特許 7193548 付加製造装置、システム、および方法

(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】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】付加製造装置、システム、および方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/241 20170101AFI20221213BHJP

   B29C 64/106 20170101ALI20221213BHJP

   B29C 64/205 20170101ALI20221213BHJP

   B29C 64/218 20170101ALI20221213BHJP

   B29C 64/264 20170101ALI20221213BHJP

   B29C 64/321 20170101ALI20221213BHJP

   B29C 64/35 20170101ALI20221213BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20221213BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20221213BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20221213BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

B29C64/241

B29C64/106

B29C64/205

B29C64/218

B29C64/264

B29C64/321

B29C64/35

B29C64/393

B33Y10/00

B33Y30/00

B33Y50/02

【請求項の数】 43

(21)【出願番号】P 2020554499

(86)(22)【出願日】2019-04-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-08-10

(86)【国際出願番号】 US2019026026

(87)【国際公開番号】W WO2019195702

(87)【国際公開日】2019-10-10

【審査請求日】2020-11-27

(31)【優先権主張番号】62/654,076

(32)【優先日】2018-04-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】518167103

【氏名又は名称】パクシス リミティッド ライアビリティー カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】クネヒト，フレデリック

(72)【発明者】

【氏名】リトレル，ミハエル ジー

【審査官】清水 研吾

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２３９９３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／００９８３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／０４９８３４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

造形プラットフォームに隣接して画定される造形領域を有する、交互吸着技術（ｌａｙｅｒ－ｂｙ－ｌａｙｅｒ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）において樹脂を使用して前記造形プラットフォーム上に三次元オブジェクトを生成するように構成された堆積機構であって、
前記造形領域を通る移動のために構成されたキャリッジと、
前記キャリッジ上に取り付けられた流動性形態の前記樹脂の供給部と、
前記樹脂の前記供給部と連通し、前記キャリッジ上に回転可能に取り付けられたローラーと、
前記キャリッジ上に取り付けられ、電磁波を放射するように構成される露光装置と、を含み、
前記露光装置が、前記樹脂の前記供給部内の前記ローラーに隣接して配置される第一の露出部位に前記電磁波を放射して、前記樹脂の層を少なくとも部分的に固化するよう構成され、
前記第一の露出部位が前記ローラーと厚さリミッターとの間に位置するように、前記第一の露出部位に配置された厚さリミッターをさらに含み、前記ローラーと前記厚さリミッターとの間の空間が前記層の厚さを画定し、
前記ローラーが、回転して、前記樹脂の前記層を塗布のための前記造形領域内の塗布部位に運び、前記キャリッジが前記造形領域を通過するときに前記三次元オブジェクトを生産するように構成され、
前記露光装置が、前記三次元オブジェクトを生産するために前記層を塗布するために、前記造形領域内の第二の露出部位に前記電磁波を放射するようにさらに構成される、堆積機構。

【請求項2】

前記三次元オブジェクトを生産するために前記キャリッジおよび前記ローラーの動きを制御し、前記露光装置の作動を制御するように構成されたコントローラーをさらに含む、請求項１に記載の堆積機構。

【請求項3】

第一のアレイに配置された第一の出口端部と、前記露光装置から前記電磁波を受信するように構成された第一の入口端部とを有する第一の複数の光ファイバーと、第二のアレイに配置された第二の出口端部と、前記露光装置から前記電磁波を受信するように構成された第二の入口端部とを有する第二の複数の光ファイバーとをさらに含み、前記第一の複数の光ファイバーが、前記露光装置によって放射された前記電磁波が、前記第一の複数の光ファイバーを通って伝わり、前記第一の露出部位に向けられた前記第一のアレイの前記出口端部を出るように、構成され、前記第二の複数の光ファイバーが、前記露光装置によって放射された前記電磁波が、前記第二の複数の光ファイバーを通って伝わり、前記第二の露出部位に向けられた前記第二のアレイの前記出口端部を出るように、構成される、請求項１に記載の堆積機構。

【請求項4】

前記露光装置が、複数のＬＥＤを含み、前記第一の複数の光ファイバーの各々および前記第二の複数の光ファイバーの各々が、前記複数のＬＥＤのうちの一つと関連付けられる、請求項３に記載の堆積機構。

【請求項5】

前記露光装置がＤＬＰプロジェクターを含み、前記第一の複数の光ファイバーの各々および前記第二の複数の光ファイバーの各々が、前記ＤＬＰプロジェクターから前記電磁波を受信するように構成される、請求項３に記載の堆積機構。

【請求項6】

前記ローラーが前記電磁波に対して透過性であり、前記露光装置が、前記電磁波が前記第一の露出部位および前記第二の露出部位に伝わるときに前記ローラーを通過するように構成される、請求項１に記載の堆積機構。

【請求項7】

前記堆積機構が、前記第一の露出部位と前記第二の露出部位との間に位置付けられ、前記第一の露出部位と前記第二の露出部位との間の前記層から過剰な未固化樹脂を除去するように構成される樹脂除去機構をさらに含む、請求項１に記載の堆積機構。

【請求項8】

堆積機構が、前記露光装置と前記第一の露出部位との間に配置された第一のレンズアレイと、前記露光装置と前記第二の露出部位との間に配置された第二のレンズアレイとをさらに含み、前記第一および第二のレンズアレイは、前記第一の露出部位および前記第二の露出部位に向けられた前記電磁波を集束させるように構成される、請求項１に記載の堆積機構。

【請求項9】

前記厚さリミッターが、前記樹脂の前記供給部内に少なくとも部分的に回転可能に取り付けられた二次ローラーを含む、請求項１に記載の堆積機構。

【請求項10】

前記キャリッジが、前記造形領域を通る移動のためにトラック上に取り付けられるように構成された、請求項１に記載の堆積機構。

【請求項11】

前記キャリッジが、前記トラックから分離された自律移動のためにさらに構成される、請求項１０に記載の堆積機構。

【請求項12】

前記第一の露出部位および前記第二の露出部位が、前記ローラーに対して互いに約１８０°に位置する、請求項１に記載の堆積機構。

【請求項13】

前記造形領域が、前記造形プラットフォームの下方に位置し、前記ローラーが、前記造形プラットフォームの下を通過して、前記造形プラットフォームの下方に前記オブジェクトを造形するように構成される、請求項１に記載の堆積機構。

【請求項14】

前記造形領域が、前記造形プラットフォームの上方に位置し、前記ローラーが、前記造形プラットフォームの上方を通過して、前記造形プラットフォームの上方に前記オブジェクトを造形するように構成される、請求項１に記載の堆積機構。

【請求項15】

請求項１に記載の前記堆積機構と、前記造形プラットフォームに隣接して画定された前記造形領域を有する前記造形プラットフォームを有する支持アセンブリーとを含む、装置。

【請求項16】

造形プラットフォームに隣接して画定された造形領域を有する前記造形プラットフォームを有する支持アセンブリーと、
交互吸着技術で樹脂を使用して前記造形プラットフォーム上に三次元オブジェクトを生成するように構成された堆積機構であって、前記造形領域を通って移動するように構成されたキャリッジと、前記キャリッジに取り付けられた流動性形態の樹脂の供給部と、前記樹脂の供給部に連通し、前記キャリッジに回転可能に取り付けられたローラーと、前記キャリッジに取り付けられ、電磁波を放射するように構成された露光装置とを含む、堆積機構とを含む、装置を提供することと、
前記キャリッジを前記造形領域通過して移動させることと、
前記露光装置を選択的に作動させて、前記樹脂の前記供給部内の前記ローラーに隣接して位置する第一の露出部位に前記電磁波を放射し、前記樹脂の層を少なくとも部分的に固化させることと、前記堆積機構が、前記第一の露出部位が前記ローラーと厚さリミッターとの間に位置するように、前記第一の露出部位に配置された厚さリミッターをさらに含み、前記ローラーと前記厚さリミッターとの間の空間が前記層の厚さを画定し、
前記ローラーを回転させ、前記樹脂の前記層を塗布のための前記造形領域内の塗布部位に運び、前記キャリッジが前記造形領域を通過するときに、前記三次元オブジェクトを生産することと、
前記露光装置を選択的に起動し、前記電磁波を前記造形領域内の第二の露出部位に放射し、前記層を塗布し、前記三次元オブジェクトを生産することと、を含む、方法。

【請求項17】

コントローラーを使用して、前記キャリッジおよび前記ローラーの移動を制御し、前記露光装置の作動を制御して前記三次元オブジェクトを生産することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記キャリッジがトラックに取り付けられ、前記トラックに沿って前記造形領域を通って移動し、前記キャリッジが前記トラックから離れて移動するよう構成され、前記方法が、前記コントローラーを使用して前記トラックから離れて前記堆積機構の移動を制御することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記コントローラーを使用して、前記堆積機構から独立して移動可能な少なくとも一つの追加の堆積機構を制御して、前記三次元オブジェクトを生産することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項20】

前記堆積機構が、第一のアレイに配置された第一の出口端部と、前記露光装置から前記電磁波を受信するように構成された第一の入口端部とを有する第一の複数の光ファイバーと、第二のアレイに配置された第二の出口端部と、前記露光装置から前記電磁波を受信するように構成された第二の入口端部とを有する第二の複数の光ファイバーとをさらに含み、前記第一の複数の光ファイバーが、前記露光装置によって放射された前記電磁波が、前記第一の複数の光ファイバーを通って伝わり、前記第一の露出部位に向けられた前記第一のアレイの前記出口端部を出るように、構成され、前記第二の複数の光ファイバーが、前記露光装置によって放射された前記電磁波が、前記第二の複数の光ファイバーを通って伝わり、前記第二の露出部位に向けられた前記第二のアレイの前記出口端部を出るように、構成される、請求項１６に記載の方法。

【請求項21】

前記堆積機構が、前記第一の露出部位と前記第二の露出部位との間に位置付けられ、前記第一の露出部位と前記第二の露出部位との間の前記層から過剰な未固化樹脂を除去するように構成される樹脂除去機構をさらに含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項22】

前記堆積機構が、前記露光装置と前記第一の露出部位との間に配置された第一のレンズアレイと、前記露光装置と前記第二の露出部位との間に配置された第二のレンズアレイとをさらに含み、前記第一および第二のレンズアレイは、前記第一の露出部位および前記第二の露出部位に向けられた前記電磁波を集束させるように構成される、請求項１６に記載の方法。

【請求項23】

前記厚さリミッターが、前記樹脂の前記供給部内に少なくとも部分的に回転可能に取り付けられた二次ローラーを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項24】

造形プラットフォームに隣接して画定された造形領域を有する前記造形プラットフォームを有する支持アセンブリーと、
交互吸着技術で樹脂を使用して前記造形プラットフォーム上に三次元オブジェクトを生成するように構成された堆積機構であって、前記造形領域を通って移動するように構成されたキャリッジと、前記キャリッジに取り付けられた流動性形態の樹脂の供給部と、前記樹脂の供給部に連通し、前記キャリッジに回転可能に取り付けられた一次ローラーと、前記一次ローラーおよび二次ローラーとの間に空間が画定されるように、前記樹脂の前記供給部内に少なくとも部分的に回転可能に取り付けられた二次ローラーと、前記キャリッジに取り付けられ、電磁波を放射するように構成された露光装置とを含む、堆積機構とを含む、装置を提供することと、
前記キャリッジを前記造形領域通過して移動させることと、
前記露光装置を選択的に作動させ、前記樹脂の前記供給部内および前記一次ローラ―および前記二次ローラーの間の前記空間内に位置した、第一の露出部位に前記電磁波を放射し、前記一次ローラ―および前記二次ローラーの間の前記空間が層の厚さを画定するように、前記樹脂の前記層を少なくとも部分的に固化することと、
前記一次ローラーを回転させ、前記樹脂の前記層を塗布のための前記造形領域内の塗布部位に運び、前記キャリッジが前記造形領域を通過するときに前記三次元オブジェクトを生産することと、
前記露光装置を選択的に作動させ、前記電磁波を前記造形領域内の第二の露出部位に放射し、前記層を塗布し、前記三次元オブジェクトを生産することとを含み、
一つまたは複数の堆積機構を使用して、前記三次元オブジェクトが生産され、
複数の連続する前記層の第一の層が、第一の部分の少なくとも一部の間に画定される空間を有する複数の第一の部分を含み、
複数の連続する前記層の第二の層が、前記第一の層に塗布され、前記第二の層が、前記第一の部分からオフセットされた、または前記第一の部分に対して横方向に配向された、複数の第二の部分を含む、方法。

【請求項25】

前記第一の層の前記第一の部分が、第一の方向に沿って配向された複数の第一の細長いストリップを含み、前記第二の層の前記第二の部分が、前記第一の方向に沿って配向され、前記第一の方向に鉛直な第二の方向に前記第一の細長いストリップからオフセットされた複数の第二の細長いストリップを含む、請求項２４に記載の方法。

【請求項26】

前記第一の方向が、前記造形領域を通る前記キャリッジの移動方向に対して平行または鉛直である、請求項２５に記載の方法。

【請求項27】

前記第一の層の前記第一の部分が、第一の方向に沿って配向された複数の第一の細長いストリップを含み、前記第二の層の前記第二の部分が、前記第一の方向に鉛直な第二の方向に位置する複数の第二の細長いストリップを含む、請求項２４に記載の方法。

【請求項28】

前記第一の方向が、前記造形領域を通る前記キャリッジの移動方向に対して平行または鉛直である、請求項２７に記載の方法。

【請求項29】

前記第一の層の前記第一の部分が、複数の第一のブロックを含み、前記第二の層の前記第二の部分が、前記第一のブロックから少なくとも一つの方向にオフセットされた複数の第二のブロックを含む、請求項２４に記載の方法。

【請求項30】

前記第二のブロックが、前記第一のブロックおよび前記第二のブロックが、前記第一の層および前記第二の層の塗布後に、前記第一のブロックおよび前記第二のブロックの角で互いに接着するように、前記第一のブロックから二つの垂直方向にオフセットされる、請求項２９に記載の方法。

【請求項31】

前記複数の連続する層の追加的な層が、前記第一および第二の層に対して、交互に同一に配向される、請求項２４に記載の方法。

【請求項32】

前記第一の層および前記第二の層が、異なる堆積機構によって塗布される、請求項２４に記載の方法。

【請求項33】

前記第一の層および前記第二の層が、前記第一の層を塗布するために第一の方向に移動し、前記第二の層を塗布するために前記第一の方向と反対の第二の方向に移動する単一の堆積機構によって塗布される、請求項２４に記載の方法。

【請求項34】

前記一つまたは複数の堆積機構のそれぞれが、前記一次ローラーと前記二次ローラーの間に空間が画定されるように、前記樹脂の前記供給部内に少なくとも部分的に回転可能に取り付けられた二次ローラーをさらに含み、前記樹脂の前記複数の連続する層のそれぞれが、前記一次ローラーを回転させてそれぞれの前記層を塗布部位に運ぶ前に、前記一次ローラーと前記二次ローラーとの間の空間がそれぞれの層の厚さを画定するように、前記露光装置を選択的に作動させて塗布され、前記樹脂の前記供給部内および前記一次ローラーと前記二次ローラーとの間の前記空間内にある初期露出部位に前記電磁波を放射し、各層を少なくとも部分的に固化する、請求項２４に記載の方法。

【請求項35】

前記樹脂を含むように構成された供給バットであって、供給バットの両端に位置する第一および第二の内側支持壁を有する供給バットを含む前記供給部と、
前記第一の内側支持壁と第一の外側支持壁との間に第一の空間が画定されるように、前記第一の内側支持壁の外側に位置し、前記供給バットの外側に位置付けられた第一の外側支持壁であって、前記第一の内側支持壁が、前記供給バットと前記第一の空間との間に延在する第一の開口部を有する、第一の外側支持壁と、
前記供給バット内に少なくとも部分的に位置付けられ、前記樹脂と接触するように構成される前記ローラーであって、前記ローラーが前記第一の開口部を通って延在し、前記第一の空間内に少なくとも部分的に位置付けられる前記ローラーと、
前記ローラーの周辺全体の周りで前記ローラーと係合し、前記第一の開口部を通して前記樹脂のほとんどの漏れに抵抗するように前記第一の開口部に隣接して位置付けられた第一のシールと、
前記第一の開口部を通過する前記樹脂の部分を前記第一の空間から除去するように構成された排水システムとを含む、請求項１に記載の堆積機構。

【請求項36】

前記排水システムが、前記樹脂の前記部分を前記供給バットに戻すようにさらに構成される、請求項３５に記載の堆積機構。

【請求項37】

第二の空間が前記第二の内側支持壁と第二の外側支持壁との間に画定されるように、前記第二の内側支持壁の外側に配置され、供給バットの外側に位置する第二の外側支持壁であって、前記第二の内側支持壁が、前記供給バットと前記第二の空間との間に延びる第二の開口部を有し、前記ローラーが、前記第二の開口部を通って延在し、少なくとも部分的に前記第二の空間内に配置される、第二の外側支持壁と、
前記ローラーの周辺全体の周りで前記ローラーと係合し、前記第二の開口部を通して前記樹脂のほとんどの漏れに抵抗するように前記第二の開口部に隣接して位置付けられた第二のシールとをさらに含み、
前記排水システムが、前記第二の開口部を通過する前記樹脂の追加部分を前記第二の空間から取り除くようにさらに構成される、請求項３５に記載の堆積機構。

【請求項38】

前記供給バットが、前記第一と第二の内側支持壁との間に延在し、前記第一の空間を横切って前記第一の内側支持壁と前記第一の外側支持壁との間にさらに延在する底部壁を有し、前記排水システムが前記第一の空間内の前記底部壁内に排水孔を含む、請求項３５に記載の堆積機構。

【請求項39】

前記排水システムが、前記第一の空間内の排水孔と、前記排水孔と連通するリザーバーとをさらに含み、前記排水システムが、前記樹脂の前記部分が前記排水孔を通って前記リザーバー内に流れることによって除去されるように構成される、請求項３５に記載の堆積機構。

【請求項40】

前記排水システムが、前記リザーバーから前記供給バットに前記樹脂をポンピングするように構成されたポンプ機構をさらに含む、請求項３９に記載の堆積機構。

【請求項41】

前記供給バットの前記底部壁が、前記ポンプ機構が前記樹脂を前記開口部を通して前記供給バット内にポンピングするように構成されるように、前記ポンプ機構と連通する開口部を有し、前記供給バットの前記底部壁が、前記開口部に向かって下向きに傾斜している、請求項４０に記載の堆積機構。

【請求項42】

前記第一の外側支持壁に連結され、前記ローラーを係合して前記ローラーを回転可能に支持する、第一のベアリングをさらに含む、請求項３５に記載の堆積機構。

【請求項43】

前記堆積機構はさらに、
前記キャリッジ上に取り付けられ、前記樹脂を収容するよう構成された供給バットであって、前記供給バットの両端に位置する第一および第二の内側支持壁を有する供給バットを含む前記供給部と、
前記第一の内側支持壁と第一の外側支持壁との間に第一の空間が画定されるように、前記第一の内側支持壁の外側に位置し、前記供給バットの外側に位置付けられた第一の外側支持壁であって、前記第一の内側支持壁が、前記供給バットと前記第一の空間との間に延在する第一の開口部を有する、第一の外側支持壁と、
前記供給バット内に少なくとも部分的に配置され、前記樹脂と接触するように構成された前記ローラーであって、前記ローラーは、前記第一の開口部を通って延在し、少なくとも部分的に前記第一の空間内に配置される前記ローラーと、
前記ローラーの周辺全体の周りで前記ローラーと係合し、前記第一の開口部を通して前記樹脂のほとんどの漏れに抵抗するように前記第一の開口部に隣接して位置付けられた第一のシールと、
前記第一の開口部を通過する前記樹脂の部分を前記第一の空間から除去するように構成された排水システムと、を含む、請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年４月６日に出願された米国仮出願番号第６２／６５４，０７６号に対する非仮出願であり、優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、一般に、装置およびシステムを動作させるための付加製造技術および方法における三次元オブジェクトを生成するための装置およびシステムに関し、より具体的には、オブジェクトの各層を造形する際に流動性樹脂または他の前駆体材料と接触するローラーを使用する装置、システム、および方法に関する。

【背景技術】

【0003】

三次元オブジェクトの付加製造のための現在の技術（例えば、光造形法、３Ｄ印刷等）は、高忠実度で高品質の製品を製造することができるが、このような技術には大きな限界がある。典型的には、このような技術は、（ａ）固定バット内に含まれる液状樹脂の表面またはその近くで層を連続的に重合する、（ｂ）樹脂の固定バットの底部またはその近くで樹脂の層を連続的に重合する、または（ｃ）一つまたは複数の単一ノズルまたは多ノズルのプリントヘッドによって下方に噴射された樹脂の層を連続的に重合する、の三つの方法の一つで機能する。このような技術は、一般に、幅または長さがわずか数フィート、またはさらに小さいさまざまな機械の最大サイズで、小さいサイズに限定される。これにより、生産できるオブジェクトのサイズが制限される。ジェットベースのプロセスには大きなサイズ制限があり製造中に大量の樹脂材料を無駄にしている。

【0004】

バットベースの技術は、製造中にオブジェクトが部分的にまたは完全に浸漬されることが必要であり、従って、樹脂のバットを相当な体積に維持する必要がある。これは、このような樹脂は通常、非常に高価であり、機械の集合における樹脂バットの保守は、非常に高価であり得るため、費用がかかる可能性がある。バットのサイズはまた、上述のように、生産され得るオブジェクトのサイズを制限する。さらに、生産中のオブジェクトの浸漬は、多くの場合、未硬化の液状樹脂で充填されるオブジェクト内の空洞をもたらすが、これは排水されなければならず、排水孔を穿孔し、その後の修理を必要とする。また、バットは、一般に単一の樹脂のみを含むため、多材部品の製造は不可能である。また、新しい樹脂が重合される領域の上または下を流れるのを待つ時間があるため、バットベースの技術には生産速度の制限もある。

【0005】

本発明は、従来の装置、システム、方法のある一定のこれらの制限およびその他の欠点を克服し、これまでに利用できなかった新しい特徴を提供することを模索する。

【発明の概要】

【0006】

本開示の一般的な態様は、流動性材料の層を塗布部位に運ぶためのローラーまたは他のアプリケータ、電磁波を放射してその層をオブジェクトに塗布してオブジェクトを造形する露光装置を利用し、ローラーが層を塗布部位に運ぶ前に、流動性材料の層を少なくとも部分的に固化するために、任意選択でさらに、放射された電磁波による初期露光を含む、交互吸着技術（ｌａｙｅｒ－ｂｙ－ｌａｙｅｒ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）において樹脂または他の流動性材料を使用して、造形プラットフォーム上に三次元オブジェクトを生成するように構成された堆積機構に関する。本開示の一般的な態様は、また、このような堆積機構を使用するシステム、装置、および方法に関する。

【0007】

本開示の態様は、交互吸着技術で樹脂を使用して造形プラットフォーム上に三次元オブジェクトを生成するように構成された堆積機構に関し、造形領域が、造形領域を通って移動するように構成されたキャリッジと、キャリッジに取り付けられた流動性形態の樹脂の供給部と、樹脂の供給部に連通し、キャリッジに回転可能に取り付けられたローラーと、キャリッジに取り付けられ、電磁波を放射するように構成された露光装置とを含む造形プラットフォームに隣接して画定される。露光装置は、樹脂の供給部内のローラーに隣接して配置された第一の露出部位に電磁波を放射し、樹脂の層を少なくとも部分的に固化するように構成され、ローラーは、回転し、樹脂の層を塗布のための造形領域内の塗布部位に運び、キャリッジが造形領域を通過するときに三次元オブジェクトを生産するように構成される。露光装置が、造形領域内の第二の露出部位に電磁波を放出し、層を塗布し、三次元オブジェクトを生産するようにさらに構成される。一つの構成では、第一の露出部位および第二の露出部位は、ローラーに対して互いに約１８０°に位置し得る。さまざまな構成において、造形領域が、ローラーが、造形プラットフォームの下方にオブジェクトを造形するために、造形プラットフォームの下方を通過するよう構成されるように、造形プラットフォームの下方に位置し得るか、または造形領域が、ローラーが、造形プラットフォームの上方にオブジェクトを造形するために、造形プラットフォームの上方を通過するよう構成されるように、造形プラットフォームの上方に位置し得る。

【0008】

一つの態様によれば、機構は、三次元オブジェクトを生産するためにキャリッジおよびローラーの動きを制御し、露光装置の作動を制御するように構成されたコントローラーをさらに含む。

【0009】

別の態様によれば、機構は、第一のアレイに配置された第一の出口端部と、露光装置から電磁波を受信するように構成された第一の入口端部とを有する第一の複数の光ファイバーと、第二のアレイに配置された第二の出口端部と、露光装置から電磁波を受信するように構成された第二の入口端部とを有する第二の複数の光ファイバーとをさらに含む。第一の複数の光ファイバーが、露光装置によって放射された電磁波が、第一の複数の光ファイバーを通って伝わり、第一の露出部位に向けられた第一のアレイの出口端部を出るように、構成され、第二の複数の光ファイバーが、露光装置によって放射された電磁波が、第二の複数の光ファイバーを通って伝わり、第二の露出部位に向けられた第二のアレイの出口端部を出るように、構成される。一つの構成では、露光装置が、複数のＬＥＤを含み、第一の複数の光ファイバーの各々および第二の複数の光ファイバーの各々が、複数のＬＥＤのうちの一つと関連付けられる。別の構成では、露光装置がＤＬＰプロジェクターを含み、第一の複数の光ファイバーの各々、および第二の複数の光ファイバーの各々が、ＤＬＰプロジェクターから電磁波を受信するように構成される。

【0010】

さらなる態様によれば、ローラーが電磁波に対して透過性であり、露光装置が、電磁波が第一の露出部位および第二の露出部位に伝わるときにローラーを通過するように構成される。

【0011】

また別の態様によれば、堆積機構が、第一の露出部位と第二の露出部位との間に位置付けられ、第一の露出部位と第二の露出部位との間の層から過剰な未固化樹脂を除去するように構成される樹脂除去機構をさらに含む。

【0012】

別にさらなる態様によれば、堆積機構が、露光装置と第一の露出部位との間に配置された第一のレンズアレイと、露光装置と第二の露出部位との間に配置された第二のレンズアレイとをさらに含み、第一および第二のレンズアレイは、第一の露出部位および第二の露出部位に向けられた電磁波を集束させるように構成される。

【0013】

追加の態様によれば、堆積機構が、第一の露出部位がローラーと厚さリミッターとの間に位置するように、第一の露出部位に配置された厚さリミッターをさらに含み、ローラーと厚さリミッターとの間の空間が層の厚さを画定する。一つの構成では、厚さリミッターが、樹脂の供給部内に少なくとも部分的に回転可能に取り付けられた二次ローラーを含む。

【0014】

さらなる態様によれば、キャリッジは、造形領域を通る移動のためにトラック上に取り付けられるように構成される。キャリッジはさらに、トラックとは別の自律移動のために構成され得る。

【0015】

本開示の追加の態様は、造形領域が、造形領域を通って移動するように構成されたキャリッジと、キャリッジに取り付けられた流動性形態の樹脂の供給部と、一次ローラーおよび二次ローラーの間に空間が画定されるように、樹脂の供給部と連通し、キャリッジに回転可能に取り付けられた一次ローラーと、樹脂の供給部内に少なくとも部分的に回転可能に取り付けられた二次ローラーと、キャリッジに取り付けられ、電磁波を放射するように構成された露光装置とを含む、造形プラットフォームに隣接して確定される、交互吸着技術で樹脂を使用して造形プラットフォーム上に三次元オブジェクトを生成するように構成された堆積機構に関係する。露光装置は、樹脂の供給部内および一次および二次ローラーとの間の空間内に位置する第一の露出部位に電磁波を放射して、一次および二次ローラーの間の空間が層の厚さを画定するように、樹脂の層を少なくとも部分的に固化するように構成され、一次ローラーは、回転して、樹脂の層を塗布のための造形領域内の塗布部位に運び、キャリッジが造形領域を通過するときに三次元オブジェクトを生産するように構成される。露光装置が、造形領域内の第二の露出部位に電磁波を放出し、層を塗布し、三次元オブジェクトを生産するようにさらに構成される。一つの構成では、第一の露出部位および第二の露出部位は、ローラーに対して互いに約１８０°に位置し得る。さまざまな構成において、造形領域が、一次ローラーが、造形プラットフォームの下方にオブジェクトを造形するために、造形プラットフォームの下方を通過するよう構成されるように、造形プラットフォームの下方に位置し得るか、または造形領域が、一次ローラーが、造形プラットフォームの上方にオブジェクトを造形するために、造形プラットフォームの上方を通過するよう構成されるように、造形プラットフォームの上方に位置し得る。

【0016】

一つの態様によれば、機構は、三次元オブジェクトを生産するためにキャリッジおよび一次および二次ローラーの動きを制御し、露光装置の作動を制御するように構成されたコントローラーをさらに含む。

【0017】

別の態様によれば、機構は、第一のアレイに配置された第一の出口端部と、露光装置から電磁波を受信するように構成された第一の入口端部とを有する第一の複数の光ファイバーと、第二のアレイに配置された第二の出口端部と、露光装置から電磁波を受信するように構成された第二の入口端部とを有する第二の複数の光ファイバーとをさらに含む。第一の複数の光ファイバーが、露光装置によって放射された電磁波が、第一の複数の光ファイバーを通って伝わり、第一の露出部位に向けられた第一のアレイの出口端部を出るように、構成され、第二の複数の光ファイバーが、露光装置によって放射された電磁波が、第二の複数の光ファイバーを通って伝わり、第二の露出部位に向けられた第二のアレイの出口端部を出るように、構成される。一つの構成では、露光装置が、複数のＬＥＤを含み、第一の複数の光ファイバーの各々および第二の複数の光ファイバーの各々が、複数のＬＥＤのうちの一つと関連付けられる。別の構成では、露光装置がＤＬＰプロジェクターを含み、第一の複数の光ファイバーの各々および第二の複数の光ファイバーの各々が、ＤＬＰプロジェクターから電磁波を受信するように構成される。いくつかの構成では、第一のアレイの出口端部および第二のアレイの出口端部が、一次ローラー内に配置される。

【0018】

さらなる態様によれば、一次ローラーが電磁波に対して透過性であり、露光装置が、電磁波が第一の露出部位および第二の露出部位に伝わるときに一次ローラーを通過するように構成される。

【0019】

別にさらなる態様によれば、機構が、第一の露出部位と第二の露出部位との間に位置付けられ、第一の露出部位と第二の露出部位との間の層から過剰な未固化樹脂を除去するように構成される樹脂除去機構をさらに含む。一つの構成では、樹脂除去機構が、第一の露出部位と第二の露出部位との間に位置付けられ、層の表面と接触して回転して、第一の露出部位と第二の露出部位との間の層から過剰な未固化樹脂を除去するように構成される、クリーニングローラーを含む。樹脂除去機構は、第二の露出部位の両側に第一の露出部位と第二の露出部位との間に配置された第一および第二のクリーニングローラーを含んでもよく、第一および第二のクリーニングローラーが、第一のクリーニングローラーが、層の表面と接触して回転して、堆積機構が第一の方向に移動しているとき、第一の露出部位と第二の露出部位との間の層から過剰な未固化樹脂を除去するように構成され、第二のクリーニングローラーが、層の表面と接触して回転して、堆積機構が第一の方向と反対の第二の方向に移動しているとき、第一の露出部位と第二の露出部位との間の層から過剰な未固化樹脂を除去するように構成されるように構成される。この構成では、第一および第二のクリーニングローラーが、第一のクリーニングローラーが、堆積機構が第二の方向に移動しているとき、一次ローラーに接触して第一の転送確認センサーとして機能するように構成され、第二のクリーニングローラーが、堆積機構が第一の方向に移動しているとき、一次ローラーに接触して第二の転送確認センサーとして機能するように構成されるように構成される。

【0020】

さらに別の態様によれば、堆積機構が、露光装置と第一の露出部位との間に配置された第一のレンズアレイと、露光装置と第二の露出部位との間に配置された第二のレンズアレイとをさらに含み、第一および第二のレンズアレイは、第一の露出部位および第二の露出部位に向けられた電磁波を集束させるように構成される。

【0021】

追加的な態様によれば、キャリッジは、造形領域を通る移動のためにトラック上に取り付けられるように構成される。一つの構成では、キャリッジはさらに、トラックとは別の自律移動のために構成される。

【0022】

本開示のさらなる態様は、流動性材料を含むように構成された供給バットであって、供給バットの両端に位置する第一および第二の内側支持壁を有する供給バットと、供給バット内に少なくとも部分的に位置付けられ、流動性材料と接触するように構成されるローラーと、第一の内側支持壁と第一の外側支持壁との間に第一の空間が画定されるように、第一の内側支持壁の外側に位置し、供給バットの外側に位置付けられた第一の外側支持壁とを含む、流動性材料を供給するためのアセンブリーに関する。第一の内側支持壁は、供給バットと第一の空間との間に延在する第一の開口部を有し、ローラーは、第一の開口部を通って延在し、第一の空間内に少なくとも部分的に位置付けられる。第一のシールは、ローラーの周辺全体の周りでローラーと係合し、第一の開口部を通して流動性材料のほとんどの漏れに抵抗するように、第一の開口部に隣接して位置付けられる一方で、第一の開口部を通して流動性材料の部分のいくらかのゆっくりとしたおよび／または制御された漏れを許容する。アセンブリーはまた、第一の開口部を通過する流動性材料の部分を第一の空間から除去するように構成された排水システムを含む。本開示の態様はまた、流動性材料を供給するためのアセンブリー、ならびに三次元オブジェクトを造形するために造形領域を通って移動するように構成されたキャリッジ、および電磁波を造形領域内の露出部位に放射し、ローラーによって運ばれる材料の層を塗布し、オブジェクトを生産するように構成された露光装置を含む堆積機構に関する。

【0023】

一つの態様によれば、排水システムが、流動性材料の部分を供給バットに戻すようにさらに構成される。

【0024】

別の態様によれば、アセンブリーは、第二の空間が第二の内側支持壁と第二の外側支持壁との間に画定されるように、第二の内側支持壁の外側に位置し、供給バットの外側に位置付けられた第二の外側支持壁を含む。第二の内側支持壁は、供給バットと第二の空間との間に延在する第二の開口部を有し、ローラーは第二の開口部を通って延在し、第二の空間内に少なくとも部分的に位置付けられる。第二のシールが、ローラーの周辺全体の周りでローラーと係合し、第二の開口部を通して流動性材料のほとんどの漏れに抵抗するように第二の開口部に隣接して位置付けられる。排水システムが、第二の開口部を通過する流動性材料の追加部分を第二の空間から取り除くようにさらに構成される。

【0025】

さらなる態様によれば、供給バットが、第一と第二の内側支持壁との間に延在し、第一の空間を横切って第一の内側支持壁と第一の外側支持壁との間にさらに延在する底部壁を有し、排水システムが第一の空間内の底部壁内に排水孔を含む。

【0026】

さらに別の態様によれば、排水システムが、第一の空間内の排水孔と、排水孔と連通するリザーバーとをさらに含み、排水システムが、流動性材料の部分が排水孔を通ってリザーバー内に流れることによって除去されるように構成される。一つの構成では、排水システムが、リザーバーから供給バットに流動性材料をポンピングするように構成されたポンプ機構をさらに含む。この構成では、供給バットの底部壁が、ポンプ機構が流動性材料を開口部を通して供給バット内にポンピングするように構成されるように、ポンプ機構と連通する開口部を有してもよく、供給バットの底部壁が、開口部に向かって下向きに傾斜し得る。

【0027】

別にさらなる態様によれば、第一のベアリングが、第一の外側支持壁に連結され、ローラーを係合してローラーを回転可能に支持する。

【0028】

本開示の他の態様は、本明細書に記載の流動性材料を供給するための堆積機構および／またはアセンブリーを含む自律ユニットに関し、自律ユニットは、堆積機構を使用して一つまたは複数のオブジェクトを造形するように移動可能である。

【0029】

本開示の他の態様は、本明細書に記載の堆積機構と、造形プラットフォーム上に一つまたは複数のオブジェクトを造形するための造形プラットフォームに隣接して画定された造形領域を有する造形プラットフォームを有する支持アセンブリーとを含む装置に関する。

【0030】

本開示の別にさらなる態様は、上述の堆積機構、装置、および／または自律ユニットを使用して三次元オブジェクトを造形する方法に関する。一つの構成では、この方法は、露光装置を選択的に作動させて、樹脂の供給部内のローラーに隣接して位置する第一の露出部位に電磁波を放射して、樹脂の層を少なくとも部分的に固化することと、ローラーを回転させ、樹脂の層を塗布のための造形領域内の塗布部位に運び、キャリッジが造形領域を通過するときに三次元オブジェクトを生産することと、露光装置を選択的に作動させて、造形領域内の第二の露出部位に電磁波を放射し、層を塗布して三次元オブジェクトを生産することとを含む。別の構成では、方法は、露光装置を選択的に作動させて、樹脂の供給部内および一次および二次ローラーとの間の空間内に位置する第一の露出部位に電磁波を放射して、一次および二次ローラーの間の空間が層の厚さを画定するように、樹脂の層を少なくとも部分的に固化することと、一次ローラーを回転させて、樹脂の層を塗布のための造形領域内の塗布部位に運び、キャリッジが造形領域を通過するときに三次元オブジェクトを生産することと、露光装置を選択的に作動させて、造形領域内の第二の露出部位に電磁波を放射し、層を塗布して、三次元オブジェクトを生産することとを含む。

【0031】

一つの態様によれば、方法は、コントローラーを使って、キャリッジおよびローラーの動きを制御し、露光装置の作動を制御し、三次元オブジェクトを生産することをさらに含んでもよい。一つの構成では、キャリッジはトラックに取り付けられ、トラックに沿って造形領域を通って移動し、キャリッジはトラックから離れて移動するよう構成され、方法はコントローラーを使用してトラックから離れて堆積機構の移動を制御することをさらに含む。別の構成では、方法は、コントローラーを使用して、堆積機構から独立して移動可能な少なくとも一つの追加の堆積機構を制御して、三次元オブジェクトを生産することをさらに含む。

【0032】

本開示のその他の特徴および利点は、以下の図面と併せた下記の明細書から明らかとなる。

【0033】

実施形態の例を理解するために、例証として、以下の添付図面に関連して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】図１は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するためのシステムおよび装置の一実施形態の側面概略図である。

【図2A】図２Ａは、支持アセンブリー上に三次元オブジェクトが生産される図１のシステムおよび装置の支持アセンブリーの側面概略図である。

【図2B】図２Ｂは、支持アセンブリー上に三次元オブジェクトが生産される図１のシステムおよび装置の支持アセンブリーの側面概略図である。

【図3】図３は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するためのシステムおよび装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図4】図４は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するためのシステムおよび装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図5A】図５Ａは、本開示の態様による、動作中の図１のシステムおよび装置の上面概略図である。

【図5B】図５Ｂは、本開示の態様による、動作中の図１のシステムおよび装置の上面概略図である。

【図6A】図６Ａは、本開示の態様による、動作中の図１のシステムおよび装置の側面概略図である。

【図6B】図６Ｂは、本開示の態様による、動作中の図１のシステムおよび装置の側面概略図である。

【図7】図７は、二次露光装置をさらに含む、図１の装置の側面概略図である。

【図8】図８は、本開示の態様による、三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の頂面斜視図である。

【図9】図９は、図８に示す装置の側面図である。

【図10】図１０は、図８に示されるような装置の堆積機構の上面斜視図である。

【図11】図１１は、図１０に示されるような装置の堆積機構の上面図である。

【図12】図１２は、本開示の態様による、図８の堆積機構と併用するコレクタの一実施形態の斜視図である。

【図13】図１３は、本開示の態様による露光装置の一実施形態で動作中に示される図１２のコレクタの概略図である。

【図14】図１４は、本開示の態様による、露光装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図15】図１５は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の斜視図である。

【図16】図１６は、図１５の装置の堆積機構の側面図である。

【図17】図１７は、図１６の堆積機構の分解図である。

【図18】図１８は、図１６の堆積機構の斜視図である。

【図19】図１９は、本開示の態様による、構成要素のモジュール接続のモジュール接続のために構成された堆積機構の別の実施形態の側面概略図である。

【図20A】図２０Ａは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図20B】図２０Ｂは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図21】図２１は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図22】図２２は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図23】図２３は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図24A】図２４Ａは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図24B】図２４Ｂは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図25】図２５は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するためのシステムおよび装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図26】図２６は、本開示の態様によるコントローラーの概略図である。

【図27】図２７は、本開示の態様による流動性材料のアプリケータおよび供給部の別の実施形態の上面概略図である。

【図28】図２８は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するためのシステムおよび装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図29】図２９は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図30】図３０は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図31】図３１は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面図である。

【図32】図３２は、図３１の装置の斜視図である。

【図33】図３３は、新しい鉛直塗布位置に対する装置の堆積機構の鉛直調整を示す、図３１の装置の斜視図である。

【図34】図３４は、造形位置から管理位置への造形プラットフォームの移動を示す、図３１の装置の支持アセンブリーの斜視図である。

【図35】図３５は、造形プラットフォームを管理位置で示す、図３１の装置の支持アセンブリーの斜視図である。

【図36】図３６は、造形プラットフォームが管理位置にあるときの管理動作の実行を示す、図３１の装置の斜視図である。

【図37】図３７は、図３１の装置の斜視図であり、図３６における管理動作の実行の後、造形プラットフォームが造形位置にあるときのオブジェクトのさらなる生成を示す。

【図38】図３８は、図３１の装置の堆積機構の側面図である。

【図39】図３９は、図３８の堆積機構の側面図であり、新しい鉛直塗布位置に対する堆積機構の鉛直調整を示す。

【図40】図４０は、支持アセンブリーの別の堆積機構の動きを示す、図３１の堆積機構の部分斜視図である。

【図41A】図４１Ａは、支持アセンブリーのトラックと係合する準備をする、図４０の堆積機構の部分斜視図である。

【図41B】図４１Ｂは、支持アセンブリーのトラックと係合した後の、図４１の堆積機構の部分斜視図である。

【図42】図４２は、複数の堆積機構が同時に動作する図３１の装置の側面図である。

【図43】図４３は、図３８の堆積機構の取り外し可能な樹脂アプリケーションモジュールの一部の斜視図である。

【図44】図４４は、図３８の樹脂堆積機構からの樹脂アプリケーションモジュールの取り外しを示す斜視図である。

【図45】図４５は、図３８の樹脂堆積機構からの図４４の樹脂アプリケーションモジュールの取り外しを示す斜視図である。

【図46】図４６は、図３８の樹脂堆積機構のための第二の樹脂アプリケーションモジュールの交換を示す斜視図である。

【図47】図４７は、樹脂アプリケーションモジュールを堆積機構から取り除くことを示す、図１０の堆積機構の斜視図である。

【図48A】図４８Ａは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図48B】図４８Ｂは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図49A】図４９Ａは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の背面概略図である。

【図49B】図４９Ｂは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の背面概略図である。

【図49C】図４９Ｃは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図49D】図４９Ｄは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図50】図５０は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための堆積機構に関連して使用するように構成された造形センサーの一実施形態の側面概略図である。

【図51】図５１は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図52】図５２は、造形プラットフォームから離れた図５１の装置の動作を示す側面概略図である。

【図53】図５３は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図54】図５４は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置と関連して使用するための露光装置の一実施形態の平面概略図である。

【図55】図５５は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置と関連して使用するための露光装置の別の実施形態の平面概略図である。

【図56】図５６は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置と関連して使用するための露光装置の別の実施形態の平面概略図である。

【図57】図５７は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置と関連して使用するための露光装置の別の実施形態の平面概略図である。

【図58】図５８は、本開示の態様による、三次元オブジェクトを動作中に生成するための装置と関連して使用するための露光装置およびアプリケータの別の実施形態の側面概略図である。

【図59】図５９は、本開示の態様による、三次元オブジェクトを動作させる装置と関連して、図５８の露光装置およびアプリケータの動作の一実施形態を図示する側面概略図である。

【図60】図６０は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置と関連して、図５８の露光装置およびアプリケータの動作の別の実施形態を示す側面概略図である。

【図61A】図６１Ａは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置と関連して使用するための露光装置およびアプリケータの別の実施形態の側面概略図である。

【図61B】図６１Ｂは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置と関連して使用するための露光装置およびアプリケータの別の実施形態の側面概略図である。

【図62】図６２は、本開示の態様による、造形位置の造形プラットフォームで示される、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態を示す斜視図である。

【図63】図６３は、造形位置から管理位置への造形プラットフォームの移動を示す、図６２の装置を示す斜視図である。

【図64】図６４は、管理位置の造形プラットフォームを示す、図６２の装置を示す斜視図である。

【図65】図６５は、本開示の態様による、追加の材料を再配置および固化するためのプロセスを示す概略図である。

【図66】図６６は、本開示の態様による、露光装置および堆積機構の別の実施形態の部分拡大概略図であり、露光装置が拡大され、破断線は拡大部分と非拡大部分との間の分離を示す。

【図67】図６７は、本開示の態様による、流動性材料を供給するためのローラーおよびバットの一実施形態の部分切断斜視図である。

【図68】図６８は、図６７のローラーおよびバットの部分的に切り取られた側面図である。

【図69】図６９は、図６７のローラーおよびバット一部分の拡大部分断面図である。

【図70】図７０は、図６７のローラーおよびバット一部分の拡大部分断面図である。

【図71】図７１は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するためのシステムおよび装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図71A】図７１Ａは、本開示の態様による、温度調節要素を含む図７１のシステムおよび装置の一部分の側面概略図である。

【図71B】図７１Ｂは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するためのシステムおよび装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図71C】図７１Ｃは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するためのシステムおよび装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図71D】図７１Ｄは、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するためのシステムおよび装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図72】図７２は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するためのシステムおよび装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図73】図７３は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するためのシステムおよび装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図74】図７４は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するためのシステムおよび装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図75】図７５は、本開示の態様による、動作中の三次元オブジェクトを生成するためのシステムおよび装置の別の実施形態の側面概略図である。

【図75A】図７５Ａは、本開示の態様による、温度調節要素を含む図７５のシステムおよび装置の一部分の側面概略図である。

【図76】図７６は、本開示の態様による、支持アセンブリーに向かって移動する堆積機構を含む、動作中の三次元オブジェクトを生成するための装置の別の実施形態の斜視図である。

【図77】図７７は、図７６の装置の側面図である。

【図78】図７８は、図７６の装置の斜視図であり、装置の支持アセンブリーの新しい鉛直塗布位置への鉛直調整および三次元オブジェクトを生産する堆積機構の動作を示す。

【図79】図７９は、図７８の装置の側面図である。

【図80】図８０は、図７６の装置の堆積機構の底面斜視図である。

【図81】図８１は、図８０の堆積機構の正面図である。

【図82】図８２は、本開示の態様による三次元オブジェクトの別の実施形態の層を生成する堆積機構の一部分の底面斜視図である。

【図83】図８３は、図８２に示されるような三次元オブジェクトの層を生成する堆積機構の部分の上面斜視図である。

【図84】図８４は、図８２に示されるような三次元オブジェクトの第二の層を生成する堆積機構の部分の底面斜視図である。

【図85】図８５は、図８４に示すように、三次元オブジェクトの第二の層を生成する堆積機構の部分の上面斜視図である。

【図86】図８６は、本開示の態様による三次元オブジェクトの別の実施形態の層を生成する堆積機構の一部分の底面斜視図である。

【図87】図８７は、図８６に示されるような三次元オブジェクトの層を生成する堆積機構の部分の上面斜視図である。

【図88】図８８は、図８６および８７の技術を使用して生産された三次元オブジェクトの一例の拡大斜視図である。

【図89】図８９は、図８８の三次元オブジェクトの一部分のさらに拡大された斜視図である。

【図90】図９０は、本開示の態様による三次元オブジェクトの別の実施形態の層を生成する堆積機構の一部分の底面斜視図である。

【図91】図９１は、図９０に示されるような三次元オブジェクトの層を生成する堆積機構の部分の上面斜視図である。

【図92】図９２は、本開示の態様による三次元オブジェクトの別の実施形態の層を生成する堆積機構の一部分の底面斜視図である。

【図93】図９３は、図９２に示されるような三次元オブジェクトの層を生成する堆積機構の部分の上面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

本発明は数多くの異なる形態での実施形態が可能であるが、それらは図面に図示しており、また本開示は本発明の原理を例証したものとしてみなされ、よって本発明の広範な様相を図示および説明した実施形態に限定することは意図していないことが理解されるという前提で、本明細書において詳細な好ましい発明の実施形態が記述される。

【0036】

一般に、本開示は、付加製造、３Ｄ印刷、光造形法、または他の迅速なプロトタイピング技術などの交互吸着技術における三次元オブジェクトを生産するためのシステム、装置、および方法に関する。まず図１を参照すると、装置１２の一つまたは複数の構成要素と連通し、装置１２および／またはその構成要素の動作を制御してオブジェクト１１を製造するように構成される、製造装置１２およびコンピューターコントローラー１００を含むシステム１０の例示的実施形態が概略的に示される。装置１２は、製造中に造形領域１３内でオブジェクト１１を支持するための支持アセンブリー２０と、造形領域１３を通って延在するトラック１４と、トラック１４上に据え付けられ、材料の交互吸着式適用を通して造形領域１３内でオブジェクト１１を生産するように構成される材料堆積機構３０とを含む。堆積機構３０によって塗布される材料は、重合、相変化、焼結、およびその他の技術またはこのような技術の組み合わせによって、オブジェクト１１を製造するために固化することができる任意の流動性材料（例えば、液体、粉末、または他の粒子状固体、およびそれらの組み合わせ）であり得る。一実施例では、材料は、光（可視、ＩＲ、またはＵＶ）などの電磁波に曝されることによって重合され得る樹脂であってもよく、または含んでもよい。樹脂系材料を製造に使用する場合、堆積機構３０は「樹脂堆積機構」と称され得る。図３～４および２５は、システム１０および装置１２の追加的な概略的実施形態を示し、図８～１３および１５～１９は、装置１２の構造的実施形態を示す。図２Ａ～Ｂ、５Ａ～７、１４、および２０～２９は、システム１０および装置１２の動作のための構成要素および／または方法および構成の概略的な実施形態を図示する。図面全体を通して構造的または機能的に類似または同一の構成要素を指すために、本明細書全体を通して一貫した参照番号が使用され、すでに十分に詳細に記述されるいくつかの実施形態の特徴および態様は、簡潔さのために各実施形態に関して具体的に再記述されない場合があることが理解される。

【0037】

付加製造によるオブジェクト１１の生産は、多くの場合、製造中に形成され、製造中にオブジェクト１１を支持し、後で除去される支持構造の生産を伴う。こうした支持構造は、オブジェクト１１の所望の最終部分と同一または異なる材料で形成することができる。こうした支持構造の除去は、機械的手段（例えば、分離、破損、機械加工）、溶媒系手段（例えば、洗い流すことができる水溶性ポリマーの使用）、またはその他の手段を使用して達成することができる。本明細書に記載されるオブジェクト１１とともに製造される任意の支持構造は、本明細書に定義される「オブジェクト」の一部とみなされる。

【0038】

支持アセンブリー２０は一般に、製造中に造形領域１３内にオブジェクト１１を支持するように構成された造形プラットフォーム２２を含む。造形領域１３は、図１の実施形態の造形プラットフォーム２２のすぐ下にある造形プラットフォーム２２に隣接する領域に定義される。図１の支持アセンブリー２０は、鉛直（ｚ）方向に移動可能であり、造形プラットフォーム２２を画定する取り外し可能なインサート２６を支持する支持プラットフォーム２４を含む。インサート２６は、図２Ａおよび２Ｂに示されるようなクランプ２８、または他の機械的構造、または特定の実施形態において真空吸引、磁気引力、放出可能な接着剤、およびそのようなメカニズムの組み合わせなどの他のさまざまな取り外し可能な接続メカニズムなどの、機械的コネクターによって支持アセンブリー２０に取り外し可能に接続することができる。一実施形態では、図２Ａおよび２Ｂでは、インサート２６は、主に真空装置２１による真空吸引の塗布によって支持アセンブリー２０に取り外し可能に接続され、クランプ２８が、誤動作、停電などの場合にバックアップまたは冗長接続構造として使用される。図２Ａでは、オブジェクト１１が、製造中など、支持アセンブリー２０によって支持されるとき、真空装置２１は、インサート２６に吸引を適用し、クランプ２８は、支持プラットフォーム２４に関連してインサート２６を保持するために閉じられる。図２Ｂに示すように、オブジェクト１１が除去される時、インサート２６およびオブジェクト１１を支持アセンブリー２０から除去できるように、真空吸引が停止し、クランプ２８が解放される。インサート２６は、取り外し後にインサート２６からオブジェクト１１を解放しやすくするために、可撓性であり得る。さらに、造形プラットフォーム２２のための他の取り外し可能な構成が存在してもよく、画定可能な支持プラットフォーム２４を使用してもよく、または使用しなくてもよいことが理解される。例えば、図８～１１および１５～１９の実施形態では、支持プラットフォーム２４全体が、支持アセンブリー２０から造形プラットフォーム２２を取り外すことができるように取り外し可能である。オブジェクト１１は、造形プラットフォーム２２を取り外すことなく造形プラットフォーム２２から取り外されてもよく、造形プラットフォーム２２は、その他の実施形態では取り外し可能な構造を含んでいなくてもよいことが理解される。

【0039】

一実施形態では、支持アセンブリー２０およびトラック１４は、部分的または完全にモジュール式であり得る。図８～１１の実施形態における支持アセンブリー２０およびトラック１４は、この方法で構成される。これにより、必要に応じて、装置１２全体の構築および変更が容易になる。これはまた、現在の光造形装置で問題となり得る、装置１２が部屋へのドアよりも著しく大きい場合でも、装置１２を組み立てることまたは分解して部屋の中または外に移動させることを可能にする。

【0040】

図８～１１および図１５～１９の実施形態における支持アセンブリー２０は、本明細書の他の箇所に記載されるように、製造中に造形プラットフォーム２２の高さを変更するように構成される鉛直位置決め機構２３を含む。図８に示す実施形態では、鉛直位置決め機構２３は、支持アセンブリー２０の両側に配置された複数のジャッキねじ２５と、ジャッキねじ２５と係合し、支持プラットフォーム２４に接続してサポートするサポートフレーム２７とを含む。支持プラットフォーム２４（およびそれによって、造形プラットフォーム２２）の鉛直移動は、ジャッキねじ２５の回転によって達成され、ジャッキねじ２５のねじ切りは、造形プラットフォーム２２の鉛直位置の微細な増分変化を可能にするように角度付けられ得ることが理解される。ジャッキねじ２５の回転は、モーターアセンブリー（図示せず）によって駆動され、コントローラー１００によって制御され得る。図１５の実施形態では、鉛直位置決め機構２３は、鉛直駆動機構２９と係合し、支持プラットフォーム２４に接続し、それをサポートするサポートフレーム２７を有する、支持アセンブリー２０の四つの角に位置する四つの鉛直駆動機構２９を含む。図１５の鉛直駆動機構２９は、本明細書に記載のジャッキねじであってもよく、またはチェーン、ケーブル、ベルト、ギア、スプロケット、車輪などの異なる機械的構造を使用し得る。鉛直駆動機構２９は、モーターアセンブリー（図示せず）によって駆動され、コントローラー１００によって制御され得る。

【0041】

図１は、一般に、トラック１４と係合し、トラック１４に沿って造形領域１３を通って移動するように構成されたキャリッジ３２と、キャリッジ３２に取り付けられた、またはそうでなければ動作可能に接続された流動性材料３６の供給部３４と、流動性材料３６の供給部３４と連通し、流動性材料３６を造形領域１３内の塗布部位４１に塗布するように構成されたアプリケータ４０と、電磁波を放射して、塗布材料３６を固化してオブジェクト１１を形成するように構成された露光装置５０とを含む、堆積機構３０の実施形態を概略的に示している。塗布部位４１は一般に、材料３６が堆積表面、すなわち、造形プラットフォーム２２またはオブジェクト１１の表面と接触する領域として画定される。堆積機構３０のさまざまな実施形態が、本明細書では、概略的および特定の構造的実施形態に関して記載される。図３および４は、図１の実施形態と共通する多くの特徴を共有する堆積機構３０の実施形態を概略的に図示し、図３および４の実施形態の特定の態様は、簡潔にするために、図１の実施形態とのそれらの差異に関してのみ説明され得る。図８～図１３および図１５～１８は、概略図よりも詳細であり得、類似または異なる機能を有し得る構造を含む、製造装置１２および堆積機構３０の追加の実施形態を図示する。

【0042】

キャリッジ３２は、トラック１４に沿って移動して、製造中に堆積機構３０を造形領域１３を通して移動させるように構成される。トラック１４は、一般に、オブジェクト１１の作成のために堆積機構３０のキャリッジ３２を造形領域１３を通して案内するよう構成される。装置１２は、図８～１１および１５～１９に示したように、トラック１４および装置１２のその他の構成要素を支持するためのベースフレーム１９を含み得る。トラック１４およびキャリッジ３２は、トラック１４に沿ったキャリッジ３２の移動を可能にする相補的な係合構造を有し得る。例えば、図８～１１および図１５～１９に示す実施形態では、トラック１４は二つの平行なビーム１５を含み、キャリッジ３２およびトラック１４は、キャリッジ３２のギア表面３３の回転によってキャリッジ３２がビーム１５に沿って回転することを可能にする相補的なギア表面３３を持つ。キャリッジ３２は、図８～１１および１５～１９の実施形態におけるギア表面３３の回転のために動力が供給され、あるいは、車輪またはその他のギア配置など、さまざまな実施形態における移動のために動力が供給され得る。他の実施形態では、移動のための動力は、チェーン、ケーブル、ベルト、スプロケット、ピストンなど、トラック１４に組み込まれてもよく、組み込まれなくてもよい外部機構によって供給され得る。駆動モーター３９の実施例を、図１５に示す。キャリッジ３２の速度は、異なる粘度および／または固化速度を有する材料３６が、高速または低速の駆動速度から恩恵を受け得るとき、材料３６の特性に応じて調節され得る。キャリッジ３２は、他の構成要素がキャリッジ３２とともに動くように、堆積機構３０の他の構成要素を支持するように構成され得る。例えば、図１、図３および図４の実施形態では、キャリッジ３２は、少なくともアプリケータ４０、露光装置５０、および材料供給部３４を支持する。これらの実施形態は概略的に図示されており、キャリッジ３２は、コントローラー１００および／または図示されていないその他の構成要素を含む追加の構成要素も支持し得ることが理解される。キャリッジ３２は、本明細書の他の箇所に記載されるように、構成要素のモジュール接続のためにも構成され得る。コントローラー１００は、キャリッジ３２および製造プロセスの動作、速度、上昇、およびその他の態様を制御するように構成され得る。一実施形態において、多数のパラメーターは、製造プロセスの開始前および／または単一のパスの前に決定され、コントローラー１００によって実行され得る。こうしたパラメーターは、手動で決定されてもよく、自動的に決定されてもよく、またはそれらの組み合わせであり得る。例えば、パスがなされる前に、層の厚さ、造形方向、造形速度、ローラー方向および速度、材料対ローラー連通レベル（材料３６の粘度に基づいて決定される）、および露光装置５０のパワー出力を決定してもよく、堆積機構３０は所定の開始（登録）位置に配置され得る。

【0043】

図１、３、４、８～１３、および１５～１９の実施形態では、アプリケータ４０は、材料供給部３４と連通または接触するローラー４２を含むか、またはその形態である。これらの実施形態では、ローラー４２は円筒形であり、供給部３４と接触する円筒形外側表面４３を有する。図１および図３の実施形態では、ローラー４２は中空であるか、またはその他の方法で内部チャンバーを有するが、代替的に、例えば、図３～４の実施形態では、固体シリンダーであり得る。ローラー４２は、材料３６がローラー４２の外側表面４３上でピックアップされるように回転し、オブジェクト１１の製造のために塗布部位４１に運ばれる。ローラー４２は、ギア、スプロケット、車輪、ベルトなどのさまざまな機構のいずれかによって回転するように動力が供給され得る。一実施形態では、ローラー４２は、キャリッジ３２の移動とともに回転するように構成され、すなわち、ローラー４２の上部がキャリッジ３２の移動と反対の方向およびほぼ同じ速度で移動するように構成される。これは、図１および図３～４に概略的に表示され、オブジェクト１１および塗布材料３６の表面上のドラッグおよび／またはせん断を回避する。別の実施形態では、ローラー４２は、異なる速度で、すなわち、堆積表面にわたる並進移動速度よりも速い、または遅い速度で回転するように構成され得る。並進移動速度よりも早くローラー４２を回転させることで、ローラー４２の表面４３上の材料３６に対する堆積表面での材料３６の露出時間を増加させることによって、材料３６の堆積表面での硬化を改善できると考えられる。ローラー４２は、波がローラー４２を比較的変化しないで通過することができるように、露光装置５０によって放射される電磁波に対して透過性である材料からさらに作製され得る。塗布部位４１は、ローラー４２の外側表面４３と堆積表面、すなわち、造形プラットフォーム２２またはオブジェクト１１の表面との間に一般的に画定される。ローラー４２の外側表面４３と堆積表面との間の間隔は、堆積される材料３６の厚さ、および固化材料層３８の最終的な厚さを画定し得る。ローラー４２の材料は、十分な透過性を確保するために電磁波の特定の波長にカスタマイズされ得ることが理解される。アプリケータ４０は、別の実施形態では異なる構成を有してもよく、異なる機構を使用して材料３６を塗布部位４１に運んでもよい。アプリケータ４０はさらに、図２５に示されるように、造形プラットフォーム２２に対して異なる向きを有することができる。

【0044】

本明細書に記述した特定の実施形態におけるローラー４２の使用は、ローラー４２の頂点で移動保持領域を作成し、ローラー４２の頂点と造形表面（すなわち、造形プラットフォームまたは最後に堆積された層３８）との間の固定距離は、生成される層の厚さを決定する。さらに、ローラー４２は材料３６の供給部３４と連通しているため、任意の非固化材料３６が供給部３４に戻され、廃棄物を低減または排除する。

【0045】

アプリケータ４０がローラー４２として構成される時、造形プラットフォーム２２の表面および／またはローラー４２の表面は、所望の接着特性のために選択または修正され得る。造形プラットフォーム２２の表面および／またはオブジェクト１１の任意の塗布層３８の表面が、ローラー４２の表面よりも固化材料３６により高い接着性を有することは、有益である。これが起こらない場合、材料はローラー４２に接着し、そこで固化して、製造されるオブジェクト１１に欠陥を引き起こす場合がある。一実施形態では、ローラー４２は、接着を低減するために低接着材料から作製されるか、またはコーティングで処理され得る。同様に、造形プラットフォーム２２の表面は、接着を増加させるため高接着材料から作製されるか、またはコーティングで処理され得る。一実施形態では、ローラー４２は、材料３６（すなわち、造形プラットフォーム２２または最後に堆積した層３８）の接着表面の接着特性よりも固化材料３６に対して低い接着特性を有する。流動性材料３６の接着特性は、異なる材料に対して異なってもよい。

【0046】

図１、３、４、８～１３、および１５～１９の実施形態では、供給部３４は、ローラー４２の回転が材料３６を塗布部位４１に運ぶように、ローラー４２と接触する流動性材料３６のバットとして構成される。この構成では、流動性材料３６は、ローラー４２が未硬化の流動性材料３６の連続層を塗布部位４１に運ぶことができる十分な粘度を有するべきである。流動性材料３６の所望の粘度は、ローラー４２の所望の造形速度または回転速度、または供給部３４内の材料３６のレベルに対するローラー４２のレベルに依存し得る。低速な回転速度および／またはより低いバット材料３６レベルは、より高い粘性材料３６を必要とし得る。より強力な波５３は材料をより速く固化する（例えば、樹脂を重合する）ことができるため、露光装置５０の動力は、より遅いまたはより速い速度を必要とし得ることが理解される。別の実施形態において、供給部３４は、材料３６をローラー４２上に強制する注入器またはノズルを含むことによってなど、より複雑であり得る。図１５～図１９の実施形態では、供給部３４は、バット内の材料３６のレベルを再充填または維持するために、追加の材料３６の容器の取り外し可能な接続を可能にし得る流体コネクター３５を含む。さらに、流動性材料３６の供給部３４は、アプリケータ４０の構成が変更された場合、異なって構成されてもよく、供給部３４は、アプリケータ４０の設計と互換性があるように構成されてもよく、またはその逆であり得る。

【0047】

図２７に示す一実施形態では、供給部３４は、複数の流動性材料３６Ａ～Ｅを保持し、堆積機構３０が、異なる材料３６Ａ～Ｅから複数のオブジェクト１１、または異なる材料３６Ａ～Ｅから同時に単一のオブジェクト１１を造形することを可能にするように構成され得る。図２７に示すように、供給部３４は、異なる材料３６Ａ～Ｅを分離するための仕切り３７を有するバットとして構成され得る。仕切り３７は、異なる材料３６Ａ～Ｅの比および境界を所望の通り変更するように調節可能であり得る。本明細書で使用される「異なる材料」を使用することの説明はまた、異なる着色を有する同じ材料の使用を可能にし得ることが理解される。

【0048】

露光装置５０は、一般的に、電磁波５３を放射して塗布材料３６を固化してオブジェクト１１を形成するように構成される。電磁波の波長および強度は、固化される材料３６および固化の速度または機構に基づいて選択され得る。例えば、光硬化性樹脂が材料３６として使用される場合、露光装置５０は、固体材料層３８を形成するために樹脂を硬化／重合するための適切な波長である光（可視、ＩＲ、ＵＶなど）を放射するように構成され得る。別の例として、焼結プロセスを使用して流動性材料３６を固化する場合、露光装置５０によって放射される波５３は、材料３６を焼結して固体材料層３８を形成するのに十分な力を有し得る。露光装置５０はまた、材料３６が露出部位５１で波に露出される、造形領域１３内の露出部位５１に向かって放射された波を方向付けるさまざまな構成要素および構造を含んでもよい。波は、一実施形態では、露出部位５１がほぼ塗布部位４１に位置するように、または別の実施形態において、露出部位５１が塗布部位４１からオフセットされるように（走行方向で、塗布部位４１の前方または後方に）方向付けられてもよい。図１および図３は、波５３が、ほぼ塗布部位４１において露出部位５１に向けられること（実線で）を図示し、波５３が、塗布部位４１の後方または前方にオフセットされた露出部位５１に交互に向けられること（破線で）をさらに図示する。図４は、塗布部位４１の後ろの露出部位５１オフセットに向けられる波５３を示す。

【0049】

一般に、露光装置５０は、露光装置によって生成された波が出口５４を通って出て、露出部位５１の特定の領域に向かって方向付けられ、堆積機構３０が通過するにつれて、露出部位５１の選択された領域で材料３６の選択的な固化を可能にするように構成される。一実施形態では、露光装置５０は、波５３を露出部位５１に向かって方向付けおよび／または集束させるよう設計された構成要素を含む露出アセンブリー６０の一部である。出口５４は、アレイ５５内に配置されてもよく、アレイ５５に沿った特定の出口５４は、図５Ａおよび５Ｂにしめすように、材料３６の部分を選択的に固化するように選択的に駆動され得る。図５Ａおよび５Ｂは、アクティブ出口５６が暗く、非アクティブ出口５７が明るいことで示される。図５Ａおよび５Ｂでは、アクティブ出口５６および非アクティブ出口５７は、ローラー４２が、オブジェクト１１の形状または輪郭が変化する点に達すると変化する。出口５４の選択的な起動および停止は、本明細書に記載されるように、コントローラー１００によって制御され得る。図５Ａおよび５Ｂのアレイ５５は、出口５４の単一の水平列として図示される。他の実施形態では、アレイ５５は、複数のオフセットした水平な列など、異なって配置され得る。アレイ５５内の複数の列の使用は、単一の列の使用よりも、出口５４間のより狭い横方向の間隔を許容し得る。図１４のアレイ５５は、同様に、これらの実施形態のいずれかに従って構成および配置され得る。

【0050】

上述のように、波５３は、露出部位５１へのそれらの経路上のローラー４２を貫通し得る。図１の実施形態では、出口５４はローラー４２内に配置され、放射波５３は、一度、露出部位５１への経路上にローラー４２の表面を貫通する。図１の実施形態では、露光装置５０自体は、図８～１３の実施形態のように、ローラー４２内に配置されてもよく、または露光装置５０は、出口５４がローラー内に配置された状態で、ローラー４２の外側に配置され得る。図３の実施形態では、出口５４はローラー４２の下方に位置し、放射波５３は、露出部位５１へのそれらの経路においてローラー４２を完全に貫通する。図１５～１８の実施形態は、同様に構成される。この構成では、堆積機構３０は、図１６～１７に示すように、波５３が供給バット３４の壁を通過することを可能にするように構成された窓４４を含み得る。スクイージー、ガスケット、またはその他の密封構造などの追加的な構造を使用して、ローラー４２と窓４４との間の樹脂の浸入に抵抗し得る。図４の実施形態では、出口５４は、塗布部位４１のすぐ後ろに位置する露出部位５１に配置され、それに向けられ、本実施形態では、波５３はローラー４２を通過する必要はない。図４の実施形態における波５３は、望ましい場合、ローラー４２の一部分を通過するよう指示され得ることが理解される。

【0051】

一実施形態では、露光装置５０は、波５３のソースとしてデジタル光プロセシング（ＤＬＰ）プロジェクターなどのプロジェクターであり、また、露出アセンブリー６０は、図８～１３に示すように、光ファイバー６１を使用して波５３を露出部位５１に方向付け得る。本実施形態では、プロジェクター５０は、プロジェクター５０によって放射される光が光ファイバー６１の入口端部６２に入り、光ファイバー６１を通って伝わり、露出部位５１に向けられた光ファイバー６１の出口端部６３を通って出るように構成される。本実施形態の出口５４は、光ファイバー６１の出口端部６３によって形成され、図１、５Ａ～Ｂ、および８～１２に示すように、ローラー４２内に配置され、ローラー内のアレイ５５として配置され得る。こうした実施形態では、光ファイバー６１は、シリンダーの一方または両端からローラー４２内に延在してもよく、この場合には、適切な封止およびブレーシング構成要素を光ファイバー６１の周りに使用し得る。例えば、図８～１２の実施形態では、光ファイバー６１の出口端部６３は、ケーシングまたは類似の構造６７によって収集され、所定位置に保持され得る（図５Ａ～５Ｂ）。露出アセンブリー６０はさらに、図１３に示されるように、集束機構６６を使用して、光波５３が光ファイバー６１の出口端部６３を出た後、光波５３を集束させることができる。一実施形態では、集束機構６６は、波長５３を集束させ、露出部位５１への経路上の回折を回避するＳｅｌｆｏｃレンズアレイ（ＳＬＡ）レンズなどの、光ファイバー６１の出口端部６３とオブジェクト１１との間にマイクロレンズアレイ６４を含む。図８～１２は、受金物６５によってローラー４２内で定位置に保持されるマイクロレンズアレイ６４を図示する。他の実施形態では、さまざまな他のレンズ、ミラー、および他の集束機器が使用され得る。こうした集束機構６６は、図３、４、１５～１８、および２５の実施形態など、本明細書に記載の他の実施形態で使用され得ることが理解される。光ファイバー６１の使用により、露光装置５０の波源がアプリケータ４０から、例えば、一部の実施形態において、堆積機構３０上の他の場所に、または堆積機構３０から離れて、遠隔に配置されることが許容されることが理解される。この構成では、露光装置によって生成される熱は、アプリケータまたは材料３６に伝達されず、これにより、望ましくない固化、材料３６の特性の変化、またはアプリケータ４０の熱変形を回避することができる。また、この構成は、露光装置５０が、物理的制限、例えば、ローラー４２内部への嵌合を考慮することなく、はるかに大きいおよび／またはより強力な波源（例えば、高出力ＬＥＤまたは高出力ＤＬＰプロジェクター）を使用することを可能にする。

【0052】

図８～１３の実施形態における露出アセンブリー６０は、波５３がコレクタ７０で光ファイバー６１の入口端部６２に入るように、光ファイバー６１の入口端部６２と係合するコレクタ７０を使用して、露光装置５０に対して入口端部６２定位置に固定する。コレクタ７０の一実施形態を図１２に、図１３に概略的に示す。コレクタ７０は、光ファイバー６１の入口端部６２と係合し、入口端部６２をチャンバーまたは通路７２内に保持し、（一実施形態ではレンズとして構成され得る）窓７３を通路７２の端部に位置付けるフレーム７１を含む。波５３は露光装置５０から出て窓７３を通って、光ファイバー６１の入口端部６２に入る。レンズ６６Ａは、この段階で波５３を集束させるために、露光装置５０と窓７３との間に位置付けられ得る。フレーム７１は、光ファイバー６１の入口端部６２が露光装置５０に対して動かないように、露光装置５０に対してしっかりと所定位置に保持される。この固定された相対位置決めにより、露光装置５０は、ピクセルマッピングを使用して出口５４を選択的に起動および停止することができる。換言すれば、各光ファイバー６１の入口端部６２は、指定されたピクセルを活性化することによって、指定されたピクセルによって放射される波５３が光ファイバー６１を下って伝わり、それによって、その光ファイバー６１に関連付けられた出口５４を活性化するように、露光装置５０の一つまたは複数の指定されたピクセルにマッピングされる。また、ピクセルマッピングは、各光ファイバー６１の出口５４が向かっている露出部位５１の特定の領域のマッピングを組み込む。ＤＬＰプロジェクターが露光装置５０として使用される一実施形態では、各光ファイバー６１は、ＤＬＰプロジェクターの複数のピクセル（潜在的には数百以上）にマッピングされる。こうした構成では、複数のピクセルの喪失または不活性化は、光ファイバー６１の動作のための十分な機能および電力を維持する能力に影響を与えることなく生じ得る。本明細書に記載のコレクタ７０および光ファイバー６１の使用は、二次元投影を、およそ一次元（線形）の露出に変換する。このマッピングは、コンピューターメモリに保存され、コントローラー１００など、コンピュータープロセッサによって実行され得る。

【0053】

別の実施形態では、露光装置５０は、図１４に示すように、波の発生源５３として機能するＬＥＤ５９のアレイ５５の形態である。ＬＥＤ５９は、材料３６を固化するための適切な波長および強度の波５３を放射するように設計され得る。ＬＥＤ５９のアレイ５５は、図１４に示すようにローラー４２内に、または本明細書に記述されるようにローラー４２の外側に位置付けられ得、また、本明細書にも記述されるように、集束機構６６を使用し得る。いずれの場合でも、上述のように、出口５４におけるマイクロレンズアレイ６４は、波５３を集束させるのを支援し得る。本実施形態におけるＬＥＤ５９のそれぞれは、露出部位５１の特定の領域に向けられる別個の出口５４を構成し、ＬＥＤ５９は、露出部位５１のその特定の領域を波５３に露出するために、選択的に起動および解除することができる。起動されたＬＥＤ５９は、アクティブ出口５６を構成し、図１４では暗く表示され、不活性なＬＥＤ５９は、明るく示される非アクティブ出口５７を構成する。図１４に示すように、アクティブ出口５６と整列した材料３６は固化されて層３８を形成する。ＬＥＤ５９は、それらが向けられる露出部位５１の特定の領域にマッピングされてもよく、このマッピングは、コンピューターメモリに保存され、コントローラー１００によってコンピュータープロセッサによって実行され得る。ＬＥＤ５９がローラー４２の外側に位置付けられる場合、複数の光ファイバー６１をＬＥＤ５９と併せて使用して、出口５４を形成し得る。図６６は、ＬＥＤ５９のアレイ５５がアプリケータ４０とは別個に位置付けられたこの構成の一実施形態を概略的に図示し、光ファイバー６１は、ＬＥＤ５９からの波５３が光ファイバー６１に入り、出口端部６３で放射されるように、ＬＥＤ５９に対して所定位置にそれらの入口端部６２を固定し、上述のように出口５６を形成する。出口５６は、集束機構６６、および波５３の方向を図６６に示されていない堆積機構３０の走行方向において前方または後方に調整するための機構の使用を含む、図１～１３の実施形態および他の実施形態に関して、本明細書に示され記載されるのと同じ様式で構成され得る。光ファイバー６１の入口端部６２は、ＬＥＤアレイ５５のサイズおよび配置に適切なさまざまな固定およびバンドリング構造を使用してＬＥＤ５９に対して所定位置に固定されてもよく、ＬＥＤアレイ５５が、一部の構成では直線状に配置されなくてもよいことが理解される。一実施形態では、ＬＥＤ５９と光ファイバー６１の入口端部６２との間には、レンズまたはその他の集束構造は不要であり得る。各ＬＥＤ５９は、図６６に示す実施形態では個々の光ファイバー６１にマッピングされ得るが、他の実施形態では、複数の光ファイバー６１は、各ＬＥＤ５９にマッピングされ得る。この構成は、アプリケータ４０内に組み込まれ得るものよりも大きいＬＥＤのアレイの使用を可能にする。さらなる実施形態では、異なるタイプの露光装置５０が使用されてもよく、堆積機構６０は、波５３を露光装置から露出部位５１の適切な領域に誘導するように構成された構成要素を含み得る。例えば、図１５～図１９の実施形態では、露光装置５０はレーザーの形態であり、レンズおよび／またはミラーを含む集束機構６６を使用してビームを集束させる。図１６～１７の集束機構６６は、一つまたは複数のレンズ６６Ａおよび一つまたは複数のミラー６６Ｂを含む。別にさらなる実施形態では、露光装置５０は、ＬＣＤソースまたは高速位置決め可能機械的シャッターシステムの形態であり得る。

【0054】

装置１２の動作中、アプリケータ４０と堆積表面との間の間隔は、堆積されるオブジェクト１１のそれぞれの新しい層３８に対して変更されなければならない。図１、３、４、８～１１、および１５～１９の実施形態におけるアプリケータ４０は、ローラー４２が堆積表面の下方に鉛直に位置決めされ、ローラー４２の上方に鉛直に層３８を形成するように配向される。本実施形態では、相対的な鉛直並進移動（すなわち、交互吸着造形方向に対して平行）は、連続的な層３８の製造中にアプリケータ４０と堆積表面との間で起こる。この鉛直並進移動は、例えば、図６Ａ、６Ｂに示され、堆積機構３０が、第一のパスと第二のパスとの間の鉛直並進移動を想像線で示すように、第一のパス（図６Ａ）を左から右に行い、第一の層３８を堆積っせ、および第二のパス（図６Ｂ）を右から左に行い、第二の層３８を堆積させることを示す。位置決めにおけるこの相対的な変化は、一つまたは複数の異なる方法および機構またはその組み合わせを使用して達成することができる。図８～１１および図１５～１９の実施形態では、この鉛直並進移動は、本明細書に記載の鉛直位置決め機構２３を使用して、造形プラットフォーム２２の上昇を変更することによって達成され得る。別の実施形態において、この鉛直並進移動は、本明細書に記載される類似の鉛直位置決め機構２３を使用して達成され得るトラック１４の上昇を変更することによって、代わりに達成され得る。さらなる実施形態では、堆積機構３０は、アプリケータ４０および／またはシャーシ３２全体を上昇または下降させることによって、造形プラットフォーム２２に対するアプリケータ４０の鉛直位置を変更するための機構を含み得る。例えば、図２０Ａ～Ｂを参照すると、堆積機構３０はそれぞれ、キャリッジ３２をトラック１４に対して上昇または下降させることによって、制限された動作範囲を通してトラック１４に対して鉛直並進移動することができる。鉛直並進移動は、キャリッジ３２を、トラック１４をローラー４２に対して係合する駆動構造を鉛直に移動させるなど、あらかじめ設定された鉛直位置の間で切り替えることによって達成され得る。本実施形態におけるアプリケータ４０に対する造形プラットフォーム２２の主な鉛直並進移動は、本明細書に記載されるように造形プラットフォーム２２の移動によって達成され、堆積機構３０の鉛直位置決め範囲は、複数の堆積機構３０が、より時間がかかる、造形プラットフォーム２２の位置を調整することなく、造形領域１３を通過することを可能にする。これらの実施形態の動作は、本明細書にさらに詳細に説明される。

【0055】

堆積機構３０は、高品質のオブジェクト１１を製造するための追加的な機能を提供するさらなる追加の構成要素を含み得る。本明細書の実施形態の例示的実施形態のいずれかは、本明細書に具体的に図示されていなくても、これらの追加の構成要素の任意の組み合わせを含み得ることが理解される。例えば、堆積機構３０は、図７に示すように、移動方向にアプリケータ４０を追跡するように構成された一つまたは複数の二次露光装置８０を含み得る。二次露光装置８０は、追加的な電磁波５３を放射して材料をさらに固化させ、その波５３が、露光装置５０からの波５３と同じまたは異なる波長および強度を持ち得る。一実施形態では、二次露光装置８０は、オブジェクト１１の表面全体が照射されることが許容されるので、正確に集束させる必要はない。この構成では、露光装置５０からの波５３は、安定した層３８（「緑色状態」として知られる）を形成するのに十分な程度に材料３６を固化するのみ構成されてもよく、次いで、二次露光装置８０は、層３８を所望の最終固化レベルにさらに固化する。これは、オブジェクト１１が典型的には緑色状態で生産され、完全な硬化のためにその後の別個の照射工程を必要とする既存のプロセスに対して、著しい効率上の利点を示す。一実施形態において、露光装置５０および二次露光装置８０のパワーレベルは、各露光装置５０、８０が材料３６を部分的に固化し、組み合わされた露出が材料３６を完全に固化するのに十分であるように設定され得る。この設定により、審美的および／または機械的損傷を引き起こす可能性のある材料３６の過剰露出を避ける。図１５～図１９の実施形態は、キャリッジ３２が１８０°の回転を行わずに二つの反対方向に移動している間に、層３８の二次露出を可能にする二つの二次露光装置８０を含む。トレーリング二次露光装置８０がアクティブである状態で、リーディング二次露光装置８０は、キャリッジ３２の各パスに対して無効化されてもよく、または両方の二次露光装置８０がアクティブであり得る。二次露光装置８０の構成要素８０Ａを図１６にしめす。コントローラー１００は、二次露光装置８０の作動を制御し得る。

【0056】

別の例として、堆積機構３０は、一つまたは複数のスクイージー８１または一つまたは複数の非接触真空スクイージー８２など、過剰および／または未固化材料を除去または再配置するように構成された一つまたは複数の材料除去および／または再配置機構を含み得る。例えば、図１５～１９の実施形態は、層３８の表面を拭いて、固化プロセス後に過剰および／または未固化材料３６を除去する、ローラー４２の交互側面上に配置された二つのスクイージー８１を含む。一実施形態では、スクイージー８１は、トレーリングスクイージー８１のみがオブジェクト１１の表面と係合するように、上昇および下降するように構成されてもよく、コントローラー１００によって操作が制御され得る。別の例として、図１５～図１９の実施形態はまた、ブローまたは吸引を通して真空気流の適用を通して固化プロセスの後に過剰なおよび／または未固化材料３６を除去または再配置する、ローラー４２の別の側面上に配置された二つの真空スクイージー８２を含む。真空スクイージー８２の構成要素８２Ａ～Ｂは、図１６に示される。一実施形態では、真空スクイージー８２は、後部真空スクイージー８２のみがオブジェクト１１の表面に影響を与えるように、起動および停止されるように構成されてもよく、コントローラー１００によって操作が制御され得る。一実施形態では、真空スクイージー８２は、オブジェクト１１の鉛直表面上に位置する残りの流動性材料３６を、塗布層３８の隣接する水平表面に移動させることができ、材料３６は、機械的スクイージー８１によって除去され、供給部３４内に回収され、または、例えば、二次露光装置８０によって、塗布層３８の一部になるように固化され得る。任意の残りの材料３６をオブジェクト１１の表面に動かして固化させることは、次に塗布層３８の保持および結合を助けることができるように、追加的な縁部体積および層の縁部に不規則な表面を生成するという付加的な利点を有する。一実施形態では、真空スクイージー８２は、オブジェクト１１の一つまたは複数の基礎層が完了するまで作動しなくてもよい。真空スクイージー８２は、別の実施形態において、過剰および／または未固化材料を完全に取り除くように交互に構成され得る。図８～１１の実施形態は、図１５～図１９の実施形態と同様に構成されたスクイージー８１および真空スクイージー８２を含む。

【0057】

図６５は、一実施形態による、本明細書に記述された真空スクイージー８２を使用して、未固化流動性材料３６の移動およびその後の固化を図示する。図６５では、ステップＡは、以前に固化された以前の層３８Ｂ上に積み重ねられた、露光装置５０によって固化された最後の固化層３８Ａの縁の周りに残る未固化材料３６を示す。図６５の層３８Ａ～Ｂの陰影は、材料３６の異なる程度の固化／硬化を図示する。図６５のステップＢは、本明細書に記載の真空スクイージー８２による未固化材料３６の再配置を示す。未固化材料３６は、層３８Ａの鉛直面９３から層３８Ａの水平面９４に移動され、水平面９４の縁の近くにとどまる。図６５のステップＣは、本明細書に記述される二次露光装置８０による材料３６の固化を描写し、固化材料３８Ｃを形成する。この構成の固化材料３８Ｃは、以前の層３８Ａの縁の近くに不均一な部分を形成する。図６５のステップＤは、以前の層３８Ａへの結合が、固化材料３８Ｃの縁部分によって強化される、次の層３８Ｄの塗布および固化後のオブジェクト１１を示す。追加的な未固化材料３６がステップＤに図示されており、プロセスは、その後、造形が完了するまでサイクルでステップＢに戻ることができることが理解される。

【0058】

さらなる追加の構成要素が、他の実施形態に含まれてもよい。一実施形態では、図１９に示すように、一つまたは複数の追加の構成要素８３は、キャリッジ３２に、および互いにモジュール式に接続可能であり、所望の機能を提供し得る。ファスナー、クランプ、連動構造（例えば、タブ／スロット）、またはその他の構造などの取り外し可能な接続を使用して、これらのモジュール接続を実現し得る。図１９に示すように、追加の構成要素８３の各々は、完全にモジュール化されカスタマイズ可能な構造を提供するために、キャリッジ３２に接続可能であり、互いの追加の構成要素８３の外部に接続可能である。こうした追加の構成要素８３は、本明細書に記述されるように、一つまたは複数の二次露光装置８０、スクイージー８１、または真空スクイージー８２を含み得る。こうした追加の構成要素８３はまた、溶媒または液体洗浄装置、機械的ワイパー／クリーナー、カラーアプリケータ、または追加の材料堆積のための装置などの他の機能的構成要素を含んでもよい。この構成で使用されるカラーアプリケータは、層ごとに着色することを可能にし得、最終的なオブジェクト１１に、単に表面コーティングではなく、オブジェクト１１の厚さを内部的に貫通する着色を与える。追加の材料堆積のための装置は、オブジェクト１１の本体内の伝導性材料またはトレースの堆積のための装置を含むことができ、伝導性および／または回路機能をオブジェクト１１に提供する。

【0059】

装置１２は、図２０～２３に例証されるように、複数の堆積機構３０および／または複数のアプリケータ４０を使用して、造形領域１３を順番に通過するように構成され得る。図２０～２３の複数の堆積機構３０は、同じトラック１４に接続されるものとして図示されるが、複数のトラック１４が別の実施形態において使用され得る。一実施形態では、図２０Ａ～Ｂを参照すると、複数の堆積機構３０は、造形領域１３を連続的に通過するように構成されてもよく、各堆積機構３０は、異なる鉛直位置にアプリケータ４０を有する。異なるアプリケータ４０の位置は、図２０Ａ～Ｂの想像線で示され、各連続する堆積機構３０は、前述の堆積機構３０よりも離間が小さい。この構成は、本明細書の他の箇所で説明される鉛直位置決め構造を使用して達成され得る。複数の堆積機構３０の間の鉛直位置決めにおける差は、各塗布層３８の所望の厚さと実質的に同じであり得ることが理解される。図２０Ａでは、造形領域１３を通過する複数の堆積機構３０は、支持アセンブリー２０の再位置決めを必要としない単一のパス内に、層３８を、それぞれ、次の上に一つ堆積する。この構成は、図２０Ａは、単一の堆積機構３０を有する単一のパスの３倍の数の層を堆積するので、乗法的効率と時間の節約を増大させる結果となる。さらに、複数の堆積機構３０は、図２０Ｂに示されるように、造形プラットフォーム２２の再配置後に、逆方向のパスを可能にして三つの追加的な層３８を堆積させるように、それらの高さを逆の順序で調節するように構成され得る。別の実施形態では、支持アセンブリー２０は、図２２に示すように、複数のパスを可能にするため、通過する各堆積機構３０の間の造形プラットフォーム２２の位置を迅速に調整するように構成され得る。さらなる実施形態では、トラック１４は、ループまたは円形コンベヤー構成に配置されて、堆積機構３０の方向を逆転させることなく、同じ相対造形プラットフォーム２２の高さで一つまたは複数の堆積機構３０による通過を可能にすることができる。これにより、互いに対する堆積機構３０の相対的な高さを再調整するための必要性を除去し得、トラック１４に対する造形プラットフォーム２２の調節のみを必要とする。これはまた、逆方向のパスを可能にするために、二次露光装置８０、スクイージー８１、真空スクイージー８２などの重複構成要素の必要性を排除することができる。トラック１４のループは、水平、鉛直、またはより複雑な構成であり得る。複数の堆積機構３０が使用される場合、全ての堆積機構３０は、同じ材料３６を使用してもよく、または異なる堆積機構３０は、異なる材料３６を塗布するように構成され得る。異なる材料３６の特性の違いにより、堆積機構３０は、異なる速度で通過する必要がある場合がある。本明細書に記載される自己推進キャリッジ３２は、この動作を可能にする。別にさらに、トラック１４は、所望の場合、堆積機構３０間の切り替えを可能にするために、未使用の堆積機構およびトラック切り替え機構のための休息領域を有する複雑な構造（図示せず）を含み得る。

【0060】

別の実施形態では、複数の堆積機構３０は、図２０Ａ～Ｂを参照して、造形領域１３を連続的に通り抜け、堆積機構３０は、アプリケータ４０を同じ鉛直位置に有する。これは、オブジェクト１１の同じ層の異なる部分を造形するために使用することができ、特に、堆積機構３０は、層内に異なる材料３６を堆積するように構成され得る。例えば、異なる堆積機構３０は、異なる色を有する部分を生成することができ、または一つの堆積機構３０は、オブジェクト１１の本体を生産し得、一方で別のものは、後に除去される支持構造を生成し得る。

【0061】

図２１に示す別の実施形態において、単一の堆積機構３０は、異なる高さで位置付けられた複数のアプリケータ４０を含み、別個の塗布部位４１を画定し、一つまたは複数の露光装置５０によって放射される波５３のための十分な出口５４が、各アプリケータ４０のための別個の露出部位５１を画定する。複数のアプリケータ４０は、流動性材料３６の単一の供給部３４、または一つまたは複数の流動性材料３６の複数の供給部３４で構成されてもよく、その他の構成要素は、所望される場合、複製され得ることが理解される。図２１のローラー４２は、一実施形態では、互いに鉛直に調節可能であり得る。

【0062】

他の実施形態では、図２４Ａ～Ｂでは、単一または複数の堆積機構３０は、トラック１４が通過する別個の造形領域１３を有する、各々の別個のオブジェクト１１を有する複数の造形プラットフォーム２２または同一の造形プラットフォーム２２上に造形される複数のオブジェクト１１を使用することによって、複数のオブジェクト１１を単一のパス内に造形するように構成され得る。図２４Ａでは、複数の堆積機構３０は、複数の連続する層３８を複数のオブジェクト１１に単一のパスで塗布し得る。図２４Ｂでは、複数の堆積機構３０は、同一の層３８の異なる部分を、複数のオブジェクト１１のそれぞれに単一のパスで塗布し得る。この構成は、複数材料オブジェクト１１または後で除去されることになるオブジェクト１１とともに製造される支持構造を含むオブジェクト１１など、複数の材料が同じ層に堆積される必要のある部品に特に有用であり得る。アプリケータ４０に対する造形プラットフォーム２２の高さは、本明細書に記述されるように、パス間で調整され得ることが理解される。さらに、図２０～図２３に示す複数の堆積機構３０および／または複数のアプリケータ４０を、図２４に示す実施形態とともに使用することは、乗法的効率および時間の節約を可能にし得る。さらに、図２０～２３に示す複数の堆積機構３０および／または複数のアプリケータ４０を、図２４Ａまたは２４Ｂに示す実施形態と組み合わせて使用することは、複数の同一のオブジェクト１１の異なる部品を、各堆積機構３０の単一のパスで同時に製造することを可能にし得る。例えば、第一の堆積機構３０は、オブジェクト１１の第一の部分を製造するための第一の材料３６を搭載することができ、第二の堆積機構３０は、オブジェクト１１の第二の部分を製造するための第二の材料３６を搭載することができ、これらの堆積機構３０のそれぞれは、図２４Ａ～Ｂに示されるように、複数の同一のオブジェクト１１上の同じ位置に所望の材料３６の層３８（または部分層）を順次堆積させる単一のパスを行うよう構成することができる。異なる材料３６が使用される場合、異なる堆積機構３０はまた、異なる露光装置５０を含み得ることが理解される。

【0063】

図２８は、本明細書に記載の実施形態による、装置１２および堆積機構３０を利用して、一つまたは複数のオブジェクト１１を製造するためのシステム１０の追加の実施形態を図示する。特に、図２８の実施形態は、図２４の実施形態と同様に、いくつかのオブジェクト１１を順番に生産するように構成することができる。図２８の実施形態における各堆積機構３０は、自律ユニット９０として構成されてもよく、コントローラー１００がサブコントローラーを制御し、それによって、全てのユニット９０を制御するように、全てのユニット９０に対するサブコントローラーは、コントローラー１００と一体化される、個々のサブコントローラーを有する。各ユニット９０は、局所位置決めシステムおよび／またはグローバル位置決めシステム（ＧＰＳ）を含む、一つまたは複数の位置決めシステムをさらに含み得る。各ユニット９０は、堆積機構３０と、製造中にユニット９０を移動させるように構成された駆動機構９１とをさらに含み得る。図２８に示すように、ユニット９０は全て、ユニット９０を複数のステーションの周りに移動する円形コンベヤー９２に接続される。ステーションは、それぞれ特殊な目的のために構成できる。例えば、一部のステーションは、ユニット９０が、一つまたは複数の造形プラットフォーム２２上の一つまたは複数のオブジェクト１１を製造するための一つまたは複数の造形領域１３を通過してパスを行う製造ステーションであり得る。こうしたステーションはまた、ユニット９０によって造形するための適切な位置に造形プラットフォーム２２を保持するロボットアームなどのロボット構成要素を含んでもよい。他のステーションは、ユニット９０に供給部３４を補充するように構成されたステーションなどの保守ステーションであり得る。円形コンベヤー９２は、造形中のユニット９０の移動を案内するために、本明細書に記述したように一つまたは複数のトラック１４を有し得る。駆動機構９１は、ユニット９０が自律的に駆動され、再充填または保守ステーションを訪問するなど、造形プロセスにない時にトラック１４と係合および係合解除し、およびトラック１４から離れて移動することができるように、多機能であり得る。図２８に例証される構成では、図２４に関して上述したように、各ユニット９０は、単一のオブジェクト１１または異なるオブジェクトの異なる部品を製造するための異なる材料３６を装填され得る。従って、この構成は、一連のオブジェクト１１、同一のオブジェクト１１または異なるオブジェクト１１のいずれかを迅速に製造する能力を提供する。

【0064】

図２９は、装置１２および本明細書に記載のローラー４２とは異なるアプリケータ４０を有する堆積機構３０を利用して、一つまたは複数のオブジェクト１１を製造するためのシステム１０の追加の実施形態を図示する。図２９の実施形態では、アプリケータ４０は、流動性材料３６の供給部３４と連通し、横方向移動によって流動性材料３６を塗布部位４１に運び、オブジェクト１１の層３８を形成する可動フィルム８４を含む。図２９の堆積機構３０は、上述したように、塗布部位４１の位置および塗布層３８の厚さを画定する静的表面８５を有し、フィルム８４は、静的表面８５上を移動することによって材料３６を塗布部位４１に搬送する。静的表面８５は、図２９の円筒によって形成されるが、その他の実施形態では、隆起または他の構造によって形成され得る。例えば、図３０は、台形構造によって形成される平坦な静的表面８５を有する、図２９に示すシステム１０の実施形態を図示する。細長いまたは平坦な表面を有する楕円形、長円形、またはその他の構造が、他の実施形態で使用され得る。図２９の堆積機構はまた、移動方向に応じて、取込みまたは供給ステーションとして機能する、塗布部位４１の両側に二つのロール８６を有する。例えば、図２９では、堆積機構は、示されるように左から右へと移動し、フィルム８４は右から左へと移動し、左手ロール８６は取込みステーションとして機能し、右手ロール８６は供給ステーションとして機能する。これは、右から左に移動すると逆になる。また、フィルム８４のためのガイドローラー８７または他のガイド、取込みローラー８６に到達する前にフィルム８４から流動性材料３６を除去するためのスクイージー８１、または他の材料除去装置、およびロール８６上に格納されたフィルム８４を洗浄するための洗浄ステーション８８などの他の構成要素も含まれる。キャリッジ３２は図２９には示されていないが、これらの構成要素の全ては、本明細書に記載のキャリッジ３２に取り付けられてもよいことが理解される。図２９に示すように、露光装置５０、またはその少なくとも出口５４は、静的表面８５の下および静的表面８５を画定するシリンダー内に位置し得るが、本明細書に記載の露光装置５０およびその出口５４の任意の構成および位置決めを、本実施形態に関連して使用することができる。図示した構成では、露光装置５０からの波５３は、露出部位５１への経路上の静的表面８５およびフィルム８４の両方を通過する。追加的実施形態では、静的表面８５は、静的表面８５を通過することなく、波５３が露出部位５１を通過することを可能にするギャップを有し得る。さらなる実施形態では、静的表面８５は、レンズまたは他の集束機器が不要な露出部位５１に近接して出口５４を配置し得る、このようなギャップ内に取り付けられた出口５４のアレイ５５を有し得る。

【0065】

図２５は、造形プラットフォーム２２の上方に位置付けられた堆積機構３０を有する、流動性材料３６の従来のバット供給部３４を使用するシステム１０および装置１２の代替実施形態を図示する。本実施形態における堆積機構３０は、一般的に、ローラー４２およびそれらの経路上のローラー４２を露出部位５１へと通過する波５３を放射する露光装置５０を有し、トラック１４に沿って移動するよう構成されたキャリッジ３２を含む。本実施形態では、ローラー４２は、図１および図３～４の実施形態のようにアプリケータとして作用しないが、このような前の実施形態と同様に、材料３６の塗布層３８の厚さを画定する。従って、本実施形態のローラー４２は層画定機構として作用し、材料３６に沿ってまたは材料３６を通ってスライドするブロック形状など、別の実施形態では、異なる構成構造をこの目的に使用し得る。図２５の造形プラットフォーム２２および関連する構造は、本明細書の他の場所で記載したように、取り外し可能な構造を有するように構成され得る。さらに、堆積機構３０および／または造形プラットフォーム２２は、造形プラットフォーム２２およびローラー表面４２の相対的鉛直位置調整のための調整機構（図示せず）を有し得る。調整機構は、本明細書に記述された構造および／または造形プラットフォーム２２をバット供給部３４の中へと徐々に深く動かすなど、既存のバットベースの高速プロトタイピング技術で使用される構造を含み得る。本実施形態は、必要に応じて、制御可能な層３８の厚さで、オブジェクト１１を流動性材料３６の表面の下で製造することを可能にする。しかしながら、本実施形態は、流動性材料３６の大きなバット供給部３４を維持する要件を排除することなど、本明細書に記載の他の実施形態の利点の一部を提供しない。図２５の実施形態は、本明細書に記載の追加の構造、構成要素、および特徴を含み得ることが理解される。例えば、図２５に図示したシステム１０は、本明細書に記載の装置１２の構成要素を制御および／または監視するように構成されたコントローラー１００も含む。別の例として、露光装置５０、またはその少なくとも出口５４は、ローラー４２の内側に位置するものとして図２５に図示されるが、露光装置５０は、別の実施形態では、ローラー４２を完全に貫通するように図３のものと類似して構成され得る。

【0066】

図３１～４６は、装置１２の一つまたは複数の構成要素と連通し、装置１２および／またはその構成要素の動作を制御してオブジェクト１１を製造するよう構成されたコンピューターコントローラー１００に接続され得る製造装置１２を含むシステム１０の別の実施形態を図示する。図３１～４６の装置１２は、製造中に造形領域１３内でオブジェクト１１を支持するための支持アセンブリー２０と、造形領域１３を通って延在するトラック１４と、トラック１４上に取り付けられ、材料の交互吸着式適用を通して造形領域１３内でオブジェクト１１を生産するように構成された材料堆積機構３０とを含む。図３１～４６のシステム１０および装置１２の多くの構成要素は、その他の実施形態に関して本明細書に記載される他の構成要素と構造および動作が類似しており、こうした構成要素は、図３１～４６の実施形態に関して再度詳細に記載されなくてもよい。類似の参照番号は、そのような類似の構成要素を示すために使用され得ることが理解される。図３１～４６の堆積機構３０は、本明細書に記載の自律ユニット９０として動作するよう構成され、各自律ユニット９０は、プロセッサ２６０４、メモリ２６１２、および／または自律ユニット９０を自動化し、および／またはコンピューターコントローラー１００と通信するためのコンピューター実行可能命令を実行するために必要な他のコンピューター構成要素をオンボードに有し得る。

【0067】

図３１～４６の支持アセンブリー２０は、トラック１４、造形プラットフォーム２２、装置１２のその他の構成要素の一部または全てを支持するためのベースフレーム１９を含む。図３１～４６の実施形態では、トラック１４は、ベースフレーム１９によって支持されず、床に別々に固定されるが、トラック１４は、別の実施形態では、ベースフレーム１９に接続され、それによって支持され得る。トラック１４は、二つの平行なビームまたはレール１５と、堆積機構３０に電力を供給するように構成された少なくとも一つのバスバー１０１とを含む。バスバー１０１は、一実施形態では、レール１５のうちの一方または両方の一部であり得る。さらに、一方または両方のレール１５の実質的な全体が、一実施形態では、バスバー１０１として作用し得る。一つまたは複数のバスバー１０１は、別の実施形態では、レール１５とは別に提供され得る。トラック１４は、別の実施形態では、バスバー１０１を全く含まず、堆積機構３０（すなわち、自律ユニット９０）は、内部バッテリなどによる移動および動作のために自己動力式であり得る。トラック１４、造形プラットフォーム２２、支持アセンブリー２０、およびその他の構成要素は、図３１～４２に図示したものよりも大幅に大きい長さおよび幅を含む、任意の所望のサイズで造形され得ることが理解される。

【0068】

図３１～４６の実施形態における堆積機構３０は、一般に、トラック１４と係合し、トラック１４に沿って造形領域１３を通って移動するように構成されたキャリッジ３２と、キャリッジ３２に取り付けられた、またはそうでなければ動作可能に接続された流動性材料３６の供給部３４と、流動性材料３６の供給部３４と連通し、流動性材料３６を造形領域１３内の塗布部位４１に塗布するように構成されたアプリケータ４０と、電磁波を放射して、塗布材料３６を固化してオブジェクト１１を形成するように構成された露光装置５０とを含む。図３１～４６の実施形態における流動性材料３６の供給部３４、アプリケータ４０、および露出アセンブリー６０は、図８～１３の実施形態における同じ構成要素と機能および構造において類似または同一であり、本明細書で詳細に説明する必要はない。図３１～４６の実施形態における流動性材料３６の供給部３４およびアプリケータ４０は、キャリッジ３２から取り外し可能であり、第二のアプリケーションモジュール１１０と交換可能な、樹脂アプリケーションモジュール１１０とも呼ばれる、統合アプリケーションモジュール１１０を形成するように接続される。図４４～４６は、このようなアプリケーションモジュール１１０、およびアプリケーションモジュール１１０の取り外しおよび交換のプロセスの例を図示する。図４３は、ローラー４２および供給部３４を画定する構造を含む、アプリケーションモジュール１１０の一部分を図示する。図４３～４６に示すように、供給部３４は、流動性樹脂３６と連通するように、少なくとも部分的にリザーバー内にローラー４２が配置されたバットまたはリザーバーの形態で提供され、供給部３４は、望ましい場合、樹脂３６を排出することなく取り外すことができる。本実施形態のアプリケータ４０は、細長いローラー４２の形態であり、ローラー４２の端部の一方または両方が、バット３４の側壁１１１に接続される。光ファイバー６１は、側壁１１１の一つおよびローラー４２の端部のうちを通って延在する開口部１１２を通過し、ローラー４２の内部に通過して、ローラー４２内に出口５４のアレイ５５を形成する。繊維６１、マイクロレンズアレイ６４および露光装置５０のその他の構成要素を保持する、受金物６５および関連する支持構造１１３は、アプリケーションモジュール１１０が取り外された時、所定位置にとどまる。この実施形態では、図４４に示すようにアプリケーションモジュール１１０を取り外すために、キャリッジ３２のサイドパネル１１４が取り外されることが理解される。図３１～４６の実施形態における取り外し可能なサイドパネル１１４は、ローラー４２の回転を駆動する駆動アセンブリー１１５として、キャリッジの反対側にある。一実施形態において、堆積機構３０の一方または両方のサイドパネル１１４は、供給部３４に接続された樹脂タンクを含み、使用済み材料３６を置換し、および／または材料３６のレベルを一定に保ってもよい。図８～図１３の堆積機構は、図４７に示すような本明細書に記載の取り外し可能なアプリケーションモジュール１１０を含み得る。

【0069】

図４４～４５に示すように、アプリケーションモジュール１１０が取り外された後、同じまたは異なるアプリケーションモジュール１１０は、図４６に示されるように、同じ方法で交換され得る。一実施形態では、第一のアプリケーションモジュール１１０は、取り外して、異なる特性を持つ第二のアプリケーションモジュール１１０と交換できる。例えば、第二のアプリケーションモジュール１１０は、異なる構成のアプリケータ４０を有してもよく、または異なる流動性材料３６を有してもよく、供給部３４を排出、清掃、および補充することなく、流動性材料３６の切り替えを可能にする。別の例として、アプリケーションモジュール１１０は、修理または再充填のために取り外されてもよく、ダウンタイムを回避するためにバックアップアプリケーションモジュール１１０と交換され得る。他の実施形態では、供給部３４またはアプリケータ４０のいずれかは、独立して取り外し可能であり、類似の構成を使用して交換可能であり得る。他の取り外し可能な構成を他の実施形態で使用し得る。

【0070】

支持アセンブリー２０は、造形プラットフォーム２２を造形位置と管理位置との間で移動するための機構１０２をさらに含み、造形プラットフォーム２２は、造形位置のオブジェクト１１の生成のためにトラック１４に向かって面し、造形プラットフォーム２２は、管理位置のトラック１４から離れて面し、オブジェクト１１上で管理動作が実施されることを可能にする。管理動作の例には、支持構造の除去（例えば、切断、機械加工などによる）を含む材料の除去などによるオブジェクト１１を修正することと、オブジェクト１１の製造が完了したかのように、ペイント、クリーニング、または造形プラットフォーム２２からオブジェクト１１の除去することと、、または、ＲＦＩＤチップ、磁石、追加されたウェイトまたは構造サポート、プリント回路基板、液体タンクなど、以前に同じまたは異なるプロセスによって製造された機能的または非機能的構成要素（二次オブジェクトとも呼ばれる）を挿入または取り付けることとが含まれる。こうした二次オブジェクトは、造形プラットフォーム２２が造形位置に戻されたときに、オブジェクト１１の連続生産中に波５３に露出しないように、構成内で接続され得る。例えば、二次オブジェクトは、部分的に造形されたオブジェクト１１の内部空洞内に挿入されてもよく、および／または保護ケーシングを含んでもよい。一実施形態において、二次オブジェクトは、本明細書に記述されたように、同一または他の造形プラットフォーム２２上で同時に製造される他のオブジェクト１１であり得る。図３１～４６の実施形態では、機構１０２は、回転によって造形位置と管理位置との間で造形プラットフォーム２２を移動させる。図３１～３３および３７は、造形位置における造形プラットフォーム２２を図示し、図３４は、造形プラットフォーム２２が造形位置から管理位置へと移動していることを図示し、図３５および３６は、本実施形態では、管理位置における造形プラットフォーム２２を図示する。

【0071】

図３１～４６の実施形態における造形プラットフォーム２２を移動させるための機構１０２は、本明細書に記載の造形プラットフォーム２２を画定および／または支持する支持プラットフォーム２４を含み、一つまたは複数の回転ベース１０３が支持プラットフォーム２４に接続され、支持プラットフォーム２４を移動させるように回転するように構成される。図３１～３７に示すように、機構１０２は、軸を中心として一体に回転するように構成された支持プラットフォーム２４の両端に二つの回転ベース１０３を含み、支持プラットフォーム２４は回転ベース１０３に対して固定される。回転ベース１０３は、ベースフレーム１９上に取り付けられ、ベースフレーム１９に対して回転するように構成される。本実施形態における支持プラットフォーム２４は、支持プラットフォーム２４および造形プラットフォーム２２が回転ベース１０３が回転する時に軸を旋回するように、軸からオフセットされ、軸に平行である。この軌道動作は、造形位置と管理位置との間で移動するとき、造形プラットフォーム２２が異なる方向に面し、高さが変化する結果となる。本実施形態における造形プラットフォーム２２は、造形位置でより高く、鉛直方向により多くの造形空間を許容し、造形プラットフォーム上の任意のオブジェクト１１の手動操作を容易にするために、管理位置でより低くなる。別の実施形態において、支持プラットフォーム２４は、支持プラットフォーム２４が、造形位置と管理位置との間で移動する際に軌道ではなく回転するように、回転ベース１０３の軸と回転して整列され得る。別の実施形態において、支持プラットフォーム２４は、支持プラットフォーム２４の一端に単一の回転ベース１０３のみが提供されるカンチレバー配置、または回転ベース１０３が支持プラットフォーム２４の端部に配置されていない配置など、異なる配置を持ち得る。さらなる実施形態では、異なるタイプの移動機構１０２を使用し得る。

【0072】

図６２～６４は、造形位置と管理位置との間で造形プラットフォーム２２を移動させるための機構１０２の別の実施形態を図示する。図６２は、造形位置における造形プラットフォーム２２を図示し、図６３は、造形プラットフォーム２２が造形位置から管理位置に移動していることを図示し、図６４は、本実施形態では、管理位置における造形プラットフォーム２２を図示する。図６２～６４の実施形態では、機構は、支持プラットフォーム２４に連結され、支持プラットフォーム２４を上下に移動させるように旋回するように構成された一つまたは複数の旋回ベース（または旋回アーム）１１６を含む。図６２～６４に示すように、機構１０２は、共通軸を中心に一体に旋回するように構成された支持プラットフォーム２４の両端に二つの旋回ベース１１６を含み、支持プラットフォーム２４は、旋回ベース１１６に対して旋回するように構成される。旋回ベース１１６は、ベースフレーム１９上に旋回可能に取り付けられ、ベースフレーム１９に対して旋回するように構成される。図６３および６４に示されるように、造形位置から管理位置に移動する際、旋回ベース１１６は、アクセスを容易にするために、造形プラットフォーム２２のレベルを下げるために下向きに旋回し、支持プラットフォーム２４は、旋回ベース１１６に対して旋回して、造形プラットフォーム２２を上向きおよび／またはトラック１４から遠ざける。同様に、管理位置から造形位置に移動する際、旋回ベース１１６は、造形プラットフォーム２２のレベルを上昇させるために上向きに旋回し、支持プラットフォーム２４は、旋回ベース１１６に対して旋回して、製造で使用するために、造形プラットフォーム２２を下向きおよび／またはトラック１４に向かって向ける。別の実施形態では、支持プラットフォーム２４は、旋回ベース１１６に対して旋回するのではなく、旋回ベース１１６の中心軸の周りを回転し得る。図６２～６４の構成は、造形プラットフォーム２２の高さを管理位置で調節するのにより大きな能力を可能にし、また自律ユニット９０が（本明細書に記載のアプリケータ４０を下げることなく）トラック１４と係合するためのより大きなクリアランス空間を提供する。

【0073】

図３４～３７および６２～６４は、造形プラットフォーム２２が造形位置において下向きに、および管理位置において上向きに向くように、造形位置と管理位置との間で１８０°回転している造形プラットフォーム２２および支持プラットフォーム２４を図示する。他の実施形態では、造形プラットフォーム２２および支持プラットフォーム２４は、造形位置から９０°または１３５°回転するなど、管理位置において異なって配向され得る。例えば、一実施形態では、造形プラットフォーム２２を移動させるための機構１０２は、下向きの第一の管理位置（すなわち、図３７および６２に示されるように、造形位置２２から１８０°回転）、横方向外向きに面する第二の管理位置（すなわち、図３７および６２に示されるように、造形位置２２から９０°回転）、および／または異なる角度方向での第三の管理位置（例えば、図３７および６２に示されるような造形位置２２からの１３５°の回転）のような、異なる方向で複数の管理位置を提供するように構成され得る。さらなる実施形態では、造形プラットフォーム２２を移動させるための機構１０２は、ユーザーによって選択可能な任意の所望の配向で、管理位置を提供するように構成されてもよく、機構１０２は手動で制御され得る。管理位置の任意の組み合わせは、本明細書に記載の構造、および造形位置と管理位置との間で造形プラットフォーム２２を移動させるための機構１０２のその他の実施形態によって提供され得る。

【0074】

一実施形態では、図３６および３７に示すように、システム１０および装置１２は、互いに異なり、異なる造形時間、造形要件、および／または造形高さを有する複数のオブジェクトを含む、複数のオブジェクト１１を同時に生産するために使用され得る。本明細書に記載されるように、さまざまな実施形態による装置１２および堆積機構３０は、同じ造形プラットフォーム２２上の複数のオブジェクト１１または同じ支持アセンブリー２０によって支持される異なる造形プラットフォーム２２上の複数のオブジェクト１１を含む、複数のオブジェクト１１を同時に生産することができる。図３１～４６の装置１２では、図３７に示すように、複数のオブジェクト１１は、造形プラットフォーム２２で造形位置に造形することができる。一つまたは複数のオブジェクト１１上に、管理動作が必要な場合、図３６に示すように、造形プラットフォーム２２は、管理位置に移動され得、管理動作が実施され得る。図３６は、造形が完成しているオブジェクト１１の一つの除去の形態の管理動作を示し、追加の管理動作は、この段階で除去されていないオブジェクト１１を含む、任意のオブジェクト１１に対して実施され得ることが理解される。管理動作が完了すると、造形プラットフォーム２２は、装置１２が、二つの残りの未完了のオブジェクト１１を造形し続けることを示す図３７に示すように、造形位置に戻ることができる。これにより、異なるオブジェクトを同時に製造できる。

【0075】

図３１～４６の実施形態におけるトラック１４は、堆積機構３０（自律ユニット９０など）が、所望に応じてトラック１４と係合および係合解除できるように、「開放」されるよう構成される。トラック１４は、堆積機構３０がトラック１４と係合および係合解除され得る、一方または両方の端に開放端を有するとみなされ得る。図４１Ａ～４２に示すように、ベースフレーム１９は、トラック１４の一方または両端に二つの鉛直カラム１０５の間に画定された開口部１０４を提供し、堆積機構３０がベースフレーム１９を通してトラックと係合することを可能にする。開口部１０４はまた、トラック１４のレール１５の間に存在する。図３１～４６に示すトラック１４のレール１５は、開口部１０４を超えて、および／またはベースフレーム１９の隣接部分を超えて外向きに延在し、トラック１４とのキャリッジ３２の係合を容易にするために、一つまたは複数の表面上で先細になっている端部１０６を有する。キャリッジ３２は、トラック１４と係合してトラック１４に沿って堆積機構３０の移動を許容するように構成されたトラック係合機構１０９を有する。図３１～４６の実施形態におけるトラック係合機構１０９は、係合中に端部１０６を受容し、キャリッジ３２がトラック１４と係合されるときにそれぞれのレール１５の一部分をさらに受容するように構成されるスロット１０７を含む。図３１～４６の実施形態のレール１５は、それぞれ、スロット１０７に受けいれられるフランジまたは他の外向きに延びる部分１０８を有する。トラック係合機構１０９は、車輪、ローラー、スライダー、ギア、スプロケットまたはスロット１０７内に配置され、外向きに延びる部分１０８の底面および／または内側を含む複数の表面上でレール１５と係合する他の係合構造を有する。図４１Ａ～Ｂに示すように、図３１～４６の実施形態におけるトラック係合機構１０９は、レール１５の上面および内面、ならびに外側に延びる部分１０８の下側を係合してトラック１４に対してキャリッジ３２を安定化するローラー１１９を含む。トラック１４に沿ったキャリッジ３２のロコモーションは、車輪、ギア、スプロケットなどのトラック１４を係合するロコモーション機構を含む、トラック係合機構１０９によって提供される。一実施形態では、堆積機構３０は、トラック１４に沿ってキャリッジ３２の動きを駆動するために、各レール１５上の直線ギアと係合する円形ギアを含む。他の実施形態では、トラック１４に沿ったキャリッジ３２のロコモーションは、他の機構の中でも、電動車輪１１７または直線誘導モーターによって、提供され得る。一実施形態におけるトラック係合機構１０９は、バスバー１０１に係合し、バスバー１０１から電力を引き出すための一つまたは複数の電気接点（図示せず）をさらに有し得る。堆積機構３０は、内部電源、一時的なアンビリカル電源接続、および／または非接触誘導電源を含む他の機構によって駆動され得る。他のトラック係合機構１０９は、異なるロコモーション機構を含む他の実施形態で使用されてもよく、トラック１４およびトラック係合機構１０９は相補的な様式で設計され得ることが理解される。

【0076】

図３１～４６の堆積機構３０は、図２８に関して本明細書に記述したように、いくつかの状況においてトラック１４から独立して移動可能であり得る自律ユニット９０であるように構成される。図４０～４１Ｂは、トラック１４から独立して堆積機構３０が移動し、堆積機構３０がトラック１４と係合することを示す。図４２に示すように、複数の堆積機構３０がトラック１４上で同時に使用され得る。こうした複数の堆積機構３０は、反対方向に複数のパスを作るために、または単一のパスを作るために構成され得る。例えば、堆積機構３０は、トラック１４の一端と係合し、造形領域１３の単一のパスを行い、次いで、反対側の端でトラック１４を出て、異なるタスク（例えば、別の装置）に移動するか、またはトラック１４を第一の端部で再び再係合し得る。堆積機構３０の連続トレインは、造形領域１３を連続的に通過し得、各堆積機構３０は、単一のパスを行い、別のパスを行うためにトラック１４を再係合するように戻ることが意図される。さらなる実施形態では、装置１２は、トラック１４から係合解除され得る自律ユニット９０を含む堆積機構と、トラック１４から容易に切断することができない非自律および／または永久的な堆積機構３０との混合物を使用し得る。

【0077】

上述のように、堆積機構３０は、図３１～４６の実施形態におけるトラック１４から別々に独立して移動可能であり得、堆積機構３０は自律ユニット９０として提供される。本実施形態では、堆積機構３０は、トラック１４から独立して、支持およびロコモーションのための接地係合機構を使用する。図３１～４６の実施形態における接地係合機構は、例えば、装置１２が位置する表面上のトラック１４から独立して、ロコモーションのために車輪１１７を使用する。図３１～４６の接地係合機構はまた、堆積機構３０を安定化させ、トラック１４から離れて車輪１１７による移動中に傾くのに抵抗するために、車輪１１７の前方および後方側部にスタビライザー１１８を含む。本実施形態では、スタビライザー１１８は、必要でない時、格納可能であり、すなわち、スタビライザー１１８は、トラック１４から離れて移動して使用するために、図３３および３９に示す拡張位置と、堆積機構３０がトラック１４と係合されるとき、図３１、３２、および３８に示される格納位置との間で移動可能である。スタビライザー１１８は、移動中に接地係合を可能にするための追加の車輪、キャスター、スライダー、またはその他の構造を含み得る。他の実施形態では、堆積機構３０は、トラック、可動脚、または他のそのような構造を含む、異なる接地係合機構を含み得る。

【0078】

図３１～４６の実施形態における堆積機構３０は、アプリケータ４０および／または堆積機構３０のその他の構成要素の位置を、鉛直方向に、すなわち、図示した実施形態の造形方向に平行に調節するように構成された鉛直調整機構１２０を有する。この構成は、鉛直調整が、造形プラットフォーム２２の位置を調節することによって実施される、図８～１１および１５～１８に図示した構成とは異なる。図３１～４６の堆積機構３０は、トラック１４および／または接地と係合する底部１２１、および底部１２１によって支持され、底部１２１に対して鉛直方向に移動可能な上部１２２を有する。上部分１２２は、少なくともこれらの構成要素が上部１２２とともに鉛直方向に移動するように、少なくとも図３１～４６の実施形態のアプリケータ４０、流動性材料３６の供給部３４、および出口５４を含む。鉛直調整機構１２０は、底部１２１に対して上部１２２を動かす。図３１～４６の実施形態では、鉛直調整機構１２０は、堆積機構３０の両側に二つのリフト１２３を含む。これらのリフト１２３は、伸縮構造を含んでもよく、油圧または空気圧シリンダー、ジャッキねじ、スプロケット／チェーン駆動、ギアなどを含む、さまざまな異なる機構によって動力を供給され得る。他の実施形態では、図３１～４６の造形プラットフォーム２２は、本明細書の他の場所で記載されるように、追加的にまたは代替的に、鉛直調整のために構成され得る。例えば、造形プラットフォーム２２は、図３１～４６の実施形態では鉛直調整のために構成されていないが、堆積機構３０の鉛直調整に加えて、またはその代わりに、他の実施形態ではそのように構成され得る。一実施形態では、造形プラットフォーム２２および堆積機構３０の両方は、造形されるオブジェクト１１の潜在的な鉛直サイズをさらに増加させるために、鉛直調整のために構成され得る。この構成では、造形プラットフォーム２２は、堆積機構３０の鉛直調整範囲が造形要件に対して不十分である、またはその逆の場合のみ、鉛直調整のために構成され得る。

【0079】

造形プラットフォーム２２は、いくつかの実施形態でトラック１４のサイズによって可能になるであろうものよりも大きなおよび／または多数のオブジェクトの生成を可能にするように、移動のために構成され得る。例えば、一実施形態では、図４８Ａ～Ｂに示すように、造形プラットフォーム２２は、複数の造形プラットフォーム２２を有し、異なるオブジェクト１１を生産するために、造形領域１３内に異なる造形プラットフォーム２２を選択的に位置付けるために移動可能である、支持プラットフォーム２４上に提供される。図４８Ａに示されるように、支持プラットフォーム２４は回転可能であり、第一の造形プラットフォーム２２Ａを造形領域１３内に配置して第一のオブジェクト１１Ａを生産し、次に回転して、三つの追加の造形プラットフォーム２２Ｂ～Ｄの一つを造形領域１３に配置して他の三つのオブジェクト１１Ｂ～Ｄの一つを生産することができる。この構成は、単一の堆積機構３０および／または複数の堆積機構３０を備えた単一のトラック１４が、オブジェクト１１またはオブジェクトの一部を順次生産することを可能にする。これは、一つのオブジェクト１１Ａの生産を可能にし、その後、完成したオブジェクト１１Ａが造形プラットフォーム２２Ａから除去されるのを待たずに、第二のオブジェクト１１Ｂの生産を直ちに開始することの利点を提供する。これはまた、一つまたは複数の堆積機構３０が複数のオブジェクト１１の第一の部分を順次生産することを可能にし、次に堆積機構３０を切り替えてオブジェクト１１（例えば、それは異なる材料から作られていてもよい）の異なる部分を生産し、複数のオブジェクトを生産する過程で堆積機構３０を変更または切り替える必要がある回数を減らすことを可能にするという利点を提供する。

【0080】

別の例として、造形プラットフォーム２２は、図４９Ａ～Ｄに示すように、一つまたは複数の方向に移動可能な支持プラットフォーム２４上に配置され得る。図４９Ａ～Ｂの実施形態では支持プラットフォーム２２は、横方向に（すなわち、ｙ方向に）移動可能である。本実施形態では、堆積機構３０は、造形領域１３を通過して一つまたは複数のパスを作り、オブジェクト１１Ｅの第一のオブジェクトまたは部分を生産し得る。次に、造形プラットフォーム２２および／または支持プラットフォーム２４を横方向にシフトさせて、オブジェクト１１Ｆの第二のオブジェクトまたは部分の生産を可能にし得る。図４９Ａ～Ｂは、ｘ方向、すなわち、堆積機構３０の移動方向に沿って見ることが理解される。図４９Ａ～Ｂの横方向の移動は、堆積機構３０の動作を許容して、同一または異なる造形プラットフォーム２２上に複数の異なるオブジェクト１１を造形すること、または造形領域よりも広い単一のオブジェクト１１の部分を造形することを可能にすることができる。図４９Ｃ～Ｄの実施形態において、造形プラットフォーム２２は、水平方向に（すなわち、ｘ方向に）移動可能である。本実施形態では、堆積機構３０は静止していてもよく、造形プラットフォーム２２および／または支持プラットフォームを水平方向にシフトさせて材料３６を塗布し得る。言い換えれば、堆積機構３０と造形プラットフォーム２２との間の相対的移動は、堆積機構の移動ではなく、造形プラットフォーム２２の移動を介して達成される。この構成は、生産のために静止して固定される、本明細書に記載の可動堆積機構３０を用いて実施されてもよく、本明細書に記載の「開放」トラック１４に接続されてもよく、または代替的に、この構成は、永久的な静止堆積機構３０を用いて実施され得る。図４９Ａ～Ｄの実施形態において、鉛直調整は、アプリケータ４０の高さ、造形プラットフォーム２２の高さ、または組み合わせの調整によって達成され得ることが理解される。さらなる実施形態では、図４９Ａ～Ｂの造形プラットフォームの移動は、図４９Ｃ～Ｄの移動と組み合わされてもよく、造形領域１３の潜在的なサイズをさらに増大させる。

【0081】

装置１２は、一実施形態では、アプリケータ４０上の材料（例えば、硬化樹脂）の造形を検出するように構成された材料造形センサー１２４を含み得る。例えば、図５０に示すように、ローラー４２が使用されるとき、露光装置５０によって硬化される材料１２９は、不注意にローラー４２に接着し得る。この接着材料１２９は、さらなる造形を引き起こし、オブジェクト１１の品質に悪影響を及ぼし得る。図５０の実施形態では、接触部材１２５は、ローラー４２（例えば、材料１２９）の表面上の任意の不連続性が接触部材１２５の変位を引き起こし、従って、不連続性が、接触部材１２５の変位を感知するように構成された変位センサー１２６によって感知されることを可能にするように位置付けられてもよい。図５０の実施形態における接触部材１２５は、接触ローラーとして示されるが、その他の接触部材が、スライダー、繊維などの他の実施形態で使用され得る。他の非接触ベースの造形センサー１２４は、光学センサー、導電率／抵抗センサー、またはその他のセンサーなどの他の実施形態で使用され得る。本明細書に記載の材料造形センサー１２４は、一実施形態では堆積機構３０に組み込まれてもよく、または別の実施形態では堆積機構３０から別個に提供され得る。

【0082】

別の実施形態では、堆積機構３０は、アプリケータ４０によって塗布される材料３６の厚さに対するより大きな制御を提供するように、平準化デバイス１２７で構成され得る。図５１～５２は、平準化デバイス１２７を有する装置の一実施形態を図示し、図５３は、別のそのような実施形態を図示する。図５１～５２の実施形態では、堆積機構３０は、供給部３４から造形領域１３に流動性材料３６を運ぶために回転するローラー４２の形態のアプリケータ４０と、流動性材料３６を固化するための露光装置５０と、ローラー４２と露光装置５０の出口５４との間に位置する平準化ローラー１２８の形態の平準化デバイス１２７とを含む。本実施形態では、ローラー４２は、流動性材料３６を、材料３６が塗布される表面１３０（すなわち、造形プラットフォーム２２またはオブジェクト１１の表面）に運び、平準化ローラー１２８は、ローラー４２から反対方向に回転して、任意の余分な材料３６を供給部３４内に戻す。キャリッジ３２の移動は、材料３６が平準化ローラー１２８を通過した後、露光装置５０に材料３６を固化させ、平準化ローラー１２８と表面１３０との間の間隔は、塗布層３８の厚さをおよそ設定する。図５２に示すように、材料３６を塗布するための表面１３０が存在しない場合、平準化ローラー１２８の回転は、材料３６の全てを供給部３４に押し戻す。材料３６と表面１３０との間の接着の増加は、空気ギャップが塗布材料３６と堆積機構３０との間に、波５３と材料３６との間の交点に存在するため、図５１～５２に示す堆積機構３０を使用してオブジェクト１１を形成するのを支援し得ることが理解される。本実施形態では、塗布部位４１は、露出部位５１から離間していてもよく、出口５４は、露出部位５１を塗布部位４１に、または塗布部位４１の近くに移動させるために、本明細書に記載の通り、リーディング方向に向けられてもよいことが理解される。堆積機構３０はさらに、キャリッジ３２の反対側（すなわち、図５１および５２の左側）に第二のローラー４２および平準化ローラー１２８を含む。第二のローラー４２は、余分な材料３６を表面１３０に向かって移動させないように、塗布部位４１を追尾するときに回転しない。キャリッジ３２が反対方向（すなわち、図５１～５２の右から左）に移動する時、第二の（リーディング）ローラー４２は回転し、トレーリングローラー４２は静止する。従って、図５１～５２の堆積機構３０は、二つの反対方向に移動する間、材料３６を塗布することができる。

【0083】

図５３は、二つの平準化ローラー１２８の形態の平準化デバイス１２７を使用する、堆積機構３０の別の実施形態を図示する。本実施形態では、アプリケータ４０は、材料３６を表面１３０に向かって運ぶローラー４２の形態であり、リーディング側の平準化ローラー１２８は、ローラー４２と反対方向に回転して、余分な材料３６をローラー４２から取り除く。ローラー４２と平準化ローラー１２８との間の間隔が、塗布層３８の厚さをほぼ設定する。堆積機構３０は、キャリッジ３２が反対方向（すなわち、図５３の右から左）に移動しているとき、平準化機能を実行するキャリッジ３２の反対側（すなわち、図５３の左側）に第二の平準化ローラー１２８を含む。さらに、トレーリング平準化ローラー１２８は、露出後に、未固化材料（例えば、非硬化樹脂）を塗布層３８の表面から取り除くさらなる機能を提供する。キャリッジが反対方向に移動しているとき、ローラー４２は反対方向に回転することが理解される。従って、図５１～５２の堆積機構３０は、二つの反対方向に移動する間、材料３６を塗布することができる。堆積機構３０は、ローラー４２の表面と、平準化ローラー１２８の表面と、塗布層３８の表面とを含む、さまざまな表面から余分な材料３６を拭くように構成された複数のワイパーまたはスクイージー１３１をさらに含む。堆積機構３０はまた、本明細書に記載の真空スクイージー（図示せず）または他の真空ベースの材料除去装置を含んでもよく、最終ワイパー１３１を追尾する。この真空装置は、真空装置によって除去された未使用の材料３６を貯蔵するための回収タンクをさらに含み得、本明細書に記述された（真空スクイージー８２を含む）真空ベースの材料除去装置のいずれも、このような回収タンクを含み得ることが理解される。

【0084】

電磁波５３の伝送および方向のための露光装置５０および関連する構造は、堆積機構３０に改善された性能および／または汎用性を提供するために調節できるように構成され得る。こうした調節は、露光装置５０および関連する構造（出口５４を含む）の選択、配置、パワー出力、照準方向、および／またはその他の態様および特性における調節を含み得る。図５４～６１Ｂは、こうした調節を提供するさまざまな実施形態を示しており、図５４～６１Ｂの実施形態の態様は、互いに、および本明細書に記載の他の調節可能な構成（およびその用途）を含んで本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせて、使用されることが理解される。

【0085】

図５４は、部品の生産において改善され解像度を提供し得る、露出アセンブリー６０の出口５４のアレイ５５の配列の一実施形態を図示する。図５４の実施形態における出口５４は、アレイ５５の各出口５４が、少なくとも一つの他の出口５４によって横方向に（すなわち、ｙ方向に）重なり合うように、互いに対して互い違いに配置される。図５４に示すように、アレイ５５の両端にある出口５４以外の全ての出口５４は、他の出口５４によって両方の縁で重なり合う。この配置は、露出領域の横方向（ｙ方向）の末端をより正確に選択することを可能にし、露出アセンブリー６０の解像度を改善する。出口５４の互い違いに配置することで、単一の列と比較して、より多くの数の出口５４を所定の横方向幅に配置することも可能になり、従って、アレイ５５のパワー出力が向上する。

【0086】

図５５は、ｙ方向での位置調整のために構成された露出アセンブリー６０の出口５４のアレイ５５の実施形態を図示する。一実施形態では、この位置調整は、一実施形態における並進移動／スライド移動のために構成された構造上にアレイ５５を取り付けることによって達成でき、スライド移動が、一次元移動のために構成されたピストン、ジャッキねじ、またはその他の構造によって作動され得る。別の実施形態では、この位置調整は、ピストン、ジャッキねじ、またはアレイ５５の一方または両方の横方向の端部を上昇および下降させるように構成された他の構造によって作動され得る、角度／傾斜移動のために構成される構造上にアレイ５５を取り付けることによって達成できる。さらなる実施形態では、出口５４は、個別に、または個別グループまたはクラスター内で調節することができる。出口５４は、ｙ方向における急速な往復運動のためにさらに構成されてもよく、単一の出口５４が、ｙ方向において拡大される領域に波５３を向けることを可能にする。このｙ方向の調整および／または往復によって、露出領域の横方向（ｙ方向）の末端をより正確に選択することができ、露出アセンブリー６０の解像度を改善する。アレイ５５は、他の実施形態では、より多くの数の列および／または異なるオフセット配置を含み得ることが理解される。

【0087】

図５６は、出力パワーにおいて調整するよう構成された露出アセンブリー６０の出口５４のアレイ５５の実施形態を図示する。出力パワーにおけるこの調整は、露光装置５０の出力パワーを変化させることによって達成され得る。一実施形態において、出力パワーの調整は、各出口５４の露出領域５８のサイズを調整するように構成されてもよく、それによって、露出領域の横方向（ｙ方向）の末端をより正確に選択することができ、露出アセンブリー６０の解像度が改善される。図５６に示すように、露出領域５８のサイズは、出力パワーをそれぞれ増加または減少させることによって、増加または減少（破線で示される）させてもよい。別の実施形態において、一部の材料３６は固化のためにより大きなまたはより少ないパワー量を必要とし得るため、出力パワーの調整は、流動性材料３６の特性に対してカスタマイズされ得る。堆積機構３０の走行速度などの他の要因は、所望の出力パワーに影響を与え得ることが理解される。

【0088】

図５７は、アレイ５５の第一のサブセット１３２が、第一の特性を有する波５３を放射するように構成され、アレイの第二のサブセット１３３が、第二の特性を有する波５３を放射するように構成されるように、構成される露出アセンブリー６０の出口５４のアレイ５５の実施形態を図示する。一実施形態では、第一および第二のサブセット１３２、１３３は、異なるパワー出力レベルを有する波を放射するように構成されてもよく、生産において著しくより大きな多用途性を可能にする。例えば、第一のサブセット１３２は、より緊密にまとめられた比較的小さなパワー出力レベルを有する、より小さな出口５４（例えば、より小さな直径の光ファイバー６１）を含み得て、限界寸法に対しｙ方向の解像度を上げることができ、第二のサブセット１３２は、比較的大きなパワー出力レベルを有する、より大きな出口５４（例えば、より大きな直径の光ファイバー６１）を含み得て、オブジェクトの本体を満たすためのより迅速な凝固を可能にする。異なるサブセット１３２、１３３の出口５４を異なる露光装置５０に接続すること、異なるサブセット１３２、１３３の出口５４をパワー変動が可能な単一の露光装置５０に接続すること、または第二のサブセット１３３の入口端部６２が、サイズが大きいため、（ＤＬＰプロジェクターを使用する場合）より多くのピクセルによって放射された波５３を受信することによって、異なるパワー出力を達成することができる。（横方向に重なり合う出口５４を含む）異なるサブセット１３２、１３３からの出口５４の組み合わせは、例えば、オブジェクト１１の中央部分に対するさらなる露出パワーの増加および／または高パワーの組み合わせ、およびオブジェクト１１の縁でのより細かい解像度などのさらなるプロセス変動を可能にするように起動され得る。代替の実施形態では、これらの利点のいくつかは、二つのサブセット１３２、１３３間のパワー出力に差異を有さず、直径がより小さく、より大きい光ファイバー６１のサブセット１３２、１３３を使用して達成され得る。別の実施形態において、第一および第二のサブセット１３２、１３３の出口５４は、異なるタイプの材料３６を硬化させるか、または異なる速度で一つの材料３６を硬化させることができる、異なる波長の波５３を放射する異なる露光装置に接続され得る。さらに異なる特性を有するより多くの数のサブセット１３２、１３３を、他の実施形態において使用することができ、各サブセットによって放射される波５３は、互いに異なる複数の特性を有し得ることが理解される。

【0089】

図６１Ａおよび６１Ｂは、選択的に切り換えることができる複数の出口５４または出口５４のアレイ５５Ａ～Ｃを使用する堆積機構３０の実施形態を図示する。一実施形態では、出口５４の複数のアレイ５５Ａ～Ｃは、アレイ５５Ａ～Ｃが露出部位５１に向かって選択的に方向付けられ得るように、軸の周りで回転可能な取付構造１３５上に取り付けられ得る（例えば、ジンバル構造上に取り付けられ得る）。各アレイ５５Ａ～Ｃは、異なって構成され得る。例えば、アレイ５５Ａ～Ｃは、例えば、本明細書に記載される波長、パワー、またはその他の特性などの一つまたは複数の異なる特性を有する波５３を放射するように構成されてもよく、またはアレイ５５Ａ～Ｃは、異なる解像度能力を生成するために異なるサイズまたは配置の出口５４を有し得る。この構成により、単一の堆積機構３０が、図５７の構成と同様に、固化のために異なる特性を有する波５３を必要とする異なる材料３６、および異なる解像度能力を必要とする異なるプロジェクトで動作することができるので、プロセスの多様性が高まる。図５７のサブセット１３２、１３３は、図６１Ａ～Ｂに示されるように、並進移動および／または回転運動などによって、一実施形態において、各サブセット１３２、１３３を露出部位５１に向けて選択的に向けるために移動可能であるように取り付けられてもよいことが理解される。他の実施形態では、堆積機構３０は、異なる数のアレイ５５Ａ～Ｃを含み得て、および取付構造１３５は、アレイ５５Ａ～Ｃの中から選択するために異なる方法で移動可能であり得る。

【0090】

図５８は、本明細書に記載され、図１、３、および４に関して示されるように、一実施形態では、露出部位５１がほぼ塗布部位４１に位置するように、または別の実施形態では、露出部位５１が、塗布部位４１からオフセット（走行方向において塗布部位４１の前または後ろ）されるように、波５３を方向付けるための構造の一実施形態を示している。本実施形態では、出口５４の目標は、ｘ方向に前方および後方に調節可能である。図５８に図示するように、露出アセンブリー６０の出口５４は、例えば、露出部位５１を前進または遅延させるように、移動範囲にわたって回転可能なまたは旋回可能な構造（例えば、受金物６５）を使用して出口５４を取り付けることによって、一実施形態において傾斜可能であるように構成され得る。例えば、堆積機構３０は、一軸回転を可能にするためにジンバル上に取り付けられた出口５４のための取付構造を含み得る。図５８に示す傾斜の程度は、多くの実施形態において、この目的を達成するために必要な実際の傾斜の程度と比較して誇張され得ることが理解される。別の実施形態において、露光装置５０は、出口５４の選択的な起動により、露出部位５１が前進または遅延することが可能になる、異なる角度で方向付けられた出口５４の複数のアレイを含んでもよい。さらなる実施形態では、出口５４は、ｘ方向の並進移動によって異なって目標設定され得る。露出部位５１のオフセットの程度は、他の要因の中でも、流動性材料３６の特性および堆積機構３０の速度に依存し得ることが理解される。露出部位５１をオフセットすることは、流動性材料３６の表面１３０への接合および／またはローラー４２からの流動性材料３６の分離を改善し得る。より大きな長さを有するローラー４２上で、材料３６が固化するにつれてそれが収縮すると、材料３６がローラー４２から適切に分離されない場合、ローラー４２の表面を引っ張ることができ、ローラー４２の表面の寸法歪み（例えば、外向きに曲がる）を引き起こす。従って、露出部位５１をオフセットすることは、構成に特に有利であり得る。

【0091】

図５９および６０は、塗布部位４１からオフセットされた波５３を方向付けることができる露出アセンブリー６０を有する堆積機構３０の実施形態を図示する。図５９および図６０の実施形態では、出口５４の目標は、アプリケータ４０が塗布部位４１を通過して、造形領域２２内の画定された点１３４上に波５３を集束させ、アプリケータ４０が画定された点１３４を通過して、画定された点１３４の露出時間を増加させるように、堆積機構の走行方向に沿って調整される。図５９に示すように、露出アセンブリー６０は、出口５４の目標が、画定された点１３４を追跡し、アプリケータ４０（すなわち、本実施形態ではローラー４２の頂点）が画定された点１３４を通過した後も画定された点１３４に引き続き、集束させるように、出口５４の目標を走行方向において後方方向に連続的に調整するように構成される。図６０に示されるように、露出アセンブリー６０は、出口５４の目標が、アプリケータ４０の前に画定された点１３４を追跡し、アプリケータ４０（すなわち、本実施形態におけるローラー４２の頂点）が画定された点１３４に到着するまで、画定された点に集束させ続けるように、出口５４の目標を走行方向において前方に連続的に調整および再調整するように構成される。これは、画定された点１３４における静止露出の瞬間を作り出し、開始／停止目標角度は、造形速度および材料３６の特性などの因子に基づいてもよいことが理解される。図５９および６０の実施形態は、出口５４の目標が、画定された点１３４でアプリケータ４０の到着の前後に、画定された点１３４を追跡するように組み合わされ得ることが理解される。

【0092】

さらなる実施形態では、本明細書に記載の装置１２は、温度制御、圧力制御、湿度制御、および／または特定のガス（ガスの混合物を含む）で充填され得る密封チャンバー内に封入され得る。温度、圧力、および湿度制御は、造形速度に影響を与え、それによって効率を改善することができる。さらに、装置１２は、中空の密封されたオブジェクト１１を造形する能力を有し、従って、環境ガスの選択は、特定のガスで充填された中空の密封されたオブジェクト１１の生成を可能にし得る。例えば、不活性ガスで充填されたそのようなオブジェクト１１は、例えば、航空宇宙用途に有用であり得る。

【0093】

図６７～７０は、本明細書で説明される任意の実施形態に関連して使用可能なバットの形態の流動性材料３６用の供給部３４を含む供給アセンブリー７９の別の実施形態を図示する。図６７～７０の構成は、シール９５および排水システム１４０を利用して、材料３６の廃棄物を最小化し、材料３６の望ましくない場所への漏れに抵抗する。図６７～７０に示すように、供給アセンブリー７９は、内側支持壁９７および外側支持壁９８を有し、内側支持壁９７は、外側支持壁９８に対して平行であり、外側支持壁９８の内側に位置する。この構成の内側支持壁９７は、物品の製造に使用するための流動性材料３６の供給バット３４の境界を画定する。内側および外側支持壁９７、９８は全て円形開口部９９を有し、ローラー４２は、内側および外側支持壁９７、９８の開口部９９を通って延在してローラー４２を支持する。ローラー４２内に含まれる任意の構成要素は、支持壁９７、９８を通って延在し得ることが理解される。内側支持壁９７は、図６７～７０のＯリングシール９５の形態である、開口部９９の内側および外側端のローラー４２の周りのシール９５を有する。従って、内側支持壁９７は、図６７～７０の実施形態において、壁を封止するとみなされ得る。シール９５は、一実施形態では、ローラー４２と係合し、ローラー４２とともに回転し、ローラー４２は、シール９５の動きに抵抗するように、シール９５のシートを形成するための溝を有し得る。他の実施形態では、シール９５は、他の構成の中でも特に、ローラー４２の周りに配置されたスリーブまたはローラー４２の外側表面から外向きに延在する隆起の形態であり得る。極端に厳しい許容差が、別の実施形態において、漏れを最小化するために使用され得る。外側支持壁９８は、外側支持壁９８およびベアリング９６が回転のためにローラー４２を支持するように、開口部９９の内側および外側端上のローラー４２の周りのベアリング９６を有する。シール９５は、シール９５が内側支持壁９７の内面および外側表面に隣接して回転するにつれて、内側支持壁９７と最小の摩擦を作り出すように構成され、いくつかの状況で起こり得る摩擦によって流動性材料３６が固まるのを防ぐ。摩擦を最小化するために、シール９５を通る流動性材料３６のいくらかのゆっくりとした制御された漏れが一実施形態では生じ得ることが理解される。排水システム１４０は、流動性材料３６がベアリング９６と接触することを避けるために、シール９５および内側支持壁９７を貫通する任意の材料３６を除去するように構成される。シール９５を通る材料３６の漏れは、排水システム１４０が、材料３６がベアリング９６に接触する前に、漏れた材料３６を空間１４３から取り除くことができるほど十分に小さくてもよい。この構成は、その中に分散された粒子または充填剤材料を有する流動性材料に有用であり得る。

【0094】

排水システム１４０は、内側および外側支持壁９７、９８との間に画定される空間１４３内のバットの壁（例えば、底部壁１４２）内に配置された排水孔１４１を含み、また、流動性材料３６が排水孔１４１から流れることができるリザーバーまたは排水パンを含んでもよい。一実施形態では、図６８に示す通り、排水孔１４１は、導管などにより、底部壁１４２の下方に位置付けられた流動性材料３６のリザーバーまたはタンク１４４と連通している。リザーバー１４４は、図６８に概略的に表示され、ポンプ機構１４６の使用などによって、流動性材料３６を供給バット３４に供給するように構成される。一実施形態において、リザーバー１４４は、供給バット３４を補充するために停止することなく延長動作を可能にするために、供給バット３４よりもはるかに多くの流動性材料３６を保持する流動性材料３６の主供給部または保持タンクであり得る。内側支持壁９７を通過する（例えば、シール９５を通過する）任意の材料３６は、排水孔１４１の中を通ってリザーバー１４４の中へと流れ、それによって外側支持壁９８上のベアリング９６への貫通または接触さえも回避する。さらに、図６７～７０の底部壁１４２は、リザーバー１４４内の材料３６が、使用のために供給部３４に返却されることを可能にすることができる、底部壁１４２の最下端にある内側支持壁９７に隣接した開口部１４５を有する。また、開口部１４５は、供給バット３４を排出するために使用することができ、供給バット３４の底部壁１４２は、図６７～７０に示す配向で左端から右端まで下向きに傾斜して排出を支援する。また、リザーバー１４４は、新しいリザーバーとの排出および／または交換のために取り外し可能であり得る。また、シール９５は、それらが損傷した場合、または硬化した材料３６で覆われた場合、交換可能である。

【0095】

図６７～７０に示す供給アセンブリー７９および供給部３４および関連する構成要素は、本明細書に開示された実施形態の一部（例えば、図１、３～４、７～１１、１５～１８、４３～４７など）において同一または類似の構成で組み込まれてもよく、供給アセンブリー７９、供給部３４、および／またはそれらの構成要素の変更バージョンは本明細書の一部のその他の実施形態に組み込まれてもよいことが理解される。例えば、シール９５および排水システム１４０は、以下に説明される図７１～８１の実施形態を含む、流動性材料３６の供給部３４に浸漬された、または部分的に浸漬された一つまたは複数のローラー４２を含む任意の実施形態に、何らかの形態で組み込まれてもよい。

【0096】

図７１～７５は、本明細書に記載のシステム１０および方法を用いて使用可能な製造装置１２の追加の実施形態を示しており、本明細書に記載のシステム１０の任意の構成要素および方法を含み得る。例えば、図７１～７５の実施形態の装置１２は、装置１２の一つまたは複数の構成要素と連通するコンピューターコントローラー１００に接続され、装置１２および／またはその構成要素の動作を制御してオブジェクト１１を製造するように構成され得る。図７１～７５の実施形態は、流動性材料３６の供給部３４、アプリケータ４０、露出アセンブリー６０、および本明細書に記載の他の実施形態とは異なるように構成される他の構成要素を含む、図１～６６の実施形態とは異なる堆積機構３０を有する。図７１～７５に図示した堆積機構３０の、供給部３４、アプリケータ４０、露出アセンブリー６０、およびその他の構成要素は、本明細書に記載の他の実施形態の他の構成要素および特徴に関連して使用され得る。図７１～７５の実施形態における供給部３４、アプリケータ４０、露出アセンブリー６０、およびその他の関連する構造は、図８～１３、１５～１８、または３１～４６に示すように、堆積機構３０および装置１２に組み込まれ得る。例えば、図７１～７５の実施形態における供給部３４、アプリケータ４０、および他の関連する構造は、堆積機構３０を形成するために、本明細書に示され、説明される実施形態の一つまたは複数に従って、キャリッジ３２に取り付けられ、および／または、露出アセンブリー６０の他の構成要素に接続され得る。そのような堆積機構３０は、本明細書に示され、説明される一つまたは複数の実施形態による、トラック１４および／または支持アセンブリー２０に関連して使用され得る。図７１～７５の装置１２は、特に、露出アセンブリー６０および露光装置５０、キャリッジ３２、さまざまなモジュール式構成要素などの構成要素、特徴、および機能を含むがこれに限定されない、その他の実施形態に関して本明細書に記載される構成要素、特徴、および機能のいずれかを備えうることが理解される。本明細書の一つまたは複数の実施形態に関してすでに説明される構成要素は、簡潔にするために図７１～７５に関して再度説明されることはなく、同一の参照番号を使用して、前述の構成要素を参照し得る。

【0097】

図７１～７５に示す堆積機構３０は、本明細書に表示および記載される一つまたは複数の実施形態に従って、自律ユニット９０の一部としてさらに構成されてもよく、自律ユニット９０を自動化し、および／またはコンピューターコントローラー１００と通信するためのコンピューター実行可能命令を実行するために必要なプロセッサ２６０４、メモリ２６１２、および／またはその他のコンピューター構成要素をオンボードに有し得る。図７１～７４の堆積機構３０は、図３１～４７に示されるように自律ユニット９０に何らかの修正を加えて組み込まれてもよく、図７６～８１は、以下に説明されるように、図７５の堆積機構３０を使用するように構成された自律ユニット９０および関連するシステム１０の例を図示する。

【0098】

図７１の堆積機構３０は、塗布部位４１に位置しまたはその近くに位置する露出部位５１が二次露出部位５１となって、層３８をオブジェクト１１に結合させるように、材料３６が塗布部位４１に到達する前に、層３８を少なくとも部分的に形成する第一のまたは初期露出部位１５０を利用する。二次露出部位５１は、一実施形態では最終露出であり得る。その他の実施形態では、図７に示すように、例えば、二次露光装置８０によって、二次露出部位５１の後、および／または初期露出部位１５０と二次露出部位５１との間に、追加の露出が実施され得ることが理解される。初期露出部位１５０および二次露出部位５１は、「第一」および「第二」が、別途明示的に指定されない限り、いかなる順序も意味しないことを理解された上で、「第一」および「第二」の露出部位と呼ばれてもよい。例えば、「第一の」および「第二の」は、「第一の」動作が「第二の」動作に先行することを暗示するものではなく、「第一の」動作は、別途明示的に特定されない限り、「第一の」動作に先行する他の動作がないことを暗示するものではない。「最初」および「最後」という用語は、アクション（例えば、露出）が一連の最初または最後であることを意味するために使用される。図７１～７５の実施形態において、初期露出部位１５０は、流動性材料３６内（すなわち、浸漬）に位置し、堆積機構は、厚さリミッターがローラー４２の表面から離間し、初期露出部位１５０がこの空間内に位置するように、初期露出部位１５０とともに厚さリミッターを使用し得る。ローラー４２と厚さリミッターとの間の空間は、一実施形態では層３８の厚さを画定する。図７１の堆積機構３０は、ローラー４２と二次ローラー１５１との間の空間が、初期露出部位１５０で形成された層３８の厚さを画定するように、ローラー４２から間隔を置いた二次ローラー１５１の形態の厚さリミッターを含む。ローラー４２は、一次ローラーまたは一次造形ローラーであると考えられてもよく、この構成では、二次ローラーは中間造形ローラーであると考えられてもよい。装置１２は、本明細書に記述された手動または自動の機構であり得る、層３８の厚さを変えるためにローラー４２、１５１の間の間隔を調節するための機構を含んでもよい。二次ローラー１５１は、図７１に、完全に浸漬されるものとして図示されており、初期露出部位１５０は、流動性材料３６内、すなわち、流動性材料３６の表面の下方に位置する。別の実施形態では、二次ローラー１５１は、初期露出部位１５０が依然として流動性材料３６の表面の下方に位置するように、部分的に浸漬され得る。さらなる実施形態では、初期露出部位１５０は、流動性材料３６の表面上または上方に位置し得る。この構成では、厚さリミッター（例えば、流動性材料３６の表面の上方に部分的または完全に位置付けられる二次ローラー１５１）を使用し得るし、使用しなくてもよい。

【0099】

一実施形態における二次ローラー１５１は、シリコーンゴム材料またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から作製されてもよく、一般的に、ほとんどの光硬化性樹脂に弱い接着性を有する。固化層３８に対する接着特性が弱いその他の材料も使用され得る。一実施形態では、二次ローラー１５１の材料は、固化時に層３８に接着しないように選択され得る。二次ローラー１５１は、波５３が二次ローラー１５１の表面を貫通する必要がないため、図７１の実施形態では不透明であり得る。実際に、材料３６の不注意な固化を回避するために、波５３が二次ローラー１５１を貫通しないことが望ましい場合がある。一実施形態では、二次ローラー１５１は、初期露出部位１５０に波５３を反射するよう構成された反射特性（例えば、鏡面面）を有してもよく、反射波５３が流動性材料３６の露出を増加させるため、露光装置５０により低いパワーを使用することを可能にし得る。二次ローラー１５１は、二次ローラー１５１の表面がローラー４２の隣接表面と同じ一般的方向および速度に移動するように回転するように構成され得る。二次ローラー１５１は、一実施形態ではそのような回転のために動力が供給されてもよく、または別の実施形態では自由に回転し得る。一つまたは複数の追加的な二次ローラー１５２は、他の実施形態（図７１に破線で示す）で使用されてもよく、追加的な二次ローラー１５２は、層３８を所定位置に保持し、および／または追加的な露出部位を提供するために使用され得る。二次ローラー１５１および初期露出部位１５０は、塗布部位４１の反対側のローラー４２の底部に位置付けられたものとして図７１に示されるが、この位置は他の実施形態では変更され得る。例えば、二次ローラー１５１をローラー４２の側部に配置することは、供給バット３４の必要な深さを低減し得る。

【0100】

他の実施形態における堆積機構３０は、異なるタイプの厚さリミッターを含んでもよく、または厚さリミッターを全く含まなくてもよい。例えば、図７１Ｃは、流動性材料３６中に浸漬され、厚さリミッターを形成するためにローラー４２から間隔を置いている表面１７２（またはその一部分）を有する堆積機構３０の実施形態を図示する。この構成では、初期露出部位１５０は、表面１７２とローラー４２との間の空間に位置する。表面１７２は、本明細書に記載されるように、流動性材料３６の弱い接着特性、低摩擦特性、および／または反射特性を有する材料で形成され得る。一実施形態では、表面１７２は静的表面であってもよく、また別の実施形態では、表面１７２は、一つまたは複数のプーリーの周りにループされたエンドレスベルトなどの可動表面であり得る。表面１７２は、図１７２では平坦であると示されるが、表面１７２は、他の実施形態では凹状、凸状、または別の輪郭を有し得る。別の例として、図７１Ｄは、厚さリミッターのない堆積機構３０の実施形態を図示する。本実施形態では、露光装置５０のパワーは、波５３が所定の距離だけを流動性材料３６内に貫通するように、ローラー４２の透明性および流動性材料３６の特性に基づいて慎重に調整され、それによって所望の厚さで層３８を形成する。光硬化性樹脂の硬化の深さは、例えば、電磁波５３の力と露出時間の関数であり、コントローラー１００は、これらの要因に基づいて所望の硬化の深さを達成するためのアルゴリズムを含んでもよい。より具体的には、光硬化性樹脂の硬化の深さは、Ｐ＊ｔ／Ａの機能に依存し、Ｐ＝パワー、Ａ＝露出面積、およびｔ＝時間である。

【0101】

図７１Ａおよび７５Ａの実施形態では、堆積機構３０は、供給バット３４内の流動性材料３６の温度を制御するように構成される一つまたは複数の温度調節要素１７０を含み得る。例えば、一部の樹脂は、周囲温度を超える温度でより良好に機能してもよく、堆積機構３０は、流動性材料３６の温度をより最適な温度に上昇させる一つまたは複数の発熱体を含んでもよい。別の例として、硬化などによる流動性材料３６の固化は、特に初期露出部位１５０が流動性材料３６の下方に浸漬される場合に、流動性材料３６の温度を望ましくないレベルに上昇させる熱を生成し得る。この実施例では、堆積機構３０は、流動性材料３６の温度上昇を制限する、および／または流動性材料３６をより最適な温度に冷却するための、一つまたは複数の冷却要素を含み得る。温度調節要素１７０は、供給バット３４内、供給バット３４の壁内もしくはそれに隣接する、またはローラー４２および／または二次ローラー１５１内を含む、さまざまな場所に配置され得る。このような温度調節要素１７０の例は、加熱および／または冷却流体の外部供給源１７１から供給され得る加熱または冷却流体を循環する流体導管であるが、他の実施形態では他の温度調節要素１７０が使用され得る。例えば、一実施形態では、ローラー４２および／または二次ローラー１５１は、ローラー４２、１５１の実質的に全長を延在する一つまたは複数の流体導管を有し得る。同じ導管を使用して、必要に応じて加熱または冷却流体を選択的に循環させることができる。一実施形態における堆積機構３０は、加熱および冷却のために構成された別個の温度調節要素１７０をさらに含み得る。一実施形態では、温度調節要素１７０を最初に使用して、流動性材料３６の温度を、物品１１の製造に適したまたは最適な温度に上昇させることができる。しかし、長時間の凝固／硬化によって熱が蓄積した後、温度調節要素を使用して、流動性材料３６の温度を低下させ、および／または温度上昇を制限して、適切なまたは最適な温度を維持することができる。コントローラー１００は、そのような温度調節要素１７０のうちの一つまたは複数を制御して加熱または冷却機能を実行することによって、堆積機構３０および／またはその一部分の温度を制御するためのロジックを含み得る。

【0102】

図７１の露出アセンブリー６０は、一つの露光装置５０が初期露出部位１５０に向かって波５３を放射し、他の露光装置５０が、塗布部位４１で二次露出部位５１に向かって波５３を放射するように、それぞれ自身の出口５４を有する二つの露光装置５０を含む。一実施形態では、露出アセンブリー６０は、本明細書に記載の出口５４の二つのアレイ５５を含み、その各々は、露出部位５１、１５０に向かって方向づけられるＬＥＤ５９のアレイ５５の形態で、またはＤＬＰプロジェクターまたはＬＥＤ５９の形態で露光装置５０に接続された光ファイバー６１のアレイ５５の形態で、露光装置５０によって、提供され得る。露出アセンブリー６０はさらに、本明細書に記載されるように、出口５４と露出部位５１、１５０との間の波５３を集束させるための集束機構６６を含み得る。例えば、集束機構６６は、本明細書に記載されるマイクロレンズアレイ６４または他のレンズアレイを含み得る。露光装置５０は、特定の出口５４の選択的な作動およびその他の技術によって、各層３８を生産するために、本明細書に記載の流動性材料３６の部分を選択的に固化するように構成され得る。一実施形態において、初期露出部位１５０の露光装置５０は、二次露出部位５１の露光装置５０と同じ層３８の部分を固化するために、出口５４を選択的に作動するように構成され得る。さらなる実施形態（図示せず）では、初期露出部位１５０の出口５４の一部または全ては、二次ローラー１５１が、例えば、図８～１１、１５～１８、および４３～４７に示すように、本明細書に表示および記載されるローラー４２と類似した構造を有するように、二次ローラー１５１内に配置され得る。露出アセンブリー６０は、本明細書に記述されるように、必要に応じて、露出部位５１、１５０を前進または後退させるように構成され得るがことが理解される。さらに、一実施形態では、初期露出部位１５０の集束機構６６は、波５３がローラー４２の表面に集束されるように構成された集束長を有し得る。二次露出部位５１の集束機構６６は、波５３が、層３８の外側表面および／または層３８が塗布／結合されるオブジェクト１１の表面に集束されるように構成された集束長を有し得る。

【0103】

他の実施形態では、図７１の装置１２および堆積機構３０は、異なる構成を有する露出アセンブリー６０と類似または同一の構成で提供され得る。図７２～７４は、異なる露出アセンブリー６０を有する、このような類似または同一の装置１２および堆積機構３０を例示し、図７２～７４の実施形態は、図７１に関し、本明細書に記述される構成要素および特徴を含んでもよいことが理解される。本明細書に記載の他の実施形態と同様に、露光装置５０は、図７１～７４のローラー４２内に位置するものとして概略的に図示されるが、多くの構成では、露光装置は、ローラー４２の外に位置し、出口５４はローラー４２内に位置する。図７２の実施形態では、露出アセンブリー６０は、二つの露出部位５１、１５０に向かって向けられた、二つの出口５４または出口５４のアレイ５５を有する単一の露光装置５０を含む。例えば、露出アセンブリー６０は、光ファイバー６１が、ローラー４２内に出口５４の二つのアレイ５５を形成するように配置され、方向付けられる状態で、ＬＥＤ５９のアレイまたはＤＬＰプロジェクターの形態の単一の露光装置５０を含み得る。図７３の実施形態では、露出アセンブリー６０は、出口５４が、所望の露出部位５１、１５０に波５３を向けるように移動可能である、単一の出口５４または出口５４の単一のアレイ５５を有する単一の露光装置５０を含む。例えば、出口５４（例えば、光ファイバー６１またはＬＥＤ５９の出口端部６３）は、ジンバルまたはその他の回転可能な構造上に取り付けられてもよく、この機能を達成するために交互のストローブを使用し得る。図７４の実施形態では、露出アセンブリー６０は、集束機構６６が、所望の露出部位５１、１５０のいずれかに波５３を向けるように構成された状態で、単一の出口５４または出口５４の単一のアレイ５５を有する単一の露光装置５０を含む。例えば、集束機構６６は、波形５３を所望の露出部位５１、１５０に反射および／または方向付けるように構成された一つまたは複数の可動ミラーを含むことができ、ジンバルまたは他の回転可能な構造上に取り付けることによって移動可能であり、この機能を達成するために交互のストローブを使用し得る。露出アセンブリー６０のその他の構成が、別の実施形態に関して本明細書に記述した任意の構成を含む、図７１～７４の実施形態に関連して使用され得ることが理解される。

【0104】

図７１の堆積機構３０は、所望の厚さで、流動性材料３６の表面の下の、初期露出部位１５０で層３８を少なくとも部分的にまたは完全に固化することによって動作する。層３８は次に、ローラー４２によって塗布部位４１に上方に運ばれ、次いで、オブジェクト１１に塗布／結合され、（必要に応じて）二次露出部位５１でさらに固化される。装置１２は、層３８のさらなる固化のために、図７のような一つまたは複数の追加的な二次露光装置８０をさらに含み得ることが理解される。一実施形態では、堆積機構３０は、適切な時間で層３８の適切な接着を促進するように構成され得る。例えば、二次ローラー１５１は、層３８が、二次ローラー１５１に接着するよりも、塗布部位４１に搬送されるようにローラー４２に接着するように促すために、ローラー４２の外側表面４３よりも層３８を形成する材料に対してより低い接着特性を有する外側表面を有し得る。同様に、ローラー４２の外側表面４３は、層３８が、ローラー４２に接着するよりも、オブジェクト１１および／または造形プラットフォーム２２に接着するように促すために、オブジェクト１１の表面よりも層３８を形成する材料に対してより低い接着特性を有し得る。図７１の装置１２はまた、図７１のエアワイパーの形態であるが、その他の実施形態では、追加的または代替的に、スクイージーまたはその他の機械的除去装置を含み得る、過剰な未硬化の流動性材料３６を除去するための除去装置１５５を含む。除去装置１５５は、層３８から流動性材料３６のほとんど（ではあるが全てではない）が除去されるように構成され、層３８をオブジェクト１１に接合するために層３８上に少量の未固化材料３６を残す。除去装置１５５の特徴、例えば、エアワイパーの角度およびパワーは、それが接着される表面から層３８を損傷または剥離することなく、流動性材料３６の適切な除去を確実にするように構成され得る。除去装置１５５はさらに、廃棄物を減少させるために除去された材料３６を供給部３４内に戻すように構成され得る。層３８がオブジェクト１１に接着された後、流動性材料３６を除去するための場所を含む追加の除去装置１５５を使用し得ることが理解される。

【0105】

図７１の実施形態における装置１２は、造形確認センサー１５３および転送確認センサー１５４などの堆積機構３０の適切な動作を確認するためのセンサーを含む。造形確認センサー１５３は、初期露出部位１５０と二次露出部位５１との間のローラー４２の表面をスキャンして、層３８が作られ、ローラー４２に接着されることを確認するように位置付けられる。転送確認センサー１５４は、二次露出部位５１を通過した後、ローラー４２の表面をスキャンして、層３８がローラー４２から分離され、オブジェクト１１に接着されたことを確認するように位置付けられる。造形および転送確認センサー１５３、１５４の両方は、層３８の存在を検出することができる光センサーまたはその他のセンサーのアレイであり得る。センサー１５３、１５４のいずれかが、関連する動作が適切に完了されなかったことを検出する場合、例えば、造形確認センサー１５３が層３８を感知しないか、または転送確認センサー１５４が存在する層３８を感知しない場合、かなり後まで発見されない製造上の欠陥を回避するために、生産を停止することができる。確認センサー１５３、１５４の使用は、オブジェクト１１の確実かつ正確な生産を確保するのに役立つ。

【0106】

図７１Ｂは、ローラー４２の反対側の層３８の表面と接触し、層３８から余分な流動性材料３６を清掃するように構成された、一つまたは複数のクリーニングローラー１７３を含む除去装置１５５を有する堆積機構３０の別の実施形態を図示する。図７１Ｂでは、除去装置１５５は、クリーニングローラー１７３の一つ（図７１Ｂの右側のローラー１７３）が、層３８に接触して、堆積機構３０が一方向（図７１Ｂの右側）に移動しているとき、過剰な流動性材料を清掃し、他のクリーニングローラー１７３（図７１Ｂの左側のローラー１７３）が、堆積機構３０が反対方向（図７１Ｂの左側）に移動しているとき、同じ行為を実行するように、塗布部位４１および露出部位５１の両側に配置された二つのクリーニングローラー１７３を含む。層３８と接触しているクリーニングローラー１７３の表面が、層３８およびローラー４２の隣接表面と反対方向に移動するように、クリーニングローラー１７３に回転のための動力が供給され得る。除去装置１５５は、図７１Ｂにも示されているように、クリーニングローラー１７３の表面から流動性材料を清掃するように構成されたワイパー１７４をさらに含み得る。追加のワイパー１７４が、図７１Ｂに示されるような二次ローラー１５１またはローラー４２を含む、堆積機構３０の他の構成要素を洗浄するために含まれ得る。ワイパー１７４は、図７１Ｃ～Ｄにも示され、図７１Ｂ～Ｄおよび本明細書に記述されるようなワイパー１７４は、ローラー４２、二次ローラー１５１、クリーニングローラー１７３、平準化ローラー１２８などを含む、本明細書に記述される任意の実施形態のローラーのいずれかに関連して使用され得ることが理解される。一実施形態では、クリーニングローラー１７３はまた、例えば、造形確認センサー１５３または転送確認センサー１５４などのセンサーとして機能することもできる。例えば、一実施形態では、層３８に接触していないクリーニングローラー１７３（すなわち、図７１Ｂの左側のローラー１７３）は、ローラー４２に接触し、ローラー４２とともに自由に回転するように配置および構成され、転送確認センサーとして機能する。ローラー４２から分離されず、オブジェクト１１へと転送される層３８の任意の部分により、クリーニングローラー１７３をローラー４２からわずかに押し離し、クリーニングローラー１７３はこの動きを感知する位置センサーを含み、転送確認センサーとして機能する。堆積機構３０が反対方向に動く時、他のクリーニングローラー１７３が、転送確認センサーとして機能し得ることが理解される。別の実施形態では、層３８と接触するクリーニングローラー１７３は、同様の方法で造形確認センサーとして機能するために位置センサーを使用し得る。図７１Ｂ～Ｄのクリーニングローラー１７３は、図７２～７５の実施形態を含む本明細書に表示および記載される他の実施形態に関連して使用することができ、このような実施形態におけるクリーニングローラー１７３の位置は、必要かつ実用的に変更され得る。

【0107】

図７５は、アプリケータ４０の下方に位置する造形プラットフォーム２２上にオブジェクト１１を造形するように構成される、装置１２および堆積機構３０の別の実施形態を図示する。図７５の実施形態は、二次ローラー１５１、任意の追加の二次ローラー１５２、確認センサー１５３、１５４、および除去装置１５５を含む、図７１～７４の実施形態と同じ構成要素の多くを含む。これらの構成要素は、図７５では一部の構成要素が再配置されるが、図７１～７４と同じ機能を共有し、これらの構成要素は、図７５を参照し、詳細には説明されなくてもよい。図７５の実施形態は、それぞれが出口５４または出口５４のアレイ５５を有する二つの露光装置５０の使用を示し、本明細書に記載の露出アセンブリー６０の任意の構成が、図７２～７４の構成のいずれかを含む、図７５の実施形態に関連して使用され得ることに留意されたい。図７５の実施形態では、流動性材料３６の供給部３４は、塗布部位４１の上方で、ローラー４２の一方の側のみと連通して、流動性材料３６を保持する。二次ローラー１５１は、ローラー４２の横に位置付けられ、流動性材料３６内に浸漬されて、ローラー４２と二次ローラー１５１との間に初期露出部位１５０を形成する。上述のように、ローラー４２、１５１の間の間隔は層３８の厚さを決定する。次いで、層３８は、オブジェクト１１および／または造形プラットフォーム２２に接合するために、ローラー４２によってローラーの頂部の上に運ばれ、塗布部位４１および二次露出部位５１に向かって下向きに運ばれる。図７５の堆積機構は、供給バット３４とローラー４２との間の接合部において、供給バット３４から下方に流動性材料３６の漏れに抵抗する、柔軟なリップまたはガスケットなどの閉じ込めシール１６３をさらに、含む。何らかの漏れが発生する可能性がある場合、閉じ込めシール１６３の下方にドリップパン１６４が設けられ、シール１６３を通過する任意の流動性材料３６を収集する。ドリップパン１６４は、ポンプ機構を使用することによって、または流動性材料３６を供給バット３４に戻すために取り外し可能であることによって、流動性材料３６を供給バット３４に戻すように構成され得る。図７５の除去機構１５５は、余分な材料３６を供給部３４に向かって逆方向に吹き付けるように構成されたエアワイパーであることに留意されたい。

【0108】

追加の固化段階を使用する図７１～７５の実施形態は、既存の付加製造方法に対する利点を示す。例えば、オブジェクト１１に接合する前に層３８を造形することは、固化中の収縮制御の改善を可能にする。別の例として、追加的な固化工程は、より少ない工程を使用する硬化プロセスに関与する可能性がある熱の蓄積を回避し、より完全に硬化／固化層３８を生産する。さらなる例として、図７５の少なくとも実施形態は、物品１１が造形プラットフォーム２２の上方に置かれた状態で、底部から上方に物品１１の生産を可能にするが、多くの物品１１の生産のための利点を提示し得る。図７１～７５の実施形態はまた、余分な流動性材料３６が、オブジェクト１１に接合する前に層３８から取り除かれ得るため、最小限の所望の量の流動性材料３６のみがオブジェクト１１に組み込まれる、オブジェクト１１を造形することができる。これにより、流動性材料の使用が最小限に抑えられ、プロセスのコスト効率が向上する。一実施形態では、最大９８％の余分な樹脂が除去され、部品は、過酷な化学物質ではなく、洗剤で洗浄される。これはまた、非固化流動性材料３６が内部隙間内に閉じ込められることなく、内部空洞を有するオブジェクトの作成を可能にする。このような多孔性オブジェクトを生産することができることにより、軽量化および材料使用の減少を伴うオブジェクトの造形が可能になり、プロセスの多用途性が増し、生産コストが削減される。こうした多孔質オブジェクトはまた、他の改良された特性の中でも特に、浮力、断熱、および遮音特性の増加を提供し得る。図８２～９３は、内部気孔を有するオブジェクト１１を製造する技術を含む、図７１～７５の実施形態によって可能になるさまざまな生産技術を示す。図７１～７５の実施形態はまた、内部ハニカム構成、すなわち、六角形セル（図示せず）を有する部品を造形するために使用され得る。内部気孔を有するオブジェクト１１は、固体（非多孔性）材料の外部「シェル」層を含んで、より滑らかでより剛性のある外側表面を形成し、水分および他の汚染物質の侵入に抵抗し得ることが理解される。

【0109】

図８２～８５は、オブジェクト１１が、斜めに配向されたストリップ１５６、１５７の層３８を使用して生産される、第一の生産技術を示す。図８２～８３は、ローラー４２上で軸方向に、すなわち、ｙ方向に延在する固化材料のストリップ１５６を含む第一の層３８の生産を示す。図８４～８５は、ローラー４２上で円周方向に、すなわちｘ方向に延在する固化材料のストリップ１５７を含む、第一の層３８に接着される第二の層３８の生産を図示する。連続する各層は、交互に生産される。結果として得られるオブジェクト１１は、内部空気ポケットまたは空隙１４７が、物品１１の固化材料によって部分的または完全に取り囲まれた状態で、図８２～８５に示すような内部気孔を有する。

【0110】

図８６～８９は、オブジェクト１１が、固化材料のオフセットされたまたは互い違いに配置された立方体１５８の層３８を使用して生産される、第二の生産技術を図示する。図８６～８７は、現在製造される層３８が結合されるオブジェクト１１の表面を形成する、以前に堆積された層に対するｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向においてオフセットした、このような立方体１５８の層３８の生産を図示する。各連続する層３８は、この同じ方法でオフセットするように生産され、物品１１の固化材料によって部分的または完全に囲まれた内部空気ポケットまたは空隙１４７を有するオブジェクト１１の反復および内部多孔質構造を生成する。立方体１５８は、オブジェクト１１の構造を大きく拡大したことを示す、図８８～８９に示す通り、互いの角部１５９で互いに結合するように寸法設定される。この結合を達成するためには、ローラー４２の高さ（ｚ方向）位置を制御しなければならないことが理解される。

【0111】

図９０～９１は、オブジェクト１１が、固化材料のオフセットまたは互い違いに配置されたストリップ１５７の層３８を使用して生産される、第三の生産技術を示す。図９０～９１のストリップ１５７は、ローラー４２上で円周方向に、すなわちｘ方向に延在するが、プロセスは、代わりにローラー４２上で軸方向に、すなわちｙ方向に延在するストリップを使用するように修正され得る。図９０～９１に現在塗布される層３８のストリップ１５７は、現在生産される層３８が接合されるオブジェクト１１の表面を形成するストリップ１５７から、ｙ方向およびｚ方向に対して平行であり、またオフセットしている。各連続する層３８は、この同じ方法でオフセットするように生産され、物品１１の固化材料によって部分的または完全に囲まれた内部空気ポケットまたは空隙１４７を有するオブジェクト１１の反復および内部多孔質構造を生成する。ストリップ１５７は、この構造を生成するために、コーナー１５９で隣接するストリップに結合される。この結合を達成するためには、ローラー４２の高さ（ｚ方向）位置を制御しなければならないことが理解される。プロセスがｘ方向ではなく、ｙ方向に延びるストリップを使用する場合、ストリップは隣接する層３８のｘ方向でオフセットされることが理解される。

【0112】

図９２～９３は、オブジェクト１１が、固化材料のオフセットまたは互い違いに配置されたストリップ１５７の層３８を使用して生産される、第四の生産技術を示す。図９２～９３のストリップ１５７は、ローラー４２上で円周方向に、すなわちｘ方向に延在するが、プロセスは、代わりにローラー４２上で軸方向に、すなわちｙ方向に延在するストリップを使用するように修正され得る。図９２～９３に現在塗布される層３８のストリップ１５７は、現在生産される層３８が接合されるオブジェクト１１の表面を形成するストリップ１５７から、ｙ方向に対して平行であり、またオフセットしている。層３８は対で塗布され、第一の層３８が、オブジェクト１１に塗布され、次に、続いて第二の層３８が、ストリップ１５７間のギャップを埋めて固体オブジェクトを生成するように、第一の層３８に対して第一の層３８の厚さの約半分オフセットしているが、ｙ方向にオフセットするｚ位置で、ストリップ１５７を有して塗布される。図９２～９３は、第二のこのような層３８の生産を図示し、第一の層３８がオブジェクト１１の平坦な表面に塗布されることが理解される。この結合を達成するためには、ローラー４２の高さ（ｚ方向）位置を制御しなければならないことが理解される。プロセスがｘ方向ではなく、ｙ方向に延びるストリップを使用する場合、ストリップは隣接する層３８のｘ方向でオフセットされることが理解される。この生産技術は、大きな連続材料シートの塗布で発生する問題のために、内部気孔の少ない大きな部品の生産に利点を提供し得る。こうした問題には、潜在的な速度改善、塗布部位４１における未硬化材料の造形（例えば、「すきをかけること」）、および応力による層３８の変形が含まれる。図９２～９３の造形構成はまた、接合位置のオフセットにより、より大きな強度および／または靭性を有するオブジェクトを潜在的に生成し得る。

【0113】

図７６～８１は、図７５に示されるように、堆積機構３０を使用するように構成された自律ユニット９０および造形プラットフォーム２２を示す。自律ユニット９０の構成要素は、本明細書に記述され、図３１～４７に示すユニット９０と同一であり、簡潔さのために、本実施形態に関して類似または同一の構成要素は再説明されない。図８０～８１に示すように、自律ユニット９０は、塗布部位４１が堆積機構３０の底部にある堆積機構３０を保持するように構成される。従って、ユニット９０は、脚１６０の間に空間１６１を形成する二つの脚１６０を有し、アプリケータ４０は、層３８を塗布して、脚１６０の間でアプリケータ４０の下の空間１６１内にオブジェクト１１を造形するように構成される。図７６～７９は、造形プラットフォーム２２上にオブジェクト１１を造形するための自律ユニット９０の使用を示し、造形プラットフォーム２２は、図７８～７９に示す通り、製造中にギャップ１６１を通過する。堆積機構３０の高さ（ｚ位置）は、ユニット９０の鉛直調整機構１２０を使用して調節可能であり、造形プラットフォーム２２の高さは、造形プラットフォーム２２上の鉛直調整機構１６２を使用して調節可能である。これらの調整機構１２０、１６２の組み合わせは、大きな高さを有するオブジェクト１１の生産のために、堆積機構３０と造形プラットフォーム２２との間の大きな相対移動を可能にする。

【0114】

システム１０はまた、本明細書に記述された多数の実施例を含む、装置１２の一つまたは複数の機構の動作を制御および／または監視するように構成されたコントローラー１００を含む。本発明の一実施形態では、コントローラー１００は、コンピューター２６０２などのコンピューターシステムを用いて実装され得る。コンピューター２６０２は、コンピューターの全体的な動作を制御する中央プロセッサ２６０４と、中央プロセッサ２１０を下記に説明する構成要素に接続するシステムバス２６０６とを含む。システムバス２６０６は、さまざまな従来的なバスアーキテクチャーのうちのいずれか一つを用いて実装され得る。

【0115】

コンピューター２６０２は、データまたはファイルを読み書きするためのさまざまなインターフェースユニットおよびドライブを含み得る。例えば、コンピューター２６０２は、メモリドライブ２６１０をシステムバス２６０６に連結するメモリインターフェース２６０８を含んでもよい。メモリドライブ２６１０は、物理メモリデバイス、磁気メモリデバイス、光学メモリデバイス、または他のタイプのメモリデバイスとともに実装され得る。メモリドライブ２６１０は、本明細書に記載されるように、三次元オブジェクトを生産するために使用されるデータ、ＣＡＤファイル、およびその他の電子ファイルを保存し得る。システムメモリ２６１２は、基本的な入出力システム（ＢＩＯＳ）を格納する読み取り専用メモリセクションと、他のデータおよびファイルを格納するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とを有する従来のコンピューター可読媒体メモリとともに含まれ、実装され得る。メモリドライブ２６１０およびシステムメモリ２６１２は両方とも、プロセッサ２６０４によって実行されるように設計されたコンピューター実行可能命令を含み得る。いくつかの実施形態では、各装置１２内の一つまたは複数の装置１２および／または複数の構成要素（例えば、複数の堆積機構３０）を動作させるための一つまたは複数の制御プログラムは、メモリドライブ２６１０および／またはシステムメモリ２６１２に保存され得る。

【0116】

コンピューター２６０２は、周辺デバイスをシステムバス２６０６に接続するための追加のインターフェースを含み得る。例えば、コンピューター２６０２はまた、システムバス２６０２をローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）２６１６に連結するネットワークインターフェース２６１４を含んでもよい。ＬＡＮ２６１６は、周知のＬＡＮトポロジーの一つまたは複数を有してもよく、イーサネットなどのさまざまな異なるプロトコルを使用し得る。インターネットなどのワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）２６１８も、コンピューター２６０２によってアクセスされ得る。図２６は、ＬＡＮ２６１６をＷＡＮ２６１８に従来的な方法で接続し得るルーター２６２０を示す。サーバー２６２２は、ＷＡＮ２０４に接続されることが示される。もちろん、多数の追加のサーバー、コンピューター、携帯型デバイス、パーソナルデジタルアシスタント、電話およびその他のデバイスもまた、ＷＡＮ２６１８に接続され得る。いくつかの実施形態では、サーバー２６２２は、コンピューター２６０２によってアクセスされ、本明細書に記載の三次元オブジェクトを生産するために使用され得るデータ、ＣＡＤファイル、制御プログラム、および／または他の電子ファイルを保存する。

【0117】

さまざまな実施形態が、特徴および構成要素のさまざまな組み合わせとともに本明細書に記述される。本明細書に記載されるさまざまな実施形態のそれぞれの特徴および構成要素は、本明細書に記載される他の実施形態に組み込まれ得ることが理解される。

【0118】

本明細書に記載のシステムおよび装置の使用は、既存の技術に対する利点および利点を提供する。例えば、装置によって無駄はほとんど発生せず、多くの現在の技術と違って、製造用に固化するために材料の大きなバットを維持する必要がないので、消耗品のコストは大幅に削減される。さらに、装置の構造は、特定のサイズ制限を指示せず、装置は、既存の技術よりも著しく大きいオブジェクトを生成するように構成され得る。トラックの長さおよびアプリケータの幅は、性能に悪影響を与えることなく、所望に応じて増加することができ、装置が置かれる部屋のサイズは、装置のサイズの限界となる。さらに、装置は、既存の任意の技術よりも何倍も速くオブジェクトまたは複数のオブジェクトを製造するように構成され得る。装置はまた、主オブジェクトとは異なる材料から作られる取り外し可能な支持構造を有するオブジェクトを含む、複数の材料からオブジェクトを製造する能力を提供する。また、異なる露出ソースを必要とする複数の材料からのオブジェクトの生産も可能となる。装置はさらに、窓またはその他の透明なオブジェクト、または伝導性オブジェクトなどの機能オブジェクトを製造する能力を提供する。別にさらに、本明細書に記載の装置を使用して製造されるオブジェクトは、排水のための孔を穿孔する必要が有り得る、完成したオブジェクトの任意の内部空洞から液体材料を排出する必要がない。また、この装置は、清潔で乾燥し、完全に硬化したオブジェクトを製造できるため、生産効率が向上する。また、装置のモジュラー構成は、優れた汎用性、カスタマイズ性、およびその他の利点も提供する。

【0119】

さらなる利点は、ユニット９０によって係合および係合解除され得る開放端のトラック１４と、トラック１４と関連し下向きの交互吸着技術でオブジェクト１１を製造するように構成される造形プラットフォーム２２との組み合わせで、鉛直調整機構１２０を有する自律ユニット９０としての堆積機構３０の構成によって提供される。この構成は、複数の堆積機構３０が、同一のトラック１４上で動作して、複数の層を一つまたは複数のオブジェクト１１に同時に塗布することを可能にする。同一のトラック１４上で動作する複数の堆積機構３０は、組み合って、一つまたは複数のオブジェクト１１を造形してもよく、または同一の造形プラットフォーム２２上に複数のオブジェクト１１を別々にかつ同時に作成し得る。また、この構成は、同じまたは異なる材料の複数のオブジェクトを、同じ造形プラットフォーム２２上の別々の場所に、迅速に造形することを可能にする。また、この構成は、自律ユニット９０が、迅速かつ容易に保守するために生産プロセスから除去され得るため、また、実質的に中断されない生産を達成するために、別のユニット９０と迅速かつ容易に交換され得るため、堆積機構３０の保守を容易にする。複数のそのようなユニット９０を含むシステムは、最適化された生産のために必要に応じて、ユニット９０を特定の造形領域１３に割り当て、および再割り当てすることができる、大型の生産施設など、多数の異なる造形プラットフォーム２２で動作することができる。また、既存の技術に対するその他の利点および利点は、本明細書に記載されるシステム、装置、および方法によって提供され、当業者は、そのような利点および利点を認識するであろう。

【0120】

いくつかの代替的な実施形態および例を、本明細書で描写および図示してきた。当業者であれば、個別の実施形態の特徴、および構成要素の考えられる組み合わせおよび変形物を理解する。当業者であればさらに、任意の実施形態は、本明細書で開示したその他の実施形態との任意の組み合わせで提供され得ることを理解する。本発明は、その精神または中心的な特性から逸脱することなく、その他の特定の形態で具体化し得ることが理解される。よって、現在の例および実施形態は、あらゆる面で例証的であり、制限的ではないものと考慮され、また本発明は、本明細書で与えられた詳細に限定されないものとする。「第一の」、「第二の」、「上部」、「下部」、などの用語は、本明細書で使用されるとき、例証的な目的のみが意図され、いかなる方法でも実施形態を限定することがない。特に、これらの条件は、かかる条件により修正された構成要素のいかなる順序または位置も暗示しない。さらに、「複数」という用語は、本明細書で使用するとき、無限数に至るまで、必要に応じて離説的または接続的のいずれかでの１より大きい任意の数を示す。さらに、物品または装置の「提供」は、本明細書で使用するとき、物品に対して実施される将来的な行為について、物品を利用可能またはアクセス可能にすることを大まかに意味するもので、その物品を提供する当事者がその物品を製造、生産、または供給したこと、またはその物品を提供する当事者が、その物品について所有権または統制を持つことは暗示していない。従って、具体的な実施形態の図示および記載をしてきたが、数多くの変更が本発明の精神から著しく逸脱することなく思い浮かぶ。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20A】

【図20B】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24A】

【図24B】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41A】

【図41B】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48A】

【図48B】

【図49A】

【図49B】

【図49C】

【図49D】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】

【図56】

【図57】

【図58】

【図59】

【図60】

【図61A】

【図61B】

【図62】

【図63】

【図64】

【図65】

【図66】

【図67】

【図68】

【図69】

【図70】

【図71】

【図71A】

【図71B】

【図71C】

【図71D】

【図72】

【図73】

【図74】

【図75】

【図75A】

【図76】

【図77】

【図78】

【図79】

【図80】

【図81】

【図82】

【図83】

【図84】

【図85】

【図86】

【図87】

【図88】

【図89】

【図90】

【図91】

【図92】

【図93】