(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-21
(54)【発明の名称】液槽光重合プリンタのためのマルチマテリアル膜
(51)【国際特許分類】
B29C 64/223 20170101AFI20230913BHJP
B29C 64/124 20170101ALI20230913BHJP
【ＦＩ】
B29C64/223
B29C64/124
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023514826
(86)(22)【出願日】2021-08-20
(85)【翻訳文提出日】2023-03-02
(86)【国際出願番号】 US2021047014
(87)【国際公開番号】W WO2022051118
(87)【国際公開日】2022-03-10
(31)【優先権主張番号】16/948,118
(32)【優先日】2020-09-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】518113546
【氏名又は名称】ネクサ３ディー インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100144451
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 博子
(74)【代理人】
【識別番号】100224672
【弁理士】
【氏名又は名称】深田 孝徳
(72)【発明者】
【氏名】ジョウ ジェン－ドゥン
(72)【発明者】
【氏名】メダルジー イズハル
【テーマコード（参考）】
4F213
【Ｆターム（参考）】
4F213AJ05
4F213AJ09
4F213AR06
4F213AR12
4F213WA25
4F213WB01
4F213WL02
4F213WL12
4F213WL67
4F213WL87
4F213WL96
(57)【要約】
【課題】液槽光重合プリンタに使用され、粘着防止特性、並びに高い耐熱性、耐薬品性、強度、可撓性を有するマルチマテリアル膜を提供する。
【解決手段】 ３次元印刷システムのためのマルチマテリアル膜（１４）であって、膜は、シリコーンゴムの層（３４）にシリコーンゴムの層の第１の側で結合されたフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）又はポリオレフィンポリマーフィルム（３２）を備え、シリコーンゴムの層は、その第２の側にコーティング（３６）を有し、コーティングは、シリコーンゴムの層の面エネルギを低減するように構成される。
【選択図】図３
【解決手段】 ３次元印刷システムのためのマルチマテリアル膜（１４）であって、膜は、シリコーンゴムの層（３４）にシリコーンゴムの層の第１の側で結合されたフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）又はポリオレフィンポリマーフィルム（３２）を備え、シリコーンゴムの層は、その第２の側にコーティング（３６）を有し、コーティングは、シリコーンゴムの層の面エネルギを低減するように構成される。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
３次元印刷システム（１００）のためのマルチマテリアル膜（１４，２０４，５０２）であって、シリコーンゴムの層（３４）に該シリコーンゴムの層（３４）の第１の側で結合したフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）又はポリオレフィンポリマーフィルム、
を備え、
前記シリコーンゴムの層（３４）は、その第２の側にコーティング（３６）を有し、該コーティング（３６）は、該シリコーンゴムの層（３４）の面エネルギを低減するように構成される、
ことを特徴とするマルチマテリアル膜（１４，２０４，５０２）。
【請求項2】
前記コーティング（３６）は、シリコーンエラストマー、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ベースの材料、シリコーンエラストマーの硬化層、又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の層のうちの１つを備えることを特徴とする請求項１に記載のマルチマテリアル膜（１４，２０４，５０２）。
【請求項3】
前記ＦＥＰ又はポリオレフィンポリマーフィルム（３２）は、０．０３ｍｍから０．１ｍｍの厚みを有することを特徴とする請求項１に記載のマルチマテリアル膜（１４，２０４，５０２）。
【請求項4】
前記シリコーンゴムの層（３４）は、０．０３ｍｍから０．１ｍｍの厚みを有することを特徴とする請求項３に記載のマルチマテリアル膜（１４，２０４，５０２）。
【請求項5】
３次元印刷システム（１００）のための膜アセンブリ（２００）であって、請求項１に記載の前記マルチマテリアル膜（１４，２０４，５０２）と、
前記マルチマテリアル膜（１４，２０４，５０２）の周囲に固定されたフレーム（２０２，５０４）であって、第１の平面に沿って該マルチマテリアル膜（１４，２０４，５０２）を延伸するように構成された前記フレーム（２０２，５０４）と、
を備えることを特徴とする膜アセンブリ（２００）。
【請求項6】
前記フレーム（２０２，５０４）は、第１の複数の貫通孔（５１０ａ）と該フレーム（２０２，５０４）の面の周りに配分された第２の複数の磁化部分（５１２ａ）とを含むことを特徴とする請求項５に記載の膜アセンブリ（２００）。
【請求項7】
タンクアセンブリ（１０）と、請求項１に記載の前記マルチマテリアル膜（１４，２０４，５０２）と、
照明センブリ（２６）と、
前記照明センブリ（２６）と前記マルチマテリアル膜（１４，２０４，５０２）の間に固定された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）（２４，５０６）と、
を備えることを特徴とする３次元（３Ｄ）印刷システム（１００）。
【請求項8】
前記マルチマテリアル膜（１４，２０４，５０２）は、前記タンクアセンブリ（１０）の側壁（３００）の溝（３０４）と係合するリップ（２０６）を有するフレーム（２０２，５０４）内に固定されることを特徴とする請求項７に記載の３Ｄ印刷システム（１００）。
【請求項9】
膜（１４，２０４，５０２）が、シリコーンゴムの層（３４）に該シリコーンゴムの層（３４）の第１の側で結合したフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）又はポリオレフィンポリマーフィルム（３２）で構成される３次元印刷システム（１００）のためのマルチマテリアル膜（１４，２０４，５０２）を処理する方法であって、前記シリコーンゴムの層（３４）の面エネルギを低減するように構成されたコーティング（３６）を該シリコーンゴムの層（３４）の第２の側に付加する段階、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項10】
前記コーティング（３６）は、媒体中に分散されたシリコーンエラストマーを噴霧して該コーティング（３６）をそれが前記シリコーンゴムの層上にシリコーンフィルムを形成するまで硬化させる段階又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ベースの乾燥潤滑剤を噴霧する段階のうちの一方によって付加されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記コーティング（３６）は、媒体中に分散されたシリコーンエラストマーを噴霧し、かつ該コーティング（３６）をそれが前記シリコーンゴムの層（３４）上にシリコーンフィルムを形成するまで室温で硬化させることによって付加されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項12】
前記コーティング（３６）は、媒体中に分散されたシリコーンエラストマーを噴霧し、かつ該コーティング（３６）をそれが前記シリコーンゴムの層（３４）上にシリコーンフィルムを形成するまで室温よりも高い温度で硬化させることによって付加されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項13】
前記コーティング（３６）を付加する段階の前に前記シリコーンゴムの層（３４）の前記第２の側を溶剤で洗浄する段階を更に備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
〔関連出願〕
この出願は、２０２０年９月３日出願の米国特許出願第１６／９４８，１１８号に対する優先権を主張するものである。
この出願は、２０２０年９月３日出願の米国特許出願第１６／９４８，１１８号に対する優先権を主張するものである。
【0002】
本発明は、付加製造工程に関連し、特に、液槽光重合プリンタに使用されるマルチマテリアル膜に関する。
【背景技術】
【0003】
付加製造又は公知であるように３Ｄ印刷は、様々な物品の直接製造の異なる手段を提供する異なる技術の集合である。１つのそのような技術は、（典型的に）紫外線（ＵＶ）光源を使用する液槽に閉じ込められた粘性樹脂の選択的硬化を伴う液槽光重合である。樹脂は、製造下の物品が互いに接着する連続する一連の断面を通して生成されるように層毎に硬化される。
【0004】
液槽光重合印刷で重要な１つの問題は、印刷３次元物体が光硬化によってそこから得られる液体ポリマーが集められる液槽（又はタンク）の構成である。抽出プレートが上昇される時にポリマーの新たに形成された層が構成下の３次元物体の他の部分から引き裂かれるのを避けるために、液槽は、その面（典型的には、光硬化工程をトリガするための紫外線（ＵＶ）光の通過を可能にする透明ベース、例えば、石英又はホウケイ酸ガラス）からのこの形成したばかりの層の剥離を可能にしなければならない。多くの場合に、非粘着性コーティングが液槽の内面に付加され、硬化ポリマーの第１層が抽出プレートに接着し、かつ連続する層が順番に互いに接合することを可能にする。
【0005】
しかし、従来の液槽光重合プリンタでは、構成下の物体の面と液槽の透明ベースを覆う非粘着性材料との間に発生し、かつ物体を印刷することができる速度に制限効果を課する吸引効果が存在する。実際には、新たに形成されたポリマー層は、液槽の非粘着性面から距離「ｓ」（形成されている物体の次の層の厚みに等しい）で樹脂に浸漬されたままに留まり（両方の面は、形成されることになる層に精度を与えるために共平面かつ平坦である）、物体の新しい層は、その空間内で樹脂を光硬化させることによって発生される。空気の欠如は、高粘性液体によって囲まれた２つの面の間に真空を生成し、新しく形成された層が液槽面から離れるように変位される時に（物体の更に別の層が形成されるように空間を作るために）、この新しい層（厚みが僅か数十分の１ミリメートルである場合がある）によって被られる機械的応力は有意である場合がある。すなわち、新しく形成された層をそれが接着された以前の層が液槽の底面から垂直に離れるように急速に変位される場合に引き裂く付帯リスクが存在する。
【0006】
この引き裂きのリスクを低減するために、従来の印刷工程は、抽出版（及びそれに接着した物体）をゆっくりと上昇させるように行われた。これは、液槽光重合による３次元物体の生産速度をセンチメートル当たり数時間の程度に制限した。従って、そのような工程によって生成される新たに形成されたポリマー層に対する機械的応力を軽減する技術が開発された。１つのそのような技術は、液槽の底面と製作中の物品の間に可撓性の膜を導入することであった。２０１８年３月１９日に出願されて本発明の出願人に譲渡された米国特許出願第１５／９２５，１４０号明細書は、透明な自己潤滑性ポリマーで作られた１つのそのような可撓性膜を説明している。他の膜ベースの手法も使用されてきた。例えば、ＥｌｓｅｙによるＵ．Ｓ．ＰＧＰＵＢ ２０１４／０１９１４４２は、ＦＥＰフッ素重合体フィルムから作られた粘着防止面を有する膜を説明している。可撓性ではあるが、そのようなフィルムは、特に弾性というわけではない。Ｅｌｓｅｙによって考えられた他の材料は、ナイロン及びマイラー、又はシリコーンの層がポリエステルフィルムに結合された積層膜を含み、シリコーンは、膜の樹脂に面した側であり、ポリエステル裏打ちは、何らかの弾性を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】米国特許出願第１５／９２５，１４０号明細書
【特許文献2】Ｕ．Ｓ．ＰＧＰＵＢ ２０１４／０１９１４４２
【特許文献3】ＥＰ２０７４１８８ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ＦＥＰフッ素重合体膜は、確かに良好な粘着防止特性を提供するが、それらは、比較的硬質であり、従って、液槽面に直接に付加された粘着防止コーティングに優る多くの印刷速度の改善を提供しない。更に、それらの剛性は、膜が液槽光重合プリンタでのその設置中に破損されることに至る可能性がある。シリコーンゴム膜は、ＦＥＰフッ素重合体膜に優る改善された可撓性を提供し、それによってより高速の全体印刷速度を可能にすることができるが、それらは、それらがプリンタの液槽内の重合反応の発熱的性質に起因して生成されるもののような高温に露出された時に劣化しやすいので、摩滅しやすいという欠点がある。それらはまた、多孔質媒体であり、一部の３Ｄ印刷樹脂の構成成分に対して殆ど又は全く抵抗性を提供しない場合がある。
【0009】
本発明は、添付の図面の図に限定ではなく一例として示されている。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態によりマルチマテリアル膜を有する光硬化液体樹脂を閉じ込めるタンク内で物体を製作するための３Ｄ印刷システムの概略断面図である。
【図4】３Ｄ印刷システムのための膜アセンブリの斜視図である。
【図5】３Ｄ印刷システムのためのタンク側壁の斜視図である。
【図6A】タンク側壁の底部リムに固定された膜アセンブリを示す膜アセンブリ及びタンク側壁の断面図である。
【図6B】タンク側壁の底部リムに固定された膜アセンブリを示す膜アセンブリ及びタンク側壁の断面図である。
【図7A】ＬＣＤアセンブリに固定されたフレームアセンブリを示すフレームアセンブリ及びＬＣＤアセンブリの斜視図である。
【図7B】ＬＣＤアセンブリに固定されたフレームアセンブリを示すフレームアセンブリ及びＬＣＤアセンブリの斜視図である。
【図8】本発明の実施形態による改修キットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本明細書に開示するのは、液槽光重合プリンタに使用するためのマルチマテリアル膜の例である。
【0012】
図１は、物体（例えば、３Ｄ物体）２２を製作するために光硬化液体樹脂（典型的には液体ポリマー）１８を硬化するのに電磁放射線（例えば、ＵＶ光）が使用される本発明の実施形態によりマルチマテリアル膜を用いて構成された３Ｄ印刷システム１００の断面を描いている。物体２２は、層毎に製作され（すなわち、物体２２の新しい層は、物体２２の底面に隣接する液体ポリマー１８の層を光硬化させることによって形成される）、各新しい層が形成されると、物体は、ビルドプレート２０によって上昇させることができ、光硬化液体樹脂１８の次の層が新しく形成された層の下に引き込まれることを可能にする。この工程は、物体の製作が完了するまで追加の層を形成するために複数回繰り返すことができる。
【0013】
３Ｄ印刷システム１００は、光硬化液体樹脂１８を閉じ込めるためのタンク（又は液槽）１０を含む。タンク１０の底部（又は少なくともその一部分）は、光源２６からの電磁放射線がタンク１０に入ることを可能にするように樹脂の硬化に関連する波長で透明（又はほぼ透明）である可撓性マルチマテリアル膜１４によって密封される（すなわち、光硬化性液体ポリマー１８がタンク１０の外に漏れないように）。光源２６と光硬化液体樹脂１８の間にマスク２４（例えば、液晶層）が配置され、液体樹脂の選択的硬化を可能にする（これは、望ましい形状／パターンへの３Ｄ物体の形成を可能にする）。様々な実施形態では、マスク２４と光源２６の間にレンズ、反射器、フィルタ、及び／又はフィルムのような視準及び拡散要素を位置決めすることができる。これらの要素は、図面を不要に不明瞭にしないように図に示されていない。
【0014】
ホウケイ酸ガラス又は他の材料で形成されたプラテン又は裏当て部材１６が、マスク２４と可撓性マルチマテリアル膜１４の間に配置され、かつ構造的支持を提供する。プラテンはまた、樹脂の硬化に関連する１又は２以上の波長で透明（又はほぼ透明）である。他の事例では、プラテン１６は、金属又はプラスチックであり、かつ光源２６からの電磁放射線がタンク１０に入ることを可能にする透明窓を含む場合がある。他の実施形態では、マスク２４自体が個別の窓の代わりに使用される場合があり、その周囲は、ガスケットで密封される。マスク２４、プラテン１６、及び膜１４は、何らかの距離だけ互いから変位されるように示しているが、実際には、これらの構成要素は、あらゆる空気界面での屈折を防ぐために互いに接触するように位置決めすることができることに注意されたい。可撓性マルチマテリアル膜１４は、タンク又は他の開口部の縁部で液密周囲を維持するようにタンク１０の縁部に又は交換可能カートリッジアセンブリ（図示せず）に固定される（「液密」は、通常使用中にタンクが漏れないことを意味する）。
【0015】
３Ｄ印刷システム１００を使用して物体２２の層を製作する時に、電磁放射線は、放射線源２６からマスク２４、プラテン１６、及び膜１４を通ってタンク１０の中に放出される。電磁放射線は、物体２２の底部に隣接する画像平面上に画像を形成する。画像内の高い（又は中程度の）強度の区域は、光硬化液体樹脂１８の局所領域の硬化を引き起こす。新たに硬化した層は、物体２２の元の底面に接着し、可撓性マルチマテリアル膜１４の存在に起因してタンク１０の底面には実質的に接着しない。新たに硬化した層が形成された後に、電磁放射線の放出は、物体２２の別の新しい層を印刷することができるようにビルドプレート２０がタンクの底部から離れるように上昇される間に一時的に中断することができる（又は「連続印刷」の場合は中断されない）。
【0016】
ビルドプレート２０は、リードスクリュー１２又は他の配置を駆動するモータ（Ｍ）３０の作用によって上昇及び下降させることができる。モータシャフトの回転に起因するリードスクリュー１２の回転は、ビルドプレート２０をタンク１０の底部に対して上昇又は下降させる。他の実施形態では、線形アクチュエータ又は他の配置を使用してビルドプレート２０を上昇及び下降させることができる。
【0017】
印刷工程の態様は、プロセッサ実行可能命令が格納され、そのためにプロセッサがそれらの命令を実行する時にそれが上述の作用を引き起こす作動を実行するプロセッサ可読ストレージ媒体を有するプロセッサベースのシステムとして実施される場合があるコントローラ２８によって誘導される。例えば、取りわけ、コントローラ２８は、モータ３０を通じたビルドプレート２０の上昇／下降、光源２６の起動及び起動停止、及びマスク２４を通じた製作中の物体の断面画像の投影を命令することができる。図２は、そのようなコントローラ２８の例を提供しているが、全てのそのようなコントローラがコントローラ２８の全ての特徴を有する必要はない。例えば、ある一定のコントローラは、表示機能をコントローラに通信的に結合されたクライアントコンピュータによって提供することができるので又は表示機能が不要である場合があるのでディスプレイを含まない場合がある。そのような詳細は、本発明に対して重要ではない。
【0018】
コントローラ２８は、情報を通信するためのバス２８－２又は他の通信機構と、情報を処理するためにバス２８－２に結合されたプロセッサ２８－４（例えば、マイクロプロセッサ）とを含む。コントローラ２８はまた、プロセッサ２８－４によって実行される情報及び命令（例えば、ｇ－コード）を格納するためにバス２８－２に結合されたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他の動的ストレージデバイスのような主メモリ２８－６を含む。主メモリ２８－６はまた、プロセッサ２８－４によって実行される命令の実行中に一時的変数又は他の中間情報を格納するのに使用することができる。コントローラ２８は、プロセッサ２８－４のための静的情報及び命令を格納するためにバス２８－２に結合された読取専用メモリ（ＲＯＭ）２８－８又は他の静的ストレージデバイスを更に含む。プロセッサ２８－４がそこから読み取ることができるストレージデバイス２８－１０、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリベースのストレージ媒体、又は他のストレージ媒体が設けられ、かつ情報及び命令（例えば、オペレーティングシステム及びスライサーアプリケーションのようなアプリケーションプログラムなど）を格納するためにバス２８－２に結合される。
【0019】
コントローラ２８は、コンピュータユーザに情報を表示するためにバス２８－２を通じてフラットパネルディスプレイのようなディスプレイ２８－１２に結合することができる。英数字及び他のキーを含むキーボードのような入力デバイス２８－１４は、プロセッサ２８－４に情報及び指令選択を通信するためにバス２８－２に結合することができる。別のタイプのユーザ入力デバイスは、方向情報及び指令選択をプロセッサ２８－４に通信するための及びディスプレイ２８－１２上のカーソル移動を制御するためのマウス、トラックパッド、又は類似の入力デバイスのようなカーソル制御デバイス２８－１６である。マイク、スピーカなどのような他のユーザインタフェースデバイスは、詳細には示していないが、ユーザ入力の受信及び／又は出力の提示に関与する場合がある。
【0020】
コントローラ２８はまた、バス２８－２に結合された通信インタフェース２８－１８を含む。通信インタフェース２８－１８は、上述の様々なコンピュータシステムとの及びその間の接続性を提供するコンピュータネットワークとの双方向データ通信チャネルを提供することができる。例えば、通信インタフェース２８－１８は、１又は２以上のインターネットサービスプロバイダネットワークを通してインターネットにそれ自体が通信的に結合される互換ＬＡＮへのデータ通信接続を提供するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）カードである場合がある。そのような通信経路の正確な詳細は、本発明に対して重要ではない。重要なことは、コントローラ２８が、通信インタフェース２８－１８を通してメッセージ及びデータ、例えば、プリンタ１００を使用して生成される３Ｄ物品を表すデジタルファイルを送受信することができ、そのようにしてインターネットを通じてアクセス可能なホストと通信することができることである。コントローラ２８の構成要素は、単一デバイスに位置付けることができ、又は複数の物理的及び／又は地理的に分散されたデバイスに位置付けることができることに注意されたい。
【0021】
図３は、マルチマテリアル膜１４の断面図である。マルチマテリアル膜１４は、シリコーンゴム３４の層に結合されたフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）又はポリオレフィンポリマーフィルム３２で構成され、ＦＥＰ膜３２は、膜の樹脂に面する側であり、シリコーンゴム３４の層は、膜の液槽に面する又は光源に面する側である。シリコーンゴムの層３４は、その面エネルギ及び摩擦係数を低減するために被覆３６される。様々な実施形態では、ＦＥＰフィルム３２とシリコーンゴムの層３４との各々は、約０．０３ｍｍから０．１ｍｍのそれぞれの厚みを有することができる。膜１４のマルチマテリアル構成は、粘着防止特性（すなわち、膜が、新たに形成されたポリマー層が最小限の引き裂きでＦＥＰフィルムから分離することを可能にすることにより、急速印刷を可能にすることになることを意味する）、並びに高い耐熱性、耐薬品性、強度、及び可撓性の両方を提供する。
【0022】
シリコーンゴム層３４に付加されたコーティング３６は、３Ｄ印刷用途に使用される未処理シリコーンゴム膜に優る増大した耐久性を提供する。様々なコーティング３６、例えば、キシレン、酢酸三級ブチル、又は類似の溶剤のような媒体に分散させたシリコーンエラストマー（例えば、ジブチルインジラウレートのような触媒あり又はなしで、シランアセテート、シランエチルアセテート、シラントリアセテート、シランメチルトリアセテート、オクタメチルトリシロキサン、メチルヒドロシロキサン、シロキサン、及び以上の２又は３以上の混合物など）のような化学コーティングを使用することができる。これらのコーティングは、シリコーンゴム層３４の上に均一に付加され、薄いシリコーンフィルムを形成するために約５分から２４時間（硬化環境の相対湿度に依存する）にわたって昇温、例えば、８０－１５０℃、又は室温のいずれかで硬化させられ、かつコーティングのはけ塗り、浸漬、又は好ましくは噴霧によるそのいずれかで膜１４のシリコーンゴム層３４に付加することができる。被覆する前に、シリコーンゴム層３４は、コーティングの付加の前に完全に自然蒸発させるべきである適切な溶剤（例えば、シリコーンゴム層によって吸収されないことになるもの）を用いて洗浄することができる。コーティングは、シリコーンゴム層３４を完全に（又はほぼ完全に）覆うように付加され、次に、エラストマーが分散している溶剤が完全に蒸発するように室温で又は加熱によりそのいずれかで硬化させられる。
【0023】
これに代えて、コーティング３６は、数ミクロンの粒径を有するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ベースの乾燥潤滑剤のような物理的コーティング、例えば、流体推進剤中のＰＴＦＥのエマルジョンである場合がある。このような潤滑剤は、好ましくは噴霧されるが、シリコーンゴム層３４への均一な付加を提供するために刷毛塗り又は浸漬付加が使用される場合がある。これらの潤滑剤は、噴霧され、かつ典型的には室温でシリコーンゴム層の面に接着する（ファンデルワールス力により）薄層として乾燥する。付加の前に、シリコーンゴム層３４は、適切な溶剤で洗浄されてあらゆる汚れ又は他の面コーティングを除去する。シリコーンゴム層３４の面エネルギを低減する他のコーティングも使用することができる。
【0024】
コーティング３６の付加の前に、シリコーンゴム層３４は、ＦＥＰフィルム３２に結合される。例えばＥＰ２０７４１８８ Ａ１に説明されているようなプラズマエッチング処理を使用するか又は化学的エッチング処理を使用するあらゆる適切な結合技術を使用することができる。エッチングの後に、液体シリコーンゴムは、ＦＥＰフィルム３２の面に付加されて硬化させられる。その付加中に、液体シリコーンゴムの厚みは、例えば過剰液体を除去するためにローラ間に十分に定められた間隙を有するローラ配置を使用して又はＦＥＰフィルムの面から十分に定められた距離に維持されたブレードを使用して制御される。液体シリコーンゴムが硬化した状態で、コーティング３６がそれに付加される。被覆されたマルチマテリアル膜１４の使用寿命は、他の膜と比較して他の膜が同様に被覆されている場合でさえも非常に長い（例えば、被覆されたシリコーンゴム膜よりも２４倍程度長い）ことが見出されているが、マルチマテリアル膜はその使用寿命内の何らかの時点で再調整される必要があることになることが可能である。これを行うには、マルチマテリアル膜１４は、タンク１０から取り出され、洗浄され、新たなコーティング３６が付加される（例えば、噴霧、浸漬、又は刷毛塗りにより）。被覆される膜の面積に応じて、０．２グラム－１．５グラム、好ましくは、０．３６グラム－０．５グラムの間のコーティング層を付加することができる。
【0025】
改修は、マルチマテリアル膜１４及び／又は３Ｄ印刷システム１００の販売業者によるサービスとして提供される場合があるが、それは、改修キットの支援によって３Ｄ印刷システムのユーザによって行うこともできる。図８に示すようなそのようなキット６００は、コーティング材料６０２のサプライ、アプリケータ（例えば、スプレーボトル、ブラシ又はローラ、又は浸漬のための液槽）６０４、安全装置（手袋、ゴーグル、及びマスクのような）６０６、及び任意的な新たなコーティングが付加された後に使用するための膜のための乾燥ラック６０８を含むことができる。洗浄溶剤６１０も含まれる場合がある。
【0026】
上述のように、マルチマテリアル膜は、交換可能カートリッジアセンブリの一部とすることができる。図４は、本発明の実施形態による３Ｄ印刷システムのための膜アセンブリ２００の斜視図を描いている。膜アセンブリ２００は、放射線透過性で可撓性のマルチマテリアル膜２０４を含むことができ、その周囲は、フレーム２０２に固定される。フレーム２０２は、第１の平面に沿って膜２０４を延伸するように構成することができる。フレーム２０２は、第１の平面に垂直な方向に延びるリップ２０６を備える場合がある。リップ２０６は、タンク側壁の底部リムに固定することができる（後述するように）。膜アセンブリ２００は、タンク側壁の底部リムに固定された時に、光硬化液体樹脂を閉じ込めるように構成されたタンクの底部を形成する。図４では、フレーム２０２は、矩形形状を有するように描かれているが、正方形、長円形、円形などを含むフレーム２０２のための他の形状が可能である。
【0027】
図５は、３Ｄ印刷システムのためのタンク側壁３００の斜視図を描いている。タンク側壁３００は、溝３０４を有する底部リム３０２を含む。フレーム２０２のリップ２０６は、膜アセンブリ２００をタンク側壁３００のベースの上に固定するように溝３０４内に挿入することができる。タンク側壁３００の形状及び寸法は、フレーム２０２の形状及び寸法に適合しなければならない。例えば、フレーム２０２が矩形であった場合に、タンク側壁３００も矩形でなければならない（すなわち、上から見た時に）。
【0028】
図６Ａ及び６Ｂは、膜アセンブリ２００（フレーム２０２及び膜２０４を有する）及びタンク側壁３００の断面図を描いており、かつ膜アセンブリ２００がタンク側壁３００の底部リム３０２に固定される方法を示している。図６Ａは、タンク側壁３００の溝３０４の下で位置合わせしたフレーム２０２のリップ２０６を描いている。図６Ｂは、タンク側壁３００の溝３０４内に挿入されたフレーム２０２のリップ２０６を描いている。リップ２０６及び溝３０４は、互いに連結される場合があり（例えば、スナップ式取り付けで）、リップ２０６及び溝３０４の面が互いに接触するようにピッタリと嵌め込まれる場合がある（例えば、摩擦嵌め取り付けで）などである。一実施形態では、膜アセンブリ２００は、それがその有用寿命の終わりに廃棄される又は改修されるという点で「消耗」製品であると考えられる。従って、膜アセンブリ２００は、プリンタでのプリンタカートリッジ、かみそりでのかみそりブレードなどと類似の役割を果たすことができる。
【0029】
図７Ａ及び７Ｂは、フレームアセンブリ５００をＬＣＤアセンブリ５０１に固定することができる方法を示すフレームアセンブリ５００及びＬＣＤアセンブリ５０１の斜視図を描いている。フレームアセンブリ５００は、フレーム５０４と放射線透過可撓性マルチマテリアル膜５０２とを含むことができ、フレーム５０４は、膜５０２をその周囲に保持するように構成される。他の実施形態では、フレームアセンブリ５００は、膜５０２と透明ガラスプレートとの両方を支持することができる。フレーム５０４は、フレーム５０４の底面の周りに配分された貫通孔５１０ａ及び磁化部分５１２ａを備える場合がある。ＬＣＤアセンブリ５０１は、フレーム５０８及びＬＣＤ５０６を含むことができ、フレーム５０８は、ＬＣＤ５０６を保持するように構成される。フレーム５０６は、フレーム５０８の上面の周りに配分された貫通孔５１０ｂ及び磁化部分５１２ｂを備える場合がある。
【0030】
図７Ａに描かれているように、貫通孔５１０ａがフレーム５０４の底面の周りに配分されるパターンは、貫通孔５１０ｂがフレーム５０８の上面の周りに配分されるパターンの鏡像とすることができる。図５Ａに更に描かれているように、磁化部分５１２ａがフレーム５０４の底面の周りに配分されるパターンは、磁化部分５１２ｂがフレーム５０８の上面の周りに配分されるパターンのミラー画像とすることができる。磁化部分５１２ａの各１つは、フレーム５０４がフレーム５０８に近接して配置された時にフレーム５０４の底面がフレーム５０８の上面と自動的に接触し、貫通孔５１０ａの各１つが貫通孔５１０ｂの対応する１つと自動的に位置合わせするように、磁化部分５１２ｂの対応する１つに引き寄せることができる。ＬＣＤ５０６の周囲に又はその近くにガスケット５１４を配置することができる。ガスケット５１４の目的は、図７Ｃに関して以下で説明する。
【0031】
図７Ｂは、ＬＣＤフレーム５０８に固定されたフレーム５０４の斜視図を描いている。フレーム５０４は、放射線透過可撓性マルチマテリアル膜５０２と（任意的に）ガラスプレートとを取り囲んでいる。ＬＣＤ５０６は、図５Ｂでは見えないが、膜５０２のすぐ下に位置付けられる。この配置を固定するために、貫通孔５１０ａ及び５１０ｂの位置合わせしたペアを通して小さいスクリュー又はピンを挿入することができる。そのようなスクリュー又はピンのための開口部は、フレーム５０８の底面に位置付けることができる（描かれていない）。
【0032】
図７Ｃは、図７Ｂの線Ｉ－Ｉに沿った断面図を描いている。図７Ｃに示すように、フレームアセンブリ５００は、ＬＣＤアセンブリ５０１に固定される。より具体的には、フレーム５０４の底面は、フレーム５０８の上面に接触し、膜５０２は、ＬＣＤ５０６の上方に配置される。ガスケット５１４は、フレーム５０４の底面とフレーム５０８の上面の間の境界領域内に又はその近くに配置される。樹脂（又は別の流体）がフレーム５０４の底面とフレーム５０８の上面の間の境界領域を貫通することができる事象では、ガスケット５１４は、樹脂がＬＣＤ５０６と膜５０２の間を流れる（これは、ＬＣＤ５０６から投影される画像の望ましくない歪みに至る場合がある）ことを防ぐことができる。
【0033】
上述のように、貫通孔５１０ａと貫通孔５１０ｂを自動的に位置合わせするために磁石（又はフレームの磁化部分）が使用された。これに加えて又はこれに代えて、フレーム５０４の底面とフレーム５０８の上面との両方の上に配置された溝（例えば、のこぎり歯溝）（かつ特に上面での溝と相補的である底面での溝）も、自己位置合わせ機構として使用される場合がある。
【0034】
すなわち、液槽光重合プリンタに使用するためのマルチマテリアル膜の例を説明した。
【符号の説明】
【0035】
１４ マルチマテリアル膜
３２ ＦＥＰ又はポリオレフィンポリマーフィルム
３４ シリコーンゴム
３６ コーティング
３２ ＦＥＰ又はポリオレフィンポリマーフィルム
３４ シリコーンゴム
３６ コーティング
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【国際調査報告】