(57)【要約】  付加製造装置は、その少なくとも一部が透明であり、構築面を画定する構築テーブルと、構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を堆積するように動作可能な材料アプリケータと、構築テーブルの構築面に面して配置され、樹脂の１つ以上の硬化層を保持するように構成されたステージと、構築テーブルとステージとの相対位置を変更するように動作可能な１つ以上のアクチュエータと、ステージの反対側に構築テーブルに隣接して配置され、放射エネルギーを生成し、構築テーブルを通して所定のパターンで樹脂上に投影するように動作可能なエネルギー放射装置と、各層について構築テーブルの新しい部分を露出させるように構築テーブルを移動させるように動作可能な駆動機構と、構築面から残留物を除去するように動作可能な材料リムーバとを含む。この装置を使用する方法が提供される。
2021501708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が透明である構築テーブルであって、前記構築テーブルが構築面を画定する構築テーブルと、
前記構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を堆積させるように動作可能な材料アプリケータと、
前記構築テーブルの構築面に面して配置され、樹脂の1つ以上の硬化層の積層配置を保持するように構成されたステージと、
前記構築テーブルとステージとの相対位置を変更するように動作可能な１つ以上のアクチュエータと、
前記ステージの反対側の前記構築テーブルに隣接して配置され、放射エネルギーを生成し、所定のパターンで前記構築テーブルを通して前記樹脂上に投影するように動作可能なエネルギー放射装置と、
各層について新しい部分を露出させるように前記構築テーブルを移動させるように動作可能な駆動機構と、
前記構築面から残留物を除去するように動作可能な材料リムーバと、
を含む付加製造装置。
【請求項２】
前記構築テーブルは、中心軸を中心として回転するように取り付けられ、
前記駆動機構は、中心軸を中心として前記構築テーブルを選択的に回転するように構成されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記駆動機構は、前記構築テーブルを開経路に沿って移動させるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記材料アプリケータは、前記構築テーブルの移動に物理的にリンクして動作するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記材料リムーバは、前記構築テーブルの移動に物理的にリンクして動作するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
過剰な樹脂を収集するトラフが、前記構築テーブルに隣接して配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記トラフから前記材料アプリケータに未硬化樹脂を移動させるように動作可能な材料循環装置をさらに含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記材料アプリケータは、2つ以上の樹脂を選択的に堆積させるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記構築面が非粘着性コーティングを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記構築面の少なくとも一部が酸素透過性である、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
中心軸を中心として回転するように取り付けられた構築テーブルであって、前記構築テーブルの少なくとも一部が透明であり、前記構築テーブルが構築面を画定する、構築テーブルと、
前記構築テーブルを中心軸を中心として選択的に回転させるように構成された駆動機構と、
前記構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を堆積させるように動作可能な材料アプリケータと、
前記構築テーブルの構築面に面して配置され、樹脂の1つ以上の硬化層の積層配置を保持するように構成されているステージと、
前記構築テーブルとステージとの相対位置を変更するように動作可能な１つ以上のアクチュエータと、
前記ステージの反対側の前記構築テーブルに隣接して配置され、放射エネルギーを生成し、所定のパターンで前記構築テーブルを通して前記樹脂上に投影するように動作可能なエネルギー放射装置と、
前記構築面から残留物を除去するように動作可能な材料リムーバと、
を含む、付加製造装置。
【請求項１２】
前記構築テーブルは、円形状または環状である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記材料アプリケータは、前記構築テーブルの移動に物理的にリンクして動作するように構成されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記材料アプリケータは、前記樹脂の層を平らにするように動作可能なリコータを含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記材料リムーバは、前記構築テーブルの移動に物理的にリンクして動作するように構成されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記材料リムーバは、前記構築面に係合するように配置されたスクレーパを含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
透明な少なくとも一部を含む構築テーブルの構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を適用し、
樹脂に層の増分を画定するように前記構築面に対してステージを位置決めし、
構成要素の断面層の幾何学的形状を画定するように特定のパターンの放射エネルギーの適用を使用して、前記構築面上の構築ゾーン内で前記樹脂を選択的に硬化させ、
前記構成要素を前記構築面から分離するように前記構築テーブルおよび前記ステージを相対的に離して移動させ、
新しい部分を露出するように前記構築テーブルを進行させ、
材料リムーバを使用することによって、前記構築ゾーンの下流の位置で前記構築面から残留物を除去し、
前記構成要素が完成するまで、適用し、位置決めし、選択的に硬化し、移動し、進行し、除去することを複数の層について繰り返す、
層ごとに構成要素を製造する方法。
【請求項１８】
前記進行することは、駆動機構を使用して、前記構築テーブルを中心軸を中心として選択的に回転させることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記進行させることは、前記構築テーブルの直線運動を生成する駆動機構を使用することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記樹脂を適用することが、前記構築ゾーンの上流の位置で前記構築面に前記樹脂を適用し、同時に、前記構築テーブルを進行させて前記樹脂を前記構築ゾーンに流入させることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記適用することが、前記樹脂の層を平らにするためにリコータを使用することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記適用することは、前記樹脂の不均一性を補償するように、リコータを前記構築面に対して非平行方向に配置することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記除去することは、少なくとも1つのスクレーパを使用して前記構築面に係合することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記除去することが、未硬化樹脂を収集し、再使用することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
再使用の前に前記樹脂を濾過することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記樹脂を混合することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記層のうちの少なくとも1つにおける前記樹脂が、前記層のうちの別の1つにおける前記樹脂とは異なる組成を有するように、前記樹脂が適用される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
前記放射エネルギーの適用は、パターン化された画像を投影することによって適用される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２９】
前記パターン化された画像をシフトすることをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
さらなる放射エネルギーが、前記樹脂の表面上で少なくとも1つの構築ビームを走査することによって適用される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記放射エネルギーの適用は、前記樹脂の表面上で少なくとも1つの構築ビームを走査することによって適用される、請求項１７に記載の方法。
【請求項３２】
前記樹脂が粒状材料フィラーを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項３３】
硬化した前記樹脂を焼き、フィラーを固めるために、前記構成要素を焼結することをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記層のうちの少なくとも1つは、2つ以上の部分に分割され、前記樹脂は、前記部分のうちの少なくとも1つにおける前記樹脂が、前記部分のうちの別の1つにおける前記樹脂とは異なる組成を有するように適用される、請求項１７に記載の方法。
【請求項３５】
前記樹脂が、変化する厚さを有する層に適用される、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、付加製造に関し、より詳細には、付加製造における硬化性材料の取扱い方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
付加製造とは、構成要素を形成するために、材料をピースごと、ラインごと、または層ごとに構築するプロセスである。ステレオリソグラフィーは、液体放射エネルギー硬化性フォトポリマー「樹脂」のバットおよびレーザなどの硬化エネルギー源を使用する付加製造プロセスの一種である。同様に、DLP ３Ｄプリントは、2次元画像プロジェクタ、例えば、アナログ（マスク光源）またはデジタル（DLPまたは光源を備えた操縦可能なミラー装置）を採用し、一度に1つのレイヤーを構成する。各層に対して、プロジェクタは、液体の表面上または樹脂の拘束された表面を規定する透明な物体を通して、構成要素の断面の放射線画像をフラッシュする。放射線への暴露は、樹脂中のパターンを硬化させ、固化させ、それを以前に硬化させた層に結合させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フォトポリマー樹脂を硬化させる際には、各層に新たな材料を供給することが好ましい。古い樹脂は、部品から剥がれ落ちた支持体又は他の外部汚染物のような硬化生成物を含むことがある。バットベースのプロセスでは、この汚染または汚染された材料は、構成要素内に硬化し、望ましくない幾何学的形状をもたらし、さもなければ、構築プロセスを中断し、最終部品を損傷する可能性がある。
【０００４】
別の従来技術の方法は、いわゆる「テープキャスティング」プロセスである。このプロセスでは、供給リールから送り出される可撓性放射線透過性テープ上に樹脂が堆積される。上側のプレートは、樹脂上に下降し、テープと上側のプレートとの間で樹脂を圧縮し、層の厚さを画定する。放射線エネルギーは、放射線透過性テープを通して樹脂を硬化させるために使用される。第1の層の硬化が完了すると、上部プレートは上方に引っ込められ、それと共に硬化した材料を取り込む。次に、テープを前進させて、新たな清浄な部分を露出させ、追加の樹脂の準備を整える。テープキャスティングに関する1つの問題は、テープがしばしば再使用できないので、テープキャスティングが無駄であることである。
【０００５】
これらの問題の少なくとも1つは、硬化サイクルの間に新しい表面を提供するために移動される剛性プレート上に材料が堆積され、硬化される付加製造方法によって対処される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に記載の技術の一態様によれば、付加製造装置は、少なくとも一部が透明であり、構築面を画定する構築テーブルと、構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を堆積するように動作可能な材料アプリケータと、構築テーブルの構築面に面して配置され、樹脂の１つ以上の硬化層の積み重ね配置を保持するように構成されたステージと、構築テーブルおよびステージの相対位置を変更するように動作可能な１つ以上のアクチュエータと、ステージの反対側の構築テーブルに隣接して配置され、放射エネルギーを生成し、構築テーブルを通して所定のパターンで樹脂上に投影するように動作可能なエネルギー放射装置と、各層について構築テーブルの新しい部分を露出させるように構築テーブルを移動させるように動作可能な駆動機構と、構築面から残留物を除去するように動作可能な材料リムーバとを含む。
【０００７】
本明細書に記載される技術の別の態様によれば、付加製造装置は、中心軸を中心として回転するように取り付けられた構築テーブルであって、構築テーブルの少なくとも一部が透明であり、構築テーブルが構築面を画定し、構築テーブルを中心軸を中心として選択的に回転させるように構成された駆動機構と、構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を堆積させるように作動可能な材料アプリケータと、構築テーブルの構築面に面して配置され、樹脂の１つ以上の硬化層の積み重ね配置を保持するように構成されたステージと、構築テーブルおよびステージの相対位置を変更するように作動可能な１つ以上のアクチュエータと、ステージの反対の構築テーブルに隣接して配置され、所定のパターンで構築テーブルを通して樹脂に放射エネルギーを生成および投影するように作動可能なエネルギー放射装置と、各層ごとにその新しい部分を露出させるように構築テーブルを移動させるように作動可能な駆動機構と、構築面から残留物を除去するように作動可能な材料リムーバと、を含む。
【０００８】
本明細書に記載の技術の別の態様によれば、層ごとに構成要素を製造する方法は、透明な少なくとも一部を含む構築テーブルの構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を適用し、構築面から所定の距離にステージを配置して樹脂中の層の増分を画定し、構築面上の構築ゾーン内の樹脂を選択的に硬化させ、構成要素の断面層の幾何学的形状を画定するように特定のパターンで放射エネルギーを適用し、構築テーブルおよびステージを相対的に離して移動させて構成要素を構築面から分離させ、構築テーブルの新しい部分を露出させるように構築テーブルを進行させ、構築ゾーンの下流の位置で構築面から残留物を除去するために材料リムーバを使用し、構成要素が完成するまで、複数の層について、適用、位置決め、選択的に硬化、移動、進行、および除去を繰り返すことを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、硬化サイクルの間に新しい表面を提供するために移動される剛性プレート上に材料が堆積され、硬化される付加製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的な付加製造装置の概略側面図である。
【図２】図1の装置の概略平面図である。
【図３】図1の一部の拡大図であり、装置の材料アプリケータの一部を示す。
【図４】代替的な材料リムーバの概略側面立面図である。
【図５】図4に示す材料リムーバの概略平面図である。
【図６】図1の装置と共に使用するためのビーム走査装置の概略側面図である。
【図７】図1の装置の平面図であり、構築テーブル上に堆積されている樹脂を示す。
【図８】図1の装置と共に使用するのに適した例示的な材料アプリケータの概略斜視図である。
【図９】別の代替的な材料リムーバの概略平面図である。
【図１０】別の付加製造装置の概略側面図である。
【図１１】図10の装置の概略上面平面図である。
【図１２】洗浄流体を収容するステージ及びバットの概略側面立面図である。
【図１３】空気ノズルを装備した空バット内のステージの概略側面立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、添付の図面と共に以下の説明を参照することによって最も良く理解することができる。
【００１２】
本明細書に開示される概念は、硬化が行われる構築ゾーンの境界を越えて空間的に連続している概して剛性の構築面上に硬化性材料が堆積され、硬化される、付加製造方法および関連する装置を提示する。この装置は、特定の硬化サイクルが完了したときに構築面の清浄な部分を構築ゾーン内に移動させるように構成されている。この方法および装置は、材料堆積および／または過剰な未硬化材料の除去が構築面の移動によって物理的に駆動される実施形態と、材料堆積および／または除去が独立した手段によって実行される他の実施形態とを含む。
【００１３】
様々な図を通して同一の参照番号が同一の要素を示す図面を参照すると、図1および図2は、材料の堆積および／または除去が構築テーブルの移動によって物理的に駆動される付加製造方法を実施するための1つのタイプの適切な装置10の例を概略的に示す。以下でより詳細に説明されるように、本明細書で説明される方法を実行するために、他の構成の機器が使用されてもよいことが理解されるであろう。例示的な装置10の基本的な構成要素は、構築テーブル12、ステージ14、材料アプリケータ16、エネルギー放射装置18、および材料リムーバ20を含む。これらの構成要素の各々は、以下でより詳細に説明される。
【００１４】
構築テーブル12は、平面構築面22を規定する構造である。便宜的な説明のために、構築面22は、装置10のX−Y平面に平行に配向されているとみなすことができ、X−Y平面に垂直な方向は、Z方向（X、Y、およびZは、互いに垂直な3つの方向）とみなすことができる。
【００１５】
構築テーブル12は、付加製造プロセス中に加えられる予想される荷重の下で、付加製造プロセスを妨害するほど十分に曲がったり、たわんだりしないように、または製造される部品に許容できない量の歪みまたは不正確さを生じさせないように、十分に剛性をもつ。所望の剛性は、材料特性（すなわち、十分に高い弾性率）および／または構成要素設計（すなわち、厚さ、補強特徴など）の組み合わせによって提供されてもよい。
【００１６】
構築テーブル12またはその選択された部分は透明である。本明細書で使用される「透明」とは、選択された波長の放射エネルギーが通過することを可能にする材料を指す。例えば、以下に記載されるように、硬化に使用される放射エネルギーは、可視スペクトルの紫外線またはレーザ光であり得る。透明材料の非限定的な例としては、ポリマー、ガラス、およびサファイアまたは石英などの結晶性鉱物が挙げられる。構築テーブル12は、2つ以上のサブコンポーネントから構成することができ、そのいくつかは透明である。
【００１７】
図示されるように、構築テーブル12は、以下により詳細に説明されるように、装置10内での連続的な移動を可能にするために、ディスク形状である。しかし、構築テーブル12は、環状リング、直線、曲線、および／または多角形などの他の形態の他の閉路または開路形状を画定することができることを理解されたい。さらに、これらの形状は、変化する幅などの不均一な特徴、または構築テーブル12の位置決めまたは作動を容易にするための特徴（ノッチ、スロット、溝など）の包含を含んでもよい。
【００１８】
構築テーブル12を所定の経路に沿って移動させるための手段が設けられている。経路は、開いていても閉じていてもよい。例えば、経路は、直線であってもよいし、開いた曲線または閉じた曲線であってもよい。図示の例では、構築テーブル12は、中心軸26の周りを回転できるように基部24上に支持されている。支持体は、基部24と構築テーブル12との間の複数の支持ローラ28によって提供される。駆動機構は、１つ以上の支持ローラ28に連結されたモータ（電動ステッパモータなど）30の形態で設けられている。他の取付けおよび駆動システムも可能であり、取付けおよび駆動システムは、選択された構築テーブルの形状および経路の形状に適するように選択される。
【００１９】
構築面22は、「非粘着性」、すなわち、硬化樹脂の接着に対して抵抗性であるように構成されてもよい。非粘着性特性は、構築テーブル12の化学的性質、その表面仕上げ、および／または適用されるコーティングなどの変数の組み合わせによって具体化されてもよい。一例では、永久または半永久非粘着性コーティングが適用されてもよい。適切なコーティングの非限定的な一例は、ポリテトラフルオロエチレン（「PTFE」）である。一例では、構築面22の全て又は一部は、制御された粗さ又は表面テクスチャ（例えば、突起、ディンプル、溝、リッジ等）を組み入れることができ、非スティック特性を有する。一例では、構築面22は、シリコーン材料の可撓性層で覆われてもよい。一例では、構築テーブル12は、酸素透過性材料から作製されてもよい。
【００２０】
この装置は、以下により詳細に説明する「構築ゾーン」23を画定する。1つの構築ゾーン23のみが図示されているが、後述するように、材料アプリケータ、材料リムーバ、エネルギー放射装置等のそれぞれがそれ自体の関連する構築装置を備えている複数の構築ゾーンを設けてもよいことが理解されるであろう。
【００２１】
ステージ14は、構築面22に平行に配向された平面上面32を画定する構造である。
【００２２】
ステージ14と構築テーブル12とをZ方向に相対移動させるための手段が設けられている。図1において、これらの手段は、ステージ14と固定支持構造体34との間に接続された単純なアクチュエータ33として概略的に描かれており、この目的のためには、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、ボールねじ電動アクチュエータ、線形電動アクチュエータ、又はデルタ駆動装置のようなアンダースタンディング装置が使用されてもよい。ステージ14を可動にすることに加えて、又はこれに代わるものとして、構築テーブル12をZ方向に対して平行に移動可能にすることができる。
【００２３】
材料アプリケータ16は、構築テーブル12上に樹脂Rの層を適用し、樹脂Rを平らにするように動作可能な任意のデバイスまたはデバイスの組み合わせであってもよい。
【００２４】
図1に示す例では、材料アプリケータ16は、複数の離間したノズル孔38（図3参照）を含む中空管36を含む。使用に際しては、フィラーを任意に含む樹脂Rが、管36の内部にポンプで送り込まれ、構築ゾーン23の上流のノズル孔38を通って構築面22上に放出される。
【００２５】
図1に示す例では、材料アプリケータ16は、管36の下流に配置された剛性の横方向に細長い構造であるリコータ40を含む。リコータ40は構築面22から所定の垂直距離だけ離間され、従って層増分を規定する。これは、適所に堅固に固定されてもよく、または、可変層厚を可能にするために、別個のアクチュエータ42（図1）に接続されてもよい。アクチュエータ42は、純粋に垂直な動きのために構成されてもよく、又は1つ以上の軸の周りでリコータ40の制御された傾斜のために構成されてもよい。図示の例では、リコータ40は、各々がそれ自体のアクチュエータ42を有する複数の個々の並んだ部分41を含む。個々の部分41の高さは、構築テーブル12の幅にわたる層厚の変動を生成するために、または構築テーブル12の幅にわたる層厚の変動を補償するために、必要に応じて変化させてもよい。
【００２６】
材料リムーバ20は、未硬化樹脂R及び他の残留物を構築面22から除去するのに有効な任意の装置又は装置の組み合わせであってもよい。適切な洗浄装置の非限定的な例には、スクレーパ、ブラシ、吸引または吹き付け機構、吸収またはスポンジ状装置、溶媒洗浄装置、またはそれらの組み合わせが含まれる。
【００２７】
図1に示す例では、材料リムーバ20は、剛性の横方向に細長い構造であるスクレーパ44として構成されている。スクレーパ44は、静的であり、構築テーブル12がその下で回転するときに、構築テーブル12からトラフ（以下に説明する）内に材料をかき取ることによって機能する。スクレーパ44は、材料が構築テーブル12から放射方向に移動することを促すために、放射方向に対してある角度で配向されてもよい。スクレーパ44はアクチュエータ45に連結されて、構築テーブル12に対するその高さまたは圧力を調節できるようにしてもよい。随意的に、スクレーパ44は、材料アプリケータ16よりも実質的に幅広に作ることができ、その結果、未硬化材料は、構築テーブル12の側面上を流れる材料なしに、堆積され、ピックアップされることができる。構築テーブル12の特性に応じて、材料リムーバ20は、代替的に、剛性スクレーパの代わりに、可撓性スキージ型装置として構成されてもよい。
【００２８】
代替的に、材料リムーバは、材料係合要素に材料を構築面22から移動させる経路内の１つ以上のアクチュエータを用いて移動可能なある種のブレードまたは他の材料係合要素を備えた能動デバイスであってもよい。例えば、図4および図5は、垂直軸124を中心として回転するために構築面22の上方に取り付けられたドラム122を備える材料リムーバ120を示す。ドラム122は、構築面22と係合するように位置決めされた複数のスクレーパブレード144を担持する。動作中、ドラム122は、図示しないモータによって回転されることになる。ドラム122が回転すると、スクレーパブレード144はビルド・テーブル12から硬化していない樹脂Rをかき取ることになる。次いで、この材料は、処分または回収のために、構築テーブル12の側面から落下する。スクイージー146を設けて、スクレーパブレード144の底部エッジから材料を任意に、ブロアー（図示せず）を用いてスクレーパブレード144から材料を取り除くのを助けることができる。
【００２９】
再び図1及び図2を参照すると、材料循環装置46を設けることができる。図示の例では、この装置は、構築テーブル12およびスクレーパ44の下に配置された回収トラフ48を含む。作動中、構築面22から削り取られた材料は、トラフ48内に落下する。トラフ48は、適切な配管又は別の適切な導管50によって材料アプリケータ16に接続される。部分的に硬化した樹脂Rの断片および他の残留物を材料の流れから除去するために、フィルタまたはスクリーン52を設けることができる。ポンピング要素54が、循環装置46を通って材料を移動させるために設けられてもよい。ポンピング要素に加えて、またはその代わりに、オーガ53（ここではトラフ48の底部に示されている）などの１つ以上のデバイスを使用して、装置内の材料を移動させることができる。オーガは、粘性材料を移動させるのに特に有用であり得る。新しい樹脂Rおよび／またはフィラーを、リザーバ56から材料の流れに導入することができる。材料が均質であることを確実にするために、樹脂Rを混合するための手段が提供されてもよい（例えば、新しい樹脂R、使用済み樹脂R、新しいフィラー、使用済みフィラーのいずれかまたはすべてを含む）。図1には、堆積前に材料を混合または撹拌するために使用され得る概略的なミキサー47が示されている。
【００３０】
エネルギー放射装置18は、以下により詳細に説明するように、適切なパターンで、適切なエネルギーレベルおよび構築プロセス中に樹脂Rを硬化させるための他の動作特性で、樹脂R上に放射エネルギーを生成し、投影するように動作可能な任意のデバイスまたはデバイスの組合せを備えることができる。
【００３１】
図1に示されるような1つの例示的な実施形態において、エネルギー放射装置18は、本明細書で使用される「プロジェクタ」58を含んでもよく、本明細書では、適切なエネルギーレベルおよび他の動作特性の放射エネルギーパターン化画像を生成して樹脂Rを硬化するように動作する任意の装置を一般的に参照する。本明細書で使用される用語「パターン化画像」は、個々の画素のアレイを含む放射エネルギーの投影を指す。パターン化された撮像装置の非限定的な実施例は、DLPプロジェクタまたは別のデジタルマイクロミラー装置、LEDの2Dアレイ、レーザの2Dアレイ、または光学的にアドレス指定された光バルブを含む。図示の例では、プロジェクタ58は、UVランプのような放射エネルギー源60と、放射エネルギー源60からソースビーム64を受け取り、樹脂Rの表面上に投影されるパターン化画像66を生成するように動作可能な画像形成装置62と、省略可能な、１つ以上のレンズのような焦点合わせ光学系68とを備える。
【００３２】
放射エネルギー源60は、樹脂Rを硬化させるのに適当なエネルギーレベル及び周波数特性のビームを発生させるように作動可能な任意の装置を備えることができる。図示の例では、放射エネルギー源60は、UVフラッシュランプを備える。
【００３３】
画像形成装置62は、ミラー、プリズム、光学フィルタ、スプリッタ、光ファイバ、光学センサ、及び／又はレンズのような1つ以上の光操作要素を含み、適当なアクチュエータを備え、放射エネルギー源60からのソースビーム64が、樹脂Rの表面と一致するX−Y平面内の画素化された画像に変換され得るように配置される。図示の例では、画像形成装置62は、デジタルマイクロミラー装置であってもよい。例えば、プロジェクタ58は、市販のデジタル光処理（「DLP」）プロジェクタであってもよい。
【００３４】
オプションとして、プロジェクタ58は、画像形成装置62またはプロジェクタ58の他の部分を選択的に移動させるように構成されたアクチュエータ、ミラーなどの追加の手段を組み込むことができ、その結果、パターン化画像66の位置がラスタリングまたはシフトされる。別の言い方をすれば、パターン化された画像は、公称位置または開始位置から離れるように移動されてもよい。これにより、単一の画像形成装置62が、例えば、より大きな構築領域をカバーすることができる。パターン化された画像を画像形成装置62からマスタリングまたはシフトする手段が市販されている。このタイプの画像投影は、本明細書では「タイル状画像」と呼ぶことができる。
【００３５】
代替的に、エネルギー放射装置18は、樹脂Rを硬化し、樹脂Rの表面上を所望のパターンでビームを走査するために、適切なエネルギーレベル及び他の動作特性の放射エネルギービームを生成するように動作可能な任意の装置を一般に参照するために本明細書で使用される「走査ビーム装置」を含んでもよい。図6は、放射エネルギー源72及びビームステアリング装置74を含む走査ビーム装置70の一例を示す。
【００３６】
放射エネルギー源72は、適切なパワーのビームを発生させるように作動可能な任意の装置、及び樹脂Rを硬化させる他の作動特性を備えることができる。適切な放射エネルギー源の限定的意味のない例としては、レーザ又は電子ビーム銃が挙げられる。
【００３７】
ビームステアリング装置74は、１つ以上のミラー、プリズム、および／またはレンズを含むことができ、適切なアクチュエータを備えることができ、放射エネルギー源72からのビーム76を所望のスポットサイズに集束させることができ、樹脂Rの表面と一致する平面内の所望の位置にステアリングすることができるように配置することができる。ビーム76は、ここでは、「構築ビーム」と呼ぶことができる。他のタイプの走査ビーム装置を使用してもよい。例えば、複数の構築ビームを使用する走査ビーム源は、走査ビーム源として知られており、この走査ビーム源では、放射エネルギー源自体が１つ以上のアクチュエータを介して移動可能である。
【００３８】
装置10は、コントローラ78を含むことができる。図1のコントローラ78は、材料アプリケータ16、ステージ14、エネルギー放射装置18、材料リムーバ20、及び上述の各種アクチュエータの一部又は全てを含む、装置10の動作を制御するために必要なハードウェア及びソフトウェアの一般化された表現である。コントローラ78は、例えば、プログラマブル・ロジック・コントローラ（「PLC」）またはマイクロコンピュータなどの１つ以上の装置で実施される１つ以上のプロセッサ上で実行されるソフトウェアによって実施することができる。そのようなプロセッサは、例えば、有線または無線接続を介して、センサおよび動作構成要素に結合され得る。同じ１つ以上のプロセッサを使用して、統計分析およびフィードバック制御のために、センサデータを取り出し、分析する。
【００３９】
任意選択で、装置10の構成要素は、ガスポート82を使用して遮蔽または不活性ガス雰囲気を提供するために使用することができるハウジング80によって取り囲むことができる。任意選択で、ハウジング80は、温度および／または湿度を制御することができる。任意選択で、ハウジング80の換気は、時間間隔、温度、湿度、および／または化学種濃度などの要因に基づいて制御することができる。
【００４０】
樹脂Rは、放射エネルギー硬化性であり、硬化状態でフィラー（使用される場合）を一緒に接着または結合することができる材料を含む。本明細書で使用されるとき、用語「放射エネルギー硬化性」は、特定の周波数およびエネルギーレベルの放射エネルギーの適用に応答して固化する任意の材料を指す。例えば、樹脂Rは、重合反応を引き起こし、樹脂を液体状態から固体状態に変化させるように機能する光開始剤化合物を含有する公知のタイプのフォトポリマー樹脂を含むことができる。あるいは、樹脂Rは、放射エネルギーの適用によって蒸発させることができる溶媒を含有する材料を含むことができる。未硬化樹脂Rは、固体（例えば、顆粒状）または液体の形態で提供されてもよい。
【００４１】
一般に、樹脂Rは、構築テーブル12と構築面22との間で平らになるように流動性でなければならない。適切な樹脂Rは、比較的厚い材料であり、すなわち、その粘度は、硬化プロセス中に構築テーブル12から流出しないように十分でなければならない。樹脂Rの組成は、特定の用途に適するように所望に応じて選択することができる。異なる組成の混合物を使用してもよい。
【００４２】
樹脂Rは、焼結プロセスなどのさらなる処理中にガスを放出するかまたは焼き尽くす能力を有するように選択することができる。
【００４３】
樹脂Rには、フィラーが配合されていてもよい。フィラーは、樹脂Rと予備混合され、次いで、材料アプリケータ16に装填されてもよい。フィラーは、従来「非常に少量の物質」として定義されている粒子を含む。フィラーは、選択された樹脂Rと化学的および物理的に適合する任意の材料を含んでもよく、粒子は、規則的または不規則な形状であってもよく、均一または不均一なサイズであってもよく、可変アスペクト比を有してもよい。例えば、粒子は、粉末、小さな球体または顆粒の形態をとってもよく、または小さなロッドまたは繊維のように成形されてもよい。
【００４４】
フィラーの組成（その化学的性質および微細構造を含む）は、特定の用途に適するように所望に応じて選択され得る。例えば、フィラーは、金属、セラミック、ポリマー、および／または有機であってもよい。異なる組成の混合物を使用してもよい。
【００４５】
フィラーは、「可融性」であってもよく、これは、十分なエネルギーの適用によって塊に固結することができることを意味する。例えば、融解性は、多くの入手可能なポリマー、セラミック、および金属粉末の特徴である。
【００４６】
樹脂Rに対するフィラーの割合は、特定の用途に適するように選択することができる。一般に、結合した材料が流動し、平坦化されることができ、硬化状態でフィラーの粒子を一緒に保持するのに十分な樹脂Rが存在する限り、任意の量のフィラーを使用することができる。樹脂Rとフィラーとの混合物は、「スラリー」と呼ぶことができる。
【００４７】
次に、装置10の動作の例を詳細に説明する。構成要素を製造し、装置10を使用する前駆体として、構成要素75は、Z軸に沿って配列された平面層のスタックとしてモデル化されたソフトウェアであることが理解されるであろう。使用される硬化方法のタイプに応じて、各層は、ピクセルのグリッドに分割されてもよい。実際の構成要素75は、数十又は数百の層のスタックとしてモデル化及び／又は製造することができる。適切なソフトウェア・モデリング・プロセスは、当該技術において知られている。
【００４８】
任意選択で、構築プロセスは、樹脂適用前に構築面22に非粘着性材料を適用することによって開始することができる。例えば、ポリビニルアルコール（「PVA」）のような剥離剤が、各層が構築される前に構築面22に適用され得る。
【００４９】
任意選択的に、固着を防止するために、構築面22にすぐ隣接する樹脂Rの硬化を抑制するために、構築テーブル12の厚さを通して酸素を供給する何らかの手段を設けることができる（酸素は、UV硬化樹脂の硬化を抑制することができる）。
【００５０】
材料アプリケータ16は、樹脂Rを構築面22に適用するために使用される。図示の例では、樹脂Rがノズル穴38から流出し、構築テーブル12上に流出する。構築テーブル12が回転すると、適用された材料をリコータ40の下に引っ張り、適用された材料を所望の厚さにレベル調整する。上述の複数のセクション41は、所望であれば、構築面22の幅を横切って変化する厚さを有する層を意図的に適用するために使用され得る。あるいは、複数の部分41（または旋回運動を提供するように構成されたアクチュエータ42）は、所望の均一な層厚からの任意の変動を補償するために使用されてもよい。このような不均一性は、構築面22の幅にわたる表面速度の変化、樹脂粘度の変化などの要因によって引き起こされ得る。この補償は、例えば、リコータ40を構築面に対して鋭角（例えば、平行でない）に位置決めすることによって実行することができ、その結果、変動が過剰な樹脂層厚さを生成する傾向がある場所において、リコータ40が構築面22により近くなる。その結果、均一な層厚が得られる。
【００５１】
過剰な材料が適用される場合、材料を回収するために、1つ以上のサイドスクレーパまたは追加のキャッチトラフ（図示せず）を提供することが可能である。次いで、これは、排出され得るか、またはポンプで排出され得るか、または手動で除去され得る。
【００５２】
必要に応じて、過剰な材料を適用する機会を減らすために、適用される樹脂層の幅は、構築テーブル12よりも実質的に狭くてもよく、その結果、各側部に横方向のマージンがあり、材料は側部を越えて流れない。例えば、図7に示すように、樹脂帯Rの幅は構築テーブル12よりも狭い。
【００５３】
特定の用途に応じて、遷移中、すなわち、構築テーブル12の動きが開始または停止するときに、過剰な構築または不整合層が存在することが可能である。このような遷移領域が存在する場合、構築ゾーン23がこれらの遷移領域と一致しないことは、部品の均一性にとって有用である。遷移領域（存在する場合）のサイズは、かなり一定である可能性が高い。これらの遷移領域を回避することは、遷移領域のサイズに1つの成分についての所望の構築ゾーン23のサイズを加えたものよりも構築テーブル12の最小の前進（すなわち、回転される度数）を大きくすることによって、または構築テーブル12を層間で比較的大量に回転させることによって可能であり、均一なスラリー高さを有することが保証される大きなゾーンを提供する。この場合、材料の浪費を回避するために、材料アプリケータ16と材料リムーバ20との間のゾーンに、いくつかの近接しているが離間した構成要素を製造することが可能である。
【００５４】
必要に応じて、異なる層は、樹脂Rおよび／またはフィラーの2つ以上の異なる材料の組み合わせを含み得る。本明細書中で使用される場合、用語「組み合わせ」は、構成要素のいずれかにおける任意の差異をいう。従って、例えば、2つの異なるフィラー組成物と混合された特定の樹脂組成物は、2つの異なる材料の組み合わせを表す。例えば、1つの層は、樹脂Rとフィラーとの第1の組み合わせを含むことができ、第2の層は、樹脂Rとフィラーとの異なる組み合わせを含むことができる。異なる材料は、例えば、図1に見られるように、1つ以上の追加の供給容器156を提供することによって提供され得る。
【００５５】
材料が堆積された後、装置10は、選択された層の増分を画定するように配置される。層の増分は、樹脂Rが材料アプリケータ16によって適用される厚さとステージ14の動作との何らかの組合せによって定義される。例えば、ステージ14は、上面32が適用された樹脂Rにちょうど接触するように配置されてもよく、またはステージ14は、層の増分を明確に規定するために樹脂Rを圧縮し、変位させるために使用されてもよい。層の増分は、付加製造プロセスの速度および構成要素75の分解能に影響を及ぼす。層の増分は可変とすることができ、より大きな層の増分は、高い精度を必要としない構成要素75の部分におけるプロセスを高速化するために使用され、より高い精度が必要とされる場合には、プロセス速度を犠牲にして、より小さな層の増分が使用される。
【００５６】
フィラー入りの樹脂Rが適用され、層の増分が規定されると、エネルギー放射装置18は、構築されている構成要素75の二次元断面又は層を硬化させるために使用される。
【００５７】
プロジェクタ58が使用される場合、プロジェクタ58は、構成要素75の断面を表すパターン化された画像66を、構築テーブル12を通して樹脂Rに投影し、放射エネルギーへの曝露は、樹脂R中のパターンを硬化し、固化させ、このタイプの硬化は、本明細書では「選択的」硬化と呼ばれる。
【００５８】
第1の層の硬化が完了すると、ステージ14は、例えばアクチュエータ33を用いてステージ14を上昇させることによって、構築テーブル12から分離される。
【００５９】
任意選択で、構成要素75および／またはステージ14を洗浄して、硬化サイクルの間に未硬化樹脂R、破片、または汚染物質を除去することができる。クリーニングプロセスは、硬化しなかった樹脂R、または上述の選択的硬化ステップ中にゲル化するのに十分に硬化しなかった樹脂Rを除去する目的で使用することができる。例えば、部品75及び／又はステージ14を洗浄して、追加の材料又は材料汚染が最終部品75に存在しないことを保証することが望ましい場合がある。例えば、洗浄は、構成要素75および／またはステージ14を、液体洗剤または溶媒などの洗浄流体と接触させることによって行うことができる。図12は、洗浄流体を収容する洗浄槽391を設けることによって、これをどのように達成することができるかの一例を示す。洗浄槽391は、周壁によって囲まれた床を備える。使用時には、洗浄液97は洗浄槽391内に配置される。適切な機構（図示せず）を使用して、洗浄槽391をステージ14の下の位置に移動させる。次に、ステージ14を下降させて、部品75を洗浄流体97と接触させる。洗浄サイクルが完了すると、ステージ14は、部品75を洗浄槽391から離れるように移動させるために上昇される。図12は、この相対運動を生成するためのいくつかの異なる可能な手段を示す。一例として、機械的混合ブレード392を使用して、洗浄流体97を撹拌することができる。別の例として、洗浄槽391に結合された超音波トランスデューサ394を使用して、洗浄流体97内に超音波を生成することができる。別の例として、１つ以上のノズル396を使用して、流れる洗浄流体97のジェットを導入することができる。さらに別の例として、適切なアクチュエータ（図示せず）を使用して、ステージ14と洗浄バット391との相対運動を生成してもよい。任意選択で、洗浄プロセスは、清浄化されたばかりの構成要素75が、清浄化流体を吹き飛ばすかまたは蒸発させる目的で構成要素75に空気の噴流を向けるために使用される空気ノズル492を有する空の清浄化槽491（図13）内に配置される「乾燥」ステップを含むことができ、特定の状況に応じて、「乾燥」ステップは、構成要素75自体を清浄化するのに十分であることができる。洗浄ステップに続いて、洗浄槽はステージ14から離れるように移動される。
【００６０】
次に、構築テーブル12を前進させて、構築面22を材料リムーバ20の下に移動させ、過剰な硬化または未硬化樹脂R、フィラー、剥離剤、または他の残留物を除去する。過剰の未硬化樹脂R及びフィラーは、キャッチトラフ48に流入し、上述のように再循環される。
【００６１】
構築面22から残留物を除去または洗浄するステップと同時に、構築テーブル12の回転によって露出される構築面22の清浄な部分に、フィラーを含む追加の樹脂Rが適用される。別の層の増分が定義され、プロジェクタ58は再びパターン化された画像66を投影する。放射エネルギーへの暴露は、上述のように樹脂Rを選択的に硬化させ、新しい層を先に硬化させた層に接合する。樹脂Rを適用し、層を増分し、次いで選択的に硬化するこのサイクルは、構成要素75全体が完了するまで繰り返される。
【００６２】
走査ビーム装置がプロジェクタの代わりに使用される場合、構築プロセスは、硬化ステップを除いて同様である。硬化を行うために、放射エネルギー源68はビーム66を放射し、ビームステアリング装置70は、構築ビーム66の焦点を露出した樹脂Rの上に適切なパターンでステアリングすることによって樹脂Rを硬化させるために使用される。
【００６３】
いずれの硬化方法（プロジェクタまたはスキャン）であっても、硬化した樹脂Rによってフィラー（使用する場合）が固体状に保持された部品75が得られ、この部品は、いくつかの条件で最終製品として使用することができる。硬化ステップに続いて、部品75をステージ14から取り外すことができる。
【００６４】
最終製品が純粋にセラミック又は金属であることが意図されている場合、樹脂Rを焼結させてセラミック又は金属粒子を固めるために、成分75を従来の焼結プロセスに処理してもよい。必要に応じて、公知の浸透プロセスが、焼結プロセスの間または後に実施されて、成分中の空隙を、フィラーよりも低い溶融温度を有する材料で充填し得る。浸透プロセスは、構成要素の物理的特性を改善する。
【００６５】
上述の方法では、材料適用および材料除去は、構築テーブル12の移動に物理的にリンクされ、それによって駆動される。あるいは、材料の適用および／または材料の除去が構築テーブル12の移動とは無関係である、付加製造方法が実行されてもよい。この代替方法は、装置10またはその適切な修正を使用して実行することができる。
【００６６】
例えば、構築テーブルの移動を必要としない材料アプリケータを、材料アプリケータ16の代わりに用いることができる。図8は、ノズル238と流量制御機構240とを有する供給容器236を備える適切なタイプの材料アプリケータ216の一例を示す。構築面22上（例えばX、Y、Z軸において）の材料アプリケータ216の制御された3D移動のために適切な手段が提供される。図12は、一例として、アクチュエータ組立体241を示す。このタイプの材料アプリケータ216は、任意の形状および可変の厚さを有する層に樹脂Rを堆積させることができる。図8に示される例では、例示的な層180は、比較的小さい厚さを有するいくつかの領域（セクション182によって例示される）と、比較的大きい厚さを有する他の領域（セクション184によって例示される）とを有する。層180はまた、材料のない領域（開放領域186によって例示される）を含んでもよい。層の種々のセクションの形状は、隆起セクション184によって例示されるように、任意であり得る。
【００６７】
構築テーブル回転を必要としない他の適切な樹脂適用装置の非限定的な例としては、シュート、ホッパー、ポンプ、スプレーノズル、スプレーバー、またはプリントヘッド（例えば、インクジェット）が挙げられる。
【００６８】
樹脂が構築面22に適用されると、装置10は、上述の構築ステップを実行するために使用され、構築ステップは、選択された層の増分を画定するための位置決め、エネルギー放射装置を使用して構築されている構成要素75の二次元断面又は層を硬化するための使用、及びステージを構築テーブル12から分離することを含む。
【００６９】
次いで、構築テーブル12を前進させて、構築面22の新しい清浄な部分を構築ゾーン23内に移動させ、従って、後続の層について装置を準備させる。
【００７０】
構築テーブル12を前進させるのと同時に、またはその後に、材料リムーバを使用して、過剰の硬化または未硬化樹脂R、フィラー、剥離剤、または他の残留物を構築面22から除去する。材料リムーバは、構築ゾーン23の下流の装置10内のどこにでも配置することができることが理解されるであろう。
【００７１】
このステップを実行するために、構築テーブル12の移動に依存しない材料リムーバを設けることができる。例えば、上述し、図5に示した材料リムーバ120を使用することができる。代替例として、図9は、構築テーブル12の構築面22上に静止し、放射方向への移動のために配向されたブレード344を備える材料リムーバ320を図示する。アクチュエータ346は、図中の矢印の軸に沿って、代替の収縮および延長を提供するために提供される。この移動は、上述のように、未硬化樹脂および他の残留物を構築テーブル12の内半径から外半径までかき取り、次いでトラフ内に落とすために使用される。
【００７２】
図10および図11は、別の付加製造装置510を概略的に示す。装置510の全体構成は、上述の装置10と同様である。別個に記載されていない要素は、装置10と同一であると考えることができる。装置510は、構築テーブル512と、ステージ514と、材料アプリケータ516と、エネルギー放射装置518と、材料リムーバ520とを含む。
【００７３】
装置510の構造および動作は、上述の装置10と実質的に類似しており、主な違いは、構築サイクル間で構築テーブル512を進めるために使用される移動が回転ではなく直線であることである。
【００７４】
図示のように、構築テーブル512は、ほぼ矩形である。線、曲線および／または多角形によって画定される他の形状を使用することができる。さらに、これらの形状は、変化する幅などの不均一な特徴、または構築テーブル12の位置決めまたは作動を容易にするための特徴（ノッチ、スロット、溝など）の包含を含んでもよい。全幅「W」および全長「L」は、特定の用途に適合するように選択することができ、線または開曲線などの所定の経路に沿って構築テーブル512を移動させるための手段が提供される（これらのいずれも、「閉経路」とは対照的に「開経路」と見なすことができる）。図示の例では、構築テーブル512は、複数の支持ローラ528によって基部524上に支持されている。支持ローラ528のうちの1つまたは複数は、モータ駆動されてもよい。他の取り付け及び駆動システムも可能である。駆動システムは、例えば、図10に矢印で示すように左から右に、構築テーブル512を装置を通して移動させるように動作可能である。
【００７５】
テーブル前進運動を除いて、構成要素75を構築するための装置510の動作は、上述の装置10の動作と実質的に同じである。具体的には、上述のように材料を適用し、かつ／または材料を除去するオプションのいずれかまたはすべてを、装置510内に実装することができる。すなわち、材料の用途および／または材料の除去は、構築テーブル512の動きと結びついている場合もあれば、それとは無関係である場合もある。
【００７６】
構築テーブル512を処理するために、様々なオプションが利用可能である。例えば、構築テーブル512が数サイクル前進し、それが装置510を通ってどれだけ前進できるかの限界に達したとき、それは、取り外され、洗浄され、または他の方法で回復され、さらなる使用のために装置510に戻され得る。代替的に、複数の構築テーブル512を設けることができる。各構築テーブル512が完全に使用されると、それは除去され、クリーン構築テーブル512と置き換えられる。次いで、使用済みの構築テーブルを洗浄するか、または他の方法で回復させ、さらなる使用のために回転させて戻すことができる。
【００７７】
あるいは、構築テーブルが、装置510を通って進むことができる遠さの限界に達すると、材料アプリケータ516および材料除去剤520を切り離し、構築テーブル512を逆方向に移動させて、それを初期位置にリセットし、さらなる使用のためにそれを準備することができる。
【００７８】
本明細書に記載される方法および装置は、従来技術を超えるいくつかの利点を有する。特に、それは、バットベースの光重合における構築失敗のための主要な経路を排除する。また、従来技術のテープキャスティング法と比較して、潜在的に、より低いコスト、より少ない材料廃棄物、およびより高いプロセス速度を有する。
【００７９】
以上、付加製造のための方法及び装置について説明した。本明細書に開示された特徴のすべて（添付の請求の範囲、要約書図面を含む）、および／または開示された方法またはプロセスのすべてのステップは、そのような特徴および／またはステップの少なくともいくつかが相互に排他的である組み合わせを除き、任意の組み合わせで結合することができる。
【００８０】
本明細書に開示された各特徴（付随する請求権、要約書および図面を含む）は、別途明示的に記載されていない限り、同一または同等または類似の目的を対象とする別の特徴に置き換えられる可能性がある。したがって、特に断らない限り、開示される各特徴は、同等または類似の特徴の一般的なシリーズの一例にすぎない。
【００８１】
本発明は、前述の実施形態の詳細に限定されるものではない。本発明は、本明細書（任意の添付の特許請求の範囲、要約書、および図面を含む）に開示された特徴の任意の新規な1つ、または任意の新規な組み合わせ、またはそのように開示された任意の方法またはプロセスのステップの任意の新規な1つ、または任意の新規な組み合わせに及ぶ。
【図１】
2021501708.tif 000003
【図２】
2021501708.tif 000004
【図３】
2021501708.tif 000005
【図４】
2021501708.tif 000006
【図５】
2021501708.tif 000007
【図６】
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【図７】
2021501708.tif 000009
【図８】
2021501708.tif 000010
【図９】
2021501708.tif 000011
【図１０】
2021501708.tif 000012
【図１１】
2021501708.tif 000013
【図１２】
2021501708.tif 000014
【図１３】
2021501708.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月7日(2020.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、付加製造に関し、より詳細には、付加製造における硬化性材料の取扱い方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
付加製造とは、構成要素を形成するために、材料をピースごと、ラインごと、または層ごとに構築するプロセスである。ステレオリソグラフィーは、液体放射エネルギー硬化性フォトポリマー「樹脂」のバットおよびレーザなどの硬化エネルギー源を使用する付加製造プロセスの一種である。同様に、DLP ３Ｄプリントは、2次元画像プロジェクタ、例えば、アナログ（マスク光源）またはデジタル（DLPまたは光源を備えた操縦可能なミラー装置）を採用し、一度に1つのレイヤーを構成する。各層に対して、プロジェクタは、液体の表面上または樹脂の拘束された表面を規定する透明な物体を通して、構成要素の断面の放射線画像をフラッシュする。放射線への暴露は、樹脂中のパターンを硬化させ、固化させ、それを以前に硬化させた層に結合させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フォトポリマー樹脂を硬化させる際には、各層に新たな材料を供給することが好ましい。古い樹脂は、部品から剥がれ落ちた支持体又は他の外部汚染物のような硬化生成物を含むことがある。バットベースのプロセスでは、この汚染または汚染された材料は、構成要素内に硬化し、望ましくない幾何学的形状をもたらし、さもなければ、構築プロセスを中断し、最終部品を損傷する可能性がある。
【０００４】
別の従来技術の方法は、いわゆる「テープキャスティング」プロセスである。このプロセスでは、供給リールから送り出される可撓性放射線透過性テープ上に樹脂が堆積される。上側のプレートは、樹脂上に下降し、テープと上側のプレートとの間で樹脂を圧縮し、層の厚さを画定する。放射線エネルギーは、放射線透過性テープを通して樹脂を硬化させるために使用される。第1の層の硬化が完了すると、上部プレートは上方に引っ込められ、それと共に硬化した材料を取り込む。次に、テープを前進させて、新たな清浄な部分を露出させ、追加の樹脂の準備を整える。テープキャスティングに関する1つの問題は、テープがしばしば再使用できないので、テープキャスティングが無駄であることである。
【０００５】
これらの問題の少なくとも1つは、硬化サイクルの間に新しい表面を提供するために移動される剛性プレート上に材料が堆積され、硬化される付加製造方法によって対処される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に記載の技術の一態様によれば、付加製造装置は、少なくとも一部が透明であり、構築面を画定する構築テーブルと、構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を堆積するように動作可能な材料アプリケータと、構築テーブルの構築面に面して配置され、樹脂の１つ以上の硬化層の積み重ね配置を保持するように構成されたステージと、構築テーブルおよびステージの相対位置を変更するように動作可能な１つ以上のアクチュエータと、ステージの反対側の構築テーブルに隣接して配置され、放射エネルギーを生成し、構築テーブルを通して所定のパターンで樹脂上に投影するように動作可能なエネルギー放射装置と、各層について構築テーブルの新しい部分を露出させるように構築テーブルを移動させるように動作可能な駆動機構と、構築面から残留物を除去するように動作可能な材料リムーバとを含む。
【０００７】
本明細書に記載される技術の別の態様によれば、付加製造装置は、中心軸を中心として回転するように取り付けられた構築テーブルであって、構築テーブルの少なくとも一部が透明であり、構築テーブルが構築面を画定し、構築テーブルを中心軸を中心として選択的に回転させるように構成された駆動機構と、構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を堆積させるように作動可能な材料アプリケータと、構築テーブルの構築面に面して配置され、樹脂の１つ以上の硬化層の積み重ね配置を保持するように構成されたステージと、構築テーブルおよびステージの相対位置を変更するように作動可能な１つ以上のアクチュエータと、ステージの反対の構築テーブルに隣接して配置され、所定のパターンで構築テーブルを通して樹脂に放射エネルギーを生成および投影するように作動可能なエネルギー放射装置と、各層ごとにその新しい部分を露出させるように構築テーブルを移動させるように作動可能な駆動機構と、構築面から残留物を除去するように作動可能な材料リムーバと、を含む。
【０００８】
本明細書に記載の技術の別の態様によれば、層ごとに構成要素を製造する方法は、透明な少なくとも一部を含む構築テーブルの構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を適用し、構築面から所定の距離にステージを配置して樹脂中の層の増分を画定し、構築面上の構築ゾーン内の樹脂を選択的に硬化させ、構成要素の断面層の幾何学的形状を画定するように特定のパターンで放射エネルギーを適用し、構築テーブルおよびステージを相対的に離して移動させて構成要素を構築面から分離させ、構築テーブルの新しい部分を露出させるように構築テーブルを進行させ、構築ゾーンの下流の位置で構築面から残留物を除去するために材料リムーバを使用し、構成要素が完成するまで、複数の層について、適用、位置決め、選択的に硬化、移動、進行、および除去を繰り返すことを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、硬化サイクルの間に新しい表面を提供するために移動される剛性プレート上に材料が堆積され、硬化される付加製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的な付加製造装置の概略側面図である。
【図２】図1の装置の概略平面図である。
【図３】図1の一部の拡大図であり、装置の材料アプリケータの一部を示す。
【図４】代替的な材料リムーバの概略側面立面図である。
【図５】図4に示す材料リムーバの概略平面図である。
【図６】図1の装置と共に使用するためのビーム走査装置の概略側面図である。
【図７】図1の装置の平面図であり、構築テーブル上に堆積されている樹脂を示す。
【図８】図1の装置と共に使用するのに適した例示的な材料アプリケータの概略斜視図である。
【図９】別の代替的な材料リムーバの概略平面図である。
【図１０】別の付加製造装置の概略側面図である。
【図１１】図10の装置の概略上面平面図である。
【図１２】洗浄流体を収容するステージ及びバットの概略側面立面図である。
【図１３】空気ノズルを装備した空バット内のステージの概略側面立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、添付の図面と共に以下の説明を参照することによって最も良く理解することができる。
【００１２】
本明細書に開示される概念は、硬化が行われる構築ゾーンの境界を越えて空間的に連続している概して剛性の構築面上に硬化性材料が堆積され、硬化される、付加製造方法および関連する装置を提示する。この装置は、特定の硬化サイクルが完了したときに構築面の清浄な部分を構築ゾーン内に移動させるように構成されている。この方法および装置は、材料堆積および／または過剰な未硬化材料の除去が構築面の移動によって物理的に駆動される実施形態と、材料堆積および／または除去が独立した手段によって実行される他の実施形態とを含む。
【００１３】
様々な図を通して同一の参照番号が同一の要素を示す図面を参照すると、図1および図2は、材料の堆積および／または除去が構築テーブルの移動によって物理的に駆動される付加製造方法を実施するための1つのタイプの適切な装置10の例を概略的に示す。以下でより詳細に説明されるように、本明細書で説明される方法を実行するために、他の構成の機器が使用されてもよいことが理解されるであろう。例示的な装置10の基本的な構成要素は、構築テーブル12、ステージ14、材料アプリケータ16、エネルギー放射装置18、および材料リムーバ20を含む。これらの構成要素の各々は、以下でより詳細に説明される。
【００１４】
構築テーブル12は、平面構築面22を規定する構造である。便宜的な説明のために、構築面22は、装置10のX−Y平面に平行に配向されているとみなすことができ、X−Y平面に垂直な方向は、Z方向（X、Y、およびZは、互いに垂直な3つの方向）とみなすことができる。
【００１５】
構築テーブル12は、付加製造プロセス中に加えられる予想される荷重の下で、付加製造プロセスを妨害するほど十分に曲がったり、たわんだりしないように、または製造される部品に許容できない量の歪みまたは不正確さを生じさせないように、十分に剛性をもつ。所望の剛性は、材料特性（すなわち、十分に高い弾性率）および／または構成要素設計（すなわち、厚さ、補強特徴など）の組み合わせによって提供されてもよい。
【００１６】
構築テーブル12またはその選択された部分は透明である。本明細書で使用される「透明」とは、選択された波長の放射エネルギーが通過することを可能にする材料を指す。例えば、以下に記載されるように、硬化に使用される放射エネルギーは、可視スペクトルの紫外線またはレーザ光であり得る。透明材料の非限定的な例としては、ポリマー、ガラス、およびサファイアまたは石英などの結晶性鉱物が挙げられる。構築テーブル12は、2つ以上のサブコンポーネントから構成することができ、そのいくつかは透明である。
【００１７】
図示されるように、構築テーブル12は、以下により詳細に説明されるように、装置10内での連続的な移動を可能にするために、ディスク形状である。しかし、構築テーブル12は、環状リング、直線、曲線、および／または多角形などの他の形態の他の閉路または開路形状を画定することができることを理解されたい。さらに、これらの形状は、変化する幅などの不均一な特徴、または構築テーブル12の位置決めまたは作動を容易にするための特徴（ノッチ、スロット、溝など）の包含を含んでもよい。
【００１８】
構築テーブル12を所定の経路に沿って移動させるための手段が設けられている。経路は、開いていても閉じていてもよい。例えば、経路は、直線であってもよいし、開いた曲線または閉じた曲線であってもよい。図示の例では、構築テーブル12は、中心軸26の周りを回転できるように基部24上に支持されている。支持体は、基部24と構築テーブル12との間の複数の支持ローラ28によって提供される。駆動機構は、１つ以上の支持ローラ28に連結されたモータ（電動ステッパモータなど）30の形態で設けられている。他の取付けおよび駆動システムも可能であり、取付けおよび駆動システムは、選択された構築テーブルの形状および経路の形状に適するように選択される。
【００１９】
構築面22は、「非粘着性」、すなわち、硬化樹脂の接着に対して抵抗性であるように構成されてもよい。非粘着性特性は、構築テーブル12の化学的性質、その表面仕上げ、および／または適用されるコーティングなどの変数の組み合わせによって具体化されてもよい。一例では、永久または半永久非粘着性コーティングが適用されてもよい。適切なコーティングの非限定的な一例は、ポリテトラフルオロエチレン（「PTFE」）である。一例では、構築面22の全て又は一部は、制御された粗さ又は表面テクスチャ（例えば、突起、ディンプル、溝、リッジ等）を組み入れることができ、非スティック特性を有する。一例では、構築面22は、シリコーン材料の可撓性層で覆われてもよい。一例では、構築テーブル12は、酸素透過性材料から作製されてもよい。
【００２０】
この装置は、以下により詳細に説明する「構築ゾーン」23を画定する。1つの構築ゾーン23のみが図示されているが、後述するように、材料アプリケータ、材料リムーバ、エネルギー放射装置等のそれぞれがそれ自体の関連する構築装置を備えている複数の構築ゾーンを設けてもよいことが理解されるであろう。
【００２１】
ステージ14は、構築面22に平行に配向された平面上面32を画定する構造である。
【００２２】
ステージ14と構築テーブル12とをZ方向に相対移動させるための手段が設けられている。図1において、これらの手段は、ステージ14と固定支持構造体34との間に接続された単純なアクチュエータ33として概略的に描かれており、この目的のためには、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、ボールねじ電動アクチュエータ、線形電動アクチュエータ、又はデルタ駆動装置のようなアンダースタンディング装置が使用されてもよい。ステージ14を可動にすることに加えて、又はこれに代わるものとして、構築テーブル12をZ方向に対して平行に移動可能にすることができる。
【００２３】
材料アプリケータ16は、構築テーブル12上に樹脂Rの層を適用し、樹脂Rを平らにするように動作可能な任意のデバイスまたはデバイスの組み合わせであってもよい。
【００２４】
図1に示す例では、材料アプリケータ16は、複数の離間したノズル孔38（図3参照）を含む中空管36を含む。使用に際しては、フィラーを任意に含む樹脂Rが、管36の内部にポンプで送り込まれ、構築ゾーン23の上流のノズル孔38を通って構築面22上に放出される。
【００２５】
図1に示す例では、材料アプリケータ16は、管36の下流に配置された剛性の横方向に細長い構造であるリコータ40を含む。リコータ40は構築面22から所定の垂直距離だけ離間され、従って層増分を規定する。これは、適所に堅固に固定されてもよく、または、可変層厚を可能にするために、別個のアクチュエータ42（図1）に接続されてもよい。アクチュエータ42は、純粋に垂直な動きのために構成されてもよく、又は1つ以上の軸の周りでリコータ40の制御された傾斜のために構成されてもよい。図示の例では、リコータ40は、各々がそれ自体のアクチュエータ42を有する複数の個々の並んだ部分41を含む。個々の部分41の高さは、構築テーブル12の幅にわたる層厚の変動を生成するために、または構築テーブル12の幅にわたる層厚の変動を補償するために、必要に応じて変化させてもよい。
【００２６】
材料リムーバ20は、未硬化樹脂R及び他の残留物を構築面22から除去するのに有効な任意の装置又は装置の組み合わせであってもよい。適切な洗浄装置の非限定的な例には、スクレーパ、ブラシ、吸引または吹き付け機構、吸収またはスポンジ状装置、溶媒洗浄装置、またはそれらの組み合わせが含まれる。
【００２７】
図1に示す例では、材料リムーバ20は、剛性の横方向に細長い構造であるスクレーパ44として構成されている。スクレーパ44は、静的であり、構築テーブル12がその下で回転するときに、構築テーブル12からトラフ（以下に説明する）内に材料をかき取ることによって機能する。スクレーパ44は、材料が構築テーブル12から放射方向に移動することを促すために、放射方向に対してある角度で配向されてもよい。スクレーパ44はアクチュエータ45に連結されて、構築テーブル12に対するその高さまたは圧力を調節できるようにしてもよい。随意的に、スクレーパ44は、材料アプリケータ16よりも実質的に幅広に作ることができ、その結果、未硬化材料は、構築テーブル12の側面上を流れる材料なしに、堆積され、ピックアップされることができる。構築テーブル12の特性に応じて、材料リムーバ20は、代替的に、剛性スクレーパの代わりに、可撓性スキージ型装置として構成されてもよい。
【００２８】
代替的に、材料リムーバは、材料係合要素に材料を構築面22から移動させる経路内の１つ以上のアクチュエータを用いて移動可能なある種のブレードまたは他の材料係合要素を備えた能動デバイスであってもよい。例えば、図4および図5は、垂直軸124を中心として回転するために構築面22の上方に取り付けられたドラム122を備える材料リムーバ120を示す。ドラム122は、構築面22と係合するように位置決めされた複数のスクレーパブレード144を担持する。動作中、ドラム122は、図示しないモータによって回転されることになる。ドラム122が回転すると、スクレーパブレード144はビルド・テーブル12から硬化していない樹脂Rをかき取ることになる。次いで、この材料は、処分または回収のために、構築テーブル12の側面から落下する。スクイージー146を設けて、スクレーパブレード144の底部エッジから材料を任意に、ブロアー（図示せず）を用いてスクレーパブレード144から材料を取り除くのを助けることができる。
【００２９】
再び図1及び図2を参照すると、材料循環装置46を設けることができる。図示の例では、この装置は、構築テーブル12およびスクレーパ44の下に配置された回収トラフ48を含む。作動中、構築面22から削り取られた材料は、トラフ48内に落下する。トラフ48は、適切な配管又は別の適切な導管50によって材料アプリケータ16に接続される。部分的に硬化した樹脂Rの断片および他の残留物を材料の流れから除去するために、フィルタまたはスクリーン52を設けることができる。ポンピング要素54が、循環装置46を通って材料を移動させるために設けられてもよい。ポンピング要素に加えて、またはその代わりに、オーガ53（ここではトラフ48の底部に示されている）などの１つ以上のデバイスを使用して、装置内の材料を移動させることができる。オーガは、粘性材料を移動させるのに特に有用であり得る。新しい樹脂Rおよび／またはフィラーを、リザーバ56から材料の流れに導入することができる。材料が均質であることを確実にするために、樹脂Rを混合するための手段が提供されてもよい（例えば、新しい樹脂R、使用済み樹脂R、新しいフィラー、使用済みフィラーのいずれかまたはすべてを含む）。図1には、堆積前に材料を混合または撹拌するために使用され得る概略的なミキサー47が示されている。
【００３０】
エネルギー放射装置18は、以下により詳細に説明するように、適切なパターンで、適切なエネルギーレベルおよび構築プロセス中に樹脂Rを硬化させるための他の動作特性で、樹脂R上に放射エネルギーを生成し、投影するように動作可能な任意のデバイスまたはデバイスの組合せを備えることができる。
【００３１】
図1に示されるような1つの例示的な実施形態において、エネルギー放射装置18は、本明細書で使用される「プロジェクタ」58を含んでもよく、本明細書では、適切なエネルギーレベルおよび他の動作特性の放射エネルギーパターン化画像を生成して樹脂Rを硬化するように動作する任意の装置を一般的に参照する。本明細書で使用される用語「パターン化画像」は、個々の画素のアレイを含む放射エネルギーの投影を指す。パターン化された撮像装置の非限定的な実施例は、DLPプロジェクタまたは別のデジタルマイクロミラー装置、LEDの2Dアレイ、レーザの2Dアレイ、または光学的にアドレス指定された光バルブを含む。図示の例では、プロジェクタ58は、UVランプのような放射エネルギー源60と、放射エネルギー源60からソースビーム64を受け取り、樹脂Rの表面上に投影されるパターン化画像66を生成するように動作可能な画像形成装置62と、省略可能な、１つ以上のレンズのような焦点合わせ光学系68とを備える。
【００３２】
放射エネルギー源60は、樹脂Rを硬化させるのに適当なエネルギーレベル及び周波数特性のビームを発生させるように作動可能な任意の装置を備えることができる。図示の例では、放射エネルギー源60は、UVフラッシュランプを備える。
【００３３】
画像形成装置62は、ミラー、プリズム、光学フィルタ、スプリッタ、光ファイバ、光学センサ、及び／又はレンズのような1つ以上の光操作要素を含み、適当なアクチュエータを備え、放射エネルギー源60からのソースビーム64が、樹脂Rの表面と一致するX−Y平面内の画素化された画像に変換され得るように配置される。図示の例では、画像形成装置62は、デジタルマイクロミラー装置であってもよい。例えば、プロジェクタ58は、市販のデジタル光処理（「DLP」）プロジェクタであってもよい。
【００３４】
オプションとして、プロジェクタ58は、画像形成装置62またはプロジェクタ58の他の部分を選択的に移動させるように構成されたアクチュエータ、ミラーなどの追加の手段を組み込むことができ、その結果、パターン化画像66の位置がラスタリングまたはシフトされる。別の言い方をすれば、パターン化された画像は、公称位置または開始位置から離れるように移動されてもよい。これにより、単一の画像形成装置62が、例えば、より大きな構築領域をカバーすることができる。パターン化された画像を画像形成装置62からマスタリングまたはシフトする手段が市販されている。このタイプの画像投影は、本明細書では「タイル状画像」と呼ぶことができる。
【００３５】
代替的に、エネルギー放射装置18は、樹脂Rを硬化し、樹脂Rの表面上を所望のパターンでビームを走査するために、適切なエネルギーレベル及び他の動作特性の放射エネルギービームを生成するように動作可能な任意の装置を一般に参照するために本明細書で使用される「走査ビーム装置」を含んでもよい。図6は、放射エネルギー源72及びビームステアリング装置74を含む走査ビーム装置70の一例を示す。
【００３６】
放射エネルギー源72は、適切なパワーのビームを発生させるように作動可能な任意の装置、及び樹脂Rを硬化させる他の作動特性を備えることができる。適切な放射エネルギー源の限定的意味のない例としては、レーザ又は電子ビーム銃が挙げられる。
【００３７】
ビームステアリング装置74は、１つ以上のミラー、プリズム、および／またはレンズを含むことができ、適切なアクチュエータを備えることができ、放射エネルギー源72からのビーム76を所望のスポットサイズに集束させることができ、樹脂Rの表面と一致する平面内の所望の位置にステアリングすることができるように配置することができる。ビーム76は、ここでは、「構築ビーム」と呼ぶことができる。他のタイプの走査ビーム装置を使用してもよい。例えば、複数の構築ビームを使用する走査ビーム源は、走査ビーム源として知られており、この走査ビーム源では、放射エネルギー源自体が１つ以上のアクチュエータを介して移動可能である。
【００３８】
装置10は、コントローラ78を含むことができる。図1のコントローラ78は、材料アプリケータ16、ステージ14、エネルギー放射装置18、材料リムーバ20、及び上述の各種アクチュエータの一部又は全てを含む、装置10の動作を制御するために必要なハードウェア及びソフトウェアの一般化された表現である。コントローラ78は、例えば、プログラマブル・ロジック・コントローラ（「PLC」）またはマイクロコンピュータなどの１つ以上の装置で実施される１つ以上のプロセッサ上で実行されるソフトウェアによって実施することができる。そのようなプロセッサは、例えば、有線または無線接続を介して、センサおよび動作構成要素に結合され得る。同じ１つ以上のプロセッサを使用して、統計分析およびフィードバック制御のために、センサデータを取り出し、分析する。
【００３９】
任意選択で、装置10の構成要素は、ガスポート82を使用して遮蔽または不活性ガス雰囲気を提供するために使用することができるハウジング80によって取り囲むことができる。任意選択で、ハウジング80は、温度および／または湿度を制御することができる。任意選択で、ハウジング80の換気は、時間間隔、温度、湿度、および／または化学種濃度などの要因に基づいて制御することができる。
【００４０】
樹脂Rは、放射エネルギー硬化性であり、硬化状態でフィラー（使用される場合）を一緒に接着または結合することができる材料を含む。本明細書で使用されるとき、用語「放射エネルギー硬化性」は、特定の周波数およびエネルギーレベルの放射エネルギーの適用に応答して固化する任意の材料を指す。例えば、樹脂Rは、重合反応を引き起こし、樹脂を液体状態から固体状態に変化させるように機能する光開始剤化合物を含有する公知のタイプのフォトポリマー樹脂を含むことができる。あるいは、樹脂Rは、放射エネルギーの適用によって蒸発させることができる溶媒を含有する材料を含むことができる。未硬化樹脂Rは、固体（例えば、顆粒状）または液体の形態で提供されてもよい。
【００４１】
一般に、樹脂Rは、構築テーブル12と構築面22との間で平らになるように流動性でなければならない。適切な樹脂Rは、比較的厚い材料であり、すなわち、その粘度は、硬化プロセス中に構築テーブル12から流出しないように十分でなければならない。樹脂Rの組成は、特定の用途に適するように所望に応じて選択することができる。異なる組成の混合物を使用してもよい。
【００４２】
樹脂Rは、焼結プロセスなどのさらなる処理中にガスを放出するかまたは焼き尽くす能力を有するように選択することができる。
【００４３】
樹脂Rには、フィラーが配合されていてもよい。フィラーは、樹脂Rと予備混合され、次いで、材料アプリケータ16に装填されてもよい。フィラーは、従来「非常に少量の物質」として定義されている粒子を含む。フィラーは、選択された樹脂Rと化学的および物理的に適合する任意の材料を含んでもよく、粒子は、規則的または不規則な形状であってもよく、均一または不均一なサイズであってもよく、可変アスペクト比を有してもよい。例えば、粒子は、粉末、小さな球体または顆粒の形態をとってもよく、または小さなロッドまたは繊維のように成形されてもよい。
【００４４】
フィラーの組成（その化学的性質および微細構造を含む）は、特定の用途に適するように所望に応じて選択され得る。例えば、フィラーは、金属、セラミック、ポリマー、および／または有機であってもよい。異なる組成の混合物を使用してもよい。
【００４５】
フィラーは、「可融性」であってもよく、これは、十分なエネルギーの適用によって塊に固結することができることを意味する。例えば、融解性は、多くの入手可能なポリマー、セラミック、および金属粉末の特徴である。
【００４６】
樹脂Rに対するフィラーの割合は、特定の用途に適するように選択することができる。一般に、結合した材料が流動し、平坦化されることができ、硬化状態でフィラーの粒子を一緒に保持するのに十分な樹脂Rが存在する限り、任意の量のフィラーを使用することができる。樹脂Rとフィラーとの混合物は、「スラリー」と呼ぶことができる。
【００４７】
次に、装置10の動作の例を詳細に説明する。構成要素を製造し、装置10を使用する前駆体として、構成要素75は、Z軸に沿って配列された平面層のスタックとしてモデル化されたソフトウェアであることが理解されるであろう。使用される硬化方法のタイプに応じて、各層は、ピクセルのグリッドに分割されてもよい。実際の構成要素75は、数十又は数百の層のスタックとしてモデル化及び／又は製造することができる。適切なソフトウェア・モデリング・プロセスは、当該技術において知られている。
【００４８】
任意選択で、構築プロセスは、樹脂適用前に構築面22に非粘着性材料を適用することによって開始することができる。例えば、ポリビニルアルコール（「PVA」）のような剥離剤が、各層が構築される前に構築面22に適用され得る。
【００４９】
任意選択的に、固着を防止するために、構築面22にすぐ隣接する樹脂Rの硬化を抑制するために、構築テーブル12の厚さを通して酸素を供給する何らかの手段を設けることができる（酸素は、UV硬化樹脂の硬化を抑制することができる）。
【００５０】
材料アプリケータ16は、樹脂Rを構築面22に適用するために使用される。図示の例では、樹脂Rがノズル穴38から流出し、構築テーブル12上に流出する。構築テーブル12が回転すると、適用された材料をリコータ40の下に引っ張り、適用された材料を所望の厚さにレベル調整する。上述の複数のセクション41は、所望であれば、構築面22の幅を横切って変化する厚さを有する層を意図的に適用するために使用され得る。あるいは、複数の部分41（または旋回運動を提供するように構成されたアクチュエータ42）は、所望の均一な層厚からの任意の変動を補償するために使用されてもよい。このような不均一性は、構築面22の幅にわたる表面速度の変化、樹脂粘度の変化などの要因によって引き起こされ得る。この補償は、例えば、リコータ40を構築面に対して鋭角（例えば、平行でない）に位置決めすることによって実行することができ、その結果、変動が過剰な樹脂層厚さを生成する傾向がある場所において、リコータ40が構築面22により近くなる。その結果、均一な層厚が得られる。
【００５１】
過剰な材料が適用される場合、材料を回収するために、1つ以上のサイドスクレーパまたは追加のキャッチトラフ（図示せず）を提供することが可能である。次いで、これは、排出され得るか、またはポンプで排出され得るか、または手動で除去され得る。
【００５２】
必要に応じて、過剰な材料を適用する機会を減らすために、適用される樹脂層の幅は、構築テーブル12よりも実質的に狭くてもよく、その結果、各側部に横方向のマージンがあり、材料は側部を越えて流れない。例えば、図7に示すように、樹脂帯Rの幅は構築テーブル12よりも狭い。
【００５３】
特定の用途に応じて、遷移中、すなわち、構築テーブル12の動きが開始または停止するときに、過剰な構築または不整合層が存在することが可能である。このような遷移領域が存在する場合、構築ゾーン23がこれらの遷移領域と一致しないことは、部品の均一性にとって有用である。遷移領域（存在する場合）のサイズは、かなり一定である可能性が高い。これらの遷移領域を回避することは、遷移領域のサイズに1つの成分についての所望の構築ゾーン23のサイズを加えたものよりも構築テーブル12の最小の前進（すなわち、回転される度数）を大きくすることによって、または構築テーブル12を層間で比較的大量に回転させることによって可能であり、均一なスラリー高さを有することが保証される大きなゾーンを提供する。この場合、材料の浪費を回避するために、材料アプリケータ16と材料リムーバ20との間のゾーンに、いくつかの近接しているが離間した構成要素を製造することが可能である。
【００５４】
必要に応じて、異なる層は、樹脂Rおよび／またはフィラーの2つ以上の異なる材料の組み合わせを含み得る。本明細書中で使用される場合、用語「組み合わせ」は、構成要素のいずれかにおける任意の差異をいう。従って、例えば、2つの異なるフィラー組成物と混合された特定の樹脂組成物は、2つの異なる材料の組み合わせを表す。例えば、1つの層は、樹脂Rとフィラーとの第1の組み合わせを含むことができ、第2の層は、樹脂Rとフィラーとの異なる組み合わせを含むことができる。異なる材料は、例えば、図1に見られるように、1つ以上の追加の供給容器156を提供することによって提供され得る。
【００５５】
材料が堆積された後、装置10は、選択された層の増分を画定するように配置される。層の増分は、樹脂Rが材料アプリケータ16によって適用される厚さとステージ14の動作との何らかの組合せによって定義される。例えば、ステージ14は、上面32が適用された樹脂Rにちょうど接触するように配置されてもよく、またはステージ14は、層の増分を明確に規定するために樹脂Rを圧縮し、変位させるために使用されてもよい。層の増分は、付加製造プロセスの速度および構成要素75の分解能に影響を及ぼす。層の増分は可変とすることができ、より大きな層の増分は、高い精度を必要としない構成要素75の部分におけるプロセスを高速化するために使用され、より高い精度が必要とされる場合には、プロセス速度を犠牲にして、より小さな層の増分が使用される。
【００５６】
フィラー入りの樹脂Rが適用され、層の増分が規定されると、エネルギー放射装置18は、構築されている構成要素75の二次元断面又は層を硬化させるために使用される。
【００５７】
プロジェクタ58が使用される場合、プロジェクタ58は、構成要素75の断面を表すパターン化された画像66を、構築テーブル12を通して樹脂Rに投影し、放射エネルギーへの曝露は、樹脂R中のパターンを硬化し、固化させ、このタイプの硬化は、本明細書では「選択的」硬化と呼ばれる。
【００５８】
第1の層の硬化が完了すると、ステージ14は、例えばアクチュエータ33を用いてステージ14を上昇させることによって、構築テーブル12から分離される。
【００５９】
任意選択で、構成要素75および／またはステージ14を洗浄して、硬化サイクルの間に未硬化樹脂R、破片、または汚染物質を除去することができる。クリーニングプロセスは、硬化しなかった樹脂R、または上述の選択的硬化ステップ中にゲル化するのに十分に硬化しなかった樹脂Rを除去する目的で使用することができる。例えば、部品75及び／又はステージ14を洗浄して、追加の材料又は材料汚染が最終部品75に存在しないことを保証することが望ましい場合がある。例えば、洗浄は、構成要素75および／またはステージ14を、液体洗剤または溶媒などの洗浄流体と接触させることによって行うことができる。図12は、洗浄流体を収容する洗浄槽391を設けることによって、これをどのように達成することができるかの一例を示す。洗浄槽391は、周壁によって囲まれた床を備える。使用時には、洗浄液97は洗浄槽391内に配置される。適切な機構（図示せず）を使用して、洗浄槽391をステージ14の下の位置に移動させる。次に、ステージ14を下降させて、部品75を洗浄流体97と接触させる。洗浄サイクルが完了すると、ステージ14は、部品75を洗浄槽391から離れるように移動させるために上昇される。図12は、この相対運動を生成するためのいくつかの異なる可能な手段を示す。一例として、機械的混合ブレード392を使用して、洗浄流体97を撹拌することができる。別の例として、洗浄槽391に結合された超音波トランスデューサ394を使用して、洗浄流体97内に超音波を生成することができる。別の例として、１つ以上のノズル396を使用して、流れる洗浄流体97のジェットを導入することができる。さらに別の例として、適切なアクチュエータ（図示せず）を使用して、ステージ14と洗浄バット391との相対運動を生成してもよい。任意選択で、洗浄プロセスは、清浄化されたばかりの構成要素75が、清浄化流体を吹き飛ばすかまたは蒸発させる目的で構成要素75に空気の噴流を向けるために使用される空気ノズル492を有する空の清浄化槽491（図13）内に配置される「乾燥」ステップを含むことができ、特定の状況に応じて、「乾燥」ステップは、構成要素75自体を清浄化するのに十分であることができる。洗浄ステップに続いて、洗浄槽はステージ14から離れるように移動される。
【００６０】
次に、構築テーブル12を前進させて、構築面22を材料リムーバ20の下に移動させ、過剰な硬化または未硬化樹脂R、フィラー、剥離剤、または他の残留物を除去する。過剰の未硬化樹脂R及びフィラーは、キャッチトラフ48に流入し、上述のように再循環される。
【００６１】
構築面22から残留物を除去または洗浄するステップと同時に、構築テーブル12の回転によって露出される構築面22の清浄な部分に、フィラーを含む追加の樹脂Rが適用される。別の層の増分が定義され、プロジェクタ58は再びパターン化された画像66を投影する。放射エネルギーへの暴露は、上述のように樹脂Rを選択的に硬化させ、新しい層を先に硬化させた層に接合する。樹脂Rを適用し、層を増分し、次いで選択的に硬化するこのサイクルは、構成要素75全体が完了するまで繰り返される。
【００６２】
走査ビーム装置がプロジェクタの代わりに使用される場合、構築プロセスは、硬化ステップを除いて同様である。硬化を行うために、放射エネルギー源68はビーム66を放射し、ビームステアリング装置70は、構築ビーム66の焦点を露出した樹脂Rの上に適切なパターンでステアリングすることによって樹脂Rを硬化させるために使用される。
【００６３】
いずれの硬化方法（プロジェクタまたはスキャン）であっても、硬化した樹脂Rによってフィラー（使用する場合）が固体状に保持された部品75が得られ、この部品は、いくつかの条件で最終製品として使用することができる。硬化ステップに続いて、部品75をステージ14から取り外すことができる。
【００６４】
最終製品が純粋にセラミック又は金属であることが意図されている場合、樹脂Rを焼結させてセラミック又は金属粒子を固めるために、成分75を従来の焼結プロセスに処理してもよい。必要に応じて、公知の浸透プロセスが、焼結プロセスの間または後に実施されて、成分中の空隙を、フィラーよりも低い溶融温度を有する材料で充填し得る。浸透プロセスは、構成要素の物理的特性を改善する。
【００６５】
上述の方法では、材料適用および材料除去は、構築テーブル12の移動に物理的にリンクされ、それによって駆動される。あるいは、材料の適用および／または材料の除去が構築テーブル12の移動とは無関係である、付加製造方法が実行されてもよい。この代替方法は、装置10またはその適切な修正を使用して実行することができる。
【００６６】
例えば、構築テーブルの移動を必要としない材料アプリケータを、材料アプリケータ16の代わりに用いることができる。図8は、ノズル238と流量制御機構240とを有する供給容器236を備える適切なタイプの材料アプリケータ216の一例を示す。構築面22上（例えばX、Y、Z軸において）の材料アプリケータ216の制御された3D移動のために適切な手段が提供される。図12は、一例として、アクチュエータ組立体241を示す。このタイプの材料アプリケータ216は、任意の形状および可変の厚さを有する層に樹脂Rを堆積させることができる。図8に示される例では、例示的な層180は、比較的小さい厚さを有するいくつかの領域（セクション182によって例示される）と、比較的大きい厚さを有する他の領域（セクション184によって例示される）とを有する。層180はまた、材料のない領域（開放領域186によって例示される）を含んでもよい。層の種々のセクションの形状は、隆起セクション184によって例示されるように、任意であり得る。
【００６７】
構築テーブル回転を必要としない他の適切な樹脂適用装置の非限定的な例としては、シュート、ホッパー、ポンプ、スプレーノズル、スプレーバー、またはプリントヘッド（例えば、インクジェット）が挙げられる。
【００６８】
樹脂が構築面22に適用されると、装置10は、上述の構築ステップを実行するために使用され、構築ステップは、選択された層の増分を画定するための位置決め、エネルギー放射装置を使用して構築されている構成要素75の二次元断面又は層を硬化するための使用、及びステージを構築テーブル12から分離することを含む。
【００６９】
次いで、構築テーブル12を前進させて、構築面22の新しい清浄な部分を構築ゾーン23内に移動させ、従って、後続の層について装置を準備させる。
【００７０】
構築テーブル12を前進させるのと同時に、またはその後に、材料リムーバを使用して、過剰の硬化または未硬化樹脂R、フィラー、剥離剤、または他の残留物を構築面22から除去する。材料リムーバは、構築ゾーン23の下流の装置10内のどこにでも配置することができることが理解されるであろう。
【００７１】
このステップを実行するために、構築テーブル12の移動に依存しない材料リムーバを設けることができる。例えば、上述し、図5に示した材料リムーバ120を使用することができる。代替例として、図9は、構築テーブル12の構築面22上に静止し、放射方向への移動のために配向されたブレード344を備える材料リムーバ320を図示する。アクチュエータ346は、図中の矢印の軸に沿って、代替の収縮および延長を提供するために提供される。この移動は、上述のように、未硬化樹脂および他の残留物を構築テーブル12の内半径から外半径までかき取り、次いでトラフ内に落とすために使用される。
【００７２】
図10および図11は、別の付加製造装置510を概略的に示す。装置510の全体構成は、上述の装置10と同様である。別個に記載されていない要素は、装置10と同一であると考えることができる。装置510は、構築テーブル512と、ステージ514と、材料アプリケータ516と、エネルギー放射装置518と、材料リムーバ520とを含む。
【００７３】
装置510の構造および動作は、上述の装置10と実質的に類似しており、主な違いは、構築サイクル間で構築テーブル512を進めるために使用される移動が回転ではなく直線であることである。
【００７４】
図示のように、構築テーブル512は、ほぼ矩形である。線、曲線および／または多角形によって画定される他の形状を使用することができる。さらに、これらの形状は、変化する幅などの不均一な特徴、または構築テーブル12の位置決めまたは作動を容易にするための特徴（ノッチ、スロット、溝など）の包含を含んでもよい。全幅「W」および全長「L」は、特定の用途に適合するように選択することができ、線または開曲線などの所定の経路に沿って構築テーブル512を移動させるための手段が提供される（これらのいずれも、「閉経路」とは対照的に「開経路」と見なすことができる）。図示の例では、構築テーブル512は、複数の支持ローラ528によって基部524上に支持されている。支持ローラ528のうちの1つまたは複数は、モータ駆動されてもよい。他の取り付け及び駆動システムも可能である。駆動システムは、例えば、図10に矢印で示すように左から右に、構築テーブル512を装置を通して移動させるように動作可能である。
【００７５】
テーブル前進運動を除いて、構成要素75を構築するための装置510の動作は、上述の装置10の動作と実質的に同じである。具体的には、上述のように材料を適用し、かつ／または材料を除去するオプションのいずれかまたはすべてを、装置510内に実装することができる。すなわち、材料の用途および／または材料の除去は、構築テーブル512の動きと結びついている場合もあれば、それとは無関係である場合もある。
【００７６】
構築テーブル512を処理するために、様々なオプションが利用可能である。例えば、構築テーブル512が数サイクル前進し、それが装置510を通ってどれだけ前進できるかの限界に達したとき、それは、取り外され、洗浄され、または他の方法で回復され、さらなる使用のために装置510に戻され得る。代替的に、複数の構築テーブル512を設けることができる。各構築テーブル512が完全に使用されると、それは除去され、クリーン構築テーブル512と置き換えられる。次いで、使用済みの構築テーブルを洗浄するか、または他の方法で回復させ、さらなる使用のために回転させて戻すことができる。
【００７７】
あるいは、構築テーブルが、装置510を通って進むことができる遠さの限界に達すると、材料アプリケータ516および材料除去剤520を切り離し、構築テーブル512を逆方向に移動させて、それを初期位置にリセットし、さらなる使用のためにそれを準備することができる。
【００７８】
本明細書に記載される方法および装置は、従来技術を超えるいくつかの利点を有する。特に、それは、バットベースの光重合における構築失敗のための主要な経路を排除する。また、従来技術のテープキャスティング法と比較して、潜在的に、より低いコスト、より少ない材料廃棄物、およびより高いプロセス速度を有する。
【００７９】
以上、付加製造のための方法及び装置について説明した。本明細書に開示された特徴のすべて（添付の請求の範囲、要約書図面を含む）、および／または開示された方法またはプロセスのすべてのステップは、そのような特徴および／またはステップの少なくともいくつかが相互に排他的である組み合わせを除き、任意の組み合わせで結合することができる。
【００８０】
本明細書に開示された各特徴（付随する請求権、要約書および図面を含む）は、別途明示的に記載されていない限り、同一または同等または類似の目的を対象とする別の特徴に置き換えられる可能性がある。したがって、特に断らない限り、開示される各特徴は、同等または類似の特徴の一般的なシリーズの一例にすぎない。
【００８１】
本発明は、前述の実施形態の詳細に限定されるものではない。本発明は、本明細書（任意の添付の特許請求の範囲、要約書、および図面を含む）に開示された特徴の任意の新規な1つ、または任意の新規な組み合わせ、またはそのように開示された任意の方法またはプロセスのステップの任意の新規な1つ、または任意の新規な組み合わせに及ぶ。
【００８２】
（付記１）
少なくとも一部が透明である構築テーブルであって、前記構築テーブルが構築面を画定する構築テーブルと、
前記構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を堆積させるように動作可能な材料アプリケータと、
前記構築テーブルの構築面に面して配置され、樹脂の1つ以上の硬化層の積層配置を保持するように構成されたステージと、
前記構築テーブルとステージとの相対位置を変更するように動作可能な１つ以上のアクチュエータと、
前記ステージの反対側の前記構築テーブルに隣接して配置され、放射エネルギーを生成し、所定のパターンで前記構築テーブルを通して前記樹脂上に投影するように動作可能なエネルギー放射装置と、
各層について新しい部分を露出させるように前記構築テーブルを移動させるように動作可能な駆動機構と、
前記構築面から残留物を除去するように動作可能な材料リムーバと、
を含む付加製造装置。
（付記２）
前記構築テーブルは、中心軸を中心として回転するように取り付けられ、
前記駆動機構は、中心軸を中心として前記構築テーブルを選択的に回転するように構成されている、
付記１の装置。
（付記３）
前記駆動機構は、前記構築テーブルを開経路に沿って移動させるように構成されている、付記１の装置。
（付記４）
前記材料アプリケータは、前記構築テーブルの移動に物理的にリンクして動作するように構成されている、付記１の装置。
（付記５）
前記材料リムーバは、前記構築テーブルの移動に物理的にリンクして動作するように構成されている、付記１の装置。
（付記６）
過剰な樹脂を収集するトラフが、前記構築テーブルに隣接して配置されている、付記１の装置。
（付記７）
前記トラフから前記材料アプリケータに未硬化樹脂を移動させるように動作可能な材料循環装置をさらに含む、付記６の装置。
（付記８）
前記材料アプリケータは、2つ以上の樹脂を選択的に堆積させるように構成されている、付記１の装置。
（付記９）
前記構築面が非粘着性コーティングを含む、付記１の装置。
（付記１０）
前記構築面の少なくとも一部が酸素透過性である、付記１の装置。
（付記１１）
中心軸を中心として回転するように取り付けられた構築テーブルであって、前記構築テーブルの少なくとも一部が透明であり、前記構築テーブルが構築面を画定する、構築テーブルと、
前記構築テーブルを中心軸を中心として選択的に回転させるように構成された駆動機構と、
前記構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を堆積させるように動作可能な材料アプリケータと、
前記構築テーブルの構築面に面して配置され、樹脂の1つ以上の硬化層の積層配置を保持するように構成されているステージと、
前記構築テーブルとステージとの相対位置を変更するように動作可能な１つ以上のアクチュエータと、
前記ステージの反対側の前記構築テーブルに隣接して配置され、放射エネルギーを生成し、所定のパターンで前記構築テーブルを通して前記樹脂上に投影するように動作可能なエネルギー放射装置と、
前記構築面から残留物を除去するように動作可能な材料リムーバと、
を含む、付加製造装置。
（付記１２）
前記構築テーブルは、円形状または環状である、付記１１の装置。
（付記１３）
前記材料アプリケータは、前記構築テーブルの移動に物理的にリンクして動作するように構成されている、付記１１の装置。
（付記１４）
前記材料アプリケータは、前記樹脂の層を平らにするように動作可能なリコータを含む、付記１３の装置。
（付記１５）
前記材料リムーバは、前記構築テーブルの移動に物理的にリンクして動作するように構成されている、付記１１の装置。
（付記１６）
前記材料リムーバは、前記構築面に係合するように配置されたスクレーパを含む、付記１５の装置。
（付記１７）
透明な少なくとも一部を含む構築テーブルの構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を適用し、
樹脂に層の増分を画定するように前記構築面に対してステージを位置決めし、
構成要素の断面層の幾何学的形状を画定するように特定のパターンの放射エネルギーの適用を使用して、前記構築面上の構築ゾーン内で前記樹脂を選択的に硬化させ、
前記構成要素を前記構築面から分離するように前記構築テーブルおよび前記ステージを相対的に離して移動させ、
新しい部分を露出するように前記構築テーブルを進行させ、
材料リムーバを使用することによって、前記構築ゾーンの下流の位置で前記構築面から残留物を除去し、
前記構成要素が完成するまで、適用し、位置決めし、選択的に硬化し、移動し、進行し、除去することを複数の層について繰り返す、
層ごとに構成要素を製造する方法。
（付記１８）
前記進行することは、駆動機構を使用して、前記構築テーブルを中心軸を中心として選択的に回転させることを含む、付記１７の方法。
（付記１９）
前記進行させることは、前記構築テーブルの直線運動を生成する駆動機構を使用することを含む、付記１７の方法。
（付記２０）
前記樹脂を適用することが、前記構築ゾーンの上流の位置で前記構築面に前記樹脂を適用し、同時に、前記構築テーブルを進行させて前記樹脂を前記構築ゾーンに流入させることを含む、付記１７の方法。
（付記２１）
前記適用することが、前記樹脂の層を平らにするためにリコータを使用することを含む、付記１７の方法。
（付記２２）
前記適用することは、前記樹脂の不均一性を補償するように、リコータを前記構築面に対して非平行方向に配置することを含む、付記２０の方法。
（付記２３）
前記除去することは、少なくとも1つのスクレーパを使用して前記構築面に係合することを含む、付記１７の方法。
（付記２４）
前記除去することが、未硬化樹脂を収集し、再使用することを含む、付記１７の方法。
（付記２５）
再使用の前に前記樹脂を濾過することをさらに含む、付記２４の方法。
（付記２６）
前記樹脂を混合することをさらに含む、付記２４の方法。
（付記２７）
前記層のうちの少なくとも1つにおける前記樹脂が、前記層のうちの別の1つにおける前記樹脂とは異なる組成を有するように、前記樹脂が適用される、付記１７の方法。
（付記２８）
前記放射エネルギーの適用は、パターン化された画像を投影することによって適用される、付記１７の方法。
（付記２９）
前記パターン化された画像をシフトすることをさらに含む、付記２８の方法。
（付記３０）
さらなる放射エネルギーが、前記樹脂の表面上で少なくとも1つの構築ビームを走査することによって適用される、付記２８の方法。
（付記３１）
前記放射エネルギーの適用は、前記樹脂の表面上で少なくとも1つの構築ビームを走査することによって適用される、付記１７の方法。
（付記３２）
前記樹脂が粒状材料フィラーを含む、付記１７の方法。
（付記３３）
硬化した前記樹脂を焼き、フィラーを固めるために、前記構成要素を焼結することをさらに含む、付記３２の方法。
（付記３４）
前記層のうちの少なくとも1つは、2つ以上の部分に分割され、前記樹脂は、前記部分のうちの少なくとも1つにおける前記樹脂が、前記部分のうちの別の1つにおける前記樹脂とは異なる組成を有するように適用される、付記１７の方法。
（付記３５）
前記樹脂が、変化する厚さを有する層に適用される、付記１７の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が透明である構築テーブルであって、前記構築テーブルが構築面を画定する構築テーブルと、
前記構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を堆積させるように動作可能な材料アプリケータと、
前記構築テーブルの構築面に面して配置され、樹脂の1つ以上の硬化層の積層配置を保持するように構成されたステージと、
前記構築テーブルとステージとの相対位置を変更するように動作可能な１つ以上のアクチュエータと、
前記ステージの反対側の前記構築テーブルに隣接して配置され、放射エネルギーを生成し、所定のパターンで前記構築テーブルを通して前記樹脂上に投影するように動作可能なエネルギー放射装置と、
各層について新しい部分を露出させるように前記構築テーブルを移動させるように動作可能な駆動機構と、
前記構築面から残留物を除去するように動作可能な材料リムーバと、
を含む付加製造装置。
【請求項２】
前記構築テーブルは、中心軸を中心として回転するように取り付けられ、
前記駆動機構は、中心軸を中心として前記構築テーブルを選択的に回転するように構成されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記駆動機構は、前記構築テーブルを開経路に沿って移動させるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記材料アプリケータは、前記構築テーブルの移動に物理的にリンクして動作するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記材料リムーバは、前記構築テーブルの移動に物理的にリンクして動作するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
過剰な樹脂を収集するトラフが、前記構築テーブルに隣接して配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記トラフから前記材料アプリケータに未硬化樹脂を移動させるように動作可能な材料循環装置をさらに含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記材料アプリケータは、2つ以上の樹脂を選択的に堆積させるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
透明な少なくとも一部を含む構築テーブルの構築面上に放射エネルギー硬化樹脂を適用し、
樹脂に層の増分を画定するように前記構築面に対してステージを位置決めし、
構成要素の断面層の幾何学的形状を画定するように特定のパターンの放射エネルギーの適用を使用して、前記構築面上の構築ゾーン内で前記樹脂を選択的に硬化させ、
前記構成要素を前記構築面から分離するように前記構築テーブルおよび前記ステージを相対的に離して移動させ、
新しい部分を露出するように前記構築テーブルを進行させ、
材料リムーバを使用することによって、前記構築ゾーンの下流の位置で前記構築面から残留物を除去し、
前記構成要素が完成するまで、適用し、位置決めし、選択的に硬化し、移動し、進行し、除去することを複数の層について繰り返す、
層ごとに構成要素を製造する方法。
【請求項１０】
前記進行することは、駆動機構を使用して、前記構築テーブルを中心軸を中心として選択的に回転させることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記進行させることは、前記構築テーブルの直線運動を生成する駆動機構を使用することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記樹脂を適用することが、前記構築ゾーンの上流の位置で前記構築面に前記樹脂を適用し、同時に、前記構築テーブルを進行させて前記樹脂を前記構築ゾーンに流入させることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記層のうちの少なくとも1つにおける前記樹脂が、前記層のうちの別の1つにおける前記樹脂とは異なる組成を有するように、前記樹脂が適用される、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記樹脂が粒状材料フィラーを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
硬化した前記樹脂を焼き、フィラーを固めるために、前記構成要素を焼結することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【国際調査報告】
2021501708.tif 000016
2021501708.tif 000017