ES2970335T3 - Casetes de resina divididos para mejorar el flujo de trabajo en la fabricación aditiva de productos dentales y similares - Google Patents

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Abstract

La presente divulgación describe un casete de resina para un aparato de fabricación aditiva. El casete de resina incluye una ventana transmisora de luz, un marco conectado a la ventana y que la rodea, y al menos una dama conectada al marco. El marco y la ventana forman un pozo para recibir una resina polimerizable ligera. La presa se extiende sobre la ventana y hace contacto continuamente con ella y divide el pozo en una pluralidad de regiones de construcción independientes, cada región de construcción independiente configurada para recibir diferentes resinas polimerizables con luz. También se describen aparatos de fabricación aditiva y métodos para fabricar simultáneamente objetos tridimensionales. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Casetes de resina divididos para mejorar el flujo de trabajo en la fabricación aditiva de productos dentales y similares Campo de la invención
La presente invención se refiere a la fabricación aditiva y, más particularmente, a aparatos y métodos para fabricar de forma aditiva distintos objetos tridimensionales utilizando diferentes resinas polimerizables simultáneamente.
Antecedentes de la invención
Un grupo de técnicas de fabricación aditiva a veces denominadas “estereolitografía” crean un objeto tridimensional mediante la polimerización secuencial de una resina polimerizable ligera. Tales técnicas pueden ser técnicas “de abajo hacia arriba”, donde la luz se proyecta dentro de la resina sobre la parte inferior del objeto en crecimiento a través de una ventana transmisora de luz, o técnicas “de arriba hacia abajo”, donde la luz se proyecta sobre la resina en la parte superior del objeto en crecimiento, que luego se sumerge hacia abajo en el depósito de resina.
La reciente introducción de una técnica de estereolitografía más rápida conocida como producción continua de interfaz líquida (CLIP), junto con la introducción de resinas de “curado dual” para la fabricación aditiva, ha ampliado la utilidad de la estereolitografía desde la creación de prototipos hasta la fabricación (ver, por ejemplo, Patentes de EE. UU. Nos.
9,211,678, 9,205,601, y 9,216,546 de DeSimone et al.; y también J. Tumbleston, D. Shirvanyants, N. Ermoshkin et al., Continuous liquid interface production of 3D Objects, Science 347, 1349-1352 (2015); ver también Rolland et al., Patentes de EE.UU. Nos, 9,676,963, 9,453,142 y 9,598,606. El documento US 2019/126536A1 divulga un casete para fabricación aditiva de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 adjunta.
Resumen de la invención
La presente invención se refiere a un casete de resina de acuerdo con la reivindicación 1 adjunta, a un aparato de fabricación aditiva de acuerdo con la reivindicación 5 adjunta y a un método de acuerdo con la reivindicación 7 adjunta. En algunas realizaciones, al menos una barrera está conectada de forma desmontable o fijada permanentemente a dicho marco.
En algunas realizaciones, las regiones de construcción independientes son simétricas o asimétricas.
En algunas realizaciones, la pluralidad de regiones de construcción independientes consta de dos ocho regiones de construcción independientes.
En algunas realizaciones, la plataforma de transporte incluye una pluralidad de segmentos de construcción direccionables, extraíbles o retráctiles de forma independiente, configurados de manera que al menos un canal sea ajustable para corresponder a la posición de al menos una barrera.
En algunas realizaciones, los objetos tridimensionales incluyen (i) coronas dentales, puentes dentales o una combinación de los mismos, (ii) bases para dentaduras postizas o (iii) una combinación de (i) y (ii).
En algunas realizaciones, los objetos tridimensionales incluyen aparatos dentales seleccionados de un grupo que consiste en coronas dentales, puentes dentales, bases para dentaduras postizas, dientes para dentaduras postizas en construcción de una sola unidad o puente, barras y superestructuras retenidas/soportadas por implantes, estructuras de dentaduras postizas parciales, soportes nocturnos, protectores y férulas, y cualquier modelo dental asociado o componentes auxiliares, como guías quirúrgicas, modelos de tejido blando, réplicas de pilares de implantes y bandejas personalizadas.
En algunas realizaciones, las diferentes resinas difieren entre sí en el contenido de pigmento, las diferentes resinas son similares entre sí en el contenido de monómero y/o prepolímero, y opcionalmente, pero en algunas realizaciones preferiblemente, las diferentes resinas son similares entre sí en el catalizador y/o o contenido de relleno.
En algunas realizaciones, se producen una pluralidad de coronas y/o puentes dentales en cada región de construcción, y las coronas y/o puentes dentales de cada región de construcción difieren de los de la otra región de construcción en el contenido de pigmento.
En algunas realizaciones, el aparato incluye además un controlador asociado operativamente con el motor de luz y el conjunto impulsor. En algunas realizaciones, el método incluye además identificar la posición de al menos una barrera y/o la pluralidad de regiones de construcción independientes en el marco.
En algunas realizaciones, al menos una de las diferentes resinas tiene una dosis para curar (DC) diferente de las otras de las diferentes resinas, y el controlador está configurado para modificar la dosis de luz a al menos una de las regiones de construcción en función de las diferentes DC para la resina en esa región de construcción.
En algunas realizaciones, en cada una de las regiones de construcción independientes se produce un conjunto de objetos tridimensionales definidos por al menos un archivo de impresión. En algunas realizaciones, el método incluye además guardar de forma independiente al menos un archivo de impresión asociado con cada una de las regiones de construcción independientes.
En algunas realizaciones, el método incluye además proporcionar un archivo de datos para una pluralidad de objetos, teniendo cada uno de la pluralidad de objetos un identificador único que indica cuál de las diferentes resinas debe usarse para producir cada objeto tridimensional; y luego asignando a cada uno el objeto tridimensional.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 ilustra un aparato de fabricación aditiva para producir un objeto tridimensional de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
La Fig. 2 ilustra un casete de ventana de resina del aparato de la Fig. 1 de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
La Fig. 3 es una vista superior de un casete que muestra una configuración ejemplar de las regiones de construcción independientes para el casete de resina de la Fig. 2 de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
La Fig. 4 es una vista superior de un casete que muestra otra configuración ejemplar de las regiones de construcción independientes para el casete de resina de la Fig. 2 de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
La Fig. 5 es una vista superior de un casete que muestra otra configuración ejemplar de las regiones de construcción independientes para el casete de resina de la Fig. 2 de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
La Fig. 6 es una vista inferior de un casete que muestra otra configuración ejemplar de las regiones de construcción independientes para el casete de resina de la Fig. 2 de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
La Fig. 7 ilustra una plataforma portadora del aparato de la Fig. 1 de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
La Fig. 8 ilustra una plataforma de transporte alternativa que tiene superficies de construcción ajustables independientemente de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
La Fig. 9 Es una vista lateral de una barrera de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
La Fig. 10A Es una vista lateral de una barrera que tiene una pluralidad de huecos de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
La Fig. 10B es una vista lateral opuesta de la barrera de la Fig. 10A que ilustra los huecos intercalados de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
La Fig. 11 es una captura de pantalla de un monitor de ordenador que ilustra una configuración inicial ejemplar para producir múltiples objetos tridimensionales en cuatro regiones de construcción independientes usando un aparato de fabricación aditiva de acuerdo con realizaciones de la presente invención.
Descripción detallada de realizaciones ilustrativas
Los números similares se refieren a elementos similares en todo momento. En las figuras, el grosor de ciertas líneas, capas, componentes, elementos o características puede exagerarse para mayor claridad. Cuando se utilizan, las líneas discontinuas ilustran funciones u operaciones opcionales a menos que se especifique lo contrario.
La terminología utilizada en el presente documento tiene el propósito de describir realizaciones particulares únicamente y no pretende ser limitante de la invención. Tal como se utilizan en este documento, las formas singulares “un”, “una” y “el” pretenden incluir también las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Se entenderá además que los términos “comprende” o “que comprende”, cuando se usan en esta especificación, especifican la presencia de características, números enteros, pasos, operaciones, elementos componentes y/o grupos o combinaciones de los mismos indicados, pero no excluyen la presencia o adición de una o más características, números enteros, pasos, operaciones, elementos, componentes y/o grupos o combinaciones de los mismos.
Tal como se utiliza en este documento, el término “y/o” incluye todas y cada una de las combinaciones posibles o uno o más de los elementos enumerados asociados, así como la falta de combinaciones cuando se interpreta de forma alternativa (“o”).
A menos que se defina lo contrario, todos los términos (incluidos los términos técnicos y científicos) utilizados en el presente documento tienen el mismo significado que entiende comúnmente un experto en la técnica a la que pertenece esta invención. Se entenderá además que los términos, tales como los definidos en los diccionarios de uso común, deben interpretarse como si tuvieran un significado que sea coherente con su significado en el contexto de la especificación y las reivindicaciones y no deberían interpretarse en un sentido idealizado o demasiado formal a menos que así se defina expresamente en este documento. Es posible que las funciones o construcciones conocidas no se describan en detalle por motivos de brevedad y/o claridad.
Se entenderá que cuando se hace referencia a un elemento como “sobre”, “unido”, “conectado”, “acoplado” con, “en contacto”, etc., otro elemento, puede estar directamente sobre, unido a También pueden estar presentes, conectados, acoplados y/o en contacto con el otro elemento o elementos intermedios. Por el contrario, cuando se hace referencia a un elemento como, por ejemplo, “directamente sobre”, “directamente unido”, “directamente conectado”, “directamente acoplado” con o “directamente en contacto” con otro elemento, no hay elementos intervinientes presentes. Los expertos en la técnica también apreciarán que las referencias a una estructura o característica que está dispuesta “adyacente” a otra característica pueden tener porciones que se superponen o subyacen a la característica adyacente.
En este documento se pueden utilizar términos espacialmente relativos, como “debajo”, “abajo”, “ inferior”, “sobre”, “superior” y similares, para facilitar la descripción de la relación de un elemento o característica con otro elemento o característica(s) como se ilustra en las figuras. Se entenderá que los términos espacialmente relativos pretenden abarcar diferentes orientaciones del dispositivo en uso u operación además de la orientación representada en las figuras. Por ejemplo, si el dispositivo en las figuras está invertido, los elementos descritos como “debajo” o “debajo” de otros elementos o características se orientarían entonces “sobre” los otros elementos o características. Así, el término ejemplar “debajo” puede abarcar tanto una orientación de arriba como de abajo. De otro modo, el dispositivo puede orientarse (girarse 90 grados o en otras orientaciones) y los descriptores espacialmente relativos utilizados en el presente documento interpretarse en consecuencia. De manera similar, los términos “hacia arriba”, “hacia abajo”, “vertical”, “horizontal” y similares se utilizan en el presente documento únicamente con fines explicativos, a menos que se indique específicamente lo contrario.
Se entenderá que, aunque los términos primero, segundo, etc., pueden usarse en el presente documento para describir diversos elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones, estos elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones no deben ser limitado por estos términos. Más bien, estos términos sólo se utilizan para distinguir un elemento, componente, región, capa y/o sección de otro elemento, componente, región, capa y/o sección. Por tanto, un primer elemento, componente, región, capa o sección discutido en el presente documento podría denominarse segundo elemento, componente, región, capa o sección sin apartarse de las enseñanzas de la presente invención. La secuencia de operaciones (o etapas) no se limita al orden presentado en las reivindicaciones o figuras a menos que se indique específicamente lo contrario.
1. Métodos y aparatos de fabricación aditiva.
Se conocen aparatos y métodos de fabricación aditiva. Los aparatos adecuados incluyen aparatos ascendentes que emplean una ventana, o un miembro ópticamente transparente o “placa de construcción”, sobre la cual se asienta un depósito de líquido polimerizable y a través de la cual se proyecta una luz modelada para producir un objeto tridimensional. Dichos métodos y aparatos son conocidos y descritos, por ejemplo, en Patente de EE. UU. No.
5,236,637 de Hull, Patentes de EE. UU. Nos. 5,391,072 y 5,529,473 a Lawton, Patente de EE. UU. No. 7,438,846 de John, Patente de EE. UU. No. 7,892,474 de Shkolnik, Patente de EE. UU. No. 8,110,135 de El-Siblani, Publicación de solicitud de patente estadounidense No. 2013/0292862 de Joyce, y Publicación de solicitud de patente estadounidense No. 2013/0295212 de Chen et al.
CLIP es conocido y descrito, por ejemplo, en Patentes de EE. UU. Nos. 9,211,678; 9,205,601; y 9,216,546 de DeSimone et al.; y también en J. Tumbleston, D. Shirvanyants, N. Ermoshkin et al., Producción continua de interfaces líquidas de objetos 3D, Science 347, 1349-1352 (publicado en línea el 16 de marzo de 2015). Ver también R. Janusziewcz et al., Fabricación sin capas con producción continua de interfaz líquida, Proc. Natl. Acad. Sci. EE. UU.
113, 11703-11708 (18 de octubre de 2016). En algunas realizaciones, CLIP emplea características de una fabricación tridimensional de abajo hacia arriba como se describió anteriormente, pero las etapas de irradiación y/o avance se llevan a cabo al mismo tiempo que se mantiene una interfaz líquida estable o persistente entre el objeto en crecimiento y la superficie o ventana de construcción, como por ejemplo: (i) mantener continuamente una zona muerta de líquido polimerizable en contacto con la superficie de construcción, y (ii) mantener continuamente un gradiente de zona de polimerización (tal como una superficie activa) entre la zona muerta y el polímero sólido y en contacto con cada uno de ellos, el gradiente de la zona de polimerización comprende el primer componente en forma parcialmente curada. En algunas realizaciones de CLIP, el miembro ópticamente transparente comprende un miembro semipermeable (por ejemplo, un fluoropolímero), y el mantenimiento continuo de una zona muerta se lleva a cabo alimentando un inhibidor de polimerización a través del miembro ópticamente transparente, creando así un gradiente de inhibidor en la zona muerta y opcionalmente en al menos una porción del gradiente de zona de polimerización. La forma particular de descripción no es crítica, y la presente invención se puede utilizar en cualquiera de una variedad de sistemas que emplean una placa de construcción semipermeable, a través de la cual pasa un inhibidor de la polimerización, ya sea que se denomine explícitamente “CLIP” o no.
El aparato puede incluir un controlador local que contiene y ejecuta instrucciones operativas para la producción de un objeto tridimensional en ese aparato, típicamente a partir de un archivo de datos de objeto ingresado en el controlador por el usuario. Junto con la imagen tridimensional básica del objeto que normalmente se proyecta para la fotopolimerización (junto con el movimiento del soporte y la superficie de construcción alejándose entre sí en la dirección Z), las instrucciones de funcionamiento pueden incluir o generar parámetros de proceso tales como: luz intensidad; duración de la exposición a la luz; duración entre exposiciones; velocidad de producción; altura del escalón; altura y/o duración de la carrera ascendente en un modo de funcionamiento escalonado o recíproco; altura y/o duración de la carrera descendente en un modo de funcionamiento recíproco; velocidad de rotación para bombear líquido polimerizable viscoso; temperatura de calentamiento de la resina; y/o temperatura de enfriamiento de la resina; velocidad y frecuencia de rotación, etc. (ver, por ejemplo, Ermoshkin et al., Three-dimensional printing with reciprocal feeding of polymerizable liquid Publicación de solicitud de patente PCT No. WO 2015/195924 (publicada el 23 de diciembre de 2015); Sutter et al., Fabrication of three dimensional objects with multiple operating modes, Publicación de solicitud de patente PCT No. WO 2016/140886 (publicada el 9 de septiembre de 2016); J. DeSimone et al., Methods and apparatus for continuous liquid interface production with rotation, Solicitud de patente PCT WO 2016/007495 (publicada el 14 de enero de 2016); ver también J. DeSimone et al., Patente de EE.UU. No. 9,211,678, y J. Batchelder et al., Continuous liquid interface production system with viscosity pump, Publicación de solicitud de patente de EE. UU. No. US 2017/0129169 (publicada el 11 de mayo de 2017).
En una realización no limitante, el aparato puede ser un aparato de fabricación aditiva de Carbon Inc., M1 o M2, disponible en Carbon, Inc., 1089 Mills Way, Redwood City, CA 94063 USA.
En algunas realizaciones, la resina es una resina de curado dual, tal como una resina que comprende al menos un constituyente polimerizable por luz y al menos un constituyente polimerizable por calor (es decir, un constituyente diferente del constituyente polimerizable por luz). Tales resinas se describen, por ejemplo, en Rolland et al., Patentes de EE.UU. Nos. 9,676,963; 9,598,606; y 9,453,142.
Las resinas pueden estar en cualquier forma adecuada, incluidas resinas “de un solo recipiente” y resinas de “precursor dual” (en las que los componentes con reacción cruzada se envasan por separado y se mezclan antes de su uso, y que pueden identificarse como una resina precursora “A” y una resina precursora “B”).
Ejemplos particulares de resinas adecuadas incluyen, entre otros, resina de poliuretano rígida (RPU) de Carbon, Inc., resina de poliuretano flexible (FPU), resina de poliuretano elastomérica (EPU), resina de éster de cianato (CE) o resina epoxi (EPX), todos disponibles en Carbon, Inc., 1089 Mills Way, Redwood City, California 94063 EE. UU.
2. Casetes de ventana.
En general, un casete de ventana o placa de construcción para uso en la presente invención puede comprender cualquier material semipermeable o permeable adecuado (es decir, permeable al inhibidor de la polimerización), incluidos fluoropolímeros amorfos, tales como un fluoropolímero termoplástico amorfo como películas de fluoropolímero TEFLON AF 1600™ o TEFLON AF 2400™, o perfluoropoliéter (PFPE), particularmente una película de PFPE reticulada, o una película de polímero de silicona reticulada. Debajo puede haber una capa de lecho fluido, tal como la proporcionada por un material permeable al gas, que contiene opcionalmente canales o cavidades, tal como un polímero permeable (por ejemplo, poli(dimetilsiloxano) (PDMS). Si es necesario, se puede incluir una base o miembro de soporte (tal como vidrio o zafiro) en la parte inferior de la ventana, y puede servir para definir mejor el lecho de suministro de fluido. La placa de construcción puede estar soportada por un marco periférico, formando los dos juntos un casete de ventana extraíble como se analiza a continuación.
En algunas realizaciones, la presión y el suministro de gas a la placa de construcción se pueden controlar para reducir las burbujas o los huecos formados por el exceso de gases, como el nitrógeno, en el fluido polimerizable (por ejemplo, resina) en el proceso y aparato de impresión 3D. Aunque los métodos descritos en el presente documento se pueden realizar controlando la presión y/o el contenido del gas suministrado a la placa de construcción usando un controlador de presión/suministro de gas, debe entenderse que se puede usar cualquier sistema adecuado, incluidas placas de construcción alternativas. Por ejemplo, cualquier placa de construcción permeable se puede colocar de manera que el lado opuesto a la superficie de construcción esté en una cámara controlada por presión, o se puede usar cualquier configuración adecuada de canales controlados por presión.
La cantidad y duración de la presión reducida aplicada al líquido polimerizable a través del miembro ópticamente transparente es preferiblemente suficiente para reducir la concentración de gas en el líquido polimerizable. La presión puede ser del 0 %, 5 %, 10 %, 20 %, 25 %, 30 %, 40 % a 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % o 100 % de la presión atmosférica. La composición de oxígeno o gas inhibidor de la polimerización del gas suministrado puede ser 20 %, 25 %, 30 %, 40 % a 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % o 100 % de oxígeno.
En algunas realizaciones, el fluido polimerizable tiene un gradiente de concentración de gas, que determina una cantidad de irradiación o “dosis” para curar el líquido polimerizable. Por ejemplo, el fluido polimerizable puede tener una región inferior en el miembro ópticamente transparente y una región superior en la región inferior opuesta al miembro ópticamente transparente de modo que la región inferior tenga una dosis más alta para curar que la región superior. La presión reducida aplicada al líquido polimerizable a través del miembro ópticamente transparente puede reducir la concentración de gas en la región superior, mientras se mantiene el gas inhibidor de la polimerización en la región inferior, lo que en consecuencia reduce el espesor de la zona muerta. En algunas realizaciones, el espesor de la región inferior es inferior a aproximadamente 1000 micrómetros o entre aproximadamente 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 300 a 400, 500, 600, 700, 800, 900 o 1000 micrómetros.
En algunas realizaciones, se puede utilizar oxígeno gaseoso como inhibidor de la polimerización. El oxígeno se puede suministrar a cualquier presión adecuada y preferiblemente se suministra a una presión que es menor que la presión atmosférica. En realizaciones particulares, la presión del oxígeno es sustancialmente igual a una presión parcial de oxígeno en el aire a presión atmosférica (por ejemplo, oxígeno al 100 % suministrado a aproximadamente 0.2 atm). El gas inhibidor de la polimerización también puede estar sustancialmente desprovisto de nitrógeno u otros gases que no contribuyan sustancialmente a la inhibición de la polimerización en la zona muerta.
Sin desear quedar ligado a ninguna teoría particular, las resinas que están saturadas con gas son propensas a desgasificarse cuando cae la presión local. Pueden ocurrir grandes caídas de presión durante el movimiento de la plataforma de construcción y el llenado de resina. Cuando la separación de la pieza impresa y la ventana da como resultado la coalescencia del gas, se pueden formar huecos en la pieza impresa. De acuerdo con lo anterior, controlar la presión de un gas o aplicar un vacío a través de la placa de construcción permeable al gas puede reducir el nivel de gases disueltos antes del cambio de presión y reducir la cantidad de gas disuelto puede aumentar el diferencial de presión que la resina puede experimentar antes de la formación de vacío. La placa de construcción es permeable a los gases y se puede establecer el equilibrio en la interfaz placa de construcción/resina con relativa rapidez. El ciclo entre aire (u oxígeno) y vacío para la formación de impresión y el movimiento de la pieza, respectivamente, puede permitir que el proceso CLIP se realice con un diferencial de presión máximo sobre la resina antes de formar huecos en la pieza. Además, la eliminación de nitrógeno, que no es un componente activo de la inhibición de la polimerización, puede reducir el nivel general de gas y reducir aún más la formación de burbujas o huecos en la pieza impresa.
Además, si bien es deseable el suministro de oxígeno a la interfaz entre el fluido polimerizable y la placa de construcción, el oxígeno en las regiones del fluido de polimerización que están más alejadas de la interfaz puede conducir a una dosis mayor de irradiación para curar el fluido polimerizable, lo que da como resultado un tiempo de exposición más largo y velocidades de impresión más lentas. Reducir el nivel general de oxígeno puede dar lugar a tiempos de curado más rápidos, lo que puede provocar dificultades para mantener suficiente oxígeno en la interfaz para que el proceso CLIP sea eficaz. Además, dado que la intensidad de la luz decae a medida que pasa a través del fluido de polimerización, el porcentaje de conversiones de monómero a polímero puede no ser constante en toda la región expuesta. Controlar un nivel de concentración de oxígeno puede reducir los tiempos de exposición y aumentar la velocidad de impresión al mantener eficazmente un nivel de oxígeno en la placa de construcción y la interfaz del fluido de polimerización. El perfil de concentración de oxígeno también puede controlarse para proporcionar un porcentaje más consistente de conversiones de monómero a polímero en vista de las variaciones de la intensidad de la luz.
Materiales adicionales para la placa de construcción. Puede usarse cualquier material adecuado para formar las placas de construcción descritas en el presente documento, incluidas placas de construcción multicapa y/o placas de construcción formadas por más de un material. Por ejemplo, la capa flexible (usada sola o con soportes o capas adicionales) puede incluir una tela de vidrio tejida (fibra de vidrio o vidrio electrónico) con un recubrimiento elastomérico de silicona reticulada (tal como silicona vulcanizada a temperatura ambiente (RTV)), que puede ser ligeramente infiltrado en la tela de fibra de vidrio para proporcionar durabilidad mecánica. La permeabilidad al oxígeno del elastómero de silicona (caucho) es similar a la del teflón.® AF-2400. Tal configuración puede usarse sola o fijada (adherida con adhesivo) a una placa de vidrio con las áreas sin relleno de la tela disponibles para el flujo de aire (oxígeno). También se pueden utilizar copolímeros de fluoropolímero basados en tetrafluoroetileno sulfonado, como el Nafion® de Dupont.
En algunas realizaciones, membranas de lámina plana asimétricas que se utilizan actualmente en cantidades muy elevadas para aplicaciones de purificación de agua (ver Publicación de patente de EE. UU. No. 2014/0290478) se pueden utilizar. Estas membranas son generalmente de polisulfona o polietersulfona y pueden estar recubiertas con perfluoropolímeros o elastómero de silicona reticulado para aumentar la resistencia química. También se pueden usar membranas asimétricas (porosas) de poli(fluoruro de vinilideno) y posiblemente de poliimida, por ejemplo, si la resistencia química es un problema. Algunas de las membranas se pueden utilizar tal cual sin recubrimientos. Ejemplos de tales membranas incluyen membranas FilmTec® (Dow Chemical, Midland, Michigan (EE. UU.)). Se trata de membranas asimétricas de polisulfona porosas recubiertas con una poliamida reticulada de alta Tg (con un espesor de revestimiento de aproximadamente 0.1 micrómetros). El revestimiento de poliamida reticulada debe proporcionar resistencia química. Aunque la permeabilidad al oxígeno de la poliamida es baja, el espesor del recubrimiento puede ser tan bajo que la tasa efectiva de transmisión de oxígeno sea alta. El soporte de polisulfona sin la capa de poliamida podría recubrirse con una amplia variedad de polímeros como caucho de silicona (o AF-2400) para producir una transmisión de oxígeno muy alta. Las membranas FilmTec® se producen en cantidades muy elevadas ya que son la materia prima utilizada en las plantas desaladoras de agua. Las membranas porosas de PVDF pueden permitir un uso repetido.
Aunque se describen realizaciones de acuerdo con la presente invención con respecto a capas flexibles sobre la placa de construcción que incluyen un miembro semipermeable (o permeable a los gases) (por ejemplo, perfluoropolímeros, como TEFLON AF® fluoropolímeros, debe entenderse que se puede utilizar cualquier material flexible adecuado en las configuraciones descritas en el presente documento. Por ejemplo, se puede utilizar un papel transparente y elástico, tal como glassine. Glassine es un papel resistente a la grasa, relativamente transparente, formado por fibras celulósicas bien hidratadas que han sido súper calandradas. El glassine puede estar plastificado y/o recubierto con cera o un esmalte. El glassine puede ser permeable a los gases. En algunas realizaciones, el glassine puede estar recubierto con una fina capa de elastómero de silicona reticulado o un perfluoropolímero, como fluoropolímeros TEFLON AF®. El papel glassine es sustancialmente resistente a la grasa y puede tener una adhesión limitada al líquido polimerizable descrito en el presente documento.
Construir revestimientos de placas. Se pueden usar superficies omnifóbicas en la superficie de la placa de construcción o en la región de construcción. Por ejemplo, se pueden usar superficies estampadas (ya sea una matriz aleatoria de partículas o superficies con micropatrones) que contienen fluidos no miscibles que están fijados o sostenidos a la superficie mediante fuerzas capilares. Una superficie de este tipo puede dar como resultado que el fluido sobre la superficie flote a lo largo de la superficie. Ejemplos de tales superficies se describen en Patentes de EE. UU. Nos, 8,535,779 y 8,574,704.
Ejemplos de placas de construcción que se pueden modificar de acuerdo con la divulgación proporcionada en el presente documento para usar en la realización de la presente invención incluyen, entre otras, las descritas en: Patentes de EE. UU. Nos. 9.498.920 a J. DeSimone, A. Ermoshkin y E. Samulski; 9.360.757 de J. DeSimone, A. Ermoshkin, N. Ermoshkin y E. Samulski; y 9.205.601 a J. DeSimone, A. Ermoshkin, N. Ermoshkin y E. Samulski; Publicaciones de solicitudes de patente de EE. UU. Nos. 2016/0046075 a J. DeSimone, A. Ermoshkin et al.; 2016/0193786 a D. Moore, A. Ermoshkin et al.; 2016/0200052 a D. Moore, J. Tumbleston et al.; Publicaciones de solicitudes de patente PCT No. WO 2016/123499 de D. Moore, J. Tumbleston et al.; WO 2016/123506 de D. Moore, J. Tumbleston et al.; WO 2016/149097 de J. Tumbleston, E. Samulski et al.; WO 2016/149014 de J. Tumbleston, E. Samulski et al..
3. Productos y métodos de ejemplo.
En general, las realizaciones de la presente invención proporcionan un aparato de fabricación aditiva y un casete de ventana de resina para un aparato de fabricación aditiva. También se proporcionan métodos relacionados para fabricar simultáneamente una pluralidad de objetos tridimensionales a partir de una pluralidad de resinas polimerizables con luz distintas. Las realizaciones de la presente invención se discutirán ahora con mayor detalle con referencia a las Figs. 1-11.
Con referencia a la Fig. 1, un aparato de fabricación aditiva 100 de acuerdo con realizaciones de la presente invención. Como se muestra en la Fig. 1, el aparato 100 puede incluir una plataforma 17, un casete de resina 12 colocado en la cubierta 17, un motor ligero 13 (por ejemplo, una fuente de luz ultravioleta) colocada debajo de la plataforma 17, un conjunto de transmisión 14 y una plataforma de transporte 10 colocada encima del casete 12. La plataforma del operador 10 Puede colocarse encima del motor de luz 13. El conjunto de transmisión 14 puede estar asociado y/o conectado operativamente con la plataforma 17 y plataforma de transporte 10. El conjunto de transmisión 14 Se puede configurar para hacer avanzar la plataforma del operador 10 hacia y desde el casete 12. Como se analizará con más detalle a continuación, una pluralidad de objetos tridimensionales 11 (por ejemplo, aparatos dentales) se pueden producir en la plataforma de soporte 10 de una o más resinas polimerizables ligeras distintas 15.
Con referencia a la Fig. 2 y la Fig. 3, el casete de resina 12 comprende una ventana transmisora de luz 19, un cuadro 18 conectado y rodeando la ventana 19, y al menos una barrera 20 conectado al marco 18. En algunas realizaciones, el motor ligero 13 Se puede configurar para proyectar luz a través de la ventana transmisora de luz. 19 del casete 12 (ver, por ejemplo, las Figs. 1). El marco 18 y ventana transparente 19 del casete 12 juntos forman un pozo 21 para recibir la una o más resinas polimerizables ligeras distintas 15. La al menos una barrera 20 puede extenderse sobre la ventana 19 mientras contacta continuamente con la ventana 19 (ver también, por ejemplo, las Figs. 9).
Como se muestra en la Fig. 2 y la Fig. 3, la al menos una barrera 20 puede colocarse dentro del pozo 20 del casete 12 tal que al menos una barrera 20 divide el pozo 20 en una pluralidad de regiones de construcción independientes A-D (ver también, por ejemplo, Figs. 5-8). Por ejemplo, como se muestra en la Fig. 2, el cassete 12 puede comprender dos barreras 20 que divide el pozo 20 en cuatro regiones de construcción independientes A, B, C, D. En general, al menos una barrera 20 divide el casete 12 en varios minicasetes individuales (es decir, construir regiones A-D) sin inhibir el funcionamiento crítico de la ventana 19 o el motor ligero 13.
La(s) barrera(s) 20 particionar el casete 12 (se muestra en la Fig. 2 como casete de cuatro secciones 12) crear una cuadrícula de minicasetes (construir regiones A-D) cada uno de los cuales funciona individualmente igual que el casete más grande 12. En algunas realizaciones, la al menos una barrera 20 está conectado de forma extraíble al marco 18 del casete 12. En otras realizaciones, la al menos una barrera 20 está fijado permanentemente al marco 18 del casete 12.
El cassete 12 puede incorporar más particiones (es decir, barreras 20) mientras la ventana 19 del casete 12 permanece permeable al oxígeno y a la una o más resinas polimerizables 15 recibido en cada región de construcción A-D permanecer físicamente aislados unos de otros. Como se muestra en las Figs. 2-6, de acuerdo con realizaciones de la presente invención, el pozo 20 del casete 12 puede ser dividido por la(s) barrera(s) 20 en cualquier número de regiones de construcción A-D y en una variedad de configuraciones diferentes. Por ejemplo, el casete 12 puede tener 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 o más regiones de construcción independientes A-D. En algunas realizaciones, las regiones de construcción independientes A-D pueden ser simétricas dentro del pozo 20 (ver, por ejemplo, Figs. 3, 4, y 6). En otras realizaciones, las regiones de construcción independientes A-D pueden ser asimétricas dentro del pozo 20 (ver, por ejemplo, las Figs. 5).
Como se muestra en la Fig. 4, en algunas realizaciones, el pozo 20 se puede dividir en tres regiones de construcción rectangulares A-C. Como se muestra en la Fig. 5. En algunas realizaciones, el pozo 20 puede dividirse en dos regiones de construcción A, B, donde una de las regiones de construcción (es decir, región de construcción B) ocupa una esquina del pozo 20 y la otra región de construcción (es decir, región de construcción A) ocupa la porción restante del pozo 20. Como se muestra en la Fig. 6, en algunas realizaciones, el pozo 20 se puede dividir diagonalmente en dos regiones de construcción A, B. Una vez más, estos son sólo ejemplos y el bien 20 Puede dividirse en cualquier número o configuración de regiones de construcción A-D. En algunas realizaciones, cada región de construcción independiente A, B, C, D puede configurarse para recibir la misma o diferente resina polimerizable con luz que una o más de las otras regiones de construcción A, B, C, D.
Con referencia ahora a la Fig. 7 la plataforma del transportador 10 comprende al menos un canal 22 formado en el mismo. Por ejemplo, como se muestra en la Fig. 7, en algunas realizaciones, la plataforma portadora 10 puede comprender dos canales 22 formado en el mismo. Similar a al menos una barrera 20 del casete 12 discutido anteriormente, al menos un canal 22 puede dividir la plataforma del transportador 10 en una pluralidad de superficies de construcción independientes A', B', C', D'. En algunas realizaciones, cada canal 22 de la plataforma portadora 10 está configurado para recibir una barrera correspondiente 20 del casete 12 cuando la plataforma del transportador 10 y el casete 12 son avanzados uno hacia el otro por el conjunto de transmisión 14 de modo que cada superficie de construcción A'-D' de la plataforma portadora 10 se recibe dentro de una región de construcción respectiva A-D del casete 12.
Con referencia a la Fig. 8, se ilustra una plataforma de operador alternativa 10' de la presente invención. Como se muestra en la Fig. 8, en algunas realizaciones, la plataforma portadora 10' puede comprender una pluralidad de segmentos de construcción 23. Los segmentos de construcción 23 pueden ser direccionable de forma independiente. Por ejemplo, los segmentos de construcción 23 puede ser removible o retráctil de forma independiente dentro (por ejemplo, accionado por resorte o un mecanismo similar) la plataforma de transporte 10'. Los segmentos de construcción 23 se puede configurar de manera que, a medida que los segmentos de construcción direccionables de forma independiente 23 se retiran o retraen, se ajusta la posición de al menos un canal 22. Por ejemplo, en algunas realizaciones, uno o más segmentos de construcción 23 puede retirarse o retraerse para formar un canal 22 en la plataforma del transportador 10' en una posición que corresponde a la posición de una barrera respectiva 20 del casete 12. La capacidad de ajustar los canales 22 dentro de la plataforma del operador 10' permite que la plataforma del operador 10' sea utilizada con diferentes casetes de resina 12 que tienen la(s) barrera(s) 20 colocadas en diferentes lugares del casete 12 (es decir, los casetes 12 tienen diferentes configuraciones A-D de región de construcción).
Con referencia a la Fig. 9, en algunas realizaciones, la al menos una barrera 20 del casete 12 puede incluir porciones de paredes laterales opuestas (a, b) y una parte inferior (c. Las porciones de la pared lateral (a, b) de la barrera 20 Puede tener un contorno para garantizar que cada “minicasete” pueda funcionar como el casete original 12. Por ejemplo, como se muestra en la Fig. 9, en algunas realizaciones, las porciones de paredes laterales opuestas (a, b) de la barrera 20 puede ser cónico. Una junta resistente 24 está acoplado o conectado a la parte inferior (c) de la barrera 20 y está configurado para sellar al menos una barrera 20 a la ventana transmisora de luz 19 del casete 12.
Con referencia a la Fig. 10 A y la Fig. 10B, en algunas realizaciones, cada porción de pared lateral (a, b) de al menos una barrera 20 puede comprender una pluralidad de huecos 25 formada en los mismo huecos 25. Los huecos 25 se pueden configurar para recibir la resina polimerizable ligera 15 allí y puede ayudar a facilitar el flujo de la resina 15 de la barrera 20 sobre la ventana transmisora de luz 19. En algunas realizaciones, los huecos 25 de una parte de la pared lateral (a) están intercalados (o interdigitados) con los huecos 25 de la parte de la pared lateral opuesta (b) tal que los huecos 25 alternan desde una porción de la pared lateral (a) hasta la otra parte de la pared lateral (b) de la barrera 20.
También se proporcionan métodos para crear simultáneamente una pluralidad de objetos tridimensionales 11. La pluralidad de objetos tridimensionales 11 está hecho de una pluralidad de resinas polimerizables ligeras distintas 15.
El método incluye (i) llenar al menos dos regiones de construcción A, B de un aparato de fabricación aditiva 100 de acuerdo con realizaciones de la presente invención con una resina polimerizable ligera diferente 15 en cada región de construcción A, B; y luego (ii) producir simultáneamente al menos un objeto tridimensional 11 de cada resina polimerizable ligera 15 en una superficie de construcción independiente respectiva A', B' en la plataforma del transportador 10.
En algunas realizaciones, las diferentes resinas fotopolimerizables 15 se diferencian entre sí en el contenido de pigmentos. En algunas realizaciones, las diferentes resinas fotopolimerizables 15 son similares entre sí en contenido de monómero y/o prepolímero. Opcionalmente, pero preferiblemente en algunas realizaciones, las diferentes resinas fotopolimerizables 15 pueden ser similares entre sí en contenido de catalizador y/o carga.
En algunas realizaciones, el aparato de fabricación aditiva 100 de la presente invención puede comprender además un controlador 26 (ver, por ejemplo, las Figs. 1). El controlador 26 puede estar asociado operativamente con el motor ligero 13 y el conjunto de transmisión 14. El controlador 26 puede ser local, remoto (por ejemplo, en la nube) o distribuidos en ubicaciones locales y remotas.
En algunas realizaciones, los métodos de la presente invención pueden comprender además identificar la posición de al menos una barrera 20 y/o la pluralidad de regiones de construcción independientes A-D en el marco 18. Por ejemplo, las posiciones pueden identificarse al identificar ópticamente la posición de al menos una barrera 20 con la ayuda de una cámara (no mostrada). La cámara puede estar asociada operativamente con el controlador 26. Las posiciones pueden identificarse ingresando manualmente la posición de al menos una barrera 20 en el controlador 26 con un teclado, pantalla táctil u otra interfaz de usuario (no se muestra). Las posiciones pueden identificarse al detectar electromecánicamente la posición de al menos una barrera 26 con sensores (no mostrados) en el marco 18. Los sensores pueden estar asociados operativamente con el controlador 26. Para un casete de resina 12 con una barrera permanente 20 y un identificador único (como una etiqueta NFC asociada con el casete 12), las posiciones podrán identificarse mediante un lector de identificador único.
En algunas realizaciones, al menos una de las diferentes resinas polimerizables 15 Tiene una dosis para curar (DC) diferente a las otras resinas diferentes 15. En algunas realizaciones, el controlador 26 está configurado para modificar la dosis de luz (por ejemplo, del motor ligero 13) a al menos una de las regiones de construcción A-D basado en las diferentes DC para la resina particular 15 en esa región de construcción en particular A-D. Por ejemplo, con regiones de construcción A-D que contienen resinas polimerizables 15 que tienen una DC más alta y reciben una exposición a la luz más intensa y/o más prolongada del motor de luz 13 y construir regiones A-D que contienen resinas polimerizables 15 que tienen una DC más baja y reciben una exposición a la luz menos intensa y/o más corta del motor de luz 13.
En algunas realizaciones, un conjunto de objetos tridimensionales 11 definido por al menos un archivo de impresión se puede producir en cada una de las regiones de construcción independientes A-D (ver, por ejemplo, las Figs. 11). En algunas realizaciones, un método puede comprender además guardar de forma independiente al menos un archivo de impresión asociado con cada una de las regiones de construcción independientes. A-D. Esto permite la posterior fabricación de los objetos tridimensionales 11 sin la necesidad de reproducir los objetos en otras regiones de construcción A-D, por ejemplo, si los objetos tridimensionales 11 de una de las regiones de construcción A-D están defectuosos.
En algunas realizaciones, un método puede comprender además proporcionar un archivo de datos para una pluralidad de objetos tridimensionales 11. En algunas realizaciones, el archivo de datos es un archivo de formato de archivo imprimible tridimensional (por ejemplo, archivo en formato STL). En algunas realizaciones, cada uno de la pluralidad de objetos 11 puede tener un identificador único que indique cuál de las diferentes resinas polimerizables 15 debe usarse para producir cada pluralidad respectiva de objetos 11.
En algunas realizaciones, el método comprende además asignar cada pluralidad de objetos tridimensionales 11 a una de las regiones de construcción A-D basándose en su identificador único. Esta asignación podrá realizarse automáticamente en el controlador 26. Por ejemplo, cuando se van a producir dientes, coronas u otros implantes dentales mediante el aparato de fabricación aditiva 100 y los diferentes objetos 11 tienen diferentes colores o sombras, esta función de asignación puede “anidar automáticamente” un grupo de objetos 11 a la región de construcción adecuada A-D que contiene la resina polimerizable adecuada 15 para todos los objetos 11 en ese grupo.
La Fig. 11 es una captura de pantalla de un monitor de ordenador que ilustra una configuración inicial ejemplar para producir una pluralidad de objetos tridimensionales 11 en cuatro regiones de construcción independientes A-D utilizando un aparato de fabricación aditiva 100 de acuerdo con realizaciones de la presente invención. Como se muestra en la Fig. 11, en algunas realizaciones, el aparato de fabricación aditiva 100 de la presente invención puede producir simultáneamente hasta 128 unidades totales en cuatro tonos de pigmento diferentes (es decir, 32 unidades en cada tono en cada región de construcción A-D).
Los aparatos y métodos descritos anteriormente se pueden usar para fabricar una variedad de aparatos dentales diferentes, incluidos, entre otros, coronas dentales, puentes dentales, bases para dentaduras postizas, dientes para dentaduras postizas en construcción de una sola unidad o puente, barras retenidas por implantes/soportadas por implantes y superestructuras, estructuras de prótesis parciales, protectores nocturnos y férulas, y cualquier modelo dental asociado o componente auxiliar, como guías quirúrgicas, modelos de tejido blando, réplicas de pilares de implante, bandejas personalizadas o cualquier combinación de los mismos. Estos son sólo ejemplos y se puede formar cualquier cantidad de otros objetos tridimensionales utilizando los métodos y materiales descritos en este documento.
Por ejemplo, en algunas realizaciones, los objetos tridimensionales 11 producido usando aparatos y/o métodos de la presente invención puede comprender coronas dentales, puentes dentales o una combinación de coronas dentales y puentes dentales, bases para dentaduras postizas, o una combinación de coronas dentales, puentes dentales y bases para dentaduras postizas. En algunas realizaciones, se pueden producir una pluralidad de coronas y/o puentes dentales en cada región de construcción A-D. En algunas realizaciones, las coronas dentales y/o puentes dentales de cada región de construcción A-D difieren en el contenido de pigmento de las coronas dentales y/o puentes dentales en las otras regiones de construcción A-D.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un casete de resina para un aparato de fabricación aditiva, que comprende:
(a) una ventana transmisora de luz;
(b) un marco conectado a dicha ventana y que la rodea, definiendo el marco con dicha ventana un pozo; y
(c) al menos una barrera conectada a dicho marco, que se extiende sobre dicha ventana, y en contacto continuo con dicha ventana, la al menos una barrera que divide dicho pozo en una pluralidad de regiones de construcción independientes, dichas regiones de construcción independientes están configuradas para recibir diferentes resinas polimerizables con luz entre sí,
caracterizado porque
dicha al menos una barrera incluye porciones de pared laterales opuestas y una porción inferior, dicha porción inferior tiene una junta elástica conectada a la misma, dicha junta está configurada para sellar dicha al menos una barrera a dicha ventana, y
porque cada porción de pared lateral tiene una pluralidad de rebajes formados en ellos, dichos recesos están configurados para recibir resina polimerizable ligera en ellos y facilitar el flujo de resina hacia dicha ventana desde allí, con los rebajes de cada porción de pared lateral intercalados con los recesos de la porción de pared lateral opuesta.
2. El casete de la reivindicación 1, en el que dicho al menos una barrera está conectada de manera desmontable o fijada permanentemente a dicho marco.
3. El casete de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas regiones de construcción independientes son simétricas o asimétricas.
4. El casete de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha pluralidad de regiones de construcción independientes consta de dos a ocho regiones de construcción independientes.
5. Un aparato de fabricación aditiva, que comprende:
(a) una plataforma;
(b) un casete de resina colocado en dicha plataforma, el casete de resina comprende;
una ventana transmisora de luz;
un marco conectado a dicha ventana y que la rodea, el marco con dicha ventana define un pozo; y
al menos una barrera conectada a dicho marco, que se extiende sobre dicha ventana, y en contacto continuo con dicha ventana, la al menos una barrera divide dicho pozo en una pluralidad de regiones de construcción independientes, dichas regiones de construcción independientes configuradas para recibir diferentes resinas polimerizables con luz entre sí,
en el que dicha al menos una barrera incluye porciones de pared lateral opuestas y una porción inferior, dicha porción inferior tiene una junta elástica conectada a la misma, dicha junta está configurada para sellar dicha al menos una barrera a dicha ventana,
(c) un motor de iluminación colocado debajo de dicha plataforma y configurado para proyectar luz a través de dicha ventana transmisora de luz;
(d) un conjunto impulsor asociado operativamente con dicha plataforma; y
(e) una plataforma portadora conectada a dicho conjunto impulsor y colocada encima de dicho casete de resina, teniendo dicha plataforma portadora al menos un canal formado en ella, dicho al menos un canal configurado para recibir dicha al menos una barrera cuando dicha plataforma portadora y dicha ventana transmisora de luz se hacen avanzar entre sí de manera que dicha plataforma portadora se divida en una pluralidad de superficies de construcción independientes correspondientes a dicha pluralidad de regiones de construcción independientes.
6. El aparato de la reivindicación 5, en el que dicha plataforma portadora comprende una pluralidad de segmentos de construcción direccionables, extraíbles o retráctiles de forma independiente, configurados de manera que dicho al menos un canal sea ajustable para corresponder a la posición de dicha al menos una barrera.
7. Un método para fabricar simultáneamente una pluralidad de objetos tridimensionales a partir de una pluralidad de resinas polimerizables con luz distintas, que comprende:
(a) llenar al menos dos regiones de construcción de un aparato de fabricación aditiva de una cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6 con una resina diferente en cada región de construcción; y luego
(b) producir simultáneamente al menos un objeto a partir de cada una de dichas resinas en cada una de dichas superficies de construcción independientes.
8. El método de la reivindicación 7, en el que dichos objetos tridimensionales comprenden aparatos dentales seleccionados de un grupo que consiste en coronas dentales, puentes dentales, bases para dentaduras postizas, dientes para dentaduras postizas en construcción de una sola unidad o puente, barras y superestructuras retenidas/soportadas por implantes, dentaduras postizas parciales, estructuras, protectores nocturnos y férulas, y cualquier modelo dental asociado o componente auxiliar de los aparatos dentales, incluidas guías quirúrgicas, modelos de tejido blando, réplicas de pilares de implante, y bandejas personalizadas.
9. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, en el que:
(i) dichas diferentes resinas difieren entre sí en el contenido de pigmento;
(ii) dichas diferentes resinas son similares entre sí en contenido de monómero y/o prepolímero; y
(iii) opcionalmente, dichas diferentes resinas son similares entre sí en cuanto a contenido de catalizador y/o carga.
10. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en el que se producen una pluralidad de coronas y/o puentes dentales en cada región de construcción, y en el que las coronas y/o puentes dentales de cada región de construcción difieren de los de la otra región de construcción en contenido de pigmento.
11. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 7-10, además dicho aparato comprende un controlador asociado operativamente con dicho motor ligero y dicho conjunto de accionamiento, además dicho método comprende: identificar la posición de dicha al menos una barrera y/o dicha pluralidad de regiones de construcción independientes en dicho marco.
12. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 7-11, en el que al menos una de dichas resinas diferentes tiene una dosis para curar (DC) diferente de las otras de dichas resinas diferentes, y dicho controlador está configurado para modificar la dosis de luz a al menos una de la región de construcción en función de dicha DC diferente para la resina en esa región de construcción.
13. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, en el que se produce un conjunto de objetos tridimensionales definidos por al menos un archivo de impresión en cada una de dichas regiones de construcción independientes, además el método comprende:
guardar de forma independiente al menos un archivo de impresión asociado con cada una de dichas regiones de construcción independientes.
14. El método de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, que comprende además:
proporcionar un archivo de datos para una pluralidad de objetos, cada uno de dicha pluralidad de objetos tiene un identificador único que indica cuál de dichas resinas diferentes debería usarse para producir cada objeto tridimensional; y luego asignar cada uno de dichos objetos tridimensionales a una de dichas regiones de construcción basándose en dicho identificador único.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021103511A1 (de) 2021-02-15 2022-08-18 Kulzer Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur gleichzeitigen additiven Fertigung von Bauteilen aus verschiedenen Materialien
EP4183555A1 (de) 2021-11-17 2023-05-24 Ivoclar Vivadent AG Verfahren und vorrichtung zum simultanen aufbau von formkörpern

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5236637A (en) 1984-08-08 1993-08-17 3D Systems, Inc. Method of and apparatus for production of three dimensional objects by stereolithography
US5158858A (en) 1990-07-05 1992-10-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Solid imaging system using differential tension elastomeric film
US5122441A (en) 1990-10-29 1992-06-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for fabricating an integral three-dimensional object from layers of a photoformable composition
DE10119817A1 (de) 2001-04-23 2002-10-24 Envision Technologies Gmbh Vorrichtung und Verfahren für die zerstörungsfreie Trennung ausgehärteter Materialschichten von einer planen Bauebene
US7892474B2 (en) 2006-11-15 2011-02-22 Envisiontec Gmbh Continuous generative process for producing a three-dimensional object
DE102007010624B4 (de) * 2007-03-02 2009-04-30 Deltamed Gmbh Vorrichtung zur schichtweisen generativen Herstellung dreidimensionaler Formteile, Verfahren zur Herstellung dieser Formteile sowie diese Formteile
EP2052693B2 (en) 2007-10-26 2021-02-17 Envisiontec GmbH Process and freeform fabrication system for producing a three-dimensional object
US8801418B2 (en) 2011-01-31 2014-08-12 Global Filtration Systems Method and apparatus for making three-dimensional objects from multiple solidifiable materials
MY163331A (en) 2011-08-05 2017-09-15 Massachusetts Inst Technology Liquid-impregnated surfaces, methods of making and devices incorporating the same
BR112014023436B1 (pt) 2012-03-23 2021-05-04 Massachusetts Institute Of Technology recipiente tendo superfície impregnada com líquido e seu processo de fabricação
US9120270B2 (en) 2012-04-27 2015-09-01 University Of Southern California Digital mask-image-projection-based additive manufacturing that applies shearing force to detach each added layer
US9636873B2 (en) 2012-05-03 2017-05-02 B9Creations, LLC Solid image apparatus with improved part separation from the image plate
EP3187938A1 (en) 2013-02-12 2017-07-05 CARBON3D, Inc. Method and apparatus for three-dimensional fabrication with feed through carrier
US9498920B2 (en) 2013-02-12 2016-11-22 Carbon3D, Inc. Method and apparatus for three-dimensional fabrication
US20140290478A1 (en) 2013-03-27 2014-10-02 Uop Llc High performance cross-linked polyimide asymmetric flat sheet membranes
US9360757B2 (en) 2013-08-14 2016-06-07 Carbon3D, Inc. Continuous liquid interphase printing
US10471699B2 (en) 2014-06-20 2019-11-12 Carbon, Inc. Three-dimensional printing with reciprocal feeding of polymerizable liquid
EP3158399B1 (en) 2014-06-23 2022-10-26 Carbon, Inc. Polyurethane resins having multiple mechanisms of hardening for use in producing three-dimensional objects
US10589512B2 (en) 2014-07-10 2020-03-17 Carbon, Inc. Methods and apparatus for continuous liquid interface production with rotation
WO2016025579A1 (en) 2014-08-12 2016-02-18 Carbon3D, Inc. Three-dimensional printing with build plates having a smooth or patterned surface and related methods
WO2016112084A1 (en) 2015-01-06 2016-07-14 Carbon3D, Inc. Build plate for three dimensional printing having a rough or patterned surface
US20160200052A1 (en) 2015-01-13 2016-07-14 Carbon3D, Inc. Three-dimensional printing with build plates having surface topologies for increasing permeability and related methods
US20180133959A1 (en) 2015-01-30 2018-05-17 Carbon, Inc. Build plates for continuous liquid interface printing having permeable sheets and related methods, systems and devices
US11020898B2 (en) 2015-01-30 2021-06-01 Carbon, Inc. Build plates for continuous liquid interface printing having permeable base and adhesive for increasing permeability and related methods, systems and devices
WO2016140886A1 (en) 2015-03-05 2016-09-09 Carbon3D, Inc. Fabrication of three dimensional objects with multiple operating modes
US10843402B2 (en) 2015-03-13 2020-11-24 Carbon, Inc. Three-dimensional printing with reduced pressure build plate unit
CA2975629C (en) 2015-03-18 2019-09-17 Eli Lilly And Company Dispensing device with drive mechanism having converging ramps
US10384439B2 (en) 2015-11-06 2019-08-20 Stratasys, Inc. Continuous liquid interface production system with viscosity pump
US11141919B2 (en) * 2015-12-09 2021-10-12 Holo, Inc. Multi-material stereolithographic three dimensional printing
KR101848859B1 (ko) * 2016-12-19 2018-05-24 한국광기술원 이종재료 성형 지원형 광경화 3d 프린터
US20190126536A1 (en) * 2017-11-02 2019-05-02 General Electric Company Cartridge vat-based additive manufacturing apparatus and method
EP4003218B1 (en) * 2019-07-23 2023-08-30 Institut Straumann AG Arrangement and method for manufacturing a plurality of orthodontic appliances

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