(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオリソグラフィー機械（１）によってステレオリソグラフィープロセスによって３次元物体（Ｏ）を作る方法であって、ステレオリソグラフィー機械（１）は、
少なくとも１個の所定の放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）に曝すことによって層（Ｓ）に凝固させるように適合している流体物質（Ｒ）用の容器（２）と、
前記少なくとも１個の所定の放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）の少なくとも１個の源（３、３１、３２）と、
前記少なくとも１個の放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）を前記容器（２）内に配置されている前記流体物質（Ｒ）の基準表面（ＳＲ）に向けるように構成されている光学グループ（４）であって、前記光学グループ（４）は、
前記３次元物体（Ｏ）の体積の一部に対応している凝固させる第１の部分の画像を前記基準表面（ＳＲ）に投影するように前記少なくとも１個の放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）に曝されるように構成されている第１の光学サブグループ（４１）と、
前記少なくとも１個の放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）を前記基準表面（ＳＲ）の点に向けて選択的に伝達し、前記点を移動させて前記３次元物体（Ｏ）の体積の一部に対応している前記基準表面（ＳＲ）の凝固させる第２の部分を徐々に曝すように構成されている第２の光学サブグループ（４２）と、
を有する、光学グループ（４）と、
前記基準表面（ＳＲ）の少なくとも一部を前記放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）に曝すように、前記光学グループ（４）及び／または前記少なくとも１個の放射源（３、３１、３２）を制御するように構成されている制御論理ユニット（５）であって、前記制御論理ユニット（５）は、前記第１の光学サブグループ（４１）及び前記第２の光学サブグループ（４２）を互いに独立して制御するように構成されている、制御論理ユニット（５）と、
を有する形式であって、
前記３次元物体（Ｏ）は、作ることを実際に意図している要素である本体（ＣＰ）と、支持ベース（ＢＳ）と、前記支持ベース（ＢＳ）と前記本体（ＣＰ）との間に定められている支持要素（ＥＳ）とを有し、支持ベース（ＢＳ）と支持要素（ＥＳ）の両方は前記ステレオリソグラフィープロセスの最後に前記本体（ＣＰ）から分離され、前記方法は、
基準平面（ＳＲ）を定めるように前記流体物質（Ｒ）の層（Ｓ）を前記容器（２）内に置くステップと、
前記基準表面（ＳＲ）の少なくとも一部を前記少なくとも１個の放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）に曝すステップと、
前記３次元物体（Ｏ）の各以降の層（Ｓ）について、前記置くステップ及び前記曝すステップを繰り返すステップと、
を有し、
各層（Ｓ）について、前記方法は、前記第１の光学サブグループ（４１）によってのみ、前記３次元物体（Ｏ）の前記支持ベース（ＢＳ）に関連している前記基準表面（ＳＲ）の凝固させる部分を前記放射（ＲＬ、ＲＬ１）に曝す、
方法。
【請求項２】
前記第１の光学サブグループ（４１）によって、前記３次元物体（Ｏ）の前記支持要素（ＥＳ）にも関連している前記基準表面（ＳＲ）の凝固させる部分を前記放射（ＲＬ、ＲＬ１）に曝すことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記３次元物体（Ｏ）の前記本体（ＣＰ）に関連している前記基準表面（ＳＲ）の凝固させる部分の各々について
表面の領域（ＺＳ）を、前記本体（ＣＰ）の前記部分の各々の内側の領域（ＺＩ）から区別することと、
前記本体（ＣＰ）の前記部分の前記内側の領域（ＺＩ）を前記第１の光学サブグループ（４１）を使用して曝すことに進むことと、
前記本体（ＣＰ）の前記部分の前記表面の領域（ＺＳ）を前記第２の光学サブグループ（４２）を使用して曝すことに進むことと、
をすることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
３次元物体（Ｏ）を作るステレオリソグラフィー機械（１）であって、
少なくとも１個の所定の放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）に曝すことによって層（Ｓ）に凝固させるように適合している流体物質（Ｒ）用の容器（２）と、
前記少なくとも１個の所定の放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）の少なくとも１個の源（３、３１、３２）と、
前記少なくとも１個の放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）を前記容器（２）内に配置されている前記流体物質（Ｒ）の基準表面（ＳＲ）に向けるように構成されている光学グループ（４）であって、前記光学グループ（４）は、
前記３次元物体（Ｏ）の体積の一部に対応している凝固させる第１の部分の画像を前記基準表面（ＳＲ）に投影するように前記少なくとも１個の放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）に曝されるように構成されている第１の光学サブグループ（４１）と、
前記少なくとも１個の放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）を前記基準表面（ＳＲ）の点に向けて選択的に伝達し、前記点を移動させて前記３次元物体（Ｏ）の体積の一部に対応している前記基準表面（ＳＲ）の凝固させる第２の部分を徐々に曝すように構成されている第２の光学サブグループ（４２）と、
を有する光学グループ（４）と、
前記基準表面（ＳＲ）の少なくとも一部を前記放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）に曝すように、前記光学グループ（４）及び／または前記少なくとも１個の放射源（３、３１、３２）を制御するように構成されている制御論理ユニット（５）であって、前記制御論理ユニット（５）は、前記第１の光学サブグループ（４１）及び前記第２の光学サブグループ（４２）を互いに独立して制御するように構成されている、制御論理ユニット（５）と、
を有する形式であって、
前記ステレオリソグラフィー機械（１）は、請求項１に記載の３次元物体（０）を作る方法を実行するように構成され、
制御論理ユニット（５）は、各層（Ｓ）について、前記第１の光学サブグループ（４１）によってのみ、前記３次元物体（Ｏ）の前記支持ベース（ＢＳ）に関連している前記基準表面（ＳＲ）の凝固させる部分を前記放射（ＲＬ、ＲＬ１）に曝すように構成される、ことを特徴とする、ステレオリソグラフィー機械（１）。
【請求項５】
前記第２の光学サブグループ（４２）は、前記少なくとも１個の放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）を前記基準表面（ＳＲ）の点に向けて伝達し、前記点を移動させて前記基準表面（ＳＲ）の前記第２の部分を徐々に曝すように互いに直列に配置されている１対の鏡（４２１）を有することを特徴とする、請求項４に記載のステレオリソグラフィー機械（１）。
【請求項６】
前記１対の鏡（４２１）はガルボヘッドに属していることを特徴とする、請求項５に記載のステレオリソグラフィー機械（１）。
【請求項７】
前記１対の鏡（４２１）の各鏡は、その回転軸線を定めるように構成されている関節手段によって支持構造に関連付けられているマイクロミラーであって、前記マイクロミラー及び前記支持構造は、マイクロオプトエレクトロメカニカルシステム（ＭＯＥＭＳ）に属しており、前記２個のマイクロオプトエレクトロメカニカルシステム（ＭＯＥＭＳ）の各々も、前記マイクロミラーを前記軸線（Ｘ１、Ｘ２）の周囲に移動させるように適合しているアクチュエータ手段を有することを特徴とする、請求項５に記載のステレオリソグラフィー機械（１）。
【請求項８】
前記第１の光学サブグループ（４１）には、凝固させる前記第１の部分の前記画像を前記基準表面（ＳＲ）上に投影するように個別に制御されるように構成されている鏡のマトリクス（４１１）が備わっていることを特徴とする、請求項４から７のいずれか１項に記載のステレオリソグラフィー機械（１）。
【請求項９】
前記少なくとも１個の所定の放射（ＲＬ、ＲＬ１、ＲＬ２）の前記少なくとも１個の源（３、３１、３２）は、前記放射（ＲＬ）の単一の源（３１）であることと、
前記制御論理ユニット（５）は、前記放射（ＲＬ）を前記第１の光学サブグループ（４１）または前記第２の光学サブグループ（４２）に二者択一的に向けるように前記源（３）を制御するように構成されていることと、
を特徴とする、請求項４から７のいずれか１項に記載のステレオリソグラフィー機械（１）。
【請求項１０】
前記第１の光学サブグループ（４１）に向けられている第１の所定の放射（ＲＬ１）の第１の源（３１）と、
前記第２の光学サブグループ（４２）に向けられている第２の所定の放射（ＲＬ２）の第２の源（３２）と、
を有し、
前記制御論理ユニット（５）は、前記基準表面（ＳＲ）の前記第１の部分を前記第１の放射（ＲＬ１）に曝すように、前記第１の光学サブグループ（４１）及び／または前記第１の源（３１）を制御し、前記基準表面（ＳＲ）の前記第２の部分を前記第２の放射（ＲＬ２）に曝すように、前記第２の光学サブグループ（４２）及び／または前記第２の源（３２）を同時にまたは交互に制御するように構成されている、
ことを特徴とする、請求項４から７のいずれか１項に記載のステレオリソグラフィー機械（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並置されている複数の層によって３次元物体を作ることに適合している形式のステレオリソグラフィー機械に関し、各層は製造される物体の体積に対応している領域の流体物質の選択的な凝固によって得られる。
【０００２】
また、本発明は、本発明のステレオリソグラフィー機械によって実行されるステレオリソグラフィープロセスによって３次元物体を作る方法に関している。
【背景技術】
【０００３】
既知のステレオリソグラフィー機械は、流体物質、一般的に液体状またはペースト状の感光樹脂が配置されている容器を有している。機械は、一般的に発光形式であって、流体物質を凝固させるように適合している放射を発する源も有している。
【０００４】
光学グループは、前述の放射の容器の内部に配置されている基準表面に向けた伝達を扱い、基準表面は前述の光学グループに比較的近い凝固させる物体の層の表面に対応している。
【０００５】
３次元物体は、物体の最後に凝固した層を前述の基準表面に近接している位置に配置できるように容器に対して垂直に移動するモデリングプレートによって支持されている。
【０００６】
このように、各層が凝固した後、モデリングプレートは、新規に凝固した層を基準表面に隣接して配置するように移動し、その後、プロセスを以降の層について繰り返すことができる。
【０００７】
前述の形式のステレオリソグラフィー機械は、２個の主な実施態様に分かれている。
【０００８】
前述の第１実施態様では、基準表面は、放射に対して透明な容器の底に隣接して配置されることを考えている。
【０００９】
この場合、流体物質は、下方から照射され、３次元物体は、モデリングプレートの下方で形成される。
【００１０】
第２の実施態様では、基準表面が流体物質の自由な表面の位置に配置されることを考えている。
【００１１】
この第２の場合では、流体物質は、上方から照射され、３次元物体は、モデリングプレートの上で形成される。
【００１２】
前述の実施態様の両方について、基準表面の様々な点における放射の伝達は、様々な既知の光学グループから選択された１つの光学グループを使用して得られることが知られている。
【００１３】
特に、光学グループの第１の形式は、物体の層の画像を基準表面上に投影するように、個別に制御可能な鏡のマトリクスを有している。
【００１４】
より具体的に、各鏡は、放射が基準表面の対応する点に向けて反射される能動位置及び放射が散乱領域に向けて反射される受動位置の２個の異なる位置をとることができる。
【００１５】
そのような形式の光学グループは、専門用語において「Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」プロジェクタまたは頭字語ＤＬＰによって知られている。
【００１６】
前述の鏡のマトリクスは、基準表面全体を同時に照明して、単一の曝露によって、そのため特に素早く各層を得ることができるようにすることができる。
【００１７】
しかし、鏡のマトリクスは、精細度が限定されており、得られる物体の縁または外側の表面が不規則になるという欠点がある。
【００１８】
前述のシステムのさらなる限界は、システムが生成する画像が、その基準表面全体にわたって光強度が一様なことである。
【００１９】
そのため、そのようなシステムでは、光パワーが基準表面の異なる領域で調整できないという欠点が発生する。
【００２０】
前述の鏡のマトリクスの代替としての従来技術のステレオリソグラフィー機械に存在する光学グループの第２の形式は、基準表面の単一の点における放射の伝達及び物体の体積に対応している基準表面の全体の部分を徐々に照明することができるようなそのような点の移動を実現する。
【００２１】
前述の光学グループの形式に関して、これには、光ビームを基準表面の任意の点に向け、光ビームを連続した軌跡に沿うようにし、したがって不規則性のない物体を得ることできることができる利点がある。
【００２２】
また、この形式の光学グループは、基準表面の異なる領域で光強度を変更できるようにするので有利である。
【００２３】
より詳細には、前述の第２の形式の光学グループの既知の実施態様は、機械的な装置によって２個の垂直な軸線上を移動させるレーザー源を提供する。
【００２４】
この実施態様には、光ビームの移動は非常に遅く、また、機械的な移動装置は壊れる可能性があり、そのためある程度の保守が必要であるという欠点がある。
【００２５】
その代わりに、第２の形式の光学グループの異なる実施態様は、光ビームを向けるように、固定された源、通常はレーザー源及び互いに直列に配置されている１対の鏡、通常はガルボヘッドを使用する。
【００２６】
各鏡は、他方の鏡の軸線に垂直なそれぞれの回転の軸線の周囲を回転できるようにモータを備え、それらの回転の組み合わせによって、ビームを基準表面の任意の点に向けることができる。
【００２７】
前述のレーザーの移動を含むシステムについて、ガルバノミラーのより低いイナーシャ、高い信頼性、及びより少ない機械的な部品のせいで、前述したシステムには、ビームの高速な移動を可能にするという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２０６７６０７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／１５７４１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
前述の利点にかかわらず、そのような第２の形式の光学グループ、つまり放射を基準表面の単一の点へ伝達する第２の形式の光学グループには、作成する物体の体積に属している前述の基準表面の部分の凝固時間が長くなるという欠点があり、それは、前述したように、前述の点をそのような部分の各々を構成しているすべての点上で徐々に移動させる必要があるからである。
【００３０】
特許文献１は、１個の放射に曝されて、３次元物体の体積の一部に対応している凝固させる第１の部分の画像を基準表面上に即座に投影するように構成されている第１の光学サブグループと、放射を基準表面の点に向けて選択的に伝達し、点を移動させ、３次元物体の体積の一部に対応している基準表面の凝固させる第２の部分を徐々に曝すように構成されている第２の光学サブグループとを有している３次元物体を作るステレオリソグラフィー機械を記載している。
【００３１】
特許文献２は、光硬化樹脂に光を照射することによって硬化した層を順次形成することによって所望の形状のモデルを構成する光学モデリング装置を記載している。装置は、樹脂上にプロットする光ビームを放つ第１の光源と、第１の光源からの光ビームを樹脂上で走査する走査装置と、一度に樹脂の１個の固定されている部分を照射する光を放つ第２の光源と、第２の光源からの光を空間的に変調する空間光変調器と、樹脂の指定されている領域を曝露するブランケットと、少なくとも１次元で、空間光変調器からの光を移動させる曝露位置調整器とを有している。走査装置からの光ビーム及び空間光変調器からの光は、各硬化層を形成する。
【００３２】
本発明は、従来技術の前述の欠点をすべて克服することを目的としている。
【００３３】
特に、本発明の目的は、高精細度の物体を得ることを可能にし、同時に、そのような物体を素早く作るようにステレオリソグラフィープロセスの実行を可能にするステレオリソグラフィー機械を作ることである。
【００３４】
さらに、本発明の目的は、多目的の、つまり、実行の速度と作成される物体の品質との間の最適な妥協を得るために、作成する３次元物体の特徴に基づいて、ステレオリソグラフィープロセス自体の実行のモードに適合できるステレオリソグラフィー機械を作ることである。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
前述の目的は、主請求項によって作られるステレオリソグラフィー機械によって達成される。
【００３６】
本発明のさらなる詳細な特徴は、関連する従属請求項において得られる。
【００３７】
また、本発明は、本発明のステレオリソグラフィー機械によって実行されるステレオリソグラフィープロセスの適用によって３次元物体を作る方法も有している。
【００３８】
前述の目的及び利点は、以降で述べる他の項目と共に、図面の添付の表を参照して限定的な例としてではない本発明のいくつかの好ましい実施形態の以下の説明において明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、第１の好ましい実施形態による本発明のステレオリソグラフィー機械を側面図で模式的に示している。
【図２】図２は、第１の好ましい実施形態による本発明のステレオリソグラフィー機械を軸測投影図で模式的に示している。
【図３】図３は、第１の好ましい実施形態に対する代替の実施形態による本発明のステレオリソグラフィー機械を側面図で模式的に示している。
【図４】図４は、第１の好ましい実施形態に対する代替の実施形態による本発明のステレオリソグラフィー機械を軸即投影図で模式的に示している。
【図５】図５は、本発明のステレオリソグラフィー機械を使用して本発明の方法によって作ることが可能な３次元物体の例を示している。
【図６】図６は、図５に示している断面πにおける断面図であって、図５の３次元物体の中心の胴体の層を定めている内側の領域及び表面の領域を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１と２に１で示している本発明のステレオリソグラフィー機械は、流体物質Ｒを凝固させるように適合している少なくとも１個の放射ＲＬへの流体物質Ｒの選択的な曝露によって得られた複数の層Ｓを積層するステレオリソグラフィープロセスによる３次元物体Ｏの作成を可能にしている。
【００４１】
前述の流体物質Ｒは、感光性液体樹脂であって、所定の放射ＲＬは、可視または紫外領域に調整されている光放射であることが好ましい。
【００４２】
本発明の変形実施形態において、流体物質Ｒは、所定の放射ＲＬに曝されたときに凝固するように適合している場合、任意の種類の液体またはペーストとすることができることは明らかである。
【００４３】
ステレオリソグラフィー機械１は、前述の流体物質Ｒの容器２及び垂直な移動軸線Ｚに従ってモータ駆動される、形成中の物体Ｏを支持するモデリングプレート６も有している。
【００４４】
機械１は、以降で具体的に説明するように、前述の所定の放射ＲＬを発する少なくとも１個の源３及び放射ＲＬを基準表面ＳＲの１個または２個以上の任意の部分に向けるように適合している光学グループ４を有しており、基準表面ＳＲは、凝固させる流体物質Ｒの層の光学グループ４に最も近い表面に対応している。
【００４５】
図１からわかるように、前述の基準表面ＳＲは、平坦であって、容器２の底２ａに隣接して配置されていることが好ましい。
【００４６】
この場合、光学グループ４は、所定の放射ＲＬが底２ａへ入射するように所定の放射ＲＬを下部から上部に向けるように構成されている。
【００４７】
また、底２ａは、放射ＲＬが底自体に近接して配置されている流体物質Ｒに当たって、それを凝固させることができるように放射ＲＬに対して透明である。
【００４８】
この実施形態によれば、図１からわかるように、３次元物体Ｏは、モデリングプレート６の下方で作られる。
【００４９】
他方、本発明の変形実施形態では、図示されていないが、光学グループが放射ＲＬを容器２内に存在している流体物質Ｒの自由表面上で、上部から下部に向けるように構成されていることを考えている。
【００５０】
この場合、物体は、モデリングプレート６の上で作られる。
【００５１】
前述の変形実施形態の両方において、ステレオリソグラフィー機械１は、基準表面ＳＲの１個または２個以上の所定の部分で選択的に流体物質Ｒを放射ＲＬに曝すように光学グループ４及び／または源３を制御するように構成されている制御論理ユニット５を有している。
【００５２】
具体的には、前述の所定の部分は、３次元物体Ｏの各層Ｓに各場合において対応している体積の部分に関連している。
【００５３】
本発明によれば、光学グループ４は、３次元物体Ｏの凝固させる所定の第１の部分の画像が基準表面ＳＲ上で即座にそして一体的に前述の所定の放射ＲＬに曝されるように構成されている第１の光学サブグループ４１を有している。
【００５４】
本発明の好ましい実施形態によれば、特に、そのような第１の光学サブグループ４１には、前述の放射ＲＬに曝されたときに、即座にそして一体に凝固させる前述の第１の所定の部分の画像を基準表面ＳＲ上に実際に投影するように個別に制御されるように構成されている鏡のマトリクス４１１が備わっている。
【００５５】
特に、そのような第１の光学サブグループ４１は、いわゆるＤｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇつまりＤＬＰプロジェクタを有している。
【００５６】
そのような第１の光学サブグループ４１、具体的には鏡のマトリクス４１１は、従来技術の説明ですでに述べたように、そのため、３次元物体Ｏの体積を定めている基準表面ＳＲの各第１の部分の全ての点を同時に照明して、各層Ｓについて、単一の曝露によって、そのため特に素早く、前述の第１の部分の各々の凝固を実施することができるようにしている。
【００５７】
発明のある変形実施形態によれば、図に示していないが、第１の光学サブグループ４１は、鏡のマトリクス４１１の代わりに、ＬＣｏＳまたはＤ−ＩＬＡシステムを有することが可能で、ただし、またこれらの変形実施形態によれば、第１の光学サブグループ４１は、いずれにしても、放射ＲＬに曝されるように構成されており、いずれにしても、３次元物体Ｏの凝固させる第１の所定の部分の画像を即座にそして一体的に基準表面ＳＲに投影するように、前述の放射ＲＬを反射することができる。
【００５８】
さらに、図示していない本発明のさらなる変形実施形態では、前述の第１の光学サブグループ４１が、源３と基準表面ＳＲとの間への、同じ源３によって発生した放射ＲＬが通過することを意図していない部分が適切に遮られている透明薄膜の配置からなる技術用語において「直接マスク」として知られているシステムを有することが考えられる。そのため、このように、放射ＲＬを通過させ、そのような放射ＲＬが、凝固させることを意図している基準表面ＳＲの部分だけに即座にそして一体的に投影できるようにマスクが定められている。
【００５９】
さらに、また本発明によれば、光学グループ４は、所定の放射を基準表面ＳＲの点に向けて選択的に伝達し、そのような点を移動させて前述の３次元物体Ｏの体積の第２の部分に対応している基準表面ＳＲの第２の部分を徐々に曝すように構成されている第２の光学サブグループ４２を有している。
【００６０】
この場合、前述の第２のサブサブグループ４２によって生成されるのが点状の放射であって、そのような点状の放射を前述の基準表面ＳＲに沿って移動させることができるので、点状の放射を連続して軌跡に沿わせることが可能になり、したがって、非常に明確で、不規則性がない物体が得られる。
【００６１】
本発明の好ましい実施形態によれば、第２の光学サブグループ４２は、放射ＲＬを基準表面ＳＲの点に向けて伝達し、そのような点を移動させて、同じ基準表面ＳＲの第２の部分を徐々に曝すように互いに直列に配置されている１対の鏡４２１を有している。より詳細には、そのような１対の鏡４２１がガルボヘッドに取り付けられていることが好ましいが、必要ではない。
【００６２】
しかし、これは、図示していない本発明の代替の実施形態による、前述の対の鏡４２１の各鏡が、両方がそのようなマイクロミラーに連動しており、マイクロミラーの回転の軸線を定めている支持構造及び関節手段が備わっている関連しているマイクロオプトエレクトロメカニカルシステム（ＭＯＥＭＳ）に取り付けられているマイクロミラーである可能性を除外しない。
【００６３】
言い換えると、第２の光学サブグループ４２は、２個のマイクロオプトエレクトロメカニカルシステム（ＭＯＥＭＳ）を有しており、それらの各々は、マイクロミラー、支持構造、及び関節手段を提供するだけでなく、関連しているマイクロミラーをそのような軸線の周囲に移動させるように適合しているアクチュエータ手段も有している。
【００６４】
しかし、これは、本発明のさらなる変形実施形態による、そのような第２の光学サブグループ４２が、所定の放射ＲＬを基準表面ＳＲの点に向けて選択的に伝達し、基準表面ＳＲの第２の部分を徐々に曝すようにそのような点を移動させるのであれば、前述とは異なる構造を有する可能性を除外しない。
【００６５】
本発明の制御論理ユニット５に関する限り、第１の光学サブグループ４１及び第２の光学サブグループ４２を互いに独立して制御するように構成されている。
【００６６】
これは、制御論理ユニット５が、３次元物体Ｏの凝固させる層Ｓごとに、第１の光学サブグループ４１を使用して、前述の放射ＲＬに、基準表面の少なくとも１個の第１の部分を曝すか、第２の光学サブグループ４２を使用して同じ放射に基準表面ＳＲの少なくとも１個の第２の部分を曝すかを選択できることを意味している。
【００６７】
そのような第１の部分及び第２の部分は、単一の層Ｓの位置で、同じ３次元物体Ｏに属していてもよいし、モデリングプレート６の下方の同じ基準表面ＳＲ上で同時に実現される２個の別個の３次元物体Ｏの層を形成していてもよい。
【００６８】
この場合、前述の２個の光学サブグループ４１および４２による曝露は、同時に実施してもよい。
【００６９】
その代わりに、制御論理ユニット５は、前述の３次元物体Ｏの体積を定めている基準表面ＳＲの全ての部分の凝固のために、各単一の層Ｓについて、第１の光学サブグループ４１の排他的な使用または、さらに第２の光学サブグループ４２の排他的な使用を選択することができる。制御論理ユニット５はそのような選択を層から層へ独立して選択するように構成されていることを明記しなけばならない。以降では、各層Ｓについて、第１の光学サブグループ４１によって凝固させる基準表面ＳＲの第１の部分及び第２の光学サブグループ４２によって凝固させる基準表面ＳＲの第２の部分を区別するための発明による何らかの基準を説明する。
【００７０】
しかし、２個の光学サブグループ４１及び４２の一方または他方によって得ることができる前述の具体的な技術的な利点を考慮すれば、本発明の区別する論理は、前述の放射ＲＬに曝露して、縁の高い精細度が必要ではない大きな寸法の基準表面ＳＲの部分を凝固させることが必要な時に、第１の光学サブグループ４１の使用を選択するのに対して、そのような論理は、非常に大きくないが縁の高い精細度が必要な基準表面ＳＲの部分を曝露し凝固させるのが必要な時に、第２の光学サブグループ４２の使用を選択することは明らかである。
【００７１】
所定の放射ＲＬ及び、そのため、そのような所定の放射ＲＬの源３に関する限り、本発明のステレオリソグラフィー機械１の好ましい実施形態には、第１の光学サブグループ４１に向けられている第１の所定の放射ＲＬ１の第１の源３１及び第２の光学サブグループ４２に向けられている第２の所定の放射ＲＬ２の第２の源３２が存在している。
【００７２】
特に、第１の源３１に関する限り、第１の源３１は、全部ではないにしても、多数の前述の鏡を照明できるように、大きな寸法の、前述の鏡のマトリクス４１１によって定められている面積に対してより大きな寸法であることが好ましい第１の放射ＲＬ１を生成するように構成されている。そのため、これによって、鏡のマトリクス４１１に当たる第１の放射ＲＬ１を基準表面ＳＲに向けて反射し、鏡のマトリクス４１１によって定められている領域全体を利用することができる。
【００７３】
他方、第２の源３２に関する限り、第２の源３２は、点状の光のビームを生成し、ビームが今度は第２の光学サブグループ４２の前述の１対の鏡４２１に順番に当たるように向けられるレーザー源３２１であることが好ましいが、必要ではない。
【００７４】
生成されるレーザービームのスポットの大きさが前述の基準表面ＳＲへの入射の点で１ｍｍと１．５ｍｍの間になるように、レーザー源３２１が選択され管理されることが好ましいが、必要ではない。
【００７５】
本発明のそのような好ましい実施形態によれば、制御論理ユニット５は、基準表面ＳＲの少なくとも１個の所定の第１の部分を第１の放射ＲＬ１に曝すように第１の光学サブグループ４１及び／または関連している第１の放射源３１を制御し、同時にまたは二者択一的に、各層Ｓについて、基準表面ＳＲの少なくとも１個の第２の部分を第２の放射ＲＬ２に曝すように第２の光学サブグループ４２及び／または第２の源３２を制御するように構成されている。
【００７６】
前述のように、この場合、制御論理ユニット５は、第１の３次元物体Ｏに属している第１の所定の部分を第１の光放射ＲＬ１に曝し、同時に、同じ層Ｓ上に定められており、第１の物体Ｏとは異なる第２の３次元物体Ｏに属している第２の所定の部分を前述の第２の光放射ＲＬ２に曝すように構成することができる。
【００７７】
しかし、図３及び４に示している本発明の代替の実施形態によれば、ステレオリソグラフィー機械１が明らかに交互に第１の光学サブグループ４１及び第２の光学サブグループを照射するように構成されている所定の放射ＲＬの単一の源３を提供することは除外されない。
【００７８】
前述の２個の図３及び４において、源３は、そのような交互の状況の両方に配置されているように図示されている。
【００７９】
そのような代替の実施形態によれば、そのため、制御論理ユニット５は、源３を制御して所定の放射ＲＬを第１の光学サブグループ４１及び第２の光学サブグループ４２に交互に向けるように構成されている。
【００８０】
しかし、第１の光学サブグループ４１を使用する場合には、前述の鏡のマトリクス４１１に属している多数の鏡を照射することが必要なのに対して、第２の光学サブグループ４２を使用する場合には、光ビームのスポットが明らかに点状の形式（１ｍｍから１．５ｍｍ）でなければならないのが明らかなので、本発明のこの最後の代替の実施形態において、制御論理ユニット５は、前述の源３によって発せられる放射ＲＬの大きさを変更するようにも構成されている。
【００８１】
特に、本発明のそのような代替の実施形態では、前述の単一の源３は、２個の光学サブグループ４１及び４２のどちらに照射するかに基づいて、発せられた光ビームの大きさを変更できるレーザー源であることが好ましいが必須ではないことが考えられる。
【００８２】
本発明のさらなる態様は、変形実施形態を含む前述の特徴を有している本発明のステレオリソグラフィー機械１によって実施されるステレオリソグラフィープロセスによって３次元物体Ｏを作る方法に関する。
【００８３】
ここで、３次元物体Ｏは、３次元物体Ｏの実際の本体ＣＰ、ステレオリソグラフィープロセスの実行に必要な支持ベースＢＳ、及び支持ベースＢＳを前述の本体ＣＰに接続するように適合している複数の支持要素ＥＳを有している要素全体、つまり、製造することを実際に意図している要素を指すことを意味している。
【００８４】
この状況で３次元物体Ｏを構成している要素が何であるかをより良く理解するために、図５は、本体ＣＰが支持ベースＢＳに、具体的には複数の支持柱を有している前述の複数の支持要素ＥＳを介して接続されている球によって表されている例を示している。
【００８５】
ステレオリソグラフィープロセス及び本発明のステレオリソグラフィー機械１によって３次元物体Ｏを作る方法に戻ると、既知のように、基準表面ＳＲを定めるように容器２内に流体物質Ｒの層Ｓを置き、前述の基準表面ＳＲの少なくとも一部を所定の放射ＲＬに曝さなければならない。
【００８６】
明らかに、所定の放射ＲＬに曝される前述の基準表面ＳＲの一部は、作る３次元物体Ｏの特定の層Ｓの体積の一部を表している。
【００８７】
したがって、本方法は、そのように置くこと及びそのように曝すことを、３次元物体Ｏを定めている連続する層Ｓすべてについて繰り返す。
【００８８】
本発明によれば、本方法は、各層Ｓについて、好ましくは、もっぱらステレオリソグラフィー機械１に属している第１の光学サブグループ４１を使用して、３次元物体Ｏの支持ベースＢＳに関連している基準表面ＳＲの部分を前述の放射ＲＬに曝す。
【００８９】
実際に、支持ベースＢＳを定めている様々な層Ｓの様々な部分は、大きく、同時に、高精細度は必要ないので、第２の光学サブグループ４２をもしも使用した場合に比べて、第１の光学サブグループ４１の使用によって、前述の支持ベースＢＳを作る時間を大きく短縮できるので有利である。
【００９０】
本発明の方法は、各層Ｓについて、同じ３次元物体Ｏの支持要素ＥＳに関連している基準表面ＳＲの部分も第１の光学サブグループ４１によって放射ＲＬに曝すことが好ましいが必要ではない。
【００９１】
しかしながら、この場合、第２の光学サブグループ４２の使用と比較して第１の光学サブグループ４１を使用して支持要素ＥＳを作るステレオリソグラフィープロセスの実施がより高速になる利点は、支持ベースＢＳの場合ほど明確ではないが、それは支持要素ＥＳに関連している各単一の部分が非常に大きくはないためである。
【００９２】
支持要素ＥＳを作るために、第２の光学サブグループ４２ではなく第１の光学サブグループ４１を使用して得られる利点は、同じ支持要素ＥＳの数が大きな時には、明らかである。実際に、第１の光学サブグループ４１の使用によって、支持要素ＥＳに関連している各単一の層Ｓについて、同じ支持要素ＥＳに関連している複数の部分を同時に凝固させることができるのに対して、第２の光学サブグループ４２を使用する場合、前述の部分の各々の凝固は、必ず時間的に別個な瞬間に行われる。
【００９３】
明らかに、支持ベースＢＳだけでなく支持要素ＥＳも、ステレオリソグラフィープロセスの最後に機能が完了し、本体ＣＰから分離されるが、この場合にも、それらが作られた精細度の程度は、根本的には重要ではない。
【００９４】
しかしながら、本方法の他の実施形態によって、支持要素ＥＳを第２の光学サブグループ４２を使用して作ることができる可能性は除外されない。
【００９５】
さらに、本発明の方法の好ましい実施形態では、図６に模式的に示しているように、３次元物体Ｏの本体ＣＰに関連している基準表面ＳＲの凝固させる部分の各々について、前述の部分の表面の領域ＺＳを内側の領域ＺＩから区別することを考えている。
【００９６】
そのような区別がいったん行われると、本方法は、第１の光学サブグループ４１を使用した前述の内側の領域ＺＩの曝露及び、第２の光学サブグループ４２を使用した表面の領域ＺＳの曝露に進む。
【００９７】
そのような手順は、前述の論理に即している。実際に、本体ＣＰの各々の部分の内側の領域ＺＩは、大きいが、内側であるので、高い精細度は必要としないので、第１の光学サブグループ４１を使用してそれらを凝固させるのが有利であるのに対して、表面または縁の領域ＺＳについては、少なくとも幅については実質的に範囲が限定されているが、それらは、実際に作られる現実の物体Ｏの見える表面にあたるので、高い精細度が要求されるので、第２の光学サブグループ４２の使用がより適している。
【００９８】
この場合も、本発明の方法の変形実施形態によれば、本体ＣＰに関連している各層Ｓについて、基準表面ＳＲの部分を、第１の光学サブグループ４１だけ、または第２の光学サブグループ４２だけ使用して作ることができる可能性を除外するものではない。
【００９９】
さらに、本発明の方法の変形実施形態によれば、本体ＣＰに関連している前述の部分の表面の領域ＺＳ及び内側の領域ＺＩの区別及び第１及び第２領域をそれぞれ作る第１または第２の光学サブグループ４１及び４２の以降の使用が、支持ベースＢＳ及び／または支持要素ＥＳに関連している各層Ｓの基準表面の部分を作る方法とは独立して考えられる可能性を除外するものではない。
【０１００】
さらに、前述のように、本発明のステレオリソグラフィー機械１は、第１の光学サブグループ４１及び第２の光学サブグループ４２にそれぞれ関連している２個の別個の放射源３１及び３２を有しており、２個の別個の３次元物体Ｏを同じ基準表面ＳＲ上で同時に作ることを意図しており、本発明の方法は、第１の３次元物体Ｏに属している前述の基準表面ＳＲの第１の部分を曝露するように第１の光学サブグループ４１だけを作動させ、第２の３次元物体Ｏに属している前述の基準表面ＳＲの第２の部分を曝露するように第２の光学サブグループ４２だけを作動させることができる。そのようなアプローチは、本発明のステレオリソグラフィー機械１を使用して３次元物体を作るプロセスを高速化できるので有利である。
【０１０１】
また、本発明の方法は、３次元物体Ｏの部分の一連の連続している層Ｓの選択的な凝固のための鏡のマトリクス４１１を備えている第１の光学サブグループ４１を使用することを意図している場合、前述の連続している層Ｓの全部のためにそのような第１の光学サブグループ４１を作動させず、そのような層のいくつかのためだけに作動させるようにしても、物体の前述の部分を依然として凝固させることができる。
【０１０２】
そのような結果は、第１の光学サブグループ４１が作動した単一の層を凝固させるだけではなく直接隣接している層も凝固させることを実際に可能にする電磁放射の「硬化の深さ」を利用して達成されるので有利である。第１の光学サブグループ４１は、前述の連続している層Ｓの全部に対して作動しないので、凝固した部分の品質が低下するのは明らかである。しかし、支持ベースＢＳ及び／または支持要素ＥＳをそのような技法で定めることを意図している場合、そのような品質の低下は、前述したように最終結果には影響せず、他方、本発明のステレオリソグラフィー機械１を使用した製造プロセスの速度をさらに増加させることができる。
【０１０３】
そのため、前述の内容に基づいて、本発明の３次元物体を作る本発明のステレオリソグラフィー機械１及び方法は、所定の目的全部を達成する。
【０１０４】
特に、高精細度の物体を得ることを可能にし、同時にそのような物体を素早く作るためにステレオリソグラフィープロセスの実行を可能にするステレオリソグラフィー機械を作る目的が達成される。
【０１０５】
また、多目的の、つまり、実行の速度と作成される物体の品質との間の最適な妥協を得るために、作成する３次元物体の特徴に基づいて、ステレオリソグラフィープロセスの作動させるそのモードを適合させることができるステレオリソグラフィー機械を作る目的が達成される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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