(57)【要約】      （修正有）【課題】有用な構築体の分離ができる付加製造システムを提供する。【解決手段】付加製造システム１００はベースアセンブリ及びトレイアセンブリを含む。ベースアセンブリは、電磁放射に実質的に透過性を有する構築ウィンドウ１１０と、構築ウィンドウの上面に向かって電磁放射を投影するように構成された投影システム１２０と、構築ウィンドウの周縁の周りに配置されたトレイシートと、を含む。トレイアセンブリは、係合構成においてベースアセンブリに係合するように構成され、構築ウィンドウの上面に近接してアパーチャを配置するためにトレイシートに係合するように構成された位置合わせ特徴を規定するトレイ構造１５０と、間隙領域からのガスの排出に応答して構築ウィンドウの上面にまたがって積層し、間隙領域内へのガスの注入に応答して構築ウィンドウから分離するように構成された分離膜１６０と、を含む。【選択図】図１
0003234940.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ベースアセンブリであって、
光開始範囲内の電磁放射に対して実質的に透過性を有する構築ウィンドウと、
前記構築ウィンドウの下面の下に配置されて、前記構築ウィンドウの上面に向かって前記光開始範囲内の電磁放射を投影するように構成された投影システムと、
前記構築ウィンドウの周縁の周りに配置されたトレイシートと、
前記構築ウィンドウに近接して配置された流体分配ポートと、を備えるベースアセンブリと、
係合構成において前記ベースアセンブリに係合するように構成されたトレイアセンブリであって、
トレイアパーチャを規定するトレイ構造であって、前記係合構成において前記構築ウィンドウの前記上面に近接して前記トレイアパーチャを配置するために前記トレイシートに係合するように構成された位置合わせ特徴を規定する、トレイ構造と、
前記トレイアパーチャにまたがって張力をかけられる分離膜であって、前記分離膜が、前記係合構成において前記ベースアセンブリと前記トレイアセンブリとの間の間隙領域から前記流体分配ポートを介したガスの排出に応答して、前記構築ウィンドウの前記上面にまたがって積層するように構成され、前記分離膜が、前記流体分配ポートを介して前記間隙領域内へのガスの注入に応答して前記構築ウィンドウから分離するように構成される、分離膜と、を備えるトレイアセンブリと、を備える付加製造システム。
【請求項２】
前記ベースアセンブリは間隙ガスケットをさらに備え、前記間隙ガスケットは、
前記流体分配ポート及び前記構築ウィンドウの周囲を囲み、
前記係合構成において前記分離膜に接触するように構成され、
最大動作圧力より大きい最大差圧まで前記間隙領域内にガスを密閉するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
界面ガスケットをさらに備え、前記界面ガスケットは、
前記トレイ構造の下面と、前記係合構成において前記構築ウィンドウを支持するウィンドウプラットフォームのベースとの間に配置され、
前記係合構成において前記トレイアパーチャ、前記流体分配ポート及び前記構築ウィンドウの周囲を囲み、
最大動作圧力より大きい最大差圧まで前記間隙領域内にガスを密閉するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ベースアセンブリは流体分配チャネルをさらに備え、前記流体分配チャネルは、
前記構築ウィンドウの周囲を囲み、
前記間隙領域にガスを均等に分配するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ベースアセンブリは、前記係合構成において前記分離膜に対して前記トレイアパーチャを通じて突出するように構成された前記構築ウィンドウをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記トレイアセンブリは、前記係合構成において前記構築ウィンドウの上方及び前記構築ウィンドウに実質的に平行に前記トレイアパーチャにまたがって張力をかけられた前記分離膜をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ベースアセンブリは、硬質ガラスから製造された構築ウィンドウをさらに備え、
前記トレイアセンブリは、結晶性ペルフルオロアルコキシアルカンから製造された分離膜をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記トレイアセンブリは、５０〜２００ミクロンの第１厚さを規定する前記分離膜をさらに備え、
前記システムは第２トレイアセンブリをさらに備え、前記第２トレイアセンブリは、
トレイ構造と、
第２分離膜であって、
５０ミクロン未満の厚さを規定し、
前記トレイアパーチャにまたがって張力をかけられ、
前記係合構成において前記ベースアセンブリと前記トレイアセンブリとの間の間隙領域からの前記流体分配ポートを介したガスの排出に応答して、前記構築ウィンドウの前記上面にまたがって積層するように構成され、
前記液体分配ポートを介して前記間隙領域内へのガスの注入に応答して前記構築ウィンドウから分離するように構成された第２分離膜と、を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記トレイ構造は、
張力ポストのセットを含む正特徴のセットを規定する上側部材と、
前記正特徴のセットに係合するように構成された負特徴のセットを規定する下側部材と、
分離膜であって、
前記上側部材と前記下側部材との間に配置され、
締まり嵌めを介して前記分離膜に張力をかける前記分離膜と前記張力ポストのセットとの間の締まり嵌めにおける前記張力ポストのセットから外方にオフセットされた第３の穿孔のセットを規定する、分離膜と、をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記トレイ構造は、前記トレイアパーチャにまたがって張力をかけられた前記分離膜より上方の内部容積をさらに規定し、前記内部容積は、樹脂のリザーバを収容するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ベースアセンブリは、前記トレイシート内に配置された磁気ロックをさらに備え、
前記トレイアセンブリは、前記係合構成において前記磁気ロックに磁気的に係合するように構成された磁気位置合わせ特徴をさらに規定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ベースアセンブリは電磁ロックをさらに備え、前記電磁ロックは、
前記係合構成において前記磁気位置合わせ特徴に磁気的に係合し、
係合解除構成において前記磁気位置合わせ特徴から磁気的に係合解除する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ベースアセンブリは、
前記構築ウィンドウの前記上面の反対側で前記上面に実質的に平行な平坦面を規定する構築プラットフォームと、
前記構築ウィンドウに対して前記構築プラットフォームを垂直に並進させるように構成された線形作動システムと、をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ベースアセンブリはガス透過性層をさらに備え、前記ガス透過性層は、
前記光開始範囲内の電磁放射に対して実質的に透過性を有しており、
前記構築ウィンドウの前記上面に配置され、
前記係合構成において前記構築ウィンドウと前記分離膜との間の前記間隙領域内の最小間隙容積を維持するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ベースアセンブリは圧力調整システムをさらに備え、前記圧力調整システムは、
前記流体分配ポートに流体的に結合され、
前記係合構成で加圧段階中に、前記構築ウィンドウから前記分離膜を分離するために前記間隙領域内にガスを注入するように構成され、
前記係合構成で積層段階中に、前記構築ウィンドウに前記分離膜を積層するために前記間隙領域からガスを排出するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
係合構成においてベースアセンブリに係合するように構成されたトレイアセンブリであって、前記トレイアセンブリは、
第１トレイアパーチャを規定する上側部材であって、前記第１トレイアパーチャは、樹脂のリザーバを収容するように構成された内部容積の側壁を規定する、上側部材と、
下側部材であって、
前記上側部材の底面に締結され、
前記第１トレイアパーチャの周囲を囲む第２トレイアパーチャを規定し、
前記係合構成において前記ベースアセンブリに係合するように構成された位置合わせ特徴を規定する、下側部材と、
分離膜であって、
光開始範囲内の電磁放射に対して実質的に透過性を有し、
前記第１トレイアパーチャ及び前記第２トレイアパーチャにまたがって前記分離膜に張力をかけるように構成された締まり嵌めにおいて前記上側部材と前記下側部材との間に締結され、
前記内部容積のフロアを規定する、分離膜と、を備える付加製造システム。
【請求項１７】
前記ベースアセンブリをさらに備え、前記ベースアセンブリは、
前記光開始範囲内の電磁放射に対して実質的に透過性を有する構築ウィンドウと、
投影システムであって、
前記構築ウィンドウの下面の下に配置され、
前記構築ウィンドウの上面に向かって前記光開始範囲内の電磁放射を投影するように構成された投影システムと、
前記構築ウィンドウの周縁の周りに配置され、かつ、前記係合構成において前記位置合わせ特徴に係合するように構成されたトレイシートと、
前記構築ウィンドウに近接して配置された流体分配ポートと、を備え、
前記トレイアセンブリは前記分離膜をさらに備え、前記分離膜は、
前記係合構成において前記ベースアセンブリと前記トレイアセンブリとの間の間隙領域からの前記流体分配ポートを介したガスの排出に応答して前記構築ウィンドウの前記上面にまたがって積層するように構成され、
前記液体分配ポートを介した前記間隙領域内へのガスの注入に応答して前記構築ウィンドウから分離するように構成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記トレイアセンブリは、酸素不透過性フィルムから製造された前記分離膜をさらに備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記トレイアセンブリは、ガス透過性フィルムから製造された前記分離膜をさらに備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記トレイアセンブリは前記分離膜をさらに備え、前記分離膜は、
前記係合構成において１００℃を超える熱偏向温度を特徴とし、
１００℃未満の温度で前記樹脂に対して化学的に不活性である、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２１】
第１容積の樹脂を光硬化させて、構築ウィンドウ上に積層された分離膜の上面に、構築プラットフォームに接着する構築体の第１層を形成する工程と、
前記分離膜と前記構築ウィンドウとの間の間隙領域内に流体を注入する工程と、
前記分離膜から前記構築プラットフォームを退避させる工程と、
前記間隙領域から流体を排出して前記構築体の前記第１層から前記分離膜を剥離する工程と、
第２容積の液体樹脂を光硬化させて、前記分離膜の前記上面と前記構築体の前記第１層との間に前記構築体の第２層を形成する工程と、を含む付加製造方法。
【請求項２２】
前記第１容積の液体樹脂を光硬化させている間に同時に、前記間隙領域に真空を引いて前記構築ウィンドウに前記分離膜を積層する工程と、
前記第２容積の液体樹脂を光硬化させている間に同時に、前記間隙領域に真空を引いて前記構築ウィンドウに前記分離膜を再積層する工程と、を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１容積の樹脂を光硬化させる工程はさらに、前記第１容積の樹脂を光硬化させて、前記構築ウィンドウの周りのトレイアセンブリの係合を介して前記構築ウィンドウ上に積層された前記分離膜の前記上面で前記構築体の前記第１層を形成する工程を含み、前記分離膜は、前記トレイアセンブリによって前記構築ウィンドウ上で張力をかけられ、
前記第２容積の樹脂を光硬化させる工程はさらに、前記第２容積の樹脂を光硬化させて、前記構築ウィンドウの周りの前記トレイアセンブリの係合を介して前記構築ウィンドウ上に積層された前記分離膜の前記上面に前記構築体の前記第２層を形成する工程を含み、前記分離膜は、前記トレイアセンブリによって前記構築ウィンドウ上で張力をかけられる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記分離膜から前記構築プラットフォームを退避させる工程は、
前記樹脂のグリーン強度と前記樹脂の粘度とに基づいて前記構築プラットフォームの変位曲線を規定する工程と、
前記変位曲線に従って前記構築プラットフォームを退避させる工程と、をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記構築プラットフォームを退避させる工程は、
前記樹脂に対応する最大退避力にアクセスする工程と、
前記構築プラットフォームの退避中に前記構築プラットフォームに作用される退避力を測定する工程と、
前記退避力に基づいて前記構築プラットフォームの加速度を調整する工程と、をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記間隙領域内に前記流体を注入する工程は、
前記分離膜上の前記樹脂の質量を測定する工程と、
前記リザーバ内の樹脂の質量に基づいて、ターゲット分離距離に対応するターゲット間隙圧を計算する工程と、
前記間隙領域を前記ターゲット間隙圧まで加圧する工程と、をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記間隙領域の加圧中に前記構築ウィンドウからの前記分離膜の分離距離を測定する工程と、
前記分離距離に基づいて前記ターゲット間隙圧を調整する工程と、をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第２容積の液体樹脂を光硬化させる工程が、
前記構築ウィンドウに積層された前記分離膜の上方のターゲット位置まで前記構築ウィンドウに向かって前記構築プラットフォームを前進させる工程であって、前記ターゲット位置は前記構築体の層厚さパラメータに基づいている、工程と、
前記第２容積の液体樹脂を光硬化させて、前記分離膜の前記上面と前記構築体の前記第１層との間に前記構築体の前記第２層を形成する工程と、をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
前記ターゲットオフセットに向かって前記構築プラットフォームを前進させる工程は、
前記樹脂の粘度及び前記構築体の前記第１層の幾何学的形状に基づいてターゲット前進速度にアクセスする工程と、
前記ターゲット前進速度で前記ターゲット位置に向かって前記構築プラットフォームを前進させる工程と、を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記間隙領域内に前記流体を注入する工程が、前記分離膜と前記構築ウィンドウとの間の前記間隙領域内に不活性流体を注入する工程をさらに含み、前記分離膜が低いガス透過性を特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項３１】
前記間隙領域から前記流体を排出している間に前記分離膜の上方の構築チャンバを加圧する工程をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３２】
温度−粘度曲線及び前記樹脂のターゲット粘度に基づいて前記樹脂のターゲット温度にアクセスする工程と、
前記ターゲット温度まで前記樹脂を加熱する工程と、をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３３】
第１光硬化段階中に、第１容積の液体樹脂を光硬化させて、構築ウィンドウに積層された分離膜の上面と構築プラットフォームとの間に構築体の第１層を形成する工程と、
前記第１光硬化段階に続く加圧段階中に、前記分離膜と前記構築ウィンドウとの間の間隙領域内に流体を注入する工程と、
退避段階中に、前記構築ウィンドウから前記構築プラットフォームを退避させる工程と、
前記加圧段階に続く再積層段階中に、前記間隙領域から前記流体を排出して、前記構築体の前記第１層から前記分離膜を剥離し、前記構築ウィンドウに前記分離膜を積層する工程と、
再積層段階に続く第２光硬化段階中に、第２容積の液体樹脂を光硬化させて、分離膜の上面と前記構築体の前記第１層との間に前記構築体の第２層を形成する工程と、を含む付加製造方法。
【請求項３４】
前記構築ウィンドウから前記構築プラットフォームを退避させる工程は、前記加圧段階と同時の前記退避段階中に、前記構築ウィンドウから前記構築プラットフォームを退避させる工程をさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記間隙領域から前記流体を排出する工程は、前記退避段階と同時の前記再積層段階中に、前記間隙領域から前記流体を排出して前記構築体の前記第１層から前記分離膜を剥離して、前記分離膜を積層して前記構築ウィンドウに積層する工程をさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記再積層段階に続く前進段階中に、前記構築ウィンドウに向かって前記構築ウィンドウに積層された前記分離膜の上方のターゲット位置まで前記構築プラットフォームを前進させる工程をさらに含み、前記ターゲット位置は、前記構築体の層厚さパラメータに基づいている、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記構築ウィンドウに向かって前記構築プラットフォームを前進させるステップは、
前記樹脂に対応する前進遅延にアクセスする工程と、
前記前進遅延により前記再積層段階から遅延する前記前進段階中に、前記構築ウィンドウに向かって前記構築ウィンドウに積層された前記分離膜の上方のターゲット位置まで前記構築プラットフォームを前進させる工程であって、前記ターゲット位置は前記構築体の前記層厚さパラメータに基づいている、工程と、をさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記構築体のための樹脂の選択を受領する工程と、
前記構築体の幾何学的形状を受領する工程と、
前記樹脂の選択及び前記構築体の幾何学的形状に対応する構築パラメータのセットを計算する工程であって、前記構築パラメータは、前記加圧段階の持続時間、前記退避段階の持続時間、前記再積層段階の持続時間、前記加圧段階と前記退避段階との間の並行、及び、前記退避段階と前記再積層段階との間の並行を特定する、工程と、をさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
第１容積の樹脂を光硬化させて、構築ウィンドウ上に積層された分離膜の上面に構築体の第１層を形成する工程と、
前記分離膜と前記構築ウィンドウとの間の間隙領域内に流体を注入する工程と、
前記構築ウィンドウから前記構築体の第１層を退避させる工程と、
前記間隙領域から前記流体を排出する工程と、
第２容積の液体樹脂を光硬化させて、分離膜の上面と前記構築体の前記第１層との間に前記構築体の第２層を形成する工程と、を含む、付加製造方法。
【請求項４０】
前記第１容積の樹脂を光硬化させる工程はさらに、前記第１容積の樹脂を光硬化させて、前記構築ウィンドウ上に積層された前記分離膜の前記上面に、構築プラットフォームに接着する前記構築体の第１層を形成する工程をさらに含み、
前記構築ウィンドウから前記構築体の前記第１層を退避させる工程は、前記分離膜から前記構築プラットフォーム及び前記構築体の前記第１層を退避させる工程をさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本願は、２０１８年１１月１日出願の米国仮出願番号第６２／７５４，４１１号の利益を主張し、この参照によってその全体が組み込まれる。
【考案の概要】
【０００２】
[0002]  本考案は、概して、付加製造の分野に関し、より具体的には、付加製造の分野のデジタル光プロセスにおける構築体の分離のための新規で有用な方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】[0003]  方法のフローチャート図である。
【図２Ａ】[0004]  システムの概略図である。
【図２Ｂ】[0004]  システムの概略図である。
【図３Ａ】[0005]  システムの概略図である。
【図３Ｂ】[0005]  システムの概略図である。
【図４Ａ】[0006]  システムの概略図である。
【図４Ｂ】[0006]  システムの概略図である。
【図５Ａ】[0007]  システムの概略図である。
【図５Ｂ】[0007]  システムの概略図である。
【図６】[0008]  システムの概略図である。
【図７】[0009]  システムの概略図である。
【図８】[0010]  方法のフローチャート図である。
【図９】[0011]  方法のフローチャート図である。
【図１０】[0012]  方法のフローチャート図である。
【図１１Ａ】[0013]  方法のフローチャート図である。
【図１１Ｂ】[0013]  方法のフローチャート図である。
【図１２Ａ】[0014]  方法のフローチャート図である。
【図１２Ｂ】[0014]  方法のフローチャート図である。
【図１２Ｃ】[0014]  方法のフローチャート図である。
【考案を実施するための形態】
【０００４】
[0015]  本考案の実施形態の以下の説明は、これらの実施形態に本考案を限定することを意図したものではなく、むしろ当業者が本考案を製造して使用することができるようにすることを意図したものである。本明細書に記載の変形、構成、実施、実施例及び例は任意選択的であり、それらが記載する変形、構成、実施、実施例及び例に限定されるものではない。本明細書に記載の本考案は、これらの変形、構成、実施、実施例及び例の任意の及びすべての置換を含むことができる。
【０００５】
１．  システム
[0016]  図１Ａに示すように、付加製造用のシステム１００はベースアセンブリ１０２及びトレイアセンブリ１０４を含む。ベースアセンブリ１０２は、光開始範囲内の電磁放射に対して実質的に透過性を有する構築ウィンドウ１１０と、構築ウィンドウ１１０の下面の下方に配置され、かつ、構築ウィンドウ１１０の上面に向かって光開始範囲内の電磁放射を投影するように構成された投影システム１２０と、構築ウィンドウ１１０の周縁の周りに配置されたトレイシート１３０と、構築ウィンドウ１１０に近接して配置された流体分配ポート１４０と、を含む。トレイアセンブリ１０４は、係合構成においてベースアセンブリ１０２に係合するように構成され、かつ、トレイ構造１５０及び分離膜１６０を含む。トレイ構造１５０は、アパーチャ１５２と、位置合わせ特徴１５４と、を規定し、位置合わせ特徴１５４は、係合構成において構築ウィンドウ１１０の上面に近接してアパーチャ１５２を配置するためにトレイシート１３０に係合するように構成されている。分離膜１６０は、アパーチャ１５２にまたがって張力をかけられ、係合構成においてベースアセンブリ１０２とトレイアセンブリ１０４との間の間隙領域からの流体分配ポート１４０を介したガスの排出に応答して構築ウィンドウ１１０の上面にまたがって積層するように構成され、かつ、間隙領域内への流体分配ポート１４０を介したガスの注入に応答して構築ウィンドウ１１０から分離するように構成されている。
【０００６】
[0017]  また、図１Ａに示すように、付加製造システム１００は、追加として、構築ウィンドウ１１０の上面に対向して上面と実質的に平行な平面表面を規定する構築プラットフォーム１０６と、構築ウィンドウ１１０に対して構築プラットフォーム１０６を垂直に並進させるように構成された線形作動システムと、をさらに含むベースアセンブリ１０２を含むことができる。
【０００７】
[0018]  図１Ｂに示すように、付加製造システム１００の一変形例は、係合構成においてベースアセンブリ１０２に係合するように構成されたトレイアセンブリ１０４を含み、トレイアセンブリ１０４は、樹脂のリザーバを収容するように構成された内部容積の側壁を規定する第１アパーチャ１５７を規定する上側部材１５５と、上側部材１５５の底面に留め付けられ、第１アパーチャ１５７の周囲を囲む第２アパーチャ１５８を規定し、かつ、係合構成においてベースアセンブリ１０２に係合するように構成された位置決め特徴１５４を規定する下側部材１５６と、第１アパーチャ１５７及び第２アパーチャ１５８にまたがって分離膜１６０に張力をかけるように構成された締まり嵌めで上側部材１５５と下側部材１５６との間に留め付けられ、かつ、内部容積のフロアを規定する、光開始範囲内の電磁放射に対して実質的に透過性を有する分離膜１６０と、を含む。
【０００８】
[0019]  図４Ａ及び図４Ｂに示すように、付加製造システム１００の一変形例はベースアセンブリ１０２を含み、ベースアセンブリ１０２は間隙ガスケット１７０をさらに含み、間隙ガスケット１７０は、流体分配ポート１４０及び構築ウィンドウ１１０の周囲を囲み、係合構成において分離膜１６０に接触するように構成され、かつ、最大動作圧力より大きい最大差圧まで間隙領域内のガスを密閉するように構成されている。
【０００９】
[0020]  図５Ａ及び図５Ｂに示すように、付加製造システム１００の一変形例はベースアセンブリ１０２を含み、ベースアセンブリ１０２は間隙ガスケット１７２をさらに含み、間隙ガスケット１７２は、トレイ構造１５０の下面とトレイシート１３０の上面との間に配置され、係合構成においてアパーチャ１５２、流体分配ポート１４０及び構築ウィンドウ１１０の周囲を囲み、かつ、最大動作圧力より大きい最大差圧まで間隙領域内のガスを密閉するように構成されている。
【００１０】
[0021]  図６に示すように、付加製造システム１００の一変形例はガス透過層１８０を含み、ガス透過層１８０は、光開始範囲内の電磁放射に対して実質的に透過性を有し、構築ウィンドウ１１０の上面上に配置され、かつ、係合構成において構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間の間隙領域内の最小間隙容積を維持するように構成されている。
【００１１】
[0022]  図７に示すように、付加製造システム１００の一変形例は圧力調整システム１９０を含み、圧力調整システム１９０は、流体分配ポート１４０に流体的に結合され、係合構成でかつ分離段階中に、構築ウィンドウ１１０から分離膜１６０を分離するために間隙領域内にガスを注入するように構成され、かつ、係合構成でかつ積層段階中に、構築ウィンドウ１１０に分離膜１６０を積層するために間隙領域からガスを排出するように構成されている。
【００１２】
２．  方法
[0023]  図１に示すように、付加製造方法は、ブロックＳ１１０において、構築ウィンドウ上に積層された分離膜の上面に構築体の第１層を形成するために第１容積の樹脂を光硬化させるステップであって、構築体の第１層は構築プラットフォームに付着する、ステップと、ブロックＳ１２０において、分離膜と構築ウィンドウとの間の間隙領域内に流体を注入するステップと、ブロックＳ１３０において、分離膜から構築プラットフォームを退避させるステップと、ブロックＳ１４０において、構築体の第１層から分離膜を剥離するために間隙領域から流体を排出するステップと、ブロックＳ１５０において、分離膜の上面と構築体の第１層との間に構築体の第２層を形成するために第２容積の液体樹脂を光硬化させるステップと、を含む。
【００１３】
[0024]  また図１に示すように、方法Ｓ１００の一変形例は、ブロックＳ１１０において、構築ウィンドウ上に積層された分離膜の上面に構築体の第１層を形成するために第１容積の樹脂を光硬化させるステップと、ブロックＳ１２０において、分離膜と構築ウィンドウとの間の間隙領域内に流体を注入するステップと、ブロックＳ１３０において、構築ウィンドウから構築体の第１層を退避させるステップと、ブロックＳ１４０において、間隙領域から流体を排出するステップと、ブロックＳ１５０において、分離膜の上面と構築体の第１層との間に構築体の第２層を形成するために第２容積の液体樹脂を光硬化させるステップと、を含む。
【００１４】
[0025]  図１１に示すように、方法Ｓ１００の一変形例は、ブロックＳ１１０において、構築ウィンドウ上に積層された分離膜の上面に構築体の第１層を形成するために第１容積の樹脂を光硬化させるステップであって、構築体の第１層は構築プラットフォームに付着する、ステップと、ブロックＳ１２０において、分離膜と構築ウィンドウとの間の間隙領域内に流体を注入するステップと、ブロックＳ１３０において、分離膜から構築プラットフォームを退避させるステップと、ブロックＳ１４０において、構築体の第１層から分離膜を剥離するために間隙領域から流体を排出するステップと、ブロックＳ１４２において、構築ウィンドウに積層された分離膜の上方のターゲット位置に構築ウィンドウに向かって構築プラットフォームを前進させるステップであって、ターゲット位置は、構築体の厚さパラメータに基づいている、ステップと、ブロックＳ１５０において、分離膜の上面と構築体の第１層との間に構築体の第２層を形成するために第２容積の液体樹脂を光硬化させるステップと、を含む。
【００１５】
[0026]  図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示すように、方法Ｓ１００の別の変形例は、ブロックＳ１１０において、第１光硬化段階中、構築ウィンドウに積層された分離膜の上面と構築プラットフォームとの間に構築体の第１層を形成するために第１容積の液体樹脂を光硬化させるステップと、ブロックＳ１２０において、第１光硬化段階後の加圧段階中、分離膜と構築ウィンドウとの間の間隙領域内に流体を注入するステップと、ブロックＳ１３０において、退避段階中、構築ウィンドウから構築プラットフォームを退避させるステップと、ブロックＳ１４０において、加圧段階後の再積層段階中、構築体の第１層から分離膜を剥離して構築ウィンドウに分離膜を積層するために間隙領域から流体を排出するステップと、ブロックＳ１５０において、再積層段階後の第２光硬化段階中、分離膜の上面と構築体の第１層との間に構築体の第２層を形成するために第２容積の液体樹脂を光硬化させるステップと、を含む。
【００１６】
３．  応用
[0027]  概して、付加製造システム１００（以下、「システム１００」という。）は、ステレオリソグラフィプロセス、例えば、デジタル光プロセス（以下、「ＤＬＰ」という。）又は連続デジタル光プロセス（以下、「ＣＤＬＰ」という。）を介して、樹脂を選択的に照射して、固体、物理物体又は物体のセット（以下、「構築体」という）の連続層を硬化させる方法Ｓ１００を実行する。標準的なボトムアップステレオリソグラフィの付加製造システムでは、樹脂の層は、（例えば、電磁放射線の特定の波長への曝露を介して）光硬化される場合に、この付加製造システム内の構築ウィンドウの表面に接着（又は「付着」）する傾向があり、その後、硬化されたこの樹脂の層は、（構築体が接着される）構築プラットフォームの前進に先立って、及び、後続の樹脂の層の導入及び光硬化に先立って、この構築ウィンドウから分離される。この分離から生じる力は、他の問題のうち、進行中の構築体の中間状態（「グリーン」状態）を変形させ、寸法精度を低下させ、構築の失敗の確率を増加させ、印刷速度を低下させ得る。システム１００は、構築体の新たに硬化された層と構築ウィンドウ１１０との間の接着力（例えば、ステファン（Stefan）接着力、吸引力）を制限するように機能する、（構築プロセスの光硬化段階中に構築ウィンドウ１１０の上面上に積層された）置換可能な分離膜１６０の封入を介して、これらの分離力を低減させる。追加として、システム１００は、構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間の間隙領域内に流体（すなわち、投影システム１２０によって投影された電磁放射を透過する気体又は液体）を選択的に注入して、構築プラットフォームの前進中に（標準的なボトムアップステレオリソグラフィプロセスで実行されるように）可撓性を有しない構築ウィンドウから構築体の新たに硬化された層を直接分離することを必要としない。
【００１７】
[0028]  特に、システム１００は、構築サイクルを実行して、構築体の新たな層を硬化させ、構築ウィンドウ１１０から分離膜１６０を分離し、構築体の新たに硬化された層を分離膜１６０から分離し、構築体の後続の層の硬化に備えて前進する。構築サイクルは、構築体の断面形状に従って樹脂の層を選択的に光硬化させる光硬化段階（ブロックＳ１１０）と、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の間隙領域内に流体を注入して、それによって構築ウィンドウ１１０からの分離膜１６０の分離を促進する、加圧段階（ブロックＳ１２０）と、構築ウィンドウ１１０から分離膜１６０を完全に分離して、新たに硬化された層から分離膜１６０を剥離（例えば、ベクトル分離プロセスを介して）することによって分離膜１６０から構築体（その「グリーン状態」にある）を分離し始める又は完全に分離する退避段階（ブロックＳ１３０）と、間隙領域から流体を排出し、それによって後続の層の光硬化に備えて構築ウィンドウ１１０に対して分離膜１６０を再積層する再積層段階（ブロックＳ１４０）と、を含む。システム１００が構築サイクルを実行すると、システム１００は、第２光硬化段階（ブロックＳ１５０）を実行して、構築体の後続の層を形成することができる。一実施では、方法Ｓ１００はまた、再積層段階後、構築体の後続の層の硬化に備えて、構築プラットフォーム１０６と構築体の接着された先行層とを再位置決めする前進段階（ブロックＳ１４２）を含むことができる。
【００１８】
[0029]  したがって、システムは、構築プラットフォーム１０６を構築ウィンドウ１１０から退避させながら、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の間隙領域内の流体圧を増加させることによって、構築体の光硬化された樹脂層と分離膜１６０との間の分離力を樹脂層にまたがって均等に分配するための方法Ｓ１００を実行することができる。光硬化樹脂層にまたがって分離力を分散させることによって、システムは、光硬化された樹脂層にまたがった任意の１つの位置におけるピーク力を最小化することによって、この層又は構築体の以前に光硬化された層の損傷又は変形の機会を減少させることができる。追加として、分離力の分布は、光硬化直後に低いグリーン強度を示す樹脂の使用を可能にする。さらに、分離膜１６０を平坦で剛体の構築ウィンドウ１１０にまたがって能動的に引き戻し、その間の実質的にすべての流体を除去することによって、システムは、後続の樹脂層のための構築体の容積を迅速に準備し、構築プラットフォーム１０６に面する平坦な表面を一貫して達成し、構築プラットフォーム１０６に対して高い平行度を示すことができる。したがって、システムは、方法Ｓ１００を実行して、一貫性のある制御された厚さの樹脂層を生成し、かつ、別個の構築体にまたがって高い再現性を有し、より短い時間で、高精度の構築体を生成することができる。
【００１９】
[0030]  追加として、システムは、機械的構成要素の最小限の作動で前述の結果を達成するために方法Ｓ１００を実行することができ、それによって、構築速度を増加させ、システム摩耗を減少させ、かつ、個々の樹脂層及び構築体全体において再現性を増加させる。さらに、システムは、ベースアセンブリ１０２（投影システム１２０、構築ウィンドウ１１０、構築プラットフォーム１０６などを含む）に係合する及びベースアセンブリ１０２から係合解除されるように構成されたトレイアセンブリ１０４であって、構築ウィンドウ１１０上に分離膜１６０を繰り返し配置するように構成されたトレイアセンブリ１０４を含むことができ、したがって、ユーザは、分離膜１６０を、次の構築体のために選択された光硬化性樹脂の特定の化学的及び物理的特性、及び／又は、次の構築体の断面特徴又は他の形状特性（例えば、小さな特徴を有する構築体のためのより薄い分離膜）に適合させるために、異なる材料及び／又は厚さの分離膜を包含するトレイアセンブリを交換することができる。トレイアセンブリ１０４をベースアセンブリ１０２に再係合させる前に、ユーザが樹脂化学に適合された分離膜を交換し、及び／又は、構築体のための形状を構築することを可能にするために、トレイアセンブリ１０４が追加又は代替として分解されることができる。さらに、この方法Ｓ１００は、樹脂層の分離を達成するために構築ウィンドウ１１０又は分離膜１６０の表面上の酸素化層にのみ排他的に依存せず、追加として、酸素抑制樹脂又は酸素安定性を有しない樹脂によって構築体を製造するために方法Ｓ１００を実行することができる。
【００２０】
４．  ハードウェア
[0031]  図２Ａに示すように、システム１００は、係合構成において係合された場合、「ボトムアップ」ＤＬＰプロセスを実行することができる電気機械的構成要素の２つのサブアセンブリを含む。概して、システム１００はベースアセンブリ１０２及びトレイアセンブリ１０４を含む。ユーザは、トレイ構造１５０内に分離膜１６０を挿入することによってトレイアセンブリ１０４を組み立て、かつ、システム１００が方法Ｓ１００を実行する前にベースアセンブリ１０２にトレイアセンブリ１０４を係合してもよい。その後、システム１００は、コンピュータコードを実行する埋め込み型計算装置（以下、「コントローラ」という）を介して方法Ｓ１００を実行することができ、埋め込み型計算装置は、（例えば、線形作動システムを介して）構築プラットフォーム１０６を電子的に作動させ、投影システム１２０及び圧力調整システム１９０を制御して、ある容積の樹脂を選択的に硬化させ、それらの硬化された容積の樹脂を構築ウィンドウ１１０及び分離膜１６０から分離することができる。
【００２１】
[0032]  システム１００は、方法Ｓ１００のブロックを実行する際に、トレイアセンブリ１０４内に収容された樹脂から構築体（例えば、物理的な３次元物体のセット）を硬化させるために、構成要素の複数の物理的な配列を通じて進行する。積層段階において、システム１００は、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の間隙層内の圧力を低減させ（すなわち、真空に引く／流体を排出する）、それによって、分離膜１６０を構築ウィンドウ１１０に対して完全に積層し、システム１００の基準表面を破壊し得る気泡又はシワの形成を防止する。積層段階の間、システム１００は、分離膜１６０の積層表面の上方の樹脂の選択的な容積を光硬化させるために、方法のブロックＳ１１０を実行することができる。ブロックＳ１１０の完了後、システム１００は、ブロックＳ１２０、Ｓ１３０及びＳ１４０にそれぞれ対応する加圧段階、退避段階及び再積層段階を含む分離プロセスを実行することができる。加圧段階では、システム１００は、間隙領域内に流体を注入し、それによって、構築体の新たに硬化された層と構築ウィンドウ１１０との間の接着力（例えば、ステファン接着力、吸引力）を低減するために分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間に分離を生じさせる。退避段階において、システム１００は、構築プラットフォーム１０６を構築ウィンドウ１１０から離れるように上方に作動させ、分離膜１６０を構築ウィンドウ１１０から分離し、構築体の新たに硬化された層から分離膜１６０を剥離し、樹脂の連続層を光硬化する空間を形成する。再積層段階では、システム１００は、分離膜１６０を構築体の新たに硬化された層から剥離し、構築体の連続層を硬化することに備えて、構築ウィンドウ１１０に対して分離膜１６０を再積層するために、間隙領域から流体を排出する。したがって、システム１００は、樹脂の連続層を硬化させるためにこのプロセスサイクルを繰り返すことができ、それによって、３次元構築体を構築することができる。
【００２２】
４．  ベースアセンブリ
[0033]  システム１００は、３Ｄプリンタに類似する１次アセンブリとして作用するベースアセンブリ１０２を含む。ベースアセンブリ１０２は、投影システム１２０、ウィンドウプラットフォーム１３２、構築ウィンドウ１１０、流体分配ポート１４０及び／又は流体分配チャネル１４２、ガスケットシステム、圧力調整システム１９０、トレイシート１３０、構築プラットフォーム１０６及びコントローラを含む。ベースアセンブリ１０２は、最良の印刷結果を得るために、水平面上に配置され得る自立構造であり得る。ベースアセンブリ１０２の自立構造は、投影システム１２０と構築ウィンドウ１１０との間の整合性と、構築ウィンドウ１１０の基準面と、退避可能な構築プラットフォーム１０６の表面と、投影システム１２０の焦点面との間の平行性とを確実にする較正された配置で、上述の構成要素とリンクする。ベースアセンブリ１０２の構造は、ベースアセンブリ１０２の重量又は繰り返しの構築サイクルの間に包含される応力の下で著しく変形しない任意の剛性材料から製造されることができる。
【００２３】
[0034]  ベースアセンブリ１０２はまた、トレイアセンブリ１０４が装填され得る（例えば、トレイシート１３０との係合を介して）構築チャンバと、この構築チャンバへのアクセスを提供するハッチと、を含むことができる。ベースアセンブリ１０２は、構築チャンバ内の環境を制御するように構成されたシステム（例えば、補助圧力調整システム１９０及び／又は加熱要素のセット）をさらに含むことができる。
【００２４】
４．１．１  投影システム
[0035]  投影システム１２０は、上向きであり、ベースアセンブリ１０２内に収容され、紫外線（以下「ＵＶ」という）、可視光又は近赤外線（以下「ＮＩＲ」という）スペクトルを含むことができる放射スペクトルで電磁放射を投影するように構成された１以上のプロジェクタを含むことができる。投影システムは、樹脂の化学的及び物理的特性並びにその特定の硬化プロセスに調整された１以上の波長帯域で電磁放射を放出することができる。例えば、投影システム１２０（例えば、デジタルＵＶプロジェクタ）は、３００ナノメートル〜４５０ナノメートルの放射スペクトルで電磁放射を投影することができる。投影システム１２０は、コントローラに電気的に結合され、構築体の３次元モデルの全断面又は部分断面に対応する潜在的にソフトウェアで変更されたフレームを受信し、係合構成（及び光硬化段階中）において構築ウィンドウ１１０及び分離膜１６０を通じて電磁放射を投影して、構築設定及び受信されたフレームにしたがってある容積の樹脂を選択的に光硬化させる。
【００２５】
[0036]  一変形例では、システム１００は、投影システム１２０を含むことができ、投影システム１２０は、プロジェクタ又は他の電磁放射デバイスのような光源のセットをさらに含む。この変形例では、投影システム１２０の各照射源は、タイル又はステッチ技術を介して構築ウィンドウ１１０全体でより高い解像度を維持するために、構築ウィンドウ１１０内に投影領域を規定することができる。追加又は代替として、各光源は、投影システム１２０がスペクトル帯域の複数の組み合わせ内に電磁放射を投影することを可能にする別個の放射スペクトルを規定することができる。
【００２６】
[0037]  一変形例では、投影システム１２０は、ＵＶ又は近紫外レーザを含み、分離膜１６０上に配置された樹脂の容積を選択的に光硬化させるために、コントローラから受信されたフレームにしたがって、（例えば、ラスタのように）構築ウィンドウ１１０全体にレーザビームを走査する。
【００２７】
４．１．２  ウィンドウプラットフォーム
[0038]  概して、ウィンドウプラットフォーム１３２は、ベースアセンブリ１０２のトレイシート１３０から上向きに延び、システム１００が係合構成にあるときにトレイアセンブリ１０４のトレイアパーチャ１５２内に整列するように構成される。ウィンドウプラットフォーム１３２は、投影システム１２０を包囲する剛性構造であり、構築ウィンドウ１１０がまたがる上向きの投影システム１２０の上方の開口を規定する。ウィンドウプラットフォーム１３２の上面は、構築ウィンドウ１１０の上面及び投影システム１２０の主焦点面と一致する水平基準面を規定する。システム１００は、トレイアパーチャ１５２の形状に対応し、分離膜１６０との係合を可能にし、構築ウィンドウ１１０の周囲及び間隙領域内に流体分配ポート１４０及び／又は流体分配チャネル１４２を規定するように構成される形状のウィンドウプラットフォーム１３２を含むことができる。例えば、ウィンドウプラットフォーム１３２の上面は、トレイアパーチャ１５２の所望の形状に応じて、円形、矩形又は任意の他の形状を規定することができる。追加の例では、システム１００は、システム１００の構築領域及び／又はシステム１００によって製造される構築体の寸法よりも大きい任意のサイズのウィンドウプラットフォーム１３２を含むことができる。システム１００は、ウィンドウプラットフォーム１３２の上面の周りに充填コーナ及び縁部を有するウィンドウプラットフォーム１３２を含むことができ、ウィンドウプラットフォーム１３２上で張力をかけられた分離膜１６０の引き裂きを防止することができる。
【００２８】
[0039]  ウィンドウプラットフォーム１３２は、構築ウィンドウ１１０がまたがる又は部分的にまたがる開口を規定する。概して、ウィンドウプラットフォーム１３２によって規定された開口の形状及びサイズは、システム１００の構築領域の利用を最大化するために、構築ウィンドウ１１０の上面の形状及びサイズとほぼ一致する。
【００２９】
４．１．３  構築ウィンドウ
[0040]  構築ウィンドウ１１０は、構築ウィンドウ１１０の上面がウィンドウプラットフォーム１３２の上面とほぼ同一平面になるようにウィンドウプラットフォーム１３２に取り付けられ、さらに、システム１００内で製造される構築体のための水平基準面を規定する。構築ウィンドウ１１０は、投影システム１２０の焦点面が、構築ウィンドウ１１０上に積層された分離膜１６０の上面と一致するように、投影システム１２０の上方に配置されて投影システム１２０の投影領域に整列させられる。概して、構築ウィンドウ１１０は、投影システムの放射スペクトルに対して実質的に透過性を有しておらず（例えば、８５％より大きい透過率を示す）、及びしたがって、投影システム１２０によって出力された電磁放射を構築ウィンドウ１１０及び分離膜１６０の上方の樹脂内を通過させる。構築ウィンドウ１１０はまた、分離膜１６０及びその上に配置された樹脂層のための剛体の支持体及び基準表面としても機能する。構築ウィンドウ１１０は、ウィンドウプラットフォーム１３２を介してベースアセンブリ１０２に静的に装着されておらず、これは、投影システム１２０、構築プラットフォーム１０６、流体分配ポート１４０、圧力調整システム１９０及び／又は構築チャンバを含み、構築ウィンドウ１１０とベースアセンブリ１０２の残りの部分との間の反復可能で正確な整列を確実にすることができる。剛体のウィンドウプラットフォーム１３２と構築ウィンドウ１１０との間の界面はまた、３００キロパスカルのような圧力勾配が構築ウィンドウ１１０全体で維持され得るようにガス不透過性を有している。
【００３０】
[0041]  ベースアセンブリ１０２は、非結晶／ケイ酸塩又は結晶／セラミックガラスのような透明で剛性を有するガラスのパネルから製造された構築ウィンドウ１１０を含むことができる。特に、構築ウィンドウ１１０は、投影システム１２０によって出力された紫外線（又は他の）光に対して透過性を有することができ、かつ、分離膜１６０を支持する頑強で平坦な基準表面を形成するために実質的に剛体の硬くて温度安定性を有することができ、及び、複数の構築サイクル中に最小の偏向又は変形を示すことによって高い一貫した構築体品質をもたらすことができる。
【００３１】
[0042]  一変形例では、ベースアセンブリ１０２は、構築ウィンドウ１１０の下方に位置決めされたサーモグラフィックセンサが構築サイクルの光硬化段階中の樹脂の温度を正確に計算することができるように、赤外線（以下、「ＩＲ」という）放射に透過性を有する構築ウィンドウ１１０を含むことができる。
【００３２】
４．１．４  流体分配ポート
[0043]  ベースアセンブリ１０２は、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の間隙領域に圧力調整システム１９０を流体的に（すなわち、空気的又は油圧的に）結合して、それによって、システム１００が係合構成にある間に圧力調整システム１９０が流体を注入及び／又は間隙領域から流体を排出することを可能にするように構成された１以上の流体分配ポート１４０を含む。したがって、流体分配ポート１４０は、ベースアセンブリ１０２とトレイアセンブリ１０４との間、より具体的には、構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間にシールを形成するガスケットシステム内に配置されることができる。各流体分配ポート１４０は、流体分配ポート１４０から流体を注入及び／又は排出することによってシステム１００が圧力分配ポートを介して間隙領域内の圧力を調整することができるように、圧力分配システム１００に流体的に結合された開口を規定することができる。一実施では、システム１００は、入口流体分配ポート１４０と、出口流体分配ポート１４０と、を含み、出口流体分配ポート１４０は、間隙領域に入る流体のための入口と、間隙領域から排出する流体のための出口と、をそれぞれ提供する。代替として、ベースアセンブリ１０２は、単一の流体分配ポート１４０を含み、流体分配ポート１４０は、間隙領域内の流体のための出口及び入口の両方として、圧力調整システム１９０と共に構成される。別の実施では、ベースアセンブリ１０２は、間隙領域の一方の側から他方の側への非対称流体の流れを減少させるために、間隙領域全体に配置された追加の流体分配ポート１４０を含むことができる。
【００３３】
４．１．５  流体分配チャネル
[0044]  一変形例では、ベースアセンブリ１０２は、流体分配ポート１４０と交差し、間隙領域全体に流体を均一に分配するように構成された流体分配チャネル１４２を含む。より具体的には、ベースアセンブリ１０２は、間隙領域全体にわたって流体分配ポート１４０から流体を分配することによって、構築ウィンドウ１１０及び分離膜１６０に対する非対称流体流を減少させるように構成された流体分配チャネル１４２を含むことができる。したがって、流体が間隙領域内に注入されるか又は間隙領域から排出されると、領域全体が実質的に同時に加圧及び／又は減圧され、それによって、分離膜１６０における気泡の形成、若しくは、退避及び／又は弛緩段階の間の構築からの分離膜１６０の不均一な分離を防止する。
【００３４】
[0045]  一実施では、流体分配チャネル１４２は、構築ウィンドウ１１０を支持するウィンドウプラットフォーム１３２内に統合され、剛体のウィンドウプラットフォーム１３２の上面内へのチャネル挿入を規定する。この実施において、流体分配チャネル１４２は、構築ウィンドウ１１０の周囲に周方向に配置され、かつ、圧力調整システム１９０に流体的に結合された入口流体分配ポート１４０及び出口流体分配ポート１４０と交差する。したがって、ベースアセンブリ１０２は、構築ウィンドウ１１０を囲む流体分配チャネル１４２を含んでもよく、間隙領域内に流体を均等に分配するように構成されることができる。
【００３５】
[0046]  ベースアセンブリ１０２は、間隙領域内の非対称流体流を減少させる間隙領域全体の任意の経路を規定する流体分配チャネル１４２を含むことができる。
【００３６】
４．１．６  圧力調整システム及び圧力チャンバ
[0047]  概して、図７に示すように、ベースアセンブリ１０２は、方法Ｓ１００に従って、流体を注入及び／又は間隙領域から流体を排出することによって加圧及び／又は減圧するように構成された圧力調整システム１９０を含むことができる。より具体的には、ベースアセンブリ１０２は、流体分配ポート１４０に流体的に結合され、係合構成及び加圧段階において、構築ウィンドウ１１０から分離膜１６０を分離するために間隙領域内に流体を注入するように構成され、係合構成において及び積層段階中に構築ウィンドウ１１０に分離膜１６０を積層するために間隙領域から流体を排出するように構成された、圧力調整システム１９０を含むことができる。
【００３７】
[0048]  圧力調整システム１９０は、ポンプ（例えば、ダイヤフラムポンプ）と、チューブのセットによって流体分配ポート１４０に接続された電気機械弁のセットと、を含むことができる。より具体的には、圧力調整システム１９０は、システム１００からの命令に応答して作動し、かつ、構築サイクルの現在の段階に基づいて、ポンプを通って間隙領域内への流体の流れ、又は、間隙領域から流出する流体の流れを導くように構成された２つの電気機械弁のセットに流体的に結合されたポンプを含むことができる。
【００３８】
[0049]  一実施では、圧力調整システム１９０は、圧縮流体供給ライン（例えば、システムを収容する建物内の圧縮空気供給ライン）と中央真空ラインとの間の流れを調整するように構成された電子作動弁のセットを含む。したがって、システム１００は、外部ポートなどを介して、圧縮流体供給ライン及び中央真空ラインに接続されることができる。
【００３９】
[0050]  別の実施では、圧力調整システム１９０は、コンプレッサシステム１００（例えば、遠心コンプレッサ）と、外気ポートと、を含み、外気ポートを介して外気を取り込み、この外気を圧縮し、この外気を間隙領域内に注入するように構成される。圧力調整システム１９０は、コンプレッサシステム１００を逆に作動させることによって、コンプレッサ及び外気ポートを介して間隙領域から空気を排出することもできる。代替として、圧力調整システム１９０は、流体リザーバ（例えば、不活性流体を包含するタンク）に流体的に結合される。したがって、システム１００は、流体リザーバから間隙領域内に流体を注入するか、又は、圧力調整システム１９０を介して流体リザーバ内にこの流体を排出することができる。
【００４０】
[0051]  さらに別の実施では、ベースアセンブリ１０２は、加圧段階において間隙領域を加圧するために、加圧された構築チャンバ（例えば、構築トレイに包含される樹脂リザーバの表面の上方）から流体を引き出すように構成されたコンプレッサシステム１００及び／又は電子作動弁のシステム１００を含むことができる。同様に、システム１００は、再積層段階及び／又は積層段階中に、間隙領域から構築チャンバ内に戻すように流体を排出することができる。したがって、この実施において、システム１００は、間隙領域の加圧又は減圧のために作動流体の外部源から独立して作動することができる。
【００４１】
[0052]  追加又は代替として、ベースアセンブリ１０２は、間隙領域の圧力から独立して、構築チャンバの圧力を制御するように構成された第２圧力調整システム１９０を含むことができる。システム１００は、第１圧力調整システム１９０及び第２圧力調整システム１９０を調整して、構築体の硬化樹脂層からの分離膜１６０の分離（例えば、分離力の低減及び分離速度の増加）を改善することができる。
【００４２】
[0053]  圧力調整システム１９０は、最大作動インフレ差圧を３００キロパスカルまで又は３００キロパスカルを超えて維持することができ、２００キロパスカルを超える真空（例えば、最大作動デフレ圧力）を引くことができる。これらの圧力は、加圧段階において構築ウィンドウ１１０から分離膜１６０を適切に分離し、分離膜１６０を積層において及び／又は積層段階において構築ウィンドウ１１０に分離膜１６０を積層するのに十分である。しかしながら、圧力調整システム１９０は、分離膜１６０の特定の弾性及び厚さに起因して、間隙領域の容積及び分離膜１６０によって間隙領域に作用される力に基づいて、代替の作動差圧を維持することができる。
【００４３】
[0054]  追加として、圧力調整システム１９０は、樹脂トラップを含むことができ、かつ、（パージ弁の作動を介して）これらの樹脂トラップをパージして、圧力調整システム１９０が偶発的に樹脂で汚染された場合（例えば、過度の摩耗に起因した、係合中の樹脂リザーバからの漏出又は分離膜１６０の損傷に起因する）、樹脂トラップから樹脂を除去するように構成されることができる。代替として、圧力調整システム１９０は、ベースアセンブリ１０２がトレイアセンブリ１０４から切り離されている間に、流体分配ポート１４０から流体をポンピングすることによって流体分配ポート１４０から樹脂をパージすることができる。
【００４４】
４．１．７  ガス透過層
[0055]  概して、図６に示すように、ベースアセンブリ１０２は、システム１００が係合構成にある場合、構築ウィンドウ１１０の表面上で、かつ、構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間に配置された中間ガス透過層１８０を含むことができる。より具体的には、ベースアセンブリ１０２は、光開始範囲内の電磁放射に対して実質的に透過性を有し、構築ウィンドウ１１０の上面上に配置され、係合構成で構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間の間隙領域内の最小間隙容積を維持するように構成されたガス透過層１８０を含むことができる。したがって、係合構成において分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の空間を維持することによって、ガス透過層１８０は、構築サイクルの積層段階中、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の気泡の発生を低減する。さらに、ガス透過層１８０を含むことによって、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の吸引力を低減又は排除することができる。
【００４５】
[0056]  一実施では、ベースアセンブリ１０２は、構築ウィンドウ１１０上にガス透過グリッド又は格子構造を規定するガス透過層１８０を含む。この実施において、ガス透過層１８０は、実質的に透過性を有し（例えば、透過率が８５％を超える）、かつ、光硬化プロセス中に分離膜１６０と反対側の樹脂に入射する投影の収差を減少させるために、構築ウィンドウ１１０と同様の屈折率を特徴とする材料から製造されることができる。
【００４６】
４．１．８  トレイシート
[0057]  ベースアセンブリ１０２は、ウィンドウプラットフォーム１３２の上面より下方にオフセットされた表面を有する、ウィンドウプラットフォーム１３２のベースの周りのトレイシート１３０を規定することができ、ウィンドウプラットフォーム１３２は、トレイシート１３０の中心から上向きに突出する。トレイシート１３０は、ウィンドウプラットフォーム１３２によって規定された基準面と高い平行度を有する表面を規定する。さらに、トレイシート１３０と基準面との間の垂直オフセットは、トレイアセンブリ１０４が係合構成でベースアセンブリ１０２のトレイシート１３０に着座した場合、分離膜１６０が構築ウィンドウ１１０に対して正確に位置決めされるように、低い公差で較正及び／又は構成されることができる。一変形例では、システム１００は、トレイシート１３０と、分離膜１６０にまたがる圧力勾配が存在しない場合に、分離膜１６０を構築ウィンドウ１１０のわずかに上方（例えば、１ミリメートル未満上方）に位置決めするトレイアセンブリ１０４の公差スタックと、を含む。別の変形例では、システム１００は、トレイシート１３０と、ウィンドウプラットフォーム１３２及び／又は構築ウィンドウ１１０の上面を位置決めし、システム１００が係合構成にある間にそれらの表面が、張力をかけられた分離膜１６０内に突出して、それによって分離膜１６０を構築ウィンドウ１１０に対して自動的に積層するトレイアセンブリ１０４の公差スタックと、を規定する。
【００４７】
[0058]  トレイアセンブリ１０４は、ベースアセンブリ１０２のトレイシート１３０上に配置された補完基準特徴１３４に対応する位置合わせ特徴１５４のセットを規定することができる。したがって、係合構成において、位置合わせ特徴１５４は、ベースアセンブリ１０２に対してトレイアセンブリ１０４を拘束することができる。一実施では、ベースアセンブリ１０２の基準特徴１３４及びトレイアセンブリ１０４の位置合わせ特徴１５４は、ベースアセンブリに対してトレイアセンブリ１０４を運動学的に整列させるように構成され、それによって、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の正確なオフセットを維持し、及び／又は、構築サイクル中のベースアセンブリ１０２に対するトレイアセンブリ１０４の移動を防止する。別の実施では、ベースアセンブリ１０２は、トレイシート１３０の基準特徴１３４上にトレイアセンブリ１０４を下向きに付勢するために、トレイシート１３０の下に埋め込まれた磁気特徴を含むことができる。代替として、ベースアセンブリ１０２は、ベースアセンブリ１０２のトレイシート１３０にトレイアセンブリ１０４を着座させるために機械的クランプ又はねじのセットを含むことができる。
【００４８】
４．１．９  基準機能
[0059]  概して、トレイシート１３０によって規定された基準特徴１３４は、トレイアセンブリ１０４内の適合する特徴に対応し、及びしたがって、トレイアセンブリ１０４をベースアセンブリ１０２と整列させるように構成される。より具体的には、ベースアセンブリ１０２は、トレイシート１３０上の正基準特徴１３４又は負基準特徴１３４を規定することができる。代替として、ベースアセンブリ１０２は、トレイシート１３０上に設置するように構成された別個の構成要素である基準特徴１３４を含むことができる。ベースアセンブリ１０２内の対応する磁気特徴とトレイアセンブリ１０４との間の磁力、ベースアセンブリ１０２にトレイアセンブリ１０４を固定する機械的に作用された力、及び／又は、ベースアセンブリ１０２上にトレイアセンブリ１０４を下向きに引っ張る重力などの付勢力と組み合わせて、基準特徴１３４は、６自由度すべてで、ベースアセンブリ１０２に対してトレイアセンブリ１０４を運動学的に拘束する。したがって、トレイシート１３０内及びトレイアセンブリ１０４内に規定された対応の基準特徴１３４は、トレイアセンブリ１０４がベースアセンブリ１０２に係合された場合に、トレイアセンブリ１０４をベースアセンブリ１０２に繰り返し正確に整列させることができる。
【００４９】
４．１．１０  磁気ロック機構
[0060]  概して、システム１００は、トレイシート１３０の下のベースアセンブリ１０２内に埋め込まれた磁石のセットと、トレイアセンブリ１０４内に埋め込まれた対応の磁性材料（例えば、強磁性体）と、を含み、それによってトレイシート１３０に向かってトレイアセンブリ１０４を付勢することができる。より具体的には、ベースアセンブリ１０２は、トレイシート１３０内に配置された磁気ロックを含むことができ、トレイアセンブリ１０４は、係合構成において磁気ロックと磁気的に係合するように構成された磁気位置合わせ特徴１５４を含むことができる。
【００５０】
[0061]  一実施では、ベースアセンブリ１０２は、システム１００が電流を介してトレイアセンブリ１０４をベースアセンブリ１０２と能動的に係合する及び／又はベースアセンブリ１０２から係合解除することができるように、磁気ロックとして電磁ロックを含むことができる。したがって、ベースアセンブリ１０２は、係合構成において磁気位置合わせ特徴１５４と磁気的に係合するように構成された電磁ロックと、係合解除構成において磁気位置合わせ特徴１５４から磁気的に係合解除するように構成された電磁ロックを含むことができる。
【００５１】
４．１．１１  構築プラットフォーム
[0062]  ベースアセンブリ１０２は、構築体の第１層が接着し、かつ、構築サイクル中に構築ウィンドウ１１０に向かって構築体が吊される、垂直移動の構築プラットフォーム１０６も含む。より具体的には、ベースアセンブリ１０２は、構築ウィンドウ１１０の上面と反対で実質的に平行な平坦面を規定する構築プラットフォーム１０６と、構築ウィンドウ１１０に対して構築プラットフォーム１０６を垂直に並進させるように構成された線形作動システム（単一の線形アクチュエータ又は複数のタイミング付き線形アクチュエータを含む）と、を含むことができる。一実施では、システム１００は、構築プラットフォーム１０６の樹脂リザーバ内への前進中に構築プラットフォーム１０６の下から出る樹脂の流れを改善し、構築の完了後に構築プラットフォーム１０６からの構築体の除去を容易にするために、チャネル又はスルーホールなどの負特徴を規定する構築プラットフォーム１０６を含むことができる。
【００５２】
[0063]  構築プラットフォーム１０６は、構築ウィンドウ１１０に対向する垂直作動面である。システム１００は、構築プラットフォーム１０６に機械的に結合された線形作動システム（０．１ミクロン程度の増分を有する）を含むことができる。追加として、線形作動システムの作動中、コントローラは、（例えば、線形作動システムの電流の流れに基づいて、又は、構築プラットフォーム１０６に結合された力センサ又は歪ゲージをサンプリングすることによって）構築プラットフォーム１０６に線形作動システムによって作用される力を追跡することができ、構築体の新たに硬化された層と分離膜１６０との間の分離力の特定の分布を達成するために（例えば、層ごとに１回、所定の力プロファイルに沿ってこの分離力を掃引するために）線形作動システムの移動を制御する閉ループ技術を実施することができる。したがって、構築サイクル中、線形作動システムは、光硬化樹脂が、ウィンドウに面した構築プラットフォーム１０６の構築表面に接着するように、分離膜１６０の上方の特定の高さに構築プラットフォーム１０６を低下させる。システム１００が、方法Ｓ１００のブロックにしたがって構築体の連続層を選択的に硬化させると、システム１００は、構築体の現在の層を分離膜１６０から分離するために構築プラットフォーム１０６を第１距離だけ上方に引き戻し、その後、構築体の連続層を硬化させることに備えて、構築プラットフォーム１０６を下方に、第１距離以下の第２距離だけ下方に前進させることができる。
【００５３】
４．１．１２  コントローラ
[0064]  システム１００のベースアセンブリ１０２は、システム１００の電気機械的構成要素を制御するコントローラを含むことができる。概して、コントローラは、方法Ｓ１００を実行するために、投影システム１２０と、圧力調整システム１９０と、構築プラットフォーム１０６に結合された線形作動システムと、に命令を送信する組み込みコンピュータシステムである。一実施では、コントローラは、タッチスクリーン又はボタン、スイッチ、ノブのセットなどであり得るユーザインタフェースを制御し、ユーザインタフェースから命令を受信する。代替として、コントローラは、外部計算装置と通信し、外部計算装置から命令を受信することができる。別の実施では、コントローラは、インターネットのようなネットワークに接続され、ネットワークを介して命令を受信するように構成される。追加として、コントローラは、磁気ロック機構、構築チャンバへのドアハッチ解放、パージ弁及び／又は構築チャンバ内の照明要素のようなシステムの種々の電気機械的構成要素を作動させるために、デジタル及び／又はアナログ電気信号の形態のコマンドを送信することができる。さらに、コントローラは、システム１００と統合されたセンサからデータを受信し、投影システム１２０、圧力調整システム１９０及び／又は線形作動システムの機能を修正するために、これらのデータに基づいてフィードバック制御アルゴリズムを実行することができる。
【００５４】
４．２  トレイアセンブリ
[0065]  図２Ｂに示すように、システム１００は、トレイ構造１５０（上側部材１５５及び下側部材１５６を規定することができる）、分離膜１６０、張力ガスケット１６２のセット、及び／又は、樹脂密閉ガスケット１６４をさらに含むトレイアセンブリ１０４（すなわち、構築トレイ）を含む。トレイアセンブリ１０４は、トレイ構造１５０の下側に配置された対応の位置合わせ特徴１５４及びトレイシート１３０上の基準特徴１３４を介して、ウィンドウプラットフォーム１３２上のベースアセンブリ１０２と係合する（例えば、運動学的に装着する）ように構成される。概して、トレイアセンブリ１０４は、構築サイクル中に樹脂リザーバを包含し、ウィンドウプラットフォーム１３２上の分離膜１６０の張力、構築ウィンドウ１１０及び／又は流体分配ポート１４０を位置決めして維持する。より具体的には、トレイアセンブリ１０４は、上側部材１５５と下側部材１５６とを規定するトレイ構造１５０を含むことができ、上側部材１５５と下側部材１５６との間に分離膜１６０を有するファスナのセットを介して共に留め付けられる。したがって、トレイ構造１５０は、係合構成においてベースアセンブリ１０２とトレイアセンブリ１０４との間の間隙領域からの流体分配ポート１４０を介した流体の排出に応答して、構築ウィンドウ１１０の上面にまたがって積層され、流体分配ポート１４０を介して間隙領域内への流体の注入に応答して構築ウィンドウ１１０から分離するように構成されるように、分離膜１６０を位置決めするように機能する。
【００５５】
[0066]  一実施では、ベースアセンブリ１０２は、トレイアセンブリ１０４を囲み、密閉される密閉された構築チャンバを含む。追加として、構築チャンバは、システム１００内の反応性（例えば、酸素との反応性）樹脂化学物質の使用を可能にするような不活性流体で充填されることができる。一実施では、構築チャンバは、トレイ構造１５０の上側部材１５５と一体化される。この実施において、樹脂は、トレイアセンブリ１０４内に装填されている間、いかなる時点においても樹脂が大気に曝されないように、注入ポートを介して、構築トレイ及び構築チャンバを含むアセンブリの内部容積内に注入されることができる。
【００５６】
４．２．１  トレイ構造
[0067]  概して、トレイ構造１５０は、分離膜１６０が広がって構築ウィンドウ１１０を囲むトレイアパーチャ１５２を規定し、トレイシート１３０の基準特徴１３４に係合するように構成された位置合わせ特徴１５４を規定し、かつ、樹脂リザーバを収容するための内部容積を規定する。トレイ構造１５０は、アルミニウム又は他の金属又は金属合金のような剛性の非反応性の温度安定性を有する固体材料から構成されることができる。一実施では、トレイ構造１５０は、ミル加工されたアルミニウムから構成される。追加として、トレイアセンブリ１０４は、システム１００に関連付けられたトレイアセンブリのセットの部材であってもよく、各トレイアセンブリ１０４は、トレイアセンブリのセットの中に、より広範な種類の構築体サイズ及び形状を収容するために異なる形状又はサイズのトレイ構造１５０を含む。一実施では、トレイ構造１５０は、ファスナのセットを介して互いに締結するように構成された上側部材１５５及び下側部材１５６を含む。したがって、トレイアセンブリの組立中に、ユーザは、下側部材１５６と上側部材１５５との間に分離膜１６０を配置することができ、それによって、分離膜１６０を係合構成のトレイシート１３０に対して繰り返し配置することができる。
【００５７】
[0068]  概して、構築トレイの上側部材１５５は、構築サイクル中に樹脂が占める容積と、一連の構築サイクルの実行を介してシステム１００がこの樹脂を構築体内に選択的に光硬化することができる領域と、を規定する。上側部材１５５はまた、上側部材１５５がベースアセンブリ１０２のウィンドウプラットフォーム１３２上に降ろされることができるように、ウィンドウプラットフォーム１３２に対応するトレイアパーチャ１５２を規定する。上側部材１５５内のトレイアパーチャ１５２は、分離膜１６０が広がることによって、上側部材１５５によって下部から規定される容積を囲む。したがって、完全に組み立てられたときのトレイアセンブリ１０４は、トレイアパーチャ１５２にまたがって張力をかけられた分離膜１６０の上方の内部容積を規定し、内部容積は樹脂のリザーバを収容するように構成される。
【００５８】
[0069]  一実施では、分離膜１６０内の応力集中を低減するために構築領域の内面が丸められる。一実施では、構築トレイの上側部材１５５は、丸められた矩形の構築領域を規定する。追加として、上側部材１５５は、構築ウィンドウ１１０に対して上方及び垂直に延在する内面を規定することができる。その後、内面は、円錐形状に上方及び外方に拡張し、円錐形の内面の垂直断面は、垂直内面の垂直断面と比例して類似する寸法を有する。したがって、内面の垂直及び円錐セクションは、樹脂リザーバを収容するように構成された容積を規定する。しかしながら、構築トレイの上側部材１５５は、任意の丸められた内部容積を規定することができる。追加として、上側部材１５５は、一体化された加熱要素及び／又は冷却要素を含むことができる。システム１００は、加熱要素及び／又は冷却要素を作動させて、構築トレイ内の樹脂の温度を、樹脂の光硬化反応に最適な温度付近に調整することができる。
【００５９】
[0070]  下側部材１５６は、上側部材１５５の内面と一致する形状を規定し、ベースアセンブリ１０２のトレイシート１３０内の基準特徴１３４に対応する特徴を規定することができる。一実施では、ベースアセンブリ１０２及び／又は下側部材１５６は、ベースアセンブリ１０２内の基準特徴１３４に対して下側部材１５６を付勢することによって、下側部材１５６及びしたがってトレイアセンブリ１０４をベースアセンブリ１０２に運動学的に整列させる磁石（すなわち、磁気位置合わせ特徴１５４）を包含する。下側部材１５６はまた、孔を通過するネジ又はボルトのようなファスナが上側部材１５５の対応する孔に挿入することができるような孔を規定する。代替として、システムは、上側部材１５５及び／又は下側部材１５６と直接一体化されたファスナを含むことができ、かつ、システムは、上側部材１５５及びトレイ構造１５０の反対の部材内に直接嵌め込まれるように構成された下側部材１５６を含むことができる。
【００６０】
４．２．２  分離膜
[0071]  分離膜１６０は、光硬化樹脂への低い接着性を特徴とする透明で薄い可撓性フィルム又はシートを含むことができる。分離膜１６０は、特定のトレイアセンブリ１０４に特有のサイズで、かつ、構築トレイの上側部材１５５又は下側部材１５６のいずれかから延在する張力ポスト１５９と整列した孔を有するように製造される。したがって、分離膜１６０は、上側部材１５５と構築トレイの下側部材１５６との間に位置決めされ、その結果、張力ポスト１５９は、トレイ構造１５０の1つの部材から、分離膜１６０の孔、スロット又は穿孔を通じて、トレイ構造１５０の反対側の部材の対応の負特徴内に延在する。追加又は代替として、分離膜１６０は、分離膜１６０と張力ポスト１５９のセットとの間に締まり嵌めが生じ、それによって、引張応力で分離膜１６０を予備装填する（すなわち、自動的に張力をかける）ように、孔及び／又はスロットのセットを規定することができる。
【００６１】
[0072]  したがって、トレイアセンブリ１０４は、インターロック特徴を有する上側部材１５５及び下側部材１５６と、これらのインターロック特徴との締まり嵌めにおいて穿孔された分離膜１６０と、を含むことができる。したがって、分離膜１６０内の対応する穿孔に対する張力ポスト１５９の幾何学的形状は、トレイ構造１５０によって規定されるトレイアパーチャ１５２にまたがって分離膜１６０に自動的に張力をかけるように機能する。例えば、トレイ構造１５０の上側部材１５５は、下側部材１５６の負特徴が上側部材１５５の正特徴に嵌まるように、下側部材１５６のミル加工された負特徴に対応する張力ポスト１５９を含むミル加工された正特徴を規定することができる。この例では、分離膜１６０は、締まり嵌めにおける上側部材１５５の正特徴に対応する穿孔を規定する。この実施では、トレイアセンブリ１０４は、下側部材１５６を上側部材１５５に締結するために、磁石、留め金、ラッチ及び／又はネジなどの別個のファスナをさらに含むことができる。
【００６２】
[0073]  しかしながら、分離膜１６０は、トレイ構造１５０によって規定されたトレイアパーチャ１５２にまたがって任意の他の方法（例えば、トレイ構造１５０への直接接合又は別の締結構成を介して）で張力をかけられることができる。
【００６３】
[0074]  したがって、一実施では、トレイアセンブリ１０４は、張力ポスト１５９のセットを含む正特徴のセットを規定する上側部材１５５と、正特徴のセットと係合するように構成された負特徴のセットを規定する下側部材１５６と、上側部材１５５と下側部材１５６との間に配置され、かつ、分離膜１６０と、締まり嵌めを介して分離膜１６０に張力をかける張力ポスト１５９のセットとの間の締まり嵌めにおいて、張力ポストのセットから外側にオフセットされた穿孔の第３のセットを規定する分離膜１６０と、を含むことができる。
【００６４】
４．２．３  分離膜の選択
[0075]  上述したように、システム１００は、交換可能な分離膜１６０を含むことができる。したがって、ユーザは、システム１００による製造のために待ち行列に入れられた構築体の幾何学的形状（例えば、特徴サイズ）；構築体及び対応の光硬化プロセスのために選択された樹脂化学の特性；選択された樹脂のターゲットグリーン強度；及び／又は、分離膜１６０の累積摩耗又は劣化などの様々な要因に基づいて、様々な分離膜及びトレイ構造の構成を包含する異なるトレイアセンブリを選択し、及び／又は、異なるタイプの分離膜を１つのトレイアセンブリ１０４に設置することができる。分離膜１６０は、トレイアセンブリ１０４内のファスナを取り外し、構築トレイの上側部材１５５及び下側部材１５６を分離膜１６０から分離することによって交換可能である。分離膜１６０が取り外された後、新たな分離膜１６０が張力ポスト１５９上に配置されることができ、それによって、上側部材１５５と構築トレイの下側部材１５６との間に新たな分離膜１６０を固定する。
【００６５】
[0076]  分離膜１６０は、構築トレイ内で交換可能であるため、システム１００は、ユーザによって選択され得る又は交換可能なトレイアセンブリ１０４内に装填された樹脂に基づいてシステム１００によって特定され得るサイズ、厚さ、張力、透過性、弾性及び／又は材料が異なる複数のタイプの分離膜を含むことができる。一実施では、分離膜１６０は、共重合テトラフルオロエチレン（以下、「ＴＦＥ」という。）から構築され、かつ、１ミリメートル未満の厚さ及び低い流体透過性を有する。代替として、膜は、２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソール（以下、「ＴＦＥ−ＡＦ」という。）から構築され、樹脂の層が酸化され得るように高い酸素透過性を有している。
【００６６】
[0077]  一実施では、システム１００は、酸素が樹脂内の分離膜１６０の上方の層を飽和させることができるような酸素透過性分離膜１６０を含む。酸素で阻害された化学反応を有する樹脂では、酸素飽和層は、分離膜１６０又は構築ウィンドウ１１０に対して、分離膜１６０を越えて一定の深さまで樹脂が光硬化（及び接着）することを阻止することができる。この実施では、分離膜１６０はＴＦＥ−ＡＦから構築されることができる。追加として、システム１００は、より大きな厚さ及び／又は剛性を有する分離膜１６０、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の増大したオフセットを含むことができ、及び／又は、ブロックＳ１２０中の減少したピーク膨張圧力を実行すること（例えば、分離が実質的に偏向することなく樹脂内に酸素を拡散させることができるように）ができる。一実施では、構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間の間隙領域に作用される圧力は、分離膜１６０にまたがる圧力勾配が無視することができる程度になるように、分離膜１６０の上面における大気圧に整合される。
【００６７】
[0078]  システム１００が比較的デリケートな特徴を有する構築体を製造している場合、より薄い膜（例えば、２０ミクロンから５０ミクロンの厚さ）がトレイアセンブリ１０４内に挿入されることができる。より薄い膜は、より大きな弾性を有してもよく、及びしたがって、各構築サイクル中に層の特徴から引き離される際により小さな大きさの力を付与し得る。しかしながら、より薄い分離膜１６０は、より厚い分離膜よりも、より速く（例えば、より少ない構築サイクルで）摩耗し、及びしたがって、より高い周波数での交換を必要とし得る。逆に、より頑丈な幾何学的形状を規定する構築体がシステム１００で待ち行列される場合、より厚い分離膜１６０は、累積摩耗に対してより耐性を有しており、交換頻度が少なく、かつ、より大きな樹脂特徴を構築ウィンドウ１１０から分離するのに必要なより大きな力に耐え得るので、より厚い分離膜１６０（例えば、１５０ミクロンまでの厚さ）がトレイアセンブリ１０４に装填されてもよい。例えば、このより薄い分離膜１６０は、この硬化した樹脂の層に対してより低い力を作用し得るので、ユーザは、システム１００内の次の構築体のために低グリーン強度を有する樹脂が選択された場合に、構築トレイ内に薄い分離膜１６０を装填し得る。しかしながら、より厚い分離膜１６０が、より頑強であってもよく、及び／又は、薄い分離膜１６０よりも速く膨張されてもよく、それによって、構築体の層間のより短い分離期間を可能にするので、ユーザは、より高いグリーン強度を有する樹脂がシステム１００内の次の構築体のために選択される場合に、構築トレイにそのより厚い分離膜１６０を装填することもできる。したがって、第１トレイアセンブリ１０４は、５０〜２００ミクロンの第１厚さを規定する第１分離膜１６０を含むことができ、かつ、第２トレイアセンブリ１０４は、第１トレイアセンブリ１０４のトレイ構造１５０と、５０ミクロン未満の厚さを規定するとともに、トレイ構造１５０によって規定されたトレイアパーチャ１５２にまたがって張力をかけられた第２分離膜１６０と、を含むことができ、第２分離膜１６０は、係合構成においてベースアセンブリ１０２とトレイアセンブリ１０４との間の間隙領域からの流体分配ポート１４０を介した流体の排出に応答して構築ウィンドウ１１０の上面にまたがって積層するように構成され、かつ、間隙領域への流体分配ポート１４０を介した流体の注入に応答して、構築ウィンドウ１１０から分離するように構成される。
【００６８】
[0079]  追加として、ユーザは、樹脂の放出特性を改善するために、樹脂の化学又は樹脂の光硬化反応にしたがって分離膜１６０を交換し得る。ＴＦＥは一般に化学的に安定しているものの、特に発熱性の光硬化反応を示す特に反応性の樹脂組成物又は樹脂で製造する場合に、代替の組成物の分離膜１６０がシステム１００に含まれることができる。別の実施では、トレイアセンブリ１０４は、半結晶性ペルフルオロアルコキシアルカン（すなわち、ＰＦＡ）又はフッ素化エチレンプロピレン（すなわち、ＦＥＰ）から製造された分離膜１６０を含むことができる。一実施では、分離膜１６０は、分離膜１６０とそのグリーン状態の構築体との間の接着を防止するために、透明な超疎水性ナノコーティングでコーティングされる。
【００６９】
[0080]  さらに、システム１００は、異なる酸素透過性又はガス透過性を特徴とする分離膜１６０のセットを供給されることができる。例えば、ＴＦＥ又はＰＦＡの分離膜１６０は、酸素に対して比較的不透過性（例えば、５０ミクロンより大きい厚さ）を有してもよく、したがって、システム１００がチオール樹脂又はポリオレフィン樹脂のような酸素感受性樹脂を光硬化している場合、トレイアセンブリ１０４に装填されてもよい。したがって、トレイアセンブリ１０４は、酸素不透過性フィルムから製造された別個の分離膜１６０を含むことができる。システム１００は、（構築チャンバ内の不活性環境及び酸素不透過性膜を介して）樹脂リザーバ内の酸素濃度を制御することができるので、システム１００は、より低い割合の光開始剤を含有する樹脂を光硬化することができ、それによって、これらの樹脂から構築された構築体の光硬化速度、架橋密度及びグリーン強度を改善する。
【００７０】
[0081]  ユーザは、分離膜１６０に近接する樹脂の光硬化を抑制するために樹脂リザーバ内に意図的に酸素富化領域を生成するために、ＴＦＥ−ＡＦの分離膜１６０を構築トレイ内に装填してもよく、それによって分離膜１６０と適合する樹脂化学の種類を制限することなく、分離膜１６０からの分離をさらに改善することができる。したがって、トレイアセンブリ１０４は、ガス透過性フィルムから製造された分離膜１６０を含むことができる。
【００７１】
[0082]  トレイアセンブリ１０４は、高い加熱たわみ、連続使用又はガラス転移温度によって特徴付けられる分離膜１６０をさらに含むことができ、それによって、分離膜１６０が、特定の樹脂化学に典型的なより高い反応温度（例えば、１００℃まで）に抵抗することを可能にする。したがって、トレイアセンブリ１０４は、１００℃を超える加熱たわみ温度を特徴とし、かつ、１００℃未満の温度で樹脂に対して化学的に不活性である分離膜１６０を含むことができる。しかしながら、システムは、摩耗速度の増加を犠牲にして光硬化性樹脂の反応温度よりも低い加熱たわみ温度を特徴とする分離膜１６０を含むことができる。
【００７２】
４．２．４  張力ガスケット
[0083]  一実施では、上側部材１５５及び下側部材１５６は、各張力ポスト１５９の周囲に配置されてより大きな面積にわたって分離膜１６０に作用される引張力を分配し、それによって、引張状態での分離膜１６０の過度の横方向移動／シフト又は裂けを防止するゴム又はゴム化プラスチックガスケットのセットを含む。張力ガスケット１６２は、分離膜１６０を効果的に挟み込んで、ガスケットの全面積にわたって膜内の張力の負荷を担持する。さらに、トレイアセンブリ１０４は、膜を横切る引張力の特定の分布（例えば、均一な分布）と、分離膜１６０の特定の膨張プロファイル又は挙動（例えば、構築領域内の位置とは独立した膜の類似の分離）を達成するように構成された張力ガスケット１２０を含むことができる。したがって、張力ガスケット１６２は、上側部材１５５内の張力ポスト１５９及び下側部材１５６のために規定された孔の周りの上側部材１５５の底面及び／又は下側部材１５６の上面に配置されることができる。
【００７３】
４．２．５  樹脂密閉ガスケット
[0084]  システム１００はまた、構築トレイの上側部材１５５のトレイアパーチャ１５２の縁部に沿って配置された樹脂密閉ガスケット１６４を含むことができる。概して、樹脂密閉ガスケット１６４は、構築トレイの上側部材１５５と分離膜１６０との間の樹脂の侵入を防止する。したがって、トレイアセンブリ１０４がウィンドウプラットフォーム１３２上方及びその周囲に降ろされる場合、分離膜１６０は、分離膜１６０がかけられた構築トレイの内側開口を貫通して突出するウィンドウプラットフォーム１３２によって、張力をかけられて上向きに引っ張られる。したがって、分離膜１６０は、構築トレイの上側部材１５５の内部開口の縁部上の樹脂密閉ガスケット１６４に対して付勢され、構築トレイ内に保持された樹脂に対してシールを形成する。追加として、樹脂密閉ガスケット１６４は、構築トレイの上側部材１５５の内部縁部と接触する場合に、分離膜１６０を引き裂く過度のせん断応力を防止することができる。
【００７４】
[0085]  分離膜１６０が係合構成の突出するウィンドウプラットフォーム１３２によって上向きに引っ張られない実施（例えば、分離膜１６０が、分離膜１６０にまたがる圧力勾配がない場合に係合構成において構築ウィンドウ１１０の上方１ミリメートル未満に位置決めされる実施）では、トレイアセンブリ１０４は、分離膜１６０とトレイ構造１５０の上側部材１５５との間でトレイアパーチャ１５２を囲む樹脂密閉ガスケット１６４のセットを含むことができる。
【００７５】
４．３  アセンブリ間ガスケット構成
[0086]  概して、システム１００は、圧力調整システム１９０を介して間隙領域内の圧力の正確な制御を可能にするために、アセンブリ間ガスケット構成を規定して、構築チャンバから及び外部周囲環境から（例えば、３００キロパスカルの最大動作圧力のために）間隙領域を流体的に隔離することができる。間隙領域は、トレイアセンブリ１０４とベースアセンブリ１０２との係合中に封入されるので、アセンブリ間ガスケット構成は、トレイアセンブリ１０４、ベースアセンブリ１０２及び／又はそれらの間の独立したガスケット構成要素と一体化されたガスケットを含むことができる。
【００７６】
４．３．１  アクティブ積層ガスケットの変形例
[0087]  図４Ａ及び図４Ｂに示すアクティブ積層ガスケットの変形例では、システム１００は、トレイアセンブリ１０４の下側部材１５６によって規定されて係合構成においてウィンドウプラットフォーム１３２及び／又はトレイシート１３０のベースに対して密閉（すなわち、システムの最大動作圧力内に）するように構成された、トレイアパーチャ１５２の底部縁部の周囲を囲む、トレイアセンブリ１０４の下側部材１５６と一体化されたガスケットを含む。追加として、図４Ａに示すように、システム１００が係合構成にある場合であって、分離膜１６０にまたがる圧力勾配がない間、分離膜１６０は、構築ウィンドウ１１０からオフセット（５０ミクロンを超えるだけ）され、構築ウィンドウ１１０の表面に平行であるトレイ構造１５０によって吊される。したがって、圧力調整システム１９０が間隙領域から流体を排出する（及びしたがって、分離膜１６０にまたがった負圧勾配を誘導する）場合、分離膜１６０は、図４Ｂに示すように、構築ウィンドウ１１０の上面に対して積層する。より具体的には、システム１００は界面ガスケット１７２を含むことができ、界面ガスケット１７２は、トレイ構造１５０の下面と、係合構成の構築ウィンドウ１１０を支持するウィンドウプラットフォーム１３２のベースとの間に配置され、トレイアパーチャ１５２、流体分配ポート１４０及び係合構成の構築ウィンドウ１１０の周囲を囲むように配置され、かつ、最大動作圧力よりも大きい最大差圧まで間隙領域内の流体を密閉するように構成される。追加として、この実施では、システム１００は、係合構成において構築ウィンドウ１１０の上方及び構築ウィンドウ１１０に実質的に平行にトレイアパーチャ１５２にまたがって張力をかけられた分離膜１６０をさらに含むトレイアセンブリ１０４を含む。
【００７７】
[0088]  アクティブ積層ガスケットの変形例では、システム１００が再積層段階中に分離膜１６０全体に真空を引くにつれて、間隙領域の容積が膜の中心から構築ウィンドウ１１０に向かって分離膜１６０への引き寄せを減少させるので、分離膜１６０のオフセット（例えば、５０ミクロンを超えるだけ）を構築ウィンドウ１１０の上方に位置決めすることにより、再積層段階中の分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の気泡形成の発生が減少する。したがって、分離膜１６０は、構築ウィンドウ１１０に対して中央外方から積層し、それによって、この再積層中の気泡形成を阻止する。
【００７８】
[0089]  追加として、この変形例では、ベースアセンブリ１０２は、トレイアセンブリ１０４及びベースアセンブリ１０２内の任意の場所に配置された１以上の流体分配ポート１４０を含むことができる。一実施では、流体分配ポート１４０は、ウィンドウプラットフォーム１３２のベース上に配置され、それによってウィンドウプラットフォーム１３２の周りの空気の均一な分配を容易にする。
【００７９】
[0090]  一実施では、トレイアセンブリ１０４は、構築サイクルの加圧段階中に間隙領域からの流体の排出を阻止するため、トレイ構造１５０の下側部材１５６と分離膜１６０との間に配置され、かつ、下側部材１５６によって規定されたトレイアパーチャ１５２の周囲を囲む密閉ガスケットを含むことができる。
【００８０】
４．３．２  パッシブ積層ガスケットの変形例
[0091]  図５Ａ及び図５Ｂに示すパッシブ積層ガスケットの変形例では、システム１００は、ウィンドウプラットフォーム１３２の縁部の周囲を囲む間隙ガスケット１７０を含み、間隙ガスケット１７０は、分離膜１６０が、ウィンドウプラットフォーム１３２の表面上で張力をかけられ、かつ、係合構成において間隙ガスケット１７０とのシールを形成するように、トレイアセンブリ１０４によって規定されたトレイアパーチャ１５２を通じて突出するように構成されている。したがって、この変形例では、システム１００は、（トレイアセンブリ１０４とベースアセンブリ１０２との間に流体を含むこととは対照的に）分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の流体の容積のみを含む間隙領域を規定する。追加として、この変形例では、システム１００は、構築ウィンドウ１１０に近接するウィンドウプラットフォーム１３２の表面上に配置され、それによって、図５Ｂに示すように、圧力調整システム１９０がこのより局在化した間隙領域に流体を注入及び／又は間隙領域から流体を排出することを可能にする、流体分配ポート１４０を含むことができる。図５Ａに示すように、分離膜１６０は、間隙領域と構築チャンバとの間の負圧勾配なしに、構築ウィンドウ１１０にまたがって積層される。代替として、この変形例では、システム１００は、ウィンドウの縁部と一致する上面を規定する隆起した構築ウィンドウに近接したウィンドウプラットフォーム内に挿入された流体分配ポート１４０を含むことができる。
【００８１】
[0092]  より具体的には、ベースアセンブリ１０２は、係合構成の分離膜１６０に対してトレイアパーチャ１５２を通じて突出するように構成された構築ウィンドウ１１０を含むことができる。追加として、ベースアセンブリ１０２は間隙ガスケット１７０を含むことができ、間隙ガスケットは、流体分配ポート１４０及び構築ウィンドウの周囲を囲み、係合構成で分離膜１６０に接触するように構成され、かつ、最大動作圧力より大きい最大差圧まで間隙領域内の流体を密閉するように構成される。
【００８２】
[0093]  間隙ガスケット１７０は、張力をかけられた分離膜１６０とシールを形成することができるゴム又はゴム化プラスチックから製造されることができる。構築ウィンドウ１１０の上面と同様に、間隙ガスケット１７０の上面は、ウィンドウプラットフォーム１３２の上面と同一平面上にあり、かつ、ウィンドウプラットフォーム１３２によって規定される水平基準面と一致する。一実施では、トレイアセンブリ１０４がベースアセンブリ１０２と係合する場合に、間隙ガスケット１７０は、３００キロパスカルの圧力勾配に耐えることができる、張力をかけられた分離膜１６０とシールを形成することができる。
【００８３】
[0094]  このパッシブ積層の変形例の一実施では、システム１００は、分離膜１６０が、ウィンドウプラットフォーム１３２の表面上で張力をかけられ、かつ、係合構成においてウィンドウプラットフォーム１３２の縁部と直接シールを形成するように、トレイアセンブリ１０４によって規定されたトレイアパーチャ１５２を通じて突出するように構成されたウィンドウプラットフォーム１３２を含むことができる。この実施は、ウィンドウプラットフォーム１３２の材料に対して直接シールを形成することによって、縁部上の間隙ガスケット１７０を必要としない。
【００８４】
５．  係合及び初期化
[0095]  図２Ｂに示すように、システム１００が方法Ｓ１００を実行する前に、ユーザは、下側部材１５６と上側部材１５５との間に分離膜１６０を留め付けることができる。分離膜１６０が構築トレイの上側部材１５５と下側部材１５６との間に留め付けられると、ユーザは、ウィンドウプラットフォーム１３２の上面及び構築ウィンドウ１１０上にトレイアセンブリ１０４を降ろし得る。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、トレイは、その後、ベースアセンブリ１０２の基準特徴１３４と運動学的に整列し、それによってベースアセンブリ１０２に係合する。パッシブ積層の変形例では、トレイアセンブリ１０４及びベースアセンブリ１０２が係合される場合に、分離膜１６０が、構築ウィンドウ１１０の表面に対して同一平面上で張力をかけられ、かつ、流体分配チャネル１４２を覆う。この変形例では、分離膜１６０はまた、ウィンドウプラットフォーム１３２の縁部に沿って、又は、ウィンドウプラットフォーム１３２自体の縁部と共に配置された間隙ガスケット１７０に対して、流体不透過性シール（システムの最大動作圧力内）を形成する。システムのアクティブ積層ガスケットの変形例では、分離膜１６０は、トレイアセンブリ１０４とベースアセンブリ１０２のトレイシート１３０との運動学的整列に基づいて構築ウィンドウ１１０の真上に位置決めされる。
【００８５】
[0096]  トレイアセンブリ１０４がベースアセンブリ１０２に係合される前又は後に、構築トレイの上側部材１５５及び分離膜１６０によって規定された容積内に樹脂が装填される。樹脂が酸素及び／又は外気に反応しにくい場合、樹脂は構築トレイ内に直接注入されることができる。しかしながら、樹脂が、酸素、湿度及び／又は外気に反応しやすい場合、樹脂は、不活性流体で構築チャンバが充填された後、密閉された構築チャンバ内の密閉されたポートを通じてトレイアセンブリ１０４内に注入されることができる。
【００８６】
[0097]  したがって、装填が完了した後、構築トレイの内面によって規定された構築体の容積は、所定の容積の樹脂によって少なくとも部分的に占められる。樹脂は、分離膜１６０の上面及びトレイアセンブリ１０４の上側部材の内面と接触している。しかしながら、樹脂は、分離膜１６０の下の構築ウィンドウ１１０と接触しない。
【００８７】
６．  構築サイクル
[0098]  概して、図１に示して上述したように、システム１００は、ブロックＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０及びＳ１４０を実行して、構築体の層に対応する樹脂の容積を選択的に光硬化させ、構築ウィンドウ１１０から分離膜１６０を分離し、構築体の新たに硬化された層を分離膜１６０から分離し、後続の層を光硬化させるために、（第１層に接着される）分離膜１６０及び構築プラットフォーム１０６を再び位置決めする。より具体的には、システム１００は、構築体の第１層を硬化させ、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の間隙領域を膨張させ、構築ウィンドウ１１０から垂直に上向きに構築プラットフォーム１０６を退避（例えば、上昇）させ、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の領域を減圧して、構築体の第１層から分離膜１６０を剥離し、構築ウィンドウ１１０上に構築ウィンドウ１１０に対して平坦に分離膜１６０を引き寄せる。一実施では、システム１００はまた、ブロックＳ１４２に示すように、構築プラットフォーム１０６（及び構築体の接着された第１層）を前進／再び位置決めすることができ、その結果、構築体の最後に硬化された層の下面が、次の層の所望の層厚に等しい距離だけ、分離膜１６０（構築ウィンドウ１１０にまたがって積層される）の表面からオフセットされる。
【００８８】
[0099]  追加として、以下にさらに説明するように、システム１００は、分離膜１６０からの構築体の新たに硬化された層を含み、かつ、そのグリーン状態における構築体の損傷又は変形を最小限に抑えて、構築体を繰り返し分離するために、ブロックＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１４０及び／又はＳ１４２を、離散型時間中又は（部分的に）重ね合わせ時間中のような同期シーケンスで実行することができる。
【００８９】
[00100]  さらに、方法Ｓ１００のいくつかのブロックは、構築体の「第１層」を参照して説明されてもよい。しかしながら、方法Ｓ１００のブロックのいずれもが構築体の後続の層にも適用可能である。
【００９０】
６．１  構築チャンバ及び樹脂リザーバの状態
[00101]  一実施では、ブロックＳ１１０を実行する前に、システム１００は、構築チャンバ内のガスの温度及び圧力を調整し、及び／又は、樹脂リザーバ内の樹脂の温度を調整することができる。
【００９１】
[00102]  例えば、システム１００は、樹脂の粘度を低下させることによって、又は、樹脂の固体から液体への相変化を引き起こすことによって、樹脂の印刷速度及び印刷可能性を改善するために、（例えば、トレイ構造１５０と一体化された又は構築ウィンドウ１１０の下の加熱要素を介して）リザーバ内の樹脂を加熱することができる。より具体的には、システム１００は、樹脂に対応する温度−粘度曲線及び樹脂のターゲット粘度に基づいて、樹脂のターゲット温度にアクセスし、かつ、ターゲット温度まで樹脂を加熱することができる。
【００９２】
[00103]  別の例では、システム１００は、構築チャンバ内に対流性流れを形成させないように、及びしたがって、（樹脂の性能を低下させ得る）樹脂の化学成分の蒸発速度を上昇させるために、構築チャンバ内のガス環境の温度を上昇させて樹脂のターゲット温度に一致させることができる。システム１００はまた、システムが樹脂リザーバの温度上昇に起因して樹脂を液相に維持する実施において、加熱された樹脂浴から引き出された後、構築チャンバ内のガス環境を加熱して、そのグリーン状態の構築体を囲む樹脂の凝固を阻止することができる。追加として、システム１００は、樹脂リザーバと構築チャンバ内のガス環境との間の差圧に曝された場合に、構築チャンバの温度を制御して、そのグリーン状態の構築体の変形を阻止することができる。
【００９３】
[00104]  さらに、システム１００は、樹脂の化学成分の蒸発速度を減少させるために、構築チャンバ内の圧力を増大させることができる。さらに別の例では、システム１００が特に反応性樹脂化学（例えば、酸素感受性樹脂化学）を光硬化させる場合、システム１００は構築チャンバ内に不活性流体環境を導入することができる。
【００９４】
６．２  積層
[00105]  図８に示すように、ブロックＳ１１０で樹脂の現在の層を選択的に硬化させている間、システム１００は、ブロックＳ１０２で分離膜１６０の外面の平坦性及び平面性を反復可能に最大化するために、構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間の間隙空間を最小化する。一実施では、ブロックＳ１１０を実行する前に、コントローラは、構築ウィンドウ１１０にまたがって分離膜１６０を平坦化するために、圧力調整システム１９０をトリガしてこの間隙領域に真空を引くことができる。また、圧力調整システム１９０は、ブロックＳ１１０中に構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間の接触を維持するために、流体分配ポート１４０を介して、構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間の間隙空間に真空を引き続けることができる。したがって、ブロックＳ１１０の前にこの間隙空間に真空を引くことによって、システム１００は、構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間の気泡を除去することができ、かつ、分離膜１６０が構築ウィンドウ１１０の表面に対して同一平面上に積層されることを確実にすることができる。したがって、システム１００は、ブロックＳ１１０において液体樹脂の第１容積を光硬化させる間に、構築ウィンドウ１１０への分離膜１６０の積層を維持するために間隙領域に真空を同時に引き、かつ、同時に、ブロックＳ１５０において液体樹脂の第２容積を光硬化させる間に、構築ウィンドウ１１０への分離膜１６０の積層を維持するために間隙領域に真空を引くことができる。
【００９５】
[00106]  代替として、システム１００は、上述して図５Ａ及び図５Ｂに示すように、トレイアセンブリ１０４とベースアセンブリ１０２との間の係合を介して積層を達成することができる。したがって、システム１００は、ウィンドウプラットフォーム１３２の周りのトレイアセンブリ１０４の係合を介して構築ウィンドウ１１０上に積層された分離膜１６０の上面で第１容積の樹脂を光硬化させて構築体の第１層を形成することであって、ブロックＳ１１０でトレイアセンブリ１０４によって構築ウィンドウ１１０上で分離膜１６０に張力をかける、形成すること、及び、ウィンドウプラットフォーム１３２の周りのトレイアセンブリ１０４の係合を介して構築ウィンドウ１１０上に積層された分離膜１６０の上面で、第２容積の樹脂を光硬化させて構築体の第２層を形成することであって、ブロックＳ１５０でトレイアセンブリ１０４によって構築ウィンドウ１００上で分離膜１６０に張力をかける、形成することができる。
【００９６】
６．３  初期の光硬化段階
[00107]  ブロックＳ１１０において、システム１００は、第１容積の樹脂を選択的に光硬化させて構築体の第１層（例えば、構築体の第１断面に対応する）を形成し、構築体は、分離膜１６０の反対側の構築プラットフォーム１０６に接着する。概して、構築プラットフォーム１０６が、構築体の第１層１６０の所望の層厚さに基づいて、分離膜１６０よりも高い高さで樹脂中に降ろされると、コントローラは、投影システム１２０に、構築体の第１層に対応する分離膜１６０と構築プラットフォーム１０６との間の樹脂の選択的領域を照射するように指示する。樹脂は、投影システム１２０の放射スペクトルに曝されると光硬化するように構成されている。より具体的には、システム１００は、構築ウィンドウ１１０上に積層された分離膜１６０の上面の上方に、構築プラットフォーム１０６に付着する構築体の第１層を形成するために第１容積の樹脂を光硬化させ、構築プラットフォーム１０６及び構築体の第１層を分離膜１６０から退避させることができる。したがって、選択的な照射の際に、樹脂は光硬化し、それによって構築プラットフォーム１０６に強く接着し、かつ、分離膜１６０に最小限接着する。追加として、分離膜１６０は、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の接着力（例えば、吸引力、ステファン接着）のために、第１層の光硬化特徴に近接して構築ウィンドウ１１０に接着し得る。
【００９７】
[00108]  しかしながら、システム１００は、任意の立体リソグラフィ、ＤＬＰ又は指向性放射線技術を利用して、構築プラットフォーム１０６と分離膜１６０との間の所定の容積の樹脂を選択的に光硬化させることができる。
【００９８】
６．４  加圧段階
[00109]  ブロックＳ１１０での構築体の第１層の光硬化に続いて、システム１００はブロックＳ１２０を実行することができ、ブロックＳ１２０は、流体分配ポート１４０を介して構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間の間隙領域内に流体（例えば、空気、酸素、不活性ガス）を注入するために圧力調整システム１９０をトリガすることを含む。このようにして間隙領域が加圧される場合、分離膜１６０は、膨張し始め、かつ、例えば構築ウィンドウ１１０の周縁からブロックＳ１１０で硬化された構築体の現在の層の特徴（以下、「層特徴」という。）に向かって、構築ウィンドウ１１０の表面から剥離し始める。したがって、分離膜１６０は、構築体の新たに硬化された層内の層特徴の各領域の周縁の周りに分散した周方向の「持ち上げ（prying）」力を発揮し得る。例えば、圧力調整システム１９０は、３００パスカルの圧力まで間隙領域を加圧することができ、これは、構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間の接着力（例えば、吸引力、ステファン接着）に打ち勝ち得る。
【００９９】
[00110]  一実施では、圧力調整システム１９０は、分離膜１６０を透過する任意の流体が樹脂の光硬化を阻害しないように間隙領域内に不活性流体を注入する。代替として、システム１００は、ＴＦＥ−ＡＦ又は別の酸素透過性材料から構築された分離膜１６０を含み、かつ、圧力調整システム１９０は、ブロックＳ１２０で膨張された場合に酸化された層が分離膜１６０の外面にまたがって形成するように間隙領域内に酸素（又は酸素富化流体）を移し、それによって分離膜１６０と構築体の現在の層特徴との間の接着をさらに阻止する。さらに別の代替の実施では、システム１００はまた、酸素に対して実質的に不透過性を有する分離膜１６０（例えば、結晶性ＰＦＡから製造され、かつ、５０ミクロンを超える厚さを特徴とする分離膜１６０）を含むことができる。したがって、システム１００は、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の間隙領域内に流体（例えば、空気又は不活性ガスなど）を注入することができ、分離膜１６０は、ガス透過性が低いことを特徴とする。
【０１００】
[00111]  別の実施では、システム１００は、ブロックＳ１２０を実行している間に間隙領域内に流体を能動的に注入せず、代わりに、ブロックＳ１１０の実行中に保持されている真空を解放して間隙領域を受動的に膨張させることを可能にする。
【０１０１】
[00112]  図９に示すように、システム１００は、ブロックＳ１２０で間隙領域内のターゲット差圧（例えば、ターゲット絶対圧力又は構築チャンバに対するターゲット差圧）を設定し、かつ、間隙領域内でこの圧力に到達するように圧力調整システム１９０を制御することができる。一実施では、システム１００は、ターゲット間隙圧から生じる分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間のターゲット分離距離に対応するターゲット圧力を設定することができる。この実施において、システム１００のオペレータは、所望のターゲット分離距離に対応するターゲット間隙圧を経験的に決定することができる。代替として、システム１００は、分離膜１６０及び間隙領域の物理モデルを評価して、間隙圧の範囲から生じる分離距離を計算し、ターゲット分離距離をもたらすターゲット間隙圧を選択することができる。
【０１０２】
[00113]  さらに、間隙圧から生じる分離距離は、樹脂リザーバ内の樹脂の重量及び構築チャンバ内の周囲圧力にさらに依存するため、システム１００は、ターゲット間隙圧を計算する前にそれらの変数を測定することができる。例えば、システム１００は、樹脂リザーバの画像を記録するために、構築チャンバ内に位置決めされた可視光カメラを含むことによって、樹脂の深さ及び容積を測定することができる。その後、システム１００は、コンピュータビジョン技術を実行して、樹脂リザーバ内の樹脂の容積を計算することができる。代替として、システム１００は、深さを測定し、かつ、樹脂の容積を計算するために液体レベルセンサを利用することができる。追加として、システム１００は、樹脂の温度を測定し、かつ、樹脂リザーバ内の樹脂の総質量を測定するために、測定された温度での樹脂の密度にアクセスすることができる。その後、システム１００は、所定の範囲の間隙圧によって達成される分離距離のための物理モデル（又は経験的データ）における変数として、リザーバ内の樹脂の質量を組み込むことができる。したがって、システム１００は、分離膜１６０上の樹脂の質量を測定し、リザーバ内の樹脂の質量、ターゲット分離距離に対応するターゲット間隙圧に基づいてターゲット間隙圧を計算し、かつ、ターゲット間隙圧まで間隙領域を加圧することができる。
【０１０３】
[00114]  別の実施では、システム１００は、現在の間隙圧に基づいたフィードバック制御アルゴリズムを実行することによって、加圧段階中、ターゲット間隙圧を維持することができる。より具体的には、システム１００は、加圧段階中に一連の間隙圧を測定し、比例積分微分（以下、「ＰＩＤ」という。）制御を実行して、ターゲット間隙圧まで間隙領域を加圧することができる。
【０１０４】
[00115]  さらに別の実施では、システム１００は、ターゲット分離距離を達成するために、構築ウィンドウ１１０からの分離膜１６０の分離距離を測定し、かつ、加圧段階中、間隙圧を調整するためのＰＩＤ制御アルゴリズムを実行することができる。より具体的には、システム１００は、間隙領域の加圧中に、構築ウィンドウ１１０からの分離膜１６０の分離距離を測定し、分離距離に基づいて（例えば、ＰＩＤ制御アルゴリズムを介して）ターゲット間隙圧を調整することができる。この実施では、システム１００は、分離距離を測定するように構成されたレーザ距離計を含むことができる。追加として、システム１００は、分離距離プロファイルにアクセスし、かつ、フィードバック制御ループ及びレーザ距離計からの入力を介して、経時的なプロファイルに従ってこの分離距離を制御することができる。
【０１０５】
[00116]  しかしながら、システム１００は、他のいかなる方法でも間隙領域をターゲット間隙圧まで加圧することができる。
【０１０６】
６．４．１  選択的な膨張
[00117]  一実施では、システム１００は、ブロックＳ１２０を（例えば、構築体又は樹脂材料の幾何学的形状に基づいて）選択的な構築サイクルから除外するかどうかを決定することができる。システム１００が、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間に有意な接着力（例えば、吸引力、ステファン接着）を生じさせないように、幾何学的形状（例えば、小さい断面積）及び材料特性（例えば、高いターゲットグリーン強度又は低い粘度）を有する構築体層を光硬化させる場合、システム１００は、構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間の間隙領域を膨張させることを除外することができる。この実施では、システム１００は、ブロックＳ１２０を実行せず、かつ、ブロックＳ１１０の完了後にブロックＳ１３０の実行を開始する。さらに、この実施では、システム１００は、ブロックＳ１４０の再積層段階（例えば、システム１００のパッシブ積層の変形例）を除外することもできる。
【０１０７】
６．４．２  化学的特異ガス透過性
[00118]  一実施では、システム１００は、酸素阻害化学を有する樹脂のための樹脂内の分離膜１６０の上方の層を酸素で飽和させることを可能にする酸素透過性の分離膜１６０を含む。したがって、酸素飽和層は、分離膜１６０を超えた所定の深さ内で、これらの樹脂が分離膜１６０に対して光硬化し、分離膜１６０に接着することを阻止することができる。この実施では、分離膜１６０はＴＦＥ−ＡＦから構築されることができる。追加として、システム１００は、より大きな厚さ及び／又は剛性の分離膜１６０、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の増大したオフセットを含むことができ、及び／又は、ブロックＳ１２０中のピーク膨張圧力の低下（例えば、分離が実質的に偏向することなく樹脂内に酸素を拡散することができるように）を実行することができる。一実施では、構築ウィンドウ１１０と分離膜１６０との間の間隙領域に作用される圧力は、分離膜１６０にまたがった圧力勾配が無視することができる程度になるように、分離膜１６０の上面における大気圧に整合される。
【０１０８】
６．５  退避段階
[00119]  概して、ブロックＳ１３０において、構築プラットフォーム１０６は、構築ウィンドウ１１０から垂直に上向きに退避する。より具体的には、コントローラは、構築ウィンドウ１１０から構築体を分離して構築体を上向きに移動させるために、構築プラットフォーム１０６に結合された線形作動システムに上向きの力を及ぼすように指示する。一実施では、システム１００は、線形作動システムを介して、樹脂の温度及び粘度のような印刷条件と同様に、構築体のグリーン強度及び幾何学的形状に一致する材料固有の力プロファイルに従って経時的に力を作用させる。構築プラットフォーム１０６によって及ぼされる上向きの力と、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の間隙空間を膨張させる流体の持ち上げ力との合計が、構築ウィンドウ１１０に対して構築体の層特徴に近接して分離膜１６０を保持する接着力（例えば、吸引力、ステファン接着）に打ち勝つのに十分でない場合、分離膜１６０は、構築ウィンドウ１１０から分離し、かつ、構築プラットフォーム１０６と共に上向きに移動し始めてもよい。しかしながら、分離膜１６０は、構築体が上向きに上昇するにつれて、依然として構築体に接着してもよい。
【０１０９】
[00120]  システム１００は、分離膜１６０が構築ウィンドウ１１０から分離する瞬間を検出することができ（例えば、構築プラットフォーム１０６に結合された線形作動システムによって作用される力の変化を測定することによって）、かつ、分離膜１６０を構築体から分離するために構築プラットフォーム１０６を上向きに作動させ続けることができる。構築プラットフォーム１０６が構築ウィンドウ１１０から離れて作動すると、分離膜１６０は、上昇する構築体に接着されながら伸張し続け得る。しかしながら、上昇する構築プラットフォーム１０６は、構築体の底面と分離膜１６０との間の力角度を増加させ、分離膜１６０を構築体から剥離させ得る。
【０１１０】
[00121]  一実施では、図１０に示すように、システム１００は、構築プラットフォーム１０６内にロードセルを含み、構築プラットフォーム１０６、及びしたがって、構築プラットフォーム１０６に接着されたそのグリーン状態の構築体の層に作用される累積力を測定することができる。したがって、システム１００は、構築プラットフォーム１０６と一体化されたロードセルを介して、退避段階中に構築プラットフォーム１０６及び／又は付着された構築体に及ぼされる力を測定することができる。代替として、システム１００は、線形作動システムを作動させるように構成されたモータのトルクに基づいて、構築プラットフォーム１０６に作用される力を推定することができる。この実施において、システム１００は、閉ループ制御アルゴリズム、例えばＰＩＤ制御アルゴリズム等を実行して、退避段階中に構築プラットフォーム１０６に作用されるピーク力が最大退避力を超えないことを確実にすることができる。システム１００は、硬化された樹脂のグリーン強度及び／又は構築体の幾何学的形状に基づいて最大退避力を計算することができる。例えば、システム１００は、構築体の幾何学的形状にアクセスし（例えば、特定の構築サイクル中）、この幾何学的形状を通じて所定の範囲の作用された力（例えば、構築プラットフォーム１０６で）にわたって力の分布を推定して、構築体上の最大応力及び／又は歪みを識別し、かつ、（構築プラットフォーム１０６で測定される際の）最大退避力を推定して、構築体上の最大応力及び／又は歪み、及び／又は、構築体のグリーン強度及び／又は幾何学的形状に基づく構築体の損傷を阻止することができる。したがって、システム１００は、樹脂に対応する最大退避力にアクセスし、構築プラットフォーム１０６の退避中に構築プラットフォーム１０６に作用される退避力を測定し、かつ、退避力に基づいて構築プラットフォーム１０６の加速度及び／又は速度を調整することができる。システム１００はまた、ブロックＳ１３０中に複数の構築サイクルにわたって構築体に作用される所望の力プロファイルのオーバーシュートを制限することができ、それによって構築体の品質及び一貫性を改善する。
【０１１１】
[00122]  代替として、構築ウィンドウ１１０から構築体の第１層を分離すると、システム１００は、構築プラットフォーム１０６が樹脂リザーバを通って上向きに移動する際の構築プラットフォーム１０６の変位（及びしたがって、速度及び加速度）を規定する変位曲線に従って構築プラットフォーム１０６を作動させることができる。システム１００は、樹脂リザーバ内の（しばしば粘性を有する）樹脂を通って移動する際、及び／又は、構築ウィンドウ１１０から分離膜１６０を分離する第１ステージ中、構築体がそのグリーン状態にある間の構築体の安定性を保証する変位曲線を規定することができる。したがって、システム１００は、樹脂の粘度に基づいて変位曲線によって定義される速度及び／又は加速度を調整することができる。例えば、システム１００は、比較的低い粘度を特徴とする樹脂について、比較的高いピーク速度及び比較的高いピーク加速度を特徴とする変位曲線を定義することができる。別の例では、システム１００は、比較的高い粘度によって特徴付けられる樹脂について、比較的低いピーク速度及び比較的低いピーク加速度を特徴とする変位曲線を定義することができる。したがって、システム１００は、樹脂のターゲットグリーン強度及び樹脂の粘度に基づいて、構築プラットフォーム１０６の変位曲線を定義し、変位曲線にしたがって構築プラットフォーム１０６を退避させることができる。
【０１１２】
６．６  再積層段階
[00123]  概して、ブロックＳ１４０で、圧力調整システム１９０は、間隙領域から流体を排出し（例えば、減圧し）、それによって構築ウィンドウ１１０の表面をまたがって教示される分離膜１６０を引く。追加として、構築ウィンドウ１１０に向かって下向きに分離膜１６０を引くことによって、システム１００は、分離膜１６０と構築体との間の分離速度を増加させることができ、及び／又は、分離膜１６０を構築体から剥離するのに必要な総退避距離を減少させることができる。さらに、分離領域と構築ウィンドウ１１０との間の間隙領域を減圧することによって、システム１００は、システム１００がブロックＳ１５０で第２層を光硬化させる前に、分離膜１６０内に気泡又はシワが存在しないように、分離膜１６０が構築ウィンドウ１１０に対して積層されることを確実にする。より具体的には、システム１００は、ブロックＳ１２０で構築プラットフォーム１０６の退避に起因して構築体の新たに硬化された層から分離膜１６０が分離されていない場合、分離膜１６０を構築体の新たに硬化された層から分離させる分離膜１６０上に下向きの力を発生させるために、圧力調整システム１９０を介して、構築チャンバに対する間隙領域内の差圧を低減することができる。さらに、分離膜１６０にまたがった差圧を低減することによって、システム１００は、構築体からの分離膜１６０の分離の角度を増加させることができ、それによって、構築体の新たに硬化された層から分離膜１６０が剥離する速度を増加させることができる。
【０１１３】
[00124]  一実施では、システム１００は、間隙領域における絶対圧力を減少させる一方で、構築チャンバ内の絶対圧力を同時に増加させることによって、構築チャンバと間隙領域との間の差圧をさらに減少させることができる。したがって、システム１００は、分離膜１６０にまたがった力をさらに増加させて構築体の新たに硬化された層からの分離膜１６０の分離を改善するために、間隙領域から流体を排出しながら分離膜１６０の上方で構築チャンバを加圧することができる。構築チャンバ内の絶対圧力を増加させることによって、システム１００はまた、分離膜１６０にまたがる力を増加させることに加えて、退避された構築プラットフォーム１０６及び接着した構築体の下での樹脂の流れを促進することができる。
【０１１４】
６．７  前進段階
[00125]  一実施では、図１１に示すように、システム１００は、構築体の底面が、ブロックＳ１４２での構築体の後続の層の所望の層厚さにほぼ等しい分離膜１６０の上面の上方の距離にあるか、又は、ブロックＳ１５０の後続の光硬化段階に備えて分離膜１６０の距離に又は距離の上方にあるように、線形作動システムを介して分離膜１６０に対する距離まで構築プラットフォーム１０６及び接着された構築体を作動させることによって、前進段階を実行する。システム１００は、構築体の底面に対する分離膜１６０の分離角度を改善するために、システム１００が構築プラットフォーム１０６を構築体の層厚さよりも遠くに退避させる実施において前進段階を実行することができる。したがって、退避距離を増加させることによって、システム１００は、この分離角度を増加させることができ、及びしたがって、構築体の新たに硬化された層からより効果的に分離膜１６０を剥離することができる。しかしながら、後続の層を光硬化させる前に、システム１００は、新たに硬化された層が、構築体のための予め設定された層厚さによって分離膜１６０の表面からオフセットされるように、構築体を（下向き及び構築ウィンドウ１１０に向かって）前進させることができ、システム１００は、現在の層と分離膜１６０の上面との間で後続の層を光硬化させることができる。より具体的には、システム１００は、構築プラットフォーム１０６を構築ウィンドウ１１０に向かって、構築ウィンドウ１１０の層厚さパラメータに基づくターゲット位置である構築ウィンドウ１１０に積層された分離膜１６０の上方のターゲット位置に進めることができ、かつ、第２容積の樹脂を光硬化させて、分離膜１６０の上面と構築体の第１層との間に構築体の第２層を形成することができる。一実施では、以下にさらに説明するシステム１００は、ブロックＳ１５０の後続の光硬化段階における同じ層の異なる選択的な容積を硬化させるために、前の層の同じ垂直位置に構築プラットフォーム１０６を前進させることができる。追加又は代替として、システム１００は、構築プラットフォーム１６０を垂直位置まで前進させ、システム１００が、インターロック構造を生成するために前の層と重なる層を光硬化させることができる。
【０１１５】
[00126]  追加又は代替として、同様に図１１に示すように、システム１００は、後続の層を光硬化させることに備えて、樹脂が安定することを可能にするために、再積層段階における分離膜１６０の再積層と前進段階との間の前進遅延を実行することができる。さらに、システム１００は、樹脂が構築体及び構築プラットフォーム１０６の下の位置に逆流することを可能にするために十分な前進遅延に（経験的データテーブルから）アクセス又は計算することができる。したがって、システム１００は、構築プラットフォーム１０６及び接着された構築体の移動によって生じる樹脂リザーバ内の並進流が、構築体の後続の層を光硬化させる前の樹脂リザーバ内での構築プラットフォーム１０６の前進中に構築体の特徴に影響を与えることを阻止することができる。より具体的には、システム１００は、樹脂の粘度に対応する前進遅延にアクセスし、かつ、前進遅延によって再積層段階から遅延した前進段階中に、構築ウィンドウ１１０に積層された分離膜１６０の上方の、構築体の層厚さパラメータに基づいたターゲット位置まで構築ウィンドウ１１０に向かって構築プラットフォーム１０６を前進させることができる。
【０１１６】
[00127]  別の実施では、システム１００は、前進段階中に樹脂内又は内部に前進する際に、構築プラットフォーム１０６の前進速度及び／又は加速度を設定することができる。システム１００は、構築ウィンドウ１１０からの構築体の距離、樹脂の粘度、樹脂のグリーン強度及び／又は構築体の幾何学的形状に基づいて、（経験的データテーブルから）アクセス又は前進速度を計算することができる。例えば、システム１００は、所定の範囲の前進速度にわたって、樹脂リザーバ内への構築体の挿入時に構築体上に樹脂によって付与され得る力を推定することができる。その後、システム１００は、システム１００が予測する前進速度を選択することができ、その結果、閾値力未満の力が構築体に付与される。より具体的には、システム１００は、樹脂の粘度及び構築体の第１層の幾何学的形状に基づいてターゲット前進速度にアクセスし、構築プラットフォーム１０６をターゲット前進速度でターゲット位置に向かって前進させることができる。代替として、システム１００は、構築プラットフォーム１０６の垂直位置を特定する前進プロファイルに経時的にアクセスし、かつ、ブロックＳ１４０の実行中に（例えば、フィードバック制御アルゴリズムに従って）この前進プロファイルに従って線形作動システムを作動させ、それによって前進速度及び／又は加速度の経時的な調整を可能にすることができる。
【０１１７】
６．７．１  タイミングの変形例
[00128]  概して、システム１００は、上述したように、ブロックＳ１２０、Ｓ１３０及びＳ１４０を順番に実行する。しかしながら、図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示すように、システム１００は、ブロックＳ１２０及びＳ１３０、並びに／又は、ブロックＳ１３０及びＳ１４０を並行して実行することができ、それによって構築速度を増大させることができる。追加又は代替として、システム１００は、任意のブロック中に印刷条件を改善するために、方法Ｓ１００の任意のブロック間で一時停止を実行することができる。図１２Ａに示す一実施では、加圧段階と退避段階とが並行し、構築体と構築ウィンドウ１１０との間のより迅速な分離を可能にする。例えば、システム１００がターゲット間隙圧に近づくと加圧段階が始まることができ、システム１００は、退避段階で構築プラットフォーム１０６を退避させ始めることができる。より具体的には、システム１００は、加圧段階と同時の退避段階中に、構築ウィンドウ１１０から構築プラットフォーム１０６を退避させることができる。
【０１１８】
[00129]  図１２Ｂに示す別の実施では、システム１００は、分離膜１６０がより大きな速度で構築体から剥離され、かつ、より迅速に構築ウィンドウ１１０に再積層することができるように、システム１００が依然として構築プラットフォーム１０６を退避させている間に、再積層段階を開始することができる。一例では、システム１００は、構築プラットフォーム１０６が上向きに移動している際に、樹脂が構築プラットフォーム１０６の下を流れる時間を提供しながら、構築プラットフォーム１０６が依然として退避している間に、再積層段階を開始することによって前進遅延を控えることができる。より具体的には、システム１００は、退避段階と同時の再積層段階中に、間隙領域から流体を排出して、分離膜１６０を構築体の第１層から剥離し、分離膜１６０を構築ウィンドウ１１０に積層することができる。
【０１１９】
[00130]  図１２Ｃに示すさらに別の実施では、システム１００は、加圧段階及び退避段階を、並びに、退避段階及び再積層段階を並行させることができ、それによって構築サイクルの持続時間をさらに短縮することができる。追加又は代替として、システム１００は、並行する段階と協調して、間隙圧及び退避速度を調整することができる。例えば、システム１００は、（例えば、構築プラットフォーム１０６で検出された力及び／又は加速度に基づいて）構築ウィンドウ１１０からの新たに硬化された層の分離を検出することができ、かつ、構築ウィンドウ１１０からの新たに硬化された層の分離に応答して、間隙領域からの流体の排出を開始することができる。別の例では、システム１００は、構築体の新しく硬化された層から分離膜１６０をより効果的に剥離するために、再積層段階を同時に開始しながら、構築プラットフォーム１０６の退避速度を増加させることができる。
【０１２０】
６．７．２  連続的な光硬化段階
[00131]  ブロックＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１４０及び／又はＳ１４２を実行すると、システム１００はブロックＳ１５０を実行して構築体の第２層を光硬化させる。構築プラットフォーム１０６及び接着された構築体が分離膜１６０の表面からオフセットされたターゲットにあると、システム１００は、構築体の第２断面を構築体の以前の層（すなわち、構築体の第２層）に接続するために、前に光硬化された層の層特徴の表面と構築体の第２断面に対応する分離膜１６０の上面との間の第２容積の樹脂を選択的に光硬化させることができる。構築体の第２層を光硬化させると、第２層は、分離膜１６０に最小限接着しながら構築体の第１層に強く接着し得る。
【０１２１】
[00132]  システム１００が構築体の第２層を光硬化させると、システム１００は、再びブロックＳ１２０、Ｓ１３０及びＳ１４０を実行して、分離膜１６０の上面及び構築ウィンドウ１１０から第２層の底面を分離することができる。しかしながら、以下に説明する実施では、システム１００は、構築体の幾何学的形状の変化に基づいて（例えば、後続の層の追加を介して）第１層の分離と比較した場合に構築体の第２層を分離しながら、ブロックＳ１２０、Ｓ１３０及びＳ１４０の変形例を実行することができる。例えば、システム１００は、後続の層における新しい特徴の追加に基づいて、退避段階中、最大退避力を修正（例えば、減少又は増加）することができる。別の例では、システム１００は、構築体の現在の層内の特徴に基づいて、ターゲット間隙圧を修正（例えば、減少又は増加）することができる。さらに別の例では、システム１００は、後続の層における新しい特徴の追加に基づいて、退避段階中の変位曲線を修正することができる。追加の例では、システム１００は、後続の層の幾何学的形状に基づいて前進速度を変更することができる。
【０１２２】
６．７．３  印刷パラメータ
[00133]  一実施では、システム１００は、構築体のために選択された樹脂及び／又は構築体の幾何形状に基づいて構築体のための印刷パラメータを調整又は設定することができる。例えば、システム１００が、比較的低いグリーン強度によって特徴付けられる構築体のための樹脂選択及び／又は比較的微細な特徴によって特徴付けられる構築体の幾何学的形状を受領する場合、システム１００は、構築体の損傷及び／又は寸法精度の不足を阻止するために構築体の速度及び／又は構築の各段階で許容される最大力を広範に減少させることができる。代替の例では、システム１００が、比較的高いグリーン強度によって特徴付けられる構築体のための樹脂選択及び／又は比較的頑丈な特徴によって特徴付けられる構築体の幾何学的形状を受領する場合、システム１００は、構築サイクルの速度を増加させ、及びしたがって製造時間を短縮するために、構築の各段階で許容される構築の速度及び最大力を広範に増加させることができる。
【０１２３】
[00134]  一実施では、システム１００は、より頑強な構築体形状又は高いグリーン強度によって特徴付けられる樹脂選択の受領に応答して、構築サイクルの段階間の並行を増加させることができる。したがって、システム１００は、構築体のための樹脂の選択を受領し、構築体の幾何学的形状を受領し、かつ、樹脂の選択及び構築体の幾何学的形状に対応する構築パラメータのセット、加圧段階の持続時間、退避段階の持続時間、再積層段階の持続時間、加圧段階と退避段階との間の並行、及び退避段階と再積層段階との間の並行を特定する構築パラメータを計算することができる。
【０１２４】
[00135]  しかしながら、システム１００は、構築体の幾何学的形状に存在する特定の特徴、及び／又は、構築体のために選択された樹脂の特性（例えば、粘度及び／又はグリーン強度）に応答して、上述の構築プロセスの任意の態様を変更することができる。
【０１２５】
６．７．４  二重分離
[00136]  一実施では、システム１００は、２以上の分離ステージにおいて単一の層を光硬化させる。概して、システム１００は、同じ層内であっても、方法Ｓ１００の実行を構築体の特定の幾何学的形状に適合させることができる。システム１００は、同一の層の２以上のステージを実行し、かつ、各ステージに対してブロックＳ１２０、Ｓ１３０及びＳ１４０の異なる変形例を実行することができる。
【０１２６】
[00137]  より具体的には、システム１００は、ブロックＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０及びＳ１４０を実行することによって、第１セットの層特徴を含む第１ステージの層を光硬化させ、かつ、第１ステージの層を分離する。その後、第２ステージにおいて、システム１００は、同じ層内の第２セットの層特徴に対応する第２容積の樹脂を選択的に光硬化させる前に、構築プラットフォーム１０６をブロックＳ１１０の初期位置に戻すように、線形作動システムに指示する。システム１００が第１層の第２セットの層特徴を光硬化させた後、システム１００は、ブロックＳ１２０、Ｓ１３０及びＳ１４０の異なる変形例を実行して第２ステージの層を分離することができる。例えば、システム１００は、ブロックＳ１２０、Ｓ１３０及びＳ１４０を実行することによって、第１セットの層の層特徴を光硬化させて分離膜１６０から第１セットの層特徴を分離し、その後、第２セットの層特徴を分離するために、システム１００は、ブロックＳ１３０及びＳ１４０を実行することができる（すなわち、分離膜１６０と構築ウィンドウ１１０との間の間隙領域を最初に膨張させることなく構築プラットフォーム１０６を上向きに移動させるように線形作動システムに指示することによって）。この例では、システム１００は、第１セットの層特徴を光硬化させ、かつ、ブロックＳ１２０の膨張プロセスを使用して分離し、その後、ブロックＳ１２０の膨張ステップを省略することによってよりデリケートな第２セットの層特徴を連続的に光硬化させることができる。しかしながら、上記の方法Ｓ１００の実施のいずれも、同じ層の異なるステージで連続して実行されることができる。
【０１２７】
６．７．５  層間フィードバック
[00138]  一実施では、システム１００は、ブロックＳ１３０の実行中に線形作動システムに記録された力データを第１層について分析し、ブロックＳ１３０、Ｓ１２０及びＳ１４０においてそれぞれ、退避段階中の最大退避力、退避力／変位プロファイル、加圧段階のためのターゲット間隙圧及び／又は再積層段階中に引かれる真空の強度における変化を計算することができる。追加として、システム１００は、前進段階中の前進プロファイルに対する変化を計算することができる。したがって、システム１００は、第１層の実行中に収集されたデータを分析し、第２層の分離プロセスを改善する。一実施では、システム１００は、以前の層の分離中に、ブロックＳ１３０中に記録された高いピーク力に応答して、ブロックＳ１２０中に持続時間及び／又はターゲット間隙圧を増加させることができる。追加又は代替として、システム１００は、以前の層の分離のブロックＳ１３０中に記録された低いピーク力に応答して、ブロックＳ１２０中の持続時間及び／又はターゲット間隙圧を低減することができる。
【０１２８】
[00139]  しかしながら、システム１００は、構築体の以前の層の分離中に記録された力データに応答して、ブロックＳ１３０における線形作動システムによって作用される最大退避力、ブロックＳ１２０におけるターゲット間隙圧及び／又はブロックＳ１４０において作用される真空の強度又は持続時間を調整することができる。
【０１２９】
６．７．６  障害検出
[00140]  一実施では、システム１００は、分離プロセスにおける障害を検出するために、構築体の以前の層の分離中に収集された力データ及び／又は任意の他のデータを分析することができる。例えば、システム１００は、以前の層の分離中に記録された力データを分析して、構築体の損傷に対応する層の幾何学的形状の変化と一致しない線形作動システムで作用される力の急激な低減を検出することができる。追加又は代替として、システム１００は、カメラを含むことができ、かつ、構築体の損傷を示す力プロファイルデータを確証するためにコンピュータビジョン技術を利用する光学検出方法を実行することができる。一実施では、システム１００は、分離膜１６０及び／又は構築ウィンドウ１１０における障害を検出することができる。
【０１３０】
[00141]  構築体の損傷を検出すると、システム１００は、構築が失敗したことをユーザに通知することができ、かつ、後続の構築試行における障害を回避するために構築設定の変更を推奨することができる。
【０１３１】
[00142]  本明細書に記載されるシステム及び方法は、コンピュータ可読命令を記憶するコンピュータ可読媒体を受け入れるように構成された機械として、少なくとも部分的に実施及び／又は具現化されることができる。命令は、アプリケーション、アプレット、ホスト、サーバ、ネットワーク、ウェブサイト、通信サービス、通信インタフェース、ユーザコンピュータ又はモバイルデバイスのハードウェア／ファームウェア／ソフトウェア要素、リストバンド、スマートフォン又はそれらの任意の適切な組み合わせと統合されたコンピュータ実行可能コンポーネントによって実行されることができる。本実施形態の他のシステム及び方法が、コンピュータ可読命令を記憶するコンピュータ可読媒体を受け入れるように構成された機械として少なくとも部分的に実施されることができる。命令は、上述したタイプの装置及びネットワークと統合されたコンピュータ実行可能コンポーネントによって統合されたコンピュータ実行可能コンポーネントによって実行されることができる。コンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、光学デバイス（ＣＤ又はＤＶＤ）、ハードドライブ、フロッピードライブ又は任意の適切なデバイスなどの任意の適切なコンピュータ可読媒体に記憶されることができる。コンピュータ実行可能コンポーネントは、プロセッサであってもよいが、任意の適切な専用ハードウェアデバイスが（代替又は追加として）命令を実行することができる。
【０１３２】
[00143]  当業者は、前述の詳細な説明及び図面並びに請求の範囲から理解するであろうが、以下の請求の範囲で定義されるように、本考案の範囲から逸脱することなく本考案の実施形態に修正及び変更が加えられることができる。
【図１】
0003234940.tif 000003
【図２Ａ】
0003234940.tif 000004
【図２Ｂ】
0003234940.tif 000005
【図３Ａ】
0003234940.tif 000006
【図３Ｂ】
0003234940.tif 000007
【図４Ａ】
0003234940.tif 000008
【図４Ｂ】
0003234940.tif 000009
【図５Ａ】
0003234940.tif 000010
【図５Ｂ】
0003234940.tif 000011
【図６】
0003234940.tif 000012
【図７】
0003234940.tif 000013
【図８】
0003234940.tif 000014
【図９】
0003234940.tif 000015
【図１０】
0003234940.tif 000016
【図１１】
0003234940.tif 000017
【図１２Ａ】
0003234940.tif 000018
【図１２Ｂ】
0003234940.tif 000019
【図１２Ｃ】
0003234940.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月23日(2021.6.23)
【手続補正２】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ベースアセンブリであって、
光開始範囲内の電磁放射に対して実質的に透過性を有する構築ウィンドウと、
前記構築ウィンドウの下面の下に配置されて、前記構築ウィンドウの上面に向かって前記光開始範囲内の電磁放射を投影するように構成された投影システムと、
前記構築ウィンドウの周縁の周りに配置されたトレイシートと、
前記構築ウィンドウに近接して配置された流体分配ポートと、を備えるベースアセンブリと、
係合構成において前記ベースアセンブリに係合するように構成されたトレイアセンブリであって、
トレイアパーチャを規定するトレイ構造であって、前記係合構成において前記構築ウィンドウの前記上面に近接して前記トレイアパーチャを配置するために前記トレイシートに係合するように構成された位置合わせ特徴を規定する、トレイ構造と、
前記トレイアパーチャにまたがって張力をかけられる分離膜であって、前記分離膜が、前記係合構成において前記ベースアセンブリと前記トレイアセンブリとの間の間隙領域から前記流体分配ポートを介したガスの排出に応答して、前記構築ウィンドウの前記上面にまたがって積層するように構成され、前記分離膜が、前記流体分配ポートを介して前記間隙領域内へのガスの注入に応答して前記構築ウィンドウから分離するように構成される、分離膜と、を備えるトレイアセンブリと、を備える付加製造システム。
【請求項２】
前記ベースアセンブリは間隙ガスケットをさらに備え、前記間隙ガスケットは、
前記流体分配ポート及び前記構築ウィンドウの周囲を囲み、
前記係合構成において前記分離膜に接触するように構成され、
最大動作圧力より大きい最大差圧まで前記間隙領域内にガスを密閉するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
界面ガスケットをさらに備え、前記界面ガスケットは、
前記トレイ構造の下面と、前記係合構成において前記構築ウィンドウを支持するウィンドウプラットフォームのベースとの間に配置され、
前記係合構成において前記トレイアパーチャ、前記流体分配ポート及び前記構築ウィンドウの周囲を囲み、
最大動作圧力より大きい最大差圧まで前記間隙領域内にガスを密閉するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ベースアセンブリは流体分配チャネルをさらに備え、前記流体分配チャネルは、
前記構築ウィンドウの周囲を囲み、
前記間隙領域にガスを均等に分配するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ベースアセンブリは、前記係合構成において前記分離膜に対して前記トレイアパーチャを通じて突出するように構成された前記構築ウィンドウをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記トレイアセンブリは、前記係合構成において前記構築ウィンドウの上方及び前記構築ウィンドウに実質的に平行に前記トレイアパーチャにまたがって張力をかけられた前記分離膜をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ベースアセンブリは、硬質ガラスから製造された構築ウィンドウをさらに備え、
前記トレイアセンブリは、結晶性ペルフルオロアルコキシアルカンから製造された分離膜をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記トレイアセンブリは、５０〜２００ミクロンの第１厚さを規定する前記分離膜をさらに備え、
前記システムは第２トレイアセンブリをさらに備え、前記第２トレイアセンブリは、
トレイ構造と、
第２分離膜であって、
５０ミクロン未満の厚さを規定し、
前記トレイアパーチャにまたがって張力をかけられ、
前記係合構成において前記ベースアセンブリと前記トレイアセンブリとの間の間隙領域からの前記流体分配ポートを介したガスの排出に応答して、前記構築ウィンドウの前記上面にまたがって積層するように構成され、
前記液体分配ポートを介して前記間隙領域内へのガスの注入に応答して前記構築ウィンドウから分離するように構成された第２分離膜と、を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記トレイ構造は、
張力ポストのセットを含む正特徴のセットを規定する上側部材と、
前記正特徴のセットに係合するように構成された負特徴のセットを規定する下側部材と、
分離膜であって、
前記上側部材と前記下側部材との間に配置され、
締まり嵌めを介して前記分離膜に張力をかける前記分離膜と前記張力ポストのセットとの間の締まり嵌めにおける前記張力ポストのセットから外方にオフセットされた第３の穿孔のセットを規定する、分離膜と、をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記トレイ構造は、前記トレイアパーチャにまたがって張力をかけられた前記分離膜より上方の内部容積をさらに規定し、前記内部容積は、樹脂のリザーバを収容するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ベースアセンブリは、前記トレイシート内に配置された磁気ロックをさらに備え、
前記トレイアセンブリは、前記係合構成において前記磁気ロックに磁気的に係合するように構成された磁気位置合わせ特徴をさらに規定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ベースアセンブリは電磁ロックをさらに備え、前記電磁ロックは、
前記係合構成において前記磁気位置合わせ特徴に磁気的に係合し、
係合解除構成において前記磁気位置合わせ特徴から磁気的に係合解除する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ベースアセンブリは、
前記構築ウィンドウの前記上面の反対側で前記上面に実質的に平行な平坦面を規定する構築プラットフォームと、
前記構築ウィンドウに対して前記構築プラットフォームを垂直に並進させるように構成された線形作動システムと、をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ベースアセンブリはガス透過性層をさらに備え、前記ガス透過性層は、
前記光開始範囲内の電磁放射に対して実質的に透過性を有しており、
前記構築ウィンドウの前記上面に配置され、
前記係合構成において前記構築ウィンドウと前記分離膜との間の前記間隙領域内の最小間隙容積を維持するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ベースアセンブリは圧力調整システムをさらに備え、前記圧力調整システムは、
前記流体分配ポートに流体的に結合され、
前記係合構成で加圧段階中に、前記構築ウィンドウから前記分離膜を分離するために前記間隙領域内にガスを注入するように構成され、
前記係合構成で積層段階中に、前記構築ウィンドウに前記分離膜を積層するために前記間隙領域からガスを排出するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
係合構成においてベースアセンブリに係合するように構成されたトレイアセンブリであって、前記トレイアセンブリは、
第１トレイアパーチャを規定する上側部材であって、前記第１トレイアパーチャは、樹脂のリザーバを収容するように構成された内部容積の側壁を規定する、上側部材と、
下側部材であって、
前記上側部材の底面に締結され、
前記第１トレイアパーチャの周囲を囲む第２トレイアパーチャを規定し、
前記係合構成において前記ベースアセンブリに係合するように構成された位置合わせ特徴を規定する、下側部材と、
分離膜であって、
光開始範囲内の電磁放射に対して実質的に透過性を有し、
前記第１トレイアパーチャ及び前記第２トレイアパーチャにまたがって前記分離膜に張力をかけるように構成された締まり嵌めにおいて前記上側部材と前記下側部材との間に締結され、
前記内部容積のフロアを規定する、分離膜と、を備える付加製造システム。
【請求項１７】
前記ベースアセンブリをさらに備え、前記ベースアセンブリは、
前記光開始範囲内の電磁放射に対して実質的に透過性を有する構築ウィンドウと、
投影システムであって、
前記構築ウィンドウの下面の下に配置され、
前記構築ウィンドウの上面に向かって前記光開始範囲内の電磁放射を投影するように構成された投影システムと、
前記構築ウィンドウの周縁の周りに配置され、かつ、前記係合構成において前記位置合わせ特徴に係合するように構成されたトレイシートと、
前記構築ウィンドウに近接して配置された流体分配ポートと、を備え、
前記トレイアセンブリは前記分離膜をさらに備え、前記分離膜は、
前記係合構成において前記ベースアセンブリと前記トレイアセンブリとの間の間隙領域からの前記流体分配ポートを介したガスの排出に応答して前記構築ウィンドウの前記上面にまたがって積層するように構成され、
前記液体分配ポートを介した前記間隙領域内へのガスの注入に応答して前記構築ウィンドウから分離するように構成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記トレイアセンブリは、酸素不透過性フィルムから製造された前記分離膜をさらに備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記トレイアセンブリは、ガス透過性フィルムから製造された前記分離膜をさらに備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記トレイアセンブリは前記分離膜をさらに備え、前記分離膜は、
前記係合構成において１００℃を超える熱偏向温度を特徴とし、
１００℃未満の温度で前記樹脂に対して化学的に不活性である、請求項１６に記載のシステム。