegenüber dem darunter
befindlichen Schichtrohmaterial (7) versetzbar ist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung darin
besteht, dass der Substratträger (9) beweglich angeordnet
ist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung darin
besteht, dass die formveränderbare Festkörperoberfläche
(10) gegenüber dem Substrat (8) wegbewegbar angeordnet ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19957370A DE19957370C2 (de) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Substrates |
AU21638/01A AU2163801A (en) | 1999-11-29 | 2000-11-29 | Method and device for coating a substrate |
PCT/EP2000/011977 WO2001040866A2 (de) | 1999-11-29 | 2000-11-29 | Verfahren und vorrichtung zum beschichten eines substrates |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19957370A DE19957370C2 (de) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Substrates |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19957370A1 DE19957370A1 (de) | 2001-06-13 |
DE19957370C2 true DE19957370C2 (de) | 2002-03-07 |
Family
ID=7930702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19957370A Expired - Lifetime DE19957370C2 (de) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Substrates |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU2163801A (de) |
DE (1) | DE19957370C2 (de) |
WO (1) | WO2001040866A2 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8172562B2 (en) | 2002-08-02 | 2012-05-08 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Device and method for producing a three-dimensional object by means of a generative production method |
US8465689B2 (en) | 2007-01-17 | 2013-06-18 | 3D Systems, Inc. | Elevator and method for tilting solid image build platform for reducing air entrainment and for build release |
CN104011593A (zh) * | 2011-09-26 | 2014-08-27 | 3D***公司 | 三维成像***、其部件以及三维成像的方法 |
US20160185045A1 (en) * | 2014-12-31 | 2016-06-30 | Google Inc. | Voxel 3D Printer |
US20210060850A1 (en) * | 2017-12-31 | 2021-03-04 | Stratasys Ltd. | 3d printing to obtain a predefined surface quality |
Families Citing this family (76)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004061836C5 (de) * | 2004-12-22 | 2010-09-23 | Gangolf Jobb | Schichtweiser Aufbau von Festkörpern durch zweistufigen Materialtransport über eine rotierende Scheibe |
US7758799B2 (en) * | 2005-04-01 | 2010-07-20 | 3D Systems, Inc. | Edge smoothness with low resolution projected images for use in solid imaging |
US7906061B2 (en) | 2005-05-03 | 2011-03-15 | 3D Systems, Inc. | Bubble-free cross-sections for use in solid imaging |
US7931460B2 (en) | 2006-05-03 | 2011-04-26 | 3D Systems, Inc. | Material delivery system for use in solid imaging |
US7467939B2 (en) | 2006-05-03 | 2008-12-23 | 3D Systems, Inc. | Material delivery tension and tracking system for use in solid imaging |
EP1880832A1 (de) * | 2006-07-18 | 2008-01-23 | Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Verfahren und System zur schichtweisen Herstellung eines greifbaren Gegenstandes |
US9415544B2 (en) * | 2006-08-29 | 2016-08-16 | 3D Systems, Inc. | Wall smoothness, feature accuracy and resolution in projected images via exposure levels in solid imaging |
US7731887B2 (en) | 2007-01-17 | 2010-06-08 | 3D Systems, Inc. | Method for removing excess uncured build material in solid imaging |
US8221671B2 (en) | 2007-01-17 | 2012-07-17 | 3D Systems, Inc. | Imager and method for consistent repeatable alignment in a solid imaging apparatus |
US7614866B2 (en) * | 2007-01-17 | 2009-11-10 | 3D Systems, Inc. | Solid imaging apparatus and method |
US7706910B2 (en) | 2007-01-17 | 2010-04-27 | 3D Systems, Inc. | Imager assembly and method for solid imaging |
US8105066B2 (en) | 2007-01-17 | 2012-01-31 | 3D Systems, Inc. | Cartridge for solid imaging apparatus and method |
US7771183B2 (en) | 2007-01-17 | 2010-08-10 | 3D Systems, Inc. | Solid imaging system with removal of excess uncured build material |
US10226919B2 (en) | 2007-07-18 | 2019-03-12 | Voxeljet Ag | Articles and structures prepared by three-dimensional printing method |
DE102007050953A1 (de) | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Voxeljet Technology Gmbh | Vorrichtung zum schichtweisen Aufbau von Modellen |
EP2072223B1 (de) | 2007-12-18 | 2013-07-03 | Hendrik John | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten aus verschiedenartigen Materialien und/oder mit verschiedenartigen Strukturen mittels Rapid Prototyping / Rapid Manufacturing |
WO2010045951A1 (de) | 2008-10-20 | 2010-04-29 | Technische Universität Wien | Vorrichtung und verfahren zur verarbeitung von lichtpolymerisierbarem material zum schichtweisen aufbau eines formkörpers |
US8048359B2 (en) | 2008-10-20 | 2011-11-01 | 3D Systems, Inc. | Compensation of actinic radiation intensity profiles for three-dimensional modelers |
WO2010045950A1 (de) | 2008-10-20 | 2010-04-29 | Ivoclar Vivadent Ag | Vorrichtung und verfahren zur verarbeitung von lichtpolymerisierbarem material zum schichtweisen aufbau von formkörpern |
EP2272653A1 (de) * | 2009-07-07 | 2011-01-12 | TNO Bedrijven B.V. | Verfahren und Vorrichtung zur schichtweisen Herstellung eines dreidimensionalen Objektes |
WO2010074566A1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Method and apparatus for layerwise production of a 3d object |
US8777602B2 (en) | 2008-12-22 | 2014-07-15 | Nederlandse Organisatie Voor Tobgepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Method and apparatus for layerwise production of a 3D object |
US8678805B2 (en) | 2008-12-22 | 2014-03-25 | Dsm Ip Assets Bv | System and method for layerwise production of a tangible object |
EP2301741A1 (de) * | 2009-09-28 | 2011-03-30 | Siemens Medical Instruments Pte. Ltd. | Im Ohr tragbare Gehäuseschale oder Otoplastik |
DE102010006939A1 (de) | 2010-02-04 | 2011-08-04 | Voxeljet Technology GmbH, 86167 | Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle |
DE102010013732A1 (de) | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Voxeljet Technology Gmbh | Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle |
DE102010014969A1 (de) | 2010-04-14 | 2011-10-20 | Voxeljet Technology Gmbh | Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle |
DE102010015451A1 (de) | 2010-04-17 | 2011-10-20 | Voxeljet Technology Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Objekte |
DE102010020158A1 (de) * | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung sowie Verfahren zur Erzeugung dreidimensionaler Strukturen |
DE102010056346A1 (de) | 2010-12-29 | 2012-07-05 | Technische Universität München | Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Modellen |
DE102011007957A1 (de) | 2011-01-05 | 2012-07-05 | Voxeljet Technology Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Aufbauen eines Schichtenkörpers mit wenigstens einem das Baufeld begrenzenden und hinsichtlich seiner Lage einstellbaren Körper |
DE102011001905A1 (de) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | Firma Votteler Lackfabrik GmbH & Co. KG | Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenbeschichtung von dreidimensional verformten Bauteilen |
DE102011111498A1 (de) | 2011-08-31 | 2013-02-28 | Voxeljet Technology Gmbh | Vorrichtung zum schichtweisen Aufbau von Modellen |
US8691476B2 (en) | 2011-12-16 | 2014-04-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | EUV mask and method for forming the same |
DE102012004213A1 (de) | 2012-03-06 | 2013-09-12 | Voxeljet Technology Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle |
DE102012010272A1 (de) | 2012-05-25 | 2013-11-28 | Voxeljet Technology Gmbh | Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Modelle mit speziellen Bauplattformen und Antriebssystemen |
DE102012012363A1 (de) | 2012-06-22 | 2013-12-24 | Voxeljet Technology Gmbh | Vorrichtung zum Aufbauen eines Schichtenkörpers mit entlang des Austragbehälters bewegbarem Vorrats- oder Befüllbehälter |
US9034237B2 (en) | 2012-09-25 | 2015-05-19 | 3D Systems, Inc. | Solid imaging systems, components thereof, and methods of solid imaging |
DE102012020000A1 (de) | 2012-10-12 | 2014-04-17 | Voxeljet Ag | 3D-Mehrstufenverfahren |
DE102013004940A1 (de) | 2012-10-15 | 2014-04-17 | Voxeljet Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Modellen mit temperiertem Druckkopf |
DE102012022859A1 (de) * | 2012-11-25 | 2014-05-28 | Voxeljet Ag | Aufbau eines 3D-Druckgerätes zur Herstellung von Bauteilen |
DE102013003303A1 (de) | 2013-02-28 | 2014-08-28 | FluidSolids AG | Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einer wasserlöslichen Gussform sowie Materialsystem zu deren Herstellung |
AT514493B1 (de) * | 2013-06-17 | 2015-04-15 | Way To Production Gmbh | Anlage zum schichtweisen Aufbau eines Körpers und Wanne hiefür |
DE102013018182A1 (de) | 2013-10-30 | 2015-04-30 | Voxeljet Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Modellen mit Bindersystem |
DE102013018031A1 (de) | 2013-12-02 | 2015-06-03 | Voxeljet Ag | Wechselbehälter mit verfahrbarer Seitenwand |
BE1024052B1 (nl) | 2013-12-03 | 2017-11-08 | Layerwise N.V. | Werkwijze en inrichting voor het kalibreren van meerdere energiestralen voor het additief vervaardigen van een object |
DE102013020491A1 (de) | 2013-12-11 | 2015-06-11 | Voxeljet Ag | 3D-Infiltrationsverfahren |
EP2886307A1 (de) | 2013-12-20 | 2015-06-24 | Voxeljet AG | Vorrichtung, Spezialpapier und Verfahren zum Herstellen von Formteilen |
DE102014004692A1 (de) * | 2014-03-31 | 2015-10-15 | Voxeljet Ag | Verfahren und Vorrichtung für den 3D-Druck mit klimatisierter Verfahrensführung |
DE102014007584A1 (de) | 2014-05-26 | 2015-11-26 | Voxeljet Ag | 3D-Umkehrdruckverfahren und Vorrichtung |
EP3174651B1 (de) | 2014-08-02 | 2020-06-17 | voxeljet AG | Verfahren und gussform, insbesondere zur verwendung in kaltgussverfahren |
US10166725B2 (en) | 2014-09-08 | 2019-01-01 | Holo, Inc. | Three dimensional printing adhesion reduction using photoinhibition |
US20160176112A1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-06-23 | Full Spectrum Laser, LLC | Release liner/layer, system and method of using the same with additive manufacturing |
US10118343B1 (en) * | 2014-12-19 | 2018-11-06 | X Development Llc | Fabrication baseplate with anchor channels |
DE102015006533A1 (de) | 2014-12-22 | 2016-06-23 | Voxeljet Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mit Schichtaufbautechnik |
DE102015003372A1 (de) | 2015-03-17 | 2016-09-22 | Voxeljet Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mit Doppelrecoater |
DE102015006363A1 (de) | 2015-05-20 | 2016-12-15 | Voxeljet Ag | Phenolharzverfahren |
DE102015011503A1 (de) | 2015-09-09 | 2017-03-09 | Voxeljet Ag | Verfahren zum Auftragen von Fluiden |
DE102015011790A1 (de) | 2015-09-16 | 2017-03-16 | Voxeljet Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Formteile |
DE102015015353A1 (de) | 2015-12-01 | 2017-06-01 | Voxeljet Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen mittels Überschussmengensensor |
US11141919B2 (en) | 2015-12-09 | 2021-10-12 | Holo, Inc. | Multi-material stereolithographic three dimensional printing |
DE102016002777A1 (de) | 2016-03-09 | 2017-09-14 | Voxeljet Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mit Baufeldwerkzeugen |
EP3266594B1 (de) | 2016-07-07 | 2020-03-11 | Technische Universität Wien | Verfahren und vorrichtung zur lithographiebasierten generativen fertigung von dreidimensionalen bauteilen |
DE102016013610A1 (de) | 2016-11-15 | 2018-05-17 | Voxeljet Ag | Intregierte Druckkopfwartungsstation für das pulverbettbasierte 3D-Drucken |
US10935891B2 (en) | 2017-03-13 | 2021-03-02 | Holo, Inc. | Multi wavelength stereolithography hardware configurations |
GB2564956B (en) * | 2017-05-15 | 2020-04-29 | Holo Inc | Viscous film three-dimensional printing systems and methods |
US10245785B2 (en) | 2017-06-16 | 2019-04-02 | Holo, Inc. | Methods for stereolithography three-dimensional printing |
DE102017006860A1 (de) | 2017-07-21 | 2019-01-24 | Voxeljet Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mit Spektrumswandler |
EP3823813B1 (de) * | 2018-07-20 | 2022-09-07 | 3M Innovative Properties Company | Verfahren zum schichtweisen aufbau eines objekts und 3d-druck-vorrichtung zur durchführung solch eines verfahrens |
DE102018006473A1 (de) | 2018-08-16 | 2020-02-20 | Voxeljet Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen durch Schichtaufbautechnik mittels Verschlussvorrichtung |
US10723069B2 (en) * | 2018-11-01 | 2020-07-28 | Origin Laboratories, Inc. | Method for build separation from a curing interface in an additive manufacturing process |
US11104075B2 (en) | 2018-11-01 | 2021-08-31 | Stratasys, Inc. | System for window separation in an additive manufacturing process |
EP3902659A4 (de) | 2018-12-26 | 2022-09-07 | Holo, Inc. | Sensoren für dreidimensionale drucksysteme und verfahren |
DE102019000796A1 (de) | 2019-02-05 | 2020-08-06 | Voxeljet Ag | Wechselbare Prozesseinheit |
DE102019007595A1 (de) | 2019-11-01 | 2021-05-06 | Voxeljet Ag | 3d-druckverfahren und damit hergestelltes formteil unter verwendung von ligninsulfat |
IT202100026378A1 (it) * | 2021-10-14 | 2023-04-14 | Axtra3D Inc | Processo di stampa tridimensionale a fotoindurimento bottom-up basato su principio di extra-polimerizzazione di un fotopolimero su supporto di estrazione a profilo variabile |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5164128A (en) * | 1988-04-18 | 1992-11-17 | 3D Systems, Inc. | Methods for curing partially polymerized parts |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1987007233A1 (en) * | 1986-05-21 | 1987-12-03 | Goldspar Australia Pty. Limited | Method and apparatus for forming of sails |
US4752498A (en) * | 1987-03-02 | 1988-06-21 | Fudim Efrem V | Method and apparatus for production of three-dimensional objects by photosolidification |
EP0379068A3 (de) * | 1989-01-18 | 1990-11-28 | Mitsui Engineering and Shipbuilding Co, Ltd. | Optisches Formverfahren und Formvorrichtung |
US5009585A (en) * | 1989-12-18 | 1991-04-23 | Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. | Optical molding apparatus and movable base device therefor |
SE465507B (sv) * | 1990-02-15 | 1991-09-23 | Electrolux Ab | Mothaall foer att stoedja en vaegg vid plastskumning samt saett att aastadkomma ett saadant mothaall |
US5275700A (en) * | 1990-06-29 | 1994-01-04 | The Procter & Gamble Company | Papermaking belt and method of making the same using a deformable casting surface |
US5804017A (en) * | 1995-07-27 | 1998-09-08 | Imation Corp. | Method and apparatus for making an optical information record |
JPH0976352A (ja) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Toyota Motor Corp | 層厚・層形状決定方法および層厚・層形状決定装置 |
-
1999
- 1999-11-29 DE DE19957370A patent/DE19957370C2/de not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-11-29 WO PCT/EP2000/011977 patent/WO2001040866A2/de active Application Filing
- 2000-11-29 AU AU21638/01A patent/AU2163801A/en not_active Abandoned
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5164128A (en) * | 1988-04-18 | 1992-11-17 | 3D Systems, Inc. | Methods for curing partially polymerized parts |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8172562B2 (en) | 2002-08-02 | 2012-05-08 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Device and method for producing a three-dimensional object by means of a generative production method |
US8465689B2 (en) | 2007-01-17 | 2013-06-18 | 3D Systems, Inc. | Elevator and method for tilting solid image build platform for reducing air entrainment and for build release |
CN104011593A (zh) * | 2011-09-26 | 2014-08-27 | 3D***公司 | 三维成像***、其部件以及三维成像的方法 |
CN104191614A (zh) * | 2011-09-26 | 2014-12-10 | 3D***公司 | 三维成像***、其部件以及三维成像的方法 |
CN104011593B (zh) * | 2011-09-26 | 2018-03-30 | 3D***公司 | 三维成像***、其部件以及三维成像的方法 |
US20160185045A1 (en) * | 2014-12-31 | 2016-06-30 | Google Inc. | Voxel 3D Printer |
US9840045B2 (en) * | 2014-12-31 | 2017-12-12 | X Development Llc | Voxel 3D printer |
US20210060850A1 (en) * | 2017-12-31 | 2021-03-04 | Stratasys Ltd. | 3d printing to obtain a predefined surface quality |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2163801A (en) | 2001-06-12 |
DE19957370A1 (de) | 2001-06-13 |
WO2001040866A3 (de) | 2001-12-13 |
WO2001040866A2 (de) | 2001-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19957370C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Substrates | |
EP0688262B2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen objekts | |
EP2681034B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur generativen herstellung dreidimensionaler bauteile | |
EP2083992B1 (de) | Kontinuierliches generatives verfahren und vorrichtung zur herstellung eines dreidimensionalen objekts | |
DE19514740C1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes | |
DE4430374C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes | |
DE19515165C2 (de) | Vorrichtung zum Herstellen eines Objektes mittels Stereolithographie | |
DE69721860T2 (de) | Vorrichtung zum Härten und Formen von photohärtbaren Fluiden durch simultanes Beleuchten und Abstreichen | |
DE4125534A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines objekts mittels stereograhpie | |
WO2001072501A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von bauteilen aus lichtaushärtbaren werkstoffen | |
DE102015222100A1 (de) | Beschichtungseinheit, Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts | |
DE19948591A1 (de) | Rapid-Prototyping - Verfahren und - Vorrichtung | |
WO1993008506A1 (de) | Stereografie-vorrichtung und -verfahren | |
EP3085519A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen objekts | |
DE102017213072A1 (de) | Additives Fertigungsverfahren | |
DE102016214251A1 (de) | Vorrichtung zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Körpers in einem Pulverbett mit mehreren Rakeln | |
EP3580617B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen formgegenstands mittels schichtweisem materialauftrag | |
EP3383623A1 (de) | Additive fertigungsvorrichtung | |
DE102007009277A1 (de) | Generatives Fertigungsverfahren großflächiger Bauteile | |
DE4420996C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von mikromechanischen und mikrooptischen Bauelementen | |
DE102016013317B4 (de) | Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Formgegenstands und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
EP4008523B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum schichtweisen aufbau eines bauteils aus photopolymerisierbarem material | |
DE19815005C2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Auftragen von Materialbahnen zum Aufbau von Bauteilen | |
DE10144579C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fein- bis Mikrostrukturen und/oder komplexen Mikrosystemen | |
WO1995009078A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines dreidimensionalen objekts |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right |