(57)【要約】  ボトムアップのステレオリソグラフィ機器で物体を作製する方法が提供される。この機器は、光源と、駆動組立体と、光源および駆動組立体と動作可能に関連付けられたコントローラとを備え、光源および／または駆動組立体は、コントローラによって調整可能である少なくとも１つの調整可能なパラメータを有する。上記方法は、上記機器上に取り外し可能なウィンドウカセットを光源が投光する構成で設置するステップであって、ウィンドウカセットは、ウィンドウ（１２ａ）として提供される、物体が生成され得る造形面を有する光学的に透明な部材を備え、光学的に透明な部材は、そこに少なくとも１つの可変特性を有する、設置するステップと、次いで、ウィンドウの少なくとも１つの可変光学特性に基づいてコントローラによって少なくとも１つの調整可能なパラメータを修正するステップと、次いで、トムアップステレオリソグラフィによって光重合性液体から造形面上に物体を生成するステップと、を含む。
2021500249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトムアップのステレオリソグラフィ機器で物体を作製する方法において、前記機器は、光源と、駆動組立体と、前記光源および前記駆動組立体と動作可能に関連付けられたコントローラとを備え、前記光源および／または前記駆動組立体が、前記コントローラによって調整可能である少なくとも１つの調整可能なパラメータを有する、方法であって、
（ａ）前記機器上に取り外し可能なウィンドウカセットを前記光源が投光する構成で設置するステップであって、前記ウィンドウカセットは、物体が生成され得る造形面を有する光学的に透明な部材を備え、前記光学的に透明な部材は、そこに少なくとも１つの可変特性を有する、設置するステップと、次いで、
（ｂ）前記ウィンドウの前記少なくとも１つの可変光学特性に基づいて前記コントローラによって前記少なくとも１つの調整可能なパラメータを修正するステップと、次いで、
（ｃ）ボトムアップのステレオリソグラフィによって光重合性液体から前記造形面上に前記物体を生成するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記ウィンドウカセットが、それらと動作可能に関連付けられた固有識別子（例えば、バーコード、ＱＲコード、ＮＦＣタグ等）を備え、
前記修正するステップが、
（ｉ）（例えば、固有識別子読取り装置を用いて）前記固有識別子を検出するステップと、次いで、
（ｉｉ）前記少なくとも１つの可変光学特性についてのおよび前記固有識別子に対応する光学補正命令を（例えば、インターネットを介して）データ記憶媒体（例えば、クラウドデータベース）から前記コントローラへ伝達するステップと
によって実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ウィンドウカセットが、その上にデータ記憶媒体（例えば、フラッシュドライブ）を備え、前記データ記憶媒体が、前記少なくとも１つの可変光学特性についての光学補正命令を格納し、
前記修正するステップが、
（ｉ）（例えば、ＵＳＢインタフェースを通じて）前記記憶媒体を前記コントローラと動作可能に関連付けるステップと、次いで、
（ｉｉ）前記光学補正命令を前記データ記憶媒体から前記コントローラへ伝達するステップと
によって実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記可変特性が、光学特性、物理特性（例えば、重合抑制剤に対する透過性）、またはこれらの組合せを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記可変特性が、ウィンドウの厚さ、またはウィンドウの高さ（前記機器に取付けられた際の前記ウィンドウの上部の機械的位置）を含み、前記調整可能なパラメータが、（像の全体および／または像の部分についての）投影像の倍率、および／または光源の焦点面を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記可変特性が、ウィンドウの光透過性（例えば、１つまたは複数の個別の傷、透過性勾配など）を含み、前記調整可能な特性が、光強度（例えば、より小さい光透過性を有する領域内の強度がより大きい）を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記可変特性が、光学的な欠陥領域を含み、前記調整可能なパラメータが、前記造形面に対する投光領域（例えば、その造形面上の物体の生成についての除外される領域または「非印刷ゾーン」）を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記可変特性が、前記ウィンドウ内の局部的な光学的歪みを含み、前記調整可能なパラメータが、前記局部的な光学的歪みにマッピングされる投光される光像の局部的な光学補正を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記可変特性が、重合抑制剤（例えば、酸素）に対する透過性を含み、前記調整可能なパラメータが、光強度、生成の速度、またはこれらの組合せを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
各前記調整可能なパラメータが、前記ウィンドウの１つまたは複数の小部分、前記ウィンドウの主要部分、若しくは前記ウィンドウの全体、又はこれらの組合せに独立して適用される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記光学的に透明な部材が、複数の別個の層を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記光学的に透明な部材が、
（ｉ）剛性または可撓性の半透過性または不透過性支持部材と、
（ｉｉ）前記支持部材（例えば、フッ素重合体部材）上の半透過性部材、または前記支持部材上の不混和性層（例えば、ヒドロゲル）のいずれかと、
（ｉｉｉ）存在するとき、前記半透過性部材内の重合抑制剤（例えば、酸素）と、
（ｉｉｉ）任意選択的だが好ましくは、前記不透過性支持部材と前記半透過性部材の間の緩衝部材と、
（ｖ）任意選択的だが好ましくは、（例えば、前記緩衝部材内または上の）前記不透過性支持部材と前記半透過性部材との間のフィード空間（例えば、フィードチャンネル）であって、追加の重合抑制剤（例えば、酸素）を前記半透過性部材の中に供給するように構成されたフィード空間と
を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記修正するステップが、（例えば、機器に関する物体生成の精度を高めることによって、機器で生成された物体の欠陥形成を減少させることによって、これらの組合せを含むその他によってなど、機器での生成失敗の頻度を減少させることによって）前記機器の少なくとも１つの性能特性を強化する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記生成するステップが、連続液界面製造（ＣＬＩＰ）によって実行される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ボトムアップのステレオリソグラフィ機器であって、
（ａ）光源と、
（ｂ）駆動組立体と、
（ｃ）前記光源および前記駆動組立体と動作可能に関連付けられたコントローラであって、前記光源および／または前記駆動組立体は、前記コントローラによって調整可能である少なくとも１つの調整可能なパラメータを有する、コントローラと、
（ｄ）前記光源と動作可能に関連付けられるとともに、前記機器上に取り外し可能なウィンドウカセットを前記光源が投光する構成で固定するように構成された係合組立体であって、前記ウィンドウカセットは物体が生成され得る造形面を有する光学的に透明な部材を備え、前記光学的に透明な部材は少なくとも１つの可変特性を有する、係合組立体と、
（ｅ）（ｉ）前記コントローラと動作可能に関連付けられ、前記ウィンドウカセット上の固有識別子を読み取るように構成された固有識別子読取り装置（例えば、ＮＦＣタグ読取り装置）、または（ｉｉ）前記コントローラと動作可能に関連付けられ、前記ウィンドウカセット上のデータ記憶媒体に結合するように構成されたデータ記憶媒体連結器（例えば、ＵＳＢ連結器）のいずれかと
を備える、ボトムアップのステレオリソグラフィ機器。
【請求項１６】
前記コントローラが、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成される、請求項１６に記載の機器。
【請求項１７】
ボトムアップのステレオリソグラフィ機器に取り外し可能に取り付けるのに役立つウィンドウカセットであって、
（ａ）円周フレームと、
（ｂ）前記円周フレームに接続された光学的に透明な部材であって、前記光学的に透明な部材は物体が生成され得る造形面を有し、前記光学的に透明な部材はそこに少なくとも１つの可変特性を有する、光学的に透明な部材と、
（ｃ）前記円周フレームに接続された固有識別子（例えば、ＮＦＣタグ）またはデータ記憶媒体（例えば、フラッシュメモリ）のいずれかと
を備えるウィンドウカセット。
【請求項１８】
前記光学的に透明な部材が、複数の別個の層を備える、請求項１７に記載のウィンドウカセット。
【請求項１９】
前記光学的に透明な部材が、
（ｉ）剛性または可撓性の半透過性または不透過性支持部材と、
（ｉｉ）前記支持部材（例えば、フッ素重合体部材）上の半透過性部材、または前記支持部材上の不混和性層（例えば、ヒドロゲル）のいずれかと、
（ｉｉｉ）存在するとき、前記半透過性部材内の重合抑制剤（例えば、酸素）と、
（ｉｖ）任意選択的だが好ましくは、前記不透過性支持部材と前記半透過性部材の間の緩衝部材と、
（ｖ）任意選択的だが好ましくは、（例えば、前記緩衝部材内または上の）前記不透過性支持部材と前記半透過性部材との間のフィード空間（例えば、フィードチャンネル）であって、追加の重合抑制剤（例えば、酸素）を前記半透過性部材の中に供給するように構成されたフィード空間と
を備える、請求項１７または１８に記載のウィンドウカセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、２０１７年１０月２３日に出願した米国仮出願第６２／５７５８０４号の優先権を主張するものであり、その開示については、引用することによってその全てが本明細書の一部を成すものとする。
【０００２】
［技術分野］
本発明は、付加製造(additive manufacturing)に関し、より詳細には、連続液界面製造（ＣＬＩＰ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）を含むステレオリソグラフィに関する。
【背景技術】
【０００３】
一群の付加製造の技法は、「ステレオリソグラフィ(stereolithography)」と呼ばれる場合もあり、光重合性樹脂が逐次重合することにより、３次元物体を作り出すものである。このような技法は、成長する物体の底で光が光透過ウィンドウを通じて樹脂へ投光される「ボトムアップ(bottom-up)」の技法、または成長する物体の上部で光が樹脂へ投光され、次いで、成長する物体が樹脂のプールに沈降される「トップダウン(top down)」の技法であり得る。
【０００４】
連続液界面製造（ＣＬＩＰ）として知られるより迅速なステレオリソグラフィ技法の最近の導入は、付加製造のために「二重硬化(dual cure)」樹脂を導入することと相まって、原型試作から製造までのステレオリソグラフィの有用性を拡大させた（例えば、ＤｅＳｉｍｏｎｅらの米国特許第９２１１６７８号、同第９２０５６０１号、および同第９２１６５４６号、また（２０１５年３月１６日にオンラインで刊行された）Ｊ．Ｔｕｍｂｌｅｓｔｏｎ、Ｄ．Ｓｈｉｒｖａｎｙａｎｔｓ、Ｎ．ＥｒｍｏｓｈｋｉｎらのＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｌｉｑｕｉｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ３Ｄ  Ｏｂｊｅｃｔｓ、Ｓｃｉｅｎｃｅ  ３４７、１３４９〜１３５２頁を参照されたい。また、Ｒｏｌｌａｎｄらの米国特許第９６７６９６３号、同第９４５３１４２号、および同第９５９８６０６号）も参照されたい。
【０００５】
ボトムアップのステレオリソグラフィ技法における速度および多用性が向上するにつれて、このような機器に用いられるウィンドウがより複雑となり、ウィンドウ中の欠陥がそこで生成される物体中に欠陥を引き起こす可能性が問題になってきている。ウィンドウが機器間で切り替えできる交換可能な「カセット(cassettes)」の形態である場合、他の方法で吸収できた光学的な変化さえも、生成プロセスを乱し得る。このように、ウィンドウの光学的な欠陥および変化性の問題に対処する新しい技法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
いくつかの実施形態にて、本発明によれば、ボトムアップのステレオリソグラフィ機器で物体を作製する方法が提供される。この機器は、光源と、駆動組立体と、光源および駆動組立体と動作可能に関連付けられたコントローラとを備え、光源および／または駆動組立体は、コントローラによって調整可能である少なくとも１つの調整可能なパラメータを有する。上記方法は、（ａ）上記機器上に取り外し可能なウィンドウカセットを光源が投光する構成で設置するステップであって、ウィンドウカセットは、物体が生成され得る造形面を有する光学的に透明な部材を備え、光学的に透明な部材は、そこに少なくとも１つの可変特性を有する、設置するステップと、次いで、（ｂ）ウィンドウの少なくとも１つの可変光学特性に基づいてコントローラによって少なくとも１つの調整可能なパラメータを修正するステップと、次いで、（ｃ）ボトムアップのステレオリソグラフィによって光重合性液体から造形面上に物体を生成するステップと、を含む。
【０００７】
いくつかの実施形態では、ウィンドウカセットは、それらと動作可能に関連付けられた固有識別子（例えば、バーコード、ＱＲコード、ＮＦＣタグ等）を備え、修正するステップは、（ｉ）（例えば、固有識別子読取り装置を用いて）固有識別子を検出するステップと、次いで、（ｉｉ）少なくとも１つの可変光学特性についてのおよび固有識別子に対応する光学補正命令を（例えば、インターネットを介して）データ記憶媒体（例えば、クラウドデータベース）からコントローラへ伝達するステップと、によって実行される。
【０００８】
いくつかの実施形態では、ウィンドウカセットは、その上にデータ記憶媒体（例えば、フラッシュドライブ）を備え、データ記憶媒体は、少なくとも１つの可変光学特性についての光学補正命令を格納し、修正するステップは、（ｉ）（例えば、ＵＳＢインタフェースを通じて）記憶媒体をコントローラと動作可能に関連付けるステップと、次いで、（ｉｉ）光学補正命令をデータ記憶媒体からコントローラへ伝達するステップと、によって実行される。
【０００９】
いくつかの実施形態では、可変特性は、光学特性、物理特性（例えば、重合抑制剤に対する透過性）、またはそれらの組合せを含む。
【００１０】
いくつかの実施形態では、可変特性は、ウィンドウの厚さ、またはウィンドウの高さ（機器に取付けられたときのウィンドウの上部の機械的位置）を含み、調整可能なパラメータは、（像の全体および／または像の部分についての）投影像の倍率、および／または光源の焦点面を含む。
【００１１】
いくつかの実施形態では、可変特性は、ウィンドウの光透過性（例えば、１つまたは複数の個別の傷、透過性勾配など）を含み、調整可能な特性は、光強度（例えば、より小さい光透過性を有する領域内の強度がより大きい）を含む。
【００１２】
いくつかの実施形態では、可変特性は、光学的な欠陥領域を含み、調整可能なパラメータは、造形面に対する投光領域（例えば、その造形面上の物体の生成についての除外される領域または「非印刷ゾーン(no print zone)」）を含む。
【００１３】
いくつかの実施形態では、可変特性は、ウィンドウ内の局部的な光学的歪み、調整可能なパラメータは、局部的な光学的歪みにマッピングされる投光される光像の局部的な光学補正を含む。
【００１４】
いくつかの実施形態では、可変特性は、重合抑制剤（例えば、酸素）に対する透過性を含み、調整可能なパラメータは、光強度、生成の速度、またはそれらの組合せを含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では、各調整可能なパラメータは、ウィンドウの１つまたは複数の小部分、ウィンドウの主要部分、またはウィンドウの全体、あるいはそれらの組合せに独立して適用される。
【００１６】
いくつかの実施形態では、光学的に透明な部材は、複数の別個の層を備えている。
【００１７】
いくつかの実施形態では、光学的に透明な部材は、（ｉ）剛性または可撓性の半透過性または不透過性支持部材と、（ｉｉ）支持部材（例えば、フッ素重合体部材）上の半透過性部材、または支持部材上の不混和性層(immiscible layer)（例えば、ヒドロゲル）のどちらかと、（ｉｉｉ）存在するとき、半透過性部材内の重合抑制剤（例えば、酸素）と、（ｉｉｉ）任意選択的だが好ましくは、不透過性支持部材と半透過性部材の間の緩衝部材と、（ｖ）任意選択的だが好ましくは、（例えば、緩衝部材内または上の）不透過性支持部材と半透過性部材との間のフィード空間（例えば、フィードチャンネル）であって、追加の重合抑制剤（例えば、酸素）を半透過性部材の中に供給するように構成されたフィード空間と、を備える。
【００１８】
いくつかの実施形態では、修正するステップは、（例えば、機器に関する物体生成の精度を高めることによって、機器で生成された物体の欠陥形成を減少させることによって、それらの組合せを含むその他によってなど、機器での生成失敗の頻度を減少させることによって）機器の少なくとも１つの性能特性を強化する。
【００１９】
いくつかの実施形態では、生成するステップは、連続液界面製造（ＣＬＩＰ）によって実行される。
【００２０】
いくつかの実施形態では、ボトムアップのステレオリソグラフィ機器は、（ａ）光源と、（ｂ）駆動組立体と、（ｃ）光源および駆動組立体と動作可能に関連付けられたコントローラであって、光源および／または駆動組立体は、コントローラによって調整可能である少なくとも１つの調整可能なパラメータを有する、コントローラと、（ｄ）光源と動作可能に関連付けられるとともに、機器上に取り外し可能なウィンドウカセットを光源が投光する構成で固定するように構成された係合組立体であって、ウィンドウカセットは物体が生成され得る造形面を有する光学的に透明な部材を備え、光学的に透明な部材は少なくとも１つの可変特性を有する、係合組立体と、（ｅ）（ｉ）コントローラと動作可能に関連付けられ、ウィンドウカセット上の固有識別子を読み取るように構成された固有識別子読取り装置（例えば、ＮＦＣタグ読取り装置）、または（ｉｉ）コントローラと動作可能に関連付けられ、ウィンドウカセット上のデータ記憶媒体に結合するように構成されたデータ記憶媒体連結器(coupling)（例えば、ＵＳＢ連結器）のどちらかを備える。
【００２１】
いくつかの実施形態では、コントローラは、本明細書に記載の方法を実施するように構成されている。
【００２２】
いくつかの実施形態では、ボトムアップのステレオリソグラフィ機器に取り外し可能に取り付けるのに役立つウィンドウカセットは、（ａ）円周フレームと、（ｂ）円周フレームに接続された光学的に透明な部材であって、光学的に透明な部材は物体が生成され得る造形面を有し、光学的に透明な部材はそこに少なくとも１つの可変特性を有する、光学的に透明な部材と、（ｃ）円周フレームに接続された固有識別子（例えば、ＮＦＣタグ）またはデータ記憶媒体（例えば、フラッシュメモリ）と、を備える。
【００２３】
本発明に係る前述のおよび他の目的および態様は、本明細書に添付の図面および以下に記載により詳細に説明される。また、本明細書中で引用される全ての米国特許の開示は、引用することにより本明細書の一部を成すものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】光学補正命令がインターネットを介してクラウドデータベースからコントローラへ伝達される、本発明に係る第１実施形態を概略的に示す図である。
【図２】光学補正命令はローカル接続を介してウィンドウカセットに関連付けられた記憶媒体からコントローラへ伝達される、本発明に係る第２実施形態を概略的に示す図である。
【図３ａ】ウィンドウの高さが均一である、ウィンドウカセットの横断面概略図である。
【図３ｂ】ウィンドウの湾曲によりウィンドウの高さが不均一である、ウィンドウカセットの横断面概略図である。
【図３ｃ】ウィンドウの厚さの違いによりウィンドウの高さが不均一である、ウィンドウカセットの横断面概略図である。
【図３ｄ】ウィンドウが取り付けられるフレームの高さの不規則さによりウィンドウの高さが不均一である、ウィンドウカセットの横断面概略図である。
【図４ａ】高さのトポグラフィ(height topography)が５つの領域にわたって最低（ｈ１）から最高（ｈ５）まで変化する、ウィンドウの平面図である。
【図４ｂ】透過性がより小さい個別の領域（すなわち、「傷(blemishes)」）を含むウィンドウの平面図である。
【図４ｃ】透過性のトポグラフィが４つの領域にわたって最高の透過（ｔ１）から最低の透過（ｔ４）まで変化する、ウィンドウの平面図である。
【図４ｄ】２つの光学的歪み領域（すなわち、ウィンドウの残りの領域と比較して、ウィンドウを通じて像が歪んで投影された領域）を含むウィンドウの平面図である。
【図４ｅ】少なくともいくつかの物体（またはいくつかの物体の少なくともいくつかの部分）の生成にとって欠陥が適切でない位置にある、ウィンドウの領域を描写した４つの欠陥を含むウィンドウの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明を、本発明に係る各実施形態を示した添付の図面を参照し、より十分に説明する。なお、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書中に記載される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろこれらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全となり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように与えられるものである。
【００２６】
本明細書にて、用語「および／または」は、関連して挙げられた項目のいずれかもしくは全ての可能な組合せまたは１つまたは複数を含むとともに、二者択一（「または」）で解釈されるときに組合せを欠くものである。
【００２７】
本明細書にて、「固有識別子(unique identifier)」および「固有識別子読取り装置(unique identifier reader)」は、自動識別／データ収集システムの構成要素を意図している。適切な固有識別子には、限定されるものではないものの、バーコード（一次元バーコードおよび二次元バーコード（ＱＲコード）を含む）、近距離無線通信（ＮＦＣ）タグ、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ（アクティブＲＤＩＤタグ、パッシブＲＤＩＤタグ、およびバッテリーアシストパッシブＲＦＩＤタグを含む。）、光学的文字認識（ＯＣＲ）タグおよび読取り装置、磁気ストリップおよび読取り装置等が含まれる。以下にさらに説明されるように、このようなシステムは、例えば、米国特許第８１２０４６８号、同第８５２６９１０号、同第９３７３２０１号、同第９５６２４２９号、同第９５７６４７６号、同第９５８７４８７号、同第９５８９４２８号、および同第９５９５０５８号において知られており、説明されている。このような固有識別子は、樹脂提供業者からエンドユーザへ配給するために樹脂用の容器に取り付けられ得る。
【００２８】
本明細書にて、「情報記憶媒体(information storage media)」は、以下に論じられるように、樹脂の固有の識別情報とは対照的に、樹脂の特性または修正された動作命令を記憶するために使用されることを除いて、「固有識別子」に関連して上述された同じデバイスのいずれかであり得る。
【００２９】
［１．付加製造の方法および機器］
【００３０】
付加製造機器および方法は、既知である。適切な機器は、重合性液体のプールが配置され、それを通じてパターン光が３次元物体を生成するように投影されるウィンドウ、または光学的に透明な部材もしくは「ビルドプレート(build plate)」を用いるボトムアップの機器を含む。このような方法および機器は、例えば、Ｈｕｌｌの米国特許第５２３６６３７号、Ｌａｗｔｏｎの米国特許第５３９１０７２号および同第５５２９４７３号、Ｊｏｈｎの米国特許第７４３８８４６号、Ｓｈｋｏｌｎｉｋの米国特許第７８９２４７４号、Ｅｌ−Ｓｉｂｌａｎｉの米国特許第８１１０１３５号、Ｊｏｙｃｅの米国特許出願公開第２０１３／０２９２８６２号、およびＣｈｅｎらの米国特許出願公開第２０１３／０２９５２１２号において知られており、説明されている。これらの特許および出願の開示は、引用することによってその全てが本明細書の一部を成すものとする。
【００３１】
ＣＬＩＰは、例えば、ＤｅＳｉｍｏｎｅらの米国特許第９２１１６７８号、同第９２０５６０１号、および同第９２１６５４６号、ならびにさらにＪ．Ｔｕｍｂｌｅｓｔｏｎ、Ｄ．Ｓｈｉｒｖａｎｙａｎｔｓ、Ｎ．Ｅｒｍｏｓｈｋｉｎらの３次元物体の連続液界面製造（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｌｉｑｕｉｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ３Ｄ  Ｏｂｊｅｃｔｓ）、（２０１５年３月１６日にオンラインで発行された）Ｓｃｉｅｎｃｅ  ３４７、１３４９〜１３５２頁において知られており、説明されている。Ｒ．Ｊａｎｕｓｚｉｅｗｃｚらの連続液界面製造に関するレイヤーレス製造（Ｌａｙｅｒｌｅｓｓ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｌｉｑｕｉｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ  １１３、１１７０３〜１１７０８頁（２０１６年１０月１８日）も参照されたい。いくつかの実施形態では、上述したように、ＣＬＩＰは、ボトムアップの３次元製造の特徴を用いるものの、照射ステップおよび／または前進ステップは、成長する物体と造形面またはウィンドウとの間の安定したまたは持続的な液体界面をやはり同時に維持しつつ、（ｉ）重合性液体のデッドゾーンを造形面に接触した状態で継続的に維持すること、および（ｉｉ）デッドゾーンと固体ポリマーとの間の（活性表面等の）重合ゾーンの勾配をおよびその各々と接触した状態で継続的に維持することなどによって実行され、重合ゾーンの勾配は、部分的に硬化された形態において第１の成分を含む。ＣＬＩＰのいくつかの実施形態では、光学的に透明な部材は、半透過性部材（例えば、フッ素重合体）を備え、デッドゾーンを継続的に維持することは、光学的に透明な部材を通じて重合抑制剤をフィードすることによって実行され、それによってデッドゾーン内に、および任意選択的で重合ゾーンの勾配の少なくとも一部に、抑制剤の勾配をもたらす。（上記参照された）ＤｅＳｉｍｏｎｅらにおいて、およびさらにＳｕｎらの米国特許出願公開第２０１６／０２８８３７６号に説明されるように、抑制剤は、半透過性部材を完全に通過することができ、または抑制剤の「プール(pool)」は、半透過性部材内に存在し、その樹脂接触面を通過することができる。好ましい抑制剤は酸素であるが、ＤｅＳｉｍｏｎｅらにて説明されるような、またはＳｕｎらにおいて説明されるようなもののような（アミンを含む）塩基などの他の抑制剤を使用することもできる。本発明に用いることができるとともに半透過性の「ウィンドウ(window)」またはウィンドウ構造の必要を潜在的になくすＣＬＩＰを実行するための他の手法は、非混和性液体を含む液体界面を利用すること（２０１５年１０月２９日に発行された、Ｌ．Ｒｏｂｅｓｏｎらの国際公開第２０１５／１６４２３４号を参照されたい。）、電解によって抑制剤としての酸素を発生させること（２０１６年８月２５日に発行された、Ｉ  Ｃｒａｖｅｎらの国際公開第２０１６／１３３７５９号を参照されたい。）、および光活性剤(photoactivator)が重合性液体に結合される磁気的に配置可能な粒子を組み込むこと（２０１６年９月１５日に発行された、Ｊ．Ｒｏｌｌａｎｄの国際公開第２０１６／１４５１８２号を参照されたい。）を含む。本発明に係る実施形態に適用され得るステレオリソグラフィまたは「ＣＬＩＰ」プロセスのさらなる例は、２０１６年３月１０日に発行された米国特許出願公開第２０１６／００６７９２１号、および２０１８年８月３０日に発行された同第２０１８／０２４３９７６号を含む。
【００３２】
機器は、典型的に、ユーザによってコントローラに入力される物体データファイルに由来するその機器上で３次元物体を生成するための動作命令を格納および実行するローカルコントローラを備えることができる。典型的には、光重合のために投影される物体の基本的な３次元イメージとともに（Ｚ方向に互いから離れるようなキャリアおよび造形面の移動とともに）、動作命令は光強度、露光時間、曝露間の時間、生成の速度、ステップの高さ、ステップまたはレシプロ動作モードにおける上昇ストロークの高さおよび／または時間、レシプロ動作モードにおける下降ストロークの高さおよび／または時間、粘性重合性液体をポンプ式に押し出すための回転速度、樹脂加熱温度および／または樹脂冷却温度、回転速度および周波数などのプロセスパラメータを含むまたは生成できる。（例えば、Ｅｒｍｏｓｈｋｉｎら、Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ  ｆｅｅｄｉｎｇ  ｏｆ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｂｌｅ  ｌｉｑｕｉｄ（２０１５年１２月２３日に発行された）国際公開第２０１５／１９５９２４号；Ｓｕｔｔｅｒら、Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｒｅｅ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｏｂｊｅｃｔｓ  ｗｉｔｈ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｍｏｄｅｓ、（２０１６年９月９日に発行された）国際公開第２０１６／１４０８８６号；Ｊ．ＤｅＳｉｍｏｎｅら、Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｌｉｑｕｉｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ｒｏｔａｔｉｏｎ、（２０１６年１月１４日に発行された）国際公開第２０１６／００７４９５号；Ｊ．ＤｅＳｉｍｏｎｅらの米国特許第９２１１６７８号、およびＪ．ＢａｔｃｈｅｌｄｅｒらのＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｌｉｑｕｉｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ  ｐｕｍｐ、（２０１７年５月１１日に発行された）米国特許出願公開第２０１７／０１２９１６９号を参照されたい。
【００３３】
非限定的な一実施形態では、機器は、Ｃａｒｂｏｎ，Ｉｎｃ．，１０８９  Ｍｉｌｌｓ  Ｗａｙ，Ｒｅｄｗｏｏｄ  Ｃｉｔｙ，ＣＡ  ９４０６３  ＵＳＡから市販のＣａｒｂｏｎ  Ｉｎｃ．のＭ１またはＭ２付加製造機器とすることができる。
【００３４】
［２．ビルドプレートおよびウィンドウカセット］
【００３５】
本発明は、ＣＬＩＰを実行するのに用いられるウィンドウカセットに考慮できる好ましい実施形態にあるものの、本発明は、そのウィンドウが光学的に透明な材料の単一の層から形成されてもよく、異なる材料から形成される光学的に透明な材料の複数の層から形成されてもよく、ウィンドウが光学補正により利益を受け得るいずれのボトムアップのステレオリソグラフィプロセスにも適用可能である。
【００３６】
いくつかの実施形態では、ボトムアップのステレオリソグラフィ機器に取り外し可能に取り付けるのに役立つウィンドウカセットは、（ａ）円周フレームと、（ｂ）この円周フレームに接続された光学的に透明な部材であって、光学的に透明な部材は物体が生成され得る造形面を有し、光学的に透明な部材はそこに少なくとも１つの可変特性を有する、光学的に透明な部材と、（ｃ）円周フレームに接続された固有識別子（例えば、ＮＦＣタグ）またはデータ記憶媒体（例えば、フラッシュメモリ）のいずれかを備える。光学的に透明な部材は、複数の別個の層を備えることができる。いくつかの実施形態では、光学的に透明な部材は、（ｉ）剛性または可撓性の半透過性または不透過性支持部材と、（ｉｉ）支持部材（例えば、フッ素重合体部材）上の半透過性部材または支持部材上の不混和性層（例えば、ヒドロゲル）のどちらかと、（ｉｉｉ）存在するとき、半透過性部材内の重合抑制剤（例えば、酸素）と、（ｉｉｉ）任意選択的だが好ましくは、不透過性支持部材と半透過性部材の間の緩衝部材と、（ｖ）任意選択的だが好ましくは、（例えば、緩衝部材内または上の）不透過性支持部材と半透過性部材との間のフィード空間（例えば、フィードチャンネル）であって、追加の重合抑制剤（例えば、酸素）を半透過性部材の中に供給するように構成されたフィード空間と、を備える。
【００３７】
本発明を実施するために用いられ得るウィンドウの例は、限定されるものではないものの、以下に記載されているものを含む。
【００３８】
Ｊ．ＤｅＳｉｍｏｎｅ、Ａ．Ｅｒｍｏｓｈｋｉｎ、およびＥ．Ｓａｍｕｌｓｋｉの米国特許第９４９８９２０号、Ｊ．ＤｅＳｉｍｏｎｅ、Ａ．Ｅｒｍｏｓｈｋｉｎ、Ｎ．Ｅｒｍｏｓｈｋｉｎ、およびＥ．Ｓａｍｕｌｓｋｉの米国特許第９３６０７５７号、ならびにＪ．ＤｅＳｉｍｏｎｅ、Ａ．Ｅｒｍｏｓｈｋｉｎ、Ｎ．Ｅｒｍｏｓｈｋｉｎ、およびＥ．Ｓａｍｕｌｓｋｉの米国特許第９２０５６０１号。
【００３９】
Ｊ．ＤｅＳｉｍｏｎｅ、Ａ．Ｅｒｍｏｓｈｋｉｎらの米国特許出願公開第２０１６／００４６０７５号、Ｄ．Ｍｏｏｒｅ、Ａ．Ｅｒｍｏｓｈｋｉｎらの米国特許出願公開第２０１６／０１９３７８６号、Ｄ．Ｍｏｏｒｅ、Ｊ．Ｔｕｍｂｌｅｓｔｏｎらの米国特許出願公開第２０１６／０２０００５２号、ならびにＳｕｎおよびＬｉｃｈｋｕｓの米国特許出願公開第２０１６／０２８８３７６号。
【００４０】
Ｄ．Ｍｏｏｒｅ、Ｊ．Ｔｕｍｂｌｅｓｔｏｎらの国際公開第２０１６／１２３４９９号、Ｄ．  Ｍｏｏｒｅ、Ｊ．Ｔｕｍｂｌｅｓｔｏｎらの国際公開第２０１６／１２３５０６号、Ｊ．Ｔｕｍｂｌｅｓｔｏｎ、Ｅ．Ｓａｍｕｌｓｋｉらの国際公開第２０１６／１４９０９７号、Ｊ．Ｔｕｍｂｌｅｓｔｏｎ、Ｅ．Ｓａｍｕｌｓｋｉらの国際公開第２０１６／１４９０１４、Ｒ．ＦｏｒｔｉｅｒおよびＤ．Ｃａｓｔａｎｏｎの国際公開第２０１６／１７２７８３号、Ｒ．ＦｏｒｔｉｅｒおよびＤ．Ｃａｓｔａｎｏｎの国際公開第２０１６／１７２７８８号、Ｒ．ＦｏｒｔｉｅｒおよびＤ．Ｃａｓｔａｎｏｎの国際公開第２０１６／１７２８０４号、Ｒ．ＦｏｒｔｉｅｒおよびＤ．Ｃａｓｔａｎｏｎの国際公開第２０１６／１７２８０５号、ならびにＬ．Ｒｏｂｅｓｏｎ、Ｅ．Ｓａｍｕｌｓｋｉらの国際公開第２０１５／１６４２３４号などである（これらの全ての開示は、引用によりその全てが本明細書の一部を成すものとする。）。
【００４１】
［３．機器および方法の例］
【００４２】
図１及び図２に、本発明を実施するのに役立つ機器の例を示す。いずれの場合も、機器は、取り外し可能なウィンドウカセット１２と動作可能に関連付けられたライトエンジン(light engine)１１を、駆動組立体１４上の（典型的にはやはり取り外し可能な）キャリアプラットフォーム１３と共に備えている。全てがシャシー１６と動作可能に関連付けられている。（シャシーに「搭載(on-board)」されてまたは別々に備えられ得る）コントローラ１５は、駆動組立体およびライトエンジンと動作可能に関連付けられている。典型的には、ウィンドウカセットは、係合または位置合わせ組立体１７によって機器フレームに取り付けられる。
【００４３】
ウィンドウカセット１２は、典型的には、（上述の複数の層で構成され得る）光学的に透明なウィンドウ１２ａと、ウィンドウフレーム１２ｂとを備える。機器係合組立体１７は、ライトエンジン１１と位置合わせされた構成でウィンドウフレーム１２ｂを解除可能に固定するように構成される。
【００４４】
図１に示す実施形態では、コントローラは、ウィンドウ固有識別子（または「タグ」）読取り装置２２と動作可能に関連付けられており、このウィンドウ固有識別子読取り装置２２は、ウィンドウカセット１２に接続されているウィンドウ固有識別子または「タグ」）２１から読むような構成で機器に位置決めされている。読取り装置は、コントローラ１２と動作可能に関連付けられ、このコントローラ１２は、ひいてはインターネットを介してその固有識別子を（クラウドデータベース２３等の）データベースへ送信するように構成されるとともに、そのデータベースからカセット固有の光学補正命令を受信し、それにより、以下に論じられるように、適切な補正が局所的に行われ得る。
【００４５】
図２に示す実施形態では、ウィンドウカセットは、ウィンドウデータ記憶媒体２１’をさらに備えており、機器は、媒体連結器２２’を備えている。記憶媒体は、カセット固有の光学補正命令を含む。機器に固定されるとき、記憶媒体は連結器２２’に結合し、連結器２２’はひいてはコントローラ１５と動作可能に関連付けられ、それはひいてはカセット固有の光学補正命令をダウンロードおよび受信するように構成され、これによって、以下に議論されるように、適切な補正が局所的に行われ得る。
【００４６】
図１及び図２に、システムアーキテクチャの非限定的な例を示すものの、様々な異なるアーキテクチャのいずれかを用いることができることを理解されたい。コントローラは、特定の機器に専用または搭載の汎用コンピュータ、ローカルエリアネットワーク（またはメトロポリタンエリアネットワーク）を介して機械群と動作可能に関連付けられたローカル汎用コンピュータ、ワイドエリアネットワークまたはインターネット接続を介して機械と動作可能に関連付けられた遠隔汎用コンピュータ、および（例えば、クライアントサーバアーキテクチャおよび／または分散アーキテクチャで組織化された）それらの組合せであり得る。同様に、データストレージまたはメモリは、単一のメモリデバイスなどの仕切られたセクションに局所的または遠隔に設けられる（これらの組合せ（例えば、ローカルメモリに加えて遠隔バックアップメモリ））を含む別個の（揮発性および／または不揮発性）メモリデバイスとすることができる。データの入力および表示のための周辺装置は、既知の様々なやり方のいずれかで実装され得、典型的なキーパッド入力、ビデオディスプレイ、および印刷機器、ならびにスマートフォンのタッチ画面を含むタッチパッド、タッチスクリーンなどのグラフィカルユーザインタフェースが含まれる。
【００４７】
図３ａ〜図３ｄに、光学補正命令が生成され得る第１のセットの例示的なウィンドウ光学特性を示し、ウィンドウ高さに関係する。図３ａに示す実施形態では、ウィンドウ高さｈは、ウィンドウカセットにわたってほぼ均一である。この状況のために、（平均的または「標準的」なウィンドウと比較して高さが予期されるものより大きくないまたは小さくない限り、ウィンドウに特有でない命令が必要とされる。高さが予期されるものより小さい（およびしたがって、ウィンドウが予期されるものよりライトエンジンに近い場合、投光される光像の倍率は、増加されてもよい。高さが予期されるものより大きい場合、投光される光像の倍率は、増加されてもよい。
【００４８】
図３ｂに示す実施形態では、ウィンドウ高さｈ１は中央領域内のｈ２よりも周辺領域内で低く、図３ａに関連して説明されるような補正命令がそれらの異なる領域について必要とされる。
【００４９】
図３ｃに示す実施形態では、ウィンドウ高さが、ウィンドウ内の傾斜によりウィンドウにわたって変化し、上述したような補正命令が、異なる高さの領域に必要とされる。
【００５０】
図３ｄに示す実施形態では、ウィンドウ高さが、ウィンドウフレーム内の不規則性によりウィンドウにわたって変化し、上述したような補正命令が、異なる高さのウィンドウ領域に結果として必要とされる。
【００５１】
図３ｂ〜図３ｄには、対応する補正命令が与えられ得る２つの高さが示されているものの、図４ａに示す実施形態における高さｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４、ｈ５によって示されるように、３つ、４つ、５つ、またはそれより多くの異なる高さ領域があってもよいことに留意されたい。ここで、補正命令は、ライトエンジンからさらに遠いウィンドウ領域についての投光される光像の減少した倍率、またはライトエンジンにより近い領域についての増加した倍率を含み得る。
【００５２】
図４ｂに、ウィンドウの周囲領域に対して光透過性がより小さい複数の個別の領域（すなわち、傷）を有するウィンドウを概略的に表し、図４ｃは、ｔ１からｔ２、ｔ３を通じてｔ４へ減少する光透過性の漸進的な勾配を有するウィンドウを表す。やはり、補正命令は、光透過性がより少ない領域についての増加した光強度を含み得る。
【００５３】
図４ｄに、光学像を歪ませる領域を有するウィンドウを概略的に表す。ここで、補正命令は、歪ませられた領域を通じて造形領域に近づく像が正しいように歪ませられた領域にマッピングされる投影像の対応または相当する歪みを含み得る。
【００５４】
図４ｅに、それらの領域を通じた任意の投影像が、（少なくとも、特定の物体が生成されるのに特有の公差内で）内部で生成される物体内に受け入れられない欠陥がさらに生じるというとても傷つけられているまたはとても歪められている領域を有するウィンドウを概略的に表す。ここで、補正命令は、物体が生成されない、または光が投影されず、ウィンドウ上のどこかに投影される物体の像が生成されない除外領域を単純に定義しているものであり得る（例えば、複数の物体が同時に生成される場合、これらは、投影のために除外領域を利用しないやり方でコントローラによって自動的に配置され得る。）。
【００５５】
同様の補正は、ウィンドウが重合抑制剤（例えば、酸素）に対して半透過性であるものであるとき、および可変特性が透過性、特に抑制剤に対して減少した透過性であるときに行われ得る。例えば、（ウィンドウの個別の領域における、ウィンドウにわたっての勾配における、またはウィンドウの全体における）透過性が、（例えば、従前のウィンドウ、従前のウィンドウの平均、または実際若しくは任意の標準的なウィンドウと比較して）予期されるものより小さいとき、ライトエンジンから投光される光強度は減少し得る、（駆動組立体によって実行されるときの）生成の速度は減少し得る、またはそれらの組合せとなり得る。一部の領域内の透過性があまりに低くて内部の物体を生成することが実現可能でない場合には、（上記図４に関連して説明されるもののような）除外領域が生成され得る。
【００５６】
なお、前述したものは本発明の例示であり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。本発明は、以下の特許請求の範囲によって定義され、特許請求の範囲の均等物は、本明細書に含まれる。
【図１】
2021500249.tif 000003
【図２】
2021500249.tif 000004
【図３ａ】
2021500249.tif 000005
【図３ｂ】
2021500249.tif 000006
【図３ｃ】
2021500249.tif 000007
【図３ｄ】
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2021500249.tif 000009
【図４ａ】
2021500249.tif 000010
【図４ｂ】
2021500249.tif 000011
【図４ｃ】
2021500249.tif 000012
【図４ｄ】
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2021500249.tif 000014
【図４ｅ】
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【国際調査報告】
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