特許 7284183 使い捨て３Ｄプリンタカートリッジ

(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】2023-05-22

(45)【発行日】2023-05-30

(54)【発明の名称】使い捨て３Ｄプリンタカートリッジ

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/124 20170101AFI20230523BHJP

   B29C 64/259 20170101ALI20230523BHJP

   B29C 64/321 20170101ALI20230523BHJP

   B29C 64/25 20170101ALI20230523BHJP

【ＦＩ】

B29C64/124

B29C64/259

B29C64/321

B29C64/25

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020546484

(86)(22)【出願日】2019-03-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-07-15

(86)【国際出願番号】 CH2019050003

(87)【国際公開番号】W WO2019169511

(87)【国際公開日】2019-09-12

【審査請求日】2022-03-04

(31)【優先権主張番号】00278/18

(32)【優先日】2018-03-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CH

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】518196435

【氏名又は名称】コーブクス・アーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(72)【発明者】

【氏名】シュミット，マルコ

(72)【発明者】

【氏名】シュミット，ディーター

【審査官】田代 吉成

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－８９６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５３５０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１７８４９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６４／１２４

Ｂ２９Ｃ ６４／２５９

Ｂ２９Ｃ ６４／３２１

Ｂ２９Ｃ ６４／２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

露光デバイスに挿入することによって、付加層で構成される物体（３３）を製造するための、使い捨て３Ｄプリンタカートリッジ（１１）であって、前記カートリッジ（１１）は少なくとも１つの重合性液体（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）を内包するか、又は重合性液体を前記カートリッジ（１１）に充填でき、
前記カートリッジ（１１）は：
‐第１の下側ハウジング部分（１３）、
‐前記第１の下側ハウジング部分（１３）から取り外すことができる第２の上側ハウジング部分（１５）、
‐前記第２の上側ハウジング部分（１５）の下面を形成する支持プラットフォーム（３１）であって、付加層で構成される前記物体（３３）は、前記物体の構成中、前記支持プラットフォーム（３１）の外側に配設可能である、支持プラットフォーム（３１）、及び
‐前記第１の下側ハウジング部分（１３）の基部に対応する構成要素（３５）であって、前記物体（３３）の層を前記構成要素（３５）の内面上で重合させることができ、前記構成要素（３５）の前記内面は非粘着性コーティングを有する、構成要素（３５）
を備える、カートリッジ（１１）において、
前記第２の上側ハウジング部分（１５）は、前記物体（３３）を製造するための前記カートリッジを開けるために、前記第１の下側ハウジング部分（１３）から分離可能であり、前記第１の下側ハウジング部分（１３）は、上部は開放されて前記第２の上側ハウジング部分（１５）を受け入れる容器である、ことを特徴とする、カートリッジ（１１）。

【請求項2】

液体リザーバ（１９ａ）は、前記第２の上側ハウジング部分（１５）上に形成され、前記少なくとも１つの重合性液体（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）で充填されることを特徴とする、
請求項１に記載のカートリッジ。

【請求項3】

挿入空間（４９）は前記第２の上側ハウジング部分（１５）上に設けられ、前記挿入空間（４９）に液体リザーバ（１９ｂ）を挿入できることを特徴とする、請求項１又は２に記載のカートリッジ。

【請求項4】

前記液体リザーバ（１９ａ）は、第１の重合性液体（２１ａ）及び第２の重合性液体（２１ｂ）が充填された少なくとも第１及び第２の受入空間（２３）を有し、
前記受入空間の下端は混合チャンバ（２７）内に向かって開放され、
前記支持プラットフォーム（３１）は、前記混合チャンバ（２７）と流体連通する少なくとも１つの入口チャネル（２９）によって中断され、
前記入口チャネル（２９）は前記第１の下側ハウジング部分（１３）内に向かって開放され、これにより液体混合物（３７）を前記第１の下側ハウジング部分（１３）へと移すことができることを特徴とする、請求項２又は３に記載のカートリッジ。

【請求項5】

前記カートリッジ（１１）は１つの部品として設計され、前記第１の下側ハウジング部分（１３）から前記第２の上側ハウジング部分（１５）への移行部に所定の破壊点（１７）を有することを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載のカートリッジ。

【請求項6】

前記カートリッジ（１１）は２つの部品として設計され、前記第１の下側ハウジング部分（１３）及び第２の上側ハウジング部分（１５）は互いに着脱可能に接続されることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載のカートリッジ。

【請求項7】

前記第１の下側ハウジング部分（１３）及び前記第２の上側ハウジング部分（１５）は、前記第１の下側ハウジング部分（１３）から前記第２の上側ハウジング部分（１５）への移行部の領域において、伸縮式接続要素によって接続されることを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載のカートリッジ。

【請求項8】

前記第１の下側ハウジング部分（１３）の前記基部の外側は、第１の取り外し可能な保護カバー（４５）で覆われることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載のカートリッジ。

【請求項9】

前記第２の上側ハウジング部分（１５）の上部は、第２の取り外し可能な保護カバー（４７）で覆われることを特徴とする、請求項１～８のいずれか１項に記載のカートリッジ。

【請求項10】

前記液体リザーバ（１９ａ、１９ｂ）は少なくとも１つの栓（２５）を有し、前記栓（２５）により、前記液体（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）を押し出すことができ、また前記液体リザーバ（１９ａ、１９ｂ）の充填用開口を閉鎖できることを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載のカートリッジ。

【請求項11】

前記第１の下側ハウジング部分（１３）は第１の保持要素（３９）を有し、前記第１の保持要素（３９）によって前記第１の下側ハウジング部分（１３）を前記露光デバイス上に保持でき、また前記第１の保持要素（３９）により前記構成要素（３５）を前記露光デバイス上に固定できることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか１項に記載のカートリッジ。

【請求項12】

前記第２の上側ハウジング部分（１５）は第２の保持要素（４１）を有し、前記第２の保持要素（４１）により、前記第２の上側ハウジング部分（１５）を前記露光デバイス上に保持できることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか１項に記載のカートリッジ

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか１項に記載の使い捨て３Ｄプリンタカートリッジ（１１）と、第１の下側ハウジング部分（１３）及び第２の上側ハウジング部分（１５）を挿入できる露光デバイスとからなるシステムであって、
付加層で構成される物体（３３）は、支持プラットフォーム（３１）上の前記第１の下側ハウジング部分（１３）と前記第２の上側ハウジング部分（１５）との間において製造できる、システム。

【請求項14】

付加層からなる物体（３３）を製造するためのプロセスであって、以下のプロセスステップ：
‐第１の下側ハウジング部分（１３）を第２の上側ハウジング部分（１５）から分離することにより、請求項１～１２のいずれか１項に記載の使い捨て３Ｄプリンタカートリッジ（１１）を開放するステップ、
‐露光デバイス内で前記第１の下側ハウジング部分（１３）及び前記第２の上側ハウジング部分（１５）を固定するステップ、
‐前記露光デバイス上に設けられた少なくとも１つのプランジャを用いて、少なくとも１つの重合性液体（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）を前記第２の上側ハウジング部分（１５）から前記第１の下側ハウジング部分（１３）へと押し出すステップ、並びに
‐光への曝露によって層を硬化させる度に、前記第１の下側ハウジング部分（１３）と前記第２の上側ハウジング部分（１５）との間の距離を漸増させることにより、前記物体（３３）の前記付加層を漸進的に構成するステップを含む、プロセス。

【請求項15】

前記少なくとも１つの重合性液体（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）を押し出す前記ステップは、前記物体（３３）の構成前に完全に実施されるか、又は前記物体（３３）の前記層の構成中に同期的に実施されることを特徴とする、請求項１４に記載のプロセス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、露光デバイスに挿入することによって、付加層で構成される物体を製造するための、請求項１の前提部分による使い捨て３Ｄプリンタカートリッジ、使い捨て３Ｄプリンタカートリッジと露光デバイスとからなるシステム、及び請求項１６の前提部分による付加層からなる物体を製造するためのプロセスに関する。

【背景技術】

【0002】

付加製造デバイス（３Ｄプリンタ）は、ますます多くの産業において使用される。これは、他の製造プロセスと比べて、製品の複雑な造型が単純化される、又は初めて可能となるという事実によるものである。

【0003】

付加製造デバイスは、複雑な形状を有する物体を製造するために、医療分野においても使用される。これらの物体としては例えば、歯科クラウン、インプラント等が挙げられる。

【0004】

付加製造デバイスによって製造される物体が高い衛生要件を満たさなければならない場合、製造が開放された容器中で行われるため、問題が生じる。製造に必要な重合性液体は、貯蔵容器から取り出される。複数の液体を使用する場合、これらの液体は、開放された状態で混合される。従って、付加製造中の無菌条件は、遵守するのが困難であるか又は不可能である。付加製造デバイスはまた、衛生要件を満たすために、使用の度に入念に清掃しなければならない。

【0005】

上記物体は、重合性液体から製造される。未使用の重合性液体は、処分又は再利用されることが多い。しかしながら、経済的及び衛生的観点から、この手順は不利である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述の従来技術の欠点は、改善された衛生的及び経済的条件下で物体を製造できるように付加製造を改善するという、本発明の起点となる課題をもたらす。別の目的は、複数の層で構成される物体の製造のために、短い加工時間で多成分印刷材料を加工できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的は、露光デバイスに挿入することによって、付加層で構成される物体を製造するための、使い捨て３Ｄプリンタカートリッジによって達成され、上記カートリッジは：
‐第１の下側ハウジング部分、
‐上記第１のハウジング部分から取り外すことができる第２の上側ハウジング部分、
‐上記第２のハウジング部分の下面を形成する支持プラットフォームであって、付加層で構成される上記物体は、上記物体の構成中、上記支持プラットフォームの外側に配設可能である、支持プラットフォーム、及び
‐上記第１のハウジング部分の基部に対応する構成要素であって、上記物体の層を上記構成要素の内面上で重合させることができ、上記構成要素の上記内面は非粘着性コーティングを有する、構成要素
を備えることを特徴とする。

【0008】

上記カートリッジは、付加層で製造される物体に課される通常の衛生要件を全て満たすことができる。これは医療製品に関して特に重要である。このような医療製品としては、インプラント、歯科補綴物、又はクリーンルームクラスを達成しなければならないチップ産業の製品が挙げられる。インプラントに関する全ての医学的仕様を満たすことができる。上記カートリッジは、付加層で構成される物体、即ち三次元物品の製造に必要な全ての必須要素を内包する。カートリッジに内包される全ての要素は、カートリッジの内部に適切に封止され、物体の製造時にのみアクセスが提供される。上記カートリッジは、第１のハウジング部分から第２のハウジング部分を分離することによってのみ開放される。

【0009】

構成要素を第１のハウジング部分内に設けることにより、物体をカートリッジ内で良好に保護された状態で構成できる。構成要素は、３Ｄ印刷において通例の材料から製造できる。構成要素は好ましくは、非粘着性材料製の分離膜を含み、上記分離膜から、硬化した重合物体層を容易に取り外すことができる。分離膜は、テトラフルオロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）からなることが特に好ましい。というのは、この材料は多数の重合性樹脂に対して非粘着効果を有するためである。樹脂は好ましくは、光源、特にＵＶ光源を用いた照射により硬化できる。

【0010】

本発明のある好ましい実施形態では、第１のハウジング部分は、上部が開放されて第２のハウジング部分を受け入れる容器である。従って、カートリッジが保管及び封止される間、第２のハウジング部分の全ての要素は第１のハウジング部分によって良好に保護される。カートリッジを開けた後の物体の製造中であっても、第１のハウジング部分は第２のハウジング部分を取り囲み、製造中に物体を汚染及び機械的影響から保護する。

【0011】

本発明の特に好ましい実施形態では、液体リザーバは第２のハウジング部分上に形成され、上記液体リザーバは少なくとも１つの重合性液体で充填される。カートリッジは、必要な量及びタイプの少なくとも１つの重合性液体で充填されすぐに使用できる状態となり、上記少なくとも１つの液体は、カートリッジ内で長時間保管され、良好に保護される。従って、物体の構成に必要な量の液体混合物のみを活性化できる。カートリッジの非衛生的な繰り返し使用は、このような液体の量の限定によって防止される。

【0012】

本発明の更なる実施形態では、第２のハウジング部分上に挿入空間が設けられ、上記挿入空間に液体リザーバを挿入できる。上記挿入空間には、外部液体リザーバを挿入できる。外部液体リザーバは例えば、使用前に穿孔されるブリスターバッグであり得る。挿入空間を設けることにより、カートリッジは、多種多様な液体に適したものとなり、その用途において特に柔軟となる。

【0013】

液体リザーバは便宜上、第１及び第２の重合性液体が充填された少なくとも第１及び第２の受入空間を有し、上記受入空間の下端は混合チャンバ内に向かって開放され、支持プラットフォームは、混合チャンバと流体連通する少なくとも１つの入口チャネルによって中断され、上記入口チャネルは第１の下側ハウジング部分内に向かって開放され、これにより液体混合物を下側ハウジング部分へと移すことができる。液体リザーバのこれらの要素により、液体を、液体の加工の直前に混合し、完成した混合物としてハウジングの下側部分へと押し出すことができる。下側ハウジング部分の中では、構成要素は液体混合物で完全に覆われる。複数の入口チャネルを設けることも考えられる。これにより重合性液体を、用途に応じて混合していない状態又は部分的に混合した状態で、支持プラットフォームと構成要素との間の下側ハウジングへと移すことができる。

【0014】

カートリッジは便宜上、１つの部品として設計され、第１のハウジング部分から第２のハウジング部分への移行部に所定の破壊点を有する。カートリッジは、所定の破壊点を破壊することにより、更なる準備を要することなくすぐに使用できる状態に即座になり、２つのハウジング部分を露光デバイスに挿入できる。

【0015】

カートリッジが２つの部品として設計され、第１及び第２のハウジング部分が互いに着脱可能に接続されることも考えられる。この接続は着脱可能であるものの、保管中にカートリッジの要素が良好に保護されるように十分に封止される。

【0016】

本発明の特に好ましい実施形態では、第１及び第２のハウジング部分は、第１のハウジング部分から第２のハウジング部分への移行部の領域において、伸縮式接続要素によって接続される。この接続要素により、第１のハウジング部分と第２のハウジング部分との間の内部空間は、カートリッジが開放されて物体が内部空間で製造（印刷）されているときでさえ、環境から閉鎖されたままである。伸縮式接続要素は、２つのハウジング部分が印刷中に引き離されたとしても、２つのハウジング部分を接続する。好ましくは、伸縮式接続要素は、互いに対面する２つのハウジング部分の縁部に取り付けられるベローズである。第２のハウジング部分が第１のハウジング部分に対して上向きに移動する間に、ベローズを長さ方向に引き離すことができる。

【0017】

本発明の更なる好ましい実施形態では、第１のハウジング部分の基部の外側は、第１の取り外し可能な保護カバーで覆われる。従って構成要素は良好に保護され、必要があれば光源による照射のためにだけ解放される。

【0018】

第２のハウジング部分の上部が第２の取り外し可能な保護カバーで覆われると有利であることが分かった。結果として、液体リザーバ、特にその栓又は挿入空間は、カートリッジが挿入されていない間、汚染及び損傷から保護される。

【0019】

液体リザーバは便宜上少なくとも１つの栓を有し、この栓により、液体を押し出すことができ、また液体リザーバの充填用開口を閉鎖できる。栓により、液体空間を上から閉鎖でき、また液体空間から液体を完全に取り除くことができる。

【0020】

また、本発明は好ましくは、第１のハウジング部分は第１の保持要素を有し、この第１の保持要素によって第１のハウジング部分を露光デバイス上に保持でき、また第１の保持要素により構成要素を露光デバイス上に固定できることを特徴とする。第１のハウジング部分は好ましくは、第１の保持要素に嵌合によって接続される。例えば、第１の保持要素は、露光デバイスの溝に押し込むことができる突出部である。構成要素は、構成要素にプレテンションを付与することによって、支持プラットフォームに対して位置合わせ又は調整される。更に、構成要素にプレテンションを付与することにより平坦な印刷表面が得られ、構成要素から物体の硬化層をより容易に取り外すことができる。カートリッジを使用した後、嵌合によりカートリッジを露光デバイスからより容易に取り外すことができる。

【0021】

第２のハウジング部分が第２の保持要素を有していると有利であり、この第２の保持要素により、第２のハウジング部分を露光デバイス上に保持できる。第２のハウジング部分は、第２の保持要素により持上デバイスに固定される。持上デバイスは、物体の付加層を構成する間、第２のハウジング部分を第１のハウジング部分に対して持ち上げる。第１のハウジング部分と同様、第２のハウジング部分は好ましくは、持上デバイス上に嵌合によって保持される。結果として、第２のハウジング部分は、持上デバイスに迅速に固定され、持上デバイスから同様に迅速に取り外すことができる。

【0022】

本発明の別の態様は、上の記載による使い捨て３Ｄプリンタカートリッジと、第１及び第２のハウジング部分を挿入できる露光デバイスとからなるシステムに関し、付加層で構成される物体は、支持プラットフォーム上の第１のハウジング部分と第２のハウジング部分との間において、製造できる。従って、物体を製造するために必須の部品は、カートリッジに内包される。物体の層を硬化させるために必要な光源は、露光デバイスによって提供される。露光デバイスは持上デバイスも備え、この持上デバイスにより、上側ハウジング部分を下側ハウジング部分に対して持ち上げることができる。露光デバイスは少なくとも１つのプランジャも備え、この少なくとも１つのプランジャにより、液体を液体リザーバから下側ハウジング部分へと押し出すことができる。上記システムにより、露光デバイスを汚すことなく、付加層で構成される物体の衛生的な製造が可能となる。

【0023】

本発明の別の態様は、構成要素を有する露光デバイスに挿入することによって、付加層で構成される物体を製造するための、使い捨て３Ｄプリンタカートリッジに関し、ここでは液体リザーバがカートリッジ上に形成され、上記液体リザーバは少なくとも１つの重合性液体で充填されるか、又はカートリッジ上に挿入空間が設けられ、上記挿入空間には液体リザーバを挿入でき、上記カートリッジにはカートリッジの下面を形成する支持プラットフォームが形成され、付加層で構成される物体は、支持プラットフォームの外側に配設できる。この実施形態では、カートリッジは第２のハウジング部分のみからなる。第１のハウジング部分の要素、特に開放された容器及び容器の基部を形成する構成要素は、露光デバイスの一部である。この実施形態により、未使用の液体混合物を、衛生要件が比較的低い別の物体を構成するために使用できる。３Ｄプリンタにより、この実施形態は、第２のハウジング部分において重合性液体を混合することにより、均質な印刷材料を提供できる。

【0024】

本発明の別の態様は、付加層からなる物体を製造するためのプロセスに関し、上記プロセスは以下のプロセスステップを含む：
‐第１の下側ハウジング部分を第２の上側ハウジング部分から分離することにより、上の記載による使い捨て３Ｄプリンタカートリッジを開放するステップ、
‐露光デバイス内で第１及び第２のハウジング部分を固定するステップ、
‐露光デバイス上に設けられた少なくとも１つのプランジャを用いて、少なくとも１つの重合性液体を第２のハウジング部分から第１のハウジング部分へと押し出すステップ、並びに
‐光への曝露によって層を硬化させる度に、第１のハウジング部分と第２のハウジング部分との間の距離を漸増させることにより、物体の付加層を漸進的に構成するステップ。

【0025】

上記プロセスにより、付加層で構成される物体を、２つのハウジング部分内で保護された状態で、製造できる。光の照射により硬化させることができる必要な液体が上側ハウジング部分に既に充填されているため、液体の充填又は環境に対してオープンである他のプロセスステップによる物体の汚染は、確実に回避される。カートリッジは、物体を製造するために１度だけ使用されるよう構成される。カートリッジは、使用後に処分しなければならない。従って、これもまた物体の汚染につながるカートリッジの再利用は防止される。

【0026】

本発明のある好ましい実施形態では、少なくとも１つの重合性液体を押し出す上記ステップは、物体の構成前に完全に実施されるか、又は物体の層の構成と同時に、同期されて実施される。ほとんどの場合、少なくとも１つの重合性液体はまず、容器として使用される下側ハウジング部分へと押し出される。好ましくは、液体の量はちょうど、物体を構成できるのに十分な量である。しかしながら、混合された液体が短い加工時間を有し、下側ハウジング部分に入った直後に加工されることになる場合、液体を「ジャストインタイム（ｊｕｓｔ ｉｎ ｔｉｍｅ）」で下側ハウジング部分へと移すと有利である。これは、重合性液体の部分的供給が、上側ハウジング部分の下側ハウジング部分に対する漸進的な持ち上げに関連していることを意味する。

【0027】

更なる利点及び特徴は、概略図を参照した本発明の２つの例示的な実施形態の以下の説明から明らかとなる。図面は正確な縮尺で示されていない。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】図１は、本発明による使い捨て３Ｄプリンタカートリッジの第１の実施形態の長手方向断面図

【図2】図２は、本発明による使い捨て３Ｄプリンタカートリッジの第２の実施形態の長手方向断面図

【図3】図３は、付加層で構成される物体を製造した後の図１のカートリッジの長手方向断面図

【発明を実施するための形態】

【0029】

図１、３は、全体として参照符号１１で示される使い捨て３Ｄプリンタカートリッジの第１の実施形態を示す。

【0030】

カートリッジ１１は、第１の下側ハウジング部分１３、及び第２の上側ハウジング部分１５を備える。カートリッジ１１が露光デバイス（図示せず）に挿入される前に、２つのハウジング部分１３、１５を互いから分離させなければならない。カートリッジ１１は、露光デバイスの中で使用されるまで気密封止され、従って無菌条件下での使用に特に適している。

【0031】

２つのハウジング部分１３、１５は、所定の破壊点１７において互いに接続され、カートリッジ１１をすぐに使用できる状態とするためにこの点において分離できる。所定の破壊点１７は、１つの部品として製造されたカートリッジ１１に設けることができる。カートリッジ１１は好ましくは、射出成形によって製造される。第１及び第２のハウジング部分１３、１５が別個に製造される場合、これらは互いに着脱可能に接続され、これにより、カートリッジの内容物が封止される。図１、２に示すように、下側ハウジング部分１３は、上側ハウジング部分１５が受け入れられる、上部が開放された容器である。

【0032】

カートリッジの第１の実施形態（図１、３）によると、液体リザーバ１９ａが第２の上側ハウジング部分１５上に形成される。図面では、液体リザーバ１９ａの実施形態が示されており、ここでは光への曝露により重合可能な３つの異なる液体２１ａ、２１ｂ、２１ｃが、液体リザーバ１９ａの受入空間２３に充填されている。

【0033】

液体２１ａ、２１ｂ、２１ｃを、栓２５によって、これらを混合することにより活性化できる混合チャンバ２７へと押し出すことができる。混合チャンバ２７内に、液体２１を均質に混合する静的ミキサを設けることができる。液体２１ａ、２１ｂ、２１ｂは、入口チャネル２９を通って下側ハウジング部分１３に入ることができる。従って下側ハウジング部分１３は、活性化された液体混合物のための槽として機能できる。

【0034】

上側ハウジング部分１５の下面は、支持プラットフォーム３１で形成される。下側ハウジング部分１３に対面する支持プラットフォーム３１の外側には、製造対象の物体３３が構成される。

【0035】

下側ハウジング部分１３の基部は構成要素３５として設計され、この上で物体３３を重合できる。構成要素３５、又は少なくとも第２のハウジング部分１５に対面するその内面は、非粘着性コーティングを有する。結果として、光への曝露によって重合した層は、各層が硬化したときに構成要素３５から取り外すことができる。

【0036】

カートリッジ１１について、支持プラットフォーム３１及び構成要素３５の両方を備えると特に有利であることが分かった。物体３３は、支持プラットフォーム３１と構成要素との間に層として構成される。従って物体は、カートリッジ１１内の下側ハウジング部分１３と上側ハウジング部分１５との間において、いわゆるボトムアッププロセスにより製造される。これは、構成されることになる物体層が、液体表面（樹脂表面）上ではなく下側ハウジング部分１３の基部上に構成されることを意味する。物体は、上側ハウジング部分１５が下側ハウジング部分１３の基部から上向きに離れるように移動することにより構成されるため、少量の混合された液体（樹脂）３７が下側ハウジング部分１３に存在していれば十分である。基部又は構成要素３５は、層を構成するために、樹脂が基部と物体３３との間をいつでも流れることができるように、樹脂で覆われていなければならない。光源は基部の下方に配設されるため、基部又は構成要素３５は光透過性でなければならない。光源３５は好ましくはＵＶ光源である。

【0037】

物体３３の製造中に上側ハウジング部分１５が下側ハウジング部分１３から離れるように移動できるようにするために、ハウジング部分１３、１５の両方を露光デバイス内で固定できる。この目的のために、第１の保持要素３９が第１の下側ハウジング部分１３上に形成され、第２の保持要素４１が第２の上側ハウジング部分４１上に形成される。

【0038】

構成要素３５が光源４３によって上向きに押圧されてプレテンションを付与されるように、第１の保持要素３９を用いて下側ハウジング部分１３を露光デバイス内で保持できる。構成要素３５にプレテンションを付与することにより、構成要素３５が支持プラットフォーム３１に対して位置合わせ又は調整される。構成要素３５の正確な位置合わせにより、寸法公差が極めて小さい物体３３が可能となる。プレテンションを付与することにより、光の照射後の、構成要素３５からの各硬化層の取り外しを容易にすることもできる。

【0039】

構成要素３５は好ましくは分離膜を備える。分離膜は非粘着性材料で構成され、物体の硬化済みの重合層は、この分離膜から容易に取り外すことができる。分離膜がテトラフルオロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）からなることが特に好ましい。というのは、この材料は多数の光硬化性樹脂に対して非粘着効果を有するためである。

【0040】

第２の保持要素４１を用いて、露光デバイス上に上側ハウジング部分１５上を固定できる。露光デバイスは持上デバイスを備え、この持上デバイスにより、第２のハウジング部分１５を、第１のハウジング部分に対して、好ましくは持続的に持ち上げることができ、また再び降下させることもできる。物体３３の層が光源の付近で照射によって硬化するたびに、上側ハウジング部分１５は、物体３３が構成要素３５から取り外された後に、１層の厚さ分だけ持ち上げられる。

【0041】

露光デバイスは少なくとも１つのプランジャも有し、この少なくとも１つのプランジャを用いて栓２５を押し下げることができ、これによって、液体２１ａ、２１ｂ、２１ｃを受入空間２３から下側ハウジング部分１３へと押し出すことができる。

【0042】

物体は、カートリッジ１１が物体３３の製造時にのみ開放され、必要な量の液体２１ａ、２１ｂ、２１ｃが既に添加されており、物体がカートリッジ１１内で製造されるという点で、特に衛生的な条件下で製造できる。カートリッジ１１は使い捨てカートリッジとして提供される。物体３３の製造及びカートリッジ１１からの物体３３の取り外し後、カートリッジ１１は処分される。

【0043】

２つのハウジング部分１３、１５はそれぞれ、開放されている側に第１及び第２の取り外し可能な保護カバー４５、４７を備える。これにより、カートリッジ１１は使用時まで気密封止される。第１の保護カバー４５及び第２の保護カバー４７は、使用前に外さなければならない。第１の保護カバー４５は構成要素３５を保護し、第２の保護カバー４７は液体リザーバ１９ａ又は栓２５を保護し、これにより、これらが使用前に偶発的に押圧される又は汚染されることがなくなる。

【0044】

図２は、カートリッジ１１の第２の実施形態を示し、ここでは液体リザーバ１９ｂは第２のハウジング部分１５の一部ではなく、第２のハウジング部分１５上に設けられた挿入空間４９に挿入できる別個の部品である。結果として、この第２の実施形態によるカートリッジ１１は、別個に利用できる液体リザーバと共に使用できる。

【0045】

カートリッジ１１による物体３３の製造は、以下のプロセスステップで実施される：まず、上側ハウジング部分１５を下側ハウジング部分１３に対してねじることにより所定の破壊点１７を破壊することで、カートリッジ１１を開放する。結果として、既に気密接続されていた２つのハウジング部分１３、１５は互いから分離される。第１の保護カバー４５及び第２の保護カバー４７をハウジング部分１３、１５から外すことにより、カートリッジ１１がすぐに使用できる状態となる。

【0046】

カートリッジ１１を露光デバイスに挿入する際、上側ハウジング部分１５は下側ハウジング部分１３に受け入れられたままであり、ほんのわずかだけ持ち上げられる。従って、支持プラットフォーム３１及び構成要素３５は、カートリッジ１１の挿入中、保護され続ける。持ち上げることにより、第２の保持要素が持上デバイスに接続されるため、上側ハウジング部分１５を持上デバイスに接続できる。下側ハウジング部分１３は、第１の保持要素３９によって露光デバイスに接続される。このようにして、構成要素３５は光源４３によって位置合わせされる。

【0047】

次に、液体２１ａ、２１ｂ、２１ｃ（光硬化性樹脂）は、プランジャを用いて、液体リザーバ１９ａ又は１９ｂから下側ハウジング部分１３へと押し出される。プランジャは、露光デバイス上に設けられ、受入空間２３の数、及び栓２５の必要な変位経路に適応できる。

【0048】

混合された液体３７が構成要素３５を覆うと、物体３３の層の付加構成が始まる。光源４３を用いた照射によって層を硬化させた後、上側ハウジング部分１５は、持上デバイスによって、１層の厚さ分だけ下側ハウジング部分１３から持ち上げられる。従って２つのハウジング部分１３、１５間の距離は、物体の構成中に増大する。

【0049】

液体リザーバ１９ａ又は１９ｂが、層の構成の前ではなく、層の構成と同期して空になるようにすることも考えられる。これは、液体が加工の直前に混合される場合にのみ意味をなす。

【0050】

使い捨て３Ｄプリンタカートリッジ１１は、物体３３の製造の直前にのみ開放され、それ以前は気密封止されているため、極めて高い衛生標準を有する。更に使い捨て３Ｄプリンタカートリッジ１１は、物体３３を製造するために必要な量の硬化性液体２１ａ、２１ｂ、２１ｃのみを内包する。カートリッジ１１は、更なる清掃が必要とならないように、物体３３の製造後に処分される。従って、物体３３を製造するために、新品の衛生的に完璧なカートリッジ１１が常に使用される。

【符号の説明】

【0051】

１１ 使い捨て３Ｄプリンタカートリッジ
１３ 第１の下側ハウジング部分
１５ 第２の上側ハウジング部分
１７ 所定の破壊点
１９ａ、１９ｂ 液体リザーバ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 重合性液体
２３ 受入空間
２５ 栓
２７ 混合チャンバ
２９ 入口チャネル
３１ 支持プラットフォーム
３３ 付加層で構成される物体
３５ 構成要素
３７ 混合された液体
３９ 第１の保持要素
４１ 第２の保持要素
４３ 光源
４５ 第１の保護カバー
４７ 第２の保護カバー
４９ 挿入空間

【図1】

【図2】

【図3】