JP6122107B2 - 三次元成形体を構築する方法 - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィーベース生成的生産（ラピッドプロトタイピング）を使用することによって液体光重合性材料から成形体を構築する方法であって、粘性液体材料の層が生産プラットフォーム上で画定され、この層が露光によって所定の輪郭を有する露光領域内で重合され、光重合性材料のさらなる層が重合層上に画定され、最後に画定された層が最後に画定された層の所定の輪郭を有する露光領域内での露光によって重合され、後者の２つのステップが、所定の形状を有する成形体が層ごとに予め定められた輪郭を有する硬化層の連続によって形成されるまで繰り返され、インクが所定の輪郭内部の少なくとも１つの層上に塗布され、生産プラットフォームが、移動可能に吊るされており、層を重合するための処理ステーションで層を重合した後に、インクが最後に形成された層に位置選択的に塗布されるさらなる処理ステーションとしてのインク塗布ステーションに移動によって運ばれ、その後、さらなる層を重合するための処理ステーションに再び移動される方法に関する。

成形体を形成する方法は、例えば、高粘度を有しうる液体光重合性材料からの歯科修復物の構築に特に関する、国際公開第２０１０／０４５９５０Ａ１号から公知である。公知の方法では、構築プラットフォームは、光を透過するように形成されたタンク底部の上を移動可能に鉛直に保持されている。タンク底部の下には、露光ユニットがある。生産プラットフォームは最初に、所望の層厚を有する光重合性材料の層のみが生産プラットフォームとタンク底部との間に残るまで、光重合性材料中に下げられる。この層は、露光ユニットによって所定の輪郭で引き続いて露光され、それによって硬化される。生産プラットフォームが上げられた後、光重合性材料が周囲から補給され、生産プラットフォームが再び下げられ、この下げるステップは、所望の厚さを有する層が、最後に形成された層とタンク底部との間で画定される様式で制御される。次いで後者の２つのステップが、それぞれ所定の輪郭を有する層の逐次的な硬化によって所望の形状を有する成形体が生産されるまで繰り返される。

独国特許出願公開第６９８０７２３６Ｔ２号には、粉末形態の材料が層で塗布され、結合剤として液体が位置選択的に塗布される、成形体の生産が記載されている。微粉末材料の各層上に塗布される液体は、１つまたは複数の微細液滴ジェットの形態で塗布されることが好ましい。液体は、多数の微細液滴ジェットの形態で塗布され、異なるジェット中の液体は、異なる色を有することがさらに述べられている。これは、それ自体公知であるインクジェットプリンターを使用することによって行うことができる。この方法では、したがって、結合剤は、所望の色で位置選択的に同時に塗布される。同様の方法が、独国特許出願公開第６９７１６９４６Ｔ３号および独国特許出願公開第６０３１０６００Ｔ２号に記載されている。

上述した方法は、３Ｄ印刷技法（粉末床）に属する。粉末床に着色された結合剤を導入すると、着色された成分がもたらされるが、それでもやはり、これらの性質は、様々な観点において不満足である。３Ｄ印刷技法では、顆粒が着色され、かつ／または粉末表面が被覆される。両方の場合において、毛管力がインクの制御されない溶け込みおよび流出をもたらし、その結果、着色は、位置選択的なままで残らない。したがって、着色は、目が粗い粉末床の性質に起因するインクの流出とこの方法では常に関連している。３Ｄ印刷技法の最終製品は、常に多孔質の未焼結体であり、例えば、セラミック粒子を使用する場合、焼結して、対応する性質を有する高密度な構造を形成することができない。この方法では、追加的な浸透ステップのみが適しており、これは、着色体のさらなる「ぼけ」を潜在的にもたらしうる。

欧州特許出願公開第２４５５２１１Ａ２号から、光重合性材料の逐次的な層が光曝露によって固化される請求項１のプレアンブルに記載の方法が公知である。層が固化された後、生成される成形体が露光ステーションからインク塗布ステーションに移動され、ここでインクが最後の層に選択的に塗布される。この移動は、成形体が、離間した処理ステーション間で前後に移動される直線的な水平移動によって実現される。

国際公開第２０１０／０４５９５０Ａ１号 独国特許出願公開第６９８０７２３６Ｔ２号明細書 独国特許出願公開第６９７１６９４６Ｔ３号明細書 独国特許出願公開第６０３１０６００Ｔ２号明細書 欧州特許出願公開第２４５５２１１Ａ２号明細書

本発明の目的は、所望の位置に依存的な着色を用いて構築されうる、液体光重合性材料から成形体を層状に構築する方法であって、構築中の処理ステップは、空間的にコンパクトな配置で、かついくつかの成形体の並列処理を原理上は可能にする時間効率的な様式で実施されるのに適しているはずである方法を提供することである。特に、本方法は、歯科修復物として機能を果たしうる成形体を形成する方法として実施されるのに適しているはずである。

この目的は、特許請求項１の特徴を有する方法によって実現される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

本発明によれば、様々な処理ステーション間の生産プラットフォームの移動は、自己の円周上で生産プラットフォームを保持するドラム状キャリアを、回転の水平軸または鉛直軸の周囲で回転させることによって実施され、処理ステーションは、ドラム状キャリアの回転の軸の周囲に分布して配列されている。一方では、これは、コンパクトな配置のタレット機構での方法を実施することを可能にし、その理由は、逐次通過させられる２つ（またはそれより多く）の処理ステーションは、ドラム状キャリアの周囲の円周方向に分布させて配列することができ、直線的に次々に配列されないためである。さらに、これは、ドラム状キャリアの円周の周囲に対応する様式で分布させていくつかの生産プラットフォームを配列することを原理上は可能にし、このとき生産プラットフォームでは、諸処理ステーションで並行して処理されうる。

好ましくは、インクの塗布は、所定の輪郭内部で所定の位置依存性内部の所定の位置に依存的に、様々な色を用いて実施される。

好適な実施形態では、インクは、後のものを重合した後、かつさらなる層を塗布する前に１つの層上に塗布される。既に重合された層に印刷する利点は、液滴の広がりに対する、および重合した表面上のぬれ挙動に対する制御にある。ともに以下でインクと呼ばれる分散もしくは懸濁されうる着色顔料または溶解されうる色素などの塗布された着色成分の可能な乾燥または定着の後、これらは、その硬化後に、光重合性材料中に再び浸漬されるとき適切な位置に留まり、次の層の重合によって結合される。

代替案として、光重合性材料の画定された層へのインク塗布は、後のものを硬化させる前に実施される。好ましくは、塗布されたインク層は、必要であれば定着され、それは、光重合性材料中の懸濁物および溶液の場合では露光によって、溶媒中の着色顔料の懸濁物または色素の溶液の場合では溶媒蒸発によって実施される。この定着または硬化ステップは、好ましくは塗布ステップから直接続くので、色分布は、塗布された色分布の著しい拡散または広がりを伴うことなく保存される。この実施形態においても、層を固化した後、おそらく依然として付着している固化されてない着色材料は、例えば、吸引または吹き出しによる適当な清浄ステップで除去されることが好ましい。

インク塗布は、カラープリンター、例えば、インクジェットプリンターによって層上に直接実施することができる。インクは、一連の逐次的に配置されたノズル、またはそれぞれ少なくとも１つのノズルを含むプリントヘッドを通過させることによっても塗布され得、この場合では、異なる色がノズルまたはプリントヘッドに割り当てられている。

インクの塗布は、インクがシート上に位置依存的に最初に塗布され、次いでそこから着色される層上に搬送される、シート搬送方法によって間接的に、代替的に実施することができる。搬送は、例えば、接着によって、またはシートを通じた露光による定着を用いるインク定着ステーションを使用して実施されうる。

好ましくは、光重合性材料は、透明なタンク底部を通じた下からの露光によって生産プラットフォームの下側で重合される。生産プラットフォームは、各露光ステップ後にタンク底部に対して上げられ、さらなる層を画定するための光重合材料が補給される。好ましくは、光重合性材料を補給した後、上に形成された層をこれらが存在する場合に有する生産プラットフォームは、所定の厚さを有する光重合性材料の層が、タンク底部の上の最後に硬化された層の距離を調整することによって画定されるように、補給された光重合性材料中に再び下げられる。この実施形態では、水平方向に配列された回転の軸を有することが特に好適である。この場合、生産プラットフォーム上に形成される成形体は、下から露光され得、次いでキャリアは、インク塗布ステーションに方向転換することができ、そこで、インク塗布ステーションがドラム状キャリアの回転の軸の周囲に１８０°回されて反対に配列される場合では、成形体は、上から印刷される。

好ましくは、生産プラットフォームは、層を重合した後、ドラム状キャリアを回転させることによって、最後の露光ステップで硬化されなかった過剰の光重合性材料が除去される次の処理ステーションとしての清浄ステーションに運ばれる。引き続いて、生産プラットフォームは、ドラム状キャリアを回転させることによってインク塗布ステーションに移動され、そこでインクが、最後に形成された層に位置選択的に塗布される。

好ましくは、生産プラットフォームは、インク塗布ステーションでインクが塗布された後、光重合性材料のさらなる層が画定および重合される、層を重合するための処理ステーションに再び移動される前に、ドラム状キャリアを回転させることによって次の処理ステーションとしてのインク定着ステーションに搬送され、このインク定着ステーションにおいて、塗布されたインクが固化によって定着される。

好ましくは、２つの処理ステーション間の生産プラットフォームの移動は、自己の鉛直回転軸の周りで生産プラットフォームを保持しているキャリアを回転させることによって実施され、２つの他の処理ステーション間の移動は、キャリアの鉛直回転軸に垂直な水平回転軸の周りで１８０°生産プラットフォームを回転させることによって実施され、その結果、処理が、下から、および上から逐次的に実施される。

好ましくは、成形体は、生産プラットフォームの両方の反対表面上でそれぞれ構築され、２つの成形体の処理は、下および上から同時に実施される。

好ましくは、さらなる生産プラットフォームが、第１の生産プラットフォームがさらなる層を画定するためのステーション内にあるとき、さらなる生産プラットフォームが清浄またはインク塗布ステーション内にあるように、第１の生産プラットフォームから離間して自己の円周方向でドラム状キャリア上に第１の生産プラットフォームと一緒に回転自在に吊るされている。

好ましくは、複数の生産プラットフォームが、第１の生産プラットフォームがさらなる層を重合するための露光ユニットの前にあるとき、第２の生産プラットフォームが清浄ステーション内にあり、第３の生産プラットフォームがインク塗布ステーション内にあり、第４の生産プラットフォームがインク定着ステーション内にあるように、回転軸の周りに分布されながらドラム状キャリアから吊るされている。

好ましくは、４つの生産プラットフォーム上で得られた４つの成形体の処理は、露光、清浄ステーションでの清浄、インク塗布ステーションでのインク塗布、およびインク定着ステーションでのインク硬化によって並列して時系列的に実施される。

非接触で（例えば、吸引、吹き出しによって）、清浄ステーションですべての付着しているモノマー残留物を除去することが常に可能でない場合がありうる。したがって、実際の構築プロセスが、可視光（スペクトル３８０〜７８０ｎｍ）を使用して行われながら、着色成分をＵＶ光（スペクトル２００〜４１０ｎｍ）で硬化もしくは重合させ、または塗布されたインクを溶媒蒸発で乾燥させることが好ましく、あるいは逆の場合も同様である。対応する添加剤、例えば、吸収剤および開始剤などは、好適な波長に従って選択されるべきである。

好ましくは、オーバーハングの領域、すなわち、現時点で硬化される層が、以前に硬化された最後の層を越えて少なくとも１つの縁部領域にせり出すとき、最後に硬化された層を越えてせり出している領域は、最後に硬化された層の下にある領域内の重合が、せり出している領域の露光中に回避されるように、露光波長のエネルギーを吸収する材料によって保護される。

成形体部分が自己に既に付着した構築プラットフォームを、硬化されるさらなる層を画定するために光重合性材料中に下げるとき、著しい材料のずれが、最後に形成された層とタンク底部とのギャップの外に起こらず、その結果、インクが既に塗布されている材料の容認できないずれが起こらないことが好適である。したがって、光重合性材料がインク塗布後にまったくずれる必要がなく、タンク内の光重合材料の残っている部分が、ずれた色素によって汚染されないように、タンク底部上の光重合材料の層は、着色の前でさえ、可能な限り正確に硬化される層の厚さを有するべきである。このように所望の層厚を有する層を画定するために、ブレードまたはスピンコーティング法を使用することができ、その結果、正確に所望の層厚を有する層が生成される。

別の実施形態では、光重合性材料および任意選択でインクを提供するのに、間接的なシート搬送方法も使用することができる。この場合、例えば、ブレードシステムによって、光重合性材料の薄膜がシート上に最初に塗布される。シートは、さらに輸送され、インク塗布ステーションでインクが表面上に画定され、インク定着ステーションによって任意選択で定着される。引き続いて、光重合性材料の着色された層は、上に最後に硬化された層の構築プラットフォーム上に搬送することができ、露光によって硬化することができる。

本発明を、図面中の例示的な実施形態を活用して以下に説明する。

図１〜図４は、逐次的な方法ステップで本発明による方法を実施するためのデバイスの側面図を示す。 図１〜図４は、逐次的な方法ステップで本発明による方法を実施するためのデバイスの側面図を示す。 図１〜図４は、逐次的な方法ステップで本発明による方法を実施するためのデバイスの側面図を示す。 図１〜図４は、逐次的な方法ステップで本発明による方法を実施するためのデバイスの側面図を示す。 図５および図６は、上からの平面図および側面図で、代替手順を実施するためのデバイスを示す。 図５および図６は、上からの平面図および側面図で、代替手順を実施するためのデバイスを示す。 図７は、別の代替手順を実施するためのデバイスの横断面図を示す。 図８および図９は、図７のデバイスの側面図を示す。 図８および図９は、図７のデバイスの側面図を示す。

最初に、本発明の文脈におけるさらなるステップを論じる前に、成形体を逐次的に構築するための手順を記載する。図１に表したデバイスは、タンク１０を備え、そのタンク底部は、少なくとも小領域において、波長λ_１を有する光に対して透明または透過性である。タンク底部のこの小領域は、タンク底部の下に配置された露光ユニット１２の少なくとも焦点面の範囲に及ぶ。露光ユニット１２は、現時点で形成される層に望まれる幾何形状を有するタンク底部上の露光フィールドを生成するために、制御ユニットの制御下で強度を位置選択的に設定することができる光源および光変調器を備える。代替案として、光線が制御ユニットによって制御される可動鏡によって制御されるレーザーを露光ユニット内に使用することができ、または所望の強度パターンで露光フィールドを逐次的にスキャンするｘｙレーザープロッターを使用することができる。

露光ユニット１２の領域内でタンク１０の底部の上に高さ調節可能な様式で保持されるように昇降機構（図示せず）によって支持された構築プラットフォーム１が、露光ユニット１２の反対側のタンク１０の上に設けられている。

タンク１０は、高度に粘性の光重合性材料のフィリングを含有する。フィリングの材料レベルは、画定される層の所望の厚さよりほんのわずかに高くすべきである。光重合性材料の層を画定するために、以下の手順を採用する。生産プラットフォーム１を、（第１の露光ステップの前に）その下側が、光重合性材料のフィリング中に浸漬され、生産プラットフォーム１の下側とタンク底部との間に正確に所望の層厚が残る程度にタンク底部に接近するように、制御された様式で昇降機構によって下げる。層厚を調整した後、この層に望まれる位置選択的な露光を、所望の形状で層を硬化させるために、露光ユニット１２によって実施する。層が形成された後、生産プラットフォーム１を、昇降機構によって、これを上げることによって、またはタンク１０を下げることによってタンク１０から再び離す。形成される次の層に望まれる層厚よりほんのわずかに厚い光重合性材料の層を再び形成するために、露光領域に光重合性材料を引き続いて補給する。このような分配は、例えば、ブレードを使用して、またはいわゆるスピンコーティング法によって実施することができ、ここで、所定量の材料がタンク１０の中間に施され、次いで構築プラットフォームが、所望の厚さを有する層内に光重合性材料を広げるように回転で設定される。供給される材料は、対応する層の基本色を表す。これは、構築プロセス中に変更することができる。

図２では、現時点の層を硬化した後の構築プラットフォームの上昇が、直線の矢印によって示されている。

これらのステップは、数回引き続いて繰り返され、最後に形成された層の下側からタンク底部までの距離が、それぞれ所望の層厚に調整され、その上の次の層が所望の様式で位置選択的に硬化される。

しかし、本発明による本方法では、異なる処理ステーションでのさらなる中間ステップが、構築プラットフォーム１で逐次層を露光するステップの間に行われる。この目的を達成するために、構築プラットフォーム１は、ドラム状、円柱状のキャリア６から水平軸の周りに回転自在に吊るされている。表した例示的な実施形態では、キャリア６の回転軸は、図の面に垂直である。さらなる処理ステーション、具体的には、清浄ステーション２０、インク塗布ステーション３０、およびインク定着ステーション４０がドラム状キャリア６の周囲に配置されている。構築プラットフォーム１は、逐次的に前記処理ステーションに送達される。この場合、上に既に形成された成形体部分を有する構築プラットフォーム１は、キャリア６を回転させることによって清浄ステーション２０に最初に運搬され、そこで、硬化されなかった未重合材料の付着している残留物が除去される。これは例えば、ストリッピングによって機械的に、または吹き出し、もしくは吸引によって好ましくは非接触で実施することができる。この処理ステップを図３に示す。

清浄後、構築プラットフォーム１は、インク塗布ステーション３０までさらに回転され、そこで、図４に示したように、インクが最後に形成された層上に位置選択的に塗布される。これは、例えば、モノマー材料中の着色粒子の懸濁物が所望のパターンで塗布されるインクジェット印刷法によって行うことができる。構築プラットフォーム１は、その後にインク定着ステーション４０まで回転され、そこで塗布されたインクが定着される。インクが光重合性材料中の懸濁物の形態で塗布される場合、硬化は、露光によって実施することができる。代替の実施形態では、インクを溶液として塗布することもでき、これは、溶媒を蒸発させるためにインク定着ステーション４０で熱処理にかけられる。原理上は、液体または固体形態で着色成分を堆積するためのすべてのデバイス、例えば、インクを提供し、プラットフォーム、または成分表面によって受け取られるためのシート搬送方法の場合では、パッド印刷も使用することができる。

次いで構築プラットフォーム１は、図１に示した位置に回転して戻され、そこで、光重合性材料の新しい層が、最後に形成された層とタンク底部との間で画定され、重合される。次いで、記載されたサイクルがスタートから再び始まり、逐次的に形成される成形体が最終的に望まれる形状に到達するまで繰り返される。

表した例示的な実施形態では、３つのさらなる構築プラットフォーム２、３、および４が、ドラム状キャリア６から吊るされている。例示的な実施形態では、構築プラットフォーム１〜４は、キャリア６の周囲で互いに９０°オフセットしてそれぞれ配置されている。この実施形態は、処理ステップが、異なる処理ステーションで構築プラットフォーム１〜４上で並行して実施されるのを可能にする。図１に示した位置では、所望の厚さを有する層が、構築プラットフォーム１上で形成された最後の層とタンク底部との間に画定され、波長λ_１の光に曝露することによって硬化される。それと並行して、インク塗布ステーション３０では、構築プラットフォーム３で生産されている成形体の形成された最後の層上にインクが塗布される。それと並行して、構築プラットフォーム４上で生産されている成形体の最後の層に以前に塗布されたインクが、波長λ_２でのさらなる露光によってインク定着ステーション４０で硬化または定着される。この例示的な実施形態では、こうして３つの逐次的な処理ステップが、異なる処理ステーションにおける構築プラットフォームの３つの上で同時に実施される。表した例示的な実施形態では、清浄ステーションは、タンク１０に対して９０°オフセットされておらず、その結果、付着している未硬化材料を除去するための図３に示した清浄ステップは、別個の作業ステップとして実施される。しかし原理上は、清浄ステーション２０を、タンク底部に対して９０°回転させて配置することもでき、その結果そのとき、個々のプロセスステップを、構築プラットフォーム１〜４で同時に、または互いに並行して実施することができる。

タンク１０、ならびに処理ステーション２０、３０、および４０は、図の面内で制御された様式で構築プラットフォームに対してずらすことができ、その結果、これらの処理位置を、構築プラットフォーム１〜４上でそれぞれ生産されている成形体の構築プロセスの段階にそれぞれ適合させることができる。

表した例示的な実施形態では、構築プラットフォーム１〜４のキャリア６は、リボルバー状配置をもたらすように、水平軸の周りに（図の面に垂直に）回転自在に吊るされている。

表した例示的な実施形態では、硬化によって構築プラットフォーム上に新しく形成された各層は、インク塗布ステーション３０でインク塗布によって所望の様式で印刷される。しかし、生産されている成形体上の各層に必ずしも印刷する必要はなく、代わりに個々のまたは多数の層をインク塗布無しで形成することもできる。

インク塗布はまた、さらなる目的のために、具体的には、形成される成形体がオーバーハングを含むとき使用することができる。ここでは、オーバーハングは、現時点で形成される層が、下にある硬化層を越えて少なくとも１つの方向にせり出す状況を指す。この場合、形成される次の層のオーバーハングが作られる領域では、最後に画定された層をこれらの領域内で印刷することができ、その結果これらの領域は覆われ、形成される次のせり出している層の露光の間に、最後に形成された下にある層の重合は、オーバーハングの領域内でまったく起こることができず、その理由は、これが塗布されたインクによって覆われているためである。

図５は、代替手順を実施するのに適したデバイスの上からの平面図を示す。このデバイスは、中心のドラム状キャリア６であって、これが鉛直回転軸の周りに回転することができるように吊るされており、これから４つの構築プラットフォームが９０°間隔で吊るされているドラム状キャリア６を備える（回転軸は、図の面に垂直である）。ドラム状キャリア６の周囲（構築プラットフォームの上または下）は、同様に９０°間隔での４つの処理ステーション、すなわち、重合される光重合性材料層の層を画定し、こうして画定されたさらなる層を露光および硬化するためのタンク１０、清浄ステーション２０、インク塗布ステーション３０、ならびにインク定着ステーション４０である。

図６は、図５からのデバイスの側面図を示す。構築プラットフォームは、回転可能なドラム状キャリア６から吊るされており、これは、中心のキャリア６を回転することによって１つの処理ステーションから次の処理ステーションに構築プラットフォームを移動させるために、鉛直のＺ軸の周りで回転可能である。この実施形態では、構築プラットフォームは、これらがＺ軸に垂直な水平軸の周りに回転することができるように、中心のキャリア６からさらに吊るすことができる。この実施形態は、各構築プラットフォームの２つの側で２つの成形体をそれぞれ構築することを可能にし、その結果、合計で８つの構築プラットフォーム表面があり、このうち４つが上向きであり、このうち４つが下向きである。

この実施形態では、構築プラットフォームは、処理ステップ後にキャリア６の前記水平軸の周りに１８０°回転させることができ、その結果、処理を上および下から実施することができる。この実施形態は、例えば、清浄ステーション２０において有利である場合があり、その理由は、過剰の未硬化材料の流出が重力によって補助されうるためである。

図６に表した実施形態では、露光ユニット１２による露光は、タンク１０のタンク底部を通じて下から行われる。キャリア６は、清浄ステーション２０へと９０°引き続いて回転される。清浄ステーションでは、構築プラットフォーム１の露光ステップの間に、プラットフォーム２が清浄にされ、後者は、過剰の重合性材料が流れ出るのをより容易にするように、Ｚ軸に垂直な水平軸の周りで回転される。この間に、構築プラットフォーム３は、インク塗布ステーション３０で上から印刷される。もちろん、印刷は、原理上は下から実施することもできる。特定の実施形態については、このとき、構築プラットフォームが正しい配向でそれぞれの処理ステーションに送達されるように制御が調整されることが必要である。

図７〜図９は、本発明による方法を実施するのに適したデバイスの代替の実施形態を示す。図７は、上からの平面図でやはりデバイスを示し、一方、概略側面図が図８および図９に示されている。この実施形態は、露光ステーションがタンク１０および清浄ステーション２０と空間的に組み合わされている点で以前のものと異なる。同様の様式で、インク塗布ステーション３０は、インク定着ステーション４０と空間的に組み合わされている。図７に示したように、２つの構築プラットフォーム１、２は、中心のキャリア６上で直径方向に反対に配置されている。したがって、構築プラットフォーム１は、露光ステーション１０および清浄ステーション２０の領域内にあり、一方、構築プラットフォーム２は、インク塗布ステーション３０およびインク定着ステーション４０の領域内にある。図８は、平面図でのインク塗布ステーション３０およびインク定着ステーション４０の領域内のデバイスを示す。表したプラットフォームは、これがＺ軸に垂直な水平軸の周りに回転することができるように、中心のドラム状キャリア６から吊るされている。このように、構築プラットフォームの一方の側は、インク塗布ステーション３０に面して最初に位置することができ、構築プラットフォームのこの側の上の成形体の最上層上にインクを塗布することができる。インクが塗布された後、塗布されたインクが、例えば、露光によって硬化されうるように、インクが塗布されたばかりの層が次いでインク定着ステーション４０の方向に下向きに向けられる様式で、プラットフォームを１８０°回転することができる。

図９は、タンク１０および清浄ステーション２０の領域内のデバイスを示す。層が下からの露光によってタンク底部の上の成形体上で硬化された後、構築プラットフォームは、これが清浄ステーション２０に向けられるように上げられ、水平軸の周りに回転される。清浄後に、次いでキャリア６は、清浄ステップ後に、次いでインク塗布および硬化がインク塗布ステーション３０およびインク定着ステーション４０で実施されうるように再び１８０°回転される。

記載した好適な実施形態では、構築プラットフォームの下の層上で層を築くために、露光は下から実施され、構築プラットフォームは鉛直に可動性である。しかし、もちろん、本発明は、上からの露光で使用することもできる。同様に、印刷は、実施形態に応じて、上から、または下から実施することができる。インクの定着は、重合性インクを使用するとき露光によって、または溶媒中に溶解したインクを使用するとき溶媒蒸発によって実施することができる。
さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、例えば、以下が提供される。
（項１）
リソグラフィーベース生成的生産（ラピッドプロトタイピング）を使用することによって光重合性材料から成形体を構築する方法であって、液体光重合性材料の層が生産プラットフォーム（１、２、３、４）上で画定され、前記層が露光によって所定の輪郭を有する露光領域内で重合され、光重合性材料のさらなる層が前記重合層上に画定され、最後に画定された前記層が最後に画定された前記層の所定の輪郭を有する露光領域内での露光によって重合され、後者の２つのステップが、所定の形状を有する成形体が層ごとに予め定められた輪郭を有する硬化層の連続によって形成されるまで繰り返され、インクが前記所定の輪郭内部の少なくとも１つの層上に塗布され、前記生産プラットフォームが、移動可能に吊るされており、層を重合するための処理ステーションで層を重合した後に、インクが最後に形成された前記層に位置選択的に塗布されるさらなる処理ステーションとしてのインク塗布ステーションに移動によって運ばれ、その後、前記生産プラットフォームは、さらなる層を重合するための前記処理ステーションに再び移動され、様々な処理ステーション間の前記生産プラットフォームの前記移動は、自己の円周上で前記生産プラットフォームを保持するドラム状キャリアを、回転の水平軸または鉛直軸の周囲で回転させることによって実施されることを特徴とし、前記処理ステーションは、前記ドラム状キャリアの前記回転の軸の周囲に分布されて配列されている方法。
（項２）
前記インクの前記塗布が、前記所定の輪郭内部で所定の位置に依存的に様々な色を用いて実施される、上記項１に記載の成形体を構築する方法。
（項３）
層上の前記インクの前記塗布が、後者の重合後、かつさらなる層の塗布の前に実施される、前記上記項の一項に記載の成形体を構築する方法。
（項４）
前記インクの前記塗布が、カラープリンターによって前記層上に直接実施される、前記上記項の一項に記載の成形体を構築する方法。
（項５）
前記インクの前記塗布が、前記インクがシート上に位置依存的に最初に塗布され、次いでそこから着色される層上に搬送されるシート搬送方法によって間接的に実施される、上記項１、２、または３に記載の方法。
（項６）
前記光重合性材料が、透明なタンク底部を通じた下からの露光によって前記生産プラットフォームの下側で重合され、前記生産プラットフォームが、各露光ステップ後に前記タンク底部に対して上げられ、さらなる層を画定するための光重合性材料が補給される、前記上記項の一項に記載の方法。
（項７）
光重合性材料を補給した後、上に形成された層をこれらが存在する場合に有する前記生産プラットフォームが、所定の厚さを有する光重合性材料の層が前記タンク底部の上の最後に硬化された前記層の距離を調整することによって画定されるように、前記補給された光重合性材料中に再び下げられる、上記項６に記載の成形体を構築する方法。
（項８）
前記生産プラットフォームが最初に、塗布および重合のための前記処理ステーションで層を重合した後、前記ドラム状キャリアを回転させることによって最初に清浄ステーション（２０）に運ばれ、そこで、最後の露光ステップで硬化されなかった過剰の光重合性材料が、次の処理ステーションとしての前記インク塗布ステーション（３０）に移動される前に除去される、前記上記項の一項に記載の成形体を構築する方法。
（項９）
前記生産プラットフォームが、前記インク塗布ステーション（３０）で前記インクが塗布された後、光重合性材料のさらなる層が画定および重合される、層を塗布および重合するための前記処理ステーションに再び回転される前に、前記ドラム状キャリアを回転させることによってインク定着ステーション（４０）に搬送され、そこで前記塗布されたインクが固化によって定着される、上記項８に記載の成形体を構築する方法。
（項１０）
２つの処理ステーション間の前記生産プラットフォームの前記移動が、自己の鉛直回転軸の周りで前記生産プラットフォームを保持している前記キャリア（６）を回転させることによって実施され、２つの他の処理ステーション間の前記移動が、前記キャリア（６）の前記鉛直回転軸に垂直な水平回転軸を有する前記キャリア（６）からの吊り具の周りで１８０°前記生産プラットフォームを回転させることによって実施され、その結果、処理が、下向き、および上向きの配向で逐次的に実施される、上記項１に記載の方法。
（項１１）
成形体が前記生産プラットフォームの両方の反対表面上でそれぞれ構築され、前記２つの成形体の前記処理が、下および上から同時に実施される、上記項１０に記載の方法。
（項１２）
さらなる生産プラットフォームが、第１の生産プラットフォームがさらなる層を画定するためのステーション内にあるとき、前記さらなる生産プラットフォームが前記清浄またはインク塗布ステーション内にあるように、前記第１の生産プラットフォームから円周方向に離間して、前記ドラム状キャリアから前記第１の生産プラットフォームと一緒に回転自在に吊るされている、上記項１０または１１の一項に記載の方法。
（項１３）
複数の生産プラットフォームが、第１の生産プラットフォーム（１）が露光ユニットの前のさらなる層を重合するための前記処理ステーション内にあるとき、第２の生産プラットフォーム（２）が処理ステーションとしての前記清浄ステーション（２０）内にあり、第３の生産プラットフォーム（３）が処理ステーションとしての前記インク塗布ステーション（３０）内にあり、第４の生産プラットフォーム（４）が前記インク定着ステーション（４０）内にあるように、前記回転軸の周りに円周方向でありながら前記ドラム状キャリア（６）から吊るされている、上記項９に記載の方法。
（項１４）
前記４つの生産プラットフォーム上で得られた４つの成形体の前記処理が、露光によって、前記清浄ステーション（２０）での清浄によって、前記インク塗布ステーション（３０）でのインク塗布によって、および前記インク定着ステーション（４０）でのインクの硬化によって、並行して時系列的に実施される、上記項１３に記載の方法。
（項１５）
現時点で硬化される層が最後に形成された前記層を越えて横方向にせり出すオーバーハングの領域において、前記せり出している領域が、現時点で硬化される前記層の背後の重合を回避するために、露光波長範囲内で吸収性である材料によって覆われている、前記上記項の一項に記載の方法。
（項１６）
硬化される前記層を画定するために、前記生産プラットフォームが前記タンク底部に向かって下げられているとき、著しい材料移動がまったく起こらないように、ブレードにより、またはスピンコーティング法により所望の層厚を調整することによって、さらなる層を露光する前に、前記光重合性材料が前記タンク底部の上の所望の高さに運ばれる、前記上記項の一項に記載の方法。
（項１７）
前記生産プラットフォーム、またはその上に最後に硬化された前記層上に光重合性材料のさらなる層を塗布するために、光重合性材料の層がシート上で所望の厚さで画定され、前記シートが、上に画定された前記層が前記生産プラットフォーム上、またはその上に最後に硬化された前記層上に搬送され、露光によって硬化されるようにさらに輸送される、間接的なシート搬送方法が使用される、上記項１から６の一項に記載の方法。

Claims (17)

1. リソグラフィーベース生成的生産（ラピッドプロトタイピング）を使用することによって光重合性材料から成形体を構築する方法であって、液体光重合性材料の層が生産プラットフォーム（１、２、３、４）上で画定され、前記層が露光によって所定の輪郭を有する露光領域内で重合され、光重合性材料のさらなる層が前記重合層上に画定され、最後に画定された前記層が最後に画定された前記層の所定の輪郭を有する露光領域内での露光によって重合され、後者の２つのステップが、所定の形状を有する成形体が層ごとに予め定められた輪郭を有する硬化層の連続によって形成されるまで繰り返され、インクが前記所定の輪郭内部の少なくとも１つの層上に塗布され、前記生産プラットフォームが、移動可能に吊るされており、層を重合するための処理ステーションで層を重合した後に、インクが最後に形成された前記層に位置選択的に塗布されるさらなる処理ステーションとしてのインク塗布ステーションに移動によって運ばれ、その後、前記生産プラットフォームは、さらなる層を重合するための前記処理ステーションに再び移動され、様々な処理ステーション間の前記生産プラットフォームの前記移動は、自己の円周上で前記生産プラットフォームを保持するドラム状キャリアを、回転の水平軸または鉛直軸の周囲で回転させることによって実施されることを特徴とし、前記処理ステーションは、前記ドラム状キャリアの前記回転の軸の周囲に分布されて配列されている方法。
2. 前記インクの前記塗布が、前記所定の輪郭内部で所定の位置に依存的に様々な色を用いて実施される、請求項１に記載の成形体を構築する方法。
3. 層上の前記インクの前記塗布が、後者の重合後、かつさらなる層の塗布の前に実施される、請求項１または２に記載の成形体を構築する方法。
4. 前記インクの前記塗布が、カラープリンターによって前記層上に直接実施される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の成形体を構築する方法。
5. 前記インクの前記塗布が、前記インクがシート上に位置依存的に最初に塗布され、次いでそこから着色される層上に搬送されるシート搬送方法によって間接的に実施される、請求項１、２、または３に記載の方法。
6. 前記光重合性材料が、透明なタンク底部を通じた下からの露光によって前記生産プラットフォームの下側で重合され、前記生産プラットフォームが、各露光ステップ後に前記タンク底部に対して上げられ、さらなる層を画定するための光重合性材料が補給される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 光重合性材料を補給した後、上に形成された層をこれらが存在する場合に有する前記生産プラットフォームが、所定の厚さを有する光重合性材料の層が前記タンク底部の上の最後に硬化された前記層の距離を調整することによって画定されるように、前記補給された光重合性材料中に再び下げられる、請求項６に記載の成形体を構築する方法。
8. 前記生産プラットフォームが最初に、塗布および重合のための前記処理ステーションで層を重合した後、前記ドラム状キャリアを回転させることによって最初に清浄ステーション（２０）に運ばれ、そこで、最後の露光ステップで硬化されなかった過剰の光重合性材料が、次の処理ステーションとしての前記インク塗布ステーション（３０）に移動される前に除去される、請求項１〜７のいずれかの一項に記載の成形体を構築する方法。
9. 前記生産プラットフォームが、前記インク塗布ステーション（３０）で前記インクが塗布された後、光重合性材料のさらなる層が画定および重合される、層を塗布および重合するための前記処理ステーションに再び回転される前に、前記ドラム状キャリアを回転させることによってインク定着ステーション（４０）に搬送され、そこで前記塗布されたインクが固化によって定着される、請求項８に記載の成形体を構築する方法。
10. ２つの処理ステーション間の前記生産プラットフォームの前記移動が、自己の鉛直回転軸の周りで前記生産プラットフォームを保持している前記キャリア（６）を回転させることによって実施され、２つの他の処理ステーション間の前記移動が、前記キャリア（６）の前記鉛直回転軸に垂直な水平回転軸を有する前記キャリア（６）からの吊り具の周りで１８０°前記生産プラットフォームを回転させることによって実施され、その結果、処理が、下向き、および上向きの配向で逐次的に実施される、請求項１に記載の方法。
11. 成形体が前記生産プラットフォームの両方の反対表面上でそれぞれ構築され、前記２つの成形体の前記処理が、下および上から同時に実施される、請求項１０に記載の方法。
12. さらなる生産プラットフォームが、第１の生産プラットフォームがさらなる層を画定するためのステーション内にあるとき、前記さらなる生産プラットフォームが前記清浄またはインク塗布ステーション内にあるように、前記第１の生産プラットフォームから円周方向に離間して、前記ドラム状キャリアから前記第１の生産プラットフォームと一緒に回転自在に吊るされている、請求項８または９に記載の方法。
13. 複数の生産プラットフォームが、第１の生産プラットフォーム（１）が露光ユニットの前のさらなる層を重合するための前記処理ステーション内にあるとき、第２の生産プラットフォーム（２）が処理ステーションとしての前記清浄ステーション（２０）内にあり、第３の生産プラットフォーム（３）が処理ステーションとしての前記インク塗布ステーション（３０）内にあり、第４の生産プラットフォーム（４）が前記インク定着ステーション（４０）内にあるように、前記回転軸の周りに円周方向でありながら前記ドラム状キャリア（６）から吊るされている、請求項９に記載の方法。
14. 前記４つの生産プラットフォーム上で得られた４つの成形体の前記処理が、露光によって、前記清浄ステーション（２０）での清浄によって、前記インク塗布ステーション（３０）でのインク塗布によって、および前記インク定着ステーション（４０）でのインクの硬化によって、並行して時系列的に実施される、請求項１３に記載の方法。
15. 現時点で硬化される層が最後に形成された前記層を越えて横方向にせり出すオーバーハングの領域において、前記せり出している領域が、現時点で硬化される前記層の背後の重合を回避するために、露光波長範囲内で吸収性である材料によって覆われている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 硬化される前記層を画定するために、前記生産プラットフォームが前記タンク底部に向かって下げられているとき、著しい材料移動がまったく起こらないように、ブレードにより、またはスピンコーティング法により所望の層厚を調整することによって、さらなる層を露光する前に、前記光重合性材料が前記タンク底部の上の所望の高さに運ばれる、請求項６または７に記載の、あるいは請求項６または７を引用する場合の請求項８、９、１２〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記生産プラットフォーム、またはその上に最後に硬化された前記層上に光重合性材料のさらなる層を塗布するために、光重合性材料の層がシート上で所望の厚さで画定され、前記シートが、上に画定された前記層が前記生産プラットフォーム上、またはその上に最後に硬化された前記層上に搬送され、露光によって硬化されるようにさらに輸送される、間接的なシート搬送方法が使用される、請求項１から６の一項に記載の方法。

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