(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィベースの生成加工技術、例えば、ラピッドプロトタイピングを使用して、物体（２７）を構築するために、光重合材料（５、５５、１０５）を処理するための方法であって、
光重合材料（５、５５、１０５）が、曝露面積内の曝露によって、所定の幾何学形状を伴って、層（２８）内の構築プラットフォーム（１２、６２）上で重合され、
前記構築プラットフォーム（１２、６２）が、後続層の形成のために変位され、
光重合材料（５、５５、１０５）が、槽（４、５４、１０４）中に新しく給送されて、最後に形成された層（２８）の領域に該光重合材料（５、５５、１０５）を提供し、
前記ステップを繰り返すことによって、前記物体（２７）が、前記層幾何学形状のシーケンスから生じる、所望の形態として構築され、
少なくとも、前記第１の層（２８）が、前記構築プラットフォーム（１２、６２）上に直接重合される間、光が、重合される前記第１の層（２８）を伴う側面と反対の前記構築プラットフォーム（１２、６２）の側面から照射され、前記構築プラットフォーム（１２、６２）が、少なくとも部分的に、透明または半透明であるように形成され、
前記構築プラットフォーム（１２、６２）の底面上の前記光重合材料（５、５５、１０５）が、下方からの曝露によって重合され、前記構築プラットフォーム（１２、６２）が、各曝露ステップ後、前記槽底面（６、５６）と連動して上昇され、光重合材料（５、５５、１０５）が、最後に形成された前記層（２８）下に新しく給送されることと
光重合材料の新たな給送後、前記構築プラットフォーム（１２、６２）が、その上に形成された層とともに、光重合材料が、前記槽底面（６、５６）に対して、残留中間空間が変位されるように、前記新しく給送された光重合材料（５、５５、１０５）中に再び降下され、前記降下された下面と前記槽底面との間が、所定のように設定されることと
を特徴とする、方法。
【請求項２】
前記光重合材料（５、５５、１０５）の前記第１の層（２８）が、前記構築プラットフ
ォーム（１２、６２）の裏面上に配列された、可能性として除去可能な薄膜（１３）または塗膜上に重合されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記構築プラットフォーム（１２、６２）の変位が、所定の力プロファイルに従って、力制御下、上昇および／または降下させることによって生じることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
光重合材料（５、５５、１０５）が、給送デバイス（８、５８、１０８）から、少なくとも部分的に、透明または半透明底面（６、５６、１０６）を伴う、槽（４、５４、１０４）中に放出され、前記曝露が、下方から、少なくとも部分的に、透明または半透明形態の前記槽底面（６、５６、１０６）を通して生じ、前記槽（４、５４、１０４）の前記底面（６、５６、１０６）が、連続層（２８）の形成のための連続曝露間の合間に、投影曝露ユニット（１０、６０）と追加曝露ユニット（１６、６６、１１６）および前記構築プラットフォーム（１２、６２）と連動して移動され、移動方向において、前記曝露ユニット（１０、６０；１６、６６、１１６）および前記構築プラットフォーム（１２、６２）の前方に、圧着デバイス（２６、７６、１２６）が、配列され、前記槽底面（６、５６、１０６）上方のその高度が、設定される、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記圧着デバイス（２６、７６、１２６）が、ドクターブレードまたはローラであることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記槽（４、１０４）が、回転可能に搭載され、連続層構築ステップの合間に、所定の角度だけ転動される、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記槽（５４）が、側方に移動可能であるように搭載され、連続層構築ステップの合間に、所定の距離にわたって、水平方向に移動される、請求項４〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
複数の異なる材料（５、５５、１０５）が、それぞれ、前記複数の材料（５、５５、１０５）のうちの１つを伴う給送デバイス（１０８）に割り当てられ、前記投影曝露ユニット（１１０、１１６）と前記構築プラットフォーム（１１２）との間で選択されたシーケンスにおいて移動される、複数の槽（１０４）によって、連続層構築ステップにおける選択可能シーケンスにおいて、層を構築するために使用され、ここで、複数の槽が直列に配列される場合、線形移動であって、複数の槽（１０４）が湾曲経路に沿って配列される場合、回転移動である、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
粒子充填光重合材料（５、５５、１０５）が、前記物体（２７）の生成のために使用され、有機成分が、前記物体（２７）が焼結される前に、前記完成物体（２７）から焼出されることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記粒子充填光重合材料（５、５５、１０５）が、セラミック充填光重合材料であることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記光重合材料（５、５５、１０５）の粒子画分が、酸化物セラミックまたはガラスセラミックから成ることを特徴とする、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
リソグラフィベースの生成加工法、例えば、ラピッドプロトタイピングを使用して、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法によって、物体（２７）を構築するために、光重合材料（５、５５）を処理するためのデバイスであって、
前記物体（２７）を構築するための構築プラットフォーム（１２）と、
所定の形態を伴う強度パターンによって、前記構築プラットフォーム（１２、６２）上の表面の位置選択的曝露に対して制御可能な投影曝露ユニット（１０、６０）と、
このように、前記層幾何学形状のシーケンスから生じる所望の形態に、前記物体（２７）を連続的に構築するために、連続曝露ステップにおいて、前記投影曝露ユニット（１０、６０）を制御することによって、それぞれ、所定の幾何学形状を伴う、前記構築プラットフォーム（１２、６２）上に相互に位置する層（２８）を重合するように配列される、制御ユニット（１１、６１）と、
前記投影曝露ユニット（１０、６０）と反対側から、前記構築プラットフォーム（１２、６２）の表面積を曝露するための追加曝露ユニット（１６、６６）を備え、前記構築プラットフォーム（１２、６２）が、少なくとも部分的に、透明または半透明であるように形成され、前記制御ユニット（１１、６１）が、少なくとも、前記所定の幾何学形状の曝露のために、前記構築プラットフォーム（１２、６２）に接着する、前記第１の層（２８）を構築する間、前記追加曝露ユニット（１６、６６）を制御するように配列され、
光重合材料（５、５５）を充填可能な、少なくとも部分的に、透明または半透明に形成される底面（６、５６）を伴う、少なくとも１つの槽（４、５４）が、存在し、前記構築プラットフォーム（１２、６２）が、その高さが、前記槽底面と連動して設定可能なように、前記槽底面（６、５６）上方の昇降機構（１４、６４）によって保持され、前記制御ユニット（１１、６１）が、層（２８）のための各曝露ステップ後、前記昇降機構を制御することによって、前記槽底面（６）に対する前記構築プラットフォーム（１２、６２）の相対的位置を適合するように配列され、
光重合材料の新たな給送後、前記構築プラットフォーム（１２、６２）が、その上に形成された層とともに、光重合材料が、前記槽底面（６、５６）に対して、残留中間空間が変位されるように、前記新しく給送された光重合材料（５、５５、１０５）中に再び降下され、前記構築プラットフォームの、またはその上に最後に形成された層の降下された下面と前記槽底面との間の距離が、所定のように設定されることと
を特徴とする、デバイス。
【請求項１３】
前記投影曝露ユニット（１０、６０）が、下方から、前記少なくとも部分的に、透明または半透明槽底面（６、５６）を通しての曝露のために、前記槽底面（６、５６）の下方に配列され、前記追加曝露ユニット（１６）が、上方から、前記少なくとも部分的に、透明または半透明構築プラットフォーム（１２、６２）を通しての曝露のために配列されることを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記昇降機構（１４、６４）内にあって、前記制御ユニット（１１、６１）に接続される、前記昇降機構（１４、６４）によって、前記構築プラットフォーム（１２、６２）上に付与される力を測定し、前記測定結果を前記制御ユニット（１１、６１）に送信可能な力変換器（２９、７９）が存在し、前記制御ユニット（１１、６１）が、所定の力プロファイルに伴って、前記構築プラットフォーム（１２、６２）を移動させるように配列されることを特徴とする、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
発光ダイオード（２３、７３）が、前記投影曝露ユニット（１０、６０）および／または前記追加曝露ユニット（１６、６６）の光源としての役割を果たすことを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１６】
前記発光ダイオード（２３、７３）が、異なる光学波長を伴う光を放出するために設計されることを特徴とする、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記投影曝露ユニット（１０、６０）および前記追加曝露ユニット（１６、６６）が、平均強度１ｍＷ／ｃｍ２〜２０００ｍＷ／ｃｍ２を伴う光を放出することを特徴とする、請求項１２〜１６のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１８】
前記投影曝露ユニット（１０、６０）および前記追加曝露ユニット（１６、６６）が、平均強度５ｍＷ／ｃｍ２〜５０ｍＷ／ｃｍ２を伴う光を放出することを特徴とする、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記投影曝露ユニット（１０、６０）が、前記制御ユニットによって制御される、空間光変調器（１７、６７）を有することを特徴とする、請求項１２〜１８のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２０】
前記空間光変調器（１７、６７）が、マイクロミラーアレイ（ＤＬＰデジタル光プロセッサ）であることを特徴とする、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
また、前記投影曝露ユニット（１０、６０）が、曝露面積全体を走査する光センサまたは曝露面積全体を記録するＣＣＤカメラとして形成される、少なくとも１つの参照センサ（１、５１）を有し、前記制御ユニット（１１、６１）が、前記曝露面積全体において均一強度を達成するための補償マスクを計算するために、較正ステップにおいて、前記曝露面積全体にわたって均質な制御信号によって、前記曝露面積を曝露し、前記参照センサ（１、５１）によって記録される強度パターンを使用して、曝露を行うように配列されることを特徴とする、請求項１２〜２０のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２２】
前記槽（４、５４）が、前記投影曝露ユニット（１０、６０）および前記構築プラットフォーム（１２、６２）に対して、水平方向に移動可能であって、移動方向において、圧着デバイス（２６、７６）が、前記曝露ユニット（１０、６０）および前記構築プラットフォーム（１２、６２）の前方に配列され、前記槽底面（６、５６）上方の高さが、設定可能であることを特徴とする、請求項１２〜２１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２３】
前記圧着デバイス（２６、７６）が、ドクターブレードまたはローラであることを特徴とする、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記槽（４）が、回転中心軸（２２）を中心として、回転可能に搭載され、前記投影曝露ユニット（１０）が、前記槽底面（６）の下方に位置し、前記構築プラットフォーム（１２）が、その上方に位置し、前記中心軸（２２）に対して、半径方向に偏移され、駆動部（２４）が、提供され、前記制御ユニット（１１）の制御下、連続曝露ステップの合間に、前記回転中心軸（２２）を中心とする所定の角度だけ、前記槽（４）を転動可能であって、光重合材料（５）を前記槽（４）中に放出するための給送デバイス（８）、前記圧着デバイス（２６）および前記曝露ユニット（１０）と前記構築プラットフォーム（１２）との組み合わせが、移動方向において、相互に設置されることを特徴とする、請求項２２または２３に記載のデバイス。
【請求項２５】
回転方向において、前記投影曝露ユニット（１０）および前記構築プラットフォーム（１２）の領域の後方に、前記槽底面（６）の上方の規定可能高度に位置付け可能であって、前記重合プロセス後、前記材料（５）の新たな分配のために設計される、ワイパ（３０）が位置することを特徴とする、請求項２４に記載のデバイス。
【請求項２６】
それぞれ、複数の光重合材料（１０５）のうちの１つのための給送デバイス（１０８）に割り当てられる、複数の槽（１０４）と、前記制御ユニット（１１、６１）の制御下、前記槽（１０４）のうちの１つを移動させることが可能な駆動部（１２４）と、が存在し、その都度、前記投影曝露ユニットと、前記追加曝露ユニット（１１６）と、前記構築プラットフォームとの間の選択された所定のシーケンスにおいて、前記移動が、複数の槽が直列に配列される場合、線形移動であって、複数の槽（１０４）が湾曲経路に沿って配列
される場合、回転移動であることを特徴とする、請求項１２〜２５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２７】
前記給送デバイス（８、５８、１０８）が、光重合材料（５、５５、１０５）を伴うカートリッジ（９、５９）を挿入するための受容部を有することを特徴とする、請求項２４〜２６のいずれかに記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィベースの生成的加工、例えば、ラピッドプロトタイピングを使用して、層内に物体を構築するために、光重合性材料を処理するためのデバイスであって、光重合性材料を充填可能な、少なくとも部分的に、透過的または半透明的に形成される水平底面を伴う、槽と、槽底面上方の設定可能高度に保持される、水平構築プラットフォームと、所定の幾何学形状を伴う、強度パターンによって、構築プラットフォーム上の表面の位置選択的曝露に対して制御可能な、曝露ユニットと、曝露ユニットを制御することによって、連続曝露ステップにおいて、それぞれ、所定の幾何学形状を伴って、構築プラットフォーム上に交互に位置する層を重合し、層のための各曝露ステップ後、このように、層幾何学形状のシーケンスから生じる所望の形態に、物体を連続的に構築するために、槽底面に対する構築プラットフォームの相対的位置を調節するように配列される、制御ユニットと、を備える、デバイスに関する。
【０００２】
また、本発明は、リソグラフィベースの生成的加工、例えば、ラピッドプロトタイピングを使用して、層内に物体を構築するために、光重合性材料を処理するための方法であって、特に、透過的または半透明的に形成される、水平底面を伴う、少なくとも１つの槽内に設置される、光重合性材料の層が、曝露面積内の曝露によって、所定の幾何学形状を伴って、槽中に突出する、少なくとも１つの水平構築プラットフォーム上に重合され、構築プラットフォームは、後続層の形成のために、垂直に変位され、光重合性材料が、最後に形成された層上に新しく給送され、上述のステップを反復することによって、物体は、層幾何学形状のシーケンスから生じる所望の形態として、層内に構築される、方法に関する。
【０００３】
本発明は、特に、歯の修復のために使用されることが意図される物体の構築を対象とする。
【背景技術】
【０００４】
ＣＡＤ−ＣＡＭ技術が、これまで、歯科分野において確立されてきており、歯牙交換の従来の手動による工法にとってかわりつつある。しかしながら、材料を除去することによって、セラミック歯の修復要素を生産するための今日慣例となっている方法は、いくつかの不利点を有し、最先端技術によって、経済的側面から合理的に支出とともに改善することが不可能である。これに関連して、「ラピッドプロトタイピング」として知られる生産の構築方法、特に、ステレオリソグラフ法を検討可能であって、そこでは、新しく圧着された材料層がそれぞれ、位置選択的曝露によって、所望の形態に重合され、それによって、所望の本体が、圧着される層の連続から生じる、その３次元形態に層を成形することによって、徐々に生産される。
【０００５】
セラミック充填ポリマーに関しては、特に、特許文献１が、言及されるべきである。この場合、セラミック片が、動的マスク（光変調器）によって曝露され、それによって、３次元体が、徐々に構築されることが意図される。上述の方法の場合、セラミック片が、構築プラットフォーム上において、上方から曝露される。上方からのそのような曝露の場合、各曝露後、新しい材料の薄層が、ドクターブレードを用いて、圧着されなければならない（典型的には、１０〜１００μｍの層厚を伴う）。しかしながら、セラミック充填樹脂がそうであるように、比較的高粘度の材料を使用する場合、唯一の困難点は、そのような薄層が、再現可能なように圧着されることを可能にすることである。
【０００６】
先行技術では、また、少なくとも、セラミック充填を伴わないフォトモノマーのための周知の技術が存在し、そこでは、曝露は、透明薄膜、シート、あるいは（例えば、シリコーンまたはフッ化物エラストマーの）エラストマー表面を伴うシートによって形成される、槽の底面を通して、下方から行われる。透明薄膜またはシートの上方には、昇降機構によって、薄膜またはシート上方の設定可能な高度に保持される、構築プラットフォームが存在する。第１の曝露ステップでは、薄膜と構築プラットフォームとの間のフォトポリマーが、曝露によって、所望の形態に重合される。構築プラットフォームが上昇されると、重合される第１の層は、薄膜またはシートから脱着され、液体モノマーが、生成された空間に流入する。層内で重合される物体は、構築プラットフォームの連続上昇および流入したモノマー材料の選択的曝露によって生成される。本方法を適用するための好適なデバイスは、例えば、特許文献２に記載されており、請求項１および２０の前提部は、それに基づく。類似手順は、特許文献３に記載さているが、しかしながら、同様に、非充填ポリマーに関する。
【０００７】
セラミック充填フォトポリマーの処理では、非充填フォトポリマーの処理と比較して、以下の問題が生じる。
【０００８】
−重合される物体の生強度が、非充填ポリマーの強度（典型的には、約２０〜６０ＭＰａ）より著しく低い（１０ＭＰａ未満）。その結果、セラミック充填フォトポリマー物体は、機械的負荷にほとんど耐えられない（例えば、最後に形成された層が、曝露が下方から行われたシートまたは薄膜から脱着される時）。
【０００９】
−高比率のセラミック粒子は、顕著な光拡散を生じさせ、使用される光の浸透深度は、大幅に低減される。これと関連付けられるのは、２０μｍ超の層厚の場合、ｚ方向（放射方向）における不均一重合である。また、低浸透深度は構築プラットフォーム上への第１の層の信頼性のある直接接合を達成することを困難にする。しかしながら、セラミック充填モノマー材料の場合、初期開始層が十分に薄い（例えば、７５μｍ未満）ことを保証することが不可能である。その結果、非常に長い第１の層の曝露による場合でも、構築プラットフォーム上の再現可能接合力は、保証不可能となり得る。
【００１０】
−非充填フォトポリマーと比較して、セラミック充填重合可能材料は、非常に粘性である。これは、使用される曝露機構に増加要件を課す。特に、セラミック充填フォトポリマーが、構築プラットフォームの上昇後に流入するために必要とされる時間は、非常に長くなり得る。また、高粘性フォトポリマー材料内の構築プラットフォームの昇降も、構成要素に及ぼす悪影響を回避するために、増加要件を課す。
【００１１】
−高基礎粘度のため、セラミック充填フォトポリマーは、散光または周囲光によるゲル化に対してより感受性が高い。低光強度でさえ、重合の発生によって、材料の粘度を許容限度を上回って上昇させるために十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第９８／０６５６０号
【特許文献２】独国特許発明第１９９５７３７０号明細書
【特許文献３】独国特許発明第１０２５６６７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明によって対処される課題は、比較的に高粘度の光重合材料、特に、セラミック充填フォトポリマーでさえ、より良好に処理可能なように、リソグラフィックラピッドプロトタイピングを使用して、物体を構築するために、光重合材料を処理するための構築方法およびデバイスの改良である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１によるデバイスおよび請求項１５による方法は、本課題を解決するための役割を果たす。本発明の有利な実施形態は、下位請求項に記載されている。
【００１５】
本発明によるデバイスは、追加曝露ユニットが、投影曝露ユニットの反対側から、構築プラットフォームの表面積を曝露するために提供され、構築プラットフォームが、少なくとも部分的に、透明または半透明であるように形成され、制御ユニットが、完全重合および少なくとも構築プラットフォームへの第１の層の接着取着を達成するための所定の幾何学形状における曝露のために、少なくとも、構築プラットフォームに接着する第１の層を構築する間、追加曝露ユニットを制御するように設計されることを特徴とする。これは、特に、これらの材料が、もっぱら構築プラットフォームから外方に対向する側からの曝露によって、確実かつ完全に再現可能に重合不可能であるため、光が強力に吸収または拡散される光重合材料にとって利点である。
【００１６】
さらに、本完全重合は、第１の層の槽底面との正確な平行性を生み出す効果を有し、さらなる層の脱着の最適プロセスにとって非常に重要である。
【００１７】
好ましい実施形態では、デバイスは、少なくとも部分的に、透明または半透明に形成された底面を伴う、少なくとも１つの槽を有し、その中に、光重合材料を充填可能であって、構築プラットフォームは、昇降機構によって、槽底面と連動して、槽底面上方の設定可能高度に保持される。制御ユニットは、層のための各曝露ステップ後、昇降機構を制御することによって、槽底面に対する構築プラットフォームの相対的位置を適合するように調製される。
【００１８】
好ましい実施形態では、投影曝露ユニットは、下方からの、少なくとも部分的に、透明または半透明槽底面の曝露のために、槽底面対の下方に配列され、次いで、対応して、追加曝露ユニットは、上方から構築プラットフォームを曝露するために、槽底面から外方に対向する側の後方の構築プラットフォームの上方に配列される。
【００１９】
好ましくは、昇降機構内にあって、制御ユニットに接続される、構築プラットフォーム上に昇降機構によって付与される力を測定し、制御ユニットに測定結果を送信可能な力変換器が存在し、制御ユニットは、所定の力プロファイルに伴って、構築プラットフォームを移動させるように調製される。特に、セラミック充填光重合材料の場合、高粘度のため、大きな力が、構築プラットフォームと槽底面との間から変位される、またはその中に吸引される粘性材料によって生じる、粘性材料中への下向移動あるいはそこからの上向移動される際に生じ得る。発生する力を制限するが、それでもなお、全体としての生産プロセスを高速化する、最大限の昇降速度を可能にするために、制御ユニットは、力測定によって、力が制御されるように、昇降機構を最適に使用し得る。
【００２０】
発光ダイオードは、好ましくは、投影曝露ユニットおよび／または追加曝露ユニットの光源として、デバイス内で使用される。従来、水銀灯が、マスク投影によるステレオリソグラフィプロセスの場合には、使用されていたが、しかしながら、そのような水銀灯の光束密度は、時間および場所にわたって、大きく変化し得、多くの場合、反復較正を必要を必要とするため、不利点を伴う。したがって、空間および時間にわたって、強度の変動が非常に小さい、発光ダイオードを使用することが好ましい。それでもなお、好ましい実施形態では、デバイスは、所定の間隔で、強度の変動の補正または補償を自動的に行うように調製される。本目的のため、曝露ユニットが、曝露面積全体を走査する光センサまたは曝露面積全体を記録するＣＣＤカメラとして形成される、参照センサを有するように提供されてもよい。制御ユニットは、所定の強度によって、曝露面積を曝露し、場所依存補償を計算するために、参照センサによって記録される強度パターンを使用して、較正ステップにおいて動作するように調製され、その適用は、曝露面積全体に均一強度を生み出す。
【００２１】
異なる光学波長を伴う光を放出する発光ダイオードが、好ましくは、使用される。これは、同一デバイス内において、異なる開始剤によって、異なる材料を処理可能にする。
【００２２】
投影曝露ユニットおよび追加曝露ユニットは、好ましくは、平均強度１ｍＷ／ｃｍ２〜２０００ｍＷ／ｃｍ２、特に、５ｍＷ／ｃｍ２〜５０ｍＷ／ｃｍ２を伴う光の放出のために設計される。
【００２３】
投影曝露ユニットは、好ましくは、制御ユニットによって制御される、空間光変調器、特に、マイクロミラーアレイを有する。
【００２４】
また、投影曝露ユニットは、曝露面積全体を走査する光センサとして、または曝露面積全体を記録するＣＣＤカメラとして形成される、少なくとも１つの参照センサを有し、制御ユニットは、曝露面積全体にわたって均質な制御信号によって、曝露面積を曝露し、曝露面積全体における均一強度を達成するために、補償マスクを計算するために、参照センサによって記録される強度パターンを使用することによって、較正ステップにおいて動作するように調製される。補償マスクは、曝露面積内の場所依存的に、曝露ユニットを制御する信号振幅と、それぞれそこから生じる実際の強度との間の関係をもたらす。これは、均一実際の強度が、曝露面積内で達成可能なように、最終較正ステップにおいて記録される補償マスクに反比例する位置依存信号を伴う、制御ユニットにより制御される投影曝露ユニットによって、時間依存的または恒久的に発生する曝露面積内の場所的強度分布の変動を補償可能にする。
【００２５】
槽底面にわたって、可能な限り均一かつ可能な限り正確に規定可能な光重合材料の層厚を達成するために、本発明によるデバイスは、好ましくは、以下のように構築される。槽は、投影曝露ユニットおよび構築プラットフォームに対して、水平方向に移動可能である。槽の移動方向において、曝露ユニットおよび構築プラットフォームの前方に配列されるのは、圧着デバイス、例えば、ドクターブレードまたはローラであって、槽底面の上方の高さは、設定可能である。槽底面と平行な下縁とともに延在する圧着デバイスは、曝露ユニットと構築プラットフォームとの間の重合領域に到達する前に、光重合材料を均一厚に平滑化する。
【００２６】
連続曝露ステップの合間に、本移動を行うために、槽は、中心軸を中心として回転可能なその底面を伴って搭載され、連続曝露ステップの合間に、駆動部によって、所定の角度だけ転動されてもよい。投影曝露ユニットおよびその上方に位置する構築プラットフォームは、連続曝露ステップおよびその間に生じる回転移動ステップにおいて、槽底面が、最終的には、円形リングの形態として、通過されるように、中心軸に対して、半径方向外側に偏移される。次いで、圧着デバイス、例えば、ドクターブレード、またはローラ、あるいはそれらの組み合わせが、圧着デバイスが材料層に作用した後に、曝露プロセスが生じるように、移動方向において、投影曝露ユニットの前方に位置する。複数のドクターブレード、またはローラ、あるいはそれらの組み合わせが、層に平滑および圧延作用を有するために、提供されてもよい。また、圧着デバイスは、特に、槽底面上方の設定可能高度に位置する、給送デバイスの放出チャネルの縁によって、形成されてもよい。
【００２７】
光重合材料は、例えば、給送デバイス、例えば、リザーバから、部分的に透明または半透明底面を伴う槽中に放出されてもよく、曝露は、透明または半透明底面を通して、下方から生じる。連続層を形成するための連続曝露ステップの合間に、底面は、曝露ユニットおよび構築プラットフォームと連動して移動される。曝露ステップの間、槽は、曝露ユニットおよび構築プラットフォームに対して定常である。
【００２８】
槽の移動ステップのサイズの好適な選択によって、槽底面上の同一場所の反復曝露によって生じる、槽底面への光重合材料の接着取着が低減され得るように、槽底面が毎回新しい場所で曝露されるという戦略が、実行可能となる。槽の回転移動では、例えば、一周（３６０°）と回転角度漸増の比率は、好ましくは、整数ではなく、特に、また、有理数でもない。代替として、また、回転角度漸増は、重合が槽の異なる領域で常に生じるように、所定または無作為に変動されてもよい。
【００２９】
好ましい実施形態では、投影曝露ユニットおよび構築プラットフォームの領域の後方には、槽底面の上方の規定可能高度に位置付け可能であって、重合プロセス後、材料の新たな分布のために設計される、ワイパが位置する。曝露ステップ後、および構築プラットフォームが上昇された後、最後に形成された層の形態に対応する、光重合材料を伴わない区画は、槽底面上の材料層に残される。本区画は、槽底面上の材料の新たな分布によって、遅くとも、ワイパによって通過される時に再び充填される。
【００３０】
デバイスは、好ましくは、構築プラットフォームの上昇が、制御ユニットの制御下、曝露ステップ後に開始される際、構築プラットフォームと槽底面との間の相対的転倒移動を行う目的のために設計され、それによって、槽底面からの重合される材料層のより丁寧な分離が達成され、その結果、物体にかかる応力が少なくなる。
【００３１】
好ましい実施形態では、それぞれ、複数の光重合材料のうちの１つのための給送デバイスに割り当てられる、複数の槽と、制御ユニットの制御下、槽のうちの１つを移動可能な駆動部と、が存在し、その都度、投影曝露ユニット、追加曝露ユニット、および構築プラットフォームの間の選択された所定のシーケンスにおいて、本移動は、複数の槽が直列に配列される場合、線形移動であって、複数の槽が湾曲経路に沿って配列される場合、回転移動であって、それによって、異なる材料層が、選択された所定のシーケンスに従って構築可能である。
【００３２】
給送デバイスは、好ましくは、それぞれの構築プロセスのために所望される光重合材料の使用を単純にするために、光重合材料を伴うカートリッジを挿入するための受容部を有する。
【００３３】
構築プラットフォームの裏面は、好ましくは、例えば、下面自体内あるいは上、および／またはそこに圧着される塗膜あるいは薄膜内もしくは上に提供される、結節、チャネル、または溝から成る、構造を具備する。少なくとも部分的に、透明または半透明槽底面は、好ましくは、重合阻害剤を含有する薄膜またはシートによって形成される。構築プラットフォームは、特に、好ましくは、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、サファイアガラス、または石英ガラスの高温耐熱材料から成ってもよい。
【００３４】
上述の種類の本発明による方法は、少なくとも、構築プラットフォーム上への第１の層の直接重合の間、光が、重合される第１の層を伴う側と反対の構築プラットフォームの側中に放射され、構築プラットフォームが、少なくとも、構築プラットフォーム上の第１の層の完全重合および接着取着を達成するために、曝露面積の領域内で透明または半透明であるように形成されることを特徴とする。
【００３５】
好ましくは、構築プラットフォームの裏面上の光重合材料は、下方からの曝露によって重合され、構築プラットフォームは、各曝露ステップ後、槽と連動して上昇され、光重合材料は、最後に形成された層下に新しく給送される。
【００３６】
続いて、その上に形成された層を伴う構築プラットフォームは、好ましくは、光重合材料が、中間空間から変位され、最後に形成された層の下面と槽底面との間の距離が、所定のように設定されるように、新しく給送された光重合材料中に再び降下される。このように、最後に形成された層の下面と槽底面との間の距離に対応する、形成された層の厚さは、槽底面の上方の構築プラットフォームの機械的に精密な設定によって、正確に設定可能である。
【００３７】
光重合材料の第１の層は、好ましくは、可能性として、構築プラットフォームの裏面上に配列される、可撤性の薄膜または塗膜上に重合される。
【００３８】
構築プラットフォームの変位は、好ましくは、所定の力プロファイルに従って、力制御下、上昇および／または降下することによって生じる、すなわち、構築プラットフォーム上の昇降機構によって付与される力は、所定の基準に対して制限される。その結果、特に、比較的に高粘度の座利用の場合、非常に大きく、物体の構築に劇的に影響を及ぼし得る、力の発生が、制限可能であるが、それでもなお、光重合材料中およびそこからの構築プラットフォームの最大限の降下および上昇速度を可能にし、悪影響が依然として回避される、最高速度で常に作動可能であるため、全体として、生産プロセスの速度を最適化する。
【００３９】
光重合可能材料は、好ましくは、給送デバイスから、少なくとも部分的に、透明または半透明底面を伴う、槽中に放出され、曝露は、少なくとも部分的に、透明または半透明形態の槽底面を通して、下方から生じ、槽の底面は、連続層を形成するための連続曝露の合間に、投影曝露ユニット、追加曝露ユニット、および構築プラットフォームと連動して移動され、移動方向において、曝露ユニットおよび構築プラットフォームの前方には、圧着デバイス、好ましくは、ドクターブレードまたはローラが配列され、槽底面の上方の高度は、光重合材料を均一層厚にするために設定される。
【００４０】
槽は、好ましくは、回転可能に搭載され、連続層構築ステップの合間に、回転軸を中心として、所定の角度だけ転動される。
【００４１】
代替として、または加えて、槽は、側方に移動可能なように搭載されてもよく、連続層構築ステップの合間に、水平方向に所定の距離にわたって移動されてもよい。
【００４２】
異なる材料を使用して、物体の構築を可能にするために、複数の異なる材料が、連続層構築ステップにおける選択可能シーケンスにおいて、それぞれ、複数の材料のうちの１つを伴う給送デバイスに割り当てられ、投影曝露ユニットと構築プラットフォームとの間の選択されたシーケンスで移動され、本移動は、複数の槽が直列に配列される場合、線形移動であって、複数の槽が湾曲経路に沿って配列される場合、回転移動である、複数の槽によって、層を構築するために使用可能である。
【００４３】
好ましい実施形態では、粒子充填、例えば、セラミック充填光重合材料が、物体の生産のために使用され、有機成分は、物体が燃結される前に、完成物体から燃出される。光重合材料の粒子画分は、好ましくは、酸化物セラミックまたはガラスセラミックから成ってもよい。
【００４４】
構築プラットフォームの裏面上の光重合材料は、好ましくは、下方からの曝露によって重合され、その後、構築プラットフォームは、各曝露ステップ後、光重合材料のための槽と連動して上昇され、光重合材料は、最後に形成された層下に新しく給送される。この場合、光重合材料の第１の層は、構築プラットフォームの裏面上に配列される、可撤性薄膜または塗膜上に重合されてもよい。
【００４５】
本発明による方法によって生産される物体は、例えば、歯の修復のための素地であってもよく、その場合、光重合材料は、例えば、セラミック充填フォトポリマーであってもよい。構築プラットフォームは、好ましくは、好ましくは、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、サファイアガラス、または石英ガラスの高温耐熱材料のシートを有する。透明ポリマー薄膜は、構築プラットフォームを形成するために、そのようなセラミックベース上に接着可能に取着されてもよく、ポリマー薄膜が、依然として、セラミック充填フォトポリマーのより優れた接着取着を達成するために、フォトポリマーと接触する側に、結節、チャネル等の構造を具備可能である。素地の連続構築後、そこに接着可能に取着された素地を伴う構築プラットフォームは、除去され、焼結炉に直接導入可能である。構成要素の結合解除の際、有機樹脂成分だけではなく、構築プラットフォームのポリマー薄膜も分解し、その結果、焼結されるセラミック物体の焼結後、構築プラットフォームのシート上に弛緩して位置し、除去可能となる。
【００４６】
本発明による方法の場合、プラスチックが、好ましくは、物体を生産するために使用されてもよく、物体は、生成された後、埋入化合物内に埋入され、埋入化合物が固化された後に燃焼され、異なる材料、特に、歯科用セラミック材料、または金属、あるいは合金は、埋入化合物内に生成される空洞中に付勢される。
【００４７】
好ましい方法の場合、歯科用複合材料が、物体の生産のために使用されてもよく、生産された後、物体は、熱処理され、続いて、研磨または塗膜され、続いて、熱処理される。
【００４８】
本発明による方法の場合、セラミック充填フォトポリマーのセラミック画分は、好ましくは、酸化物セラミックまたはガラスセラミック、特に、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、二ケイ酸リチウム、白榴石ガラスセラミック、アパタイトガラスセラミック、またはそれらの混合物から成る。
【００４９】
本発明による方法の場合、槽を定常状態のまま、曝露ステップを実行後、構築プラットフォームは、好ましくは、槽底面から形成された層を離昇するために、上昇される。本目的のために、重合後、上方に垂直に引張される場合、槽底面への形成された層の接着取着が、形成されたばかりの層または成分全体上に過剰な機械的応力をもたらし得るため、構築プラットフォームと槽底面との間の若干の相対的転倒移動が、好ましくは、実行される。構築プラットフォームが上昇された後、最後に形成された層の形態に対応する、光重合材料を伴わない区画は、槽底面上の材料層内に残される。本区画は、遅くとも、ドクターブレード、またはローラ、あるいは任意の付加的ワイパによって、通過される際に、槽底面上の材料の新たな分布によって、再び充填される。
【００５０】
本発明は、図面を参照して、例示的実施形態に基づいて、以下に説明される。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
リソグラフィベースの生成加工法、例えば、ラピッドプロトタイピングを使用して、層内に物体（２７）を構築するために、光重合材料（５、５５）を処理するためのデバイスであって、
上記物体（２７）を構築するための構築プラットフォーム（１２）と、
所定の形態を伴う強度パターンによって、上記構築プラットフォーム（１２、６２）上の表面の位置選択的曝露に対して制御可能な投影曝露ユニット（１０、６０）と、
このように、上記層幾何学形状のシーケンスから生じる所望の形態に、上記物体（２７）を連続的に構築するために、連続曝露ステップにおいて、上記投影曝露ユニット（１０、６０）を制御することによって、それぞれ、所定の幾何学形状を伴う、上記構築プラットフォーム（１２、６２）上に相互に位置する層（２８）を重合するように配列される、制御ユニット（１１、６１）と、
を備え、上記投影曝露ユニット（１０、６０）と反対側から、上記構築プラットフォーム（１２、６２）の表面積を曝露するための追加曝露ユニット（１６、６６）が提供され、上記構築プラットフォーム（１２、６２）が、少なくとも部分的に、透明または半透明であるように形成され、上記制御ユニット（１１、６１）が、少なくとも、上記所定の幾何学形状の曝露のために、上記構築プラットフォーム（１２、６２）に接着する、上記第１の層（２８）を構築する間、上記追加曝露ユニット（１６、６６）を制御するように配列される、デバイス。
（項目２）
光重合材料（５、５５）を充填可能な、少なくとも部分的に、透明または半透明に形成される底面（６、５６）を伴う、少なくとも１つの槽（４、５４）が、存在し、上記構築プラットフォーム（１２、６２）が、その高さが、上記槽底面と連動して設定可能なように、上記槽底面（６、５６）上方の昇降機構（１４、６４）によって保持され、上記制御ユニット（１１、６１）が、層（２８）のための各曝露ステップ後、上記昇降機構によって、上記槽底面（６）に対する上記構築プラットフォーム（１２、６２）の相対的位置を適合するように配列されることを特徴とする、項目１に記載のデバイス。
（項目３）
上記投影曝露ユニット（１０、６０）が、下方から、上記少なくとも部分的に、透明または半透明槽底面（６、５６）を通しての曝露のために、上記槽底面（６、５６）の下方に配列され、上記追加曝露ユニット（１６）が、上方から、上記少なくとも部分的に、透明または半透明構築プラットフォーム（１２、６２）を通しての曝露のために配列されることを特徴とする、項目２に記載のデバイス。
（項目４）
上記昇降機構（１４、６４）内にあって、上記制御ユニット（１１、６１）に接続される、上記昇降機構（１４、６４）によって、上記構築プラットフォーム（１２、６２）上に付与される力を測定し、上記測定結果を上記制御ユニット（１１、６１）に送信可能な力変換器（２９、７９）が存在し、上記制御ユニット（１１、６１）が、所定の力プロファイルに伴って、上記構築プラットフォーム（１２、６２）を移動させるように配列されることを特徴とする、項目３に記載のデバイス。
（項目５）
発光ダイオード（２３、７３）が、上記投影曝露ユニット（１０、６０）および／または上記追加曝露ユニット（１６、６６）の光源としての役割を果たすことを特徴とする、上記項目のいずれかに記載のデバイス。
（項目６）
上記発光ダイオード（２３、７３）が、異なる光学波長を伴う光を放出するために設計されることを特徴とする、項目５に記載のデバイス。
（項目７）
上記投影曝露ユニット（１０、６０）および上記追加曝露ユニット（１６、６６）が、平均強度１ｍＷ／ｃｍ２〜２０００ｍＷ／ｃｍ２、特に、５ｍＷ／ｃｍ２〜５０ｍＷ／ｃｍ２を伴う光を放出することを特徴とする、上記項目のいずれかに記載のデバイス。
（項目８）
上記投影曝露ユニット（１０、６０）が、上記制御ユニットによって制御される、空間光変調器（１７、６７）、特に、マイクロミラーアレイ（ＤＬＰデジタル光プロセッサ）を有することを特徴とする、上記項目のいずれかに記載のデバイス。
（項目９）
また、上記投影曝露ユニット（１０、６０）が、曝露面積全体を走査する光センサまたは曝露面積全体を記録するＣＣＤカメラとして形成される、少なくとも１つの参照センサ（１、５１）を有し、上記制御ユニット（１１、６１）が、上記曝露面積全体において均一強度を達成するための補償マスクを計算するために、較正ステップにおいて、上記曝露面積全体にわたって均質な制御信号によって、上記曝露面積を曝露し、上記参照センサ（１、５１）によって記録される強度パターンを使用して、曝露を行うように配列されることを特徴とする、上記項目のいずれかに記載のデバイス。
（項目１０）
上記槽（４、５４）が、上記投影曝露ユニット（１０、６０）および上記構築プラットフォーム（１２、６２）に対して、水平方向に移動可能であって、移動方向において、圧着デバイス（２６、７６）、例えば、ドクターブレードまたはローラが、上記曝露ユニット（１０、６０）および上記構築プラットフォーム（１２、６２）の前方に配列され、上記槽底面（６、５６）上方の高さが、設定可能であることを特徴とする、上記項目のいずれかに記載のデバイス。
（項目１１）
上記槽（４）が、回転中心軸（２２）を中心として、回転可能に搭載され、上記投影曝露ユニット（１０）が、上記槽底面（６）の下方に位置し、上記構築プラットフォーム（１２）が、その上方に位置し、上記中心軸（２２）に対して、半径方向に偏移され、駆動部（２４）が、提供され、上記制御ユニット（１１）の制御下、連続曝露ステップの合間に、上記回転中心軸（２２）を中心とする所定の角度だけ、上記槽（４）を転動可能であって、光重合材料（５）を上記槽（４）中に放出するための給送デバイス（８）、上記圧着デバイス（２６）および上記曝露ユニット（１０）と上記構築プラットフォーム（１２）との組み合わせが、移動方向において、相互に設置されることを特徴とする、項目１０に記載のデバイス。
（項目１２）
回転方向において、上記投影曝露ユニット（１０）および上記構築プラットフォーム（１２）の領域の後方に、上記槽底面（６）の上方の規定可能高度に位置付け可能であって、上記重合プロセス後、上記材料（５）の新たな分配のために設計される、ワイパ（３０）が位置することを特徴とする、項目１１に記載のデバイス。
（項目１３）
それぞれ、複数の光重合材料（１０５）のうちの１つのための給送デバイス（１０８）に割り当てられる、複数の槽（１０４）と、上記制御ユニット（１１１）の制御下、上記槽（１０４）のうちの１つを移動させることが可能な駆動部（１２４）と、が存在し、その都度、上記投影曝露ユニットと、上記追加曝露ユニット（１１６）と、上記構築プラットフォームとの間の選択された所定のシーケンスにおいて、上記移動が、複数の槽が直列に配列される場合、線形移動であって、複数の槽（１０４）が湾曲経路に沿って配列される場合、回転移動であることを特徴とする、上記項目のいずれかに記載のデバイス。
（項目１４）
上記給送デバイス（８、５８、１０８）が、光重合材料（５、５５、１０５）を伴うカートリッジ（９、５９）を挿入するための受容部を有することを特徴とする、上記項目のいずれかに記載のデバイス。
（項目１５）
リソグラフィベースの生成加工技術、例えば、ラピッドプロトタイピングを使用して、層内に物体（２７）を構築するために、光重合材料（５、５５、１０５）を処理するための方法であって、
光重合材料（５、５５、１０５）が、曝露面積内の曝露によって、所定の幾何学形状を伴って、層（２８）内の構築プラットフォーム（１２、６２）上で重合され、
上記構築プラットフォーム（１２、６２）が、後続層の形成のために変位され、
光重合材料（５、５５、１０５）が、最後に形成された層（２８）内の槽（４、５４、１０４）中に新しく給送され、
上記ステップを繰り返すことによって、上記物体（２７）が、上記層幾何学形状のシーケンスから生じる、所望の形態として、層内に構築され、
少なくとも、上記第１の層（２８）が、上記構築プラットフォーム（１２、６２）上に直接重合される間、光が、重合される上記第１の層（２８）を伴う側面と反対の上記構築プラットフォーム（１２、６２）の側面から照射され、上記構築プラットフォーム（１２、６２）が、少なくとも部分的に、透明または半透明であるように形成されることを特徴とする、方法。
（項目１６）
上記構築プラットフォーム（１２、６２）の底面上の上記光重合材料（５、５５、１０５）が、下方からの曝露によって重合され、上記構築プラットフォーム（１２、６２）が、各曝露ステップ後、上記槽底面（６、５６）と連動して上昇され、光重合材料（５、５５、１０５）が、最後に形成された上記層（２８）下に新しく給送されることを特徴とする、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
光重合材料の新たな給送後、上記構築プラットフォーム（１２、６２）が、その上に形成された層（該当する場合）とともに、光重合材料が、上記槽底面（６、５６）に対して、上記残留中間空間が変位されるように、上記新しく給送された光重合材料（５、５５、１０５）中に再び降下され、上記降下された下面と上記槽底面との間が、所定のように設定されることを特徴とする、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
上記光重合材料（５、５５、１０５）の上記第１の層（２８）が、上記構築プラットフォーム（１２、６２）の裏面上に配列された、可能性として可撤性の薄膜（１３）または塗膜上に重合されることを特徴とする、項目１５から１７のいずれかに記載の方法。
（項目１９）
上記構築プラットフォーム（１２、６２）の変位が、所定の力プロファイルに従って、力制御下、上昇および／または降下させることによって生じることを特徴とする、項目１５から１８のいずれかに記載の方法。
（項目２０）
光重合材料（５、５５、１０５）が、給送デバイス（８、５８、１０８）から、少なくとも部分的に、透明または半透明底面（６、５６、１０６）を伴う、槽（４、５４、１０４）中に放出され、上記曝露が、下方から、少なくとも部分的に、透明または半透明形態の上記槽底面（６、５６、１０６）を通して生じ、上記槽（４、５４、１０４）の上記底面（６、５６、１０６）が、連続層（２８）の形成のための連続曝露間の合間に、投影曝露ユニット（１０、６０）と追加曝露ユニット（１６、６６、１１６）および上記構築プラットフォーム（１２、６２）と連動して移動され、移動方向において、上記曝露ユニット（１０、６０；１６、６６、１１６）および上記構築プラットフォーム（１２、６２）の前方に、圧着デバイス（２６、７６、１２６）、好ましくは、ドクターブレードまたはローラが、配列され、上記槽底面（６、５６、１０６）上方のその高度が、設定される、項目１５から１９のいずれかに記載の方法。
（項目２１）
上記槽（４、１０４）が、回転可能に搭載され、連続層構築ステップの合間に、所定の角度だけ転動される、項目２０に記載の方法。
（項目２２）
上記槽（５４）が、側方に移動可能であって、連続層構築ステップの合間に、所定の距離にわたって、水平方向に移動される、項目２０または２１に記載の方法。
（項目２３）
複数の異なる材料（５、５５、１０５）が、それぞれ、上記複数の材料（５、５５、１０５）のうちの１つを伴う給送デバイス（１０８）に割り当てられ、上記投影曝露ユニット（１１０、１１６）と上記構築プラットフォーム（１１２）との間で選択されたシーケンスにおいて移動される、複数の槽（１０４）によって、連続層構築ステップにおける選択可能シーケンスにおいて、層を構築するために使用され、上記移動が、複数の槽が直列に配列される場合、線形移動であって、複数の槽（１０４）が湾曲経路に沿って配列される場合、回転移動である、項目１５から２２のいずれかに記載の方法。
（項目２４）
粒子充填、例えば、セラミック充填光重合材料（５、５５、１０５）が、上記物体（２７）の生成のために使用され、上記有機成分が、上記物体（２７）が焼結される前に、上記完成物体（２７）から焼出されることを特徴とする、項目１５から２３のいずれかに記載の方法。
（項目２５）
上記光重合材料（５、５５、１０５）の粒子画分が、酸化物セラミックまたはガラスセラミックから成ることを特徴とする、項目２４に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明によるデバイスの部分断面側方平面図を示す。
【図２】図２は、上方からの図１のデバイスの平面図を示す。
【図３】図３-５は、連続作用ステップにおける、構造プラットフォームおよび槽底面の領域内の図１のデバイスの部分図を示す。
【図４】図３-５は、連続作用ステップにおける、構造プラットフォームおよび槽底面の領域内の図１のデバイスの部分図を示す。
【図５】図３-５は、連続作用ステップにおける、構造プラットフォームおよび槽底面の領域内の図１のデバイスの部分図を示す。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態の上方からの平面図を示す。
【図７】図７は、図６の第２の実施形態のデバイスの部分断面側方平面図を示す。
【図８】図８は、デバイスの第３の実施形態の上方からの平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下の例示的実施形態は、歯の修復のための素地の生成に関する。
【００５３】
最初に、図１および２を参照して、デバイスの主要構成要素を説明する。
【００５４】
図１および２に提示される実施形態では、デバイスは、デバイスの他の構成要素を収容し、嵌合するための役割を果たす、筐体２を有する。筐体２の上側は、少なくとも、曝露のために意図された領域内に、透明かつ平面槽底面を有する、槽４によって被覆される。
【００５５】
槽底面４下の筐体２内に提供されるのは、制御ユニット１１の制御下、所望の幾何学形状におけるパターンを伴って、槽底面６の裏面上の所定の曝露面積を選択的に曝露可能な投影曝露ユニット１０である。
【００５６】
投影曝露ユニット１０は、好ましくは、好ましくは、曝露面積内で達成される、発光力約１５〜２０ｍＷ／ｃｍ２の複数の発光ダイオード２３を伴う、光源１５を有する。曝露ユニットから照射される光の波長は、好ましくは、４００〜５００ｎｍの範囲にある。光源１５の光は、場所選択的に、光変調器１７によって、その強度が変調され、槽底面６の裏面上の曝露面積上に、所望の幾何学形状を伴う、得られた強度パターンに結像される。種々の種類のいわゆるＤＬＰチップ（デジタル光処理チップ）が、例えば、マイクロミラーアレイ、ＬＣＤアレイ等の光変調器としての役割を果たしてもよい。代替として、レーザが、光源として使用されてもよく、その光ビームは、可動ミラーによって、曝露面積を連続的に走査し、制御ユニットによって制御されてもよい。
【００５７】
槽底面６の反対側の投影曝露ユニット１０上に提供されるのは、曝露ユニット１０の上方の槽底面６上に高度調節可能に保持可能なように、搬送アーム１８を伴う昇降機構１４によって保持される、構築プラットフォーム１２である。構築プラットフォーム１２は、同様に、透明または半透明である。
【００５８】
構築プラットフォーム１２の上方に配列されるのは、追加曝露ユニット１６であって、少なくとも、構築プラットフォーム１２下の第１の層を形成する間、また、構築プラットフォーム１２を通して、上方から光を放射し、それによって、依存可能かつ信頼可能な再現可能重合および構築プラットフォーム上に重合される第１の接着取着を達成するために、同様に、制御ユニット１１によって制御される。
【００５９】
また、槽４の表面の上方に提供されるのは、光重合材料で充填される交換可能カートリッジ９の形態のリザーバを伴う、給送デバイス８である。制御ユニット１１の制御下、セラミック充填光重合材料は、給送デバイス８から、槽底面６上に連続的に放出可能である。給送デバイスは、高度調節可能担体３４によって保持される。
【００６０】
槽４は、垂直軸２２を中心として回転可能に、軸受７によって、筐体２上に搭載される。制御ユニット１１の制御下、槽４を所望の回転位置に設定する、駆動部２４が提供される。
【００６１】
さらに後述されるように、種々の機能を担うことが可能なワイパ３０が、槽底面６の上方の高度な高度で、回転方向において、曝露ユニット１２と給送デバイス８との間に配列されてもよい。
【００６２】
図２から分かるように、槽底面６の上方の給送デバイス８と曝露ユニット１２との間に位置するのは、圧着デバイス２６であって、ここでは、このように、曝露ユニット１２に到達する前に、給送デバイス８から、槽底面６上に放出された材料を平滑化し、それによって、均一かつ所定の層厚を保証するために、槽底面６の上方の好適な高度に位置付け可能なクターブレード２６の形態にある。代替として、または加えて、ドクターブレード、１つ以上のローラ、またはさらなるドクターブレードが、材料層上で平滑化するように作用するために、圧着デバイスに属してもよい。
【００６３】
構築プラットフォーム１２を担持するピボットアーム１８は、ピボット継手２０によって、昇降機構１４の垂直に変位可能な部分に接続される。また、昇降機構１４内に提供されるのは、その昇降の間、昇降機構１４によって、構築プラットフォーム１２上に付与される力を測定し、制御ユニット１２に測定結果を送信する、力変換器２９である。さらに後述のように、制御ユニットは、所定の力プロファイルに基づいて、昇降機構１４を制御する目的のために設計され、例えば、構築プラットフォーム１２上に付与される力を最大値に制限する。
【００６４】
図１および２に表されるデバイスの機能方法は、以下に要約可能である。制御ユニットの制御下、所定の量のセラミック充填光重合材料５が、給送デバイス８から、槽底面６上に放出される。駆動部２４を制御することによって、制御ユニット１１は、放出された材料が、圧着デバイス２６、ここでは、ドクターブレードを通過し、圧着デバイス２６の高度設定によって判定される所定の層厚３２に、光重合材料を平滑化するように、回転軸２２を中心とした槽底面６の転動を扇動する。さらに、槽４を転動させることによって、材料が、構築プラットフォーム１２と曝露ユニット１０との間の領域中にもたらされる。
【００６５】
槽４の転動移動停止後、ここでは、次いで、図３から５に基づいて後述される、槽底面６上に形成された光重合材料５の層中への構築プラットフォーム１２の降下が続く。図３に示される状態では、所定の厚さ３２を伴う、光重合材料５の層が、槽底面上に形成され、構築プラットフォーム１２は、依然として、本状態において、層５の上方に設置される。構築プラットフォーム１２の裏面に接着されるのは、さらに後述される、薄膜１３である。次いで、裏面上の薄膜１３を伴う構築プラットフォーム１２が、光重合材料５の層中に浸漬され、さらに降下されるのに伴って、薄膜１３と槽底面６の上面との間の中間空間から層を部分的に変位させるように、図３に表される状態から、構築プラットフォーム１２の降下が、制御ユニット１１の制御下、昇降機構１４によって生じる。制御ユニット１１の制御下、正確に所定の層厚２１を伴う層が、構築プラットフォームと槽底面との間に画定されるように、構築プラットフォーム１２は、昇降機構１４によって、槽底面に降下される。その結果、重合される材料の層厚２１は、正確に制御可能となる。
【００６６】
構築プラットフォーム１２の光重合材料５中への浸漬および図４に示される位置へのさらなる降下の際、特に、構築プラットフォームの降下が、所定の速度で生じるべき場合、比較的に高粘度の材料が変位されると、大きな力が、生じ得る。構築プラットフォーム１２を光重合材料５中に降下する際に構築される材料層が、大きな力に曝露されるのを防止するために、昇降機構内には、構築プラットフォーム１２に付与される力を測定し、制御ユニット１１に測定信号を送信する、上述の力変換器２９が存在する。本制御ユニットは、力変換器２９によって記録される力が、所定の基準に従う、特に、付与される力が、所定の最大力を越えないように、昇降機構を制御するようにのみ調製される。その結果、一方では、光重合材料５中への構築プラットフォーム１２の降下および該材料からの構築プラットフォームの上昇が、構築プラットフォーム上、その結果、また、既に形成された層にも付与される力が、制限されるように、制御されて行うことが可能であって、その結果、物体の構築の際に、悪影響が回避され、他方では、構築プラットフォーム１２の昇降は、このように、最適プロセス速度を達成するために、構築される物体への悪影響が、依然として、ちょうど回避される最大限の速度で実行可能である。
【００６７】
図４に示される位置の光重合材料５中への構築プラットフォームの降下後、次いで、構築プラットフォーム１２上の第１の層２８の重合のための第１の曝露ステップが続き、本発明は、構築プラットフォームへの第１の重合層２８の確実な接着取着を保証するために、追加曝露ユニット１６もまた、それによって、起動され（同時または遅延時間を伴って）ことをもたらす。曝露プロセスの間、槽４は、定常に維持される、すなわち、駆動部２４は、オフのままである。１層の曝露後、構築プラットフォーム１２は、昇降機構１４によって上昇される。しかしながら、この場合、構築プラットフォーム１２の上昇前、構築プラットフォーム１２と槽底面６との間の相対的転倒移動が、好ましくは、最初に行われる。本若干の転倒移動は、少ない機械的応力を伴って、槽底面６から、物体２７の最後に重合された層を脱着する目的を果たすことが意図される。本転倒移動および最後に形成された層の脱着後、構築プラットフォームは、図５に示されるように、最後に形成された層が、物体２７の光重合材料５の上方に位置するように、所定の量だけ上昇される。
【００６８】
続いて、材料が、給送デバイス８から再び放出され、槽４が、駆動部２４によって、所定の回転角度だけ転動され、ドクターブレードを通過して移動する材料は、再び、均一層厚にもたらされる。本一連のステップ、所定の形態の輪郭の連続層の形成とともに、それぞれ所定の幾何学形状を伴う層の連続が、セラミック素地の所望の形態を提供するまで継続される。
【００６９】
曝露ユニットの後方および槽底面６の上方に提供される、ワイパ３０は、種々の機能を有してもよい。例えば、槽底面６上に完全に降下されると、槽底面から材料を収集し、それを給送デバイス８中に搬送する、または戻す目的を果たしてもよい（構築プロセスの終了時に生じるべきである）。構築プロセスの際、槽底面６に対して若干上昇されると、ワイパ３０は、材料を再び分配し、特に、構築プラットフォーム１２の上昇後、曝露プロセスによって、材料層内に生成された「孔」中に材料を押動させる目的を果たす。
【００７０】
構築プロセスの完了後、その上に嵌合された曝露ユニット１６を伴う構築プラットフォーム１２は、図１の破線によって示されるように、継手２０を中心として、ピボットアーム１８を枢動させることによって、全体として、上方に枢動可能である。その後、槽４へのより優れたアクセスが得られ、例えば、その清掃または交換を可能にする。
【００７１】
重合されるセラミック充填材料からの説明された素地の構築後、該素地は、デバイスから除去され、焼成炉に給送されなければならず、そこで、重合された結合剤の分解（結合解除）が、熱処理によってもたらされ、セラミック材料の焼結が行われる。構築体の取り扱いを簡素化するために、構築プラットフォームは、搬送アーム１８から容易に脱着可能なように設計される。次いで、構築プラットフォームは、それに接着可能に取着された構築セラミック充填物体２７とともに、その担体１８から除去され、焼成炉内に配置可能となる。しかしながら、セラミック充填ポリマーの構築された歯の修復要素の本好ましい単純除去を可能にするために、構築プラットフォームは、高温耐熱材料から生産されなければならず、例えば、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、サファイアガラス、または石英ガラスが、その役割を果たしてもよい。この代替として可能なのは、より優れた接着取着のために、フォトポリマーに対向する側に結節、チャネル、切り込み等とともに構造化されてもよく、構築プロセス後、構築プラットフォームから、または構築プラットフォームとともに、単純脱着によって、除去され、結合解除／焼結のために、焼成炉中に、薄膜とともに通過されることが可能な、自己接着性透明薄膜である。
【００７２】
回転可能槽を伴う、図１および２のデバイスと比較して、図６および７は、槽５４が、線形に前後に移動可能なように設計される、代替実施形態を示す。本実施形態では、槽５４は、軸受５７内の筐体５２上を移動可能に、線形に搭載される。槽５４の上方には、給送デバイス５８が、高度調節可能なように配列される。線形移動方向に対して、給送デバイス５４からの偏移されると、構築プラットフォーム６２は、昇降機構６４に属するピボットアーム６８上において、槽５４の上方に保持される。同じく、ピボットアーム６８は、垂直方向に上昇された後、ピボットアーム６８を１８０°だけ転動させ、その後、その上に構築された物体を伴う構築プラットフォーム６２は、上方に対向し、本位置では、容易に取り扱いが可能となる、ピボット継手７０を具備する。
【００７３】
構築プラットフォーム６２および槽底面５６の下方に位置するのは、投影曝露ユニット６０であって、そこには、発光ダイオード７３を伴う光源６５が、配列される。光源６５の光は、光変調器６７を介して、透明槽底面５６を通して、構築プラットフォーム６２上に投影される。また、投影曝露ユニット６０内に存在するのは、光変調器が、曝露面積にわたる任意の場所的依存性または変調を未然に防ぐように制御されると、曝露面積内の実際の強度分布を記録する目的のために、較正ステップにおいて使用される、参照センサ５１である。次いで、実際に記録された強度分布の逸脱から、光変調器のための制御プロファイル（補償マスク）が、反転によって計算され、曝露面積にわたって実際に均一な強度を提供可能である。また、図１および２の実施形態の場合に対応する参照センサ１が、存在する。
【００７４】
槽５４の移動方向（図６および７の両矢印によって示される）に配列されるのは、槽底面５６の上方に高度調節可能に保持され、ここでは、ドクターブレードの形態であって、その下縁が、槽底面の表面から好適な距離にある、圧着デバイス７６と、ワイパ８０である。
【００７５】
図６および７に示されるデバイスの機能方法は、槽４の回転移動の代わりに、槽５４の前後の線形移動の差異を除き、図３および５を参照して上述の方法ステップに対応する。最初に、駆動部７５を作動させる、制御ユニット６１によって扇動され、槽５４が、図７に示される位置から、破線によって示される位置へと左に変位される。この場合、光重合材料が、給送デバイス５８によって、槽底面５６上に放出され、放出時間にわたる量および変動も同様に、制御ユニット６１によって規定される。その後、駆動部７５を反転させることによって、制御ユニット６１は、槽５４を再び元に変位させる。本発生に伴って、最初に槽底面５６上に放出された光重合材料５５が、構築プラットフォーム６２と投影曝露ユニット６０との間の中間空間に到達する前に、光重合材料５５の均一分布および均一層厚を保証する、ワイパ８０、次いで、圧着デバイス７６を通過する。その後、駆動部７５が停止され、それに応じて、図３から５に関連して上述の一連のステップが実行され、構築プラットフォーム６２が、光重合材料５５の層中に浸漬され、所定の厚さを伴う層が、槽底面からの距離の設定によって、構築プラットフォームと槽底面との間に画定される。その後、投影曝露ユニット６０の作動が生じ、所定の幾何学形状を伴う、曝露パターンを生成し、また、追加曝露ユニット６６が、その発光ダイオード６９とともに、少なくとも、構築プラットフォーム６２上の第１の層の直接生成の間、完全重合および構築プラットフォーム６２への第１の層の確実な接着取着を達成するために、連動して作動される。
【００７６】
所望の幾何学形状を伴う、第１の層の重合後、重合される形成された層が、光重合材料５５のレベルの上方に上昇されるように、構築プラットフォーム６２が、昇降機構６４を作動させることによって、再び上昇される。
【００７７】
その後、記載された一連のステップが繰り返される、すなわち、槽５４が、再び、左に変位され、光重合材料が、給送デバイス５８から放出され、槽５４が、右に戻るように押動されると、本材料が、ワイパ８０および圧着デバイス７６によって、均一に分配され、その後、最後に形成された重合層が、光重合材料５５中に浸漬され、次の曝露ステップにおいて、中間空間に位置する材料層を重合するために、槽底面の上方の所定の距離にもたらされるように、駆動部７５をオフにすることによって、昇降機構６４が、構築プラットフォームを再び降下させる。当然ながら、前後移動の漸増は、槽底面上の同一場所にわたって、常に重合が行われることを回避するために、再び変動可能である。
【００７８】
同じく、昇降機構６４は、力変換器７９を具備し、その測定された値は、構築プラットフォームの昇降の際、構築プラットフォーム上に付与される力を制限するために、第１の実施形態と関連して上述のように、制御ユニット６１によって使用される。
【００７９】
また、好ましくは、素地を構築するために、複数の異なるセラミック充填光重合可能材料が使用される方法も、使用されてもよい。これは、例えば、それぞれ、異なる材料を伴う割り当てられたリザーバを具備する複数の槽によって、生じてもよい。次いで、これらの槽は、所定のシーケンスにおいて、異なる材料を処理するために、切替担体のように、曝露ユニットおよび構築プラットフォームに移動されてもよい。本目的のために、複数の槽は、例えば、担体上に前後に直列に配列されてもよく、次いで、その都度、所望の槽を提供するために、曝露ユニットおよび構築プラットフォームに対して線形に移動可能である。代替として、その都度、プレートの回転位置を設定することによって、次いで、それぞれの層の重合ステップが行われる、所望の槽を曝露ユニットと構築プラットフォームとの間の位置にもたらすために、複数の回転可能槽（その１つは、図１および２に表される）が、その一部に対して、順に回転軸である、大型プレートの円形リング上に配列されてもよい。
【００８０】
物体を構築するために種々の光重合材料を使用可能なデバイスの特殊実施形態が、上述の基本構想において、図８に示される。ここでは、円形リングの形態で配列される、回転板上に４つの槽１０４が存在する。給送デバイス１０８、昇降機構１１４上の追加曝露ユニット１１６、ならびにその間に位置するワイパ１３０および圧着デバイス１２６の配列は、図６および７のデバイスの配列に大部分が類似するが、構成要素は、線形経路に沿って配列されず、槽は、線形に移動可能ではなく、代わりに、構成要素は、円形リングの区画に沿って配列され、槽は、それに対応して、円形リングの区画の形態を有するという事実を除く。同一槽１０４内の連続曝露ステップの合間に、順に、前後移動が、給送デバイス１１８と追加曝露ユニット１０８下に配置される構築プラットフォームとの間で得られるように、槽は、約９０°未満の角度で前後に移動される。
【００８１】
一定時点において、３つの他の槽１０４のうちの１つからの材料の１つが使用されるべき場合、物体を構築するための考慮の下、以下の槽のうちの１つをデバイスにもたらすために、回転板が、９０°、１８０°、または２７０°に対応する角度だけ転動される。
【００８２】
図８の下に示されるように、上に示されるデバイスと並行して操作可能な、物体を構築するためのさらなるデバイスが、円形リングの別のセグメント領域内の回転板上に提供されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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