WO1992017329A1 - Process and device for producing a three-dimensional object - Google Patents

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WO1992017329A1
WO1992017329A1 PCT/EP1992/000689 EP9200689W WO9217329A1 WO 1992017329 A1 WO1992017329 A1 WO 1992017329A1 EP 9200689 W EP9200689 W EP 9200689W WO 9217329 A1 WO9217329 A1 WO 9217329A1
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radiation
displacement
channel
solidified
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PCT/EP1992/000689
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Hans J. Langer
Dave Retallick
Johannes Reichle
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Eos Gmbh Electro Optical Systems
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    • B29K2995/0073Roughness, e.g. anti-slip smooth

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing a three-dimensional object according to the preamble of claim 1 and claim 10.
  • Fig.l is a schematic side view of an embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a plan view of the embodiment according to Fig.l
  • FIG. 3 shows an enlarged sectional illustration of an embodiment of the body used in the device of FIGS. 1 and 2;
  • a container 1 which is open on its upper side, is filled to a level or a surface 2 with a light-curable, liquid plastic 3.
  • a carrier 4 In the container in the area of the plastic 3 there is a carrier 4 with an essentially flat and horizontal carrier plate 5 which is arranged parallel to the surface 2 and by means of a schematically indicated displacement or height adjustment device 6 perpendicular to the surface 2 or to the support plate 5 can be moved up and down and positioned.
  • the object 7 On the support plate 5 is the object 7, which is constructed from a plurality of layers 7a, 7b, 7c and 7d, each extending parallel to the surface 2 and to the support plate 5, in the manner described later.
  • a translucent body 8 in the form of a channel 9 which is open at the top is provided on the open top of the container 1.
  • the channel 9 consists of a translucent bottom area 10 and lateral edge regions 11, 12 projecting obliquely outwards and upwards therefrom.
  • the bottom area is essentially flat and is formed from a material that does not adhere to the plastic 3.
  • PTFE is preferably selected for this purpose, but polyethylene or quartz glass or a similar material which is permeable to light or UV radiation can also be used.
  • the edge regions 11, 12 can likewise either be formed from such a non-adhesive material or be coated with such a non-adhesive material.
  • the channel 9 extends over the open upper region of the container 1 at such a height above the container base that the base region 10 is at a height below the surface 2 and the upper edges of the container Edge regions 11, 12 are arranged above the surface 2, that is to say the channel 9 is immersed in the plastic 3 from above.
  • End plates 13, 14 are also provided at both ends of the channel, which prevent the plastic from penetrating into the cavity of the channel 9 from the sides.
  • the gutter " 9 is mounted in the manner indicated in FIGS. 1 and 2 on a support device 15 such that the gutter 9 in a plane parallel to the support plate 5 and to the surface 2 in a direction parallel to the longitudinal direction of the gutter 9 over the open top the container may ⁇ be erschoben. for this purpose, for example, each end of the channel to be slidably mounted on a guide extending parallel to or along the an ⁇ adjacent container wall guide rail 16,17. 9 the displacement takes place via a shifter 18 with a drive 19, which can be designed, for example, in the form of a spindle, cable or chain device known per se for stepless parallel displacement of the channel 9.
  • the solidification device 20 for radiography the channel 9 provided with light.
  • the solidification device 20 has an illumination device 21 with a light source 22, which generates a bundled light beam 24 via an optical system 23.
  • a UV light source, a laser or other light sources which can cause the plastic 3 to polymerize can be used as the light source 22.
  • a deflection mirror 25 is provided approximately in the middle above the container 1, which is gimbally suspended and can be pivoted by a schematically indicated pivoting device 26 such that the light beam 24 directed at the mirror 25 is reflected by the mirror 25 as a reflected light beam 27 at each point Surface 2 can be positioned.
  • a computer 28 is provided which is coupled to the lighting device 21, to the swivel device 26, to the displacement device 18 and to the height adjustment device 6 for carrying out the steps described below.
  • data about the shape of the object 7 are first created or stored in the computer 28 on the basis of a construction program or the like. These data are prepared for the production of the object 7 in such a way that the object is broken down into a multiplicity of horizontal layers which are thin in comparison to the object dimension and the shape data, for example in the form of data records, e.g. CAD data are provided for each layer 7a ... 7d of this large number of layers.
  • the creation and preparation of the data for each layer can take place before the production or at the same time as the production of each layer.
  • the container is then filled with plastic 3 to such an extent that the free surface 2 of the plastic bath is higher than the bottom area 10 of the channel 9, but lower than the upper edge of the edge areas 11, 12.
  • the amount by which the channel dips into plastic 3 from above (which is shown in FIG. indicated immersion depth d), is chosen so that unevenness of the surface 2 is safely above the underside of the bottom region 10 during operation.
  • the computer 28 controls the height adjustment device 6 such that there is a distance between the top of the carrier plate 5 and the underside of the bottom region 10 that corresponds precisely to the intended thickness of the first layer 7a.
  • the shifting device 18 is moved into a starting position, preferably at a lateral edge of the layer to be produced, and then horizontally or continuously by the computer in the shifting direction horizontally over the area of the carrier plate 5 on which the first layer is produced.
  • the computer 28 controls the illuminating device 21 and the swiveling device 26 in such a way that the light beam 27 in the manner indicated in FIG Place the liquid plastic layer between the base area 10 and the carrier plate 5.
  • the trough When the trough is advanced step by step, it is shifted from the first shifting position by a distance corresponding to the shape data to a new position and the deflecting mirror is moved by the computer by means of the swiveling device 26 pivoted accordingly so that when the next row is exposed while the channel is stationary, the reflected light beam again strikes the plastic 3 through the bottom area 10 of the channel.
  • the lateral swiveling of the light beam can take place in such a way that the points to be solidified are approached in a targeted manner and faded out in between or driven at a higher speed.
  • the computer 28 moves the channel 9 back to the starting position and lowers the support plate 5 via the height adjustment device 6 to such an extent that now between the top of the first layer 7a and the bottom of the bottom region 10 there is a distance corresponding to the thickness of the second layer 7b. Then the second layer 7b is solidified in the same manner as the first layer 7a. The other layers are then produced analogously.
  • the liquid plastic 3 flows from the edges of the layer to the center and initially forms a liquid layer with a thickness that decreases towards the center.
  • This irregularity in the layer thickness compensates more or less quickly, depending on the viscosity of the plastic. In the method described, however, this irregularity is irrelevant as long as it does not exceed the immersion dimension d at any point. However, this is already significant, "is present ahout the case, as a required for the known method a uniform layer thickness. Thus, a considerable acceleration results in the process.
  • Unregel bugs ⁇ are ßtechniken the layer thickness without affecting the JSxaktheit during the solidification of a layer of the Layer thickness and thus the shape of the object 7, since the lateral displacement of the channel immersed in the plastic always ensures an exact layer thickness.
  • the body is 8 formed as a hollow body in the form of a downwardly open channel 29, which is arranged relative to the container 1 in the same way as the channel 9.
  • the channel 29 has a light-permeable or radiation-permeable upper side 30 and on both sides thereof a downwardly protruding edge region 31, 32, the lower ends of which are arranged below the surface 2 and therefore protrude into the plastic 3.
  • the upper side 30 and the edge regions 31, 32 thus form a cavity 33 which, on its underside immersed in the plastic, has a slot-like opening 34 which extends in the longitudinal direction of the channel 29 and is closed at the bottom by the plastic 3.
  • the cavity 33 is connected to a supply 37 for inert gas, preferably nitrogen, via a line 35 and a pressure regulator 36.
  • a liquid which is immiscible and does not react with the material 3 can also be selected.
  • the height adjustment device 6 is actuated in such a way that the distance between the lower edge of the edge regions 31, 32 is slightly larger than the thickness of the layer to be consolidated (and preferably by an amount of 0.01 to 0.1mm).
  • the pressure in the cavity 33 is now adjusted or regulated with the aid of the regulator 36 such that the interface 38 between the gas in the cavity and the plastic 3 is arched out of the cavity downward by the same amount. This has the consequence that in the focus 39 of the light beam 27 entering through the upper side 30, the layer thickness of the liquid plastic corresponds exactly to the thickness of the layer to be solidified and can thus be solidified.
  • the lower edge of the edge regions 31, 32 remains at a corresponding distance above the upper side 40 of the solidified layer with each movement, so that sticking of the channel to the object is avoided.
  • the movement of the channel 29 and the consolidation of successive layers then take place in the same way as in the embodiment in FIG. 3.
  • the described device and the method are possible.
  • plastic or metal powder can also be used and solidified by the action of light or laser (laser sintering).
  • the material can also be solidified by other forms of electromagnetic radiation or thermal radiation.
  • the level of the plastic surface 2 together with the channel 9 or 29 or the body 8 can also be raised accordingly.
  • the channel itself can also be formed in one piece from a radiation-permeable material and in other cross-sectional shapes, for example semicircular or rectangular, and be inclined or tilted or provided with different edge areas, so that one of the edge areas, preferably the front area in the feed direction, further immersed in the material 3. It is also possible to omit the base region 10 or the top side 30, so that the body 8 consists only of two profiles which extend transversely across the container and which are so small, preferably smaller, on their underside which dips into the material than 1mm, have that the material 3 due to its surface tension not in the. Space between the profiles occurs.
  • the method according to the invention can also be carried out with a single profile of this type if the radiation action for solidification is carried out on the rear side in the displacement direction of the profile in the region formed there during the displacement with the surface 2 lowered, that is to say directly adjacent to the profile .
  • the non-stick coating can be obtained by choosing the material of the channel or by means of appropriate coatings, coatings, foils, etc.
  • the body 8 can be vibrated by means of a vibration device, for example an ultrasound source, in order to reduce the adhesion.
  • a vibration device for example an ultrasound source
  • the distance of the base region 10 of the carrier plate 5 or the preceding layer is selected to be slightly larger than the layer thickness of the layer to be solidified, so that a thin liquid film remains underneath the base region 10.
  • the exact layer thickness is obtained by adjusting the focus of the light beam 24, 27 by a corresponding amount below the underside of the floor area, which acts as a reference surface.
  • the scanner consisting of light source 22 and deflecting mirror 25 on channel 9 or 29 or to couple it to displacement device 18, so that light beam 24, 27 is deflected only in the longitudinal direction of channel 9 or 29 got to.
  • one or more glass fiber light guides can also be used, which are either shifted along the channel or the body accordingly or at a plurality of locations along the channel corresponding to the shape data or the body are firmly attached, so that a displacement in the longitudinal direction of the channel or the body is no longer necessary.
  • Permanently installed light sources are also possible at these points of the channel or the body.
  • the body 8 can also be cup-shaped with an open top according to the embodiment according to FIG.

Abstract

In a device or process for producing an object by the successive securing of superimposed layers in a bath of fluid or powdered material by the action of electromagnetic radiation, there arises the problem of how to adjust the layer thickness of the material quickly and accurately before securing. To solve this problem it is proposed to adjust the distance between a base plate or the layer already secured and the top of the bath in such a way that it is greater than the thickness of the layer to be secured, to form a region at the point of action of the radiation in the bath with a surface reduced in suitable proportion to the thickness of the layer to be secured and to shift the region together with the position of the effect of the radiation to secure the object along the surface of the bath.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts Method and device for producing a three-dimensional object
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts nach dem Ober¬ begriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 10.The invention relates to a method and a device for producing a three-dimensional object according to the preamble of claim 1 and claim 10.
Ein Beispiel für ein derartiges Verfahren ist unter dem Be¬ griff "Stereographie" bzw. "Stereolithographie" bekannt und in dem Artikel von Hideo Koda a , "Automatic method for fabricating a three-dimensional plastic model with photo-hardening polymer", Rev.Sci.Instrum. 52(11), Nov. 1981, Seiten 1770 bis 1773, beschrieben. Bei diesem Verfahren wird nach dem Verfestigen einer Schicht das Objekt abgesenkt, so daß sich auf der verfestigten Schicht eine flüssige Schicht des Kunststoffs bilden kann. Hierbei tritt das Problem auf, daß die Dicke dieser Kunststoffschicht, die .die Schichtdicke der nächsten Schicht darstellt und damit die Herstellungs¬ genauigkeit maßgebend beeinflußt, nicht exakt eingestellt werden kann bzw. davon abhängt, wie schnell der flüssige Kunstoff beim Absenken auf die verfestigte Schicht strömen kann und eine eventuell überschüssige Menge wieder abströmen kann. Die Schichtdicke ist bei diesem Verfahren also nicht genau definiert und zudem wird, je nach Viskosität des Kunst¬ stoffs, eine erhebliche Zeit zum Einstellen einer gewünschten Dicke benötigt.An example of such a method is known under the term "stereography" or "stereolithography" and in the article by Hideo Koda a, "Automatic method for fabricating a three-dimensional plastic model with photo-hardening polymer", Rev. Sci.Instrum. 52 (11), Nov. 1981, pages 1770 to 1773. In this method, the object is lowered after a layer has solidified, so that a liquid layer of the plastic can form on the solidified layer. The problem arises here that the thickness of this plastic layer, which represents the layer thickness of the next layer and thus decisively influences the manufacturing accuracy, cannot be set exactly or depends on how quickly the liquid plastic drops onto the solidified layer can flow and any excess amount can flow out again. The layer thickness is therefore not precisely defined in this method and, depending on the viscosity of the plastic, a considerable time is required to set a desired thickness.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Herstellung des Ob¬ jekts zu beschleunigen. Ferner soll auch die Genauigkeit bei der Herstellung des Objekts verbessert werden.It is therefore an object of the invention to accelerate the manufacture of the object. Furthermore, the accuracy in the manufacture of the object is also to be improved.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren bzw. die in Anspruch 10 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge¬ kennzeichnet.This object is achieved by the method characterized in claim 1 and the device characterized in claim 10. Developments of the invention are characterized in the subclaims.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:Further features and advantages of the invention result from the description of exemplary embodiments with reference to the figures. From the figures show:
Fig.l eine schematische Seitenansicht einer Ausführungs- form der erfindungsgemäßen Vorrichtung;Fig.l is a schematic side view of an embodiment of the device according to the invention;
Fig.2 eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach Fig.l;2 shows a plan view of the embodiment according to Fig.l;
Fig.3 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Ausfüh¬ rungsform des in der Vorrichtung der Figuren 1 und 2 verwendeten Körpers; und3 shows an enlarged sectional illustration of an embodiment of the body used in the device of FIGS. 1 and 2; and
Fig.4 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines in der Vorrichtung der Figu¬ ren 1 und 2 verwendbaren Körpers.4 shows an enlarged sectional illustration of a further embodiment of a body which can be used in the device of FIGS. 1 and 2.
Ein auf seiner Oberseite offener Behälter 1 ist bis zu einem Niveau bzw einer Oberfläche 2 mit einem lichthärtbaren, flüs¬ sigen Kunststoff 3 gefüllt. Im Behälter befindet sich im Be¬ reich des Kunststoffs 3 ein Träger 4 mit einer im wesentli¬ chen ebenen und horizontalen Trägerplatte 5, die parallel zur Oberfläche 2 angeordnet ist und mittels einer schematisch an¬ gedeuteten Verschiebe- oder Höheneinstellvorrichtung 6 senk¬ recht zur Oberfläche 2 bzw. zur Trägerplatte 5 auf und ab verschoben und positioniert werden kann.A container 1, which is open on its upper side, is filled to a level or a surface 2 with a light-curable, liquid plastic 3. In the container in the area of the plastic 3 there is a carrier 4 with an essentially flat and horizontal carrier plate 5 which is arranged parallel to the surface 2 and by means of a schematically indicated displacement or height adjustment device 6 perpendicular to the surface 2 or to the support plate 5 can be moved up and down and positioned.
Auf der Trägerplatte 5 befindet sich das Objekt 7, das aus einer Mehrzahl von Schichten 7a, 7b, 7c und 7d, die sich je¬ weils parallel zur Oberfläche 2 und zur Trägerplatte 5 er¬ strecken, in der später beschriebenen Weise aufgebaut wird.On the support plate 5 is the object 7, which is constructed from a plurality of layers 7a, 7b, 7c and 7d, each extending parallel to the surface 2 and to the support plate 5, in the manner described later.
An der offenen Oberseite des Behälters 1 ist ein lichtdurch¬ lässiger Körper 8 in Form einer nach oben offenen Rinne 9 vorgesehen. Wie insbesondere aus Figur 3 ersichtlicht ist, besteht die Rinne 9 aus einem lichtdurchlässigen Bodenbereich 10 und davon schräg nach außen und oben abstehenden seitli¬ chen Randbereichen 11,12. Der Bodenbereich ist im wesentlichen eben und aus einem Material geformt, das an dem Kunststoff 3 nicht haftet. Vorzugsweise wird hierfür PTFE ge¬ wählt, es kann aber auch Polyäthylen oder Quarzglas oder ein ähnliches, für Licht oder UV-Strahlung durchlässiges Material verwendet werden. Die Randbereiche 11,12 können ebenfalls entweder aus einem derartigen nichthaftenden Material gebil¬ det oder mit einem solchen nichthaftenden Material überzogen sein.A translucent body 8 in the form of a channel 9 which is open at the top is provided on the open top of the container 1. As can be seen in particular from Figure 3, the channel 9 consists of a translucent bottom area 10 and lateral edge regions 11, 12 projecting obliquely outwards and upwards therefrom. The bottom area is essentially flat and is formed from a material that does not adhere to the plastic 3. PTFE is preferably selected for this purpose, but polyethylene or quartz glass or a similar material which is permeable to light or UV radiation can also be used. The edge regions 11, 12 can likewise either be formed from such a non-adhesive material or be coated with such a non-adhesive material.
Wie insbesondere aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, er¬ streckt sich die Rinne 9 guer über den offenen oberen Bereich des Behälters 1 in einer solchen Höhe über dem Behälterboden, daß der Bodenbereich 10 in einer Höhe unter der Oberfläche 2 und die Oberkanten der Randbereiche 11,12 über der Oberfläche 2 angeordnet sind, daß also die Rinne 9 von oben in den Kunststoff 3 eintaucht. An beiden Enden der Rinne sind ferner Endplatten 13, 14 vorgesehen, die ein Eindringen des Kunst¬ stoffs in den Hohlraum der Rinne 9 von den Seiten her verhin¬ dern.As can be seen in particular from FIGS. 1 and 2, the channel 9 extends over the open upper region of the container 1 at such a height above the container base that the base region 10 is at a height below the surface 2 and the upper edges of the container Edge regions 11, 12 are arranged above the surface 2, that is to say the channel 9 is immersed in the plastic 3 from above. End plates 13, 14 are also provided at both ends of the channel, which prevent the plastic from penetrating into the cavity of the channel 9 from the sides.
Die Rinne"9 st in der in den Figuren 1 und 2 angedeuteten Weise an einer Tragvorrichtung 15 derart gelagert, daß die Rinne 9 in einer Ebene parallel zur Trägerplatte 5 und zur Oberfläche 2 in einer Richtung guer zur Längsrichtung der Rinne 9 über die offene Oberseite des Behälters^ erschoben werden kann. Zu diesem Zweck kann beispielsweise jedes Ende der Rinne 9 an einer sich parallel zur oder entlang der an¬ grenzenden Behälterwand erstreckenden Führungsschiene 16,17 verschiebbar gelagert sein. Die Verschiebung erfolgt über eine Verschiebevorrichtung 18 mit einem Antrieb 19, die bei¬ spielsweise in Form einer an sich bekannten Spindel-, Seilzug- oder Kettenvorrichtung zum stufenlosen Parallel-Verschieben der Rinne 9 ausgebildet sein kann.The gutter " 9 is mounted in the manner indicated in FIGS. 1 and 2 on a support device 15 such that the gutter 9 in a plane parallel to the support plate 5 and to the surface 2 in a direction parallel to the longitudinal direction of the gutter 9 over the open top the container may ^ be erschoben. for this purpose, for example, each end of the channel to be slidably mounted on a guide extending parallel to or along the an¬ adjacent container wall guide rail 16,17. 9 the displacement takes place via a shifter 18 with a drive 19, which can be designed, for example, in the form of a spindle, cable or chain device known per se for stepless parallel displacement of the channel 9.
Ferner ist eine Verfestigungsvorrichtung 20 zum Durchstrahlen der Rinne 9 mit Licht vorgesehen. Die Verfestigungsvorrich¬ tung 20 weist eine Beleuchtungsvorrichtung 21 mit einer Lichtquelle 22 auf, die über eine Optik 23 einen gebündelten Lichtstrahl 24 erzeugt. Als Lichtquelle 22 kommt je nach Art des verwendeten Kunststoffs eine UV-Lichtquelle, ein Laser oder andere Lichtquellen, die eine Polymerisierung des Kunst¬ stoffs 3 bewirken können, in Frage. Etwa mittig oberhalb des Behälters 1 ist ein Umlenkspiegel 25 vorgesehen, der kardanisch aufgehängt ist und von einer schematisch angedeu¬ teten Schwenkvorrichtung 26 so geschwenkt werden kann, daß der auf den Spiegel 25 gerichtete Lichtstrahl 24 vom Spiegel 25 als reflektierter Lichtstrahl 27 an jeder Stelle der Ober¬ fläche 2 positioniert werden kann.There is also a solidification device 20 for radiography the channel 9 provided with light. The solidification device 20 has an illumination device 21 with a light source 22, which generates a bundled light beam 24 via an optical system 23. Depending on the type of plastic used, a UV light source, a laser or other light sources which can cause the plastic 3 to polymerize can be used as the light source 22. A deflection mirror 25 is provided approximately in the middle above the container 1, which is gimbally suspended and can be pivoted by a schematically indicated pivoting device 26 such that the light beam 24 directed at the mirror 25 is reflected by the mirror 25 as a reflected light beam 27 at each point Surface 2 can be positioned.
Ferner ist ein Rechner 28 vorgesehen, der mit der Beleuch¬ tungsvorrichtung 21, mit der Schwenkvorrichtung 26, mit der Verschiebevorrichtung 18 und mit der Höheneinstellvorrichtung 6 zur Durchführung der im folgenden beschriebenen Schritte gekoppelt ist.Furthermore, a computer 28 is provided which is coupled to the lighting device 21, to the swivel device 26, to the displacement device 18 and to the height adjustment device 6 for carrying out the steps described below.
Im Betrieb werden zunächst im Rechner 28 aufgrund eines Kon- struktionsprogrammes oder dgl. Daten über die Form des Ob¬ jekts 7 erstellt bzw. abgespeichert. Diese Daten werden für die Herstellung des Objekts 7 so aufbereitet, daß das Objekt in eine Vielzahl von horizontalen, im Vergleich zur Objekt¬ dimension dünnen Schichten zerlegt wird und die Formdaten beispielsweise in Form von Datensätzen, z.B. CAD-Daten, für jede Schicht 7a...7d dieser Vielzahl von Schichten bereitge¬ stellt werden. Die Erstellung und Aufbereitung der Daten für jede Schicht kann dabei vor der Herstellung oder auch gleich¬ zeitig mit der Herstellung jeder Schicht erfolgen.In operation, data about the shape of the object 7 are first created or stored in the computer 28 on the basis of a construction program or the like. These data are prepared for the production of the object 7 in such a way that the object is broken down into a multiplicity of horizontal layers which are thin in comparison to the object dimension and the shape data, for example in the form of data records, e.g. CAD data are provided for each layer 7a ... 7d of this large number of layers. The creation and preparation of the data for each layer can take place before the production or at the same time as the production of each layer.
Der Behälter wird dann mit Kunststoff 3 soweit gefüllt, daß die freie Oberfläche 2 der Kunststoffbades höher liegt als der Bodenbereich 10 der Rinne 9, aber niedriger als die Ober¬ kante der Randbereiche 11,12. Der Betrag, um den die Rinne von oben in den Kunststoff 3 eintaucht (die in Figur 3 ange- deutete Eintauchtiefe d) , wird dabei so gewählt, daß Unebenheiten der Oberfläche 2 im Betrieb sicher oberhalb der Unterseite des Bodenbereichs 10 liegen.The container is then filled with plastic 3 to such an extent that the free surface 2 of the plastic bath is higher than the bottom area 10 of the channel 9, but lower than the upper edge of the edge areas 11, 12. The amount by which the channel dips into plastic 3 from above (which is shown in FIG. indicated immersion depth d), is chosen so that unevenness of the surface 2 is safely above the underside of the bottom region 10 during operation.
Zur Herstellung der ersten Schicht 7a steuert nun der Rechner 28 die Höheneinstellvorrichtung 6 so, daß zwischen der Oberseite der Trägerplatte 5 und der Unterseite des Boden¬ bereichs 10 ein gerade der vorgesehenen Dicke der ersten Schicht 7a entsprechender Abstand vorliegt. Die Verschiebe¬ vorrichtung 18 wird in eine Ausgangsposition, vorzugsweise an einem seitlichen Rand der herzustellenden Schicht, und dar¬ aufhin vom Rechner schrittweise oder kontinuierlich in Ver¬ schieberichtung horizontal über den Bereich der Trägerplatte 5, auf dem die erste Schicht erzeugt wird, bewegt. Bei dieser Verschiebung steuert der Rechner 28 die Beleuchtungsvorrich¬ tung 21 und die Schwenkvorrichtung 26 derart, daß der Lichtstrahl 27 in der in Figur 1 angedeuteten Weise von oben durch den lichtdurchlässigen Bodenbereich 10 hindurch auf den im Rechner 28 erstellten und aufbereiteten Formdaten der Schicht 7a entsprechenden Stellen der flüssigen Kunststoff¬ schicht zwischen dem Bodenbereich 10 und der Trägerplatte 5 auftrifft. Dies erfolgt derart, daß der Umlenkspiegel 25 syn¬ chron mit der Verschiebung der Rinne 9 so bewegt wird, daß der Lichtstrahl 24,27 im Längsrichtung der Rinne 9 an die vorgesehenen Stellen abgelenkt wird. Dadurch wird der Kunst¬ stoff an den Auftreffpunkten des Lichtstrahls in einer Linie oder Reihe entlang der Längsrichtung der Rinne und unterhalb dieser durch Polymerisation verfestigt. Wird die Rinne konti¬ nuierlich verschoben, ergibt sich durch die Überlagerung der Verschiebebewegung de ^ Rinne 9 mit der Bewegung des Lichtstrahls 27 entlang der Rinne eine schräge oder sägezahn- artige Bewegung des reflektierten Lichtstrahls 27 über die Oberfläche 2, bis die Schicht vollständig verfestigt ist. Bei schrittweisem Vorschub der Rinne wird diese von der ersten Verschiebeposition um eine den Formdaten entsprechende Strecke auf eine neue Position verschoben und der Umlenkspie¬ gel mittels der Schwenkvorrichtung 26 vom Rechner.28 entsprechend so geschwenkt, daß bei der Belichtung der näch¬ sten Reihe während des Stillstands der Rinne wiederum der reflektierte Lichtstrahl durch den Bodenbereich 10 der Rinne auf den Kunststoff 3 auftrifft. Die seitliche Verschwenkung des Lichtstrahls kann dabei so erfolgen, daß die zu verfestigenden Stellen gezielt angefahren und dazwischen aus¬ geblendet oder mit höherer Geschwindigkeit gefahren wird.To produce the first layer 7a, the computer 28 controls the height adjustment device 6 such that there is a distance between the top of the carrier plate 5 and the underside of the bottom region 10 that corresponds precisely to the intended thickness of the first layer 7a. The shifting device 18 is moved into a starting position, preferably at a lateral edge of the layer to be produced, and then horizontally or continuously by the computer in the shifting direction horizontally over the area of the carrier plate 5 on which the first layer is produced. During this shift, the computer 28 controls the illuminating device 21 and the swiveling device 26 in such a way that the light beam 27 in the manner indicated in FIG Place the liquid plastic layer between the base area 10 and the carrier plate 5. This is done in such a way that the deflecting mirror 25 is moved synchronously with the displacement of the channel 9 in such a way that the light beam 24, 27 is deflected in the longitudinal direction of the channel 9 to the intended locations. As a result, the plastic is solidified at the points of incidence of the light beam in a line or row along the longitudinal direction of the channel and below it by polymerization. If the gutter shifted konti¬ ously, the displacement movement of de ^ channel 9 arises by the superposition with the movement of the light beam 27 along the trough an inclined or sawtooth-like movement of the reflected light beam 27 across the surface 2, is completely solidified until the layer . When the trough is advanced step by step, it is shifted from the first shifting position by a distance corresponding to the shape data to a new position and the deflecting mirror is moved by the computer by means of the swiveling device 26 pivoted accordingly so that when the next row is exposed while the channel is stationary, the reflected light beam again strikes the plastic 3 through the bottom area 10 of the channel. The lateral swiveling of the light beam can take place in such a way that the points to be solidified are approached in a targeted manner and faded out in between or driven at a higher speed.
Nachdem die erste Schicht 7a in dieser Weise verfestigt ist, fährt der Rechner 28 die Rinne 9 in die Ausgangsposition zu¬ rück und senkt die Trägerplatte 5 über die Höheneinstellvor¬ richtung 6 soweit ab, daß jetzt zwischen der Oberseite der ersten Schicht 7a und der Unterseite des Bodenbereichs 10 ein der Dicke der zweiten Schicht 7b entsprechender Abstand vor¬ liegt. Daraufhin wird die zweite Schicht 7b in der gleichen Weise wie die erste Schicht 7a verfestigt. Die Herstellung der weiteren Schichten erfolgt dann analog.After the first layer 7a has solidified in this way, the computer 28 moves the channel 9 back to the starting position and lowers the support plate 5 via the height adjustment device 6 to such an extent that now between the top of the first layer 7a and the bottom of the bottom region 10 there is a distance corresponding to the thickness of the second layer 7b. Then the second layer 7b is solidified in the same manner as the first layer 7a. The other layers are then produced analogously.
Nach dem Absenken der Trägerplatte nach Fertigstellung einer Schicht 7a...7d strömt der flüssige Kunststoff 3 von den Rän¬ dern der Schicht zur Mitte und bildet zunächst eine flüssige Schicht mit einer zur Mitte hin abnehmenden Dicke. Diese Un¬ regelmäßigkeit der Schichtdicke gleicht sich je nach Viskosität des Kunststoffs mehr oder weniger schnell aus. Bei dem beschriebenen Verfahren ist jedoch diese Unregelmäßigkeit ohne Belang, solange sie an keiner Stelle das Eintauchmaß d übersteigt. Dies ist jedoch bereits erheblich" üher der Fall, als eine für das bekannte Verfahren erforderliche gleichmäßige Schichtdicke vorliegt. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Beschleunigung des Verfahrens. Ferner sind auch während der Verfestigung einer Schicht auftretende Unregelmä¬ ßigkeiten der Schichtdicke ohne Auswirkung auf die JSxaktheit der Schichtdicke und damit der Form des Objekts 7, da die seitliche Verschiebung der in den Kunststoff eintauchenden Rinne immer eine exakte Schichtdicke sicherstellt.After the lowering of the carrier plate after the completion of a layer 7a ... 7d, the liquid plastic 3 flows from the edges of the layer to the center and initially forms a liquid layer with a thickness that decreases towards the center. This irregularity in the layer thickness compensates more or less quickly, depending on the viscosity of the plastic. In the method described, however, this irregularity is irrelevant as long as it does not exceed the immersion dimension d at any point. However, this is already significant, "is present ahout the case, as a required for the known method a uniform layer thickness. Thus, a considerable acceleration results in the process. Furthermore, occurring Unregelmä¬ are ßigkeiten the layer thickness without affecting the JSxaktheit during the solidification of a layer of the Layer thickness and thus the shape of the object 7, since the lateral displacement of the channel immersed in the plastic always ensures an exact layer thickness.
Bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform ist der Körper 8 als ein Hohlkörper in Form einer nach unten offenen Rinne 29 ausgebildet, die relativ zum Behälter 1 in gleicher Weise wie die Rinne 9 angeordnet ist. Die Rinne 29 weist eine licht- bzw. strahlungsdurchlässige Oberseite 30 und an beiden Seiten davon jeweils einen nach unten abstehenden Randbereich 31,32 auf, dessen untere Enden unterhalb der Oberfläche 2 angeord¬ net sind und daher in den Kunststoff 3 hineinragen. Die Oberseite 30 und die Randbereiche 31, 32 bilden also einen Hohlraum 33, der auf seiner in den Kunststoff eintauchenden Unterseite eine sich in Längsrichtung der Rinne 29 er¬ streckende schlitzartige Öffnung 34 aufweist und nach unten durch den Kunststoff 3 abgeschlossen ist. Über eine Leitung 35 und einen Druckregler 36 ist der Hohlraum 33 mit einer Versorgung 37 für inertes Gas, vorzugsweise Stickstoff, ver¬ bunden. ALternativ kann auch eine mit dem Material 3 nicht mischbare und nicht reagierende Flüssigkeit gewählt werden.In the embodiment shown in FIG. 4, the body is 8 formed as a hollow body in the form of a downwardly open channel 29, which is arranged relative to the container 1 in the same way as the channel 9. The channel 29 has a light-permeable or radiation-permeable upper side 30 and on both sides thereof a downwardly protruding edge region 31, 32, the lower ends of which are arranged below the surface 2 and therefore protrude into the plastic 3. The upper side 30 and the edge regions 31, 32 thus form a cavity 33 which, on its underside immersed in the plastic, has a slot-like opening 34 which extends in the longitudinal direction of the channel 29 and is closed at the bottom by the plastic 3. The cavity 33 is connected to a supply 37 for inert gas, preferably nitrogen, via a line 35 and a pressure regulator 36. Alternatively, a liquid which is immiscible and does not react with the material 3 can also be selected.
Im Betrieb wird bei der Ausführungsform nach Figur 4 die Hö¬ heneinstellvorrichtung 6 so betätigt, daß der Abstand zwi¬ schen der Unterkante der Randbereiche 31,32 geringfügig grö¬ ßer ist als die Dicke der zu verfestigenden Schicht (und zwar vorzugsweise um einen Betrag von 0.01 bis 0.1mm). Der Druck im Hohlraum 33 wird nun mit Hilfe des Reglers 36 so einge¬ stellt bzw. eingeregelt, daß die Grenzfläche 38 zwischen dem Gas im Hohlraum und dem Kunststoff 3 um denselben Betrag nach unten aus dem Hohlraum herausgewölbt wird. Dies hat zur Folge, daß im Fokus 39 des durch die Oberseite 30 eintreten¬ den Lichtstrahls 27 die Schichtdicke des flüssigen Kunst¬ stoffs exakt der Dicke der zu verfestigenden Schicht ent¬ spricht und so verfestigt werden kanrf. Au grund der Herauswölbung der Grenzfläche 38 verbleibt die Unterkante der Randbereiche 31, 32 bei jeder Bewegung in einem entsprechen¬ den Abstand oberhalb der Oberseite 40 der verfestigten Schicht, sodaß ein Anhaften der Rinne am Objekt vermieden wird. Die Verschiebung der Rinne 29 und das Verfestigen auf¬ einanderfolgender Schichten erfolgt dann ebenso wie bei der Ausführungsform der Figur 3. Vielfältige Abwandlungen der beschriebenen Vorrichtung und des Verfahrens sind möglich. So kann beispielsweise anstelle des flüssigen Kunststoffs auch Kunststoff- oder Metallpulver verwendet und durch Licht- oder Lasereinwirkung (Lasersin¬ tern) verfestigt werden. Die Verfestigung des Materials ist abhängig von dessen Eigenschaften auch durch andere Formen elektromagnetischer Strahlung oder Wärmestrahlung möglich. Anstatt die Trägerplatte nach jeder Schicht abzusenken kann auch das Niveau der Kunststoffoberfläche 2 zusammen mit der Rinne 9 oder 29 oder dem Körper 8 entsprechend angehoben wer¬ den. Die Rinne selbst kann auch einstückig aus einem strah- lungsdurchlässigen Material und in anderen Querschnittsfor¬ men, beispielsweise halbrundförmig oder rechteckig, ausgebildet sein und schräg oder gekippt oder mit unter¬ schiedlichen Randbereichen versehen sein, sodaß einer der Randbereiche, vorzugsweise der in Vorschubrichtung vordere, weiter in das Material 3 hineintaucht. Es ist auch möglich, den Bodenbereich 10 bzw. die Oberseite 30 wegzulassen, sodaß der Körper 8 nur aus zwei sich quer über den Behälter er¬ streckenden Profilen besteht, die an ihrer in das Material eintauchenden Unterseite einen so geringen Abstand, vorzugs¬ weise kleiner als 1mm, aufweisen, daß das Material 3 aufgrund seiner Oberflächenspannung nicht in den. Raum zwischen den Profilen eintritt. Auch mit einem einzigen derartigen Profil ist das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar, wenn die Strahlungseinwirkung zur Verfestigung auf der in Verschiebe- richtung des Profils hinteren Seite in dem sich dort bei der Verschiebung bildenden Bereich mit abgesenkter Oberfläche 2, also unmittelbar angrenzend an das Profil, durchgeführt wird.In operation, in the embodiment according to FIG. 4, the height adjustment device 6 is actuated in such a way that the distance between the lower edge of the edge regions 31, 32 is slightly larger than the thickness of the layer to be consolidated (and preferably by an amount of 0.01 to 0.1mm). The pressure in the cavity 33 is now adjusted or regulated with the aid of the regulator 36 such that the interface 38 between the gas in the cavity and the plastic 3 is arched out of the cavity downward by the same amount. This has the consequence that in the focus 39 of the light beam 27 entering through the upper side 30, the layer thickness of the liquid plastic corresponds exactly to the thickness of the layer to be solidified and can thus be solidified. Due to the bulging out of the interface 38, the lower edge of the edge regions 31, 32 remains at a corresponding distance above the upper side 40 of the solidified layer with each movement, so that sticking of the channel to the object is avoided. The movement of the channel 29 and the consolidation of successive layers then take place in the same way as in the embodiment in FIG. 3. Various modifications of the described device and the method are possible. For example, instead of the liquid plastic, plastic or metal powder can also be used and solidified by the action of light or laser (laser sintering). Depending on its properties, the material can also be solidified by other forms of electromagnetic radiation or thermal radiation. Instead of lowering the carrier plate after each layer, the level of the plastic surface 2 together with the channel 9 or 29 or the body 8 can also be raised accordingly. The channel itself can also be formed in one piece from a radiation-permeable material and in other cross-sectional shapes, for example semicircular or rectangular, and be inclined or tilted or provided with different edge areas, so that one of the edge areas, preferably the front area in the feed direction, further immersed in the material 3. It is also possible to omit the base region 10 or the top side 30, so that the body 8 consists only of two profiles which extend transversely across the container and which are so small, preferably smaller, on their underside which dips into the material than 1mm, have that the material 3 due to its surface tension not in the. Space between the profiles occurs. The method according to the invention can also be carried out with a single profile of this type if the radiation action for solidification is carried out on the rear side in the displacement direction of the profile in the region formed there during the displacement with the surface 2 lowered, that is to say directly adjacent to the profile .
Die Antihaftbeschichtung kann durch Wahl der Materials der Rinne oder durch entsprechende Überzüge, Beschichtungen, Fo¬ lien etc. erhalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Körper 8 über eine Vibrationsvorrichtung, beispielsweise eine Ultraschallquelle, in Schwingungen versetzt werden, um die Haftung zu verringern. Als eine weitere Möglichkeit zur Haftungsverringerung kann vorgesehen sein, daß der Abstand des Bodenbereichs 10 von der Trägerplatte 5 oder der vorher¬ gehenden Schicht geringfügig größer als die Schichtdicke der gerade zu verfestigenden Schicht gewählt wird, sodaß unter¬ halb des Bodenbereichs 10 ein dünner flüssiger Film ver¬ bleibt. Die exakte Schichtdicke wird in diesem Fall durch die Einstellung des Fokus des Lichtstrahls 24,27 um einen ent¬ sprechenden Betrag unterhalb der als Bezugsfläche wirkenden Unterseite des Bodenbereichs erhalten.The non-stick coating can be obtained by choosing the material of the channel or by means of appropriate coatings, coatings, foils, etc. Alternatively or additionally, the body 8 can be vibrated by means of a vibration device, for example an ultrasound source, in order to reduce the adhesion. As a further possibility for reducing the liability it can be provided that the distance of the base region 10 of the carrier plate 5 or the preceding layer is selected to be slightly larger than the layer thickness of the layer to be solidified, so that a thin liquid film remains underneath the base region 10. In this case, the exact layer thickness is obtained by adjusting the focus of the light beam 24, 27 by a corresponding amount below the underside of the floor area, which acts as a reference surface.
Ferner ist es auch möglich, den aus Lichtquelle 22 und Um¬ lenkspiegel 25 bestehenden Scanner auf der Rinne 9 oder 29 zu montieren oder an die Verschiebevorrichtung 18 zu koppeln, sodaß der Lichtstrahl 24, 27 nur noch in Längsrichtung der Rinne 9 oder 29 abgelenkt werden muß. Anstelle des über den Spiegel 25 umgelenkten Lichtstrahls 24,27 können auch ein oder mehrere Glasfaserlichtleiter verwendet werden, die ent¬ weder entsprechend entlang der Rinne bzw. des Körpers ver¬ schoben werden oder an einer Mehrzahl von den Formdaten ent¬ sprechenden Stellen entlang der Rinne bzw. des Körpers fest angebracht sind, sodaß eine Verschiebung in Längsrichtung der Rinne bzw. des Körpers nicht mehr erforderlich ist. Auch an diesen Stellen der Rinne bzw. des Körpers festinstallierte Lichtquellen sind möglich. Der Körper 8 kann auch topfförmig mit offener Oberseite entsprechend der Ausführungsform nach Figur 3 oder offener Unterseite entsprechend der Ausführungs- form nach Figur 4 ausgebildet sein und von der Verschiebevor¬ richtung 18 nicht nur in einer Richtung, sondern synchron mit dem Lichtstrahl 27 auch guer dazu oder in beliebigen Richtun¬ gen in der horizontalen Ebene oberhalb der Trägerplatte 5 verschoben werden, wobei die einzelnen Schichten und damit die Verschiebeebene nicht unbedingt parallel zur Oberfläche, sondern auch schräg dazu angeordnet sein können. Furthermore, it is also possible to mount the scanner consisting of light source 22 and deflecting mirror 25 on channel 9 or 29 or to couple it to displacement device 18, so that light beam 24, 27 is deflected only in the longitudinal direction of channel 9 or 29 got to. Instead of the light beam 24, 27 deflected via the mirror 25, one or more glass fiber light guides can also be used, which are either shifted along the channel or the body accordingly or at a plurality of locations along the channel corresponding to the shape data or the body are firmly attached, so that a displacement in the longitudinal direction of the channel or the body is no longer necessary. Permanently installed light sources are also possible at these points of the channel or the body. The body 8 can also be cup-shaped with an open top according to the embodiment according to FIG. 3 or an open bottom according to the embodiment according to FIG. 4 and not only in one direction from the displacement device 18, but also in synchronization with the light beam 27 or in any direction in the horizontal plane above the carrier plate 5, the individual layers and thus the plane of displacement not necessarily being parallel to the surface, but also obliquely thereto.

Claims

Patentansprüche Claims
Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch Verfestigen von übereinanderliegenden Schichten des Objekts, bei dem auf einer bereits verfestigten Schicht eine nachfolgende Schicht in einem Bad aus zu¬ nächst flüssigem oder pulverförmigem, durch Einwirkung elektromagnetischer Strahlung verfestigbarem Material entsprechend der Form des Objekts verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen einer Grundplatte oder der bereits verfestigten Schicht und der Oberfläche des Bades so eingestellt wird, daß er größer ist als die Dicke der zu verfestigenden Schicht, daß am Ort der Strahlungseinwirkung im Bad ein Bereich mit auf ein der Dicke der zu verfestigenden Schicht ent¬ sprechendes Maß abgesenkter Oberfläche gebildet wird und daß der Bereich zusammen mit dem Ort der Strahlungsein¬ wirkung zur Verfestigung des Objekts entlang der Ober¬ fläche des Bades verschoben wird.Method for producing a three-dimensional object by solidifying layers of the object lying one above the other, in which a subsequent layer is solidified on an already solidified layer in a bath of initially liquid or powdery material which can be solidified by the action of electromagnetic radiation, corresponding to the shape of the object characterized in that the distance between a base plate or the already solidified layer and the surface of the bath is set so that it is greater than the thickness of the layer to be solidified, that at the location of the radiation in the bath an area with a to the thickness of the solidifying layer corresponding dimension of the lowered surface is formed and that the area is moved along with the location of the radiation effect to solidify the object along the surface of the bath.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung parallel zur Grundplatte bzw'. zur vorher verfestigten Schicht er¬ folgt. ;••" A method according to claim 1, characterized in that the displacement parallel to the base plate or ' . to the previously solidified layer. ; • • "
Verfahren nach Anspruch 1 oder'ϊ?, dadurch gekennzeir≤hnet, daß ein für die elektromagnetische Strahlung durchlässiger Körper in das Material eingetaucht wird und die Strahlungseinwirkung durch diesen Körper hindurch erfolgt.The method of claim 1 or'ϊ?, Characterized gekennzeir≤hnet that a body permeable to electromagnetic radiation is immersed in the material and the radiation effect takes place through this body.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche in dem Bereich durch Einwirkung eines Fluids abgesenkt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the surface in the Area is lowered by the action of a fluid.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluid ein inertes Gas unter erhöhtem Druck verwendet wird.5. The method according to claim 4, characterized in that an inert gas under increased pressure is used as the fluid.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkung der Oberfläche im Bereich auf das gewünschte Maß durch Einstellung oder Regelung des Druckes erfolgt.6. The method according to claim 5, characterized in that the lowering of the surface takes place in the area to the desired level by adjusting or regulating the pressure.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper in einer festge¬ legten Ebene verschoben wird und nach der Verfestigung einer Schicht das Objekt abgesenkt wird.7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the body is displaced in a defined plane and the object is lowered after the solidification of a layer.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigung mittels ei¬ nes Licht- oder Laserstrahls erfolgt, dessen Richtung synchron mit der Verschiebung des Bereiches verändert wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the solidification takes place by means of egg nes light or laser beam, the direction of which is changed synchronously with the displacement of the area.
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9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Material ein polymerisierbarer flüssiger Kunststoff verwendet wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a polymerizable liquid plastic is used as the material.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An¬ spruch 1, mit einem Behälter (1) zur Aufnahme eines Ba¬ des aus flüssigem oder pulverförmigem, durch Einwirkung elektromagnetischer Strahlung verfestigbaren Material (3), einem Träger (4) zur Aufnahme des Objekts (7) und einer Vorrichtung (20) zum Verfestigen einer Schicht des Materials mittels elektromagnetischer Strahlung,10. Device for carrying out the method according to claim 1, with a container (1) for holding a bath of liquid or powdery material (3) that can be solidified by the action of electromagnetic radiation, a carrier (4) for holding the object ( 7) and a device (20) for solidifying a layer of the material by means of electromagnetic radiation,
-___.___ dadurch gekennzeichnet, daß ein von oben in das Material (3) eintauchenden Körper (8) und eine Vorrichtung (18) zum Verschieben des Körpers (8) entlang der Oberfläche (2) des Materials (3) derart, daß im Bereich des Körpers (8) ein Bereich mit auf ein der Dicke der zu verfestigenden Schicht entspre¬ chendes Maß abgesenkter Oberfläche (2) gebildet ist, vorgesehen ist, und daß die Verfestigungsvorrichtung (20) so mit dem Körper (8) gekoppelt ist, daß sie auf den Bereich mit der abgesenkten Oberfläche einwirkt.-___.___ characterized in that a body (8) dipping into the material (3) from above and a device (18) for displacing the body (8) along the surface (2) of the material (3) In such a way that an area with a surface (2) corresponding to the thickness of the layer to be solidified is formed in the region of the body (8), and that the solidifying device (20) is connected to the body (8) is coupled that it acts on the area with the lowered surface.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (8) als eine sich quer zur Verschieberichtung über den Behälter (1) er¬ streckendes Profil ausgebildet ist und daß eine Vorrich¬ tung (6) zum vertikalen Einstellen der Höhenlage des Körpers (8) senkrecht zum Träger (4) und zur Oberfläche (2) des Materials (3) vorgesehen ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the body (8) as a transversely to the direction of displacement over the container (1) er¬ extending profile and that a Vorrich¬ device (6) for vertical adjustment of the height of the body (8) perpendicular to the carrier (4) and to the surface (2) of the material (3) is provided.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (8) zumindest teilweise strahlungsdurchlässig ist und daß die Verfestigungsvorrichtung (20) eine auf die freie Oberseite des Körpers (8) einwirkende Vorrichtung (21,25) zum Durchstrahlen des Körpers mit der elektromagnetischen Strahlung aufweist.12. The apparatus of claim 10 or 11, characterized in that the body (8) is at least partially transparent to radiation and that the consolidation device (20) acting on the free top of the body (8) device (21, 25) for radiating through the body with the electromagnetic radiation.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (8) einen strah- lungsdurchlässigen Bodenbereich (10), der die dem Träger (4) zugewandte Unterseite des Körpers (8) bildet, und einen davon nach oben abstehenden Randbereich (11,12) -=— aufweist.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the body (8) has a radiation-permeable bottom region (10) which forms the underside of the body (8) facing the carrier (4), and an edge region (11 , 12) - = -.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich (10) und/oder der Randbereich (11,12) aus einem an dem zu verfestigenden Material (3) nichthaftenden Material, vorzugsweise PTFE, gebildet oder mit einem derartigen Material überzogen ist. 14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the bottom region (10) and / or the edge region (11, 12) made of a non-adhering material, preferably PTFE, to the material to be solidified (3), or is coated with such a material .
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (8) als eine oben offene Rinne (9) gebildet ist, die sich quer zur Ver¬ schieberichtung über den Behälter (1) erstreckt.15. Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the body (8) is formed as an open-topped channel (9) which extends transversely to the direction of displacement across the container (1).
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch -gekennzeichnet, daß der den Boden der Rinne (9) bildende Bodenbereich (10) als ein lichtdurchlässiges Fenster ausgebildet ist, das sich über im wesentlichen die gesamte Länge der Rinne (9) bzw. Breite des Behäl¬ ters (1) erstreckt.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the bottom area of the channel (9) forming the bottom area (10) is designed as a translucent window that extends over substantially the entire length of the channel (9) or width of the container ¬ ters (1) extends.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (8) als ein Hohlkörper mit einer nach unten gerichteten Öffung (34) ausgebildet ist und eine Vorrichtung (35,36,37) zur Zu¬ fuhr eines für die verwendete Strahlung durchlässigen Fluids in den Hohlraum aufweist.17. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the body (8) is designed as a hollow body with a downward opening (34) and a device (35,36,37) for supplying one for the radiation used has transmissive fluids in the cavity.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (30) des Hohlkörpers strahlungsdurchlässig ist.18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the top (30) of the hollow body is radiation-transmissive.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die ZufuhrVorrichtung (35,36,37) eine Steuervorrichtung (36) zum Einstellen oder Regeln des Druckes des Fluids aufweist.19. The apparatus according to claim 17 or 18, characterized in that the feed device (35,36,37) has a control device (36) for adjusting or regulating the pressure of the fluid.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper als eine nach unten offene Rinne (29) ausgebildet ist, die sich quer zur Verschieberichtung über den Behälter (1) erstreckt.20. Device according to one of claims 17 to 19, characterized in that the hollow body is designed as a downwardly open channel (29) which extends transversely to the direction of displacement over the container (1).
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15, 16 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebevorrichtung (18) die Rinne (9;29) in einer horizontalen, sich im we¬ sentlichen quer zur Längsrichtung der Rinne (9;29) er- streckenden Richtung verschiebt.21. Device according to one of claims 15, 16 or 20, characterized in that the displacement device (18) the channel (9; 29) in a horizontal, substantially transverse to the longitudinal direction of the channel (9; 29) stretching direction shifts.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14 und 17 bis22. The device according to one of claims 10 to 14 and 17 to
19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebevorrichtung (18) den Körper (8) in einer horizontalen Ebene in einer ersten Richtung und in einer dazu im wesentlichen senk¬ rechten zweiten Richtung verschiebt.19, characterized in that the displacement device (18) displaces the body (8) in a horizontal plane in a first direction and in a second direction substantially perpendicular thereto.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Einsteilvor¬ richtung (6) eine Vorrichtung zum Verschieben und Ein¬ stellen des Trägers (4) in einer Richtung senkrecht zur horizontalen Verschiebeebene des Körpers (8) aufweist.23. Device according to one of claims 10 to 22, characterized in that the vertical Einteilvor¬ device (6) has a device for moving and adjusting the carrier (4) in a direction perpendicular to the horizontal plane of displacement of the body (8).
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die VerfestigungsVorrichtung (20) eine Lichtquelle (22,23) zum Erzeugen eines gebün¬ delten Lichtstrahls (24), einen Umlenkspiegel (25) für den Lichtstrahl (24) sowie eine mit der Verschiebung des Körpers gekoppelte Steuerung (26,28) zum Einstellen des Umlenkspiegels (25) aufweist. ,24. Device according to one of claims 10 to 23, characterized in that the solidification device (20) has a light source (22, 23) for generating a bundled light beam (24), a deflection mirror (25) for the light beam (24) and has a control (26, 28) coupled to the displacement of the body for adjusting the deflection mirror (25). .
25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden25. Device according to one or more of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung des Körpers (8) eine Mehrzahl von Lichtquellen nebeneinander vorge¬ sehen sind, die von einer Steuerung J_28") entsprechend der Form des Objekts parallel angesteuert werden.Claims, characterized in that a plurality of light sources are provided side by side in the longitudinal direction of the body (8) and are controlled in parallel by a control J_28 " ) in accordance with the shape of the object.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigungsvorrichtung (20) eine Lichtquelle sowie ein oder mehrere, mit dem26. Device according to one of claims 10 to 23, characterized in that the solidification device (20) a light source and one or more, with the
—-.__ Körper gekoppelte Lichtleiter zur Zufuhr der Strahlung in den Körper aufweist. —-.__ body-coupled light guide for supplying the radiation into the body.
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