DE69019570T3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten. - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten.Info
- Publication number
- DE69019570T3 DE69019570T3 DE69019570T DE69019570T DE69019570T3 DE 69019570 T3 DE69019570 T3 DE 69019570T3 DE 69019570 T DE69019570 T DE 69019570T DE 69019570 T DE69019570 T DE 69019570T DE 69019570 T3 DE69019570 T3 DE 69019570T3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- scanning
- layer
- scan
- resin layer
- liquid
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 131
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 131
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 93
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 17
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 80
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- UIZLQMLDSWKZGC-UHFFFAOYSA-N cadmium helium Chemical compound [He].[Cd] UIZLQMLDSWKZGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
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
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle 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
- 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
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49013—Deposit layers, cured by scanning laser, stereo lithography SLA, prototyping
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S359/00—Optical: systems and elements
- Y10S359/90—Methods
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
- Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, bei welchem ein flüssiges, fotohärtbares Harz mit einem Strahl bestrahlt wird, um ein dreidimensionales Objekt auf der Basis eines Bildes eines gewünschten dreidimensionalen Objekts zu erzeugen.
- Im Stand der Technik ist vorgeschlagen, ein Produkt gewünschter Form durch Bestrahlung eines flüssigen, fotohärtbaren Harzes mit einem vorbestimmten Belichtungsstrahl herzustellen. Beispielsweise beschreiben die US-A 4041476 und die japanische Patentanmeldung Nr. 63-267945 ein solches bisher vorgeschlagenes Verfahren.
- Die Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt ein Beispiel einer ein dreidimensionales Objekt erzeugenden Vorrichtung a, welches das oben beschriebene Verfahren verkörpert.
- Aus der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß ein Harzspeichertank b ein flüssiges, fotohärtbares Harz c enthält, das durch die Bestrahlung mit einem vorbestimmten Belichtungsstrahl, beispielsweise aus Ultraviolettstrahlen (UV-Strahlen), gehärtet wird. Ein Elevator d ist mit einer horizontalen, plattenförmigen Stufe e versehen, und dieser Elevator d wird durch eine geeignete Bewegungseinrichtung (nicht gezeigt) auf- und abbewegt. Über dem Harzspeichertank b ist ein Strahlabtaster f angeordnet durch den ein Belichtungsstrahl g auf eine Flüssigkeitsoberfläche h des flüssigen, fotohärtbaren Harzes c konvergiert werden kann. Es ist ein formbildender Kontrol ler i vorgesehen, und das Abtasten der Flüssigkeitsoberfläche h durch den Belichtungsstrahl g wird vom Strahlabtaster f unter der Kontrolle des Kontrollers i ausgeführt und die Bewegung des Elevators d wird ebenfalls unter der Kontrolle des Kontrollers i ausgeführt.
- Beim Bilden eines vorbestimmten dreidimensionalen Objekts wird zuerst der Elevator d derart in die durch die durchgezogene Linie in Fig. 1 gezeigte Anfangsposition bewegt, daß sich eine Schicht aus dem flüssigen, fotohärtbaren Harz c einer vorbestimmten Dicke (diese Dicke wird später eingehender beschrieben) auf der Stufe e des Elevators d befindet.
- Als nächstes wird das Abtasten des Belichtungsstrahls g in der Flüssigkeitsoberfläche h ausgeführt. Bei diesem Abtastprozeß wird eine Rasterabtastung mit Mustern ausgeführt, die mit Ebenen korrespondieren, in denen ein gewünschtes dreidimensionales Objektbild j in eine Anzahl Ebenen in einer gewissen Richtung auseinandergebracht bzw. zerlegt ist, korrespondiert. In der folgenden Beschreibung werden die betreffenden Ebenen als auseinandergebrachte Ebenen oder Zerlegungsebenen bezeichnet.
- Beim Ausführen des Abtastens durch den Strahl g wird der mit dem Strahl g bestrahlte Teil des flüssigen, fotohärtbaren Harzes c gehärtet, um eine flächenförmige gehärtete Harzschicht einer mit der auseinandergebrachten Ebene der Flüssigkeitsoberfläche h korrespondierenden Konfiguration zu erzeugen. Der Elevator d wird mit einer Schritthöhe, die mit dem Abstand in der Anzahl auseinandergebrachter Ebenen bzw. Zerlegungsebenen korrespondiert, in die das dreidimensionale Objektbild j in einer gewissen Richtung zerlegt ist, zunehmend nach abwärts bewegt, und bei jeder Zunahme wird vollständig eine flächenförmige, gehärtete Harzschicht ausgebildet. Die Dicke des flüssigen, fotohärtbaren Harzes c auf der Stufe e im Anfangszustand wird so gewählt, daß sie gleich der oben beschriebenen Schritthöhe ist. Demgemäß fließt auf die oberseitige Oberfläche der gehärteten Harzschicht das flüssige, fotohärtbare Harz der einer Schritthöhe entsprechenden Dicke, und das Abtasten durch den Strahl wird auf der nächsten Zerlegungsebene bzw. auseinandergebrachten Ebene ausgeführt, um dadurch eine andere gehärtete Harzschicht zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt wird die oben beschriebene gehärtete Harzschicht an die vorher gebildete gehärtete Harzschicht gebunden. Auf diese Weise wird sequentiell eine neue gehärtete Harzschicht k auf der schon gebildeten gehärteten Harzschicht laminiert, und ein gewünschtes dreidimensionales Objekt wird durch eine Anzahl laminierter gehärteter Harzschichten gebildet.
- Gemäß dem wie oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts kann das dreidimensionale Objekt auf der Basis des dreidimensionalen Objektbildes erzeugt werden, so daß im Vergleich mit einem bekannten Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Objekts unter Verwendung eines Metallgusses ein dreidimensionales Objekt sofort und leicht als Experiment hergestellt werden kann. Deshalb kann die Entwicklung von der Entwurfstufe zur Massenproduktionsstufe, ohne daß Gießformen für Zwischenentwürfe erzeugt werden müssen, leicht bei niedrigen Kosten ausgeführt werden.
- Bei dem oben erwähnten Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Objekts tritt bei einem Rasterabtastsystem für den Belichtungsstrahl das Problem auf, daß in die Oberfläche des gebildeten dreidimensionalen Objekts Irregularitäten eingebracht werden.
- Die Fig. 2 ist eine Draufsicht, welche konzeptuell einen Teil des Ortes darstellen, bei welchem die Abtastung durch den Belichtungsstrahl auf einer gewissen auseinandergebrachten Ebene ausgeführt wird. In der Fig. 2 bezeichnen die Bezugsbuchstaben k, k... Hauptabtastlinien des Belichtungsstrahls g, beispielsweise Linien, entlang welcher Strahl flecke l, l... bewegt werden, und der Bezugsbuchstabe m stellt die Gestalt- bzw. Konfigurationslinie der korrespondierenden auseinandergebrachten Ebene dar.
- Aus der Fig. 2 geht klar hervor, daß bei der äußeren Konfiguration der gebildeten gehärteten Harzschicht auf dem sich in der Richtung senkrecht zur Hauptabtastrichtung des Strahls erstreckenden Abschnitt ein einzelner Abschnitt jeder der Formen der Endstrahlflecke l, l... der Strahlhauptabtastlinien k, k... erscheint, welcher die irreguläre (beispielsweise konkave und/oder konvexe) Konfigurationslinie auf dem obigen Abschnitt darstellt. Folglich wird bewirkt, daß die Oberfläche des durch die Ansammlung irregulärer Konfigurationslinien gebildeten dreidimensionalen Objektbildes sehr kleine Konkavitäten und Konvexitäten aufweist.
- Eine bekannte Alternative zur Rasterabtastung ist die Vektorabtastung. Bei der Vektorabtastung ist nicht einheitlich eine gerade linienförmige Hauptabtastrichtung vorgesehen, sondern anstelle dessen geht die Abtastung so vor sich, daß die Abtastrichtung eine durch Vektordaten definierte Richtung ist. Dieses Vektorabtastsystem wird häufig verwendet, beispielsweise bei einem einen Polygonspiegel und einen beweglichen Bildzeichnungstisch verwendenden Bildzeichnungssystem oder einem einen sogenannten XY-Fotoplotter verwendenden Bildzeichnungssystem.
- Demgemäß kann dann bei dieser Art des Verfahrens zur Herstellung des dreidimensionalen Objekts bei Ausführung der Abtastung durch den Belichtungsstrahl g entsprechend dem Vektorabtastsystem die Konfiguration der Zerlegungsebene bzw. auseinandergebrachten Ebene durch aus einer der Längserstreckung der Konfigurationslinien entsprechenden kontinuierlichen Strahlfleckbewegung gebildeten Linien, beispielsweise Linien mit einem Richtungsvermögen in den zwei Dimensionen, gezeichnet werden. Deshalb ist es möglich, ein dreidimensionales Objekt zu erhalten, dessen Oberfläche glatt ist.
- Bei diesem Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Objekts hat jedoch bei Ausführung der Abtastung durch den Belichtungsstrahl entsprechend dem Vektorabtastsystem die Vektorabtastung ein Richtungsvermögen in den zwei Dimensionen, so daß, so lange die Konfigurationslinie der auseinandergebrachten Ebene keine gerade Linie ist, die Richtung der Strahlflecke sukzessive in vielen Richtungen geändert werden muß, was viel länger als eine Abtastung in einer Ebene der im Vergleich mit dem oben beschriebenen Rasterabtastsystem gleichen Fläche dauert.
- Aus der US-A 4575330 geht eine Technik zur Erzeugung eines dreidimensionalen Objekts hervor, das mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 5 übereinstimmt. Bei dieser Technik tastet der Strahl so ab, daß er ein festes Muster auf der Flüssigkeitsoberfläche "zeichnet".
- Aus der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung EP-A 0250121 gehen verschiedene Techniken zur Erzeugung eines dreidimensionalen Objekts hervor, einschließlich einer Technik, bei welcher eine Schicht einer verfestigbaren Flüssigkeit von einem abgelenkten Strahl getroffen wird. Die Ablenkung wird durch einen Strahlablenker bewirkt, der Daten aus einem Computer oder Speichermedium empfängt. Die Daten können rasterförmig, vektorförmig oder eine Kombination aus beiden sein. Wenn Vektordaten empfangen werden, wird der Strahl so abgelenkt, daß er gewünschten Konturen fester Teile in einer Verfestigungsebene folgt und den dadurch begrenzten Bereich ausfüllt.
- Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Technik zum schnellen Erzeugen eines dreidimensionalen Objekts, das eine glatte Oberfläche aufweist, bereitzustellen.
- Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts bereitgestellt, bei welchem
- i) eine Oberfläche eines flüssigen photohärtbaren Harzes durch Abtasten der Oberfläche mit einem Strahl bestrahlt wird, um eine gehärtete Harzschicht zu bilden, die ein mit einer Form einer von mehreren auseinandergebrachten, aus einem Auseinanderbringen eines Bildes eines beschriebenen dreidimensionalen Objekts in einer Richtung resultierenden Ebenen korrespondierendes Muster aufweist,
- ii) ein flüssiges photohärtbares Harz auf die gehärtete Harzschicht aufgebracht wird,
- iii) die Oberfläche der flüssigen photohärtbaren Harzschicht auf der gehärteten Harzschicht durch Abtasten mit einem Strahl bestrahlt wird, um eine andere gehärtete Harzschicht, die ein mit einer Form einer anderen der auseinandergebrachten Ebenen korrespondierendes Muster aufweist, auf der schon gehärteten Harzschicht zu laminieren, und
- iv) die Schritte ii) und iii) für mit den Formen weiterer der auseinandergebrachten Ebenen korrespondierende Muster wiederholt werden, um das gewünschte dreidimensionale Objekt durch sequentielle Laminierung zu bilden, gekennzeichnet durch
- a) Ausführen einer Konfigurationsabtastung, bei welcher die Peripherie nur einer auseinandergebrachten Ebene auf einer Flüssigkeitsoberfläche durch Bestrahlung mit einem Strahl auf der Basis eines Vektorabtastsystems abgetastet wird, und
- b) Ausführen einer Feldabtastung, bei welcher das Ganze der Flüssigkeitsoberfläche innerhalb der Peripherie einer auseinandergebrachten Ebene entsprechend einem Rasterabtastsystem abgetastet wird,
- c) Ausführen der Konfigurationsabtastung für eine Schicht zum Härten deren Peripherie und Ausführen der Feldabtastung für die nächste Schicht zum Härten sowohl des flüssigen Harzes der nächsten Schicht als auch des sich innerhalb der gehärteten Peripherie der einen Schicht befindlichen flüssigen Harzes der einen Schicht,
- wobei eine Konfigurationsabtastung jedesmal, wenn durch eine Feldabtastung eine gehärtete Harzschicht gebildet worden ist, oder jedesmal, wenn durch meherere Feldabtastungen mehrere gehärtete Harzschichten gebildet worden sind, ausgeführt wird.
- Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bereitgestellt eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts durch
- i) Bestrahlen einer Oberfläche eines flüssigen photohärtbaren Harzes durch Abtasten der Oberfläche mit einem von einer Strahlabtasteinrichtung erzeugten Strahl zur Bildung einer gehärteten Harzschicht, die ein mit einer Form einer von mehreren auseinandergebrachten, aus einem Auseinanderbringen eines Bildes eines beschriebenen dreidimensionalen Objekts in einer Richtung resultierenden Ebenen korrespondierendes Muster aufweist,
- ii) Aufbringen eines flüssigen photohärtbaren Harzes auf die gehärtete Harzschicht,
- iii) Bestrahlen der Oberfläche der flüssigen photohärtbaren Harzschicht auf der gehärteten Harzschicht durch Abtasten mit einem Strahl von der Strahlabtasteinrichtung zum Laminieren einer anderen gehärteten Harzschicht mit einem mit einer Form einer anderen der auseinandergebrachten Ebenen korrespondierenden Muster auf der schon gehärteten Harzschicht, und
- iv) Wiederholen der Schritte ii) und iii) für mit den Formen weiterer der auseinandergebrachten Ebenen korrespondierende Muster zur Bildung des gewünschten dreidimensionalen Objekts durch sequentielle Laminierung,
- dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlabtasteinrichtung
- a) eine Konfigurationsabtastung ausführt, bei welcher die Peripherie nur einer auseinandergebrachten Ebene auf einer Flüssigkeitsoberfläche durch Bestrahlung mit einem Strahl auf der Basis eines Vektorabtastsystems abgetastet wird, und
- b) eine Feldabtastung ausführt, bei welcher das Ganze der Flüssigkeitsoberfläche innerhalb der Peripherie einer auseinandergebrachten Ebene entsprechend einem Rasterabtastsystem abgetastet wird,
- c) die Konfigurationsabtastung für eine Schicht zum Härten deren Peripherie und die Feldabtastung für die nächste Schicht zum Härten sowohl des flüssigen Harzes der nächsten Schicht als auch des sich innerhalb der gehärteten Peripherie der einen Schicht befindlichen flüssigen Harzes der einen Schicht ausführt, und daß die Vorrichtung eine Konfigurationsabtastung jedesmal,
- wenn durch eine Feldabtastung eine gehärtete Harzschicht gebildet worden ist, oder jedesmal, wenn durch meherere Feldabtastungen mehrere gehärtete Harzschichten gebildet worden sind, ausführt.
- Eine unten detailliert beschriebenes bevorzugte Ausführungsform der Erfindung stellt ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Erzeugung eines dreidimensionalen Objekts bereit, bei denen die oben beschriebenen und beim Stand der Technik angetroffenen Mängel eliminiert oder reduziert werden können. Insbesondere die Tatsache, daß die Abtastung der Flüssigkeitsoberfläche des flüssigen, fotohärtbaren Harzes durch den Strahl durch Schalten zwischen zwei unten dargelegten Arten eines Abtastsystems ausgeführt wird, ermöglicht die Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, dessen Oberfläche relativ glatt ist, und ermöglicht es, daß ein dreidimensionales Objekt mit einer relativ hohen Geschwindigkeit hergestellt wird.
- Die Erfindung wird nun an einem nicht einschränkenden Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben, in denen
- Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Beispiels einer Vorrichtung ist, welche ein bekanntes Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts verkörpert,
- Fig. 2 eine schematische Draufsicht ist, auf welche bei der Erklärung von Mängeln Bezug genommen wird, die bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts inhärent sind,
- Fig. 3 bis 5 schematische Darstellungen sind, welche ein Beispiel einer Vorrichtung zeigen, das ein die Erfindung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts verkörperndes Verfahren darstellt, wobei
- Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung zur Herstellung des dreidimensionalen Objekts ist,
- Fig. 4 eine fragmentarische Vorderansicht mit fortgenommenen Teilen ist, welche einen Arbeitsabschnitt der Vorrichtung zeigt und
- Fig. 5 ein Blockschaltbild ist, welches eine Schaltung eines Steuerabschnitts der Vorrichtung zeigt,
- Fig. 6A bis 6D perspektivische Darstellungen sind, welche sukzessive Prozesse des Verfahrens zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts in dieser Reihenfolge zeigen,
- Fig. 7A bis 7D schematische Darstellungen von Abschnitten sind, welche die Prozesse zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts in dieser Reihenfolge zeigen,
- Fig. 8 eine konzeptuelle schematische Darstellung ist, welche das auf diese Weise gebildete dreidimensionale Objekt in Form der teilweise separierten gehärteten Harzschichten zeigt, und
- Fig. 9 ein Zeitdiagramm ist, auf das bei Erklärung einer Schaltoperation des Strahlabtastsystems Bezug genommen wird.
- Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen zur Identifikation der gleichen oder ähnlicher Teile in den verschiedenen Darstellungen verwendet sind.
- Es wird eine Beschreibung eines die vorliegende Erfindung verkörpernden Beispiels einer Vorrichtung gegeben, der eine Beschreibung des Verfahrens ihres Gebrauchs folgt.
- Nach den Fig. 3 bis 5 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts vorgesehen, die mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Die Vorrichtung 1 zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts besteht aus einem Ar beitsabschnitt mit einem ein flüssiges, fotohärtbares Harz enthaltenden Harzspeichertank, einem Elevator oder dergleichen, einem Strahlabtastabschnitt zum Bewirken, daß ein Belichtungsstrahl eine Flüssigkeitsoberfläche des flüssigen, fotohärtbaren Harzes abtastet, und einem Steuerabschnitt zur Steuerung des Betriebs des Arbeitsabschnitts und des Strahlabtastabschnitts.
- Nach den Fig. 3 und 4 ist ein Arbeitsabschnitt 2 vorgesehen, welcher einen Harzspeichertank zum Speichern eines flüssigen, fotohärtbaren Harzes 4 bereitstellt.
- Das flüssige, fotohärtbare Harz 7 ist in Form einer Flüssigkeit gegeben, die durch Bestrahlung mit einem vorbestimmten Belichtungsstrahl gehärtet werden kann. Außerdem muß das flüssige, fotohärtbare Harz 4 eine Bindungseigenschaft aufweisen, so daß es beim Härten an der Oberfläche des schon gehärteten Abschnitts an der oben genannten Oberfläche anhaftet. Auch ist vorzugsweise die Viskosität dieses flüssigen, fotohärtbaren Harzes 4 so niedrig wie möglich. Als flüssiges, fotohärtbares Harz 4 kann beispielsweise ein UV-härtbares, denaturiertes Acrylac verwendet werden.
- In den Fig. 3 und 4 bezeichnet das Bezugszeichen 5 einen (auch in den Fig. 6 und 7 erscheinenden) Elevator, der aus einer horizontalen, plattenförmigen Stufe 6 besteht, die sich an seinem unteren Ende befindet. Außerdem ist am oberen Ende 7 des Elevator 5 eine Mutter 8 befestigt, die in eine Vorschubspindel eingreift, welche durch einen Schrittmotor 9 gedreht wird, so daß beim Drehen der Vorschubspindel 10 durch den Schrittmotor 9 die Mutter 8 längs der Vorschubspindel 10 in deren axialer Richtung bewegt wird, wodurch der Elevator 5 durch den Betrieb des Schrittmotors auf und ab bewegt werden kann.
- Der obengenannte Elevator 5 ist so angeordnet, daß seine Stufe 6 in das in dem Harzspeichertank 3 gespeicherte flüssi ge, fotohärtbare Harz 4 gehalten oder getaucht ist. Der Elevator 5 ist schrittweise mit einer vorbestimmten Schritthöhe bewegbar.
- Eine in den Fig. 3 und 4 generell mit dem Bezugszeichen 11 bezeichneter Strahlabtastabschnitt wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschrieben.
- Nach den Fig. 3 und 4 umfaßt der Strahlabtastabschnitt 11 einen Galvanoabtaster 12, der einen von einem später beschriebenen Laserstrahloszillator emittierten Belichtungslaserstrahl steuerbar in der Links- und Rechtsrichtung in Fig. 4 (diese Richtung wird im folgenden "erste Abtastrichtung" bezeichnet) relativ zu einer Flüssigkeitsoberfläche 4a des flüssigen, fotohärtbaren Harzes 4 ablenkt. Außerdem umfaßt der Strahlabtastabschnitt 11 einen anderen Galvanoabtaster 13, der den Belichtungsstrahl in der (im folgenden als "zweite Abtastrichtung" bezeichneten) Richtung senkrecht zur ersten Abtastrichtung ablenkt. Diese Galvanoabtaster 12 und 13 bestehen aus Antriebsabschnitten 15, 15' mit Drehwellen oder -achsen 14, 14', die sich mit hoher Geschwindigkeit um ihre Achse drehen, und aus an den Drehwellen 14, 14' befestigten Galvanospiegeln 16, 15'. Bei einem dieser zwei Galvanoabtaster 12 und 13, beispielsweise dem Galvanoabtaster 12 (dieser Galvanoabtaster 12 wird im folgenden als "erster Galvanoabtaster" bezeichnet) erstreckt sich die axiale Richtung seiner Drehwelle 14 in der Richtung parallel zur zweiten Abtastrichtung, und überdies ist sein Galvanospiegel 16 im wesentlichen gerade über der Stufe 6 des Elevators 5 angeordnet. In dem anderen (im folgenden als "zweiter Galvanoabtaster" bezeichneten) Galvanoabtaster 13 erstreckt sich die axiale Richtung der Drehwelle 14' längs der Auf- und Abwärtsrichtung, und eine Reflexionsfläche 16a' seines Galvanospiegels 16' ist der Reflexionsfläche 16a des Galvanospiegels 16 des ersten Galvanoabtasters 12 in der lateralen Richtung zugekehrt.
- Nach den Fig. 3 und 4 ist ein Laserstrahloszillator 17 vorgesehen, der einen vorbestimmten Belichtungslaserstrahl 18 emittiert, beispielsweise einen Argon-Ionen-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von beispielsweise 360 nm oder ein Helium- Kadmium-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 325 nm, der geeignet ist, das fotohärtbare Harz zu härten. Der vom Laserstrahloszillator 17 emittierte Laserstrahl 18 wird durch Totalreflexionsspiegel 19 und 20 in Folge und in einer vorbestimmten Richtung derart totalreflektiert, daß er auf den Galvanospiegel 16' des zweiten Galvanoabtasters 13 einfällt. Zwischen den zwei Totalreflexionsspiegeln 19 und 20 ist ein akusto-optischer Modulator (A/O-Modulator) 21 vorgesehen, und ein Fokuskontroller 22 mit einer Fokussierungslinse 23 ist zwischen dem Totalreflexionsspiegel 20 und dem zweiten Galvanoabtaster 13 vorgesehen.
- Demgemäß wird der vom Laserstrahloszillator 17 emittierte Belichtungslaserstrahl durch den Totalreflexionsspiegel 19 in Richtung des akusto-optischen Modulators 21 totalreflektiert und so kontrolliert, daß er danach durch die EIN-AUS-Steuerung eines Schaltbetriebs des akusto-optischen Modulators 21 durch einen vorbestimmten Lichtweg geht. Infolgedessen fällt der Belichtungslaserstrahl 18, wenn der Schaltbetrieb des akusto-optischen Modulators 21 in seinem EIN-Zustand ist, auf den Totalreflexionsspiegel 20 ein und wird dann in Richtung der Fokussierungslinse 23 des Fokuscontrollers 22 reflektiert. Wenn der Belichtungslaserstrahl 18 durch die Fokussierungslinse geht, wird sein Lichtbündel fokussiert oder konvergiert und sequentiell von den zwei Galvanospiegeln 16' und 16 reflektiert, wodurch der Belichtungslaserstrahl 18 von oben auf das flüssige, fotohärtbare Harz 4 gerichtet wird. Der Belichtungslaserstrahl 18 wird durch die Fokussierungslinse 23 so in das Lichtbündel fokussiert, daß er immer auf Flüssigkeitsoberfläche 4a des flüssigen, fotohärtbaren Harzes 4 als ein Strahlfleck 24 eines vorbestimmten Strahldurchmessers fokussiert ist. Außerdem tastet beim Drehen der Drehwelle 18 des ersten Galvanoabtasters zum Schwingen des Galva nospiegels 16 der Belichtungslaserstrahl 18 die Flüssigkeitsoberfläche 4a des flüssigen, fotohärtbaren Harzes 4 in der ersten Abtastrichtung ab. Dagegen tastet beim Drehen der Drehwelle 14' des zweiten Galvanospiegels 13 zum Schwingen des Galvanospiegels 16' der Belichtungslaserstrahl 18 die Flüssigkeitsoberfläche 4a des flüssigen, fotohärtbaren Harzes 4 in der zweiten Abtastrichtung ab.
- Deshalb wird jedesmal, wenn die nur durch die Schwingung des ersten Galvanospiegels 16 ausgeführte (im folgenden als "erste Linienabtastung" bezeichnete) Linienabtastung durch den Belichtungslaserstrahl 18 in der ersten Abtastrichtung endet, der Belichtungslaserstrahl 18 abgestrahlt, wobei die Position in der zweiten Abtastrichtung der ersten Linienabtastung durch Schwingung des zweiten Galvanospiegels 16' geändert wird. Alternativ dazu wird jedesmal, wenn eine nur durch Schwingung des zweiten Galvanospiegels 16' ausgeführte (im folgenden mit "zweite Linienabtastung" bezeichnete) Linienabtastung durch den Belichtungslaserstrahl in der zweiten Abtastrichtung beendet wird, der Belichtungslaserstrahl 18 abgestrahlt, wobei die Position in der ersten Abtastrichtung der zweiten Linienabtastung durch Schwingung des ersten Galvanospigels 16 geändert wird, wodurch die Bestrahlung durch die Laserstrahlen entsprechend dem Rasterabtastsystem ausgeführt wird. Wenn außerdem der erste Galvanospiegel 16 und der zweite Galvanospiegel 16' beide simultan geschwungen werden, wird die Bestrahlung durch die Laserstrahlen entsprechend dem Vektorabtastsystem ausgeführt, bei welchem die Abtastung durch den Belichtungslaserstrahl 18 mit Richtungsvermögen in den zwei Dimensionen ausgeführt wird.
- Nach den Fig. 3 bis 5 ist ein Steuerabschnitt 25 vorgesehen. Ein Elevatorposition-Detektorsensor 26 ist parallel zur oben beschriebenen Vorschubspindel 10 angeordnet, um die Position des Elevators 5 zu detektieren. Ein Elevatorkontroller 27 erhält ein die Position des Elevators 5 anzeigendes Signal aus dem Sensor 26 und steuert die Umdrehung des Schrittmotors 9 entsprechend diesem Signal, wodurch die Position des Elevators 5 kontrolliert wird.
- Ein Kontroller 28 für den akusto-optischen Modulator steuert den Schaltbetrieb des aktusto-optischen Modulators 21. Ein Galvanokontroller 29 steuert den Betrieb des akusto-optischen Modulators 28, des Galvanoabtasters 12, 13 und des Fokuscontrollers 22 durch seine Befehle.
- Eine generell mit dem Bezugszeichen 30 in Fig. 5 bezeichnete Schaltung ist in Verbindung mit dem oben beschriebenen Steuerabschnitt 25 vorgesehen.
- Nach Fig. 5 ist ein Speicher 31 mit einer (nicht gezeigten) Programmiervorrichtung für dreidimensionale Objekte, beispielsweise ein sogenanntes computerunterstütztes Designsystem (CAD-System) oder dergleichen, verbunden. Der Speicher 31 erhält Pixelsignale, die in der X- und Y-Richtung der auseinandergebrachten Ebene eines gewissen oder gewünschten, von der Programmiervorrichtung für dreidimensionale Objekte entworfenen dreidimensionalen Objektbildes auseinandergebracht sind, und speichert diese Pixelsignale zeitweilig.
- Eine Modulatorschaltung 32 ist mit dem Speicher 31 verbunden und moduliert die zeitweilig im Speicher 31 gespeicherten Pixelsignale der auseinandergebrachten Ebene in Koordinatensignale, welche ein Raster anzeigen, beispielsweise die Position, bei welcher der Belichtungslaserstrahl 18 den Abtastbereich der Flüssigkeitsoberfläche 4a des flüssigen, fotohärtbaren Harzes 4 abtastet. Eine Strahlposition-Steuerschaltung 33 enthält den Speicher 31 und die Modulatorschaltung 32. Digital/Analog-Wandlerschaltungen (D/A-Wandlerschaltungen) 34a und 34b sind mit der Modulatorschaltung 32 verbunden, und Torschaltungen 35a und 35b sind an ihren Eingängen mit den D/A-Wandlern 34a bzw. 34b und an ihren Ausgängen mit dem ersten und zweiten Galvanoabtastern 12 bzw. 13 verbunden. Von den durch die Modulatorschaltung 32 modulierten Koordinaten signalen wird das Signal in der X-Richtung, d. h., das Signal in der ersten Abtastrichtung, durch die D/A-Wandlerschaltung 34a in ein analoges Signal umgewandelt und durch die Torschaltung 35 dem Antriebsabschnitt 15 des ersten Galvanoabtasters 12 zugeführt. Andererseits wird das Koordinatensignal in der Y-Richtung, d. h., in der zweiten Abtastrichtung, durch die D/A-Wandlerschaltung 34b in ein analoges Signal umgewandelt und dann durch die Torschaltung 35b dem Antriebsabschnitt 15' des zweiten Galvanoabtasters 13 zugeführt. Die Antriebsabschnitte 15 und 15' schwingen die Galvanospiegel 16 und 16' während der Periode, in welcher ihnen die jeweiligen Eingangssignale zugeführt werden.
- Eine Abtastsystem-Umschalt-Schaltung 36 ist mit den Torschaltungen 35a, 35b und der Modulatorschaltung 32 verbunden. Diese Abtastsystem-Umschalt-Schaltung 36 ist so ausgebildet, daß das Abtastsystem des Strahlflecks 24 des Belichtungslaserstrahls 18 entweder in das Rasterabtastsystem oder das Vektorabtastsystem umgeschaltet wird. Im Falle des Rasterabtastsystems schaltet die Abtastsystem-Umschalt-Schaltung 36 die Hauptabtastrichtung, d. h., die Linienabtastrichtung, entweder in die als die erste Abtastrichtung vorgesehene Rasterabtastung (diese im folgenden als "erste Rasterabtastung" bezeichnet) oder in die als zweite Abtastrichtung vorgesehene Rasterabtastung (diese wird im folgenden als "zweite Rasterabtastung" bezeichnet) um. Demgemäß wird das Abtastsystem alternativ in das Vektorabtastsystem oder das Rasterabtastsystem umgeschaltet. Außerdem wird Rasterabtastsystem in das erste oder zweite Rasterabtastsystem umgeschaltet.
- Die Bestrahlung durch den Belichtungslaserstrahl 18 gemäß dem Vektorabtastsystem wird nur an dem Pixelsignal einer Konfigurationslinie der korrespondierenden auseinandergebrachten Ebene ausgeführt. Folglich werden in diesem Fall von den in den Speicher 31 eingegebenen Pixelsignalen nur die Konfigurationslinie bildende Daten der Modulatorschaltung 32 zugeführt.
- Deshalb werden die Torschaltungen 35a und 35b durch das von der Abtastsystem-Umschalt-Schaltung 36 ausgegebene Befehlssignal geöffnet und/oder geschlossen. Wenn das Abtastsystem das Vektorabtastsystem ist, sind die zwei Torschaltungen 35a und/oder 35b zu jeder Zeit geöffnet. Wenn andererseits das Abtastsystem das erste Rasterabtastsystem ist, wird die Torschaltung 35b jedesmal momentan geöffnet, wenn die Abtastung einer einzelnen Abtastlinie in der ersten Abtastrichtung vollendet wird, wobei der Galvanospiegel 16' des zweiten Galvanoabtasters 13 so etwas gedreht wird, daß die Linienposition der Linienabtastung durch den Belichtungslaserstrahl 18 in der zweiten Abtastrichtung zur benachbarten Linie bewegt wird. Wenn außerdem das Abtastsystem das zweite Rasterabtastsystem ist, wird die Torschaltung 35a jedesmal momentan geöffnet, wenn die Abtastung einer einzelnen Abtastlinie in der zweiten Abtastrichtung vollendet wird, wobei der Galvanospiegel 16 des ersten Galvanoabtasters 12 so etwas gedreht wird, daß die Linienposition der Linienabtastung durch den Belichtungslaserstrahl 18 in der ersten Abtastrichtung zur benachbarten Linie bewegt wird.
- Eine Steuerschaltung 37 für den akusto-optischen Modulator ist mit der Strahlposition-Steuerschaltung 33 verbunden und führt dem akusto-optischen Modulator 21 ein Steuersignal zu, welches der Existenz oder Nichtexistenz des Signals auf einer einzelnen Linie in der X-Richtung oder auf einer einzelnen Linie in Y-Richtung von Ebenendaten entspricht. Demgemäß wird der Lichtweg, in welchem der vom Laserstrahloszillator 17 emittierte Belichtungslaserstrahl 18 sich vom akusto-optischen Modulator 21 ausbreitet, unter der Steuerung der Steuerschaltung 37 für den akusto-optischen Modulator auf EIN und/oder AUS geschaltet.
- Zur Steuerung der Position der Fokussierungslinse 23 in der Fokussierungsrichtung ist eine Fokussteuerschaltung 38 derart vorgesehen, daß der Belichtungslaserstrahl 18 immer auf die Flüssigkeitsoberfläche 4a des flüssigen, fotohärtbaren Harzes 4 als ein Lichtfleck vorbestimmten Durchmessers fokussiert ist.
- Eine Motorsteuerschaltung 39 erzeugt ein Befehlssignal zum Steuern des vorstehend erwähnten Schrittmotors 9 auf der Basis des Signals aus der Strahlposition-Steuerschaltung 33. Wenn der Betrieb, bei welchem das dreidimensionale Objekt hergestellt wird, gestartet wird, wird der Elevator 5 so bewegt, daß sich seine Stufe 6 bei der Position befindet, die um die Schritthöhe einer einzelnen Schicht niedriger als die Flüssigkeitsoberfläche 4a des flüssigen, fotohärtbaren Harzes 4 ist, d. h., bei der Position, die um eine Schritthöhe bzw. einen Abstand einer auseinandergebrachten Ebene bei dem in mehrere auseinandergebrachte Ebenen auseinandergebrachten dreidimensionalen Objektbild niedriger als die Flüssigkeitsoberfläche 4a ist. Die oben beschriebene Position wird im folgenden als die "Anfangsposition" bezeichnet. Außerdem wird nach dem Starten der oben beschriebenen Herstellungsoperation des dreidimensionaler. Objekts der Elevator 5 jedesmal, wenn die Strahlabtastung an einer auseinandergebrachten Ebene beendet ist, um die Schritthöhe einer Schicht nach abwärts bewegt.
- Die oben beschriebene Schichtschritthöhe wird so bestimmt, daß sie kleiner als die Hälfte der Dicke der gehärteten Schicht ist, die erzeugt wird, wenn das flüssige, fotohärtbare Harz 4 durch die Bestrahlung des Belichtungslaserstrahls 18 gehärtet wird. Wenn beispielsweise der Belichtungslaserstrahl 18 die Schichtoberfläche 4a des flüssigen, fotohärtbaren Harzes 4 bestrahlt, so daß das flüssige, fotohärtbare Harz gehärtet wird, um eine Dicke von 0,56 bis 0,7 mm von ihrer Flüssigkeitsoberfläche 4a aufzuweisen, wird die Schichtschritthöhe so gewählt, daß sie in einen Bereich von 0,2 bis 0,3 mm fällt.
- Das dreidimensionale Objekt wird durch Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung 1 zur Herstellung des dreidimensionalen Objekts wie folgt hergestellt.
- In diesem Fall ist das dreidimensionale Objektbild 47 (siehe Fig. 3) der Form nach ein dicker Zylinder.
- Beim Starten der Operation zur Herstellung des dreidimensionalen Bildes wird der Elevator 5 in die Anfangsposition bewegt und das flüssige, fotohärtbare Harz 4 mit der Dicke einer Schichtschritthöhe befindet sich auf der oberseitigen Oberfläche der Stufe 6 des Elevators 5.
- Unter dieser Bedingungen tastet der Belichtungslaserstrahl 18 die Flüssigkeitsoberfläche 4a des flüssigen, fotohärtbaren Harzes 4 in dessen der Stufe 6 entsprechenden Bereich ab. Die Abtastung durch den Belichtungslaserstrahl 18 wird auf dem ganzen Bereich oder einem Abschnitt jeder auseinandergebrachten Ebene des korrespondierenden dreidimensionalen Objekts ausgeführt. Auch wird die Abtastung von einer der zwei an den Erden einer Anzahl auseinandergebrachte Ebenen befindlichen auseinandergebrachten Ebenen in der Auseinanderbringungsrichtung sequentiell ausgeführt. Außerdem wird die Abtastung an einer einzelnen auseinandergebrachten Ebene entweder durch das Vektorabtastsystem (diese wird im folgenden als "Konfigurationsabtastung" bezeichnet) mit einem der Konfigurationslinie der kotrespondierenden auseinandergebrachten Ebene entsprechenden Muster oder durch das Rasterabtastsystem (diese wird im folgenden als "Feld- oder Ebenenabtastung" bezeichnet) mit einem mit dem ganzen Bereich der korrespondierenden auseinandergebrachten Ebene entsprechenden Muster ausgeführt. Gleichzeitg werden die Konfigurationsabtastung und die Feldabtastung abwechselnd umgeschaltet und an jeder Schicht ausgeführt. Auch wird die Feldabtastung so ausgeführt, daß die erste Rasterabtastung und die zweite Rasterabtastung abwechselnd umgeschaltet werden.
- Die Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm, auf welches bei der Erklärung der Schaltungsoperationen der Abtastsysteme Bezug genommen wird.
- Unter der Bedingung, daß der Elevator 5 in die Anfangsposition bewegt ist, wird die Konfigurationsabtastung an der ersten auseinandergebrachten Ebene ausgeführt, wobei die Abtastung durch den Belichtungslaserstrahl 18 mit einem der Konfigurationslinie der ersten auseinandergebrachten Ebene entsprechenden Muster, d. h. einem der äußeren Umfangslinie und der inneren Umfangslinie entsprechenden Muster gemäß dem Vektorabtastsystem ausgeführt wird. Deshalb werden, wie in Fig. 6A und Fig. 7A gezeigt, ein den äußeren Umfang der ersten auseinandergebrachten Ebene definierender ringförmiger gehärteter Streifen 411 und ein ringförmiger gehärteter Streifen 421 zum Definieren des inneren Umfangs der ersten auseinandergebrachten Ebene auf der Stufe 6 des Elevators 5 gebildet, wohingegen das zwischen den gehärteten Streifen 411 und 421 vorhandene flüssige, fotohärtbare Harz 4 nicht gehärtet und so belassen ist, wie es ist.
- Wenn die Konfigurationsabtastung beendet ist, wird der Elevator 5 um eine Schichtschritthöhe nach abwärts bewegt, wodurch das flüssige, fotohärtbare Harz 4 mit einer Dicke von einer Schichtschritthöhe auf die gehärteten Streifen 411 und 421 und den nicht gehärteten Bereich fließt.
- Unter dieser Bedingung wird die Feldabtastung des Belichtungslaserstrahls 18 auf der zweiten auseinandergebrachten Ebene gemäß dem ersten Rasterabtastsystem ausgeführt. Beim ersten Rasterabtastsystem wird die Linienabtastung durch Schwingen des Galvanospiegels 16 des ersten Galvanoabtasters 12 ausgeführt. Jedesmal, wenn eine Linienabtastung beendet ist, wird der Galvanospiegel 16' des zweiten Galvanoabtasters 13 um einen Winkel gedreht, der einem Linienabstand äquivalent ist, wobei die Position der Linienabtastung sequentiell in Richtung der zweiten Abtastrichtung so bewegt wird, daß die Bestrahlung durch den Belichtungslaserstrahl 18 ausgeführt wird, um die auseinandergebrachte Ebene von einem Ebenenstandpunkt aus zu definieren. Zu diesem Zeitpunkt wird der Bereich, in welchem das flüssige, fotohärtbare Harz 4 noch nicht gehärtet ist, da die Bestrahlung des Belichtungslaserstrahls 18 nicht an der ersten auseinandergebrachten Ebene ausgeführt ist, d. h., das im Bereich zwischen den ringförmigen gehärteten Streifen 41&sub1; und 42&sub1; vorhandene flüssige, fotohärtbare Harz 4, ebenfalls durch die Bestrahlung des Belichtungslaserstrahls 18 gehärtet, mit dem Ergebnis, daß das flüssige, fotohärtbare Harz 4 simultan gehärtet wird. Deshalb wird, wie in den Fig. 6B und 7B gezeigt, eine im wesentlichen flächenförmige gehärtete Harzschicht 431 mit einer einer Schritthöhe von zwei Schichten entsprechenden Dicke hergestellt.
- Wenn die oben beschriebene gehärtete Harzschicht 43&sub1; gebildet wird, werden die ringförmigen gehärteten Streifen 41&sub1; und 41&sub2; an die gehärtete Harzschicht 43&sub1; gebunden, wodurch eine zusammengesetzte gehärtete Harzschicht 44&sub1; mit im wesentlichen der gleichen Form wie jene der ersten und zweiten auseinandergebrachten Ebene hergestellt.
- In den Fig. 6 und 7 bezeichnen die Bezugszeichen 45, 45... oder 46, 46... stabförmige, gehärtete Abschnitte, die durch eine einzelnen Zeilen- bzw. Linienabtastung gebildet sind (In der Fig. 8 ist ein einzelner Abschnitt der gehärteten Abschnitte 45, 45... oder 46, 46... in Bezug auf gehärtete Harzschichten 43, 43... durch Linien gezeigt.)
- Wenn der Elevator 5 um eine Schichtschritthöhe nach abwärts bewegt wird, fließt das flüssige, fotohärtbare Harz 4 einer der Dicke einer einzelnen Schichtschritthöhe entsprechenden Menge auf die gehärtete Harzschicht 43&sub1;, und die Bestrahlung durch den Belichtungslaserstrahl 18 wird auf der dritten auseinandergebrachten Ebene ausgeführt. Diese Bestrahlung durch den Laserstrahl 18 wird nur auf der Konfigurationslinie der dritten auseinandergebrachten Ebene bzw. Zerlegungsebene gemäß dem Konfigurationsabtastsystem ausgeführt. Deshalb werden wie in den Fig. 6C und 7C zwei ringförmige gehärtete Streifen 41&sub2; und 42&sub2; auf der schon geformten gehärteten Harzschicht 43&sub1; gebildet. Die gehärteten Streifen 41&sub2; und 42&sub2; werden an die zusammengesetzte gehärtete Harzschicht 44&sub1; gebunden und sind einheitlich mit dieser ausgebildet.
- Von diesem Zustand wird der Elevator 5 um eine Schichtschritthöhe nach unten bewegt und die Bestrahlung durch den Belichtungslaserstrahl 18 wird auf einer vierten auseinandergebrachten Ebene bzw. Zerlegungsebene gemäß der Feldabtastbasis auf dem zweiten Rasterabtastsystem ausgeführt. Beim zweiten Rasterabtastsystem wird die Linienabtastung durch Schwingen des zweiten Galvanospiegels 16' ausgeführt. Jedesmal, wenn eine Linienabtastung vollendet ist, wird der erste Galvanospiegel 16 um einen Winkel gedreht, der einer Schichtschritthöhe äquivalent ist, wodurch die Position der Linienabtastung sequentiell in Richtung der ersten Abtastrichtung bewegt wird, so daß die Bestrahlung des Belichtungslaserstrahls 18 ausgeführt wird, um die vierte auseinandergebrachte Ebene von einem Ebenenstandpunkt aus zu definieren. Zu diesem Zeitpunkt wird der Bereich, in welchem das flüssige, fotohärtbare Harz 4 nicht gehärtet ist, da die Bestrahlung durch den Belichtungslaserstrahl 18 nicht auf der dritten auseinandergebrachten Ebene ausgeführt ist, d. h., der Bereich zwischen den gehärteten Streifen 41&sub2; und 42&sub2;, gleichzeitig gehärtet. Deshalb wird, wie in den Fig. 6D und 7D gezeigt, eine gehärtete Harzschicht 43&sub2; mit einer der Schritthöhe der zwei Schichten entsprechenden Dicke gebildet. Die gehärteten Streifen 41&sub2; und 42&sub2; sind an die gehärtete Harzschicht 43&sub2; gebunden und einheitlich mit dieser ausgebildet, wenn die gehärtete Harzschicht 43&sub2; gebildet ist, wodurch eine zusammengesetzte gehärtete Harzschicht 44&sub2; mit im wesentlichen der gleichen Form wie jene der dritten und vierten auseinandergebrachten Ebene gebildet wird.
- Die oben beschriebene Operation wird wiederholt ausgeführt, wodurch eine Anzahl gehärteter Harzschichten 43&sub1;, 43&sub2;, ..., 43n auf der Stufe 6 laminiert werden, wobei die gehärteten Streifen 41&sub1;, 42&sub1;, 41&sub2;, 42&sub2;, ... 41n und 42n unter ihnen belassen werden und dabei ein dreidimensionales Objekt 47 bilden, das die gleiche Form wie das dreidimensionale Objektbild 46 aufweist.
- Deshalb kann die Oberfläche des so gebildeten dreidimensionalen Objekts 47 sehr glatt gemacht werden. In anderen Worten ausgedrückt sind die äußere Umfangsfläche und die innere Umfangsfläche des dreidimensionalen Objekts 47 aus äußeren Seitenflächen der durch die Vektorabtastung mit der Schritthöhe einer Schicht gebildeten gehärteten Streifen gebildet, so daß als Ganzes gesehen die Oberfläche des dreidimensionalen Objekts 47 insgesamt sehr glatt ohne Irregularitäten gemacht werden kann.
- Bei dieser Ausführungsform wird die Linienabtastrichtung des durch die Schritthöhe einer Schicht ausgeführten Rasterabtastsystems abwechselnd geändert, so daß beim Härten der gehärteten Streifen 45, 45... und 46, 46... die Richtungen, in welchen die gehärteten Streifen 45, 45... und 46, 46... verdreht sind, aufgrund der Kontraktion nicht regulär sind, wodurch ein dreidimensionales Objekt keine erhaltene Verwindung oder Verzerrung aufweist.
- Da außerdem die Linienabtastrichtung bei jeder anderen gehärteten Harzschicht geändert wird, kann verhindert werden, daß der Startpunkt und der Endpunkt der Linienabtastung irgendeine Seitenfläche des dreidimensionalen Objekts erreicht, wodurch es möglich ist, ein dreidimensionales Objekt zu erhalten, bei dem alle Seitenflächen glatt sind.
- Aus der vorstehenden Beschreibung ist klar, daß gemäß dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts die Bestrahlung durch den Strahl auf der Flüssigkeitsoberfläche des flüssigen, fotohärtbaren Harzes ausgeführt wird, um dadurch die gehärtete Harzschicht mit einem Muster zu bilden, das der Form der auseinandergebrachten Ebene entspricht, die aus der Auseinandernehmung des dreidimensionalen Objektbildes in einer Richtung resultiert. Beim nächsten Prozeß wird das flüssige, fotohärtbare Harz auf der gehärteten Harzschicht plaziert und die Bestrahlung durch den Strahl wird erneut auf der Flüssigkeitsoberfläche des flüssigen, fotohärtbaren Harzes ausgeführt, wodurch die gehärteten Harzschichten laminiert werden. Infolgedessen wird die gehärtete Harzschicht sequentiell laminiert, um ein gewünschtes dreidimensionales Objekt zu bilden. Vorspringende Eigenschaften der oben beschriebenen Anordnung sind folgende:
- Die oben beschriebene Bestrahlung durch den Strahl wird durch den Strahlabtastabschnitt ausgeführt, der aus einer Strahloszillatoreinrichtung, einer akusto-optischen Modulatoreinrichtung, dem ersten Galvanospiegel zum Ablenken des Strahls in einer geraden Linienrichtung auf der auseinandergebrachten Ebene und dem zweiten Galvanospiegel zum Ablenken des Strahls in der Richtung senkrecht zur oben genannten geraden Linie besteht. Außerdem wird die Bestrahlung durch den Strahl durch zwei Arten Abtastsysteme ausgeführt, d. h., dem Konfigurationsabtastsystem, bei welchem die Konfigurationslinie der auseinandergebrachten Ebene durch das Vektorabtastsystem abgetastet wird, und dem Feldabtastsystem, bei welchem die ganze Oberfläche der auseinandergebrachten Ebene durch das Rasterabtastsystem abgetastet wird. Die Konfigurationsabtastung wird jedesmal ausgeführt, wenn die gehärtete Harzschicht durch eine oder mehrere Feldabtastoperationen gebildet wird.
- Deshalb wird von den laminierten gehärteten Harzschichten die Schicht mit ihrer gehärteten äußeren Form auf jeder anderen oder mehreren gehärteten Harzschichten durch die auf dem Vektorabtastsystem basierende Konfigurationsabtastung gebildet, wodurch die äußere Form dieser gehärteten Harzschicht glatt gemacht werden kann. Infolgedessen kann bei Betrachtung des so geformten dreidimensionalen Objekts als Ganzes die Oberfläche des dreidimensionalen Objekts sehr glatt gemacht werden.
- Da außerdem die für die Strahlabtastung erforderliche Strahlschalt-Steueroperation durch die akusto-optische Modulatoreinrichtung ausgeführt wird, deren Steueroperation mit elektrischer Geschwindigkeit ausgeführt wird, kann das Schalten zwischen der Vektorabtastung und der Rasterabtastung mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden, und die Abtastung durch den Strahl kann ebenfalls mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden, wodurch das dreidimensionale Objekt mit hoher Geschwindigkeit hergestellt werden kann.
- Obgleich bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Konfigurationsabtastung bei jeder anderen gehärteten Harzschicht ausgeführt wird, ist es auch möglich, daß die Konfigurationsabtastung an jeder zweiten oder mehreren gehärteten Harzschichten, die durch die Feldabtastung gebildet sind, ausgeführt wird.
- Das Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts nach der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Vorrichtung beschränkt, die so aufgebaut ist, wie die oben erwähnte Ausführungsform. Die bei der oben erwähnten Ausführungsform beschriebene Vorrichtung ist hier als ein Beispiel einer Vorrichtung beschrieben, welche das Verfahren der vorliegenden Erfindung verkörpern kann.
- Überdies ist es nicht notwendig zu sagen, daß die Arten des flüssigen, fotohärtbaren Harzes, die Arten des Belichtungsstrahls und die Form des dreidimensionalen Objekts nicht auf jene der oben genannten Ausführungsform beschränkt sind.
- Nach Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ist darauf hinzuweisen, daß die Erfindung nicht auf diese präzise Ausführungsform beschränkt ist und daß verschiedene Änderungen und Modifikationen durch einen Fachmann ohne Abweichung vom Rahmen und Schutzumfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, bewirkt werden können.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts,
bei welchem
i) eine Oberfläche (4a) eines flüssigen photohärtbaren
Harzes (4) durch Abtasten der Oberfläche mit einem Strahl
(18) bestrahlt wird, um eine gehärtete Harzschicht zu
bilden, die ein mit einer Form einer von mehreren
auseinandergebrachten, aus einem Auseinanderbringen eines
Bildes eines beschriebenen dreidimensionalen Objekts in
einer Richtung resultierenden Ebenen korrespondierendes
Muster aufweist,
ii) ein flüssiges photohärtbares Harz auf die gehärtete
Harzschicht aufgebracht wird,
iii) die Oberfläche der flüssigen photohärtbaren
Harzschicht auf der gehärteten Harzschicht durch Abtasten
mit einem Strahl (18) bestrahlt wird, um eine andere
gehärtete Harzschicht, die ein mit einer Form einer
anderen der auseinandergebrachten Ebenen
korrespondierendes Muster aufweist, auf der schon
gehärteten Harzschicht zu laminieren, und
iv) die Schritte ii) und iii) für mit den Formen weiterer
der auseinandergebrachten Ebenen korrespondierende Muster
wiederholt werden, um das gewünschte dreidimensionale
Objekt durch sequentielle Laminierung zu bilden,
gekennzeichnet durch
a) Ausführen einer Konfigurationsabtastung, bei welcher
die Peripherie nur einer auseinandergebrachten Ebene auf
einer Flüssigkeitsoberfläche durch Bestrahlung mit einem
Strahl auf der Basis eines Vektorabtastsystems abgetastet
wird, und
b) Ausführen einer Feldabtastung, bei welcher das Ganze
der Flüssigkeitsoberfläche innerhalb der Peripherie einer
auseinandergebrachten Ebene entsprechend einem
Rasterabtastsystem abgetastet wird,
c) Ausführen der Konfigurationsabtastung für eine Schicht
zum Härten deren Peripherie und Ausführen der
Feldabtastung für die nächste Schicht zum Härten sowohl
des flüssigen Harzes der nächsten Schicht als auch des
sich innerhalb der gehärteten Peripherie der einen Schicht
befindlichen flüssigen Harzes der einen Schicht,
wobei eine Konfigurationsabtastung jedesmal, wenn durch
eine Feldabtastung eine gehärtete Harzschicht gebildet worden
ist, oder jedesmal, wenn durch meherere Feldabtastungen
mehrere gehärtete Harzschichten gebildet worden sind,
ausgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rasterabtastung
derart ausgeführt wird, daß für verschiedene
auseinandergebrachte Ebenen die Abtastrichtung der
Rasterabtastung zwischen jeder von einer Zahl Feldabtastungen
verschieden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rasterabtastung
derart ausgeführt wird, daß die Abtastrichtung einer
Feldabtastung und die Abtastrichtung einer folgenden
Feldabtastung voneinander Verschieden sind.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Differenz von
Abtastrichtungen gleich 90º beträgt.
5. Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen
Objekts durch
i) Bestrahlen einer Oberfläche (4a) eines flüssigen
photohärtbaren Harzes (4) durch Abtasten der Oberfläche
mit einem von einer Strahlabtasteinrichtung (11, 30)
erzeugten Strahl (18) zur Bildung einer gehärteten
Harzschicht, die ein mit einer Form einer von mehreren
auseinandergebrachten, aus einem Auseinanderbringen eines
Bildes eines beschriebenen dreidimensionalen Objekts in
einer Richtung resultierenden Ebenen korrespondierendes
Muster aufweist,
ii) Aufbringen eines flüssigen photohärtbaren Harzes auf
die gehärtete Harzschicht,
iii) Bestrahlen der Oberfläche der flüssigen
photohärtbaren Harzschicht auf der gehärteten Harzschicht
durch Abtasten mit einem Strahl (18) von der
Strahlabtasteinrichtung (11, 30) zum Laminieren einer
anderen gehärteten Harzschicht mit einem ein mit einer
Form einer anderen der auseinandergebrachten Ebenen
korrespondierenden Muster auf der schon gehärteten
Harzschicht, und
iv) Wiederholen der Schritte ii) und iii) für mit den
Formen weiterer der auseinandergebrachten Ebenen
korrespondierende Muster zur Bildung des gewünschten
dreidimensionalen Objekts durch sequentielle Laminierung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlabtasteinrichtung (11,
30)
a) eine Konfigurationsabtastung ausführt, bei welcher die
Peripherie nur einer auseinardergebrachten Ebene auf einer
Flüssigkeitsoberfläche durch Bestrahlung mit einem Strahl
auf der Basis eines Vektorabtastsystems abgetastet wird,
und
b) eine Feldabtastung ausführt, bei welcher das Ganze der
Flüssigkeitsoberfläche innerhalb der Peripherie einer
auseinandergebrachten Ebene entsprechend einem
Rasterabtastsystem abgetastet wird,
c) die Konfigurationsabtastung für eine Schicht zum Härten
deren Peripherie und die Feldabtastung für die nächste
Schicht zum Härter sowohl des flüssigen Harzes der
nächsten Schicht als auch des sich innerhalb der
gehärteten Peripherie der einen Schicht befindlichen
flüssigen Harzes der einen Schicht ausführt, und daß
die Vorrichtung eine Konfigurationsabtastung jedesmal,
wenn durch eine Feldabtastung eine gehärtete Harzschicht
gebildet worden ist, oder jedesmal, wenn durch meherere
Feldabtastungen mehrere gehärtete Harzschichten gebildet
worden sind, ausführt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die
Strahlabtasteinrichtung (11, 30) eine erste Ablenkeinrichtung
(12) zum Ablenken des Strahls (18) in einer geradlinigen
Richtung und eine zweite Ablenkeinrichtung (13) zum Ablenken
des Strahls (18) in einer zur einen geradlinigen Richtung
senkrechten Richtung aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die
Strahlabtasteinrichtung (11, 30) eine
Strahloszillatoreinrichtung (17) zur Erzeugung des Strahls
(18) und eine akustooptische Modulatoreinrichtung (21) zum
Ein- und/oder Ausschalten des Strahls 18 aus der
Strahlosziliatoreinrichtung (17) aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1061422A JP2715527B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 立体形状形成方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE69019570D1 DE69019570D1 (de) | 1995-06-29 |
DE69019570T2 DE69019570T2 (de) | 1995-09-28 |
DE69019570T3 true DE69019570T3 (de) | 2000-05-04 |
Family
ID=13170637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE69019570T Expired - Lifetime DE69019570T3 (de) | 1989-03-14 | 1990-03-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5151813A (de) |
EP (1) | EP0388129B2 (de) |
JP (1) | JP2715527B2 (de) |
KR (1) | KR0140699B1 (de) |
DE (1) | DE69019570T3 (de) |
Families Citing this family (68)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5386500A (en) * | 1987-06-02 | 1995-01-31 | Cubital Ltd. | Three dimensional modeling apparatus |
IL95034A (en) * | 1990-07-10 | 1995-03-15 | Cubital Ltd | Three dimensional modeling. |
US5287435A (en) * | 1987-06-02 | 1994-02-15 | Cubital Ltd. | Three dimensional modeling |
US5130064A (en) * | 1988-04-18 | 1992-07-14 | 3D Systems, Inc. | Method of making a three dimensional object by stereolithography |
US5182055A (en) * | 1988-04-18 | 1993-01-26 | 3D Systems, Inc. | Method of making a three-dimensional object by stereolithography |
US5965079A (en) | 1995-04-25 | 1999-10-12 | 3D Systems, Inc. | Method and apparatus for making a three-dimensional object by stereolithography |
US5609813A (en) * | 1988-04-18 | 1997-03-11 | 3D Systems, Inc. | Method of making a three-dimensional object by stereolithography |
US5256340A (en) * | 1988-04-18 | 1993-10-26 | 3D Systems, Inc. | Method of making a three-dimensional object by stereolithography |
EP1157807B1 (de) | 1989-10-30 | 2004-01-02 | 3D Systems, Inc. | Stereolithographische Formgebungstechniken |
IL96166A (en) * | 1989-10-30 | 1993-02-21 | 3D Systems Inc | Stereolithographic construction techniques |
DE69011493T2 (de) * | 1989-12-29 | 1995-03-16 | Du Pont | Raumbilderzeugungsverfahren und -vorrichtung für Festkörper. |
CA2036695A1 (en) * | 1990-03-01 | 1991-09-02 | Brian Gregory Chapman | Solid imaging apparatus and method with coating station |
US5597520A (en) * | 1990-10-30 | 1997-01-28 | Smalley; Dennis R. | Simultaneous multiple layer curing in stereolithography |
US5999184A (en) * | 1990-10-30 | 1999-12-07 | 3D Systems, Inc. | Simultaneous multiple layer curing in stereolithography |
JPH0745196B2 (ja) * | 1990-11-02 | 1995-05-17 | 三菱商事株式会社 | 光固化造形装置 |
JPH0745195B2 (ja) * | 1990-11-02 | 1995-05-17 | 三菱商事株式会社 | 高精度光固化造形装置 |
WO1992011577A1 (de) * | 1990-12-21 | 1992-07-09 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen objekts |
US5460758A (en) * | 1990-12-21 | 1995-10-24 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Method and apparatus for production of a three-dimensional object |
US5506607A (en) * | 1991-01-25 | 1996-04-09 | Sanders Prototypes Inc. | 3-D model maker |
US5740051A (en) * | 1991-01-25 | 1998-04-14 | Sanders Prototypes, Inc. | 3-D model making |
US5474719A (en) * | 1991-02-14 | 1995-12-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for forming solid objects utilizing viscosity reducible compositions |
DE4134265C2 (de) * | 1991-10-16 | 1993-11-25 | Eos Electro Optical Syst | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts mittels Stereographie |
US5512122A (en) * | 1991-10-17 | 1996-04-30 | Luminart Inc. | Printing method |
US5364744A (en) * | 1992-07-23 | 1994-11-15 | Cell Robotics, Inc. | Method for the manufacture of an optical manipulation chamber |
JP3306125B2 (ja) * | 1992-10-01 | 2002-07-24 | シーメット株式会社 | 歪抑制能力が改善された光硬化造形法 |
JP2853497B2 (ja) * | 1993-01-12 | 1999-02-03 | ソニー株式会社 | 光学的造形装置 |
US5429908A (en) * | 1993-04-12 | 1995-07-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Exposure method for reducing distortion in models produced through solid imaging by forming a non-continuous image of a pattern which is then imaged to form a continuous hardened image of the pattern |
KR970011573B1 (ko) * | 1993-04-14 | 1997-07-12 | 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 | 3차원 조형방법 |
IL106952A (en) * | 1993-09-08 | 1996-03-31 | Scitex Corp Ltd | Laser marker |
BE1008128A3 (nl) * | 1994-03-10 | 1996-01-23 | Materialise Nv | Werkwijze voor het ondersteunen van een voorwerp vervaardigd door stereolithografie of een andere snelle prototypevervaardigingswerkwijze en voor het vervaardigen van de daarbij gebruikte steunkonstruktie. |
US5753171A (en) * | 1994-05-13 | 1998-05-19 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Method and apparatus for producing a three-dimensional object |
DE4416901A1 (de) * | 1994-05-13 | 1995-11-16 | Eos Electro Optical Syst | Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts |
AUPM988794A0 (en) | 1994-12-06 | 1995-01-05 | Air Lift Pty. Ltd. | Improved walking frame |
US6270335B2 (en) | 1995-09-27 | 2001-08-07 | 3D Systems, Inc. | Selective deposition modeling method and apparatus for forming three-dimensional objects and supports |
US5943235A (en) * | 1995-09-27 | 1999-08-24 | 3D Systems, Inc. | Rapid prototyping system and method with support region data processing |
ATE223300T1 (de) * | 1995-09-27 | 2002-09-15 | 3D Systems Inc | Formungsverfahren durch selektiven materialabsatz und vorrichtung zur formung von dreidimensionalen gegenständen mit stützstruktur |
US7332537B2 (en) | 1996-09-04 | 2008-02-19 | Z Corporation | Three dimensional printing material system and method |
US6051179A (en) * | 1997-03-19 | 2000-04-18 | Replicator Systems, Inc. | Apparatus and method for production of three-dimensional models by spatial light modulator |
US5902538A (en) | 1997-08-29 | 1999-05-11 | 3D Systems, Inc. | Simplified stereolithographic object formation methods of overcoming minimum recoating depth limitations |
US6560382B1 (en) | 1999-02-18 | 2003-05-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | System for alternately directing optical energy through multiple optical modulation channels |
DE60008778T2 (de) | 1999-11-05 | 2005-02-10 | Z Corp., Burlington | Verfahren für dreidimensionales drucken |
US8481241B2 (en) | 2000-03-13 | 2013-07-09 | Stratasys Ltd. | Compositions and methods for use in three dimensional model printing |
US20030207959A1 (en) | 2000-03-13 | 2003-11-06 | Eduardo Napadensky | Compositions and methods for use in three dimensional model printing |
US6712856B1 (en) * | 2000-03-17 | 2004-03-30 | Kinamed, Inc. | Custom replacement device for resurfacing a femur and method of making the same |
US20010050031A1 (en) | 2000-04-14 | 2001-12-13 | Z Corporation | Compositions for three-dimensional printing of solid objects |
US6649113B1 (en) | 2000-08-11 | 2003-11-18 | Chris R. Manners | Method to reduce differential shrinkage in three-dimensional stereolithographic objects |
JP2002331591A (ja) | 2001-05-08 | 2002-11-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光造形方法 |
CN1649802B (zh) * | 2001-08-02 | 2012-02-01 | 3M创新有限公司 | 陶瓷材料、磨粒、磨具及制造和使用方法 |
US20040159344A1 (en) * | 2002-11-11 | 2004-08-19 | Hiatt William M. | Cleaning components for use with programmable material consolidation apparatus and systems |
ES2376237T3 (es) | 2003-05-21 | 2012-03-12 | Z Corporation | Sistema de material en polvo termopl�?stico para modelos de apariencia a partir de sistemas de impresión en 3d. |
US7261542B2 (en) | 2004-03-18 | 2007-08-28 | Desktop Factory, Inc. | Apparatus for three dimensional printing using image layers |
WO2008073297A2 (en) | 2006-12-08 | 2008-06-19 | Z Corporation | Three dimensional printing material system and method using peroxide cure |
WO2008086033A1 (en) | 2007-01-10 | 2008-07-17 | Z Corporation | Three-dimensional printing material system with improved color, article performance, and ease of use |
US7968626B2 (en) | 2007-02-22 | 2011-06-28 | Z Corporation | Three dimensional printing material system and method using plasticizer-assisted sintering |
DE102007057129B4 (de) * | 2007-11-24 | 2010-07-22 | Hochschule Mittweida (Fh) | Verfahren und Einrichtung zur Hochleistungs-Mikrobearbeitung eines Körpers oder einer Pulverschicht mit einem Laser hoher Brillanz |
JP2009220292A (ja) * | 2008-03-13 | 2009-10-01 | Sony Corp | 光造形装置 |
US8460451B2 (en) | 2011-02-23 | 2013-06-11 | 3D Systems, Inc. | Support material and applications thereof |
US9157007B2 (en) | 2011-03-09 | 2015-10-13 | 3D Systems, Incorporated | Build material and applications thereof |
US9394441B2 (en) | 2011-03-09 | 2016-07-19 | 3D Systems, Inc. | Build material and applications thereof |
US9649811B2 (en) | 2011-04-17 | 2017-05-16 | Stratasys Ltd. | System and method for additive manufacturing of an object |
DE102013215040B4 (de) * | 2013-07-31 | 2016-09-22 | Tangible Engineering Gmbh | Kompakte Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts durch Verfestigen eines fotohärtenden Materials |
SG11201603160VA (en) * | 2013-10-30 | 2016-05-30 | Laing O Rourke Australia Pty Ltd | Method for fabricating an object |
SG11201606626PA (en) * | 2014-02-28 | 2016-09-29 | Ettore Maurizio Costabeber | Improved stereolithography machine |
EP3115182A4 (de) | 2014-03-05 | 2017-03-08 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Verfahren zur herstellung eines dreidimensional geformten objekts |
WO2016019435A1 (en) * | 2014-08-05 | 2016-02-11 | Laing O'rourke Australia Pty Limited | Apparatus for fabricating an object |
EP4100469A1 (de) | 2020-02-04 | 2022-12-14 | Cabot Corporation | Zusammensetzung zur flüssigkeitsbasierten generativen fertigung |
JP7100867B2 (ja) * | 2020-03-13 | 2022-07-14 | 香川県 | セラミックス成形体の製造方法およびセラミックス成形体 |
CN112519232A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-19 | 优你造科技(北京)有限公司 | 用于加强光固化3d打印模型表层固化强度的处理方法及装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4041476A (en) * | 1971-07-23 | 1977-08-09 | Wyn Kelly Swainson | Method, medium and apparatus for producing three-dimensional figure product |
US4575330A (en) * | 1984-08-08 | 1986-03-11 | Uvp, Inc. | Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography |
DE3750709T2 (de) * | 1986-06-03 | 1995-03-16 | Cubital Ltd | Gerät zur Entwicklung dreidimensionaler Modelle. |
US5015424A (en) * | 1988-04-18 | 1991-05-14 | 3D Systems, Inc. | Methods and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography |
US5011635A (en) * | 1989-05-18 | 1991-04-30 | Desoto, Inc. | Stereolithographic method and apparatus in which a membrane separates phases |
US5009585A (en) * | 1989-12-18 | 1991-04-23 | Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. | Optical molding apparatus and movable base device therefor |
-
1989
- 1989-03-14 JP JP1061422A patent/JP2715527B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-03-12 DE DE69019570T patent/DE69019570T3/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-12 US US07/492,607 patent/US5151813A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-12 EP EP90302622A patent/EP0388129B2/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-13 KR KR1019900003323A patent/KR0140699B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5151813A (en) | 1992-09-29 |
KR0140699B1 (ko) | 1998-07-01 |
KR900014112A (ko) | 1990-10-22 |
JPH02239921A (ja) | 1990-09-21 |
EP0388129A3 (de) | 1991-10-02 |
DE69019570T2 (de) | 1995-09-28 |
DE69019570D1 (de) | 1995-06-29 |
EP0388129B2 (de) | 1999-09-01 |
EP0388129B1 (de) | 1995-05-24 |
EP0388129A2 (de) | 1990-09-19 |
JP2715527B2 (ja) | 1998-02-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69019570T3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten. | |
EP1849586B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts mittels Maskenbelichtung | |
DE69806476T2 (de) | Gerät und verfahren zur kontrollierten belichtung eines aushärtbaren mediums unter benutzung einer gepulsten strahlungsquelle bei der herstellung dreidimensionaler gegenstände | |
DE102004022961B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts mit Auflösungsverbesserung mittels Pixel-Shift | |
DE4233812C1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von dreidimensionalen objekten | |
DE2709354C2 (de) | Reproduktionseinrichtung für gerasterte Bilder | |
EP3877112B1 (de) | Verfahren zur strukturierung einer walzenoberfläche | |
EP0467076B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Mikrostrukturen auf einem lichtempfindlich beschichteten Substrat durch fokussierte Laserstrahlung | |
DE4326874C3 (de) | Verfahren zum Gravieren eines Musters in eine Oberfläche eines Werkstücks | |
WO1994016875A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen objekts | |
WO2016110440A1 (de) | Vorrichtung und generatives schichtbauverfahren zur herstellung eines dreidimensionalen objekts mit mehrzahligen strahlen | |
DE4412160A1 (de) | Belichtungsverfahren zum Reduzieren der Verzerrung bei durch räumliche Abbildung erzeugten Modellen | |
DE2709352A1 (de) | Strahlteiler | |
DE2709353A1 (de) | Bildwiedergabesystem | |
EP3927475B1 (de) | Laserhochgeschwindigkeits-reifenreinigungsvorrichtung | |
EP1667812B1 (de) | Verfahren zur bearbeitung einer dreidimensionalen oberfläche | |
EP3621766A1 (de) | Verfahren zum erzeugen einer 3d-struktur mittels laserlithographie mit geänderter belichtdosis an randabschnitten, sowie entsprechendes computerprogrammprodukt | |
EP1663567A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur mehrschichtigen materialabtragung einer dreidimensionalen oberfläche mittels laser durch verwendung eines durch eine mathematische funktion beschriebenen polygonnetzes, das die oberfläche darstellt | |
DE4209933A1 (de) | Verfahren zur partiellen Veränderung von Oberflächen metallischer oder nichtmetallischer Körper mit einem Nd:YAG-Laser | |
DE69526152T2 (de) | Steuervorrichtung für markiergerät | |
DE102016013319A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen von fließfähigem Material auf eine um eine Drehachse drehbare Unterlage | |
EP3547221B1 (de) | Verfahren zum bedrucken der oberfläche eines objekts | |
DE69422827T2 (de) | Abgetastetes markieren eines werkstückes | |
WO2019034259A1 (de) | Vefahren zur bearbeitung einer werkstoffschicht mit energetischer strahlung variabler energieverteilung | |
WO2005030425A1 (de) | Verfahren zur mehrschichtigen materialabtragung einer dreidimensionalen oberfläche durch verwendung eines die oberflächenstruktur beschrieben rasterbildes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8363 | Opposition against the patent | ||
8366 | Restricted maintained after opposition proceedings |