[0001] [0001]
Die Erfindung betrifft ein Stereolithographie-System mit mehr als einer unabhängigen Strahlquelle zur Herstellung dreidimensionaler Bauteile. The invention relates to a stereo system with more than one independent beam source for producing three-dimensional components.
[0002] [0002]
Die The DE 10 2011 012 412 A1 DE 10 2011 012 412 A1 beschreibt eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur schichtweisen Herstellung von 3D-Strukturen mit einer Druckkopfanordnung, die relativ zu einer Arbeitsebene kontrolliert positionierbar ist und mit wenigstens zwei Reservoirbehältern verbunden ist, in denen flüssig bis pastöses photovernetzbares Material mit jeweils unterschiedlichen Photoempfindlichkeiten bevorratet ist, das jeweils über die Druckkopfanordnung in dem Bereich der Arbeitsebene ortsselektiv ausbringbar ist, sowie mit einer Strahlungsquellenanordnung, die elektromagnetische Strahlung in Abhängigkeit der Photoempfindlichkeit des ortsselektiv auf die Arbeitsebene ausgebrachten photovernetzbaren Materials flächig emittiert. describes an apparatus and a method for layerwise production of 3D structures having a print head assembly which is controlled relative to a working level can be positioned and is connected to at least two reservoir containers, in which liquid stored to pasty photocrosslinkable material, each with different photosensitivities, which each have the printhead assembly in the area of work level is site-selectively be discharged, as well as a radiation source arrangement that emits electromagnetic radiation surface depending on the photosensitivity of the site-selectively discharged at the working level linkable material. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Strahlungsquellenanordnung wenigstens eine Laserlichtquelle umfasst, deren Laserstrahl mithilfe optischer Strahlablenk- und Fokussiermittel in einen Bereich einer auf die Arbeitsebene mittels der Druckkopfanordnung flächig ausbringbaren photovernetzbaren Materialschicht fokussierbar ist und im Fokusbereich innerhalb der photovernetzbaren Materialschicht Zweiphotonen- oder Mehrphotonenprozesse, die zur ortsselektiven Verfestigung des photovernetzbaren Materials führen, initiert. The invention is characterized in that the radiation source assembly comprising at least one laser light source, the laser beam using optical beam deflection and focusing in an area of the work plane via the print head assembly area deployable photocrosslinkable material layer can be focused and the focus area within the photocrosslinkable material layer two-photon or multi-photon processes that lead to the location-selective solidification of the photocrosslinkable material, initiated. [0003] [0003]
In der In the DE 10 235 427 A1 DE 10235427 A1 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur schichtweisen, generativen Herstellung von dreidimensionalen Objekten offenbart. an apparatus and a method for layerwise generative production of three-dimensional objects are disclosed. Mehrere Objekte werden parallel zu verschiedenen Prozesskammern mittels sukzessiven Auftrags von Schichten eines Aufbaumaterials und anschließendem Verfestigen einer Schicht bzw. Verbinden der Schicht mit der zuvor aufgetragenen Schicht mittels Strahlung hergestellt. Multiple objects are prepared in parallel with different process chambers by successive order of layers of a construction material and then solidifying a layer or bonding the layer to the previously applied layer by means of radiation. Die Strahlung wird von einer außerhalb der Prozesskammern angeordneten Strahlenquelle einem Teil der Prozesskammern zugeführt, während in dem anderen Teil der Prozesskammern ein Schichtauftrag stattfindet. The radiation is supplied from an outside of the process chambers arranged radiation source a part of the process chambers, while in the other part of the process chambers takes place a layer order. [0004] [0004]
In der In the DE 10 2012 011 418 A1 DE 10 2012 011 418 A1 wird ein Stereolithographie-System, bestehend aus einem Aufnahmeblock für die Aufnahme der in y- und x-Achse verfahrbaren Linearantriebe als gekreuzte Anordnung und für die Aufnahme eines Baugefäßes mit integrierter, in z-Achse verfahrbarer Bauplattform beschrieben, wobei die gekreuzte Anordnung der Linearantriebe für die y-Achse und für die x-Achse in vertikaler Richtung senkrecht über dem Baugefäß angeordnet sind. a stereo system, described consisting of a receiving block for receiving the movable in the y- and x-axis linear actuators as crossed arrangement and for receiving a Baugefäßes with integrated, moveable in the z-axis building platform, the crossed arrangement of linear drives for the y-axis and are arranged on the x-axis in a vertical direction vertically above the Baugefäß. Eine Laserquelle ist mit dem Strahlaustritt senkrecht nach unten in Richtung des mit Harz gefüllten Baugefäß gerichtet, über ein Befestigungsmittel am Linearantrieb für die x-Achse befestigt und direkt an der Laserquelle können über eine Halterung integrierte Fokussieroptiken angebracht werden. A laser source is directed to the beam exit vertically downwards in the direction of the resin-filled Baugefäß, attached via an attachment means on the linear drive for the x-axis and directly at the laser source integrated focusing optics can be mounted on a bracket. [0005] [0005]
Die The DE 10 2009 009 503 B3 DE 10 2009 009 503 B3 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks gemäß eines Rapid-Prototyping-Verfahrens mit einem Laser zum Erzeugen eines Laserstrahls für das Aushärten eines Werkstoffs und einem Werkstückträger, der durch den Laser aus einem vorgegebenen Raumwinkelbereich direkt bestrahlbar ist. relates to an apparatus and a method for producing a workpiece according to a rapid prototyping method with a laser for generating a laser beam for the curing of a material and a workpiece carrier which is directly irradiated by the laser from a predetermined spatial angle range. Darüber hinaus weist die Vorrichtung eine Optikeinrichtung, insbesondere einen Spiegel auf, mit der der Laserstrahl umgelenkt wird, so dass der Werkstückträger mit dem Laser auch indirekt bestrahlbar ist. In addition, the apparatus includes an optical device, in particular a mirror, with which the laser beam is deflected, so that the workpiece carrier with the laser is also indirectly irradiated. [0006] [0006]
In der In the DE 10 2004 057 527 B4 DE 10 2004 057 527 B4 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenkörpers für die elektro-chemische Bearbeitung (ECM) für Werkstücke beschrieben, wobei der Stempel im Stereolithographie-Verfahren hergestellt wird. a process for preparing an electrode body for the electro-chemical machining (ECM) is described for workpieces, wherein the die in the stereolithography process is prepared. Im Rapid Prototyping-Verfahren (RP) wird der Elektrodenkörper in einem flüssigen Kunststoffbad schichtweise aufgebaut. In rapid prototyping process (RP) of the electrode body is built up in layers in a liquid synthetic material bath. Hierzu wird mittels eines Lasers, der sowohl in der Horizontalebene verfahrbar als auch höhenverstellbar ist, der gewünschte Querschnitt einer Schicht des Elektrodenkörpers erzeugt. For this purpose, the desired cross-section of a layer of the electrode body by means of a laser which is both movable in the horizontal plane as well as adjustable in height, is generated. Dazu wird der Laser entsprechend der gewünschten Kontur in der Horizontalebene verfahren und durch entsprechendes Belichten ein Teil der Kunststoffschicht des flüssigen Kunststoffs belichtet und damit ausgehärtet. For this purpose, the laser according to the desired contour is moved in the horizontal plane and exposed to a portion of the plastic layer of the liquid plastic by suitable exposure to light and thus cured. [0007] [0007]
Die Erfindung gemäß The invention according to US 2003 001313 A US 2003 001313 A offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von keramischen Formkörpern durch Sintern von ausgewählten Stellen eines keramischen Materials mit einem Laserstrahl zur Bildung des Formkörpers. discloses a method and an apparatus for producing ceramic moldings by sintering of selected locations of a ceramic material with a laser beam to form the molding. Zur Herstellung des Formkörpers wird die flüssige Suspension oder plastische Masse schichtweise aufgetragen und die jeweilige Schicht des Materials mit dem Laserstrahl an ausgewählten Stellen gesintert. For the production of the molding the liquid suspension or plastic mass is applied in layers and each layer of sintered material with the laser beam at selected locations. [0008] [0008]
Hierbei wird der Laserstrahl vorzugsweise mittels der schichtweisen Konstruktionsdaten gesteuert. Here, the laser beam is preferably controlled by means of layer-wise construction data. Die Vorrichtung zur Herstellung von keramischen Formkörpern hat eine Auflagefläche, eine Auftragseinheit zum Auftragen von Schichten eines keramischen Materials, eine Trocknungseinheit für die aufgetragenen Schichten und eine Lasereinheit zur Erzeugung eines Laserstrahls mit Mitteln zum gesteuerten Ausrichten des Laserstrahls auf ausgewählte Stellen einer jeweiligen Schicht des keramischen Materials, um das bestrahlte Material zu sintern und den Formkörper zu bilden. The apparatus for the production of ceramic molded bodies has a supporting surface, an applicator unit for applying layers of a ceramic material, a drying unit for the coated layers, and a laser unit for generating a laser beam with means for the controlled alignment of the laser beam at selected locations of a respective layer of the ceramic material to sinter the irradiated material to form the molding. Die Mittel zum gesteuerten Ausrichten des Laserstrahls sind vorzugsweise als Laserscanner ausgebildet, wobei die Steuerung des Laserscanners mittels digitaler Konstruktionsdaten für das Formteil erfolgt. The means for the controlled alignment of the laser beam are preferably formed as a laser scanner, wherein the controller of the laser scanner is carried out by means of digital design data for the molded part. Damit kann eine Herstellung eines Prototyps direkt aus den Konstruktionsdaten erfolgen. This can be done directly from the design data, a production of a prototype. Die Lasereinheit wird von einem Roboterarm über die Oberfläche der aufgetragenen Schicht bewegt und die entsprechende Schicht des herzustellenden Formkörpers auf der aufgetragenen Schicht abgebildet. The laser unit is moved by a robot arm on the surface of the coated layer and ready the corresponding layer of the molding to be produced on the coated layer.
[0009] [0009]
Die The US 2002 185 782 (A1) US 2002 185 782 (A1) beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes durch Stereolithographie. describes a method for producing a three-dimensional object by stereolithography. Feste Verstärkungsmaterialien werden mit dem flüssigen Medium gemischt, so dass zumindest ein Teil der festen Verstärkungsmittel in der Schicht des flüssigen Mediums zwischen der oberen Fläche der zuletzt gebildeten Schicht und der oberen Oberfläche des flüssigen Mediums angeordnet ist. Fixed gain materials are mixed with the liquid medium, so that at least a part of the fixed gain means is arranged in the layer of the liquid medium between the upper surface of the last formed layer, and the upper surface of the liquid medium. Ein akustisches Feld wird dann in dem flüssigen Medium erzeugt, so dass das akustische Feld in mindestens einem Teil der Schicht des flüssigen Mediums zwischen der oberen Fläche der zuletzt gebildeten Schicht und der oberen Oberfläche des flüssigen Mediums vorhanden ist, wobei das flüssige Medium ausgehärtet wird. An acoustic field is generated in the liquid medium, so that the acoustic field is present in at least a portion of the layer of the liquid medium between the upper surface of the last formed layer, and the upper surface of the liquid medium wherein the liquid medium is cured. [0010] [0010]
In der In the US 2004 094 728 A US 2004 094 728 A wird eine Vorrichtung zum Sintern und gegebenenfalls Abtragen und/oder Beschriften und zur anschließenden Überarbeitung des fertiggestellten Werkstückes mittels elektromagnetischer gebündelter Strahlung beschrieben. a device for sintering and possibly removal and / or labeling and subsequent revision of the finished workpiece by means of electromagnetic radiation bundled is described. Die Vorrichtung besteht aus einem Maschinengehäuse, in dem ein Bauraum untergebracht ist. The device comprises a machine housing in which a space is housed. Im oberen Bereich des Bauraums ist ein Scanner angeordnet, in dem der Strahl eines Sinter-Lasers eingekoppelt wird. In the upper part of the building space, a scanner is arranged in the beam of a sintering laser is coupled. Im unteren Bereich des Bauraums sind eine höhenverfahrbare Werkstückplattform sowie eine Materialzuführungseinrichtung vorgesehen, mit der pulverartiges oder auch pastöses oder flüssiges Sintermaterial aus einem Vorratsbehälter in den Prozessbereich über die Werkstückplattform transportiert werden kann. In the lower part of the building space, a vertically movable workpiece platform and a material supply device are provided, can be transported from a storage container in the process area above the workpiece platform with the powder-like or pasty or liquid sintering material. Der Scanner ist im oberen Bereich des Bauraums beweglich, in einer Achse verfahrbar, an einer über der Werkstückplattform motorisch verfahrbaren Scanner-Trägerbrücke angeordnet, wobei der Scanner-Trägerbrücke auf zwei parallel zueinander, in einem der Breite des Baugefäßes entsprechenden Abstand voneinander, angeordneten Trägern in der zweiten Achse verfahrbar läuft. The scanner is in the upper part of the building space to move, in one axis moved, arranged on a above the workpiece platform motor-driven scanner girder bridge, the scanner-girder bridge on two parallel, corresponding to a width of Baugefäßes spaced arranged makers the second axis is moved. [0011] [0011]
Motorische Antriebselemente des Scanner-Trägers sind an einen Steuerungsrechner angeschlossen, der für den gesamten Prozessablauf zuständig ist. Motorized drive elements of the scanner carrier are connected to a control computer, which is responsible for the entire process. Dieser Steuerungsrechner steuert während des Bauprozesses sowohl die Bewegung des Scanners über die Werkstückplattform als auch die Bewegung des Scannerspiegels im Gehäuse des Scanners. This control computer controls during the construction process, both the movement of the scanner over the work platform and the movement of the scanner mirror in the housing of the scanner. Neben einer möglichen Verschiebung des Scanners entlang der x-Achse und der y-Achse ist auch eine Verschiebung des Scanners entlang der z-Achse möglich, wodurch der Scanner über die Werkstückplattform oder auch in daneben liegenden Bereichen höhenverfahrbar ist. In addition to a possible displacement of the scanner along the x-axis and the y-axis, a displacement of the scanner along the z-axis is possible, so that the scanner over the workpiece platform or also in adjacent areas is vertically displaceable. Dazu laufen die zwei parallel zueinander angeordneten Träger wiederum als Brücke auf jeweils zwei vertikal angeordnete Träger in Form von Linearachsen an der rechten und linken Wand des Baugefäßes. For this, the two mutually parallel carrier run again as a bridge on two vertically arranged carrier in the form of linear axes on the right and left walls of Baugefäßes. Die Einstrahlung des Strahls des Sinter-Lasers in den Bereich des Scanner-Trägers erfolgt parallel zu den Achsen der Aufhängung des Scanner-Trägers und über Ablenkspiegel zum optischen Eingang des Scanners. The radiation of the beam of the sintering laser into the region of the scanner carrier is performed parallel to the axes of the suspension of the scanner carrier and via deflecting mirrors to the optical input of the scanner.
[0012] [0012]
Neben den hohen Aufwand durch die Anordnung der drei Linearachsen bei der Zwei-Achs-Verfahrbarkeit beziehungsweise der sieben Linearachsen bei der Drei-Achs-Verfahrbarkeit und den Einsatz von vier Spiegel entstehen Probleme bei der Synchronisation der Motoren der Linearachsen, die bis zum Totalausfall der Stereolithographie-Anlage führen können. Apart from the high costs by the arrangement of three linear axes in the two-axis movement capability or the seven linear axes in the three-axis movement capability and the use of four mirrors, problems arise in the synchronization of the motors of the linear axes to total failure of stereolithography can lead Plant.
[0013] [0013]
Die Erfindung gemäß The invention according to DE 100 53 741 C1 DE 100 53 741 C1 betrifft eine Vorrichtung zum Sintern, Abtragen und/oder Beschriften mittels elektromagnetischer gebündelter Strahlung, insbesondere Laser-Sintermaschine und/oder Laser-Oberflächenbearbeitungsmaschine mit einem in einem Maschinengehäuse untergebrachten Bauraum, in oder über welchem eine Lichtleiteinrichtung, insbesondere ein mittels einer Kreuzschlittenanordnung in alle Richtungen verfahrbaren Scanner, in dem der Strahl einer Sinter-Energiequelle eingekoppelt wird, eine höhenverfahrbare Werkstückplattform sowie eine Materialzuführungseinrichtung mit einem zur Zuführung von Sinter-Material aus einem Vorratsbehälter in den Prozessbereich über der Werkstückplattform dienenden Beschichter angeordnet sind, wobei die Werkstückplattform als Wechselelement aus dem Bauraum entnehmbar ist und wobei die höhenverfahrbare Werkstückplattform, der Vorratsbehälter und der Beschichter als zusammenhängend aus dem Bauraum entnehmbare Prozessplattform-Wechseleinheit ausgebildet und zur Durchführung gleicher oder anderer Bearbeitungsprozesse weitere Prozessplattform-Wechseleinheiten gleicher oder unterschiedlicher Ausbildungen in den Bauraum einbringbar sind. relates to a device for sintering, ablating and / or inscribing by means of electromagnetic bundled radiation, especially laser sintering machine and / or laser surface processing machine having a housed in a machine housing space, in or through which a light guide, in particular a movable in all directions by means of a cross slide arrangement scanner, in which the beam of a sintering energy source is coupled, a vertically movable workpiece platform and a material supply device are arranged with a for supplying sintered material from a reservoir in the process area serving over the workpiece platform coater, the workpiece platform can be removed as a removable element from the space and wherein the vertically movable workpiece platform, the reservoir and the application device designed as a contiguous removable from the construction space process platform change-over unit and to carry out the same or different machining processes further process platform change-over units of the same or different configurations are introduced into the space. [0014] [0014]
Der Kreuzschlitten für den in alle Richtungen verfahrbaren Scanner ist als eine in y-Richtung verfahrbare Trägerbrücke ausgebildet, an der ein Linearantrieb für die z-Achse mit einem Laserscanner angeordnet ist. The cross-slide movable in all directions for the scanner is designed as a movable bridge support in the y-direction, on which a linear actuator for the z-axis with a laser scanner is disposed. Diese Trägerbrücke läuft auf zwei parallel zueinander, in einem der Breite des Baugefäßes entsprechende Abstand voneinander angeordneten, in x-Achse verfahrbaren Trägern. This support bridge runs on two parallel, arranged in one of the width of the Baugefäßes corresponding distance from one another in x-axis movable carriers. Der Laserstrahl wird über eine Vielzahl von Spiegeln entlang der Träger und der Trägerbrücke sowie des Linearantrieb für die z-Achse zum Laserscanner geführt. The laser beam is guided over a plurality of mirrors along the carrier and the carrier bridge as well as the linear drive for the z-axis to the laser scanner. Die parallel angeordneten Träger und die Trägerbrücke sind als Linearantriebe ausgebildet. The parallel arranged support and the support bridge are formed as linear drives.
[0015] [0015]
Wie in der Erfindung gemäß As in accordance with the invention US 2004 094 728 A US 2004 094 728 A entstehen neben dem hohen Aufwand durch die Anordnung der vier Linearantriebe und den Einsatz von fünf Spiegeln Probleme bei der Synchronisation der Motoren der Linearantriebe, die bis zum Totalausfall der Stereolithographie-Anlage führen können. formed in addition to the high expense by arranging the four linear actuators and the use of five levels problems with the synchronization of the motors of the linear drives, which can lead to total failure of the stereo system. Des Weiteren müssen in dieser Lösung leistungsstarke Laser mit einem hohen Energie- und Kostenaufwand zum Ausgleich des Verlustes an Energie durch die Spiegel eingesetzt werden Furthermore, this solution must be used in high-power laser with a high energy and cost to compensate for the loss of energy through the mirror [0016] [0016]
In der In the US 2002 171 178 (A1) US 2002 171 178 (A1) wird ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen, prothetischen und ein poröses Netzwerk aufweisendes Implantat aus biologisch zersetzbaren Polymer beschrieben Das Verfahren verwendet eine Stereolithographie-Vorrichtung, wobei mittels eines dreidimensionalen CAD-Modells Ketten von einem oder mehreren Photopolymeren und einem Photoinitiator ein aus Schichten zusammengesetztes, polymeres prothetisches Implantats bilden. is a process for producing a three-dimensional, prosthetic, and a porous network exhibiting implant from biodegradable polymer described The process uses a stereolithography apparatus, said one or more photopolymers and a photoinitiator, a composite of layers by means of a three-dimensional CAD model chains, polymeric form prosthetic implant. Als ein photohärtbares, bioerodierbares Polymer wird die Lösung aus Poly(propylen)-fumarat (PPF) und einem Lösungsmittel zur Einstellung der Viskosität der Lösung beschrieben. As a photo-curable, bioerodible polymer solution of poly (propylene) is described fumarate (PPF) and a solvent to adjust the viscosity of the solution. [0017] [0017]
Während des Herstellungsprozesses wird die Lösung in einem Behälter in der Stereolithographie-Vorrichtung (einer handelsüblichen Stereolithographie-Anlage SLA 250) angeordnet. During the manufacturing process, the solution is placed in a container in the stereolithography apparatus (a commercial stereolithography system SLA 250). Der Behälter enthält eine in z-Achse bewegliche Bauplatte zum Tragen jedes der kovalent gebundenen Schichten des polymeren prothetischen Implantats, die der UV-Lichtenergie bei aufeinander folgenden Schichten der Lösung ausgesetzt werden. The container includes a movable in z-axis building board for supporting each of the polymeric layers covalently bonded prosthetic implant to be exposed to the UV light energy at successive layers of the solution. Die UV-Lichtenergie wird mittels eines handelsüblichen UV-Lasers erzeugt, wobei der Strahl des Lasers über Scannerspiegel auf Vektorbasis in der in x- und y-Achse bewegbar über dem Behälter angeordnet ist ( www.klartext-pr.de/..../artikel/Die Kultur der Prototypenherstellung.pdf ). The UV light energy is generated by means of a commercially available UV-laser, the beam of the laser scanning mirror via vector-based in which is arranged in the x- and y-axis moveable over the container (www.klartext-pr.de / .... / articles / The culture of Prototypenherstellung.pdf).
[0018] [0018]
In der In the US 45.753.30 B1 US 45.753.30 B1 wird eine Anlage mit externer Laserquelle, optischer Strahlaufbereitung (Expander, Shutter, etc.), Laserscanner zur Strahlablenkung und F-Theta-Linse zur Versatzkompensation des Laserfokus beschrieben. a system with external laser source, optical beam treatment (expander, shutter, etc.), laser scanner is described for beam deflection and F-theta lens for offset compensation of the laser focus. Der Laserstrahl wird über zwei rotierende Spiegel geführt, um das gesamte Baufeld zu erreichen. The laser beam is guided over two rotating mirrors to reach the entire construction site. Benötigt man eine hohe Auflösung werden sehr exakte Motoren benötigt. Do you need a high resolution can be very precise motors required. Außerdem muss der Fokus ständig durch die F-Theta-Linse korrigiert werden, so dass der Arbeitsabstand je nach Winkel Laserstrahl/Oberfläche variiert. Furthermore, the focus must always be corrected by the F-Theta lens, so that the working distance varies laser / surface depending on the angle. Ein zusätzlicher Nachteil ist, dass der Laserstrahl im Randbereich sehr schräg in das Polymer eindringt. An additional drawback is that the laser beam very oblique penetrating into the polymer in the border area. Der Scanner, die F-Theta-Linse und die ausreichend leistungsstarke Strahlquelle sind in ihrer Anschaffung sehr teuer. The scanner, the F-Theta lens and sufficiently powerful beam source are very expensive to purchase. Aufgrund der sich ständig ändernden Winkel Substrat/Laserstrahl kann auch keine Teleoptik oder austauschbare Optik über dem Bad positioniert werden. Due to the ever-changing angle substrate / laser beam no Teleoptik or replaceable optics above the bath can be positioned. [0019] [0019]
Die in der The in US 55 95 703 A US 55 95 703 A dargestellte Vorrichtung für das Fertigen eines Objekts durch Stereolithographie umfasst in der Hauptsache einen Behälter, gefüllt mit einem flüssigen fotopolymerisierbaren Präpolymer, ein darin angebrachtes Plateau, das durch einen nicht dargestellten Mechanismus in dem flüssigen Präpolymer auf- und abwärts bewegt werden kann und eine Laserstrahlquelle, die durch einen ebenfalls nicht dargestellten Mechanismus gemäß einem bestimmten Muster über die Oberfläche des flüssigen Präpolymers bewegt werden kann. illustrated device for the manufacturing of an object by stereolithography comprises mainly a container filled with a liquid photopolymerizable prepolymer, a mounted therein plateau up by a not shown mechanism in the liquid prepolymer and can be moved backwards and a laser beam source can be moved by a mechanism, also not shown in accordance with a certain pattern on the surface of the liquid prepolymer.
[0020] [0020]
Als ein 2D-optomechanisch Laserscanner wird eine Lösung bezeichnet, bei der der Laserstrahl nicht durch einen Scanner mit rotierenden Spiegeln gesteuert wird, sondern über mehrere parallel verschiebbare Umlenkspiegel ( Gandhi, PS et. al. Micromech. Microeng., no 20, pp 1–11, 2010 ). As a 2D-opto-mechanical laser scanner is known a solution in which the laser beam is not controlled by a scanner with rotating mirrors, but over several parallel movable deflecting mirror (Gandhi, PS et. Al. Micromech. Microeng., No 20, pp 1- 11, 2010). Durch die Führung über rechte Winkel kann der Laserfokus immer senkrecht über dem Baufeld positioniert werden. Through the lead right angle of the laser focus can be always positioned vertically above the construction site. Die entscheidenden Nachteile sind die Anzahl der benötigten Umlenkspiegel. The key disadvantages are the number of required deflection mirror. Da die Umlenkspiegel dynamisch geführt werden, wird ein hohes Maß an Präzision in jedem Spiegelantrieb und auch in der Planheit des Spiegels benötigt. Since the deflection mirror are performed dynamically, a high degree of precision is required in each mirror drive and also in the flatness of the mirror. Des Weiteren ist auf jeder spiegelnden Oberfläche mit einem Verlust der Laserleistung von ca. 10% zu rechnen. Furthermore, can be expected on each reflective surface with a loss of laser power of about 10%. Daher wird auch hier eine leistungsstarke Strahlquelle benötigt. Therefore, here too a powerful beam source is required. Beide Faktoren, Präzision an mehreren Stellen und Laserleistung, treiben die Kosten für die Anlagentechnik in die Höhe. Both factors, precision in several places and laser power, drive up costs for plant engineering in the air.
[0021] [0021]
Eine Weiterentwicklung bezüglich der Fertigung mehrerer identischer Bauteile parallel zueinander bietet die Bauform mit mehreren parallel geführten Glasfasern auf einem XY-Plotter. A further development with respect to the production of multiple identical components in parallel provides the structural shape with a plurality of parallel guided fibers on an XY plotter. Der Laser wird über Shutter und Strahlführungsoptiken gesteuert. The laser is controlled by shutter and beam delivery optics. Ein Glasfaserbündel multipliziert dann die Strahlquelle und über ein xy-Plottersystem wird die Kontur zeilenhaft oder über Vektoren abgearbeitet. A glass fiber bundle then multiplies the beam source and an XY plotter, the contour is processed line way or vectors.
[0022] [0022]
Durch die Multiplikation erreicht man den Bau mehrerer identischer Komponenten parallel bei senkrechtem Einfall der Laserstrahlung. The multiplication to reach the construction of several identical components in parallel at normal incidence of the laser radiation. Der Einsatz von Glasfasern zum Multiplizieren der Strahlquelle ermöglicht das parallele Herstellen von Bauteilen ( K. Ikuta et. al. " New Mikro Stereo Lithography for freely movable 3 D Mikro Structure ", IEEE, pp. 290–295, 1998 ). The use of glass fibers for multiplying the beam source allows for the parallel production of components (K. Ikuta et. Al. " New micro Stereo Lithography for freely movable 3 D Micro Structure ", IEEE, pp. 290-295, 1998). Die Bearbeitungsgeschwindigkeit gegenüber einer Scanneroptik wird sich aber kaum erhöhen. The processing speed compared to a scanner optics will but hardly increase. Probleme bereiten die Komponenten zum Aufspalten des Laserstrahls aus der Strahlquelle (der Kollimator) sowie die exakte gleichförmige Verteilung der Laserleistung auf die einzelnen Faserstränge. Problems are the components for splitting the laser beam from the beam source (the collimator), as well as the precise uniform distribution of the laser power to the individual fiber strands. Liefert nicht jede Faser identische Parameter, leidet die Qualität/Maßhaltigkeit der Bauteile. Does not provide any fiber identical parameters, the quality suffers / dimensional stability of the components. Außerdem führt der Einsatz von Fasern mit UV-Lasern oft zu einem Alterungsprozess der Faser. Moreover, the use of fibers with UV lasers often leads to an aging process of the fiber. Um genügend Licht in alle Fasern zu verteilen, muss auch genügend Leistung zur Verfügung stehen. To get enough light to be distributed in all fibers, whether sufficient power must be available. [0023] [0023]
Aufgrund der Vielzahl an teuren Einzelkomponenten wie Laser, Kollimator, Fasern und Antriebsachsen für die Fasern ist die Anlagentechnik sehr kostenintensiv. Due to the large number of expensive components such as lasers, collimator, fiber and drive axles for the fibers, the plant technology is very expensive.
[0024] [0024]
Das Colamm-Verfahren ( Maruo, S. et. al. Sensors and Actuators, vol A 100, pp. 70–76, 2002 ) umgeht die Probleme des Recoatings mit einem Wischer. The Colamm method (Maruo, S. et. Al. Sensors and Actuators, vol A 100, pp. 70-76, 2002) avoids the problems of the Recoatings with a wiper. Dazu wird durch ein Fenster am Boden des Gefäßes das Harz belichtet. For this purpose, the resin is exposed through a window at the bottom of the vessel. Das Bauteil wird an der Bauplattform „festgeklebt” und dann schichtweise angehoben. The component is on the construction platform "stuck" and then raised in layers. Wichtig ist hier, dass das ausgehärtete Harz nicht an der Glasscheibe haften bleibt. Important here is that the cured resin does not adhere to the glass pane. Die Zuführung des Laserstrahls erfolgt über Scanner oder Glasfaser und es bestehen auch bei diesem Verfahren die oben beschriebenen Nachteile. The supply of the laser beam scanner or via glass fiber and there are also, in this method the above described drawbacks.
[0025] [0025]
Andere technische Lösungen für die Stereolithographie bieten sogenannte Maskenverfahren. Other technical solutions for stereolithography provide so-called mask method. Bezeichnet werden diese Varianten als flächige Bearbeitung. Are referred to these variants as surface processing. Dabei kommt kein Laser, sondern eine UV-Lampe zum Einsatz. In this case no laser, but a UV lamp is used. Durch eine schaltbare LCD-Maske oder vorgefertigte Masken können dann die Konturen für die jeweilige Schicht in einem Arbeitsgang erzeugt werden ( K. Ikuta, et. al. " New Mikro Stereo Lithography for freely movable 3D Mikro Structure, " IEEE. pp. 290–295, 1998 ) Through a switchable LCD screen or prefabricated masks then the contours for each layer can be produced in a single operation (K. Ikuta, et. Al. " New Micro Stereo Lithography for freely movable 3D Micro Structure, "IEEE. pp. 290- 295, 1998) [0026] [0026]
Anwendung findet diese Technik jeweils mit der Bearbeitung von oben sowie auch, angelehnt an das Colamm-Verfahren, von unten ( M. Schuster et al., " Gelatin-Based Photopolymers for Bone Replacement Materials, "Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, vol 47, pp. 7078–7089, 2009 ) Applications for this technology respectively to the processing from the top as well, inspired by the Colamm process, from below (M. Schuster et al., " Gelatin-Based photopolymer for Bone Replacement Materials, "Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, vol 47, pp. 7078-7089, 2009) [0027] [0027]
Das Digital Light Processing (DLP) ist eine weitere Modifikation der Stereolithographie. The Digital Light Processing (DLP) is a further modification of the stereo. Die Polymerisation des Harzes erfolgt hier durch sichtbares, nicht kohärentes Licht. The polymerization of the resin takes place here by visible, not coherent light. Das erforderliche Muster wird entweder durch Mikrospiegel oder durch eine dynamische LCD Maske direkt auf das Harz abgebildet, es wird also die gesamte Schicht gleichzeitig ausgehärtet. The required pattern is displayed either by micromirrors or by a dynamic LCD screen directly to the resin, so it the entire layer is simultaneously cured. Nachteilig bei dieser Methode ist, dass die Größe des Baufeldes bzw. die Anzahl der Bildpunkte (Pixel) fix sind. The disadvantage of this method is that the size of the construction site or the number of dots (pixels) are fixed. Je höher die Auflösung der zu bauenden Strukturen gewählt wird, desto kleiner sind diese Strukturen. The higher the resolution of the structures to be built is, the smaller the structures. Gebräuchliche Systeme erreichen innerhalb der xy-Ebene Auflösungen von bis zu 5 μm bei einer Schichtdicke von 10 μm ( Ch. Maier, " Herstellung biomimetischer Materialien mit Rapid Prototyping Verfahren, " Universität Wien, Diplomarbeit 2005 ) Customary systems are within the xy plane resolutions of up to 5 micron at a layer thickness of 10 microns (Ch. Maier, " producing biomimetic materials with rapid prototyping process, "University of Vienna, diploma 2005) -
[0028] [0028]
Die Lösungen aus dem Stand der Technik ermöglichen eine effiziente Fertigung kleiner Bauteile. The solutions of the prior art allow for efficient production of small components. Sollen der Bauraum und damit das Baufeld größer werden, egal ob größere Bauteile oder nur mehrere Bauteile in einem Arbeitsgang gefertigt werden sollen, vergrößert sich die Fertigungszeit. If the space and thus the construction field are greater, whether larger components or multiple components to be manufactured in a single operation, the production time is increased. Grund sind sehr lange Fahrwege der Achsen. Basic are very long driveways of the axes. Je länger die horizontalen Achsen werden, umso mehr Zeit wird für die Strecke benötigt. The longer the horizontal axes are, the more time is required for the route. Grundsätzlich lässt sich mit der bisherigen Erfindung zwar das Baufeld beliebig in der Größe skalieren, die Fertigungsgeschwindigkeit je Bahn bleibt aber konstant. Basically, the building area can be combined with the previous invention, although any scale in size, production rate per track remains constant. Damit steigt bei größeren Baufeldern die Fertigungszeit pro Schicht. This increases with larger construction sites, the production time per shift.
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Eine Vergrößerung der Flächen, die über dem Baufeld zu belichten sind, wird durch die Anordnung mehrere Laserscanner-Systeme in einem festen Raster erreicht. An enlargement of the surfaces which are to be exposed over the building field, is achieved by arranging a plurality of laser scanner systems in a fixed grid. So gesehen wird der Bauraum in einzelne Baufelder aufgeteilt. The space is seen divided into individual building plots. Die Kosten für die Belichtung steigen dadurch sehr stark an, da mehrere Laser, mehrere optische Systeme und mehrere Laserscanner-Systeme eingesetzt werden müssen. The cost of the exposure thus rise very strongly, as several laser, a plurality of optical systems and a plurality of laser scanner systems must be used.
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Weiterhin wird versucht die Fertigungsgeschwindigkeit der Stereolithographie durch die gleichzeitige Fertigung mehrerer Bauteile in Arbeitsgang zu erhöhen. Furthermore, the production rate of stereolithography is trying to increase by the simultaneous production of several components in operation. Nachteil ist dabei aber, dass nur identische Bauteile gleicher Größe und Form produziert werden können. Disadvantage is, however, that only identical components of the same size and shape can be produced. Es besteht keine Möglichkeit unterschiedliche Bauteile in einem Arbeitsgang oder beliebig große Bauteile besonders schnell zu fertigen. There is no way different components in a single operation or any major components to customize quickly.
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Aufgabe der Erfindung ist ein Stereolithographie-System mit mehr als einer unabhängigen Strahlquelle zu entwickeln und damit verbunden, eine Erhöhung der Fertigungsgeschwindigkeit zu erreichen, wobei in einem Arbeitsgang auch in Form, Größe und Gestalt unterschiedliche Bauteile gefertigt werden können. Object of the invention is a stereo system with more than one independent beam source to develop and connected to achieve an increase in the production rate, whereby different components can be manufactured in one operation in the form, size and shape.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Stereolithographie-System bestehend aus einem Aufnahmeblock ( The object of the invention is a stereo system consisting of a recording block ( 1 1 ) für die Aufnahme von in y- und x-Achsen verfahrbaren Linearantriebe ( ) For the reception of movable in the y and x-axes linear drives ( 4 4 , . 5 5 ) als gekreuzte Anordnung und für die Aufnahme eines Baugefässes ( ) As a crossed arrangement and for receiving a Baugefässes ( 2 2 ) mit integrierter, höhenverstellbarer Bauplattform ( ) With integrated, height-adjustable construction platform ( 3 3 ) gelöst, wobei die gekreuzte Anordnung der Linearantriebe für die y-Achsen ( ) Solved with the crossed arrangement of linear drives for the y-axis ( 4 4 ) und für die x-Achsen ( ) And for the x-axis ( 5 5 ) in vertikaler Richtung senkrecht über dem Baugefäß ( ) In a vertical direction perpendicular to the Baugefäß ( 3 3 ) angeordnet sind. Are arranged). Die unabhängig von einander verfahrbaren, je eine Strahlungsquelle ( Are independent of each other movable, each one radiation source ( 7 7 ) tragende, Schlitten ( ) Bearing, slide ( 6 6 ) sind an in x-Achsen unabhängige voneinander verfahrbaren Linearantrieben ( ) Are independent of each other in the X-axis movable linear drives ( 5 5 ) und die in den x-Achsen unabhängig voneinander verfahren Linearantriebe ( ) And in the x-axis method independently linear drives ( 5 5 ) sind an unabhängig voneinander verfahrbaren Linearantrieben ( ) Are to be moved independently of each other linear drives ( 4 4 ) in y-Achsen angeordnet. ) Are arranged in the y-axis.
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Um eine optimale Führung der Strahlungsquellen ( To ensure optimal management of radiation sources ( 7 7 ) über das Baufeld ( ) On the construction site ( 9 9 ) zu erreichen, beträgt in einer weiteren Ausführung der Erfindung das Verhältnis der in y-Achse verfahrbaren Linearantrieben ( To achieve), is in a further embodiment of the invention, the ratio of movable in y-axis linear drives ( 4 4 ) zu den in der x-Achse verfahrbaren Linearantrieb ( ) To be moved in the x-axis linear drive ( 5 5 ) 1:1 oder 1:2 oder 2:1, wobei beim Verhältnis 1:1 mindestens zwei Schlitten ( ) 1: 1 or 1: 2 or 2: 1, wherein the ratio of 1: 1 at least two carriages ( 6 6 ) für je eine Strahlungsquelle ( ) For each radiation source ( 7 7 ) auf dem in der x-Achse verfahrbaren Linearantrieb ( ) On the movable in the x-axis linear drive ( 5 5 ) angeordnet sind. Are arranged).
[0034] [0034]
In einer weitere Ausführung der Erfindung wird ein Stereolithographie-System dargestellt, das zwei, unabhängig voneinander verfahrbare, eine Strahlungsquelle ( In a further embodiment of the invention, a stereolithography system is represented, the two independently movable, a radiation source ( 7 7 ) tragender, Schlitten ( ) Bearing, slide ( 6 6 ) an mindestens einem, in x-Achse verfahrbaren und an mindestens einem in y-Achse verfahrbaren Linearantrieb ( ) At least one, movable in x-axis and at least one movable in the y-axis linear drive ( 4 4 ) angeordneten, Linearantrieb ( ) Arranged, linear actuator ( 5 5 ) befestigt sind. ) Are attached.
[0035] [0035]
In einer weitere Möglichkeit gemäß dieser Erfindung wird ein Stereolithographie-System beschrieben, das je ein, eine Strahlungsquelle ( In a further option according to this invention, a stereolithography system is described, which each one, a radiation source ( 7 7 ) tragender Schlitten ( ) Supporting slide ( 6 6 ) an zwei, unabhängig voneinander in x-Achse verfahrbaren und an mindestens einem in Y-Achse verfahrbaren Linearantriebe ( ) On two, independently movable in x-axis and at least one is movable in the Y-axis linear drives ( 4 4 ) angeordneten, Linearmotoren ( ) Arranged, linear motors ( 5 5 ) befestigt sind. ) Are attached.
[0036] [0036]
Die Linearantriebe ( The linear drives ( 4 4 , . 5 5 ) können gemäß dieser Erfindung Linearmotoren sein. ) May be linear motors according to this invention.
[0037] [0037]
Die Strahlungsquellen ( The radiation sources ( 7 7 ) sind gemäß dieser Erfindung als Laserquellen ausgebildet. ) Are formed according to this invention as laser sources.
[0038] [0038]
Kern der Erfindung ist, ein neues Konzept zur Aufhängung zweier oder mehrerer Strahlungsquellen ( Essence of the invention is to provide a new concept for suspension of two or more radiation sources ( 7 7 ) zur unabhängigen Belichtung eines Photopolymerbades. ) For independently exposing a photopolymer bath. und die Möglichkeit mehrere unabhängig gesteuerte Schlitten auf einem Linearantrieb zu betreiben. and the ability to run multiple independently controlled slide to a linear drive.
[0039] [0039]
So kann innerhalb einer Fertigungsbahn ein Bauraum durch mehr als einen Laser polymerisiert werden. Thus it can be polymerized by more than one laser within one web manufacturing an installation space. Damit verdoppelt, verdreifacht, usw. sich abhängig von der Laseranzahl die Fertigungsgeschwindigkeit bei gleicher Achsenlänge. This doubled, tripled, etc. depending on the number laser production speed at the same axial length.
[0040] [0040]
Durch Auslegung der Steuerelektronik kann auch ein einziges Bauteil mit mehreren Lasern gleichzeitig gefertigt werden. By designing the control electronics and a single component with multiple lasers can be manufactured simultaneously. Dazu müssen sich die Arbeitsbereiche der Laser nur überschneiden. In addition to the work areas of the laser must only overlap.
[0041] [0041]
Das erfindungsgemäße Stereolithographie-System zeichnet sich durch eine deutliche Steigerung der Produktivität herkömmlicher Systeme (mehrere gleichzeitig arbeitende Strahlquellen) und die Möglichkeit, sehr große Bauteile mit vertretbarem Aufwand zu fertigen, aus. The invention stereolithography system is characterized to produce (several concurrent operation of radiation sources) and the possibility of very large components at a reasonable cost by a significant increase in the productivity of traditional systems, from. Damit wird ein Kostenvorteil gegenüber bisherigen Stereolithographie-Anlagen erreicht. For a cost advantage over previous stereolithography machines is achieved.
[0042] [0042]
Die Erfindung wird nun näher an mehreren Beispielen erläutert, wobei die The invention will now be illustrated by several examples, where the 1 1 den schematischen Aufbau des Stereolithographie-System mit einem Linearantrieb ( the schematic structure of the stereolithography system with a linear drive ( 4 4 ) für die y-Achse und einem Linearantrieb ( ) For the y-axis and a linear drive ( 5 5 ) für die x-Achse mit zwei eine Strahlungsquelle ( ) For the x-axis with two, a radiation source ( 7 7 ) tragenden Schlitten ( ) Carriage carrying ( 6 6 ), die ), The 2 2 die Aufteilung der Arbeitsbereiche für zwei Laser ( the division of areas of work for two lasers ( 7 7 ) auf der x-Achse, die ) On the x-axis, 3 3 eine schematische Darstellung des Stereolithographie-System mit einem Linearantrieb ( a schematic representation of the stereo system with a linear drive ( 4 4 ) für die Y-Achse und zwei Linearantriebe ( ) For the Y-axis and two linear drives ( 5 5 ) für die x-Achse, die ) For the x-axis, 4 4 eine schematische Darstellung eines Stereolithographie-Systems für sechs unabhängige Laser ( a schematic diagram of a stereolithography system for six independent laser ( 7 7 ) und die ) And the 5 5 die Aufteilung der Arbeitsbereiche für acht voneinander unabhängige Laser ( the division of areas of work for eight independent lasers ( 7 7 ) auf sechs Linearantriebe ( ) On six linear actuators ( 4 4 ) für die x-Achsen und drei Linearantrieb für die y-Achsen darstellen. ) Represent the x-axes and three linear drive for the Y-axis. Dabei bedeuten This mean
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Aufnahmeblock Receiving block
- 2 2
- Bauraum Space
- 3 3
- Bauplattform Building platform
- 4 4
- Linearmotor für den Antrieb auf der y-Achse Linear motor for driving on the y-axis
- 5 5
- Linearmotor für die x-Achse Linear motor for the X-axis
- 6 6
- Schlitten Sledge
- 7 7
- Strahlquelle Beam source
- 9 9
- Baufeld Baufeld
- 10 10
- Träger Carrier
Beispiel 1: Example 1:
[0043] [0043]
An dem Aufnahmeblock ( At the receiving block ( 1 1 ) ist ein Träger ( ) Is a carrier ( 10 10 ) angeordnet, an dem ein Linearmotor ( ) Are arranged, to which a linear motor ( 4 4 ) als Antrieb auf der y-Achse befestigt ist. ) Is mounted as a drive on the y-axis. An diesem Linearmotor ( At this linear motor ( 4 4 ) als Antrieb auf der y-Achse ist ein Linearmotor ( ) As a drive on the y-axis is a linear motor ( 5 5 ) für den Antrieb auf der x-Achse angebracht, wobei beide Linearmotoren ( ) Attached to the drive on the x-axis, both linear motors ( 4 4 , . 5 5 ) unabhängig voneinander geregelt werden. ) Are controlled independently. Der Linearmotor ( The linear motor ( 5 5 ) für den Antrieb auf der x-Achse wird von dem Linearmotor ( ) For driving on the x-axis by the linear motor ( 4 4 ) für die y-Achse über das Baufeld ( ) For the y-axis on the construction site ( 3 3 ) geführt. ) Out.
[0044] [0044]
An dem Linearmotor ( At the linear motor ( 5 5 ) für den Antrieb auf der x-Achse sind zwei Schlitten ( ) For driving on the x-axis, two carriages ( 6 6 ) angeordnet, die unabhängig voneinander in Ihren Verfahrwegen regelbar sind. ) Arranged, which are regulated in your traverse independently.
[0045] [0045]
An den Schlitten ( To the carriage ( 6 6 ) sind senkrecht über dem Baufeld ( ) Are measured vertically from the construction site ( 9 9 ) je ein Diodenlaser ( ) A respective diode ( 7 7 ) angeordnet, die mittels der unabhängig voneinander regelbaren Linearmotoren ( ) Arranged by means of independently controllable linear motors ( 4 4 , . 5 5 ) für die Antriebe x- und y-Achsen sowie der Schlitten ( ) For the drives of the x and y axes as well as the slide ( 6 6 ) über das gesamte Baufeld ( ) Over the entire construction site ( 9 9 ) geführt werden können. ) Can be guided. Ein lichtaushärtender Kunststoff (Photopolymer), zum Beispiel Epoxidharz, wird von einem Laser in dünnen Schichten (Standardschichtstärke im Bereich 0,05–0,25 mm, bei Mikrostereolithografie auch bis zu 1 Mikrometerschichten) ausgehärtet. A lichtaushärtender plastic (photopolymer), for example, epoxy resin is cured by a laser in thin layers (standard layer thickness in the range 0.05-0.25 mm, with micro-stereolithography also up to 1 micron layers). Die Prozedur geschieht in einem Bad, welches mit den Basismonomeren des lichtempfindlichen (photosensitiven) Kunststoffes gefüllt ist. The procedure is done in a bath, which is filled with the base monomers of the photosensitive (photosensitive) resin. Nach jedem Schritt wird das Werkstück einige Millimeter in die Flüssigkeit abgesenkt und auf eine Position zurückgefahren, die um den Betrag einer Schichtstärke unter der vorherigen liegt. After each step, the workpiece is lowered a few millimeters into the liquid and returned to a position that is lower by the amount of one layer thickness below the previous one. Der flüssige Kunststoff über dem Teil wird dann durch einen Wischer gleichmäßig verteilt. The liquid plastic through the part is then evenly distributed by a wiper. Dann fahren die zwei Diodenlaser ( Then take the two diode laser ( 7 7 ) mittels der Linearmotoren ( ) By means of the linear motors ( 4 4 , . 5 5 ) für die Antriebe auf den x- und y-Achsen auf der neuen Schicht über die Flächen, die ausgehärtet werden sollen. ) For the drives to the x- and y-axes on the new layer over the surfaces that are to be cured. Nach dem Aushärten erfolgt der nächste Schritt, so dass nach und nach ein dreidimensionales Modell entsteht. After curing, the next step is carried out, so as to form gradually a three-dimensional model.
-
[0046] [0046]
Beim Stereolithographieverfahren werden bei der Herstellung typischerweise auch Stützstrukturen mit gebaut, da das vorn Laser gehärtete Harz noch relativ weich ist und auch bestimmte Formelemente (z. B. Überhänge) während des Bauprozesses sicher zu fixieren sind. In stereolithography process also supporting structures are built with in the manufacture typically because the forward laser cured resin is still relatively soft and even certain form elements (eg. As overhangs) during the construction process are sure to fix. Nach dem Bauprozess wird die Bauplattform ( After the construction process, the building platform is ( 3 3 ) mit dem/den Teil(en) aus dem Bauraum ( ) With the / the part (s) of the space ( 2 2 ) herausgefahren. ) Moved out. Nach dem Abtropfen des nicht gehärteten Harzes wird das Modell von der Bauplattform entfernt, von den Stützstrukturen befreit, mit Lösungsmitteln gewaschen und in einem Schrank unter UV-Licht vollständig ausgehärtet. After draining, the uncured resin, the model is removed from the build platform, free of the support structures, washed with solvents and completely cured in an oven under UV light.
Beispiel 2: Example 2:
[0047] [0047]
In diesem Beispiel wird die erfindungsgemäße Vorrichtung mit acht unabhängig steuerbaren Lasereinheiten dargestellt. In this example, the device of the invention is illustrated with eight independently controllable laser units. Dabei sind an zwei Linearmotoren ( Here are two linear motors ( 4 4 ) für die Y-Achsen jeweils vier Linearmotoren ( ) For the Y-axis, four linear motors ( 5 5 ) für die X-Achsen mit je zwei Schlitten ( ) For the X-axis, each with two carriages ( 6 6 ) für die Aufnahme eines Diodenlasers ( ) For receiving a diode laser ( 7 7 ) befestigt. ) Attached.
[0048] [0048]
Das Baufeld ( The construction site ( 9 9 ) ist in Quadranten (s. ) Is divided into quadrants (s. 5 5 ) aufgeteilt, wobei jeder Laser einem Quadranten zugeordnet ist und jeder Laser belichtet mittels einer Softwaresteuerung seinen Quadranten. ) Split, each laser is assigned a quadrant and each laser illuminated by means of a software control his quadrant. Die geometrische Überlappung der Quadranten sichert einen sauberen Übergang innerhalb eines Bauteils ab. The geometric overlap of the quadrant secures a smooth transition within a component. Die schematische Darstellung in der The schematic representation in the 3 3 zeigt eine solche Anlage. shows such a system.
[0049] [0049]
Zu Herstellung von Bauteilen in den jeweiligen Quadranten wird dann nach Prinzip im Beispiel 1 verfahren. For the production of components in the quadrant is then moved by principle in Example 1.
[0050] [0050]
Diese Stereolithographie-System eignet sich besonders für Bauraumabmessungen größer einem Meter Breite. This stereo system is particularly suitable for space dimensions greater than a meter wide.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES included in the description
[0051] [0051]
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