特許 6895973 初期化が促進されている改良されたステレオリソグラフィー機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6895973

(24)【登録日】2021年6月10日

(45)【発行日】2021年6月30日

(54)【発明の名称】初期化が促進されている改良されたステレオリソグラフィー機械

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/245 20170101AFI20210621BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20210621BHJP

   B29C 64/124 20170101ALI20210621BHJP

   B29C 64/264 20170101ALI20210621BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20210621BHJP

   B29C 64/30 20170101ALI20210621BHJP

【ＦＩ】

   B29C64/245

   B33Y30/00

   B29C64/124

   B29C64/264

   B29C64/393

   B29C64/30

【請求項の数】8

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2018-533144(P2018-533144)

(86)(22)【出願日】2017年1月13日

(65)【公表番号】特表2019-501799(P2019-501799A)

(43)【公表日】2019年1月24日

(86)【国際出願番号】IB2017050186

(87)【国際公開番号】WO2017122167

(87)【国際公開日】20170720

【審査請求日】2019年11月20日

(31)【優先権主張番号】102016000003493

(32)【優先日】2016年1月15日

(33)【優先権主張国】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】516369778

【氏名又は名称】ディーダブリューエス エス．アール．エル．

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】モシェッラ，カルロ，アントニオ

【審査官】 ▲高▼橋 理絵

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１５１４８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３２８８４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０４４１６９０８（ＣＮ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００６４２９８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１６−５３０１２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ６４／００−６４／４０

Ｂ３３Ｙ ３０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光感応樹脂を収容するのに適しており、底（２ａ）を備えているタンク（２）と、 前記底（２ａ）に直交している移動の方向（Ｚ）に従って自体を移動させるのに適している移動手段（４）に関連している支持ユニット（５）と、
３次元物体を支持するために前記底（２ａ）に面しておりモデリング表面（３ａ）を備えているモデリングプレート（３）と、
前記モデリングプレート（３）を前記支持ユニット（５）に接続するのに適しており、
前記モデリングプレート（３）が、前記移動の方向（Ｚ）に従って、前記支持ユニット（５）からより遠くの第１の直線位置と前記支持ユニット（５）により近くの第２の直線位置との間で前記支持ユニット（５）に対して並進できるようにし、前記モデリングプレート（３）が、前記移動の方向（Ｚ）に直交している少なくとも１個の回転の軸線（Ｘ）に従って、前記モデリング表面（３ａ）が前記移動の方向（Ｚ）に直交している第１の角度位置と前記モデリング表面（３ａ）が前記第１の角度位置に対して回転している第２の角度位置との間で前記支持ユニット（５）に対して回転できるように構成されており、ハウジング（７）と、前記回転の軸線（Ｘ）に少なくとも従って回転できるように前記ハウジング（７）内に回転するように配置されている球状の胴体（８）とを有している結合ユニット（６）と、
解除可能な挟み手段（９）と、
を有し、
前記挟み手段（９）は、
前記ハウジング（７）を定めており、前記球状の胴体（８）の周囲に押し付けることが可能なように変形可能な中空の胴体（１４）と、
前記並進と前記回転とを防止するように前記モデリングプレ―ト（３）と前記支持ユニット（５）とを一体にするように前記中空の胴体（１４）を前記球状の胴体（８）の周囲に押し付けるように操作されるのに適している制御手段（１５）と、
を有し、
前記中空の胴体（１４）は、前記移動の方向（Ｚ）に従って摺動するように案内胴体（１８）によって支持ユニット（５）に関連付けられており、
前記案内胴体（１８）は、前記中空の胴体（１４）が間に介在している２個のあご（１９、２０）を有しており、
前記制御手段（１５）は、前記２個のあご（１９、２０）を前記中空の胴体（１４）に対して押し付けるように構成されてい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2】

前記結合ユニット（６）は、前記モデリングプレート（３）を前記第２の角度位置でロックするように動作させるのに適している停止手段（１０）を有していることを特徴とする、請求項１に記載のステレオリソグラフィー機械。

【請求項3】

前記停止手段（１０）は、弾性手段の作動によって前記球状の胴体（８）に接触している状態に維持されている停止胴体（１１）を有しており、前記球状の胴体（８）には、前記モデリングプレート（３）が前記第２の角度位置に配置されたときに前記停止胴体（１１）がパチンと嵌る、前記停止胴体（１１）を収容するのに適している凹部（１２）が設けられており、前記停止胴体（１１）を前記凹部（１２）から解放するように動作するのに適している解放手段（１３）が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のステレオリソグラフィー機械。

【請求項4】

前記中空の胴体（１４）は、互いに対向しており、取り外し可能に互いに関連付けられている２個の半分の胴体（１６、１７）を有しており、前記制御手段（１５）は、前記半分の胴体（１６、１７）の相互距離を変化させるように操作されるのに適していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のステレオリソグラフィー機械。

【請求項5】

前記モデリングプレート（３）を前記第１の直線位置に強制的に移動させるのに適している強制手段を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のステレオリソグラフィー機械。

【請求項6】

前記制御手段（１５）は、第１の方向への回転によって前記２個のあご（１９、２０）が互いに近づくように前記２個のあご（１９、２０）を互いに接続しているねじ（２２）を有している、ことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のステレオリソグラフィー機械。

【請求項7】

前記ねじ（２２）は、前記移動の方向（Ｚ）の少なくとも１個の感覚に従って前記球状の胴体（８）及び／または前記ハウジング（７）に対して拘束されており、
前記２個のあご（１９、２０）の各々は、前記移動の方向（Ｚ）に従っている長い形状を有しており、前記移動の方向（Ｚ）に従って前記ねじ（２２）の対応する端部（２２ａ、２２ｂ）を摺動するように収容している対応する貫通スロット（２３、２４）を備えており、
前記ねじ（２２）の第１の端部（２２ａ）と対応する第１の貫通スロット（２３）とは、前記第１の端部（２２ａ）が、前記モデリングプレート（３）が前記第１の直線位置にある状態に対応している前記第１の貫通スロット（２３）に沿った第１の位置に配置されたときに、前記ねじ（２２）の回転を防止し、前記第１の端部（２２ａ）が、前記モデリングプレート（３）が前記第２の直線位置にある条件に対応している前記第１の貫通スロット（２３）に沿った第２の位置に配置されたときに、前記回転を可能にするように構成されていることを特徴とする、請求項６に記載のステレオリソグラフィー機械。

【請求項8】

前記回転の軸線（Ｘ）を通過する基準平面に従った前記球状の胴体（８）の断面は、平坦にされている形状を有しており、前記中空の胴体（１４）及び／または前記案内胴体（１８）は、前記平坦にされている断面に形状が一致している開口（２５、２５ａ）を備えており、前記モデリングプレート（３）が前記第１の角度位置に配置されている時に前記中空の胴体（１４）からの及び／または前記案内胴体（１８）からの前記球状の胴体（８）の取り出しを防止し、前記モデリングプレートが前記第１の角度位置とは異なり前記第２の角度位置に一致していることが好ましい位置に配置されているときに前記取り出しを可能にするように構成されていることを特徴とする、請求項１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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、初期化が特に単純で、そのため、未熟なオペレータの使用にも適しているステレオリソグラフィー機械に関する。

【背景技術】

【0002】

知られているように、ステレオリソグラフィー機械は、光線によって層となるように重合される感光性樹脂から複雑な３次元物体を作るのに使用される。

【0003】

ステレオリソグラフィー機械は、前述の樹脂を収容しているタンク及びタンクの底に面しており、形成される３次元物体を支持するモデリングプレートを有している。

【0004】

モデリングプレートは、タンクの底に直交している移動の方向に従って移動させることができるように支持ユニットに関連付けられている。

【0005】

物体の各層を作るために、前の層の表面または第１の層の場合はモデリングプレートの表面が、樹脂の対応する層を定めるように、形成される層の厚さに等しいタンクの底からある距離に配置されるまで樹脂に浸される。

【0006】

続いて、光線を照射する目的のために透明の底を有しているタンクの下方から光線を照射することによって樹脂の層が重合される。

【0007】

処理サイクルが開始できるようになる前に、モデリングプレートの表面がタンクの底にできるだけ平行になるように、モデリングプレートが支持ユニットに対して調整される手続きによって機械を初期化する必要がある。

【0008】

初期化の手続きは、底自体から任意の所定の距離に自動的にそして正確に表面が配置できるように機械がタンクの底の実際の位置をさらに保存できるようにする。

【0009】

プラスチック材料で通常作られているタンクの寸法は事前にはわからず、大きさ及び形状の両方において公差があるので、初期化手続きは必要である。

【0010】

実際に、モデリングプレートがタンクの底に対して正しく配置されないと、物体の第１の層の凝固が不完全になって、加工の不合格につながる可能性があるばかりでなく、タンク自体を壊す可能性がある。

【0011】

そのため、初期化手続きは、機械が最初に使用される時及びタンクの取り換えのたびに実行しなければならない。

【0012】

物体の各層の厚さは、一般に十分の数ミリメートル程度であるので、プレートをタンクの底に対して位置決めするときには非常に高い精度が要求される。

【0013】

当該技術で知られている初期化手続きによれば、タンクの底にぴったりと接触するように配置できるように支持ユニットから解放している状態で、モデリングプレートをタンクの底に接触させる。

【0014】

この目的のために、モデリングプレートは、支持ユニットに、移動の方向に従った支持ユニットに対するその相対的な移動と移動の方向に直交する軸線に従ったその限定されている回転との両方を可能にする可動手段を通して関連付けられている。

【0015】

モデリングプレートをタンクの底に接触させて配置した後、オペレータは、支持ユニットからモデリングプレートに向けて突き出している特別な調整可能なスペーサを作動させ、モデリングプレート自体に接触するまで延ばす。

【0016】

最後に、オペレータは、牽引力をモデリングプレートに作用させるねじを作動させ、それをスペーサに対してロックする。

【0017】

このようにして得られた位置は、支持ユニットの制御システムによって保存される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0018】

【特許文献1】国際公開第２０１３／１７７６２０号

【特許文献2】米国特許出願公開第２０１５／０３２８８４１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0019】

直前に説明した初期化手続きは、かなり複雑で、そのため、未熟なオペレータによって実行されるのに適していないという欠点がある。

【0020】

その手続きには、様々なスペーサに作用する力が過度であったり互いに異なっていたりする場合、無視できない及び／または一様でない変形をタンクの底に発生させ、モデリングプレート自体の位置決めが相当に不正確になることにつながるという欠点がさらにある。

【0021】

公知の技術によれば、前述の欠点を回避するために、紙のシートがモデリングプレートとタンクの底との間に介在している。モデリングプレートをタンクの底に接触させ配置し、スペーサを締め付けた後、オペレータは、紙のシートが依然としてモデリングプレートの下から取り除くことができることを確認し、過度の局所的な圧力が存在しないことを確認する。

【0022】

その操作が初期化手続きをさらに複雑にし、さらに、反復性の低下によって特徴付けられ、したがって考え得るエラーを招くことを理解することができる。

【0023】

さらなる欠点として、紙のシートの介在によって、紙のシートの厚さ自体のせいで、モデリングプレートがタンクの底に完璧に置かれることが妨害される。

【0024】

一般的に厚さは十分な精度ではわからないため、初期化手続きにある程度の近似が入り込み、得られる精度がさらに限定されるというさらなる欠点がある。

【0025】

前述の内容に加えて、シートの介在によって、タンクに樹脂を満たしままで初期化手続きを実行できないという欠点がある。

【0026】

ステレオリソグラフィー機械の既知の実施形態によると、前述の欠点を少なくとも部分的に克服しようとして、モデリングプレートの移動と同じ方向に何らかの移動を可能にする弾性要素によってタンクは支持されている。

【0027】

この移動によって、初期化手続きの必要がなくなり、それは弾性要素の変形によって、タンクの不正確な寸法を補償することが可能になるからである。

【0028】

しかし、寸法の不正確さは事前には知られていないため、３次元物体の第１の層の生成中に、モデリングプレートは、タンクの底に対して不正確な位置に配置されることになり、したがって、層自体の不完全な構成につながる。

【0029】

その結果、前述の実施形態においては、処理サイクルの最後に連続して取り除かれることになる何らかの「処分可能な」初期層を設ける必要がある。

【0030】

初期層を正確に取り除くために、何らかの容易に分離可能な要素を介在させることが必要になり、それが、層自体と物体との間にさらなる層を占めることになる。

【0031】

処分可能な層とさらなる層の生成によって、全体の処理時間が長くなり、物体を作るのに必要な樹脂の量を増加させることは明らかである。

【0032】

支持ユニットに対してモデリングプレートの位置を調整することができるステレオリソグラフィー機械のさらなる実施形態が、特許文献１および特許文献２に記載されている。

【0033】

本発明は、公知の型のステレオリソグラフィー機械について典型的な前述の全ての欠点を克服することを意図している。

【0034】

特に、本発明の目的は、前述の手続きに比べてより単純な手続きによって初期化可能なステレオリソグラフィー機械を提供することである。

【0035】

本発明の他の目的は、同じ手続きをより複雑にすることなく実行される、より正確な初期化手続きを可能にする機械を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0036】

前述の目的は、主要な請求項によって作られているステレオリソグラフィー機械によって達成される。さらなる特徴及び詳細は、対応する従属請求項で指定されている。

【0037】

本発明の対象である機械のより簡単な初期化によって、機械を未熟なオペレータによっても使用するのに適したものにできるので有利である。
本発明の対象の機械のより簡単な初期化によって、既知の型の機械に比べて初期化手続きをより素早く実行でき、機械のダウンタイムを短縮できるので、さらに有利である。

【0038】

本発明の対象の機械によって達成可能なより高い初期化精度によって、３次元物体の追加の初期層を設ける必要性がなくなり、物体自体を作るのに必要な時間を短縮し必要な樹脂の量を減少させるのでさらに有利である。

【0039】

前述の目的と利点とは、後で説明する他の目的と利点と併せて、添付の図面を参照して非限定的な例として示す本発明の好ましい実施形態の記述で説明する。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】本発明のステレオリソグラフィー機械の軸測投影図である。

【図2】異なる動作構成に対応している図１のステレオリソグラフィー機械の側部断面図である。

【図2a】図２の拡大された詳細の図である。

【図3】異なる動作構成に対応している図１のステレオリソグラフィー機械の側部断面図である。

【図3a】図３の拡大された詳細の図である。

【図4】図１のステレオリソグラフィー機械の前部断面図である。

【図5】図２に示している動作構成における図１のステレオリソグラフィー機械の詳細の側部断面図である。

【図6】図３に示している動作構成における図１のステレオリソグラフィー機械の詳細の側部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

図１において全体を１によって示している本発明のステレオリソグラフィー機械は、光感応樹脂を収容しており、底２ａを備えているタンク２を支持しているフレーム１ａを有している。

【0042】

底２ａは、図面では図示していない、しかしそれ自体は既知で、タンク２の下方に配置されており、底２ａ自体に隣接するように配置されており、樹脂の層を選択的に硬化させるのに適している光源からの光線の通過を可能にするように透明である。

【0043】

さらに、底２ａに向いているモデリング表面３ａを有しているモデリングプレート３が設けられている。

【0044】

モデリング表面３ａは、硬化させた３次元物体の第１の層を支持するのに使用され、今度は、第１の層が第２の層の支持部分となり、続く層についても同様である。

【0045】

モデリングプレート３は、支持ユニット５によって支持されており、それが今度はフレーム１ａに支持ユニット５及びその結果プレート３を底２ａに直交している移動の方向Ｚに従って移動させるのに適しているガイド手段及び移動手段４によって関連付けられている。

【0046】

移動手段４は、図２に示しているステッピングモータなどのサーボモータ３０を有していることが好ましいが必要ではない。

【0047】

サーボモータ３０は、同様に図２に示しているウォームねじ２７を操作し、ウォームねじ２７は、今度は支持ユニット５に動作するように関連付けられている。

【0048】

移動手段４は、モデリング表面３ａまたは物体の最後に硬化した層を、得られる連続している層の厚さに対応している底２ａから離れている位置で、樹脂に浸されるように配置するようにモデリングプレート３を移動の方向Ｚに従って移動させることができる。

【0049】

前述の初期化手続きを実行するために、モデリングプレート３は、支持ユニット５に、モデリングプレート３の位置を支持ユニット５に対して変更して、支持ユニット５と一体にプレート３がロックされることを可能にする結合ユニット６によって接続されている。

【0050】

特に、結合ユニット６は、プレート３が支持ユニット５に対して移動の方向Ｚに従って、支持ユニット５から離れている図２ａ及び５に示している第１の直線の位置と、支持ユニット５の近くに位置している図３ａ及び６に示している第２の直線の位置との間をモデリングプレート３が並進できるように構成されている。

【0051】

結合ユニット６は、モデリングプレート３を第１の直線の位置に、たとえば図示していないがそれ自体は既知の弾性手段の存在によって、強制的に移動させるように構成されていることが好ましい。

【0052】

弾性手段は、初期化手続きの間に支持ユニット５を下降させたときに、モデリングプレート３をタンク２の底２ａに確実に接触したままにするので有利である。

【0053】

本発明の異なる実施形態において、弾性手段が存在せず、モデリングプレート３は、プレート３自体の静的荷重によって強制的に第１の直線位置に配置される。

【0054】

支持ユニット５は、モデリングプレート３の、モデリング表面３ａが移動の方向Ｚに直交している第１の角度位置と第１の角度位置に対してモデリングプレート３ａが回転している第２の角度位置との間の、移動の方向Ｚに直角な回転の軸線Ｘに従った支持ユニット５に対する回転も可能にするようにさらに構成されている。

【0055】

初期化手続きの間に、タンク２の底２ａの移動の方向Ｚに直交する平面に対する回転の軸線Ｘを中心にした考え得るずれにも、モデリングプレート３を回転によって適合させるのが有利である。

【0056】

支持ユニット５は、モデリングプレート３の第１の回転の軸線Ｘ及び移動の方向Ｚに直角なさらなる回転の軸線Ｙに従った支持ユニット５に対する回転もできるようにするように構成されていることが好ましい。

【0057】

前述の前回の移動に組み合わされた回転によって、モデリングプレート３が初期化手続き中にタンク２の底２ａに完璧に付着する位置を取ることが有利である。

【0058】

機械１は、前述の並進及び回転の移動を防止するように、モデリングプレート３及び支持ユニット５を一体にするように操作されるのに適しており、移動を可能にするように解放されるのに適している挟み手段９をさらに有している。

【0059】

本発明によれば、図２ａ及び３ａにおいてより詳細にわかるように、結合ユニット６は、ハウジング７及び回転の軸線Ｘ及びＹを中心に回転可能なようにハウジング７内に回転するように配置されている球状の胴体８を有している。

【0060】

特に、ハウジング７の形状は、少なくともモデリングプレート３が第１の角度位置に十分に近い角度位置を占めているときに、つまり、モデリング表面３ａが移動の方向Ｚに対して直角とは所定の値未満の値だけ異なる角度にあるときに、球状の胴体８が３個の空間の方向に並進するのを防止するようになっている。

【0061】

ハウジング７は、直径が球状の胴体８の直径と等しい球状の形状を有しており、したがって任意の相互の角度位置での結合の安定性を改善することが好ましいが必要ではない。

【0062】

本発明によれば、さらに、挟み手段９は、ハウジング７及び球状の胴体８を互いに押し付け、それぞれの表面に結果として生じる摩擦がその２個の構成要素間のあらゆる相対移動を防止し、それらの相互位置に関わらず実際に互いに一体になるように構成されている。

【0063】

前述の結合ユニット６は、モデリングプレート３を回転の軸線Ｘの周囲及び、想定される場合は回転の軸線Ｙの周囲でも回転させて、所定の角度間隔内で軸線の周囲の任意の角度位置をとることができるようにする球面継手として振る舞うことを理解することができる。

【0064】

そのため、結合ユニット６及び挟み手段９は、機械１が非常に簡単な手続きによって初期化されるようにし、したがって、本発明の目的の１つを達成する。

【0065】

実際、挟み手段９が解放構成にあるときには、球状の胴体８は、ハウジング７内で自由に回転し、したがって、モデリングプレート３が様々な向きをとることができるようにする。

【0066】

そのため、前述の初期化手続きを、挟み手段９を解放し、モデリングプレート３がタンク２の底２ａ上に置かれるまで支持ユニット５を下降させることによって実行することができる。

【0067】

続いて、球状の胴体８及びハウジング７との間のあらゆる相互移動をロックしてモデリングプレート３の位置を支持ユニット５に対して固定するように挟み手段９を動作させる。

【0068】

球状の胴体８の球状の拘束は、挟み手段９の動作がモデリングプレート３と支持ユニット５との間のあらゆる相対移動を引き起こさないようにされる。

【0069】

実際に、挟み手段９の作動は、底２ａに接触した時にモデリングプレート３が自然に取る位置にモデリングプレート３をロックするようにハウジング７と球状の胴体８との間での十分な摩擦の発生に限定されている。

【0070】

そのため、挟み手段９は、モデリングプレート３と底２ａとの間の接触圧力の均一性の不足を引き起こすことにならず、そのため、モデリングプレート３の接触圧力の正しい分布を確認することによって手続きを完了する必要はない。

【0071】

したがって、本発明は、機械１の初期化手続きを容易にし、未熟なオペレータによる使用にも適した初期化手続にするという目的を達成する。

【0072】

特に、既知の技術でのように紙のシートをモデリングプレート３と底２ａとの間に介在させることさえ必要ではなく、そのため、紙のシートの厚さに関する不確実性によるあらゆる位置決め誤差も回避され、非常に正確な初期化手続きを得るというさらなる目的を達成する。

【0073】

その結果、３次元物体の処理を、「処分可能な」追加の層を作る必要なしに、実施することができる。

【0074】

そのため、物体を処理するのに必要な時間を短縮し、樹脂の消費を減少させることが可能であり、有利である。

【0075】

追加の層が存在しないことで、続く仕上げ作業によってそれらを取り除く必要がなくなるので、機械１の使用がさらに容易になって、さらに有利である。

【0076】

圧力の分配の制御のために紙のシートを使用する必要がないということは、タンク２内に樹脂が存在していても、それを空にする必要なしに、初期化手続きを実行できるというさらなる利点を意味する。

【0077】

さらに、モデリングプレート３が底２ａにいったん接触して、支持ユニット５に固定されていると、このようにして得られた位置を処理サイクルの基準位置として支持ユニット５の制御システムによって直接使用することができる。

【0078】

そのため、さらなる準備作業を機械上で実施する必要なしに処理サイクルを開始することが可能で、さらに使用が容易になり、処理期間が短縮される。

【0079】

図４に特に示しているように、球状の胴体８は、接続胴体８ａによって接続されているモデリングプレート３と一体であるのに対して、ハウジング７は、支持ユニット５に接続されており、接続胴体８ａを収容しており、２個の軸線Ｘ及びＹに従って球状の胴体８のハウジング７内での回転移動中に接続胴体８ａを移動できるようにするスロット７ａを定めていることが好ましい。

【0080】

特に、スロット７ａは、第１の角度位置が第２の角度位置から離れているのと等しい角度にわたって回転の軸線Ｘの周囲を延びている。

【0081】

さらに、角度方向の延びに対して直角な方向のスロット７ａの幅は、回転の軸線Ｙに従った球状の胴体８の特定回転が可能なように、接続胴体８ａの幅を超えている。

【0082】

図面に示していない本発明の異なる実施形態において、本発明の実質をそのために修正することなく、ハウジング７はモデリングプレート３に接続可能で、球状の胴体８は、支持ユニット５と一体にできることは明らかである。

【0083】

前述の解決策は、必要で明確な修正をすることによって、直前に説明した異なる実施形態にも適合させることができる。

【0084】

図２ａに示しているように、結合ユニット６は、モデリングプレート３を第２の角度位置にロックするように操作するのに適している解放可能な停止手段１０も有していることが好ましい。

【0085】

このように、３次元物体の処理の最後に、余分な液体樹脂が下に位置しているタンク２内に容易に滴下できるようにし、したがって機械の使用をさらに容易にするように、モデリング表面３ａを傾斜させてモデリングプレート３を第２の角度位置にロックすることができる。

【0086】

モデリング表面３ａの垂直方向の位置を定め、したがって、余分な樹脂がよりよく滴下することを保証するように、第２の角度位置は第１の角度位置から約９０°離れていることが好ましい。

【0087】

停止手段１０は、図２ａに詳細を示している弾性手段２９の作動によって球状の胴体８に接触している状態に維持されている停止胴体１１を有していることが好ましい。

【0088】

さらに、球状の胴体８には、モデリングプレート３が第２の角度位置に配置されたときに停止胴体１１がパチンと嵌る、停止胴体１１を収容するのに適している凹部１２及び、停止胴体１１を凹部１２から解放するためにユーザが操作可能な解放手段１３が設けられている。

【0089】

このように、モデリングプレート３が第２の角度位置に回転すると、停止胴体１１は球状の胴体８を保持し、その結果、モデリングプレート３を第２の角度位置に保持するように凹部１２に自動的に嵌る。

【0090】

解放手段１３は、ユーザがアクセス可能で、シフトされたときに、停止動体１１を凹部１２から引き出し、その結果、モデリングプレート３を解放し、したがってモデリングプレート３を第１の角度位置とは異なる角度位置に回転できるようにするレバーを有していることが好ましい。

【0091】

モデリングプレート３の回転は、手動で実施するか、より好ましくは自然に発生可能で、それは、たとえば、モデリングプレート３自体をその重心が球状の胴体８によって定められている回転の中心に対して水平方向にシフトしているように構成することによって実現される。

【0092】

これによって、プレート３自体を第１の角度位置に向けて回転させようとするトルクを発生させるように、プレート３の重量を利用することができる。

【0093】

さらに好ましくは、結合ユニット６は、モデリングプレート３の第１の角度位置に向けた下降を制動するように意図されており、球状の胴体８とそのハウジング７との間または接続胴体８ａとスロット７ａとの間の僅かな干渉の存在を含んでいてもよい摩擦手段を有している。

【0094】

本発明の異なる実施形態においては、停止手段１０は、前述とは異なる構成を取ることができる。

【0095】

たとえば、停止手段１０の図示しない考え得る変形の実施形態によれば、停止胴体１１には、凹部が設けられており、球状の胴体８には、凹部に嵌めるのに適している対応する凸胴体が設けられている。

【0096】

機械１には、モデリングプレート３の角度位置を検出するように構成されている、図示してはいないがそれ自体は既知のセンサも装備されていることが好ましい。

【0097】

機械１には、モデリングプレート３が第２の角度位置にあることをセンサが通知した時に処理サイクルの開始を防止するシステムがさらに装備されている。

【0098】

挟み手段９については、ハウジング７を定めている中空の胴体１４を有していることが好ましい。

【0099】

中空の胴体１４は、球状の胴体８の周囲に押し付けられるように変形可能であって、変形を起こすように操作されることに適している制御手段１５に関連付けられている。

【0100】

中空の胴体１４の変形可能性は、図４の断面図に詳細が示されているように、互いに対向し、互いに取り外し可能な２つの半分の胴体１６、１７によって構成され、一方、制御手段１５は、半分の胴体１６、１７の間の相互距離を変化させるために操作可能であることが好ましい。

【0101】

半分の胴体１６、１７は互いに対称であって、各々が、実質的に半球の形状の対応する空洞を定めていることが好ましい。

【0102】

半分の胴体１６、１７は、球状の胴体８を回転できるが、球状の胴体８がハウジング７に対して並進するのを防止するように、球状の胴体８に接触した状態に維持する弾性手段を通して支持ユニット５に接続されていることがさらに好ましい。

【0103】

中空の胴体１４は、中空の胴体１４の回転だけではなく、移動の方向Ｚに直交している方向に従った並進を防止するのが好ましい案内胴体１８を通して移動の方向Ｚに従って支持ユニット５に摺動するように関連していることがさらに好ましい。

【0104】

初期化手続き中に、案内胴体１８は、モデリング表面３ａがタンク２の底２ａに接触するようにモデリングプレート３が支持ユニット５に対して並進できるようにする。

【0105】

実際に、並進移動によって、モデリングプレート３の下降移動はモデリング表面３ａの底２ａへの実際に接触する瞬間を越えて延長し、プレート３が底２ａ上に正しく載る時間を得ることができるようになる。

【0106】

このために、モデリングプレート３を第１の直線位置に向けて強制的に実行する強制手段が設けられており、下降移動中のプレート３と底２ａとの間の完璧な接触を保証するので有利である。

【0107】

強制手段は、中空の胴体１４と案内胴体１８との間に、図示されていないがそれ自体は既知の弾性手段を有していることが好ましい。

【0108】

異なる実施形態によれば、強制手段は、モデリングプレート３を、あらゆる考え得る摩擦にうち勝って、下向きに押す傾向のあるモデリングプレート３の静荷重を有している。

【0109】

中空の胴体１４は、前述の案内胴体１８の内部に収容されていることが好ましく、案内胴体１８は、モデリングプレート３を前述のようにロックするように中空の胴体１４を球状の胴体８の周囲に押し付けるように変形させることができる。

【0110】

直前に説明した構成によって、案内胴体１８の単一の変形により、中空の胴体１４の移動の方向Ｚの並進及びハウジング７内の球状の胴体８の回転の両方を防止し、機械の初期化を促進することができることを理解することができる。

【0111】

直前に説明した状態は、案内胴体１８にそれぞれの反対側で中空の胴体１４と向き合っている２個のあご１９、２０を装備することによって得られることが好ましい。

【0112】

あご１９、２０は、互いに取り外し可能なように連携しており、前述の制御手段１５によってあご自体の間の相互距離の調整を操作できる。

【0113】

制御手段１５は、操作ノブ２２ｃを備えていることが好ましいねじ２２を有していることが好ましい。

【0114】

ねじ２２は、ねじ２２の一方向への回転によってあご１９、２０が互いに近づき、そのためあご１９、２０が中空の胴体１４に周囲に押し付けられ、ねじ２２の反対方向への回転によって２個のあご１９、２０が緩められ、中空の胴体１４がその結果解放されるように２個のあご１９、２０を互いに接続している。

【0115】

機械１には、モデリングプレート３が第１の直線位置に配置された時に、ねじ２２の操作を防止するのに適しているロック装置が備わっていることが好ましい。

【0116】

ロック手段は、モデリングプレート３がタンク２の底２ａから依然として持ち上げられているときに、それゆえに初期化手続きが完了する前に、モデリングプレート３が支持ユニット５上でロックされるのを防止するので有利である。

【0117】

このように、モデリングプレート３の下降移動中に、タンク２の底２ａを損傷することを回避することができる。

【0118】

ロック装置は、モデリングプレート３の第１の直線位置から第２の直線位置に向けた移動に続いて、球状の胴体８が支持ユニット５に対して移動した時に、ねじ２２をそれに合わせて動かすように、ねじ２２を球状の胴体８に移動の方向Ｚに従って拘束するのに適している手段を有していることが好ましい。

【0119】

ロック装置は、あご１９、２０の各々に、ねじ２２の対応する端部２２ａ、２２ｂを収容し、移動の方向Ｚに従って摺動できるようになっている移動の方向Ｚに従った長い形状を有している対応する貫通スロット２３、２４をさらに有している。

【0120】

ねじ２２の少なくとも一方の第１の端部２２ａ及び第１の端部２２ａが挿入される対応する第１の貫通スロット２３が、図５に示しているモデリングプレート３がその第１の直線位置にある状態に対応している第１の端部２２ａが第１の貫通スロット２３に沿って第１の位置に配置されたときに、ねじ２２の回転を防止するように構成されている。

【0121】

同時に、第１の端部２２ａ及び第１の貫通スロット２３は、第１の端部２２ａが、図６に示しているモデリングプレート３が第２の直線位置にある状態に対応している第１の貫通スロット２３に沿って第２の位置に配置されたときに、ねじ２２を回転できるように構成されている。

【0122】

図２に示しているように、モデリングプレート３が底２ａから持ち上げられており、従って第１の位置にある限り、第１の端部２２ａは、第１の貫通スロット２３内にロックされており、図２ａに示しているように、ねじ２２を使用してモデリングプレート３を支持ユニット５にロックできないようにすることを可能にしている。

【0123】

逆に、モデリングプレート３が底２ａに接触している時には、図３に示している第２の位置で、ねじ２２は、図３ａからわかるように、その第１の端部２２ａが自由に回転して、ユーザがモデリングプレート３をロックできるように、スロット２３に沿って上向きに移動する。

【0124】

図５及び６からわかるように、前述の状態は、ねじ２２の第１の端部２２ａに正方形の断面を設けるのに対して、第１の貫通スロット２３は、幅の異なる２個の部分を有するように構成されていることによって得られることが好ましい。

【0125】

より正確には、第１の位置でねじによって占められている面積に対応している第１の貫通スロット２３の下側の端部は、正方形の断面の辺よりも大きく、その対角線よりも小さいのに対して、上側の端部は、対角線よりも大きい。

【0126】

他方、第１の端部２２ａの断面は、第１の方向では、第１の方向と交差する方向のその最大幅よりも狭く、さらに、第１の位置においてねじ２２によって占められている第１の貫通スロット２３の断面の幅は、その２個の幅の間に含まれており、第２の位置にあるねじ２２によって占められている第１の貫通スロット２３の断面の幅は、その最大幅を超えている場合、その状態は第１の端部２２ａ及び第１の貫通スロット２３を直前に説明したのとは異なるように構成することによって得られることは明らかである。

【0127】

前述のようにねじ２２を球状の胴体８に拘束するために、球状の胴体８には、ねじ２２を収容する貫通開口２８が備わっていることが好ましい。

【0128】

図示していない本発明の異なる実施形態によれば、前述のものと類似している拘束を得るように、ねじ２２は、ハウジング７に関連付けられている。

【0129】

たとえば、図２ａからわかるように、回転の軸線Ｘを通過する基準平面に従っている球状の胴体８の断面は、平坦にされている形状を有していることが好ましい。

【0130】

同時に、中空の胴体１４及び案内胴体１８には、形状が球状の胴体８の平坦にされている断面に一致しているそれぞれの開口２５、２５ａが備わっている。

【0131】

特に、開口２５及び２５ａは、モデリングプレート３が第１の角度位置に配置されている時に、球状の胴体８を中空の胴体１４及び案内胴体１８から取り出すのが不可能になるように、そして、モデリングプレート３が第２の角度位置、またはいずれにしても第１の角度位置とは異なる位置に配置されている時に取り出すことができるように構成されている。
球状の胴体８の平坦にされている断面及び開口２５及び２５ａの存在によって、たとえば、処理サイクルの最後に、物体をモデリングプレート３から取り外す必要なしに、物体を機械から取り外すために、モデリングプレート３が第２の角度位置にあるときに、球状の胴体８をハウジング７から単純で素早い態様で結合解除することが可能になる。

【0132】

これは、ユーザが物体を掃除し仕上げるのをより簡単にするだけでなく、プレートから物体を分離するのをより簡単にするので有利である。

【0133】

平坦にされている断面は、ねじ２２に関して対向しており、２個のそれぞれの平面及び球状の胴体８の平行な表面に対応している２個の直線の部分を有していることが好ましい。

【0134】

本明細書では図示していない本発明の異なる実施形態において、平坦にされている断面は、直線の部分のうちの１個だけ、または円形とは異なる形状の１個または２個以上の部分を有することさえができることも明らかである。

【0135】

前述のねじ２２を収容する球状の胴体８の貫通開口２８については、開いている側を有するように、ねじ２２に直交している基準方向に従って球状の胴体８の表面に達するまで延びていることが好ましい。

【0136】

特に、モデリングプレート３が第２の角度位置に配置されたときに、基準方向は球状の胴体８のハウジング７からの取り出しの方向に一致する。

【0137】

直前に説明した構成を備えている貫通開口２８によって、図７及び８に連続して示している態様で、ねじ２２を取り外す必要性なしに、球状の胴体８をハウジング７から取り出し、また、球状の胴体８をハウジング７に導入することが可能になる。

【0138】

その結果、球状の胴体８の回転もハウジング７からの球状の胴体８の取り出しも妨げないように、ねじ２２は回転の軸線Ｘに平行になるように配置される。

【0139】

前述のステレオリソグラフィー機械１の初期化手続きは、図８に示しているようにモデリングプレート３を配置し、図７に示しているように球状の胴体８をハウジング７内に導入することによって実行されるのが効果的である。

【0140】

続いて、モデリングプレート３を図２に示している第１の角度位置に到達するまで回転させることができる。

【0141】

直前に説明した構成において、挟み手段９は、解放された位置に維持されている。

【0142】

続いて、オペレータは、図３からわかるように、モデリングプレート３をタンク２の底２ａに接触して置くように支持ユニット５を作動させる。

【0143】

球状の胴体８のハウジング７に対する移動性によって、モデリングプレート３がその方向を底２ａの方向に適合させることができるようになる。

【0144】

プレート３が底２ａに全体が接触することを確実にするためには、支持ユニット５をさらに下降させ、球状の胴体８及びねじ２２を支持ユニット５に対して、それゆえ案内胴体１８及びそれぞれのスロット２３、２４に対して，シフトさせることが好ましい。

【0145】

支持ユニット５を下降させる移動は、ねじ２２の第１の端部２２ａが第１のスロット２３から解放されてねじ２２自体を作動できるようにするまで進む。

【0146】

前述の処理は、支持ユニット５を反対側のセンサによって検出される基準位置に到達するまでまず上昇させ、続いて、タンク２の底２ａの幾何学的な公差を考慮して、解除が発生することを保証するのに適している所定の距離だけ支持ユニット５を下降させる初期化サイクルによって、自動的に発生することが好ましい。

【0147】

この時点で、オペレータは、初期化手続きを完了するように、モデリングプレート３を支持ユニット５に固定するために、挟み手段９を作動させることができる。

【0148】

初期化手続きの最後での支持ユニット５の位置は、ユーザによるさらなる調整の必要なしにすぐに開始可能な処理サイクルの基準位置として機械１の制御システムによって保存される。

【0149】

前述の説明から、前述のステレオリソグラフィー機械は、本発明のすべての目的を達成することを理解することができる。
特に、本発明の対象の機械の結合ユニット及び挟み手段によって、その位置に無関係に、そして位置を修正する必要なしに、モデリングプレートを支持ユニットに固定することができる。

【0150】

これによって、プレート自体の配置に関して発生する公差の原因となるプレートとタンクの底との間のあらゆるスペーサの介在が必要なくなるので、既知の型式の機械の初期化のためにモデリングプレート上で実施する必要のある複雑な一連の処理操作がなくなり、さらに、非常に正確な初期化手続きを実施することが可能になる。

【図1】

【図2】

【図2a】

【図3】

【図3a】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】