(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】
(24)【登録日】2022-06-13
(45)【発行日】2022-06-21
(54)【発明の名称】複数台ステレオリソグラフィグループ
(51)【国際特許分類】
B29C 64/245 20170101AFI20220614BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20220614BHJP
B29C 64/241 20170101ALI20220614BHJP
B29C 64/124 20170101ALI20220614BHJP
B29C 64/379 20170101ALI20220614BHJP
B33Y 40/00 20200101ALI20220614BHJP
【FI】
B29C64/245
B33Y30/00
B29C64/241
B29C64/124
B29C64/379
B33Y40/00
(21)【出願番号】P 2020526407
(86)(22)【出願日】2018-11-12
(86)【国際出願番号】 IB2018058854
(87)【国際公開番号】W WO2019097383
(87)【国際公開日】2019-05-23
【審査請求日】2020-09-03
(31)【優先権主張番号】102017000129515
(32)【優先日】2017-11-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】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
【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄
(74)【代理人】
【識別番号】100179316
【氏名又は名称】市川 寛奈
(72)【発明者】
【氏名】コスタベベール,エトレ,マウリツィオ
(72)【発明者】
【氏名】ブサト,レンツォ
【審査官】池田 安希子
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2012/0195994(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2015/0165695(US,A1)
【文献】特開平07-060844(JP,A)
【文献】特開2015-033825(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B29C 64/245
B33Y 30/00
B29C 64/241
B29C 64/124
B29C 64/379
B33Y 40/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数台ステレオリソグラフィグループ(10)であって、
モデリングプレート(12)に対面する固定基部(13)に対する前記モデリングプレート(12)のための支持及び移動手段(11)
を備え、
前記固定基部(13)は、前記支持及び移動手段(11)によって移動する前記モデリングプレート(12)によって到達されることが可能である各々のエリア内に位置付けられる少なくとも2つの作業台(16,17)を備え
、
前記固定基部(13)は、少なくとも3つの作業台(16,17,18)、すなわち、
物体を形成するための少なくとも1つの第1の台(16)、
形成された物体を洗うための少なくとも1つの第2の台(17)、
形成された物体を安定させるための少なくとも1つの第3の台(18)、を備え、
前記支持及び移動手段(11)は、
前記モデリングプレート(12)を支持するためのタワー(19)であって、前記タワー(19)は、前記固定基部(13)の基準面(P)に対して横断する主要延在方向(Z)において、前記固定基部(13)から延在する、タワー(19)と、
前記基準面(P)に垂直な回転軸を中心に前記固定基部(13)に対して前記タワー(19)を回転させるための手段(20)と、
前記固定基部(13)から離れて及び前記固定基部(13)に向かって前記モデリングプレート(12)を移動させるための手段(21)と、を備え、
前記支持及び移動手段(11)は、前記基準面(P)に平行な軸(X)を中心に前記タワー(19)を回転させるための手段(28)を備えることを特徴とする、複数台ステレオリソグラフィグループ(10)。
【請求項2】
前記固定基部(13)から離れて及び前記固定基部(13)に向かって前記モデリングプレート(12)を移動させるための前記手段(21)は、前記タワー(19)の前記主要延在方向(Z)において前記モデリングプレート(12)を並進させるためのアクチュエータ手段を備え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グループ。
【請求項3】
前記固定基部(13)は上側プレート(23)を有し、前記上側プレート(23)上に、対応する前記第1の台(16)、前記第2の台(17)、及び前記第3の(18)台に対応するアクセス開口部(24,25,26)が画定されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のステレオリソグラフィグループ。
【請求項4】
前記第1の台(16)は、ステレオリソグラフィによって本体を作るための感光性樹脂を含有することを意図する透明底面タンク(30)を備え、前記透明底面タンク(30)の下で、電磁放射線の対応する放出手段が動作することを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のステレオリソグラフィグループ。
【請求項5】
タンク(30)は、前記基準面(P)に平行な前記軸(X)を中心に前記タワー(19)と一緒に回転するように構成され、これにより、前記タンク(30)は、前記タンク(30)の動作を最適化するための傾斜構成を取ることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載のステレオリソグラフィグループ。
【請求項6】
前記第1の台(16)、前記第2の台(17)、及び前記第3の台(18)は、前記基準面(P)上にある円形軌道上に存在することを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載のステレオリソグラフィグループ。
【請求項7】
前記モデリングプレート(12)は、前記モデリングプレート(12)自体を回転させるための手段(36)によって支持アーム(27)に拘束されることを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載のステレオリソグラフィグループ。
【請求項8】
前記ステレオリソグラフィグループは、前記第1の台(16)、前記第2の台(17)、及び前記第3の台(18)のアクセス開口部(24,25,26)の1つだけへのアクセスを可能にし、他のアクセス開口部を塞ぐように構成されるカバー(40)を備えることを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載のステレオリソグラフィグループ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数台ステレオリソグラフィグループに関する。
【背景技術】
【0002】
現在、ラピッドプロトタイピング、具体的には、ステレオリソグラフィ技術は、ますます一般的になっている。
【0003】
汎用のステレオリソグラフィ工程は、通常、光重合に基づいており、光重合により、本体が感光性液状樹脂(感光性樹脂と称される)から作成される、樹脂の表面を走査するレーザ光(一般的に、紫外線)に露出されて固化する。
【0004】
係る樹脂は、光開始剤及び液状モノマーと配合され、それらは、また、製品に要求された機械的特性及び化学的特性を与えることが可能である結合剤及び他の物質を含有し得る。
【0005】
光重合は、大きいサイズの架橋分子のモノマーを結合することを可能にする工程である。
【0006】
ほとんどのラピッドプロトタイピングシステムに関して、感光性樹脂の処理によって本体を作成するステップは完全に自動化され、多くの場合、作業者は、工程を多くの時間行うことができるため機械を一晩中起動したままにし、いったん動作が開始すると作業者が介入することができない。
【0007】
他方では、後続の工程の最終ステップは、たいてい、手動であり、したがって、細心の注意を払う必要があり、不適切な操作によって試作品を損傷する危険性が高いため、そのステップは精緻に実行される。
【0008】
第1の最終ステップは、洗う工程または洗浄工程から成り、その工程によって、作られている本体に残された樹脂はなくされる。
【0009】
係る洗う工程は、しばらくの間、作られている本体を洗浄液の槽内に導入し、動作を最適化するために、時々、係る液をかき混ぜることを提供する。
【0010】
第2の最終ステップは、作られている本体の機械的特性を増加させるように、例えば、加熱によって、さらに、例えば、紫外線による加熱または熱的加熱によって、洗った本体が後硬化ステップとして既知の硬化ステップを受けることから成る。本体と後硬化手段(すなわち、紫外線エミッタまたは加熱素子)との間の相対的回転は、概して、硬化が可能な限り均一になるように重要であると見なされる。
【0011】
係るステップ、すなわち、作成ステップ、洗うステップ、及び後硬化ステップは、それぞれ、適切な装置によって実行され、1人以上の作業者は、一方の装置から他の装置まで本体を移動させる中間ステップを担当する。
【0012】
係る中間ステップは、上記に述べたように、装置によって作られているものを破壊しないように、十分に注意して、作業者によって管理され、係る注意は、ステレオリソグラフィによって作られた本体を作る全てのステップを完了するために頻ぱんに要求される速さに反して時間がかかり、仕上がった本体をエンドユーザに提供する。
【0013】
米国特許出願公開第2012/0195994号明細書は、複数の異なる硬化性材料を使用して3次元物体を作るための装置に関する。
【0014】
係る装置は、硬化性材料をそれぞれ含有する少なくとも2つの形成台と、少なくとも1つの洗い台と、一方の台から別の台までモデリングプレートを移動させるための移動台とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【文献】米国特許出願公開第2012/0195994号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
本発明の課題は、引用した欠点及び先行技術の制限を回避することが可能である複数台ステレオリソグラフィグループを考案することである。
【課題を解決するための手段】
【0017】
具体的には、本発明の目的は、ステレオリソグラフィによって本体を作るための工程の2つの連続ステップの間に作業者の介入を制限することが可能であるステレオリソグラフィグループを考案することである。
【0018】
本発明の別の目的は、より現在既知である装置よりも高い生産率が可能であるステレオリソグラフィグループを考案することである。
【0019】
本発明のさらなる目的は、既知の装置以上の効率、生産性、及び製造品質のステレオリソグラフィグループを考案することである。
【0020】
課題及び前述の目的は、請求項1に記載の複数台ステレオリソグラフィグループによって達成される。
【0021】
請求項1に記載のステレオリソグラフィグループのさらなる特性は、従属請求項に説明される。
【0022】
課題及び前述の目的は、以下に言及される利点と一緒に、添付図の台を参照して、暗示的であるが限定的ではない目的のために与えられた結論の実施形態の説明によって下文に強調される。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【
図1】本発明による、ステレオリソグラフィグループの斜視図を表す。
【
図2】本発明による、ステレオリソグラフィグループの別の斜視図を表す。
【
図3】第1の動作構成における、本発明による、ステレオリソグラフィグループのさらなる斜視図を表す。
【
図4】第2の動作構成における、本発明による、ステレオリソグラフィグループの前述の
図3の斜視図を表す。
【
図5】第1の使用位置及び第2の動作構成における、本発明による、ステレオリソグラフィグループの側面図を表す。
【
図6】第1の使用位置及び第1の動作構成における、本発明による、ステレオリソグラフィグループの上方からの平面図を表す。
【
図7】
図6の第1の位置における、ステレオリソグラフィグループの側面図を表す。
【
図8】第2の使用位置における、本発明による、ステレオリソグラフィグループの上方からの平面図を表す。
【
図9】
図8の第2の位置における、ステレオリソグラフィグループの側面図を表す。
【
図10】第3の使用位置における、本発明による、ステレオリソグラフィグループの上方からの平面図を表す。
【
図11】
図10の第2の位置における、ステレオリソグラフィグループの側面図を表す。
【発明を実施するための形態】
【0024】
引用符付きの図を参照すると、本発明に従った複数台ステレオリソグラフィグループは、全体的に、符号10で示される。
【0025】
係る複数台ステレオリソグラフィグループ10は、
モデリングプレート12に対面する固定基部13に対するモデリングプレート12のための支持及び移動手段11を備え、
当該固定基部13は、支持及び移動手段11によって移動するモデリングプレート12によって到達されることが可能である各々のエリア内に位置付けられる、下文に良く説明される少なくとも2つの作業台16及び17を備える。
【0026】
本発明に従ったステレオリソグラフィグループ10の特殊機能は、固定基部13が3つの作業台16、17、及び18、すなわち、
物体を形成するための第1の台16、
形成された物体を洗うための第2の台17、
形成された物体を安定させるための第3の台18を備えるという事実がある。係る動作は、用語「後硬化」によって当分野で既知である。
【0027】
本発明に従ってステレオリソグラフィグループ10は、当然ながら、2つ以上の第1の台と、2つ以上の第2の台と、2つ以上の第3の台と、係る第1の台、第2の台、及び第3の台に関する異なる種類の他の台とを有することが可能であることを考慮するべきである。
【0028】
本発明の非限定例としてだけ本明細書に説明される実施形態では、支持及び移動手段11は、
モデリングプレート12を支持するためのタワー19であって、係る支持タワー19は、
図2及び
図5に示される固定基部13の基準面Pに対して横断する主要延在方向Zにおいて、固定基部13から延在する、タワー19と、
基準面Pに垂直な回転軸を中心に固定基部13に対してタワー19を回転させるための手段20と、
固定基部13から離れて及び固定基部13に向かってモデリングプレート12を移動させるための手段21と、を備える。
【0029】
固定基部13から離れて及び固定基部13に向かってモデリングプレート12を移動させるための手段21は、タワー19の主要延在方向Zにおいてプレート12を並進させるためのアクチュエータ手段を備える。
【0030】
例として、方向Zにおける係る並進アクチュエータ手段は、前述のタワー19によって支えられる電気モータ14によって作動され、支持アーム27を並進するように適応する渦巻き及びウォームスクリューデバイスから成る。
【0031】
係る支持アーム27は、タワー19の主要延在方向Zに対して横断方向において、タワー19から一端が飛び出して延在する。
【0032】
具体的には、支持アーム27は、タワー19の主要延在方向Zに垂直に延在する。
【0033】
本発明の本実施形態では、タワー19の主要延在方向Zが軸Z1に平行であるとき、タワー19の回転は基準面Pに垂直な軸Z1を中心に行われる。
【0034】
本明細書に説明される例では、固定基部13は、
図1に簡潔にするために図式化された円筒形状を有し、当然ながら、簡潔にするために図示しない他の変形実施形態では、係る固定基部13は、必要性及び技術的要件に応じて、異なる形状(例えば、平行6面体)を有する。
【0035】
係る固定基部13は、上側プレート23、例えば、ディスク形プレートを有し、上側プレート23上に、対応する第1の16台、第2の17の台、及び第3の18台に対応するアクセス開口部24、25、及び26が画定される。
【0036】
支持及び移動手段11は、また、基準面Pに平行な軸Xを中心にタワー19を回転させるための手段28を備える。
【0037】
基準面Pに平行な軸Xを中心にタワー19を回転させるための係る手段28は、タワー19を回転させるように構成され、具体的には、物体を形成するために、第1の台16の動作させるために、
図2及び
図3に従って、基準面Pに垂直な軸Z1に対して角度Aだけ回転する主要延在方向Zに下向きに回転する、第1の構成と、延在方向Zが垂直な回転軸Z1に平行でありゼロ角度Aで上向きに回転する、第2の構成との間で回転させる。
【0038】
係る角度Aは、限定的ではないが、20°以上であることが好ましく、具体的には、係る角度Aは、35°であることが好ましい。
【0039】
第1の台16は、ステレオリソグラフィによって本体を作るための感光性樹脂を含有することを意図する透明底面タンク30を備え、透明底面タンク30の下で、電磁放射線を放出するための対応する手段が動作し、当該手段は、簡潔にするために示されず、それ自体が既知の種類と見なされる。
【0040】
行われるステレオリソグラフィ工程は、「層を重ねる工程」として既知の種類のものである。
【0041】
変形実施形態では、行われるステレオリソグラフィ工程は、層の分割の代わりに、すなわち、ステップにおける移動の代わりに、軸Zに平行な軸に沿ってモデリングプレートの連続移動を提供する「連続SLA」として既知の種類であり、各ステップは層を重ねる工程のように層の形成に対応する。
【0042】
タンク30は、軸Xを中心にタワー19と一緒に回転するように構成され、これにより、タンク30は、その動作を最適化するための傾斜構成を取る。
【0043】
軸Xを中心にタワー19を回転させるための手段28は、例えば、順にタンク30に固定されるシャフト32を回転させるように適応するギヤモータ31または減速手段がないモータを備える。
【0044】
タンク30は、タワー19を支持するための部分19aを有する。
【0045】
したがって、タワー19は、係る支持部分19aから延在し、支持部分19aに対して回転可能である。
【0046】
支持部分19aは、タンク30に固定して接続される。
【0047】
タワー19は、ギヤモータまたはモータ31によって支持部分19aに対して回転するように配置される。
【0048】
シャフト32は、2つの対向するブラケット33及び34によって支持され、2つの対向するブラケット33及び34の対応するブラケットにそれぞれ画定される2つの貫通孔を通過する。
【0049】
図1に明らかに見ることができるように、係るブラケット33及び34は、上側ディスク形プレート23の下に固定される。
【0050】
基準面Pに垂直な回転軸を中心に固定基部13に対してタワー19を回転させるための手段20は、タンク30の支持部分19aに固定されるギヤモータまたはモータ20aを備える。
【0051】
係るギヤモータまたはモータ20aは、支持部分19aに対して及び回転軸Z1を中心に、タワー19の一方向または反対方向における回転を決定するように適応する。
【0052】
本発明の非限定例として本明細書に説明される実施形態では、第1の台16、第2の台17、及び第3の台18は、基準面Pに垂直なタワー19の回転軸Z1を中心とするタワー19の回転が、係る第1の台、第2の台、または第3の台の1つの上方に、モデリングプレート12の別の位置付けを決定するように位置付けられる。
【0053】
係る第1の台16、第2の台17、及び第3の台18は、実質的に、基準面P上にある円形軌道上に存在する。
【0054】
このように、固定長の支持アーム27を使用することによって、係る第1の台16、第2の台17、及び第3の台18に到達することができる。
【0055】
本発明は、支持アーム27が対応する自動延長手段及び短縮手段による可変長のものである変形実施形態を含むことを考慮されたい。
【0056】
この場合、第1の台16、第2の台17、及び第3の台18は、別の方法で位置付けられ、例えば、直線に沿って整列されることができる。
【0057】
本発明の実施形態では、第1の台16から軸Z1を中心に135°回転して、第2の台17に到達することができる。
【0058】
第2の台17から軸Z1を中心に90°回転して、第3の台18に到達することができる。
【0059】
第3の台18から軸Z1を中心に135°回転して、第1の台16に到達することができる。
【0060】
形成された物体を洗うための第2の台17は、例えば、洗浄液を含有するためのタンクを備える。
【0061】
形成された物体を安定させるための第3の台18は、例えば、プレート12を含有するための空間を含み、第3の台18の内側では、プレート12によって運ばれる形成され及び洗われた物体は、形成された物体の安定化手段(すなわち、後硬化手段)のアクションを受ける。
【0062】
係る後硬化手段は、紫外光を放出する1つ以上の球状部、もしくは1つ以上の加熱素子、または紫外光を放出する1つ以上の球状部及び1つ以上の加熱素子の両方を備える。
【0063】
係る第3の後硬化台18は、形成された物体が「UV硬化」処理を受けるように構成される。
【0064】
代替として、第3の台18は、係る技術の使用がますます一般的になっているため、形成された物体に、「熱硬化」処理(すなわち、物体の加熱による硬化ステップの完了処理)を受けるように構成される。
【0065】
さらに代替として、形成された物体に、第3の台18は、最大乾燥速度を取得するために、UV硬化及び熱硬化を組み合わせる処理を受けるように構成される。
【0066】
モデリングプレート12は、モデリングプレート12自体を回転させるための手段36によって支持アーム27に拘束される。
【0067】
支持アーム27に対するモデリングプレート12の係る回転手段36は、モデリングプレート12に固定して接続され、モータ39によって回転する、ピン38を備える。
【0068】
モデリングプレート12の回転ピン38は、タワー19の主要延在方向Zに平行な回転軸Z2を有する。
【0069】
タワー19が、主要延在方向Zがタワーの回転軸Z1に平行である第2の構成にあるとき、係るピン38がタワー19の回転軸Z1に平行なピン38の回転軸Z2を有する。
【0070】
モータ39は支持アーム27上に搭載される。
【0071】
モデリングプレート12の係る回転手段36は、第2の洗い台17のタンクの内側に前述のモデリングプレート12を回転させることを可能にし、タンク自体に関連付けられる洗浄液を移動させるための手段がない場合でさえ、より高効率及び正確な洗浄動作を実行することを可能にする。
【0072】
モデリングプレート12の係る回転手段36は、前述のモデリングプレート12を第3の台18の閉じ込め空間の内側に回転させることを可能にし、プレート12を中心に、紫外光を放出する球状部または加熱素子を移動させるための手段がない場合でさえ、より高効率及び正確な後硬化動作を実行することを可能にする。
【0073】
本発明に従ったステレオリソグラフィグループ10は、第1の台16、第2の台17、及び第3の台18のアクセス開口部24、25、及び26の1つだけへのアクセスを可能にし、他のアクセス開口部を塞ぐように構成されるカバー40を備える。
【0074】
本発明の実施形態では、係るカバー40は、モデリングプレート12の通過を可能にするようにタワー19及び寸法の低部を囲むように延在する通過窓41が装備される回転ディスクを備える。
【0075】
タワー19が、タワー19の主要延在方向Zが垂直な回転軸Z1に平行である第2の構成にあるとき、カバー40がタワー19と一緒に回転する。
【0076】
図3及び
図4に明らかに可視であるように、タワー19と一緒に回転するために、タワー19が、主要延在方向Zが垂直な回転軸Z1に平行である第2の構成にあるとき、カバー40は、カバー40の近くに配置されるタワー19の区分から半径方向に延在する締結付属品42を有し、カバー40自体上に画定される対応する凹型締結孔44内に挿入されるように適応する締め歯43を有する。
【0077】
タワー19が第1の構成で第1の台16を動作させるために下向きに傾斜するとき、締結付属品42は締結孔44から係脱し、カバー40が係る状況で回転することが可能ではない。
【0078】
タワー19が、主要延在方向Zが垂直な回転軸Z1に平行である第2の構成にあるとき、締結付属品42は締結孔44と結合され、タワー19の回転は、カバー40が固定して回転することをもたらす。
【0079】
したがって、タワー19の回転は、カバー40の同時回転をもたらす。
【0080】
タワー19と一緒のカバー40の回転は、台のアクセス性と、他の台の同時の閉鎖とを決定する。
【0081】
カバー40の回転は、上側ディスク形プレート23から延在し、タワー19の回転軸に対してカバー40の正確なセンタリングを確実にするように適応する円形誘導リブ45によって達成される。
【0082】
図6及び
図7は第1の動作構成にあるステレオリソグラフィグループ10の第1の使用位置の例が与えられ、すなわち、タワー19が第1の台16の動作構成でタンク30と一緒に傾斜する。
【0083】
図8及び
図9は第2の動作構成にあるステレオリソグラフィグループ10の第2の使用位置の例が与えられ、タワー19は、基部13の基準面Pに垂直な軸Zと、第2の洗い台17の内側に嵌合するモデリングプレート12とを有する。
【0084】
図10及び
図11は第2の動作構成にあるステレオリソグラフィグループ10の第3の使用位置の例が与えられ、タワー19は、基部13の基準面Pに垂直な軸Zと、第3の後硬化台18の内側に嵌合するモデリングプレート12とを有する。
【0085】
実際には、結論が課題及び事前に設定された目的をどのように達成するかが理解されている。
【0086】
具体的には、結論によって、特定機能をそれぞれ有する3つ以上の動作台の間でモデリングプレートを自動的に移動させるように適応するモデリングプレートのための支持及び移動手段により、ステレオリソグラフィによって本体を作るための工程の2つの連続ステップの間に作業者の介入を制限することが可能であるステレオリソグラフィグループを考案している。
【0087】
さらに、本発明によって、ステレオリソグラフィグループ自体が可能である高い自動化により、現在既知である装置に対してより高い生産率が可能であるステレオリソグラフィグループが考案されている。
【0088】
さらに、本発明によって、既知の装置以上の効率、生産性、及び品質を有するステレオリソグラフィグループが考案されている。
【0089】
したがって、考え出された結論は、多くの修正及び変形がなされ、修正及び変形の全ては、発明概念によって含まれる。さらに、全ての詳細は、他の技術的な等価要素に置き換えることができる。
【0090】
実際には、使用される構成要素及び材料は、それらが特定用途と、条件付きの形状及びサイズと適合する場合、当技術分野の要件及び最先端のものに従ったどんなものでもあり得る。
【0091】
いずれかの請求項に言及される特性及び技術が参照記号に従う場合、係る参照記号は、請求項の理解度を増加させる目的のためだけに適用されると考慮するべきであり、その結果、係る参照記号は、係る参照記号によって、例として識別される各要素の解釈に及ぼす影響を限定しない。