(57)【要約】  ボトムアップ光硬化型の３Ｄ印刷用の装置であって、光源２６を備え、その上方に、光硬化性液体材料２４を含むタンク１０が置かれ、その内側に抽出プレート２５が浸漬され、抽出プレートには、液体材料の光硬化によって得られる層の厚さに等しい、タンクの底部１４からの距離にある位置から、タンクの底部に垂直な方向に沿って行きつ戻りつ直線運動を行う移動手段が装備され、タンクの底部は、光源の放射を透過する弾性膜２３によって構成され、タンクは、支持プレート１２の開口１３に対応して配置され、開口には、光源の放射を透過する剛性支持体１１が設けられ、支持体には、開口に対して、支持体が開口を占め、弾性膜と接触する位置から、支持体が開口および弾性膜から外れる位置まで変位するための手段が設けられる、装置において、弾性膜と支持体との間に、弾性膜と支持体との間の付着力を増大させやすい手段が置かれる、装置および同装置の使用方法。【選択図】  図７Ｃ
2021518289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトムアップ光硬化型の３Ｄ印刷用の装置であって、光源（２６）を備え、前記光源の上方に、光硬化性液体材料（２４）を含むタンク（１０）が置かれ、前記タンクの内側に抽出プレート（２５）が浸漬され、前記抽出プレートには、前記光硬化性液体材料（２４）の光硬化によって得ることができる層（２７）の厚さに等しい、前記タンク（１０）の底部からの距離にある位置から、前記タンク（１０）の底部に垂直な方向に沿って行きつ戻りつ直線運動を行う移動手段が装備され、前記タンク（１０）の底部（１４）が、前記光源（２６）の放射を透過する弾性膜（２３）によって構成され、前記タンク（１０）が、支持プレート（１２）の開口（１３）に対応して配置され、前記開口には、前記光源（２６）の放射を透過する剛性支持体（１１）が設けられ、前記剛性支持体（１１）には、前記開口（１３）に対して、前記剛性支持体（１１）が前記開口（１３）を占め、前記弾性膜（２３）と接触する位置から、前記剛性支持体（１１）が前記開口（１３）および前記弾性膜（２３）から外れる位置まで変位するための手段が設けられる、装置において、前記弾性膜（２３）と前記剛性支持体（１１）との間には、前記弾性膜（２３）と前記剛性支持体（１１）との間の付着力を増大させやすい手段が置かれることを特徴とする、３Ｄ印刷用の装置。
【請求項２】
前記剛性支持体（１１）が、一方の側において、ヒンジ軸線を中心とする回転の可能性を伴って前記支持プレート（１２）に結合され、前記剛性支持体（１１）の反対側が、移動システム（２０）に結合されることを特徴とする、請求項１に記載の３Ｄ印刷用の装置。
【請求項３】
前記弾性膜（２３）と前記剛性支持体（１１）との間の付着力を増大させやすい前記手段が、接着剤成分の層（２８）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の３Ｄ印刷用の装置。
【請求項４】
前記タンク（１０）が、取り外し可能であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の３Ｄ印刷用の装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置による、ボトムアップ光硬化型の３Ｄ印刷のための方法であって、
ａ）タンク（１０）の内側に含まれる光硬化性液体材料（２４）を、抽出プレート（２５）と弾性膜（２３）との間の空間内で光硬化させることにより、前記抽出プレート（２５）に固体層（２７）を形成するステップであって、剛性支持体（１１）が、前記弾性膜（２３）の下側と接触している、ステップと；
ｂ）前記弾性膜（２３）から前記剛性支持体（１１）を移動させるステップであって、前記弾性膜（２３）が前記剛性支持体（１１）に取り付けられたままであり、前記抽出プレート（２５）の漸進的な引き離しを伴う、ステップと、
ｃ）固体層（２７）を形成する新しい位置まで、前記抽出プレート（２５）を持ち上げるステップと、
ｄ）前記剛性支持体（１１）を前記弾性膜（２３）と接触する初期位置に戻すステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立した弾性膜システムおよび傾斜基準を備えたボトムアップ光硬化型の３Ｄ印刷用の装置、および関連する使用方法に関する。
【０００２】
より具体的には、本発明は、感光性材料の光硬化プロセスによって３次元オブジェクトを製造する革新的な方法であって、これによって３次元オブジェクトを順次形成プロセスに従って作製することができ、従来技術の方法によって得られ得るものと比べて、最終製品の速度、精度および機械的特性を大幅に向上させる、方法に関する。
【０００３】
本発明は、一般に３Ｄ印刷と呼ばれる３次元印刷の分野、特に、光放射への曝露による特定のタイプのポリマーの硬化である光硬化による３Ｄ印刷技術に関する。
【背景技術】
【０００４】
光硬化による３Ｄ印刷技術の分野では、２つの基本的な技術を含めることができることが知られており、その１つは、約４００ｎｍの発光レーザーを使用して、特殊タンク内に置かれた液体状態の光硬化ポリマーを発光ビームで固化するステレオリソグラフィー印刷でありもう１つは、ＤＬＰ印刷（英語表現Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇの頭字語）であり、これによってタンク内で常に液体状態にある光硬化ポリマー（または光硬化液体樹脂）が、プロジェクタに類似するデバイスによって発光された光放射に暴露される。
【０００５】
これらの技術の両方によれば、印刷プロセスは、次々に層を作製することによって、または支持プレート（または抽出プレート）に付着する第１の層を固化し、次に前記第１の層に付着する第２の層を固化し、完全なオブジェクトが形成されるまでこれを続けることによって進められる。したがって、この技術によれば、実現される３次元オブジェクトを表すデータは、オブジェクトの断面を表す一連の二次元層として編成される。
【０００６】
ＳＬＡマシンとＤＬＰマシンの両方に適用されるボトムアッププロセスでは、オブジェクト抽出プレートが、傾斜式の層ごと運動（層の重なり）を伴って下から上に移動することが必要となる。
【０００７】
本質的に、３次元オブジェクトを形成するプロセスは次のとおりである。
ソフトウェアが、印刷用の入力として提供される３Ｄモデルを、採用される技術、ポリマーの不透明度、触媒の量、得られるべき精度、供給されるマシンの特性にしたがって決定された、通常は５０ミクロンから２００ミクロンの間である厚さを有する順序付けられた連続層にし、但しいずれの場合も、離散的な有限数の連続層に細分する。
第１のポリマー層のそれ自体への結合を容易にすることができる材料で作製される、抽出プレートとも呼ばれる支持プレートは、第１の層に従って所定の距離を移動し、光ビーム（ＳＬＡまたはＤＬＰ）が第１の層を固化することを待ち受ける；次いで、このプレートは、新しく形成された層がタンクの底部から引き離されることを可能にするのに十分な距離（通常は約１ｍｍ）を持ち上げられ、その後、この距離から、第２の層の形成のための所定の距離を引いた距離だけ下がって戻り、オブジェクト全体が形成されるまで続けられる。
【０００８】
傾斜運動とも呼ばれる、結果として得られる行き帰りの運動には、２つの主な目的がある。これは、新しく形成された層をタンクの底部から引き離すことを可能にするのと同時に、新しい量の液体未硬化樹脂を新しく形成された層と容器の底部との間に挿入し、次の層の硬化および形成のために、すでに固化した層の下でまだ液体状態にある材料の一新を可能にする。
【０００９】
タンクと呼ばれる樹脂収集システムの特性に関してそれほど重要な問題はなく、タンクは、印刷された３次元オブジェクトが光硬化によってそこから得られる液体ポリマーを含むことだけでなく、新しく形成される層の形成および引き離しを容易にすること、および抽出プレートとのその結合を、完全性を損なう機械的抵抗を有さずに好都合に行うというタスクを有する。
【００１０】
従来技術によって解決策の特性を分析することにより、以下のように、ＤＬＰとＳＬＡ技術の両方のためのボトムアップ収集システムを体系化することが可能である。
底部が中空の樹脂容器；
底部を覆うための光放射透過材料；
透明な材料を覆う非粘着性材料の膜。
【００１１】
光硬化現象を引き起こさなければならない光線の通過を可能にするために、通常は収集システムの中央に開口が開けられ、次にその開口は、石英およびホウケイ酸塩などの、（入射光パワーを失わないようにするために）光放射に対して優れた透過特性を有するガラスで覆われる。最後に、確実なことに、プロセスを正しく進めるための最も重要な部分は、最初の層がそれ自体を抽出プレートに、そして後続の層に付着させて一緒に連続的に接合することを可能にするために、非粘着性材料の膜でガラスを覆うことに関することである。
【００１２】
プロセスが失敗すると、新しく形成された層がタンクの底部に沈殿し、形成プロセスが中断され、印刷ルーチンが失敗する。
【００１３】
以下では、この技術の制限効果が調査され、これにより、オブジェクトの生成が非常に遅くなり（１センチメートルあたり最大数時間）、非常に不安定になり、その能力は小さなオブジェクトを生成するものになる。
【００１４】
下から上への光硬化技術の採用における第１の制限は、底部のガラスに置かれた膜の非粘着性の能力の制限である。
【００１５】
実際、すでに上記で述べたように、このタイプの３次元印刷は、新しく形成される層が、第１の層内で抽出プレートに結合し、後続の層内で先行する層に結合する能力に基づいている。しかし、下側膜によって加えられる機械的抵抗が上部の膜の凝集力よりも大きい場合、硬化層は、必然的にタンクの底部に残り、３次元印刷オブジェクトを作成するプロセスが中断される。
【００１６】
酸素または自己潤滑性材料による抑制層の制御など、最新の革新的な技術に加えて、通常、２つの既知の解決策が特定され、底部のガラスの上方の置かれた非粘着性膜の実現に広く採用されている：
ＰＴＦＥとも呼ばれるテフロン（登録商標）またはポリテトラフルオロエチレンなどの材料の使用。
ＰＤＭＳとも呼ばれるポリジメチルシロキサンなどのシリコーンベースの材料の使用。
【００１７】
第一に、テフロンおよびＰＴＦＥは、（発熱光硬化反応の制御に重要である）高い熱容量を有し、それと同時に、他の材料と特に攻撃的／反応性である光硬化樹脂との結合力が非常に低い（ほとんど不活性な挙動）ため、３Ｄ印刷アプリケーションに特に適している。
【００１８】
テフロンおよびＰＴＦＥをほとんど適用できない（印刷されるオブジェクトの断面が非常に小さい特定のアプリケーションを除く）主な欠点は、これらの材料の弾性がまったくないことにある。特に、この従来技術によれば、（厚さ１２５から２５０ミクロンの間の）テフロンシートが通常使用され、テフロンシートとガラスプレートとの間に空気が存在しない状態で、タンクの底部に置かれたガラスプレートに載置する。このような条件下では、テフロンシートは、ガラスプレートに完全に付着する傾向があり、必然的にタンクの底部と一体になる。以下に説明するように、この剛性状態により、新しく硬化されたオブジェクトとテフロンとの間に、吸引効果と呼ばれる現象が発生し、それによって（特にくさび状のオブジェクトの場合）テフロンを可塑的に変形させる傾向がある機械的応力を引き起こして、印刷プロセスおよび／またはタンクの再使用を継続することを不可能にする。そしてより重要なことに、傾斜中に発生する巨大な機械的応力は、オブジェクトを「破壊」する傾向があり、印刷の成功は偶発的で再現できないものになる。
【００１９】
他方で、ＰＤＭＳおよびシリコーンは、化学的相互作用と機械的応力との間の妥協条件に対応するため、最も広く普及し、使用されている材料である。
【００２０】
通常、これらの材料は鋳造され、次いでタンクの底部に付着され、特別な技術によって同じレベルにされて、抽出プレートとタンクの底部との間の平坦性を確保する（変形のない層の形成を確実にする）。
【００２１】
以下に説明するように、底部ガラスの上方に配置された非粘着性膜の表面の「柔らかさ」がより大きいことにより、吸引効果の現象の低減が可能になるので、これらの材料が好ましい。
【００２２】
これらの材料の適用を制限し、印刷プロセスの安定化を非常に複雑にする最大の欠点は、それらの適用性の限界、すなわち、熱抵抗がより低く、樹脂との化学的結合がより大きいことによるものである。
【００２３】
実際、シリコーン材料は樹脂をより吸収しやすく、重合によって生成される（一部の樹脂では局所的に４００°Ｃを超える）発熱反応は、ＰＤＭＳを結晶化する傾向があり、その結果、抽出プレートのその後の運動により機械的応力が生成され、この機械的応力は、支持材料を「弱らせ（ｕｎｎｅｒｖｅ）」、したがって白くする（「白い影」と呼ばれる現象）傾向がある。この場合も、この能力の損失により、印刷プロセスは不安定になる。
【００２４】
下から上方向への光硬化技術の採用における第２の制限は、いわゆる吸引効果であり、これは、オブジェクトの表面と、タンクの底部に置かれた光放射透過プレートを覆う非粘着材料の膜の表面との間に作りだされるようになる。
【００２５】
この現象の発症条件がどのように確立されているかはすぐに明らかになる。実際、この層は、非粘着性の膜から距離ｓ（第ｎの層の厚さ）に到達するまで樹脂に浸漬され（いずれの表面も、形成される層に精度を与えるために同一平面にあり、完全に平坦である）。次いで、新しい光硬化層が生成される。空気がない場合、実際には粘度の高い液体に囲まれている２つの表面間に真空が生じ、特に、接触している２つの表面が大きくなるほど、形成されている層に干渉する支持体はより剛性になる。システム、したがって（十分の数ミリメートル厚さにすぎない）新しく形成された層が受ける機械的応力は、巨大であり、したがって新しく固化された層を引き裂くリスクがあり、それによって上側表面に付着せず、印刷プロセスの中断を招く。
【００２６】
この現象の影響を低減するために、抽出プレートおよび作成されるオブジェクトの表面が十分に小さくなるように進められる（通常、このタイプの技術では、約４ｘ４、５ｘ５センチメートルのサイズのオブジェクトが作成される）。それと同時に、傾斜段階における抽出プレートの上昇速度は極めて低下し、印刷時間が大幅に増加する（通常、傾斜時間は合計時間の約４０％であることが分かっている）。
【００２７】
しかし、最良の解決策は、ある程度の柔軟性を備えた非粘着性材料の膜を使用して、剥離現象を発生させることにある。特に、弾性能力が大きいシリコーン系膜を使用し、タンクの剛性底部を同時に除去する（または離す）ことで、剥離現象を活性化させ、したがって、吸引影響の大幅な低減が可能になる。
【００２８】
しかし、「自由場」弾性膜を使用した印刷では、次の３つの問題が引き起こされる：
重力による「ロープ」現象は、層の歪みおよび精度の損失を発生させる。
２つの剛性層間の新しく形成された層の圧縮がないため、オブジェクトと抽出プレートの付着力が弱まる。
ここでも２つの剛性平面間の圧縮が不足していることにより、オブジェクトの「剥離」効果が増大される。
【００２９】
代替の技術によれば、弾性膜は、剛性支持体に載置する。この技術は、理論的には、吸引効果の問題を即座に解決すると同時に、「自由場」膜システムの問題にぶつかることのない理想的な解決策である。その理由は、タンクの底部が参照に寄与し、圧縮を与え、それと同時にこれは、膜の平面性を維持し、それと同時にオブジェクトの引き離しを「支持」するために自由である弾性膜が、吸引効果を低減するためである。
【００３０】
シリコーン材料であってもこれから恩恵を受け、結晶化中の材料の部分が熱効果によって受ける機械的応力を低減する。
【００３１】
実際には、この膜が剛性支持体に寄りかかり、これらを分離する空気を取り除くことで、それ自体が剛性支持体に付着する傾向が強くなり、それによって２つの媒体間に吸引効果を効果的に伝達し、上記で述べたすべての利点を打ち消す。
【発明の概要】
【００３２】
これに関連して、本発明による解決策が導入され、これは以下を提案する：
吸引効果を排除するか、または少なくとも低減する。
形成されているオブジェクトに誘発される機械的応力を低減する。
弾性膜システム内のロープの問題を解決する。
印刷精度を向上させる。
シリコーンタイプの材料の動作寿命を延ばす。
【００３３】
さらに、本発明による解決策は、小さい断面および大きい断面の両方で印刷オブジェクトを「段きりする（ｓｔｅｐｐｉｎｇ）」可能性を達成する。
【００３４】
これらおよび他の結果は、剛性システム上またはタンクの穿孔された底部と、開口を覆うガラスプレートとからなる組立体に弾性膜が載置している、ボトムアップ光硬化型３Ｄ印刷用の装置であって、剛性システムは、タンクの残りの部分に対する傾斜運動を生成する手段に連結される、装置、ならびに対応する作動方法を提案することによって本発明によって得られる。
【００３５】
したがって、本発明の目的は、従来技術によるボトムアップ光硬化型の３Ｄ印刷システムの制限を克服し、これまで説明した技術的結果を得ることを可能にする、独立した弾性膜システムおよび傾斜基準を備えたボトムアップ光硬化型の３Ｄ印刷用の装置、ならびに関連する使用方法を提供することである。
【００３６】
本発明のさらなる目的は、前記装置および前記方法が、製造コストに関する限り、および管理コストに関して、実質的に含まれるコストで実現され得ることである。
【００３７】
本発明の特に目的は、独立した弾性膜システムおよび傾斜基準を備えた、ボトムアップ光硬化型の３Ｄ印刷のための簡単で、安全な、信頼できる方法および関連する使用方法を提案することである。
【００３８】
したがって、本目的は、本発明の第１の特定の目的、すなわちボトムアップ光硬化型の３Ｄ印刷用の装置であって、光源を備え、その上方に、光硬化性液体材料を含むタンクが置かれ、その内側に抽出プレートが浸漬され、抽出プレートには、前記光硬化性液体材料の光硬化によって得ることができる層の厚さに等しい、前記タンクの底部からの距離にある位置から、前記タンクの底部に対して垂直な方向に沿って交互直線運動（alternating rectilinear motion）を行う移動手段が装備され、前記タンクの底部は、前記光源の放射を透過する弾性膜によって構成され、前記タンクは、支持プレートの開口に対応して配置され、前記開口には、前記光源の放射を透過する剛性支持体が設けられ、前記剛性支持体には、前記開口に対して、前記剛性支持体が前記開口を占め、弾性膜と接触する位置から、前記剛性支持体が前記開口および前記弾性膜から外れる位置まで変位するための手段が設けられ、前記弾性膜と前記剛性支持体との間には、接着剤成分の層が存在することができる、装置を形成する。
【００３９】
好ましくは、本発明によれば、前記剛性支持体は、一方の側において、ヒンジ軸線を中心とする回転の可能性を伴って前記支持プレートに結合され、前記剛性支持体の反対側は、移動システムに結合される。
【００４０】
さらに、本発明によれば、前記タンクは取り外し可能であり得る。
【００４１】
本発明の第２の特定の目的はまた、先に定義された装置による、ボトムアップ光硬化型の３Ｄ印刷のための方法であって、以下のステップ：
ａ）タンク内側に含まれる光硬化性液体材料を、抽出プレートと弾性膜との間の空間内で光硬化させることにより、抽出プレートに固体層を形成するステップであって、剛性支持体は、前記弾性膜の下側と接触している、ステップと；
ｂ）前記弾性膜から前記剛性支持体を移動させるステップであって、前記弾性膜は前記剛性支持体に取り付けられたままであり、前記抽出プレートの漸進的な引き離しを伴う、ステップと、
ｃ）固体層を形成する新しい位置まで、前記抽出プレートを持ち上げるステップと、
ｄ）前記剛性支持体を前記弾性膜に接触する初期位置に戻すステップとを含む、方法である。
【００４２】
次に、添付の図面の図を特に参照して、本発明を、その好ましい実施形態に従って、限定ではなく例示を目的として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による独立した弾性膜システムおよび枢動基準を備えた、ボトムアップ光硬化型の３Ｄ印刷用の装置の特徴的な要素を上から見た斜視図であり、主なその構成要素において展開されている。
【図２】図１の装置の要素を上から見た斜視図であり、すべてのその構成要素において展開されている。
【図３】図１の装置の要素を下から見た斜視図であり、すべてのその構成要素において展開されている。
【図４】使用の第１の段階における、組み立てられた図１の装置の要素を下から見た斜視図である。
【図５】使用の第２の段階における、組み立てられた図１の装置の要素を上から見た斜視図である。
【図６Ａ】本発明の主題を形成しない印刷方法のステップにおける、組み立てられた図１の装置の要素の概略図である。
【図６Ｂ】本発明の主題を形成しない印刷方法のステップにおける、組み立てられた図１の装置の要素の別の概略図である。
【図６Ｃ】本発明の主題を形成しない印刷方法のステップにおける、組み立てられた図１の装置の要素の別の概略図である。
【図６Ｄ】本発明の主題を形成しない印刷方法のステップにおける、組み立てられた図１の装置の要素の別の概略図である。
【図６Ｅ】本発明の主題を形成しない印刷方法のステップにおける、組み立てられた図１の装置の要素の別の概略図である。
【図６Ｆ】本発明の主題を形成しない印刷方法のステップにおける、組み立てられた図１の装置の要素の別の概略図である。
【図６Ｇ】本発明の主題を形成しない印刷方法のステップにおける、組み立てられた図１の装置の要素の別の概略図である。
【図７Ａ】本発明による印刷方法のステップにおける、組み立てられた図１の装置の要素の概略図である。
【図７Ｂ】本発明による印刷方法のステップにおける、組み立てられた図１の装置の要素の別の概略図である。
【図７Ｃ】本発明による印刷方法のステップにおける、組み立てられた図１の装置の要素の別の概略図である。
【図７Ｄ】本発明による印刷方法のステップにおける、組み立てられた図１の装置の要素の別の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１〜図５を予備的に参照すると、本発明による独立した弾性膜システムおよび傾斜基準を備えたボトムアップ光硬化型の３Ｄ印刷用の装置の特徴的な要素は、本質的に、（消耗品として考えられ得る）タンク１０と、剛性支持体１１であって、前記タンク１０とは反対の前記剛性支持体１１の側に配置された光源の放射を透過する、剛性支持体と、移動システム２０とを備える。タンク１０および剛性支持体１１は、支持プレート１２を介して（図示しない）装置の残りの部分に結合され、支持プレートは、光源から来る放射の通過のための開口１３を有する。
【００４５】
特に、タンク１０の底部１４は、タンク１０の壁１５とプレテンション弾性膜のロッキングマスク１６との間にプレテンション（すなわち、ある程度の張力）で挿入された弾性型の膜（自由場弾性膜）からなる。
【００４６】
剛性支持体１１は、ドラム１８に収容されたガラスプレート１７、特にホウケイ酸ガラスからなる。ドラム１８の第１の側は、ヒンジ軸線を中心とする回転の可能性を備えて支持プレート１２に結合され、一方で、前記第１の側の反対のドラム１８の第２の側には、ハンドリングシステム２０との結合のための要素１９が存在し、このハンドリングシステムは、図３および図４に示す実施形態では、回転モータ２２に装着されたロッドクランク機構２１によって構成される。連結するロッドクランク機構２１および結合要素１９によって往復直線運動としてドラム１８に伝達される回転モータ２２の回転は、剛性支持体１１をヒンジ軸線を中心に回転させ、これを離し、その後、代わりに固定されたままである弾性膜を支持するタンク１０の底部により近付ける。
【００４７】
前の図を参照して既に説明した要素に加えて、弾性膜２３、（タンク１０に含まれる）液体樹脂２４、抽出プレート２５および光源２６が示される図６Ａ〜図６Ｇを参照すれば、本発明の主題を形成しない印刷方法のステップが示されている。
【００４８】
図６Ａに示す第１のステップでは、光源２６によって発光される放射線を透過する剛性支持体１１は、平面にあり、弾性膜２３と接触し、弾性膜２３は、したがって、剛性支持体１１に、より正確にはガラスプレート１７に載置する。抽出プレート２５は、弾性膜２３に最も近い位置にあるか、または弾性膜２３から層の距離を離しており、抽出プレート２５と弾性膜２３との間の空間は、液体樹脂２４によって占められている。この第１の段階では、光源２６はオンであり、液体樹脂２６の重合を開始する。
【００４９】
図６Ｂに示す次のステップでは、第１の層の形成が完了し、次に光源２６がオフにされる。このステップでは、剛性支持体１１のガラスプレート１７は、弾性膜２３の底部に堅固に取り付けられている。したがって、システムは、従来のボトムアップ光硬化型の３Ｄ印刷機のように動作し、成形層は２つの剛体間で圧縮される。
【００５０】
その結果、層の高い圧縮および精度という利点がある（参照なしで弾性膜によって生成されるロープの問題は存在しない）が、同時に、吸引効果が生成される。
【００５１】
吸引効果の発生を打ち消すために、図６Ｃに示す次の段階において、剛性支持体１１は、ヒンジ軸線を中心に回転させられ、弾性膜２３からそれ自体を引き離し、弾性膜は、代わりに、吸引効果によって硬化されたばかりの層２７に取り付けられたままとなる。このステップでは、弾性膜２３の下の剛性支持体１１の、軸線を中心とする回転運動ではなく線形支持は、より大きな機械的応力を生み出し、これは、より高い精度が要求される用途にとって有害である。
【００５２】
図６Ｄに示す段階では、抽出プレート２５は、弾性膜２３から層２７を引き離すために上昇させられる。弾性膜２３は、新たに形成された層２７から穏やかに引き離すことによって剥離現象を引き起こす。したがって、弾性膜２３の基部から剛性支持体１１を移動させることにより、前述の吸引効果を低減／排除しながら、層２７を引き離すことが可能になる。
【００５３】
図６Ｅに示す次のステップでは、弾性膜２３は、それ自体を層２７から引き離して、載置位置に戻る。樹脂２４の負荷および自重により、弾性膜２３は、ロープの現象のために座屈を発生させる可能性があるが、この場合、層２７の形状に影響を与えない。
【００５４】
続いて、図６Ｆに示すように、抽出プレート２５は、タンク１０の底部に向かって下降し、次の層の印刷位置に戻る。
【００５５】
最後に、図６Ｇを参照して示す最後のステップでは、剛性支持体１１は、ヒンジ軸線を中心に回転させられて開始位置に戻り、次いで、次の層の形成に進むようにされる。
【００５６】
説明した印刷プロセスは、吸引効果を低減／除去することを可能にし、弾性膜２３から抽出プレート２５を徐々に分離する結果となる剥離効果により、新しく形成された層２７からの弾性膜２３の繊細な分離を可能にすることが、明らかである。それと同時に、層２７の形成中、剛性支持体１１の位置により、高い圧縮および精度で層２７を実現することが可能になる。
【００５７】
図７Ａ〜図７Ｄを参照して示す、本発明による装置および３Ｄ印刷方法の変形例では、剛性支持体１１と弾性膜２３との間の界面に、剛性支持体１１と弾性膜２３との間の接触を弾性膜２３と新しく形成された層２７との間に確立されるものより高くすることを伴い、それによって剛性支持体１１と弾性膜２３との間に剥離現象を誘発するデバイスが、適用される。この配置は、例として、圧力／減圧システム、または剛性支持体１１と弾性膜２３との間に配置された接着剤成分の層２８の存在を含むことができる。
【００５８】
特に、図７Ａ〜図７Ｄを参照して示す変形例では、剛性支持体１１と弾性膜２３との間の界面に、接着剤成分の層２８が適用され、その結果、剛性支持体１１のガラスプレート１７と弾性膜２３との間の吸引効果を増大させる。これは、図６Ａ〜図６Ｇを参照して説明したものとは異なる３Ｄ印刷プロセスをたどる。
【００５９】
特に、本発明による３Ｄ印刷用の装置のこの異なる実施形態によれば、対応する印刷方法は、以下のステップを含む。
【００６０】
図７Ａを参照して示す第１のステップでは、光源２６によって発光された放射線を透過する剛性支持体１１は、平面にあり、弾性膜２３の下側表面に適用された接着剤成分の層２８と接触しており、弾性膜は、このとき剛性支持体１１、より正確にはガラスプレート１７に、接着剤成分の層２８のみが介在して載置している。抽出プレート２５は、弾性膜２３に最も近い位置にあるか、または弾性膜２３から層の距離を離しており、抽出プレート２５と弾性膜２３との間の空間は、液体樹脂２４によって占められている。この第１の段階では、光源２６はオンであり、液体樹脂２６の重合を開始する。
【００６１】
図７Ｂに示す次のステップでは、第１の層の形成が完了し、次に光源２６がオフにされる。このステップでは、剛性支持体１１のガラスプレート１７は、接着剤成分の層２８を介在して、弾性膜２３の底部に堅固に取り付けられている。したがって、このシステムは、従来のボトムアップ光硬化型の３Ｄ印刷機のように動作し、成形下の層は２つの剛体間で圧縮され、その結果、層の高い圧縮および精度の利点がある（参照なしで弾性膜によって生成されるロープの問題は存在しない）が、同時に、吸引効果が生成される。
【００６２】
吸引効果の発症を打ち消すために、図７Ｃに示す次の段階において、剛性支持体１１は、ヒンジ軸線を中心に回転させられるが、この場合、接着剤成分の層２８の存在により、剛性支持体１１と弾性膜２３との間の付着力は、弾性膜２３と新しく硬化された層２７との間に生成された付着力より大きく、それにより、この剛性支持体１１は、弾性膜２３を支持する傾向があり、剛性支持体１１からの弾性膜２３の制御された引き離し（逆剥離）を可能にし、その結果、弾性膜２３がさらされる応力が低減される。
【００６３】
さらに、新たに形成された層２７からの弾性膜２３の分離が、弾性膜２３がその動きにおいて剛性支持体１１に追随する傾向があるという事実に従うことにより、層２７の下に、液体樹脂２４によって充填される容積部を生成し、したがって、新たに形成された層２７と弾性膜２３との間の空間の充填速度を増大させる（リフレッシュ）。
【００６４】
したがって、このステップは、弾性膜２３から抽出プレート２５を分離し、次に抽出プレートを再び近づけて、新しい層の形成を進める必要がないようにする。
【００６５】
実際、図７Ｄに示すように、次のステップでは、抽出プレート２５をわずかに移動させ、それと同時に剛性支持体１１を開始位置に戻すことで十分であり、それにより、抽出プレート２５および剛性支持体１１は、新しい層の生成のための位置となり、その後、光源２６を再びオンに切り替えることができる。
【００６６】
図７Ｃでは、接着剤成分の層２８はどこでも弾性膜２３に付着しているように示されているが、本発明によれば、接着剤成分の層２８が弾性膜２３、支持体１１に付着したままであるか、または弾性膜２３および支持体１１に部分的に付着したままであるかは関係がない。さらに、本発明による印刷方法はまた、ガラスプレート１７と弾性膜２３との間に吸引効果によって生成される付着力が、この弾性膜２３と新しく硬化された層２７との間に生成された付着力より大きい場合、剛性支持体１１と弾性膜２３との間の接着剤成分の層２８を加える必要なく行われてもよい。
【００６７】
したがって、本発明による３Ｄ印刷用の装置の使用方法は、オブジェクトの機械的応力を低減することを可能にし、図６Ａ〜図６Ｆを参照して前述した方法に関する印刷ルーチンのための３つのステップを削減し、それによって印刷時間を大幅に短縮し、生成されるオブジェクトの表面品質をより良好にする。
【００６８】
本発明は、その好ましい実施形態によって、限定ではなく例示の目的で説明されてきたが、添付の特許請求の範囲によって定義するような、保護の関連する範囲から逸脱することなく、当業者によって変形および／または改変を行うことができることを理解されたい。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【国際調査報告】
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