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DE112006001961T5 - Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objekts - Google Patents

Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objekts Download PDF

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Publication number
DE112006001961T5
DE112006001961T5 DE112006001961T DE112006001961T DE112006001961T5 DE 112006001961 T5 DE112006001961 T5 DE 112006001961T5 DE 112006001961 T DE112006001961 T DE 112006001961T DE 112006001961 T DE112006001961 T DE 112006001961T DE 112006001961 T5 DE112006001961 T5 DE 112006001961T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
powder
liquid
base
forming
layered object
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112006001961T
Other languages
English (en)
Inventor
Tomuyuki Inoue
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shofu Inc
Original Assignee
Shofu Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shofu Inc filed Critical Shofu Inc
Publication of DE112006001961T5 publication Critical patent/DE112006001961T5/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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Abstract

Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objekts, umfassend:
einen Halterungsmechanismus, welcher eine Basis haltert;
ein Gerät zum Applizieren einer Flüssigkeit, welches eine Flüssigkeit auf eine vorbestimmte Position von oberhalb der Basis appliziert;
ein Gerät zum Applizieren von Pulver, welches einem Pulver erlaubt, von oberhalb der Basis zu fallen; und
ein Gerät zum Entfernen von Pulver, welches ein nicht verfestigtes Pulver auf der Basis entfernt;
wobei ein Prozess eines Applizierens der Flüssigkeit durch das Gerät zum Applizieren einer Flüssigkeit, eines nachfolgenden Applizierens des Pulvers durch das Gerät zum Applizieren eines Pulvers, eines nachfolgenden Verfestigens der Flüssigkeit und des Pulvers, welches auf die Flüssigkeit appliziert ist, und dann des Entfernens des Pulvers, welches nicht mit der Flüssigkeit verfestigt worden ist, durch das Gerät zum Entfernen eines Pulvers, wiederholt ist, um dadurch eine dreidimensionale Struktur auf der Basis zu bilden.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes zum Schichten von verfestigten Teilen, welche jeweils durch Verfestigung einer Flüssigkeit und eines Pulvers gebildet sind, um so eine gewünschte dreidimensionale Struktur zu erzeugen.
  • Hintergrundtechnik
  • In dem zahnklinischen Gebiet und der Zahnforschung werden die Zahnstrukturmaterialien, wie etwa kieferorthopädische Klammern, kieferorthopädische Instrumente, Einlagen, Auflagen, Brücken, Kernmaterialien, obere Prothesenstrukturen, Teilprothesen, Vollprothesen, verschiedene Abdrücke, experimentelle Vorrichtungen und experimentelle Strukturmaterialien durch ein komplexes Verfahren hergestellt, welches viele Schritte umfasst, welche hauptsächlich ein manuelles Herstellen einer Gussform, eine Erzeugung eines replizierten Modells, Aufwachsen, Anlegen, Wachsentfernen, Gießen, Kneten, Polieren, etc. umfasst. Um dieses Verfahren auszuführen, ist das korrekte Wissen zum Bereitstellen einer großen Vielfalt von Materialien und Instrumenten und das korrekte Wissen, diese in ihren geeigneten Weisen zu benutzen und anzuwenden, essenziell. Weiter ist ein geeignetes Erlernen und eine Ausbildung für die Operation notwendig. Demgemäß ist es sehr arbeitsaufwendig und zeitaufwendig, Zahnstrukturmaterialien herzustellen, so dass es eine Begrenzung in der Verbesserung einer Herstellungseffizienz und -produktivität gibt. Da Fehler auf Grund von verschiedenen Wiederholungen eines Herstellens einer Gussform und von Gießprozessen auch unumgänglich sind, haben Enderzeugnisse manchmal eine ungenügende Anpassbarkeit und Farbtöne. Um diese Probleme zu lösen, müssen Anpass- und Veränderungsoperationen unternommen werden, welche weiteres Geschick, Mühe und Zeit brauchen.
  • Um diesen Punkt anzugehen, ist basierend auf Computerverarbeitungstechnologie, welche in neuerer Zeit beträchtlich vorangekommen ist, eine große Zahl von Verfahren zum Verbessern der Qualität und Produktionseffizienz entwickelt worden.
  • JP 2004-344623A und JP 2005-59477A beschreiben Vorrichtungen zum Bilden eines geschichteten Objektes, um Pulver in Schichten auf einem Bildungstisch zu bilden, um so eine gewünschte dreidimensionale Struktur zu erzeugen. Das Folgende ist eine kurze Beschreibung davon.
  • 26 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer konventionellen Vorrichtung 100 zum Bilden eines geschichteten Objektes zeigt. Wie in dieser Figur gezeigt, sind horizontale Achsen, welche senkrecht zueinander sind, durch eine X-Achse und eine Y-Achse bezeichnet, und eine vertikale Achse ist durch eine Z-Achse bezeichnet. In 26 bezeichnet Nummer 110 einem Bildungstisch, welcher in der Richtung der Z-Achse angehoben und abgesenkt werden kann, Nummer 120 bezeichnet einen Behälter, welcher eine Wand umfasst, welche die horizontale Peripherie des Bildungstisches 110 umgibt, Nummer 130 bezeichnet eine Pulvereinspeisung, welche Pulver auf dem Bildungstisch 110 verteilt, Nummer 140 bezeichnet eine Flüssigkeitseinspeisung, welche eine Flüssigkeit auf den Bildungstisch 110 zuführt, Nummer 150 bezeichnet ein Nivellierelement, welches eine obere Oberfläche des auf dem Bildungstisch 110 verteilten Pulvers ebnet, und Nummer 160 bezeichnet einen Lichtquelle, welche zum Fotopolymerisieren der zugeführten Flüssigkeit einen Lichtstrahl emittiert. Zu einem leichteren Verständnis der Struktur ist in 26 der Behälter 120 durch eine durchgezogene Linie-Doppelstrichlinie bezeichnet, so dass der Bildungstisch 110 darin gesehen wird.
  • Die Pulvereinspeisung 130 hat eine Pulververteilbreite, welche im Wesentlichen die gleiche ist wie die Ausdehnung des Bildungstisches 110 in der Richtung der Y-Achse. Die Pulvereinspeisung 130 bewegt sich in der Richtung der X-Achse, während sie das Pulver verteilt, so dass das Pulver auf einer gesamten Oberfläche des Bildungstisches 110 verteilt wird.
  • Das Nivellierelement 150 hat ein unteres Ende, was mit einer Nivellierkante 151 bereitgestellt ist, welche sich in der Richtung der Y-Achse erstreckt. Das Nivellierelement 150 bewegt sich in der Richtung der X-Achse, während es der Nivellierkante 151 erlaubt, auf einer oberen Oberfläche 122 des Behälters 120 zu gleiten.
  • Die Flüssigkeitseinspeisung 140 wird in der Richtung der Y-Achse durch einen einachsigen Führungsmechanismus 148 bewegt. Der einachsige Führungsmechanismus 148 wird in der Richtung der X-Achse durch einen Antriebsmechanismus angetrieben, welcher in der Figur nicht gezeigt ist. Mit anderen Worten führt die Flüssigkeitseinspeisung 140 die Flüssigkeit dem Bildungstisch 110 an gewünschten Positionen zu, während sie entlang den Richtungen der X-Achse und der Y-Achse über den Bildungstisch 110 abtastet.
  • Der Bildungstisch wird um eine konstante Schrittweite durch einen Antriebsmechanismus abgesenkt, welcher in der Figur nicht gezeigt ist. Das Pulver wird als Schichten auf dem Bildungstisch 110 gebildet, wobei die Dicke einer Schicht dieser einzigen Schrittweite entspricht.
  • Das Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionale Struktur wird im Detail mit Bezug auf 27A bis 27E geschrieben.
  • 27A zeigt den Zustand, in welchem eine Mehrzahl von Schichten (zwei Schichten in der Figur) des Pulvers bereits auf dem Bildungstisch 110 gebildet sind. Nummer 171 bezeichnet eine oberste Schicht in der Mehrzahl von Pulverschichten, welche auf dem Bildungstisch 110 deponiert sind, Nummer 172 bezeichnet einen verfestigten Teil in der obersten Schicht 171, welcher durch Polymerisieren der Flüssigkeit gebildet ist, Nummer 173 bezeichnet eine Pulverschicht, welche unmittelbar vor der obersten Schicht 171 deponiert ist, und Nummer 174 bezeichnet einen verfestigten Teil der Pulverschicht 173, welcher durch Polymerisieren der Flüssigkeit gebildet ist.
  • Wie in 27A gezeigt, wird in diesem Zustand, während die Pulvereinspeisung 130 in der Richtung der X-Achse bewegt wird, Pulver 134 auf dem Bildungstisch 110 von einem Schlitz 132 der Pulvereinspeisung 130 verteilt.
  • Wie in der 27B gezeigt, wird als Nächstes das Nivellierelement 150 in Richtung der X-Achse bewegt, um dabei eine obere Oberfläche des Pulvers 134 anzupassen, um so die gleiche Höhe wie die obere Oberfläche 122 des Behälters 120 zu haben. Auf diese Weise wird eine Pulverschicht 175 mit einer gleichförmigen Dicke auf der obersten Schicht 171 gebildet.
  • Wie in 27C gezeigt, wird nachfolgend, während die Flüssigkeitseinspeisung 140 bewegt wird, die Flüssigkeit zu der Pulverschicht 175 hin an einer gewünschten Position zugeführt. Nummer 176 bezeichnet einen Teil in der Pulverschicht 175, zu welchem die Flüssigkeit appliziert wird.
  • Wie in 27D gezeigt, wird danach unter Benutzung der Lichtquelle 160 Licht gestrahlt, um dadurch die zu der Pulverschicht 175 applizierte Flüssigkeit zu polymerisieren und zu verfestigen. Wenn die Flüssigkeit verfestigt ist, ist das Pulver in einem Bereich, zu welchem die Flüssigkeit appliziert worden ist, integriert. Auf diese Weise wird ein verfestigter Teil 177 in der Pulverschicht 175 gebildet.
  • Dann wird der Bildungstisch 110 um eine vorbestimmte Schrittweite abgesenkt und die Prozesse der oben beschriebenen 27A bis 27D werden ausgeführt. Die oben erwähnten Prozesse werden erforderliche Male wiederholt.
  • Schließlich wird nicht verfestigtes Pulver auf dem Bildungstisch 110 entfernt, um so eine dreidimensionale Struktur 170 zu erhalten, in welcher die verfestigten Teile 174, 172 und 177, etc. integriert sind, wie in 27E gezeigt.
  • Durch Benutzen dieses Verfahrens ist es auch möglich, dreidimensionale Strukturen mit einer komplexen Form zu erzeugen, zum Beispiel Zahnstrukturmaterialien.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Im Allgemeinen muss die Oberfläche von Zahnstrukturmaterialien glatt sein. Besonders in Teilprothesen und Vollprothesen ist die Glattheit der Oberfläche, welche in dem Mund eines Patienten eine Schleimhautoberfläche kontaktiert, besonders wichtig, weil sie besonders den Tragekomfort der Prothese betrifft.
  • In der oben beschriebenen konventionellen Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes verbleiben jedoch unmittelbar nach Fertigstellung Stufen auf Grund des Schichtens und geringfügige Unregelmäßigkeiten auf Grund des Pulvers auf der Oberfläche der dreidimensionalen Struktur. Somit ist es insbesondere notwendig gewesen, die Oberfläche, welche die Schleimhautoberfläche in dem Mund kontaktiert, Nachbehandlungen auszusetzen, wie etwa einer Anwendung eines Oberflächengleitmittels und eines Polierens.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes bereitzustellen, welche befähigt ist, eine dreidimensionale Struktur zu erzeugen, welche mindestens teilweise eine glatte Oberfläche hat, um so ein Fortlassen oder eine Vereinfachung einer Oberflächenglättungsbehandlung zu erlauben.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Eine Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Halterungsmechanismus, welcher eine Basis haltert, eine Gerät zum Applizieren einer Flüssigkeit, welches eine Flüssigkeit an einer vorbestimmten Position von oberhalb der Basis appliziert, eine Gerät zum Applizieren eines Pulvers, welches einem Pulver erlaubt, von oberhalb der Basis zu fallen, und eine Gerät zum Entfernen eines Pulvers, welches ein nicht verfestigtes Pulver auf der Basis entfernt. Ein Prozess eines Applizierens der Flüssigkeit durch das Gerät zum Applizieren einer Flüssigkeit, eines nachfolgenden Applizierens des Pulvers durch das Gerät zum Applizieren eines Pulvers, eines nachfolgenden Verfestigens der Flüssigkeit und des auf die Flüssigkeit applizierten Pulvers und eines dann Entfernens des Pulvers, welches nicht mit der Flüssigkeit verfestigt worden ist, durch das Gerät zum Entfernen eines Pulvers wird wiederholt, um dadurch eine dreidimensionale Struktur auf der Basis zu bilden.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Da die Flüssigkeit zuerst auf die Basis appliziert wird, reflektiert in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Oberfläche der dreidimensionalen Struktur, welche die Basis kontaktiert hatte, genau die Oberflächenform der Basis, so dass die Schritte auf Grund eines Schichtens und auf Grund geringfügiger Unregelmäßigkeiten auf Grund des Pulvers vermindert werden können. Daher ist es möglich, eine dreidimensionale Struktur mit einer glatten Oberfläche zu erreichen. Als ein Ergebnis kann die Oberflächenglättungsbehandlung fortgelassen oder vereinfacht werden.
  • Zum Beispiel in dem Fall, wo eine Teilprothese oder eine Vollprothese erzeugt wird, kann die Anpassarbeit zu der Zeit, wenn ein Patient die Prothese in seinen/ihren Mund einsetzt, wesentlich vermindert werden, weil sich die Anpassbarkeit an die Schleimhautoberfläche in dem Mund beträchtlich verbessert. Somit ist es möglich, die Belastung des Patienten und die Arbeit und die Arbeitszeit eines Zahnarztes zu vermindern.
  • Auch kann eine große Zahl von Prozessen, welche herkömmlicherweise von einem Zahntechniker durchgeführt worden sind, wenn eine Prothese erzeugt wird, beträchtlich vereinfacht werden.
  • Da sich weiterhin die Anpassbarkeit der Prothese an die Schleimhautoberfläche verbessert, wird es möglich, die Häufigkeit zu vermindern, mit welcher die Prothese erneut wegen ihrer schwachen Anpassbarkeit gefertigt werden muss.
  • Da sich die Anpassbarkeit der Prothese an die Schleimhautoberfläche verbessert und die Veränderung in einer Anpassbarkeit gemäß verschiedener Techniker zurückgeht, wird es für einen Patienten auch weniger notwendig, einen Prothesenstabilisator zu benutzen. Folglich ist die vertikale Verschlussausdehnung konsistent mit der zur Zeit eines Entwerfens der Prothese, so dass eine Störung eines Verschließens oder einer Anomalie oder eine Kraniomandibuläre Dysfunktion, welche durch Veränderungen der vertikalen Verschlussausdehnung auf Grund der Benutzung eines Prothesenstabilisators verursacht ist, weniger wahrscheinlich auftreten.
  • Da es außerdem möglich ist, die Zeitspanne von der Zeit zu vermindern, wenn eine Prothese notwendig wird, bis ein Patient tatsächlich die Prothese eingesetzt, kann die Zeit verkürzt werden, während welcher der Patient bis zur Vollendung der Prothese eine Unbehaglichkeit empfindet.
  • Wenn die Prothese bricht, kann weiterhin eine hochpräzise Prothese wieder erzeugt werden. Daher ist es möglich, die Zeit, welche für die Diagnose, für die Reproduktion und die Wartezeit bis zur Vollendung erforderlich ist, außerordentlich zu verkürzen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2A ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in einem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2B ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3A ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3B ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3C ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3D ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 7A ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in einem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 7B ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 7C ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 8A ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 8B ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 8C ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 10A zeigt einen Prozess in einem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung.
  • 10B zeigt einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung.
  • 10C zeigt einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung.
  • 11 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 12 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche eine Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung in der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 13A ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel von kleinen Löchern zeigt, welche in einem Sieb in der Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung in der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung gebildet sind.
  • 13B ist eine Draufsicht, welche ein anderes Beispiel von kleinen Löchern zeigt, welche in einem Sieb in der Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung in der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung gebildet sind.
  • 13C ist eine Draufsicht, welche noch ein anderes Beispiel von den kleinen Löchern zeigt, welche in einem Sieb in der Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung in der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung gebildet sind.
  • 13D ist eine Draufsicht, welche noch ein anderes Beispiel von den kleinen Löchern zeigt, welche in einem Sieb in der Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung in der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung gebildet sind.
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 16 ist eine Untenansicht, welche ein Beispiel einer Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 17 ist eine Untenansicht, welche ein anderes Beispiel einer Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 18 ist eine Seitenansicht, welche eine schematische Konfiguration einer anderen Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 19 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration noch einer anderen Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 20 ist eine Vorderansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Trennplatte-Pulvereinspeisung gemäß Ausführungsformen 9 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 21 ist eine Seitenansicht, welche eine schematische Konfiguration der Trennplatte-Pulvereinspeisung gemäß Ausführungsformen 9 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 22 ist eine Schnittansicht, welche einen Beispiel einer dreidimensionalen Struktur gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 23A ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in einem Verfahren zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 23B ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 23C ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 23D ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 24 ist eine Endansicht, welche ein Beispiel einer dreidimensionalen Struktur gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 25A ist eine Endansicht, welche einen Prozess in einem Verfahren zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 25B ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 25C ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 25D ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 26 eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration eines Beispiels einer herkömmlichen Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes zeigt.
  • 27A ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in einem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der herkömmlichen Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes zeigt.
  • 27B ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der herkömmlichen Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes zeigt.
  • 27C ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der herkömmlichen Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes zeigt.
  • 27D ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der herkömmlichen Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes zeigt.
  • 27E ist eine Schnittansicht, welche einen Prozess in dem Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der herkömmlichen Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes zeigt.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Es ist bevorzugt, dass der Halterungsmechanismus ein Tisch ist, auf welchem die Basis platziert ist. Dies macht es möglich, eine relativ große dreidimensionalen Struktur zu erzeugen.
  • Alternativ kann der Halterungsmechanismus ein stabähnliches Element sein, welches in die Basis eingefügt ist. Dies macht es möglich, eine relativ kleine dreidimensionale Struktur zu erzeugen.
  • Es ist bevorzugt, dass das Gerät zum Entfernen eines Pulvers einen Drehmechanismus zum Drehen der Basis umfasst und es dem nicht verfestigten Pulver erlaubt, durch Schwerkraft zu fallen und entfernt zu werden. Alternativ ist es bevorzugt, dass das Gerät zum Entfernen eines Pulvers eine Luftdüse zum Ausstoßen eines Gases umfasst und dass es das nicht verfestigte Pulver mit dem Gas wegbläst und entfernt. Alternativ ist es bevorzugt, dass das Gerät zum Entfernen eines Pulvers eine Saugdüse zum Saugen einer Atmosphäre umfasst und es dem nicht verfestigten Pulver erlaubt, in die Saugdüse gesaugt zu werden und entfernt zu werden. In jedem Fall kann das nicht verfestigte Pulver auf eine einfache Weise entfernt werden.
  • Es ist bevorzugt, dass die Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß der vorliegenden Erfindung weiterhin eine Gerät zum Erzeugen einer Vibration umfasst, welches den Halterungsmechanismus vibriert. Dies machte es möglich, dass nicht verfestigte Pulver innerhalb einer kurzen Zeit zu entfernen.
  • Es ist bevorzugt, dass die Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß der vorliegenden Erfindung weiterhin einen Behälter, welcher eine horizontale Peripherie des Tisches umgibt, ein Nivellierelement, welches das in dem Behälter gehäufte Pulver ebnet, und einen Anhebe- und Absenkmechanismus, welcher eine relative Position zwischen dem Behälter und dem Tisch entlang einer Richtung einer Höhe verändert, umfasst. Dies macht es möglich, die verfestigten Teilschichten zu schichten, welche durch Verteilen des Pulvers gebildet sind, um so eine gewisse Dicke zu haben, und dann die Flüssigkeit auf dem Pulver zu applizieren, um so eine dreidimensionale Struktur zu erzeugen.
  • Es ist bevorzugt, dass der Halterungsmechanismus ein Tisch ist, auf welchem die Basis platziert ist, und dass die Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes weiterhin einen Behälter, welcher eine horizontale Peripherie des Tisches umgibt, ein Nivellierelement, welches das in dem Behälter gehäufte Pulver ebnet, und einen Anhebe- und Absenkmechanismus, welcher eine relative Position zwischen dem Behälter und dem Tisch entlang einer Richtung einer Höhe verändert, umfasst. Es ist weiterhin bevorzugt, dass ein Prozess eines Applizierens des Pulvers in den Behälter durch das Gerät zum Applizieren eines Pulvers, eines nachfolgenden Ebnens des Pulvers durch das Nivellierelement, eines nachfolgenden Applizierens der Flüssigkeit durch das Gerät zum Applizieren einer Flüssigkeit und dann des Absenkens des Tisches relativ zu dem Behälter durch den Anhebe- und Absenkmechanismus wiederholt wird, um dadurch eine weitere dreidimensionale Struktur auf der dreidimensionalen Struktur zu bilden. Auf diese Weise kann eine dreidimensionale Struktur mit einer komplexen Form, wie etwa einer Hinterschnittform, leichter erzeugt werden.
  • Es ist bevorzugt, dass die Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß der vorliegenden Erfindung weiterhin ein Gerät zum dreidimensionalen Messen umfasst, welches die Basis oder die auf der Basis gebildete dreidimensionale Struktur misst. Dies macht es leichter, die Form der Basis, Position der Basis in Bezug auf den Halterungsmechanismus zu messen und die Form der auf der Basis gebildeten dreidimensionalen Struktur zu messen.
  • Eine untere Oberfläche des Geräts zum Applizieren eines Pulvers kann mit einer Mehrzahl von Sieben bereitgestellt sein, welche gestapelt sind, um so eine auf der unteren Oberfläche gebildete Öffnung zu blockieren. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass jedes der Mehrzahl von Sieben mit einer Mehrzahl von Löchern bereitgestellt ist, durch welche das Pulver passieren kann. Es ist auch bevorzugt, dass das Fallen des Pulvers gesteuert wird durch Steuern einer Bewegung von zumindest einem der Mehrzahl von Sieben relativ zu den anderen. Unabhängig von der Form und Größe der Öffnung kann auf diese Weise das Fallen von Pulver leicht gesteuert werden, zu starten und zu stoppen. Mit anderen Worten verbessert dies den Grad einer Flexibilität in einem Entwerfen einer Fläche, auf welche das Pulver von dem Gerät zum Applizieren eines Pulvers fällt.
  • Es ist bevorzugt, dass eines der Mehrzahl von Sieben ein Endlossieb ist, welches durch Verbinden beider Enden eines riemenähnlichen Siebes in einer ringförmigen Form erhalten ist. Durch Bewegen des Endlossiebes kontinuierlich in einer Richtung ist es möglich, dem Pulver zu erlauben, stabil und kontinuierlich zu fallen.
  • Das Gerät zum Applizieren eines Pulvers kann ein geneigtes Substrat und eine Mehrzahl von Trennplatten umfassen, welche auf dem Substrat angeordnet sind. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Mehrzahl von Trennplatten in eine Mehrzahl von Schichten in einer vertikalen Richtung getrennt sind. Es ist auch bevorzugt, dass mehr Trennplatten in einer (N + 1)-ten Schicht umfasst sind als in einer N-ten Schicht von oben, wenn N eine natürliche Zahl ist. Weiterhin ist es bevorzugt, dass jede der Trennplatten einen Pulverfluss von oben in zwei trennt. Auf diese Weise wird es möglich, ein großes Volumen von Pulver in eine weite Fläche zu verteilen, so dass die Zeit zum Bilden einer dreidimensionalen Struktur vermindert werden kann.
  • Es ist bevorzugt, dass die Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß der vorliegenden Erfindung weiterhin einen Neigemechanismus umfasst, welcher eine Orientierung der Basis in mindestens zwei Richtungen verändert, welche Richtungen eine erste Richtung und eine von der ersten Richtung verschiedene zweite Richtung umfassen. In diesem Fall ist es bevorzugt, sowohl in einem Zustand, wo die Basis der ersten Richtung gegenübersteht als auch in einem Zustand, wo die Basis der zweiten Richtung gegenübersteht, die Flüssigkeit zu applizieren und dem Pulver zu erlauben zu fallen. Sogar wenn zum Beispiel eine Einbuchtung auf der Oberfläche der Basis gebildet ist, kann auf diese Weise die verfestigte Teilschicht in der Einbuchtung gebildet werden. Somit ist es möglich, eine dreidimensionale Struktur mit einer gewünschten Form ungeachtet der Form der Basis zu bilden.
  • In der obigen Beschreibung kann wiederholt die Flüssigkeit auf die Basis appliziert werden und dem Pulver kann erlaubt werden, auf die Basis zu fallen, während die Basis der ersten Richtung gegenübersteht, um so auf der Basis eine erste verfestigte Teilschicht zu bilden, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet ist, und dann kann wiederholt die Flüssigkeit auf die Basis appliziert werden und dem Pulver kann erlaubt werden, auf die Basis zu fallen, während die Basis der zweiten Richtung gegenübersteht, um so auf der Basis eine zweite verfestigte Teilschicht zu bilden, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet ist.
  • Alternativ können ein Prozess eines Applizierens der Flüssigkeit auf die Basis und eines dem Pulver Erlaubens, auf die Basis zu fallen, während die Basis der ersten Richtung gegenübersteht, um so auf der Basis eine erste verfestigte Teilschicht zu bilden, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet ist, und ein Prozess eines Applizierens der Flüssigkeit auf die Basis und eines dem Pulver Erlaubens, auf die Basis zu fallen, während die Basis der zweiten Richtung gegenübersteht, um so auf der Basis eine zweite verfestigte Teilschicht zu bilden, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet ist, abwechselnd wiederholt werden.
  • Auf diese Weise ist es möglich, eine dreidimensionales Struktur mit einer gewünschten Form in einer effizienten Weise zu bilden.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung im Detail durch Ausführungsformen beschrieben.
  • (Ausführungsform 1)
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung 1 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in dieser Figur gezeigt, sind horizontale Achsen, welche senkrecht zueinander sind, durch eine X-Achse und eine Y-Achse bezeichnet, und eine vertikale Achse ist durch eine Z-Achse bezeichnet.
  • Eine Basis 12 ist auf einem Bildungstisch (einem Halterungsmechanismus) 10 gehaltert. Eine dreidimensionale Struktur wird geschichtet und auf der Basis 12 gebildet. Ein Ende eines Arms 40, dessen longitudinale Richtung einer Richtung der Y-Achse entspricht, ist mit dem Bildungstisch 10 gekoppelt, und das andere Ende des Arms 40 ist mit einem Drehantriebsmechanismus verbunden, welcher in der Figur nicht gezeigt ist. Der Drehantriebsmechanismus dreht den Arm 40 in durch Pfeile 42 bezeichnete Richtungen, um so den Bildungstisch 10 umzudrehen.
  • Eine Flüssigkeitseinspeisung (eine Gerät zum Applizieren einer Flüssigkeit) 20 führt eine Flüssigkeit von oberhalb der Basis 12 zu und erlaubt der Flüssigkeit zu fallen. Die Flüssigkeitseinspeisung 20 bewegt sich in der Richtung der Y-Achse durch einen einachsigen Führungsmechanismus 28. Dieser einachsige Führungsmechanismus 28 wird in einer Richtung der X-Achse durch einen Antriebsmechanismus angetrieben, welcher in der Figur nicht gezeigt ist. Mit anderen Worten führt die Flüssigkeitseinspeisung 20 die Flüssigkeit bei gewünschten Positionen zu, während sie entlang der Richtung der X-Achse und der Richtung der Y-Achse über der Basis 12 abtastet.
  • Eine Pulvereinspeisung (ein Gerät zum Applizieren eines Pulvers) 30 hat eine untere Oberfläche, welche mit einem Schlitz 32 bereitgestellt ist, um einem Pulver zu erlauben zu fallen. Die Pulvereinspeisung 30 hat eine Pulververteilbreite, welche mindestens so groß wie oder größer als die Ausdehnung der Basis 12 in der Richtung der Y-Achse ist. Die Pulvereinspeisung 30 bewegt sich in der Richtung der X-Achse, während sie das Pulver verteilt, um es dadurch dem Pulver zu erlauben, von oberhalb der Basis 12 zu fallen.
  • Eine Einheit 50 zum dreidimensionalen Messen ist oberhalb des Bildungstisches 10 bereitgestellt.
  • Im Folgenden wird eine Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der oben bemerkten Vorrichtung 1 zum Bilden eines geschichteten Objektes beschrieben.
  • Wie in 2A gezeigt, wird zunächst die Basis 12 auf dem Bildungstisch 10 befestigt. Im Falle eines Produzierens einer Prothese ist zum Beispiel die Basis 10 eine Nachbildung eines Alveolarkamm eines Patienten. Die obere Oberfläche der Basis 10 hat dieselbe Form wie eine Schleimhautoberfläche in dem Mund des Patienten.
  • In dem Fall jedoch, in welchem ein Zwischenraum zwischen einer endgültigen dreidimensionalen Struktur und einer Trageoberfläche in dem Mund des Patienten gewünscht ist, um einen Zementraum sicherzustellen und den Tragekomfort zu verbessern, kann eine Folie oder eine dünne aus Metall gefertigte Schicht, ein Harz oder dergleichen angebracht oder teilweise oder in Gänze zum Bereitstellen eines Zwischenraums auf der Oberfläche der Basis 12 appliziert sein.
  • Wie in 2B gezeigt, kann zu diesem Zeitpunkt die Basis 12 genau auf dem Bildungstisch unter Verwendung der Einheit 50 zum dreidimensionalen Messen positioniert werden. Auch kann die Form der oberen Oberfläche der Basis 12 unter Benutzung der Einheit 50 zum dreidimensionalen Messen gemessen werden.
  • Wie als Nächstes in 3A gezeigt, wird, während die Flüssigkeitseinspeisung 20 bewegt wird, eine Flüssigkeit 22 von einer Düse 21 an vorbestimmten Positionen zugeführt. Auf diese Weise haftet die Flüssigkeit 22 an den vorbestimmten Positionen auf der Basis 12 an.
  • Die Zuführung der Flüssigkeit zum Bilden einer verfestigten Teilschicht kann durch ein einziges Abtasten der Flüssigkeitseinspeisung 20 oder durch eine Mehrzahl von Abtastungen durchgeführt werden. In dem Fall einer Benutzung eines Materials zum Quellen des Pulvers als die Flüssigkeit macht es zum Beispiel die Mehrzahl von Abtastungen möglich, den Fortgang eines Quellens des Pulvers zu unterdrücken und ein Verwischen der Flüssigkeit zu unterdrücken und zu verhindern, dass sich die Flüssigkeit über eine gewünschte Fläche hinaus verteilt.
  • Wie in 3B gezeigt, wird, während die Pulvereinspeisung 30 in der Richtung der X-Achse bewegt wird, als Nächstes dem Pulver 34 erlaubt, von einem Schlitz 32 zu fallen, so dass die Basis 12 mit dem Pulver 34 bedeckt wird. Auf diese Weise wird in einem Teilbereich, an welchem die Flüssigkeit 22 anhaftet, das Pulver durch die Flüssigkeit 22 gequollen, und die Flüssigkeit 22 wird polymerisiert, um dadurch die Flüssigkeit und das Pulver zu verfestigten.
  • Wie in 3C gezeigt, wird dann der Bildungstisch 10 durch den Arm 40 umgedreht. Auf diese Weise fällt überschlüssiges Pulver 34 auf der Basis 12 durch Schwerkraft und wird entfernt, außer dem Pulver, welches durch die Flüssigkeit 22 verfestigt ist. Folglich wird ein verfestigter Teil 61, welcher durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet ist, auf der Basis 12 gebildet.
  • Der Bildungstisch 10 kann mit einem Gerät zum Erzeugen einer Vibration bereitgestellt sein, welches den Bildungstisch 10 vibriert. Durch Vibrieren des Bildungstisches 10, wenn der Bildungstisch 10 umgedreht wird, ist es möglich, dass überschlüssige Pulver 34 leicht innerhalb einer kurzen Zeit zu entfernen. Das Gerät zum Erzeugen einer Vibration ist nicht im Besonderen beschränkt und kann zum Beispiel ein Gerät sein, welches durch Anbringen eines exzentrischen Gewichts an einen Drehschaft eines elektrischen Motors erhalten ist.
  • Prozesse ähnlich zu 3A bis 3C werden notwendige Male wiederholt, um so nachfolgend verfestigte Teilschichten, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers auf der Basis 12 gebildet sind, zu schichten. Die Position, wo die Flüssigkeitseinspeisung 20 die Flüssigkeit appliziert, kann verändert werden, um die Position zu verändern, an welcher die individuellen verfestigten Teilschichten geschichtet werden. Als ein Ergebnis, wie in 3D gezeigt, kann eine dreidimensionale Struktur 60, welche aus einer großen Zahl von verfestigten Teilschichten gefertigt ist, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet sind, auf der Basis 12 gebildet werden.
  • Die vollendete Form der dreidimensionalen Struktur 60 auf dem Bildungstisch 10 kann durch die Einheit 50 zum dreidimensionalen Messen gemessen werden.
  • Danach wird die dreidimensionale Struktur 60 von der Basis 12 getrennt, um somit die dreidimensionale Struktur 60 mit einer gewünschten Form zu erhalten. Wenn nötig, kann eine Oberflächenendbehandlung ausgeführt werden, um so eine Oberflächenschlüpfrigkeit zu verbessern.
  • In der vorliegenden Erfindung wird die Flüssigkeit zuerst auf die Basis 12 appliziert. Dann wird das Pulver verteilt, gefolgt von einer Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers. Mit anderen Worten wird nicht das Pulver, sondern die Flüssigkeit zuerst auf die Oberfläche der Basis 12 appliziert. Daher wird die Oberfläche der Basis 12 im Wesentlichen genau auf die Oberfläche übertragen, welche die Basis 12 (eine untere Oberfläche) der endgültigen dreidimensionalen Struktur 60 kontaktiert hat. Wenn folglich die Oberfläche der Basis 12 im voraus glatt gefertigt worden ist, ist es möglich, eine dazu ähnliche glatte Oberfläche zu erreichen.
  • Im Falle eines Erzeugens eines Zahnstrukturmaterials kann z.B., wenn eine Basis 12 mit einer glatten oberen Oberfläche benutzt wird, welche die Form einer Schleimhautoberfläche in dem Mund eines Patienten reproduziert, die Oberfläche, welche in Kontakt mit der Schleimhautoberfläche kommen soll, glatt gefertigt werden. Somit ist es möglich, eine Oberflächenglättungsbehandlung dieser Oberfläche wegzulassen oder zu vereinfachen. Da die Verschlechterung der Genauigkeit einer Ausdehnung auf Grund der Oberflächenglättungsbehandlung vermindert werden kann, ist auch die Anpassbarkeit nicht beeinträchtigt. Auf diese Weise ist es möglich, ein Zahnstrukturmaterial hochgenau innerhalb einer kurzen Zeit ohne die Arbeit eines hoch ausgebildeten Technikers zu erzeugen.
  • In der vorliegenden Erfindung kann die Schichtdicke (die Dicke von einem verfestigten Teil) gemäß dem Zweck der dreidimensionalen Struktur verändert werden. Eine kleinere Schichtdicke erhöht die Auflösung, was zu einer Verbesserung der Genauigkeit einer Ausdehnung und der Oberflächenglätte führt.
  • [Pulver]
  • Das Material des Pulvers kann von einer Art oder eine Kombination von mehreren Arten von irgendwelchen Körnern von organischen Substanzen, anorganischen Substanzen, Metalloxiden und dergleichen sein. Obwohl es keine besondere Beschränkung auf das Material des Pulvers gibt, ist es bevorzugt, den Zweck der dreidimensionalen Struktur bei der Auswahl zu berücksichtigen. Z.B. ist es beim Erzeugen eines Zahnstrukturmaterials bevorzugt, ein praxiserprobtes Material zu verwenden, welches weit in der Zahnheilkunde benutzt ist, unter Berücksichtigung der Sicherheit und der Bearbeitbarkeit. Insbesondere ist es möglich, Glasmaterialien, verschiedene Arten von Metalloxiden, verschiedene Arten von keramischen Materialien, verschiedene Arten von Polymeren oder Zusammensetzungen einer Kombination dieser Materialien zu verwenden. Auch kann eine Oberflächenschicht des Pulvers mit diesen Materialien beschichtet werden.
  • Im Fall einer Benutzung von Harzmaterialien ist es zum Beispiel möglich, eine Art oder eine Mischung von zwei oder mehreren Arten von Methylmethacrylatpolymer, Ethylmethacrylatpolymer, und Kopolymer von Methylmethacrylatpolymer und Ethylmethacrylatpolymer zu verwenden. In diesem Fall beinhaltet das Pulver vorzugsweise mindestens 30 Gew.-% (weiter bevorzugt mindestens 50 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-%) eines Pulvers, welches aus den oben erwähnten Harzmaterialien gefertigt ist und kann weiterhin eine Art oder zwei oder mehr Arten von organischem Pulver, anorganischem Pulver und Metalloxidpulver beinhalten.
  • Das Pulver kann auf verschiede Arten einer Oberflächenbehandlung ausgesetzt werden, wenn notwendig. Zum Beispiel ist es möglich, eine Silanisierungsbehandlung und eine Heizbehandlung auszuführen.
  • Die Form des Pulvers ist nicht besonders beschränkt. Es ist möglich, eine amorphe Form, eine sphärische Form, eine toroidale Form, eine Form mit einem Durchgangsloch, eine Klumpenform, eine Barthaarform, eine Stabform, eine Nadelform, eine porige Form, eine gewarzte Form, oder dergleichen gemäß den Zwecken geeignet auszuwählen und zu benutzen. Die amorphe Form, die sphärische Form, die toroidale Form und die Form mit einem Durchgangsloch haben einen Vorteil beim leichten Bilden. Die Barthaarform, die Stabform und die Nadelform sind sehr wirkungsvoll, die Festigkeit nach dem Aushärten zu verbessern. Die Klumpenform, die porige Form, die gewarzte Form und dergleichen haben Vorteile, indem sie wirkungsvoll sind, die Adhäsion zwischen dem Pulver und der Flüssigkeit zu verbessern und können eine hohe mechanische Festigkeit nach dem Aushärten entwickeln und aufrechterhalten.
  • Die Korngröße ist ebenso nicht besonders beschränkt, muss aber kleiner sein als eine Schichtdicke. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die durchschnittliche Korngröße 0,001 m bis 0,5 mm ist. Die durchschnittliche Körpergröße ist weiter bevorzugt 0,1 m bis 0,3 mm und besonders bevorzugt 10 m bis 0,15 mm.
  • Das Verfahren zum Zuführen des Pulvers kann ein Verfahren eines Vorbereitens des Pulvers in einem Reservoirtank und Zuführens des Pulvers durch eine Röhre in die Pulvereinspeisung 30 hinein, ein Verfahren eines Bereitstellens der Pulvereinspeisung 30 mit einem Reservoirtank und eines dem Pulver Erlaubens, von dem Schlitz 32 durch Schwerkraft zu fallen oder dergleichen sein. Es ist auch möglich, eine Mehrzahl von Reservoirtanks zu platzieren und mehrere Arten von Pulvern mit verschiedenen Zusammensetzungen oder Farbtönen in den entsprechenden Reservoirtanks vorzubereiten, und die mehreren Arten von Pulvern zu benutzen oder sie in ihrer geeigneten Weise zum Zeitpunkt eines Erzeugens einer dreidimensionalen Struktur zu kombinieren. Im Falle eines Wechsels von mehreren Arten von Pulvern zur Benutzung ist es bevorzugt, dass die Zufuhr des Pulvers von dem Reservoirtank zu dem Schlitz 32 und das Öffnen und Schließen des Schlitzes 32 von einem Computer gesteuert werden.
  • Die Öffnungsbreite des Schlitzes 32 in der Richtung der X-Achse ist vorzugsweise mindestens zweimal, weiter bevorzugt mindestens sechsmal so groß wie die maximale Korngröße des zu benutzenden Pulvers.
  • Um das Pulver 34 wirkungsvoll zu sammeln, welches entfernt worden ist und in dem oben beschriebenen Prozess der 3C gefallen ist, kann ein Trog, ein Sauggerät und ein Fördermechanismus unterhalb des Bildungstisches 10 bereitgestellt sein. Das gesammelte Pulver kann auch gesiebt werden, um Staub zu entfernen, und kann dann dem Reservoirtank für eine wiederholte Benutzung zurückgeführt werden.
  • [Flüssigkeit]
  • Die Flüssigkeit wird ausgehärtet und mit dem Pulver integriert, um so als ein Bindemittel in dem verfestigten Teil zu dienen.
  • Als die Flüssigkeit ist es möglich, eine Flüssigkeit zu verwenden, welche ein polymerisierbares Monomer als eine Basiskomponente und verschiedene Arten von gemäß den Zwecken zugemischten Additiven beinhaltet. Auch kann die Flüssigkeit irgendwelche Partikel, Füllstoffe, faserförmige Substanzen oder dergleichen beinhalten, solange es nicht die Viskosität und verschiedene physikalische Eigenschaften beeinträchtigt, welche in der Praxis der vorliegenden Erfindung erforderlich sind. Obwohl es keine besondere Beschränkung auf das Material der Flüssigkeit gibt, ist es bevorzugt, dass der Zweck einer dreidimensionalen Struktur berücksichtigt wird, wenn das Material ausgewählt wird. Im Falle eines Erzeugens eines Zahnstrukturmaterials ist es zum Beispiel bevorzugt, ein praxiserprobtes Material zu verwenden, welches weithin in der Zahnheilkunde benutzt wird, unter Berücksichtigung der Sicherheit und Bearbeitbarkeit. Insbesondere ist es bevorzugt, ein Monomer oder ein Oligomer zu benutzen, welches Wasser, Acryl, Urethan oder ein anderes System als eine Hauptkomponente beinhaltet, eine Zusammensetzung eines solchen Monomers oder Oligomers und eines Weichmachers, eine Zusammensetzung von zumindest einer Art eines organischen Lösungsmittels, oder eine Flüssigkeit einer Mischung davon.
  • Das polymerisierbare Monomer, welches als die Hauptkomponente in der Flüssigkeit dient, ist vorzugsweise Methylmethacrylat oder Ethylmethacrylat.
  • Zum Beispiel ist es möglich, eine Flüssigkeits zu benutzen, in welcher 0,1 bis 35 Gew.-% von Polyalkylacrylatpolymer gelöst ist.
  • Wenn die Flüssigkeit eine zu geringe Viskosität hat, um geeignet ausgestoßen zu werden, ist es wünschenswert, dass sie gefertigt ist, eine Komponente mit einem Eindickungseffekt zu beinhalten. z.B. können polymerisierbare Monomere mit einem hohen Molekulargewicht, wie etwa ein Urethanharz und polymerisierbare Monomere mit einem relativ geringen Molekulargewicht, welche häufig als ein Kreuzvernetzungsagens zur Zeit der Polymerisation benutzt werden, wie etwa Ethylenglykoldimethacrylat, Triethylenglykoldimethacrylat, Neopenthylglykoldimethacrylat und 1,6 Hexandioldimethacrylat in einer bevorzugten Weise benutzt werden.
  • Es ist auch möglich, eine Mehrzahl von Flüssigkeiten mit verschiedenen Farbtönen vorzubereiten und diese Flüssigkeiten zu mischen (Mischen der Farben dieser Flüssigkeiten), während die Gemischmenge verändert wird, um dadurch eine Flüssigkeit mit jedem gewünschten Farbton zu erreichen. Grundsätzlich kann ein gewünschter Farbton durch eine subtrahierende Farbmischtheorie erhalten werden. Die Durchsichtigkeit wird durch Mischen einer durchsichtigen Flüssigkeit und einer nicht durchsichtigen Flüssigkeit gesteuert. Mit anderen Worten erhöht ein Erhöhen in der Mischungsmenge der durchsichtigen Flüssigkeit die Durchsichtigkeit, während ein Erhöhen in der Mischungsmenge der nicht durchsichtigen Flüssigkeit die Durchsichtigkeit erniedrigt. Wenn die nicht durchsichtige Flüssigkeit unter Benutzung eines weißen nicht durchsichtigen Materials vorbereitet wird, ist es möglich, eine Verbesserung in einer Helligkeit sowie in der Undurchsichtigkeit zu erreichen. Um die Helligkeit zu erniedrigen, ist es wünschenswert, eine schwarze Flüssigkeit zu benutzen.
  • Im Falle eines Vorbereitens eines Satzes von Farbtönen, welcher zwei oder mehrere Flüssigkeiten mit verschiedenen Farbtönen umfasst, sind die auszuwählenden Farbtöne nicht besonders beschränkt und der Bereich der Farbnuancierung, Helligkeit und Sättigung ist in keiner Weise beschränkt. Im Falle eines Erzeugens zum Beispiel eines Zahnstrukturmaterials kann irgendein Farbton gewählt werden, solange er mit dem Nutzungszweck konsistent ist. Die Zahl von Farbtönen, welche den Farbtonsatz bilden, kann eins, zwei oder irgendeine Zahl größer als zwei sein gemäß der beabsichtigten Benutzung des Zahnstrukturmaterials. Obwohl die obere Grenze der Zahl von Farbtönen nicht besonders gesetzt ist, ist es gewöhnlich bevorzugt, dass die maximale Zahl von Farbtönen unter Benutzung der kleinsten Zahl an Farbtönen reproduziert ist aus der Sicht eines Aufrechterhaltens der Flüssigkeiten und eines Bereitstellens des Installationsraums der Flüssigkeiten. Demgemäß ist ein Satz von 1 bis 24 Farbtönen bevorzugt, ein Satz von 2 bis 12 Farbtönen ist weiter bevorzugt und ein Satz von 3 bis 8 Farbtönen ist besonders bevorzugt. In dem Fall des Satzes von 3 bis 8 Farbtönen ist es bevorzugt, Rot, Gelb und Schwarz ausfallsicher zu umfassen. Durch Kombinieren dieser mit Weiß, welches die Farbe des Pulvers ist, ist es möglich, die meisten der Farbtöne von Zähnen und Klebstoffen zu reproduzieren. Weiterhin kann ein Satz von Farbtönen durch Hinzufügen von Farben zum Einstellen der Helligkeit und der Sättigung oder zum Einstellen von Farben, welche zur Charakterisierung benutzt werden, vorbereitet werden.
  • Alternativ ist es auch möglich, Flüssigkeiten zu benutzen, welche eingestellt sind, entsprechende Farbtöne von Schmelz, Dentin, und Klebstoffen gemäß individueller Teile zu haben. Dieses Verfahren ist dem Verfahren eines Mischens von mehreren Flüssigkeiten mit verschiedenen Farbtönen in Bezug auf eine Variation von Farbtönen und auf eine Feinabstimmung der Farbtöne unterlegen. Wenn jedoch die zu reproduzierenden Farbtöne im Wesentlichen begrenzt sind, wie im Falle eines Erzeugens einer alltäglichen Prothese, ist dieses Verfahren sinnvoll, weil die Arten von vorzubereitenden Flüssigkeiten und die Vorräte minimiert werden können.
  • Es ist auch möglich, einen Satz von mehreren Flüssigkeiten zu benutzen, welche verschiedene physikalische und/oder chemische Eigenschaften nach Polymerisation haben. Zum Beispiel wird eine Flüssigkeit, welche ein Harz mit einer außerordentlichen Zähigkeit als eine Hauptkomponente beinhaltet, zum Bilden eines Inneren des Zahns verwendet, und eine Flüssigkeit, welche ein Harz mit einer hohen Härte und einer außerordentlichen Abriebwiderstandsfähigkeit beinhaltet als eine Hauptkomponente zum Bilden eines Schmelzteils verwendet, um es dadurch möglich zu machen, eine Prothese zu erzeugen, welche nicht leicht abgerieben oder gebrochen wird und welche eine Benutzung über lange Zeit überdauert.
  • Natürlich ist es möglich, einen Satz von Flüssigkeiten durch Kombinieren von verschiedenen Flüssigkeiten mit verschiedenen Farbtönen und verschiedenen physikalischen Eigenschaften optional zu bilden. Dieses Verfahren macht es möglich, sowohl ästhetische Eigenschaften als auch eine Funktionalität verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren eines Erzeugens eines Zahnstrukturmaterials durch manuelle Arbeit oder automatisierte Maschinenproduktion zu verbessern, und ist somit auf einen weiten Bereich von Benutzungen für das zahnklinische Gebiet und die Forschung anwendbar.
  • [Flüssigkeitseinspeisung]
  • Die Flüssigkeitseinspeisung 20, welche eine gewisse Menge von Flüssigkeit von oberhalb der Basis 12 zuführt, ist mit einem Flüssigkeitsreservoirtank direkt oder indirekt über eine Röhre verbunden. Der Flüssigkeitsreservoirtank kann zusammen oder getrennt von der Flüssigkeitseinspeisung 20 angeordnet sein. Der Flüssigkeitsreservoirtank kann ein austauschbarer Einsatz sein. Dies erleichtert es, die Arten von Flüssigkeit zu wechseln und den Tank mit der Flüssigkeit wieder aufzufüllen.
  • Die Ausnehmung der Düse 21 der Flüssigkeitseinspeisung 20, von welcher die Flüssigkeit zugeführt wird, kann unter Berücksichtigung der Zuführmenge, der Auflösung, der Form und der Größe der zu erzeugenden dreidimensionalen Struktur, etc. geeignet ausgewählt werden und liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 500 m. In dem Fall eines Erzeugens eines Zahnstrukturmaterials, liegt die Ausnehmung vorzugsweise in einem Bereich von 3 bis 200 m und weiter bevorzugt in einem Bereich von 6 bis 50 m.
  • Das Prinzip eines Betriebes der Flüssigkeitseinspeisung 20 kann in vielen Weisen variieren. Zum Beispiel ist es möglich, ein System eines Zuführens der Flüssigkeit durch den Druck eines Gases wie etwa Luftgas oder ein Stickstoffgas, ein System eines Blasens einer kleinen Menge von Flüssigkeit unter Benutzung eines piezoelektrischen Elements, das Bubble Jet-(eingetragenes Warenzeichen)-System, ein System eines elektrischen Aufladens der Flüssigkeit und eines Zuführens der Flüssigkeit unter Benutzung einer elektrischen Anziehung, ein System eines Wegblasens der Flüssigkeit unter Benutzung einer Energie, wie etwa Ultraschallwellen, oder dergleichen, anzunehmen.
  • Von diesen Systemen kann eine Auswahl in geeigneter Weise gemäß den Arten der Flüssigkeit, der Zuführmenge, der zu erzeugenden dreidimensionalen Struktur, etc. getroffen werden. Unter diesen sind das System eines Zuführens der Flüssigkeit durch den Druck des Gases, wie etwa der Luft, das System, welches ein piezoelektrisches Element benutzt, dass Bubble Jet-(eingetragenes Warenzeichen)-System und dergleichen bevorzugt.
  • Zwei oder mehrere Arten von Flüssigkeiten können einer Flüssigkeitseinspeisung 20 zugeführt werden. In diesem Fall können entsprechende Flüssigkeitszuführungsrohre direkt mit der Flüssigkeitseinspeisung 20 verbunden sein oder können in ein einzelnes Zuführungsrohr integriert sein, welches dann mit der Flüssigkeitseinspeisung 20 verbunden ist.
  • Die Zahl von Flüssigkeitseinspeisungen 20 ist nicht auf eine begrenzte, sondern kann zwei oder mehr sein. In diesem Fall können die individuellen Flüssigkeitseinspeisungen 20 mit verschiedenen Flüssigkeiten beliefert werden, oder alle Flüssigkeitseinspeisungen 20 können mit derselben Flüssigkeit beliefert werden.
  • Die Zahl von Flüssigkeitszuführungsdüsen, welche in einer Flüssigkeitseinspeisung 20 bereitgestellt sind, ist nicht auf eine begrenzte, sondern kann zwei oder mehr sein. Sogar in dem Fall, wo die Flüssigkeitseinspeisung 20 nur eine einzige Düse umfasst, kann die Flüssigkeit an einer gewünschten Position auf der Basis 12 durch Antreiben der Flüssigkeitseinspeisung 20 entlang der X-Achse und der Y-Achse appliziert werden, wie in 1 gezeigt.
  • In dem Fall, wobei die Flüssigkeitseinspeisung 20 mehrere Düsen hat, können alle Düsen dieselbe Flüssigkeit zuführen, oder die individuellen Düsen können verschiedene Flüssigkeiten zuführen. Wenn die Zahl der Düsen, welche eine einzige Flüssigkeit zuführen, ansteigt, verbessert sich die Verarbeitungsgeschwindigkeit.
  • Obwohl es keine besondere Beschränkung der Anordnung der mehreren Düsen gibt, ist eine Anordnung in einer Linie entlang einer geraden Linie oder einer gebogenen Linie oder eine Gitterpunktanordnung bevorzugt. Die Anordnung der Düsen ist vorzugsweise unter Berücksichtigung der Bewegungsrichtung der Flüssigkeitseinspeisung 20 bestimmt.
  • Wenn eine Mehrzahl der Düsen über einen Bereich angeordnet ist, welcher in der Richtung der Y-Achse breiter als die Ausdehnung der Basis 12 ist, gibt es eine Möglichkeit, dass die Bewegung der Flüssigkeitseinspeisung 20 in der Richtung der Y-Achse unterlassen wird. Wenn zum Beispiel eine Mehrzahl der Düsen über demselben Bereich in der Richtung der Y-Achse angeordnet sind, wie die Breite des Bildungstisches 10, wird eine einzige Bewegung der Flüssigkeitseinspeisung 20 lediglich in der Richtung der X-Achse notwendig, um die Flüssigkeit an irgendwelchen Punkten auf der Basis mit irgendeiner Größe zu applizieren.
  • Wenn alternativ eine Mehrzahl der Düsen als ein Gitter innerhalb eines Bereiches angeordnet ist, welches der gesamten Fläche des Bildungstisches entspricht, gibt es eine Möglichkeit, dass die Bewegung der Flüssigkeitseinspeisung zum Zeitpunkt des Applizierens der Flüssigkeit unterlassen wird. In diesem Fall muss jedoch die Flüssigkeitseinspeisung zu dem Zeitpunkt des Applizierens des Pulvers zurückgezogen werden.
  • Weiterhin ist es auch möglich, einen Mechanismus bereitzustellen, die Position der Flüssigkeitseinspeisung 20 in der Richtung der Z-Achse zu verändern, oder einen Mechanismus eines Drehantreibens eines gesamten Mechanismus', die Flüssigkeitseinspeisung 20 in der Richtung der X-Achse und/oder der Richtung der Y-Achse innerhalb der horizontalen Ebene zu bewegen.
  • Es kann auch möglich sein, verschiedene Flüssigkeiten jeweils verschiedenen Düsen zuzuführen und die Mengen der Zuführung der individuellen Düsen unabhängig voneinander zu steuern. In dem Fall einer Benutzung einer Mehrzahl von Flüssigkeiten mit verschiedenen Farbtönen kann z.B. eine dreidimensionale Struktur, die ihren Farbton in jedem Teil ändert, durch Verändern der Zuführmenge in jeder der Düsen erzeugt werden. Auch in dem Falle einer Benutzung einer Mehrzahl von Flüssigkeiten, welche eingestellt sind, nach einer Verfestigung verschiedene physikalische Eigenschaften zu haben, kann eine dreidimensionale Struktur deren physikalische Eigenschaft sich in jedem Teil verändert, durch Verändern der Zuführmenge jeder der Düsen erzeugt werden.
  • [Flüssigkeitsverfestigungsverfahren]
  • Die Flüssigkeit wird polymerisiert und wird so mit dem Pulver verfestigt. Ein Verfahren zum Polymerisieren der Flüssigkeit ist nicht besonders beschränkt, sondern kann irgendein oder eine Mehrzahl von Verfahren sein, welche in einem industriellen Gebiet benutzt werden, wie etwa eine chemische Polymerisation, Foto-Polymerisation, thermische Polymerisation, Ultraviolett-Polymerisation, Nahinfrarot-Polymerisation, Ferninfrarot-Polymerisation und Ultraschall-Polymerisation.
  • Um die Flüssigkeit, chemisch zu polymerisieren, ist es bevorzugt, z.B. Benzoylperoxid in das Pulver zu mischen und tertiäre Amine, Barbitursäure oder dergleichen in die Flüssigkeit zu mischen. Wenn das Pulver auf der anhaftenden Flüssigkeit verteilt wird und in Kontakt damit kommt, wird auf diese Weise das Pulver mit der Flüssigkeit imprägniert und quillt, und chemische Polymerisationskatalysatoren, welche in die Flüssigkeit und das Pulver gemischt sind, kontaktieren sich, um so die chemische Polymerisation zu bewirken, was zum Aushärten führt. In diesem Fall erfolgt die Polymerisation und das Aushärten nur in dem Teil, auf welchem Flüssigkeit appliziert ist und erfolgt nicht in dem Teil, auf welchem die Flüssigkeit nicht appliziert ist. Dementsprechend ist es möglich, ungewolltes Pulver, welches nicht verfestigt ist, weil keine Flüssigkeit darauf appliziert worden ist, zu sammeln und es wieder auf die Basis 12 zu verteilen.
  • Es kann auch möglich sein, das Pulver und/oder die Flüssigkeit im voraus zu heizen und, wenn das Pulver mit der Flüssigkeit imprägniert ist, die chemische Polymerisation durch Wärmeenergie voranzubringen.
  • Das Verfahren des Heizens der Flüssigkeit ist nicht besonders beschränkt und kann frei gemäß den Zwecken ausgewählt werden. Zum Beispiel kann die Flüssigkeitszuführdüse 21 der Flüssigkeitseinspeisung 20 mit einer Heizung bereitgestellt sein.
  • Bereitstellen der Düse mit einer Heizung wird begleitet durch eine Wirkung eines Verminderns der Viskosität der Flüssigkeit. Dies macht es möglich, eine hochviskose Flüssigkeit auszustoßen, welche nicht geeignet ist, bei Raumtemperatur ausgestoßen zu werden. Solch eine hochviskose Flüssigkeit, welche nicht geeignet ist, bei Raumtemperatur ausgestoßen zu werden, kann z.B. eine Flüssigkeit sein, welche einen Füllstoff oder Polyalcylmethacrylat beinhaltet, eine Flüssigkeit, dessen Gesamtviskosität angehoben wird, weil eine Flüssigkeitskomponente eines Teils der Flüssigkeit eine hochviskose Flüssigkeit ist, oder dergleichen.
  • In dem chemischen Polymerisationsverfahren gibt es keine Notwendigkeit für eine Polymerisationsoperation einer Lichteinstrahlung jedes Mal, wenn eine Schicht gebildet wird. Somit wird die Zeit für die Polymerisationsoperation während der Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur unnötig, um es somit möglich zu machen, Arbeit einzusparen und die Erzeugungszeit zu vermindern.
  • Natürlich können auch eines oder mehrere Polymerisationsverfahren, welche konventionellerweise zur Polymerisation und zum Aushärten von Harzmaterialien verwendet worden sind, in Kombination benutzt werden. Zum Beispiel wird während des Bildens die Polymerisation und Aushärtung ausgeführt, durch die chemische Polymerisation voranzuschreiten, und nach dem Bilden wird das gesamte Erzeugnis geheizt, um zu einer endgültigen Polymerisation zu führen, um dadurch nicht reagierte Monomere zu vermindern und die physikalischen Eigenschaften weiter zu verbessern.
  • In dem Falle einer chemischen Polymerisation der Flüssigkeit gibt es keinen Bedarf für eine spezielles Gerät zum Polymerisieren der Flüssigkeit. Wenn die Flüssigkeit und das Pulver durch die chemische Polymerisationsreaktion ausgehärtet sind, verbleibt eine nicht polymerisierte Schicht innerhalb des Bereichs von 500 m (weiterhin 300 m, und besonders 200 m) tief von einer Oberflächenschicht, welche in Kontakt mit der Luft ist. Wenn die nachfolgende Schicht darauf gebildet ist, wird die oben bemerkte nicht polymerisierte Schicht auf der Oberfläche niedrigerer Schichten und eine obere Schicht polymerisiert und integral durch die chemische Polymerisationsreaktion in der oberen Schicht ausgehärtet.
  • In dem Fall einer Foto-Polymerisation der Flüssigkeit wird ein Lichtstrahler derart angeordnet, dass seine Position und Orientierung so eingestellt sind, um die Basis 12 mit Licht zu bestrahlten. Falls nötig, ist es auch möglich, ein Lichtstrahlungsrichtungssteuerungsgerät umfassend einen Computer bereitzustellen. Die Flüssigkeit wird von oberhalb der Basis 12 zugeführt, und dann wird das Pulver verteilt und mit der Flüssigkeit imprägniert, gefolgt von Lichtbestrahlung, um Polymerisation und Aushärtung zu bewirken. In diesem Fall wird ein Foto-Polymerisationskatalysator nur in die Flüssigkeit gemischt, wodurch nur der Teil, auf welchen die Flüssigkeit appliziert wird, polymerisiert und ausgehärtet wird, und der Teil, auf welchen keine Flüssigkeit appliziert wird, wird nicht polymerisiert oder ausgehärtet. Demgemäß ist es möglich, ungewolltes Pulver, welches nicht verfestigt ist, weil keine Flüssigkeit dazu appliziert worden ist, zu sammeln und das Pulver wieder auf die Basis 12 zu verteilen.
  • In dem Fall eines thermischen Polymerisierens der Flüssigkeit wird ein Polymerisationsinitiator, welcher einen freien Radikal erzeugt, wenn er geheizt wird, z.B. Benzoylperoxid oder dergleichen, nur in die Flüssigkeit gemischt. Dann wird das geheizte Pulver verteilt. Durch die Wärme des Pulvers wird die Flüssigkeit polymerisiert und ausgehärtet. Der Teil, auf welchen keine Flüssigkeit appliziert wird, wird nicht polymerisiert oder ausgehärtet.
  • In dem Falle eines Polymerisieren der Flüssigkeit unter Benutzung von Ultraviolettstrahlung, Nahinfrarotstrahlung oder Ferninfrarotstrahlung wird ein Lichtbestrahlungsgerät derart angeordnet, dass seine Position und Orientierung so eingestellt sind, um irgendeine Position auf der Basis 12 mit einem Strahl einer vorbestimmten Wellenlänge zu bestrahlen. Wenn notwendig, ist es auch möglich, ein Lichtstrahlungsrichtungsteuerungsgerät umfassend einen Computer bereitzustellen. Die Flüssigkeit wird von oberhalb der Basis 12 zugeführt und dann der wird das Pulver verteilt und mit der Flüssigkeit imprägniert, gefolgt von einer Bestrahlung einer gewünschten Position mit einem feinen Lichtstrahl, um eine Polymerisationsenergie zu applizieren, so dass der mit der Strahlung bestrahlte Teil polymerisiert und ausgehärtet wird.
  • In dem Falle einer Benutzung von Naheinfrarotstrahlung wird ein Polymerisationsinitiator, welcher einen freien Radikal erzeugt, wenn er geheizt wird, z.B. Benzoylperoxid oder dergleichen, im voraus in die Flüssigkeit und/oder das Pulver gemischt.
  • In dem Fall einer Benutzung von Ultraviolettstrahlung wird eine geeignete Menge eines bereits bekannten Ultraviolettpolymerisationsinitiators (z.B. Benzoinmethylether, etc.) im Voraus zu der Flüssigkeit hinzugefügt. In diesem Fall kann die zum Erzeugen eines Zahnstrukturmaterials zu verwendende Flüssigkeit ohne eine besondere Beschränkung ausgewählt werden, solange sie in Ultraviolett-Polymerisation für Zahnheilkunde praxiserprobt ist.
  • Anstatt der Teilbestrahlung kann auch die gesamte Fläche mit dem Strahl zu einer Zeit bestrahlt werden. In diesem Fall wird der Polymerisationsinitiator nur in die Flüssigkeit gemischt und eine Operation ähnlich zu der oben beschriebenen Operation für eine Foto-Polymerisation wird ausgeführt.
  • Natürlich können mehrere Polymerisationsverfahren, welche herkömmlicherweise als ein Verfahren zum Polymerisieren und Aushärten von Harzmaterialien verwendet worden sind, auch in Kombination verwendet werden. Durch Kombinieren von Foto-Polymerisation und chemischer Polymerisation wird zum Beispiel der Teil, welchen das Licht nicht erreicht, durch die chemische Polymerisation ausgehärtet, und eine Nachbarschaft der Oberfläche, welche im allgemeinen eine niedrigere Polymerisierbarkeit hat, wenn die chemische Polymerisation angenommen wird, wird genügend durch die Foto-Polymerisation ausgehärtet. Auf diese Weise kann der Nachteil eines der Polymerisationsverfahren durch den Vorteil des anderen komplementiert werden, und umgekehrt.
  • [Computer]
  • Die Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes umfasst einen Computer, um verschiedene Arten von Informationen zu speichern und zu berechnen und eine Operation jedes der die Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes bildenden Elemente zu steuern. Als seine Hardware kann ein allgemeiner, verbreiteter Personalcomputer, benutzt werden. Es ist bevorzugt, dass seine Software eine Funktion eines Speicherns, Editierens, Haltens und Behaltens der Form der zu erhaltenen dreidimensionalen Struktur, eine Berechnungsfunktion zum Benutzen von den verschiedenen Materialien in ihren geeigneten Weisen, eine Funktion eines Erzeugens von Steuerdaten der individuellen Elemente, welche die Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes bilden, basierend auf den Formdaten, und eine Funktion eines Steuerns der individuellen Elemente gemäß der erzeugten Steuerdaten und eines automatischen Erzeugens der dreidimensionalen Struktur umfasst.
  • Der Computer kann dazu benutzt werden, dreidimensionale Formdaten der zu erhaltenen dreidimensionalen Struktur zu erzeugen. Zum Beispiel ist es möglich, die Formdaten durch Messen der Form eines im Voraus erzeugten Modells oder unter Benutzung von CAD zu erzeugen. Natürlich ist es auch möglich, die Formdaten durch Editieren von Formmessdaten mit CAD oder anderer Software zu erzeugen.
  • Die Einheit 50 zum dreidimensionalen Messungen kann zum Messen der Form verwendet werden. Zum Beispiel kann die Basis 12 auf den Bildungstisch 10 platziert werden und die Form einer Oberfläche, auf welcher eine dreidimensionale Struktur zu bilden ist, kann unter Benutzung der Einheit 50 zum dreidimensionalen Messen gemessen werden. Diese Messdaten können dazu verwendet werden, dreidimensionale Formdaten der zu erhaltenen dreidimensionalen Struktur zu erzeugen.
  • Interne Strukturdaten können zu den dreidimensionalen Formdaten hinzugefügt werden. Auch können Daten hinzugefügt werden, welche Farbtöne und physikalische Eigenschaften betreffen. Zu dieser Zeit müssen die Farbtöne und physikalischen Eigenschaften nicht über die gesamte dreidimensionale Struktur gleichförmig sein, sondern können sich von einem Teil zum anderen ändern. Weiterhin können die Farbtöne und physikalischen Eigenschaften nachfolgend schrittweise verändert werden. Beim Bestimmen des Farbtones jedes Teils kann es auch möglich sein, Daten eines mechanischen Kolorimeters zu verwenden. Die Auswahl und die Zuführmenge der Flüssigkeit werden berechnet und zu Steuerdaten einer Flüssigkeitszuführung hinzugefügt, so dass der gesetzte Farbton reproduziert werden kann.
  • Die auf diese Weise erzeugten dreidimensionalen Formdaten werden entlang einer Mehrzahl von horizontalen Ebenen bei einer bestimmten Schrittweite geschnitten, um dadurch Steuerdaten einer Flüssigkeitszuführung zu erzeugen. Zu dieser Zeit wird die Schrittweite genauso gesetzt, wie die Höhe einer einzelnen Schicht. Abhängig von der Kombination der zu benutzenden Flüssigkeit und des Pulvers erfolgt eine Ausdehnung oder ein Schrumpfen auf Grund eines Quellens und einer chemischen Reaktion, etc. In dem das obige berücksichtigt wird, wird die Menge der zu applizierenden Flüssigkeit und des Pulvers zum Bilden eines verfestigten Teilschicht bestimmt.
  • Der Computer steuert die Position der Flüssigkeitszuführung 20 und die Zufuhr der Flüssigkeit basierend auf den Steuerdaten einer Flüssigkeitszuführung für die entsprechenden Schichten.
  • Um das Pulver mit der benötigten Genauigkeit und Geschwindigkeit zu schichten, ist es bevorzugt, dass der Computer auch die Bewegung der Pulvereinspeisung 30, den Beginn und das Ende des Fallens des Pulvers und die Zufuhr des Pulvers von dem Pulverreservoirtank zu der Pulvereinspeisung 30 steuert.
  • Der Computer kann weiterhin eine Funktion eines Austauschens von notwendigen Daten über ein Netzwerk, eine Funktion eines Prozessierens der Daten von der Einheit 50 zum dreidimensionalen Messungen, eine Funktion eines Überwachens des Zustandes jedes Teils, und eine Sicherheitsfunktion eines Auslösens eines Alarms oder eines Ausführens einer Notfallabschaltung der Operation jedes Elements haben, wenn notwendig.
  • [Nachbehandlung]
  • Die Oberfläche der erhaltenen dreidimensionalen Struktur 60, welche die Basis 12 kontaktiert hat, reflektiert genau die Oberflächenform der Basis 12. Wenn die Oberfläche der Basis glatt ist, hat eine Oberfläche, welche diese Oberfläche kontaktiert hatte, außerordentlich kleine Stufen auf Grund des Schichtens und geringfügiger Unregelmäßigkeiten auf Grund des Pulvers. Es sollte bemerkt werden, dass eine weitere Oberflächenbehandlung ausgeführt werden kann, wie notwendig. Um Stufen auf Grund des Schichtens und geringfügiger Unregelmäßigkeiten zu entfernen, welche an Oberflächen gebildet sind, welche verschieden von der Oberfläche der dreidimensionalen Struktur sind, welche die Basis 12 kontaktiert hatte, können verschiedene Oberflächenendbehandlungen ausgeführt werden.
  • Um die Stufen auf Grund des Schichtens und der Unregelmäßigkeiten zu entfernen, ist es bevorzugt ein Verfahren eines Applizierens eines Stufenentfernens zu benutzen, um so die Stufen und Unregelmäßigkeiten zu füllen und ein Verfahren eines Endbehandelns der Oberfläche durch Schleifen und Schmirgelns, ein Verfahren eines Eintauchens der dreidimensionalen Struktur in eine Flüssigkeit, welche einen Stufenentferner enthält, eines Hochhebens derselben und Endbehandelns der Oberfläche durch Schleifen und Schmirgeln, ein Verfahren, einem Ultraschallvibrators zu erlauben, den Teil zu kontaktieren, welcher die Stufen und Unregelmäßigkeiten hat, um so zu einem teilweisen Schmelzen und Glätten der Oberfläche zu führen, gefolgt von einer Schleifendbearbeitung oder dergleichen.
  • Als der Stufenentferner wird wünschenswerterweise die Mischung des Pulvers und der Flüssigkeit, welche von ähnlichen Arten sind zu denen, welche zum Bilden benutzt wurden, als eine grundsätzliche Zusammensetzung benutzt und ihre Fließbarkeit und Eindickung werden auf optimale Werte gemäß der Zwecke eingestellt.
  • Außerdem kann, falls erforderlich, eine Eintauchbehandlung in ein Oberflächengleitmittel und ein Schleifen ausgeführt werden, um dadurch die Stufen und Unregelmäßigkeiten zu entfernen und eine Schlüpfrigkeit der Oberfläche bereitzustellen.
  • (Ausführungsform 2)
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung 2 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. Konstituierende Elemente, welche die gleichen wie diese in 1 sind, werden mit gleichen Bezugsnummern bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung davon wird ausgelassen.
  • Die folgende Beschreibung ist hauptsächlich auf Punkte der Ausführungsform 2 gerichtet, welche verschieden von Ausführungsform 1 sind.
  • Die Vorrichtung 2 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 2 hat, anstatt des Arms 40 der Vorrichtung 1 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 1 zum Umdrehen des Bildungstisches 10, eine Luftdüse 70, welche ein Gas 72 zu der Basis 12 auf dem Bildungstisch 10 hin ausstößt.
  • Um Überschusspulver zu entfernen, welches nicht durch die Flüssigkeit verfestigt worden ist, ist in Ausführungsform 1 der Bildungstisch 10 umgedreht worden, um es so dem Pulver zu erlauben, zu fallen, wie in 3C gezeigt. Im Gegensatz dazu wird in Ausführungsform 2 das Gas 72 von der Luftdüse 70 zu der Basis 12 hin ausgestoßen, um dadurch Überschusspulver wegzublasen und durch einen Gasdruck zu entfernen.
  • Die Position der Luftdüse 70 und die Richtung, in welcher das Gas 72 ausgestoßen wird, können veränderbar sein, so dass das Gas 72 zu einer Gesamtoberfläche der Basis 12 hin ausgestoßen wird.
  • Der Bildungstisch 10 kann mit einem Gerät zum Erzeugen einer Vibration bereitgestellt werden, welches den Bildungstisch 10 vibriert. Durch Ausstoßen des Gases 72 während eines Vibrierens des Bildungstisches 10 ist es möglich, Überschusspulver leicht innerhalb einer kurzen Zeit zu entfernen.
  • Ausführungsform 2 ist ähnlich zu Ausführungsform 1 außer dass das Verfahren zum Entfernen des Überschusspulvers verschieden von dem in Ausführungsform 1 ist, und somit erzeugt es einen Effekt, welcher ähnlich zu Ausführungsform 1 ist.
  • Übrigens kann es auch möglich sein, das Überschusspulver 34 unter Benutzung der Luftdüse 70, welche in Ausführungsform 2 illustriert ist, wegzublasen und zu entfernen, während der Bildungstisch 10 umgedreht ist, wie in 3C in Ausführungsform 1 gezeigt. Dies erlaubt besser ein fast vollständiges Entfernen des Überschusspulvers.
  • (Ausführungsform 3)
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung 3 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 3 der vonliegenden Erfindung zeigt. Konstituierende Elemente, welche dieselben wie die in 1 sind, sind mit selben Bezugsnummern bezeichnet und die detaillierte Beschreibung davon wird ausgelassen.
  • Die folgende Beschreibung ist hauptsächlich auf Punkte der Ausführungsform 3 gerichtet, welche von Ausführungsform 1 verschieden sind.
  • Die Vorrichtung 3 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 3 hat, anstatt des Arms 40 der Vorrichtung 1 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 1 zum Umdrehen des Bildungstisches 10, eine Saugdüse 80, welche eine Atmosphäre 82 saugt, welche die Basis 12 auf dem Bildungstisch 10 umgibt.
  • Um Überschusspulver zu entfernen, welches nicht durch die Flüssigkeit verfestigt worden ist, ist der Bildungstisch 10 umgedreht worden, um so dem Pulver zu erlauben zu fallen, wie in 3C in Ausführungsform 1 gezeigt. Im Gegensatz dazu wird in Ausführungsform 3 das Überschusspulver zusammen mit der Atmosphäre 82 in die Saugdüse 80 gesaugt und entfernt.
  • Die Position der Saugdüse 80 und die Richtung, in welcher die Atmosphäre 82 gesaugt wird, kann veränderbar sein, so dass die Atmosphäre 82 von einer Gesamtoberfläche der Basis 12 gesaugt werden kann.
  • Der Bildungstisch 10 kann mit einem Gerät zum Erzeugen. einer Vibration bereitgestellt sein, welches den Bildungstisch 10 vibriert. Durch Saugen des Überschusspulvers während eines Vibrierens des Bildungstisches ist es möglich, das Überschusspulver leicht innerhalb einer kurzen Zeit zu entfernen.
  • Ausführungsform 3 ist ähnlich zu Ausführungsform 1 außer dass das Verfahren zum Entfernen des Überschusspulvers verschieden von dem in Ausführungsform 1 ist, und somit erzeugt es einen Effekt, welcher ähnlich zu Ausführungsform 1 ist.
  • Übrigens kann es möglich sein, das Überschusspulver 34 unter Benutzung der Saugdüse 80, welche in Ausführungsform 3 illustriert ist, zu saugen und zu entfernen, während der Bildungstisch 10 umgedreht ist, wie in 3C in Ausführungsform 1 gezeigt. Dies erlaubt besser eine fast vollständige Entfernung des Überschusspulvers.
  • Weiterhin kann das Überschusspulver unter Benutzung der Luftdüse 70, welche in Ausführungsform 2 illustriert ist, weggeblasen werden und zur selben Zeit kann das verstreute Pulver durch die Saugdüse 80, welche in Ausführungsform 3 illustriert ist, gesaugt werden.
  • Außerdem ist es auch möglich, das Überschusspulver unter Benutzung der Luftdüse 70, welche in Ausführungsform 2 illustriert ist, wegzublasen, während der Bildungstisch 10 umgedreht ist, wie in 3C in Ausführungsform 1 gezeigt, und zur selben Zeit kann das verstreute Pulver durch die Saugdüse 80, welche in Ausführungsform 3 illustriert ist, gesaugt werden.
  • (Ausführungsform 4)
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung 4 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt. Konstituierende Elemente, welche dieselben wie diese in 1 sind, sind durch gleiche Bezugsnummern bezeichnet und die detaillierte Beschreibung davon wird ausgelassen.
  • Die folgende Beschreibung ist hauptsächlich auf Punkte der Ausführungsform 4 gerichtet, welche verschieden von Ausführungsform 1 sind.
  • Die Vorrichtung 4 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 4 ist mit einem Behälter 90 bereitgestellt, welcher eine Wand, welche die horizontale Peripherie des Bildungstisches 10 umgibt, und ein Nivellierelement 95 umfasst, welches über eine obere Oberfläche 92 des Behälters 90 in der Richtung der X-Achse parallel zu der horizontalen Ebene gleitet. Auch ist der Bildungstisch 10 um eine konstante Schrittweite abgesenkt, während er ausgebildet ist, an einer internen Wandoberfläche des Behälters 90 durch einen Antriebsmechanismus zu gleiten, welcher in der Figur nicht gezeigt ist. Die Pulvereinspeisung 30 hat eine Pulververteilbreite, welche im Wesentlichen die gleiche ist wie die Ausdehnung des Bildungstisches 10 in der Richtung der Y-Achse. Die Pulvereinspeisung 30 bewegt sich in der Richtung der X-Achse, während sie das Pulver verteilt, so dass das Pulver auf einer Gesamtoberfläche des Bildungstisches 10 verteilt wird. In 6 ist zum leichteren Verständnis der Struktur der Behälter 90 durch eine durchgezogene Linie-Doppelstrichlinie angedeutet, so dass der Bildungstisch 10 darin durch ihn gesehen wird.
  • Das Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der oben beschriebenen Vorrichtung 4 zum Bilden eines geschichteten Objektes wird mit Bezug auf 7A bis 7C und 8A bis 8C beschrieben.
  • Zunächst wird eine untere Struktur 62, in welcher eine Mehrzahl von verfestigten Teilschichten gebildet sind, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet sind, auf der Basis 12 durch das in Ausführungsform 1 beschriebene Verfahren erzeugt, wie in 7A gezeigt. Hier ist ein oberer Teil 12a der Basis 12 vollständig mit der unteren Struktur 62 bedeckt und eine obere Oberfläche 62a der unteren Struktur 62 liegt bei einer gleichen Höhe wie die obere Oberfläche 92 des Behälters 90.
  • Als Nächstes wird der Bildungstisch 10 relativ zu dem Behälter 90 um eine Einheitsschrittweite in der Richtung der Z-Achse abgesenkt. Wie in der 7B gezeigt, wird das Pulver 34 von der Pulvereinspeisung 30 in dem Behälter 90 zu solch einem Ausmaß verteilt, dass die untere Struktur 62 vollständig bedeckt ist.
  • Nachfolgend wird, wie in 7C gezeigt, dass Nivellierelement 95 in der Richtung der X-Achse bewegt, während sein unteres Ende in Kontakt mit der oberen Oberfläche 92 des Behälters 90 gehalten wird. Als ein Ergebnis wird die Oberoberfläche des Pulvers 34 beschränkt, bei derselben in Höhe zu sein wie die obere Oberfläche 92 des Behälters 90. Auf diese Weise wird eine Pulverschicht mit einer einheitlichen Dicke auf der unteren Struktur 62 gebildet. Das Pulver, welches durch das Nivellierelement 95 entfernt ist, fällt in einen Sammeltrog, welcher in der Figur nicht gezeigt ist, und wird gesammelt.
  • Wie in 8A gezeigt, wird danach die Flüssigkeit zu dem Pulver 34 hin an vorbestimmten Positionen zugeführt, während die Flüssigkeitseinspeisung 20 bewegt wird. In dem Teil, auf welchem die Flüssigkeit appliziert wird, führt die Flüssigkeit dazu, dass das Pulver 34 quillt und polymerisiert wird, so dass die Flüssigkeit und das Pulver verfestigt werden, um einen verfestigten Teil 63 zu bilden. Der verfestigte Teil 63 ist auch mit der unteren Struktur 62 integriert.
  • Als Nächstes wird der Bildungstisch 10 relativ zu dem Behälter 90 um eine Einheitsschrittweite in der Richtung der Z-Achse bewegt. Dann werden Prozesse, welche ähnlich denen von 7A bis 8A oben beschrieben sind, notwendige Male wiederholt, um so nachfolgend die verfestigten Teilschichten zu schichten, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers auf der unteren Struktur 62 gebildet sind. Die Position, an welcher die Flüssigkeit durch die Flüssigkeitseinspeisung 20 appliziert wird, kann verändert werden, um die Form jeder der verfestigten Teilschichten zu verändern.
  • Nachdem die verfestigten Teilschichten bis zu dem oberen Teil der zu erhaltenen dreidimensionalen Struktur 60 gebildet sind, wie in 8B gezeigt, wird der Bildungstisch 10 mittels des Arms 40 umgedreht. Auf diese Weise fällt das nicht verfestigte Überschusspulver 34 auf dem Bildungstisch 10 durch Schwerkraft und wird entfernt. Wie in 8C gezeigt, kann folglich die dreidimensionale Struktur 60, welche aus einer großen Zahl von verfestigten Teilschichten gefertigt ist, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet sind, auf der Basis 12 gebildet werden.
  • Ähnlich zu Ausführungsform 1 kann die vollendete Form der dreidimensionalen Struktur 60 auf dem Bildungstisch 10 unter Benutzung der Einheit 50 zum dreidimensionalen Messen gemessen werden.
  • Danach wird die dreidimensionale Struktur 60 von der Basis 12 getrennt, um somit die dreidimensionale Struktur 60 mit einer gewünschten Form zu erhalten. Wenn notwendig kann eine Oberflächenendbehandlung ausgeführt werden, um eine Schlüpfrigkeit der Oberfläche zu verbessern.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird, bis der obere Teil der Basis bedeckt ist, die untere Struktur 62 durch Wiederholen der Prozesse der 3A bis 3C, welche in der Ausführungsform 1 illustriert sind, gebildet und dann werden die Prozesse der 7A bis 8A, welche in der vorliegenden Ausführungsform illustriert sind, wiederholt, um dadurch die dreidimensionale Struktur 60 zu vollenden. Weil die Flüssigkeit und das Pulver durch Applizieren der Flüssigkeit an gewünschten Positionen verfestigt werden nach dem Einfüllen des Pulvers 34 in den Behälter 90 wie in den Prozessen der 7A bis 8A, ist es leicht möglich, die dreidimensionale Struktur 60 mit einer komplexen Form, wie etwa einer Form mit einem Hinterschnitt (ein Teil in der Seitenwand, welcher von dem oberen Teil eingebuchtet ist) 64, zu erzeugen, wie in 8C gezeigt.
  • In dem oben beschriebenen Beispiel ist das Überschusspulver 34 nach den Prozess der 8B durch Umdrehen des Bildungstisches 10 entfernt worden. Das Überschusspulver 34 kann jedoch auch weggeblasen und durch einen Gasdruck durch Ausstoßen des Gases zu dem Pulver 34 entfernt werden, wie in Ausführungsform 2 illustriert, oder das Überschusspulver 34 kann zusammen mit dem Gas gesaugt werden und entfernt werden, wie in Ausführungsform 3 illustriert. Alternativ kann das Überschusspulver 34 durch Kombinieren dieser Verfahren entfernt werden. Weiterhin kann der Bildungstisch 10 während der Zeit eines Entfernens des Überschusspulvers 34 durch eine Gerät zum Erzeugen einer Vibration vibriert werden.
  • In dem oben beschriebenen Beispiel ist der Bildungstisch 10 relativ zu dem Behälter 90 um eine vorbestimmte Schrittweite abgesenkt worden. Die Höhe des Bildungstisches 10 kann jedoch fest sein und der Behälter 90 kann um eine vorbestimmte Schrittweite angehoben werden. Alternativ können der Tisch 10 und der Behälter 90 in entgegengesetzten Richtungen entlang der Z-Achse bewegt werden.
  • Die Dicke einer der verfestigten Teilschichten, welche auf der unteren Struktur 62 gebildet ist, verändert sich in Abhängigkeit von einer relativen Bewegungsschrittweite zwischen dem Behälter 90 und dem Bildungstisch 10 in der Richtung der Z-Achse. Die Schichtdicke (das heißt die Bewegungsschrittweite) kann entsprechend der beabsichtigten Benutzung einer dreidimensionalen Struktur geändert werden. Eine Verminderung in der Schichtdicke erhöht die Auflösung und verbessert eine Genauigkeit einer Ausdehnung und eine Oberflächenglätte.
  • Abhängig von der Kombination der zu benutzenden Flüssigkeit und des Pulvers erfolgt eine Ausdehnung oder ein Schrumpfen auf Grund eines Quellens und einer chemischen Reaktion, etc. Durch Berücksichtigung des Obigen wird die relative Bewegungsschrittweite des Bildungstisches 10 in der Richtung der Z-Achse gesetzt.
  • In dem oben beschriebenen Beispiel ist, nachdem die Pulvereinspeisung 30 entlang der X-Achse bewegt worden ist, das Nivellierelement 95 entlang der X-Achse bewegt worden. Das Nivellierelement 95 kann jedoch integral an der Pulvereinspeisung 30 auf der Stromabwärtsseite in der Bewegungsrichtung angebracht sein, um dadurch die Operation der 7B und die Operation der 7C gleichzeitig auszuführen. Alternativ kann das Nivellierelement 95 an der Pulvereinspeisung an beiden Seiten in der Bewegungsrichtung angebracht sein. Wenn die Pulvereinspeisung 30 in irgendeiner Richtung entlang der X-Achse bewegt wird, ist es in diesem Fall möglich, die Operation der 7B und die der 7C zur gleichen Zeit bei einer Bewegung auszuführen.
  • (Ausführungsform 5)
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung 5 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in der Figur gezeigt, sind horizontale Achsen, welche senkrecht zueinander sind, durch eine X-Achse und eine Y-Achse bezeichnet und eine vertikale Achse ist durch eine Z-Achse bezeichnet.
  • Ein Ende eines stabähnlichen Elements (eines Halterungsmechanismus') 15, dessen longitudinale Richtung einer Richtung der Y-Achse entspricht, ist in eine Basis 17 eingefügt, wodurch die Basis 17 gehaltert ist. Eine dreidimensionale Struktur wird auf der Basis 17 geschichtet und gebildet. Ein Drehantriebsmechanismus, welcher in der Figur nicht gezeigt ist, ist mit dem anderen Ende des stabähnlichen Elements 15 gekoppelt und das stabähnliche Element 15 und die Base 17 werden in einer durch einen Pfeil 16 angezeigten Richtung gedreht.
  • Eine Flüssigkeitseinspeisung (ein Gerät zum Applizieren einer Flüssigkeit) 25 führt eine Flüssigkeit von oberhalb der Basis 17 zu und erlaubt der Flüssigkeit zu fallen. Auf einer unteren Oberfläche der Flüssigkeitseinspeisung 25 ist eine Mehrzahl von Zuführdüsen 26 in der Richtung der Y-Achse zumindest über die Ausdehnung der Basis 17 mit der Richtung der Y-Achse ausgerichtet. Die Mehrzahl von Zuführdüsen 26 wird unabhängig voneinander angesteuert und erlaubt der Flüssigkeit, nach unten zu fallen. Die Flüssigkeitseinspeisung 25 wird in einer Richtung der X-Achse durch einen Antriebsmechanismus angetrieben, welcher in der Figur nicht gezeigt ist. Mit anderen Worten ist die Flüssigkeitseinspeisung 25 in der Lage, sich zu einer Position oberhalb der Basis 17 zu bewegen und der Flüssigkeit zu erlauben, bei gewünschten Positionen in der Richtung der Y-Achse von oberhalb der Basis 17 zu fallen.
  • Eine Pulvereinspeisung (ein Gerät zum Applizieren eines Pulvers) 35 hat eine Pulververteilbreite, welche mindestens so groß wie oder größer als die Ausdehnung der Basis 17 in der Richtung der Y-Achse ist. Die Pulvereinspeisung 35 wird in der Richtung der X-Achse durch einen Antriebsmechanismus angetrieben, welcher in der Figur nicht gezeigt ist. Mit anderen Worten ist die Pulvereinspeisung 35 in der Lage, sich zu einer Position oberhalb der Basis 17 zu bewegen, und dem Pulver zu erlauben, von oberhalb der Basis 17 zu fallen.
  • Eine Einheit 50 zum dreidimensionalen Messen ist oberhalb der Basis 17 bereitgestellt.
  • Das Verfahren zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur unter Benutzung der oben beschriebenen Vorrichtung 5 zum Bilden eines geschichteten Objektes wird erläutert.
  • Wie in der 9 gezeigt, wird zunächst die Basis 17 auf dem stabähnlichen Elemente 15 fixiert. Im Falle z.B. eines Herstellens einer Kronenarbeit, z.B. einer Krone, einer Brücke, eines Rahmens oder dergleichen, ist die Basis 17 eine Replik der Form einer Angrenzung eines Patienten.
  • Zu dieser Zeit kann die Base 17 unter Benutzung der Einheit 50 zu dreidimensionalen Messen genau auf dem stabähnlichen Element 15 positioniert werden. Während das stabähnliche Element 15 und die Base in der durch den Pfeil 16 angezeigten Richtung gedreht werden, kann es auch möglich sein, eine äußere Form der Basis 17 unter Benutzung der Einheit 50 zum dreidimensionalen Messen zu messen.
  • Als Nächstes wird, wie in 10A gezeigt, die Flüssigkeitseinspeisung 25 zu einer Position oberhalb der Basis 17 bewegt, und dann wird einer Flüssigkeit 27 erlaubt, von der Mehrzahl von Zuführdüsen 26 nach unten zu fallen, während das stabähnliche Element 15 und die Basis in der durch den Pfeil 16 angezeigten Richtung gedreht werden. Zu dieser Zeit wird die Mehrzahl von Zuführdüsen 26 der Flüssigkeitseinspeisung 25 unabhängig voneinander in Synchronisation mit der Drehung der Basis 17 gesteuert. Folglich ist bewirkt, dass die Flüssigkeit 27 nur an den gewünschten Positionen auf einer äußeren Oberfläche der Basis 17 anhaftet.
  • Wenn das Anhaften der Flüssigkeit 27 durch eine Umdrehung der Basis 17 vollendet ist, wird die Flüssigkeitseinspeisung 25 zurückgezogen und die Pulvereinspeisung 35 wird zu einer Position oberhalb der Basis 17 bewegt. Wie in 10B gezeigt, wird dem Pulver erlaubt, nach unten von einem Schlitz 36 der Pulvereinspeisung 35 zu fallen, während das stabähnliche Element 15 und die Basis 17 in der durch den Pfeil 16 angezeigten Richtung gedreht werden. Zu dieser Zeit bewirkt die Flüssigkeit 27 in dem Teil, an welchem sie in dem Prozess der 10A anhaftet, dass das Pulver 37 quillt und polymerisiert wird, so dass die Flüssigkeit und das Pulver verfestigt werden, um einen verfestigten Teil 66 zu bilden. Das Pulver 37, welches in den Teil gefallen ist, an welchem keine Flüssigkeit anhaftet, fällt durch Schwerkraft, wenn die Basis 17 gedreht wird, und wird entfernt. Nach einer Umdrehung der Basis 17 wird der Schlitz 36 geschlossen, um so ein Verteilen des Pulvers 37 zu stoppen und dann wird die Pulvereinspeisung 35 zurückgezogen.
  • Prozesse ähnlich denen von 10A bis 10B werden die notwendige Anzahl von Malen wiederholt, um somit nachfolgend die verfestigten Teilschichten zu schichten, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers auf der Basis 17 gebildet sind. Die Position, an welcher die Flüssigkeit durch die Flüssigkeitseinspeisung 25 appliziert wird, kann verändert werden, um die Position, an welcher jede der verfestigten Teilschichten gebildet wird, zu verändern. Wie in 10C gezeigt, kann folglich eine dreidimensionale Strukture 65, welche aus einer großen Zahl von verfestigten Teilschichten gefertigt ist, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet sind, auf der Basis 17 gebildet werden.
  • Die vollendete Form der dreidimensionalen Struktur 65 auf dem stabähnlichen Elemente 15 kann unter Benutzung der Einheit 50 zum dreidimensionalen Messen gemessen werden.
  • Danach wird die dreidimensionale Struktur 65 von der Basis 17 getrennt, um somit die dreidimensionale Struktur 65 mit einer gewünschten Form zu erhalten. Wenn notwendig, kann eine Oberflächenendbehandlung ausgeführt werden, um die Schlüpfrigkeit der Oberfläche zu verbessern.
  • Ähnlich zu Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird die Flüssigkeit auch in der vorliegenden Ausführungsform zuerst auf die Basis 17 appliziert. Dann wird das Pulver verteilt, gefolgt von einer Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers. Mit anderen Worten wird nicht das Pulver, sondern die Flüssigkeit zuerst auf die Oberfläche der Basis 17 appliziert. Daher wird die Oberfläche der Basis 17 im Wesentlichen genau auf die Oberfläche übertragen, welche die Basis 17 der vollendeten dreidimensionalen Struktur 65 kontaktiert hat. Wenn die Oberfläche der Base 17 im Voraus glatt gemacht ist, ist es folglich möglich, eine glatte Oberfläche ähnlich dazu zu erlangen.
  • Zum Beispiel in dem Fall eines Erzeugens eines Kronenwerkes, wie etwa einer Krone, einer Brücke oder eines Rahmens, kann, wenn die Basis 17 benutzt wird, welche die Form einer Angrenzung eines Patienten reproduziert, die Oberfläche, welche in Kontakt mit der Angrenzung sein soll, glatt gefertigt werden. Somit ist es möglich, eine Oberflächenglättungsbehandlung der Oberfläche auszulassen oder zu vereinfachen. Da eine Verschlechterung der Genauigkeit einer Ausdehnung auf Grund der Oberflächenglättungsbehandlung vermindert werden kann, ist auch die Anpassbarkeit nicht verschlechtert. Auf diese Weise ist es möglich, ein Zahnstrukturmaterial auch hochgenau innerhalb einer kurzen Zeit ohne die Arbeit eines hochausgebildeten Technikers zu erzeugen.
  • In der vorliegenden Erfindung kann die Schichtdicke (die Dicke eines verfestigten Teils) gemäß dem Zweck der dreidimensionalen Struktur verändert werden. Eine kleinere Schichtdicke erhöht die Auflösung, was zu einer Verbesserung in der Genauigkeit einer Ausdehnung und der Oberflächenglätte führt.
  • Der Arm 40 der Vorrichtung 1 zum Bilden eines geschichteten Objektes, welche in der Ausführungsform 1 illustriert ist, kann als das stabähnliche Element 15 in Ausführungsform 5 verwendet werden. Mit anderen Worten ist in der in Ausführungsform 1 illustrierten Vorrichtung 1 zum Bilden eines geschichteten Objektes der Bildungstisch 10, der an die Spitze des Arms 10 angebracht ist, abnehmbar ausgeführt. Gemäß einer zu erzeugenden dreidimensionalen Struktur wird der Bildungstisch 10 durch die Basis 17 ersetzt. Zu dieser Zeit kann ein geeignetes Verbindungselement zwischen den Arm 40 und die Basis 17 angeordnet sein. Dies machte es möglich, eine große Struktur, wie etwa eine Vollprothese, unter Benutzung des Bildungstisches 10 zu erzeugen und eine kleine Struktur, wie etwa ein Kronenwerg, unter Benutzung der Basis 17 zu erzeugen. Daher können dreidimensionale Strukturen von verschiedenen Größen mit einer gemeinsamen Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes erzeugt werden.
  • In der vorliegenden Erfindung sind die Materialien der Basis 12 und 17 nicht besonders begrenzt und können z.B. Gips sein. Es ist bevorzugt, dass ein Agents zum Ablösen von einer Form, wie etwa Vaseline, auf die Oberflächen der Basen 12 und 17 appliziert ist, so dass verhindert wird, dass die Flüssigkeiten 22 und 27 durch diese Oberflächen hindurchtreten und so dass die dreidimensionalen Strukturen 60 und 65 leicht abgetrennt werden können. Auch ist es in dem Falle eines Erzeugens eines Kronenwerks oder dergleichen bevorzugt, dass eine Zahnabstandselement auf die Oberflächen der Basen 12 und 17 appliziert ist, um eine Zementschicht (eine Klebeschicht) zwischen dem Kronenwerk und der Angrenzung des Patienten zu sichern.
  • (Ausführungsform 6)
  • 11 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung 6 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt. Konstituierende Elemente, welche dieselben wie diese in 1 sind, werden durch die gleichen Bezugsnummern bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung davon wird ausgelassen.
  • Die folgende Beschreibung ist hauptsächlich auf Punkte von Ausführungsform 6 gerichtet, welche verschieden von Ausführungsform 1 sind.
  • Die Vorrichtung 6 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 6 hat eine Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung (im Folgenden einfach als "Pulvereinspeisung" bezeichnet) 200 anstatt der Pulvereinspeisung 30 der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 1.
  • Die Einheit 50 zum dreidimensionalen Messen und/oder die Pulvereinspeisung 200 können in einer Richtung parallel zu einer Ebene, welche die X-Achse und die Y-Achse umfasst (eine XY-Ebene) bewegt werden und können oberhalb des Bildungstisches 10 angeordnet sein oder von der Position oberhalb des Bildungstisches 10 zurückgezogen sein, wie notwendig. Zusammen mit dem einachsigen Führungsmechanismus 28, welcher die Flüssigkeitseinspeisung 20 in der Richtung der Y-Achse antreibt, können die Einheit 50 zum dreidimensionalen Messen und/oder die Pulvereinspeisung 200 in der Richtung der X-Achse durch einen Antriebsmechanismus angetrieben sein, welcher in der Figur nicht gezeigt ist.
  • 12 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die Pulvereinspeisung 200 zeigt. Die Pulvereinspeisung 200 umfasst ein Pulverreservoir 201 und drei kreisförmige Siebe 202, 203 und 204. Das Pulverreservoir 201 ist ein im Wesentlichen schalenförmiger Behälter zum Speichern von Pulver, welches auf der Basis 12 zu verteilen ist, und eine untere Oberfläche davon ist mit einer kreisförmigen Öffnung bereitgestellt. Die Siebe 202, 203 und 204 sind in dieser Ordnung entlang der Richtung der Z-Achse gestapelt und an das Pulverreservoir 201 angebracht, um so die Öffnung an der unteren Oberfläche des Pulverreservoirs 201 zu blockieren. Jedes der Siebe 202, 203 und 204 ist mit einer großen Zahl von kleinen Durchgangslöchern (im Folgenden als "kleine Löcher" bezeichnet) bereitgestellt, durch welche das Pulver passieren kann.
  • Von den Sieben 202, 203 und 204 sind das obere Sieb 202 und das untere Sieb 204 stationäre Siebe, welche an dem Pulverreservoir angebracht sind, und das mittlere Sieb 203 ist ein angetriebenes Sieb, welches in der XY-Ebene in durch Pfeile 203a angezeigte Richtungen durch Drehung angetrieben ist. Eine Antriebsquelle zum Drehen des Siebs 203 ist nicht besonders beschränkt und kann z.B. ein Motor, eine Feder, ein Pendel oder dergleichen sein. Das Sieb 203 kann mit seiner Antriebsquelle direkt oder über einen Energieübertragungsmechanismus, wie etwa ein Untersetzungsgetriebe, verbunden sein. Weiterhin kann das Sieb 203 und seine Antriebsquelle nahe beieinander oder entfernt voneinander angeordnet sein. Wenn sie weit voneinander entfernt angeordnet sind, kann eine Antriebskraft der Antriebsquelle auf das Sieb 203 über einen Verbindungsmechanismus, einen Kettenriemen oder dergleichen übertragen werden.
  • Wenn das mittlere Sieb 203 stationär ist, passiert das Pulver in dem Pulverreservoir 201 nicht durch und fällt nicht nach unterhalb der Siebe 202, 203 und 204. Wenn auf der anderen Seite das Sieb 203 gedreht wird, passiert das Pulver durch die entsprechenden kleinen Löcher in den Sieben 202, 203 und 204 und fällt nach unterhalb der Siebe 202, 203 und 204. Wenn danach die Drehung des Siebes 203 gestoppt wird, hört das Pulver auf zu fallen. Mit anderen Worten können die Siebe 202, 203 und 204 das Fallen des Pulvers in dem Pulverreservoir 201 auf den Bildungstisch 10 steuern.
  • Ähnlich zu Ausführungsform 1 wird, nachdem die Flüssigkeit auf die Basis 12 durch die Flüssigkeitseinspeisung 20 appliziert ist, die Flüssigkeitseinspeisung 20 von der Position oberhalb des Bildungstisches 10 zurückgezogen. Dann wird die Pulvereinspeisung 200 zu der Position oberhalb des Bildungstisches 10 bewegt und das Pulver wird auf der Basis 12 verteilt.
  • In jedem der Siebe 202, 203 und 204 ist eine Fläche, in welcher eine große Zahl von den kleinen Löchern gebildet ist, größer als die obere Oberfläche des Bildungstisches 10. Sobald die Pulvereinspeisung 200 zu der Position oberhalb des Bildungstisches 10 bewegt ist, ist es somit einfach durch Drehen des Siebes 203 möglich, das Pulver über die gesamte Oberfläche des Bildungstisches zu verteilen. Mit anderen Worten ist es in Ausführungsform 1 notwendig gewesen, die Pulvereinspeisung 30 in der Richtung der X-Achse zu bewegen, um das Pulver über die gesamte Oberfläche des Bildungstisches zu verteilen, aber die Pulvereinspeisung 200 muss nicht in der vorliegenden Ausführungsform bewegt werden. Es ist auch zum Steuern der Verteilung des Pulvers in Ausführungsform 1 notwendig gewesen, dass öffnen und Schließen des Schlitzes 32 zu steuern, aber es ist ausreichend, die Drehung des Siebes 203 in der vorliegenden Ausführungsform zu steuern. Wie oben beschrieben, kann in der vorliegenden Ausführungsform das Pulver über eine große Fläche zu einer Zeit verteilt werden. Außerdem kann die Verteilung des Pulvers durch einen einfachen Mechanismus gesteuert werden.
  • Nachdem eine notwendige Menge des Pulvers verteilt worden ist, wird die Drehbewegung des Siebes 203 gestoppt, um so ein Verteilen des Pulvers zu stoppen.
  • Die Drehbewegung des Siebes 203 kann eine kontinuierliche Drehung in nur einer Richtung oder eine Inversionsbewegung sein, deren Drehrichtung sich ändert. Alternativ kann das Sieb 203 anstatt der Drehbewegung eine Hin- und Herbewegung entlang einer Richtung parallel zu der XY-Ebene ausführen.
  • Der Öffnungsdurchmesser der kleinen Löcher, welche in jedem der Siebe 202, 203 und 204 gebildet sind, ist vorzugsweise mindestens zweimal und besonders bevorzugt mindestens sechsmal so groß wie der maximale Durchmesser von Teilchen, welche in dem zu benutzenden Pulver enthalten sind.
  • Die Öffnungsform der kleinen Löcher, welche in jedem der Siebe 202, 203 und 204 gebildet sind, ist nicht besonders beschränkt, so lange es möglich ist, das Fallen des Pulvers wie oben beschrieben zu steuern. Anstatt der kreisförmigen Form, wie in 13A gezeigt, kann z.B. eine elliptische Form, eine rechteckige Form, verschiedene Polygone oder ein Schlitz benutzt werden. Alternativ kann irgendeine einer kreisförmigen Bogenform, wie in 13B gezeigt, eine Kombination von mehreren Arten von Öffnungen mit verschiedenen Formen, wie in 13C gezeigt, und ein Gitter, welches durch eine große Zahl von Drähten gebildet ist, welche sich in longitudinalen und transversalen Richtungen erstrecken, wie in 13D gezeigt, angenommen werden. Auch ist das Öffnungsverhältnis (das Verhältnis einer Gesamtfläche der kleinen Löcher bezogen auf eine Einheitsfläche des Siebes) und die Zahl von kleinen Löchern nicht besonders beschränkt, solange es möglich ist, das Fallen des Pulvers wie oben beschrieben zu steuern.
  • Die Siebe 202, 203 und 204 können anstatt des oben beschriebenen Elements, welches eine große Zahl von kleinen Löchern hat, ein Flügelrad-ähnliches Element sein, welches von einer Mehrzahl von Plattenelementen gebildet ist, welche voneinander beabstandet sind. In diesem Fall ist die Zahl, die Form, die Ausdehnung etc. der Plattenelemente nicht besonders beschränkt, solange es möglich ist, das Fallen des Pulvers wie oben beschrieben zu steuern.
  • Die Siebe 202, 203 und 204 können identisch oder verschieden voneinander sein.
  • Obwohl 12 ein Beispiel illustriert hat, in welchem die Pulvereinspeisung 200 drei Siebe 201, 202 und 203 umfasst, ist die Zahl der Siebe nicht auf drei beschränkt. Eine kleinere Zahl von Sieben macht die Struktur einfach, so dass nicht leicht ein Verstopfen erfolgt, um so ein leichtes Säubern zu erlauben und wobei das Ersetzen des Siebes einfach ist. Obwohl eine größere Zahl von Sieben es schwierig macht, diese Vorteile zu erlangen, erfolgt weniger Pulverlecken, wenn das angetriebene Sieb angehalten wird, um so die Steuerbarkeit des Beginnens und des Beendens des Verteilens des Pulvers zu verbessern. In der vorliegenden Erfindung muss die Zahl der Siebe mindestens zwei sein. Die obere Grenze davon ist nicht besonders beschränkt, aber ist in der Praxis vorzugsweise gleich oder kleiner als sechs. Unter der Mehrzahl von Sieben sind das angetriebene Sieb und das nicht angetriebene Sieb vorzugsweise abwechselnd angeordnet.
  • Die angrenzenden Siebe können in Kontakt miteinander oder voneinander beabstandet sein. Wenn sie in Kontakt miteinander sind, kann ihr Kontaktdruck frei in einem praktischen Bereich gesetzt werden. Durch Einstellen des Abstandes und des Kontaktdrucks der angrenzenden Siebe ist es möglich, die Verteilmenge des Pulvers, die Steuerbarkeit eines Beginnens und eines Beendens der Verteilung, das Pulverlecken, wenn das angetriebenes Sieb gestoppt wird, etc., einzustellen.
  • Das Material der Siebe ist nicht besonders beschränkt und kann geeignet zum Beispiel aus Metall, Papier, Glas, Faser, Plastik und dergleichen, ausgewählt werden. Gemäß der Zwecke, wie etwa Nichtverkleben des Pulvers, Verhinderung einer Korrosion, Erhöhung einer Festigkeit und Verbesserung eine Abnutzungswiderstandsfähigkeit, ist es möglich, die Siebe einem Überzug, einem Anstreichen, einem Schleifen, einer Wärmebehandlung, einer chemischen Behandlung, etc. auszusetzen.
  • (Ausführungsform 7)
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung 7 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigt. Konstituierende Elemente, welche dieselben wie diese in 1 sind, sind mit gleichen Bezugsnummern bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung davon wird ausgelassen.
  • Die folgende Beschreibung ist hauptsächlich auf Punkte der Ausführungsform 7 gerichtet, welche verschieden von Ausführungsform 6 sind.
  • Die Vorrichtung 7 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsformen 7 hat eine Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung (im Folgenden einfach als "Pulvereinspeisung" bezeichnet) 210, ähnlich zu der Vorrichtung 6 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 6. Ungleich der Pulvereinspeisung 200 in Ausführungsform 6 ist jedoch in der Pulvereinspeisung 210 gemäß Ausführungsform 7 die Öffnung, welche in der unteren Oberfläche des Pulverreservoirs bereitgestellt ist, rechteckig, und die Mehrzahl von Sieben, welche an dieser Öffnung angebracht sind, hat eine rechteckige Form. Außer dass die Öffnung des Pulverreservoirs und die Mehrzahl der Siebe unterschiedliche Formen haben, ist die Pulvereinspeisung 210 der vorliegenden Ausführungsform in Hinsicht auf seine Konfiguration und Funktion dieselbe wie die Pulvereinspeisung 200 der Ausführungsform 6. Die longitudinale Richtung der Fläche in der Mehrzahl von Sieben, wo eine große Zahl von kleinen Löchern gebildet ist, und die longitudinale Richtung der Öffnung des Pulverreservoirs sind parallel zu der Richtung der Y-Achse, und ihre longitudinalen Ausdehnungen sind größer als die obere Oberfläche des Bildungstisches 10.
  • Die Pulvereinspeisung 210 ist ähnlich zu der Pulvereinspeisung 30, welche in Ausführungsform 1 illustriert ist, angeordnet und benutzt. Mit anderen Worten wird dem Pulver erlaubt, von oberhalb des Bildungstisches 10 zu fallen, während die Pulvereinspeisung 210 in der Richtung der X-Achse bewegt wird. Das Fallen des Pulvers wird jedoch durch Steuern des Antreibens des angetriebenen Siebs, ähnlich zu Ausführungsform 6, gestartet und gestoppt. Da das Sieb eine rechteckige Form hat, führt das angetriebenen Sieb nicht die Drehbewegung wie in Ausführungsform 6 aus, sondern eine Hin- und Herbewegung entlang einer Richtung (z.B. der Richtung der Y-Achse).
  • Die oben beschriebene Pulvereinspeisung 210, welche sich in Richtung der X-Achse bewegt, hat einen Vorteil darin, dass in dem Fall, wo das Pulver und die Flüssigkeit durch Applizieren von Licht oder Wärme von oberhalb des Bildungstisches 10 zu verfestigen sind, die Pulvereinspeisung 210 leicht aus einer Bestrahlungszone von Licht oder Wärme heraus bewegt werden kann.
  • Die Pulvereinspeisung 210 kann an einen Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) angebracht sein, welcher die Flüssigkeitseinspeisung 20 in der Richtung der X-Achse bewegt. Auf diese Weise können die Pulvereinspeisung 210 und die Flüssigkeitseinspeisung 20 den gemeinsamen Antriebsmechanismus in der Richtung der X-Achse teilen, was es möglich macht, ein Antriebssystem und ein Steuersystem zu vereinfachen und die Zahl von Komponenten zu vermindern.
  • Wenn der Antriebsmechanismus, welcher die Pulvereinspeisung 210 in der Richtung der X-Achse bewegt, und der Antriebsmechanismus, welcher die Flüssigkeitseinspeisung 20 in der Richtung der X-Achse bewegt, als verschiedene Elemente bereitgestellt sind, kann es notwendig werden, sie an verschiedenen Positionen in der Richtung der Z-Achse bereitzustellen, um die Störung zwischen der Pulvereinspeisung 210 und der Flüssigkeitseinspeisung 20 zu vermeiden. In diesem Fall, auf Grund eines Einflusses eines Luftstroms, etc., gibt es eine Möglichkeit, dass es schwierig wird, dem Pulver oder der Flüssigkeit zu erlauben, von der Einspeisung zu fallen, welche weit von dem Bildungstisch 10 angeordnet ist, um bei gewünschten Positionen auf den Bildungstisch 10 zu landen. Wenn die Pulvereinspeisung 210 und die Flüssigkeitseinspeisung 20 den gemeinsamen Antriebsmechanismus in der Richtung der X-Achse teilen, stören sie sich nicht gegeneinander. Daher können sie nahe dem Bildungstisch 10 angeordnet werden, so dass sich die Genauigkeit einer Landeposition des Pulvers und der Flüssigkeit verbessert.
  • Wie in Ausführungsform 4 beschrieben, kann in dem Fall, wo die obere Oberfläche des Pulvers auf dem Bildungstisch nivelliert werden muss, um eine flache Oberfläche zu erreichen, das untere Ende der Pulvereinspeisung 210 ausgeführt sein, um ähnlich dem Nivellierelement 95 zu wirken, welches in 6 gezeigt ist. Alternativ kann das Nivellierelement 95 (siehe 6) an die Pulvereinspeisung 210 angebracht sein. Mit solch einer Integration der Elemente ist es möglich, das Antriebssystem und das Steuerungssystem zu vereinfachen und die Zahl von Komponenten zu vermindern.
  • (Ausführungsform 8)
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration einer anderen Ausführungsform einer Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung zeigt. Diese Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung (im Folgenden einfach als "Pulvereinspeisung" bezeichnet) 220 umfasst ein Pulverreservoir 221 und eine Mehrzahl von (z.B. zwei bis sechs) Sieben, welche so bereitgestellt werden, um die Öffnung (nicht gezeigt) auf der unteren Oberfläche des Pulverreservoirs 221 zu blockieren. Eines der Mehrzahl von Sieben ist ein Endlossieb 222, welches durch Verbinden beider Enden eines riemenähnlichen Siebes in einer ringförmigen Form erhalten ist, und das andere Sieb ist ein stationäres Sieb, welches an dem Pulverreservoir 221 angebracht und befestigt ist, um so die Öffnung auf der unteren Oberfläche des Pulverreservoirs 221 zu blockieren. Jedes dieser Mehrzahl von Sieben ist mit einer großen Zahl von kleinen Durchgangslöchern (kleine Löcher) bereitgestellt, durch welche das Pulver passieren kann, wie in Ausführungsform 6 beschrieben.
  • Das Endlossieb 222 wird an einer vorbestimmten Positionen durch vier Rollen 223a, 223b, 224a und 224b mit einer vorbestimmten Spannung darauf appliziert gehalten. Die Rolle 223a ist eine aktive Rolle, mit welcher ein Antriebsmechanismus 225 verbunden ist und die Rollen 223b, 224a und 224b sind Mitläuferrollen, welche frei rotieren können. Die inneren Rollen 224a und 224b erlauben einem oberen Teil 222a und einem unteren Teil 222b des Endlossiebs 222 bei der unteren Oberfläche des Pulverreservoirs 221 nahe beieinander oder in Kontakt miteinander zu sein.
  • Der Antriebsmechanismus 225 führt dazu, dass das Endlossieb 222 eine kontinuierliche Bewegung in einer Richtung oder eine Hin- und Herbewegung ausführt. In dieser Weise bewegen sich der obere Teil 222a und der untere Teil 222b des Endlossiebs 222 in entgegengesetzten Richtungen.
  • Wenn das Endlossieb 222 stationär ist, passiert das Pulver in dem Pulverreservoir 221 nicht durch und fällt nicht nach unterhalb des Endlossiebs 222. Wenn auf der anderen Seite das Endlossieb 222 angetrieben wird, passiert das Pulver durch die kleinen Löchen in dem Endlossieb 222 und fällt nach unten. Wenn danach das Antreiben des Endlossiebs 222 gestoppt wird, hört das Pulver auf zu fallen. Wie oben beschrieben, kann mit der vorliegenden Ausführungsform das Fallen des Pulvers in dem Pulverreservoir 221 auf den Bildungstisch 10 ähnlich zu Ausführungsform 6 gesteuert werden. Außerdem kann solch eine Steuerung mit einer Konfiguration ausgeführt werden, welche einfacher und kompakter als die in Ausführungsform 6 ist.
  • Wenn dem Endlossieb 222 erlaubt wird, eine kontinuierliche Bewegung in einer Richtung mit einer konstanten Geschwindigkeit auszuführen, fällt auch das Pulver kontinuierlich und die Menge an Pulver, welche pro Einheitszeit fällt, ist konstant. Wenn auf der anderen Seite dem Endlossieb 222 erlaubt wird, eine Hin- und Herbewegung auszuführen, hört das Fallen des Pulvers zeitweise auf, wenn sich die Bewegungsrichtung des Endlossiebs 222 ändert und wird dadurch stoßweise. Mit anderen Worten erlaubt die Pulvereinspeisung 220 in der vorliegenden Ausführungsform dem Pulver kontinuierlich und stabil zu fallen, ungleich der Pulvereinspeisung 210 in Ausführungsform 7.
  • 16 ist eine Untenansicht, welche ein Beispiel einer Pulvereinspeisung 220 zeigt. Nummer 221a bezeichnet eine Öffnung, welche in der unteren Oberfläche der Pulvereinspeisung 221 bereitgestellt ist. Die Öffnung 221a ist kreisförmig und eine Fläche, in welcher kleine Löcher eines stationären Siebs (nicht gezeigt), welches an diese Öffnung 221a anzubringen ist, gebildet sind, ist auch kreisförmig. Die Bildungsfläche der kleinen Löcher ist so groß wie oder größer als die obere Oberfläche des Bildungstisches 10. Die Pulvereinspeisung 220 mit der kreisförmigen Öffnung 221a kann das Pulver auf dem Bildungstisch 10 verteilen, während die Pulvereinspeisung 220 stationär über dem kreisförmigen Bildungstisch 10 gemacht ist, zum Beispiel ähnlich zu Ausführungsform 6. Wenn der Bildungstisch 10 kreisförmig ist, ist es möglich, durch Bereitstellen des Pulverreservoirs 221 mit der kreisförmigen Öffnung 221a, das Pulver auf dem Bildungstisch 10 ohne Ausschuss zu verteilen.
  • 17 ist eine Untenansicht, welche ein weiteres Beispiel der Pulvereinspeisung 220 zeigt. Nummer 221b bezeichnet eine Öffnung, welche in der unteren Oberfläche des Pulverreservoirs 221 bereitgestellt ist. Diese Öffnung 221b ist rechteckig und eine Fläche, in welcher kleine Löcher eines stationären Siebs (nicht gezeigt), welches an diese Öffnung 221b anzubringen ist, gebildet sind, ist auch rechteckig. Die longitudinale Richtung der Bildungsfläche der kleinen Löcher ist parallel mit der Richtung der Y-Achse und ihre longitudinale Ausdehnung ist größer als die obere Oberfläche des Bildungstisches 10 in der Richtung der Y-Achse. Die Pulvereinspeisung 220 mit der rechteckigen Öffnung 221b kann das Pulver auf dem Bildungstisch 10 verteilen, während die Pulvereinspeisung 220 in der Richtung der X-Achse bewegt wird, zum Beispiel ähnlich zu Ausführungsform 7. Wenn der Bildungstisch 10 rechteckig ist, ist es alternativ möglich, durch Bereitstellen des Pulverreservoirs 21 mit der rechteckigen Öffnung 221b, welche so groß wie oder größer als der Bildungstisch 10 ist, dem Pulver zu erlauben, auf den Bildungstisch 10 ohne Ausschuss zu fallen, während die Pulvereinspeisung 220 stationär gehalten wird.
  • 18 ist eine Seitenansicht, welche eine schematische Konfiguration einer anderen Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung (im Folgenden einfach als "Pulvereinspeisung" bezeichnet) 230 zeigt. In dieser Pulvereinspeisung 230 ist ein Endlossieb 232 durch vier Rollen 233a, 233b, 233c und 233d mit einer vorbestimmten Spannung darauf appliziert gehalten, um so ein Pulverreservoir 231 zu umgeben. Eine der vier Rollen 233a, 231b, 231c und 231d ist eine aktive Rolle, welche mit einem Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) verbunden ist und der Rest von ihnen sind Mitläuferrollen, welche sich frei drehen können. In der Öffnung auf der unteren Oberfläche des Pulverreservoirs 231 sind stationäre Siebe 234 und 235 an dem Pulverreservoir 231 fixiert, um das Endlossieb 232 dazwischen zu legen. Damit das Pulver fällt, muss das Pulver durch das Endlossieb 222 einmal in seinem oberen Teil 222a und einmal in seinem unteren Teil 222b passieren, das heißt im Ganzen zweimal in der Pulvereinspeisung 220, welche in 15 gezeigt ist, wogegen das Pulver nur einmal durch das Endlossieb 232 in der Pulvereinspeisung 230 passieren muss, welche in 18 gezeigt ist.
  • 19 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine schematische Konfiguration noch einer anderen Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung (im Folgenden einfach als "Pulvereinspeisung" bezeichnet) 240 zeigt. In dieser Pulvereinspeisung 240 hat ein Pulverreservoir 241 im Wesentlichen eine "J"-Form, wenn aus einer Richtung parallel zu der Y-Achse gesehen. Das Pulverreservoir 241 umfasst einen oberen Speicherteil 241a, einen unteren Teil 241c zum Applizieren des Pulvers, welcher parallel zu der horizontalen Ebene ist, und eine Passage 241b dazwischen zum Zuführen des Pulvers. Das Pulver, welches von einer Öffnung des Pulversspeicherteils 241a, welche nach oben gewendet ist, eingeführt worden ist, passiert durch die Passage 241b zum Zuführen des Pulvers, erreicht den Teil 241c zum Applizieren des Pulvers, passiert durch eine Mehrzahl von Sieben, welche in einer Öffnung in einer unteren Oberfläche des Teils 241c zum Applizieren des Pulvers bereitgestellt sind, und fällt dann herunter. Ein Endlossieb 242 ist durch zwei Rollen 243a und 243b so gehalten, um den Teil 241c zum Applizieren des Pulvers zu umgeben, wobei eine vorbestimmte Spannung auf sie appliziert ist. Die Rolle 243a ist eine aktive Rolle, welche mit einem Antriebsmechanismus 245 verbunden ist, und die Rolle 243b ist eine Mitläuferrolle, welche sich frei drehen kann. In der Öffnung in der unteren Oberfläche des Teils 241c zum Applizieren des Pulvers ist eine Mehrzahl von stationären Sieben an dem Teil 241c zum Applizieren des Pulvers fixiert, um so das Endlossieb 242 dazwischen zu legen, ähnlich zu der Pulvereinspeisung 230, welche in 18 gezeigt ist. Damit das Pulver fällt, muss das Pulver nur einmal durch das Endlossieb 242 passieren, ähnlich zu der Pulvereinspeisung 230, welche in 18 gezeigt ist. Das Endlossieb 222 hat das gesamte Pulverreservoir 231 in der Pulvereinspeisung 230, welche in 18 gezeigt ist, umgeben, wogegen das Endlossieb 242 in der Pulverzuführung 240, welche in 19 gezeigt ist, nur den Teil 241c zum Applizieren des Pulvers umgibt, welcher ein Teil des Pulversreservoirs 241 ist. In der Pulverzuführung 240, welche in 19 gezeigt ist, können demgemäß die Ausdehnungen des Endlossiebs 242 und seine umgebende Fläche vermindert werden. Obwohl der Pulverspeicherteil 241a, die Passage 241b zum Zuführen des Pulvers und der Teil 241c zum Applizieren des Pulvers als ein einzelnes Stück in der Pulverzuführung 240, welche in 19 gezeigt ist, gebildet sind, kann es auch möglich sein, den Pulversspeicherteil 241a und den Teil 241c zum Applizieren des Pulvers unabhängig zu erzeugen und dann unter Benutzung der Passage 241b zum Zuführen des Pulvers zu verbinden, welche aus einer harten oder weichen Leitung oder einem Rohr oder dergleichen gebildet ist.
  • 11 bis 19 haben bloß Beispiele illustriert und die Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung ist in der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Form der Vielschicht-Sieb-Pulvereinspeisung und die Ausdehnung jedes Teils kann geeignet modifiziert werden unter Berücksichtigung verschiedener auferlegter Nebenbedingungen, wenn sie an der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objekts angebracht ist, der Eigenschaften des zu benutzenden Pulvers, der Bedingungen des Herstellungsprozesses der dreidimensionalen Struktur, etc.
  • (Ausführungsform 9)
  • Eine Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsformen 9 umfasst anstatt der Pulvereinspeisung 30 in der Vorrichtung 1 zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Ausführungsform 1 eine Trennplatte-Pulvereinspeisung (im Folgenden einfach als "Pulvereinspeisung" bezeichnet) 300, welche in 20 gezeigt ist.
  • Die Pulvereinspeisung 300 umfasst ein Pulverreservoir 301, in welches das Pulver eingeführt und gespeichert wird, einen Trennteil 310, eine Führungsröhre 302, welche das Pulverreservoir 301 und den Trennteil 310 verbindet und das Pulver von dem Pulverreservoir 301 zum Trennteil 310 führt, und ein Öffnungs- und Schließungsventil 303, welches bei einem unteren Ende der Führungsröhre 302 bereitgestellt ist.
  • Der Trennteil 310 umfasst ein Substrat 311, welches unter einem Winkel ϑ in Bezug auf die X-Achse geneigt ist (siehe 21, welche später beschrieben werden wird) und im Wesentlichen eine Form eines gleichschenkligen Dreiecks hat, und eine Mehrzahl von Trennplatten 312, welche an dem Substrat 311 befestigt sind und im Wesentlichen eine "Λ"-Form haben (eine Keilform). Die Mehrzahl von Trennplatten 312 ist divergent angeordnet, wie die Anordnung von Kegeln beim Bowling. Insbesondere ist die Mehrzahl von Trennplatten 312 entlang einer Mehrzahl von geraden Linien angeordnet, welche parallel mit einer horizontalen Richtung sind. Eine Reihe der Trennplatten 312 entlang einer geraden Linie, welche parallel mit der horizontalen Richtung ist, wird als eine "Schicht" bezeichnet. Die Mehrzahl von Trennplatten 312 ist in eine Mehrzahl von Schichten in einer vertikalen Richtung getrennt, und 2N-1 Trennplatten 312 sind in der N-ten Schicht angeordnet (N ist eine natürliche Zahl) von oben. Ein oberer Teil der im Wesentlichen "Λ"-förmigen Trennplatte 312, welche in der ersten Schicht umfasst ist, ist unterhalb des Öffnungs- und Schließungsventils 303 angeordnet, und obere Teile der Trennplatten 312, welche in der (N + 1)-ten Schicht umfasst sind, sind unterhalb beider unterer Enden der im Wesentlichen "Λ"-förmigen Trennplatte 312, welche in der N-ten Schicht umfasst ist, angeordnet.
  • Ein Pulverfluss, welcher durch das Pulverreservoir 301, die Führungsröhre 302 und das Öffnungs- und Schließungsventil 303 in dieser Ordnung passiert hat und in den Trennteil 310 geflossen ist, wird durch die einzelne Trennplatte 312 in der ersten Schicht in zwei Teile und dann durch die zwei Trennplatten 312 in der zweiten Schicht in vier Teile getrennt. Danach schreitet der Pulverfluss nach unten fort, während er in der Richtung der Y-Achse in der ähnlichen Weise getrennt wird. Auf diese Weise wird der Pulverfluss, welcher von dem Öffnungs- und Schließungsventil 303 in den Trennteil 310 geflossen ist, über die Trennplatten 312 in der N-ten Schicht in 2N Pulverflüsse getrennt. Die Menge eines jeden Pulverflusses ist 1/2N mal so groß wie die Menge des Pulverflusses, welche durch das Öffnungs- und Schließungsventil 303 passiert.
  • In dem Fall z.B., wo es zehn Schichten der Mehrzahl von Trennplatten 312 gibt, wird der Pulverfluss in 1024 Flüsse getrennt. Wenn die Querschnittsfläche des Pulverflusses, welcher durch das Öffnungs- und Schließungsventil 303 passiert, 50 mm2 ist, ist die Querschnittsfläche jedes der 1024 getrennten Pulverflüsse ungefähr 0,049 mm2, was einen feinen Fluss erreicht, welcher ausreichend ist, um das Pulver auf dem Bildungstisch 10 zu verteilen.
  • Die Pulvereinspeisung 300 bewegt sich in der Richtung der X-Achse über den Bildungstisch 10, während dem Pulver erlaubt ist zu fallen, ähnlich zu der Pulvereinspeisung 30 in Ausführungsform 1.
  • Es tritt eine Zeitverzögerung von der Zeit auf, wenn das Öffnungs- und Schließungsventil 303 geöffnet wird (oder geschlossen wird) bis das Pulver beginnt (oder aufhört) von der Pulvereinspeisung 300 zu fallen. Demgemäß ist es notwendig, das Öffnungs- und Schließungsventil 303 unter Berücksichtigung dieser Zeitverzögerung zu steuern.
  • Da die Pulvereinspeisung 300 der vorliegenden Ausführungsform, in welcher die Mehrzahl von Trennplatten 312 angeordnet sind, die Menge an Pulver, welcher pro Einheitszeit erlaubt ist zu fallen, erhöhen kann, hat sie einen Vorteil darin, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Pulvereinspeisung 300 in der Richtung der X-Achse erhöht werden kann. Folglich ist es möglich, die Zeit zu verkürzen, welche erforderlich ist, um das Pulver zu verteilen. Wenn die Dicke jeder der verfestigten Teilschichten vermindert werden muss, um so die Zahl der verfestigten Teilschichten zu erhöhen, wird dieser Effekt besonders prominent, weil es möglich ist, die Zeit beträchtlich zu verkürzen, welche notwendig ist, um eine dreidimensionale Struktur zu bilden.
  • Obwohl 20 die im Wesentlichen "Λ"-förmigen Trennplatten 312 illustriert hat, ist die Form der Trennplatten in der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt, so lange wie ein einzelner Pulverfluss gleich in zwei Pulverflüsse getrennt werden kann. Zum Beispiel kann eine Plattenform, eine Stabform, eine Dreiecksform oder eine Variation davon angenommen werden.
  • Die Breite (die Ausdehnung in der Richtung der Y-Achse in 20) der Trennplatte 312 variiert in Abhängigkeit davon, in welcher Schicht von oben diese Trennplatte 312 angeordnet ist. Wie in 20 gezeigt, nimmt im Allgemeinen die Breite der Trennplatte 312 von oben nach unten ab. Wenn die Trennplatten 312 in der untersten Schicht zu breit sind, ist der Raum zwischen angrenzenden Pulverflüssen groß, was es schwierig macht, das Pulver auf dem Bildungstisch 10 gleichmäßig zu verteilen. Wenn umgekehrt die Trennplatten 312 in der untersten Schicht zu schmal sind, wird es notwendig, die Zahl der Trennplatten 312, welche in der untersten Schicht umfasst sind, zu erhöhen, um das Pulver über einen breiten Bereich zu verteilen, so dass die Zahl der Schichten erhöht werden muss, und somit muss eine große Zahl von Trennplatten 312 auf dem Substrat 311 angeordnet werden. Demgemäß wird die Breite der Trennplatten in jeder Schicht bestimmt unter Betrachtung der Menge (Querschnittsfläche) jedes Pulverflusses, welcher zwischen den Trennplatten 312 in der untersten Schicht passiert, und des Raumes zwischen angrenzenden Pulverflüssen.
  • Wenn die Höhe (die Ausdehnung in der Richtung der Z-Achse in 20) der Trennplatte 312 zu groß ist, ist die Ausdehnung des Substrats 311 in der Richtung der Z-Achse groß. Folglich kann sich die Praktikabilität der Pulvereinspeisung 300 erniedrigen, ein Anstieg in der Ausdehnung der Richtung der Z-Achse und ein Anstieg in dem Gewicht der Trennplatte 310 kann die Beweglichkeit des Trennteils 310 in der Richtung der X-Achse beeinträchtigen, und die Störung mit anderen Geräten, wie etwa der Flüssigkeitseinspeisung 20, kann erfolgen. Wenn umgekehrt die Höhe der Trennplatte 312 zu klein ist, kann eine geringere Neigung der zwei Seiten der Trennplatte 312, entlang welcher der Pulverfluss fließt, die Fluidität und Trennleistungsfähigkeit des Pulverflusses verschlechtern und die Festigkeit der Trennplatte 312 kann geringer werden. Es ist angemessen, die Höhe der Trennplatte 312 unter Beachtung des Vorgesagten zu bestimmen.
  • Die Zahl der Schichten der Mehrzahl von Trennplatten 312, welche auf dem Substrat 311 angeordnet sind, ist unter Berücksichtigung der Querschnittsfläche des Pulverflusses, welcher durch das Öffnungs- und Schließungsventil 303 passiert, der Zahl dieser Pulverflüsse nach Passieren zwischen den Trennplatten 312 in der untersten Schicht, und der Querschnittsfläche jedes der Pulverflüsse bestimmt. Im Allgemeinen sind drei oder mehr Schichten bevorzugt.
  • Obwohl 20 das Beispiel illustriert hat, in welchem 2N-1 Trennplatten 312 in der N-ten Schicht von oben angeordnet sind (N ist eine natürliche Zahl), ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel in dem Fall, wo die Breite (die Ausdehnung in der Richtung der Y-Achse in 20) des Pulverflusses, welcher durch das Öffnungs- und Schließungsventil 303 passiert, groß ist, kann eine Mehrzahl von Trennplatten 312 in der ersten Schicht angeordnet sein. Es ist auch angemessen, dass mehr Trennplatten 312 in der (N + 1)-ten Schicht umfasst sind als in der N-ten Schicht. Zum Beispiel kann eine Mehrzahl von Trennplatten 312 so angeordnet sein, dass der Pulverfluss, welcher zwischen den angrenzenden Trennplatten 312 in der N-ten Schicht passiert, durch eine einzelne Trennplatte 312 in der (N + 1)-ten Schicht in zwei getrennt wird.
  • 21 ist eine Seitenansicht, welche die Pulvereinspeisung 300 zeigt. Zum Zeitpunkt des Verteilens des Pulvers wird der Trennteil 310 der Pulvereinspeisung 300 in der Richtung der X-Achse durch einen Antriebsmechanismus bewegt, welcher in der Figur nicht gezeigt ist, während dem Pulver erlaubt ist, von oberhalb der Basis 12 zu fallen. In dem vorliegenden Beispiel ist das Pulverreservoir 301 an einer Position befestigt, welche höher ist als der Bildungstisch 10, und die Führungsröhre 302, welche das Pulverreservoir 301 und den Trennteil 310 verbindet, ist aus einem Material gebildet, welches eine Flexibilität und eine Elastizität hat. Das macht es möglich, das Pulver von dem befestigten Pulverreservoir 301 zu dem sich bewegenden Trennteil 310 in einer stabilen Weise ungeachtet der Position des Trennteils 310 zuzuführen.
  • Der Winkel ϑ, welchen das Substrat 311 des Trennteils 310 mit der X-Achse bildet, kann frei innerhalb des Bereichs von 3° bis 90° gesetzt werden. Der Winkel ϑ wird gemäß der Eigenschaften des zu benutzenden Pulvers und der Form und der Anordnung der Trennplatten 312 verändert, um dadurch die Menge des Pulverflusses einzustellen.
  • (Ausführungsform 10)
  • 22 ist eine Schnittansicht, welche ein Beispiel einer dreidimensionalen Struktur 400 zeigt, welche auf einer Basis 420 gebildet ist. Um solch eine dreidimensionale Struktur 400 zu bilden, ist es notwendig, einen verfestigten Teil auch in einer Einbuchtung (einem Hinterschnitt) 421 zu bilden, welche in einer peripheren Wand der Basis 420 gebildet ist. Somit kann die dreidimensionale Struktur 400 nicht einfach dadurch gebildet werden, dass der Flüssigkeit und dem Pulver erlaubt ist, von oberhalb der Basis 12 zu fallen wie in Ausführungsform 1 beschrieben. Solch eine dreidimensionale Struktur 400 kann durch Hinzufügen zu der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes in Ausführungsform 1 eines Neigungsmechanismus' erzeugt werden, welcher einen Neigungswinkel einer oberen Oberfläche des Bildungstisches 10 in Bezug auf eine horizontale Ebene frei zur Zeit eines Verteilens der Flüssigkeit und des Pulvers setzen kann. Zum Beispiel kann eine Funktion des Neigungsmechanismus' zu dem Drehantriebsmechanismus hinzugefügt werden, welcher mit dem Arm 40 zum Umdrehen des Bildungstisches 10 verbunden ist.
  • Im Folgenden wird das Verfahren zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur 400 mit Bezug auf die 23A bis 23D beschrieben werden. Zur Vereinfachung der Zeichnungen illustrieren 23A bis 23D nur den Bildungstisch 10, die Basis 420 und einen verfestigten Teil, welcher auf der Basis 420 gebildet ist, und lassen andere konstituierende Elemente der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes aus.
  • Wie in 23A gezeigt, wird zuerst die Basis 420 auf dem Bildungstisch 10 befestigt, dessen obere Oberfläche gesetzt ist, parallel mit der horizontalen Ebene zu sein. Die periphere Wand dieser Basis 420 ist mit der Einbuchtung (dem Hinterschnitt) 421 bereitgestellt, welcher nicht gesehen werden kann, wenn die Basis 420 von oberhalb entlang der Richtung parallel zu der Z-Achse betrachtet wird.
  • Ähnlich zu den Diskussionen in Ausführungsformen 1 bis 3 werden als Nächstes ein Applizieren der Flüssigkeit, ein dem Pulver Erlauben zu fallen und ein Entfernen des nicht verfestigten Pulvers eine vorbestimmte Anzahl an Malen wiederholt, um dadurch eine verfestigte Teilschicht 401 mit einer notwendigen Dicke auf einer vorbestimmten Fläche der Basis 420 zu bilden, welche von oben gesehen ist, wenn die obere Oberfläche des Bildungstisches 10 gesetzt ist, parallel zu der horizontalen Ebene zu sein (siehe 23B). Hier ist die Flüssigkeit appliziert und dem Pulver ist erlaubt zu fallen, wobei die obere Oberfläche des Bildungstisches 10 gesetzt ist, parallel zu der horizontalen Ebene zu sein. Zu dieser Zeit ist die verfestigte Teilschicht 401 nicht in der Einbuchtung 421 der Basis 420 gebildet.
  • Nachfolgend wird die Basis 420 unter Benutzung des Neigungsmechanismus' so geneigt, dass eine Fläche, wo keine verfestigte Teilschicht 401 in 23B gebildet ist, insbesondere die Einbuchtung 421, auf der Oberfläche der Basis 420 nach oben gewendet ist (siehe 23C). Ähnlich zu den Diskussionen in Ausführungsformen 1 bis 3, werden ein Applizieren der Flüssigkeit, ein dem Pulver Erlauben zu fallen und ein Entfernen des nicht verfestigten Pulvers eine vorbestimmte Anzahl von Malen wiederholt, um dadurch eine verfestigte Teilschicht 402 mit einer notwendigen Dicke auf einer Fläche umfassend die Einbuchtung 421 auf der Oberfläche der Basis 420 zu bilden (siehe 23D). Hier ist die Flüssigkeit appliziert und dem Pulver ist erlaubt zu fallen, wobei der Bildungstisch 10 wie in der 23C gezeigt geneigt ist. Auf diese Weise kann die in
  • 22 gezeigte dreidimensionale Struktur 400 auf der Basis 420 gebildet werden.
  • Wie oben beschrieben, wird in Übereinstimmung mit Ausführungsform 10 sogar in dem Fall, wo eine gesamte Fläche auf der Basis, in welcher die verfestigte Teilschicht gebildet werden muss, zu einer Zeit von irgend einer einzelnen Richtung nicht gesehen werden kann, der verfestigte Teil gebildet, während die Orientierung (die Einstellung) der Basis verändert wird, um es so möglich zu machen, eine gewünschte dreidimensionale Struktur auf der Basis zu bilden.
  • Um eine dreidimensionale Struktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu bilden, ist es angemessen, dreidimensionale Formdaten einer zu bildenden dreidimensionalen Struktur in viele Daten gemäß der Zahl von Variationen in der Orientierung der Basis aufzulösen und Steuerdaten zum Zuführen der Flüssigkeit, etc. für jede Orientierung zu berechnen.
  • Obwohl die obige Beschreibung auf den Fall gerichtet worden ist, in welchem die Basis 420 die Einbuchtung 421 hat, kann die vorliegende Ausführungsform auch auf den Fall eines Bildens einer dreidimensionalen Struktur auf einer Basis ohne die Einbuchtung 421 angewendet werden.
  • Nachdem die verfestigte Teilschicht 401, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet ist und eine gewünschte Dicke hat, auf der Basis 420 durch Wiederholen eines Applizierens der Flüssigkeit auf die Basis und eines dem Pulver Erlaubens auf die Basis 420 zu fallen, welche einer ersten Richtung gegenübersteht, wie in 23B gezeigt, gebildet ist, wird in der obigen Beschreibung die verfestigte Teilschicht 402, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet ist und eine gewünschte Dicke hat, auf der Basis 420 durch Wiederholen eines Applizierens der Flüssigkeit auf die Basis 420 und eines dem Pulver Erlaubens auf die Basis 420 zu fallen, welche Basis einer zweiten Richtung gegenübersteht, wie in 23C gezeigt, gebildet. Mit anderen Worten wird die Oberfläche der Basis 420, auf welcher die dreidimensionale Struktur 400 zu bilden ist, in eine erste Fläche und eine zweite Fläche aufgeteilt, ein Teil 401 in der ersten Fläche in der dreidimensionalen Struktur 400 wird vollendet, und dann wird ein Teil 402 in der zweiten Fläche in der dreidimensionalen Struktur 400 vollendet.
  • Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die dreidimensionale Struktur 400 auf der Basis 420 durch Abwechseln und Wiederholen eines Prozesses gebildet werden, in welchem die Flüssigkeit auf die Basis appliziert wird und dem Pulver erlaubt wird, auf die Basis zu fallen, welche Basis der ersten Richtung gegenübersteht, wie in 23B gezeigt, um so eine einzelne verfestigte Teilschicht zu bilden, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers auf der Basis 420 gebildet ist, und eines Prozesses, in welchem die Flüssigkeit auf die Basis appliziert wird und dem Pulver erlaubt ist, auf die Basis 420 zu fallen, welche Basis der zweiten Richtung gegenübersteht, wie in 23C gezeigt, um so eine einzelne verfestigte Teilschicht zu bilden, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers auf der Basis 420 gebildet ist. Mit anderen Worten kann eine einzelne verfestigte Teilschicht abwechselnd in der ersten Fläche und der zweiten Fläche gebildet werden.
  • Obwohl die dreidimensionale Struktur gebildet worden ist, während sich in der oben beschriebenen Ausführungsform zwei Basisorientierungen benutzt wurden, ist die Zahl von Variationen in der Basisorientierung nicht auf zwei in der vorliegenden Erfindung beschränkt, sondern kann geeignet geändert werden gemäß der Oberflächenform (z.B. der Zahl oder des Ausmaßes der Einbuchtungen) der Basis. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass eine große Zahl von Variationen in der Basisorientierung manchmal eine Unebenheit an den Grenzen zwischen den verfestigten Teilschichten hervorrufen kann, welche bei den individuellen Orientierungen gebildet sind, was zu einer verschlechterten Genauigkeit einer Form der dreidimensionalen Struktur führt oder die Zeit zum Bilden einer dreidimensionalen Struktur beträchtlich erhöht. Daher ist es nicht bevorzugt, die Basisorientierungen mehr als notwendig zu variieren. In der Praxis ist die Zahl von Variationen der Basisorientierung vorzugsweise 2 bis 10 und weiter vorzugsweise 2 bis 6.
  • (Ausführungsform 11)
  • 24 ist eine Seitenansicht, welche ein Beispiel einer dreidimensionalen Struktur 500 gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese dreidimensionale Struktur 500 ist eine Prothese-Vorrichtung, wie etwa eine Teilprothese, welche einen metallischen Teil 501 und einen Harzteil 502 umfasst.
  • Das Folgende ist eine Beschreibung des Verfahrens zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur 500 unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 25A gezeigt, wird zuerst der metallische Teil 501 gebildet. Das Verfahren zum Bilden des metallischen Teils 501 ist nicht besonders beschränkt, sondern kann ein konventionell bekanntes Verfahren sein. Zum Beispiel ist es möglich, ein Verfahren einer Handarbeit, ein Verfahren eines Schneidens eines metallischen Materials basierend auf dreidimensionalen Formdaten des metallischen Teils 501 unter Benutzung von CAD/CAM, ein Verfahren eines Schichtens von metallischem Pulver und eines Schmelzens und Sinterns des metallischen Pulvers durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl oder dergleichen basierend auf den dreidimensionalen Formdaten des metallischen Teils 501 unter Benutzung von CAD/CAM oder dergleichen zu benutzen. Der metallische Teil 501 kann einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden, z.B. einem Polieren, um einer Oberfläche, welche eine Schleimhautoberfläche in einem Mund eines Patienten kontaktiert, einen Glanz zu geben, oder eines Glättens der Grenze zu dem Harzteil 502 durch Sandstrahlen, wie notwendig.
  • In einem von dem obigen unterschiedlichen Prozess, wie in 25B gezeigt, ist eine Basis 510 auf dem Bildungstisch 10 der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes befestigt. Die Basis 510 ist eine Replik eines Alveolarkamms eines Patienten. Die obere Oberfläche der Basis 510 hat dieselbe Form wie die Schleimhautoberfläche in dem Mund des Patienten.
  • Wie in der 25C gezeigt, wird als Nächstes der metallische Teil 501, welcher in 25A erhalten ist, auf der Basis 510 angeordnet.
  • Unter Benutzung der Vorrichtung zum Bilden gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Wiederholen eines Applizierens der Flüssigkeit, eines dem Pulver Erlaubens zu fallen und eines Entfernens des nicht verfestigten Pulvers eine vorbestimmte Anzahl von Malen, eine verfestigte Teilschicht, der Harzteil 502 zu sein, gebildet, um so die dreidimensionale Struktur 500 zu erreichen (siehe 25D).
  • Dann wird die dreidimensionale Struktur 500 von der Basis 510 entfernt und wird Nachbehandlungen ausgesetzt, wie etwa einer Modifikation von Details und einem Oberflächenpolieren wie notwendig, um somit eine Zahnprothese-Vorrichtung zu vollenden.
  • Beispiel 1
  • Unter Benutzung der Vorrichtung 1 zum Bilden eines geschichteten Objektes, welche in Ausführungsform 1 beschrieben ist, wurde eine vollständige Basis für eine Vollprothese eines Oberkiefers erzeugt.
  • [Pulvervorbereitung]
  • Als das Pulver wurde eine Mischung aus 100 Gewichtsteilen kugelförmiger Partikel (mit einer Durchschnittskorngröße von 70 m) eines Kopolymers von Methylmethacrylat und Ethylmethacrylat bei einem Gewichtsverhältnis von 1:1 und 1 Gewichtsteil von Benzoylperoxid benutzt.
  • [Flüssigkeitsvorbereitung]
  • Als die Flüssigkeit wurde eine Zusammensetzung benutzt, welche durch Mischen von 10 Gewichtsteilen von Ethylenglykol-Dimethacrylat-Monomer und 3 Gewichtsteilen Diethanol-Paratoluidine in 90 Gewichtsteile von Methylmethacrylat-Monomer, welches durch einer färbbare Tinte gefärbt war, erhalten ist. Basierend auf dieser Flüssigkeit wurden Flüssigkeit 1, eingestellt, um die Farbe von Klebstoff zu haben, und Flüssigkeit 2, eingestellt, um durchsichtig zu sein, vorbereitet.
  • [Erzeugen der Steuerdaten zum Zuführen der Flüssigkeit]
  • Um einen gewünschten Farbton zu erreichen, wurden Farbtondaten zu dreidimensionalen Formdaten einer vollständigen Basis hinzugefügt, welche Löcher hat, in welche künstliche Zähne einzupassen waren, um so Steuerdaten zum Zuführen der Flüssigkeit zu erzeugen. Insbesondere wurden Positionsdaten zur Applikation der Flüssigkeiten 1 und 2 so erzeugt, dass eine Oberflächenschicht mit einer Dicke von ungefähr 1 mm für eine äußere Oberfläche aus Flüssigkeit 2 gebildet wurde und ein Teil innerhalb dieser Oberflächenschicht aus Flüssigkeit 1 gebildet wurde.
  • [Spezifikation der Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes]
  • Eine Basis 12, welche eine Replik eines Alveolarkamms eines Patienten war, wurde auf einem 100 mm × 100 mm quadratischen Bildungstisch 10 befestigt.
  • Eine Pulvereinspeisung 30 umfasste einen Schlitz 32 mit einer Breite von 100 mm in der Richtung der Y-Achse und einer Breite von 3 mm in der Richtung der X-Achse (Bewegungsrichtung).
  • Eine Flüssigkeitszuführung 20 umfasste zwei Düsen 21, welche die Flüssigkeit 1 bzw. 2 ausstießen, wenn sie durch ein piezoelektrisches Element angetrieben wurden. Insbesondere wurde als die Düsen 21, 318SLX, hergestellt von Konica Minolta Technology Center, Inc., ein Tintenstrahlkopf, welcher durch ein piezoelektrisches Element angetrieben war, benutzt. Als ein Gerät zum Ansteuern dieses Tintenstrahlerskopfes wurde ein Tintenstrahlkopf-Evaluationskit KIE2, hergestellt durch Konica Minolta Technology Center, Inc., benutzt. Als ein Steuerprogramm wurde Software, welche im diesem Steuergerät umfasst war, benutzt. Ein Flüssigkeitsreservoirtank mit einer Kapazität von 300 ccm wurde mit jeder der zwei Düsen 21 über eine Röhre verbunden.
  • Ein Computer wurde benutzt, um die Bewegung der Pulvereinspeisung 30 und der Flüssigkeitseinspeisung 20, das Öffnen und Schließen des Schlitzes 32 der Pulvereinspeisung 30 und den Flüssigkeitsausstoß von den zwei Düsen 21 der Flüssigkeitseinspeisung 20 zu steuern.
  • [Bilden der dreidimensionalen Struktur]
  • Unter Benutzung der Vorrichtung 1 zum Bilden eines geschichteten Objektes, welche in 1 illustriert ist, wurden die in 2A bis 3D gezeigten Prozesse ausgeführt, während die Positionen einer Applikation der Flüssigkeiten 1 und 2 auf Basis der oben beschriebenen Steuerdaten zum Zuführen der Flüssigkeit gesteuert wurden, um dadurch eine vollständige Basis auf der Basis 12 zu erzeugen, welche die genaue Form einer Schleimhautoberfläche in dem Mund eines Patienten reproduzierte. Chemische Polymerisation wurde zum Polymerisieren der Flüssigkeit eingesetzt.
  • [Nachbehandlung]
  • Die resultierende vollständige Basis wurde von der Basis 12 entfernt. Die Oberfläche, welche in Kontakt mit der Basis 12 gewesen war (Adhäsionsoberfläche), wurde als eine glatte Oberfläche entlang der Oberfläche der Basis 12 gebildet und hatte keine Stufen auf Grund eines Schichtens. Auf der anderen Seite hatten andere Oberflächen, welche nicht in Kontakt mit der Basis 12 gewesen waren, geringfügige Stufen auf Grund eines Schichtens. Diese Stufen auf Grund eines Schichtens wurden unter Benutzung eines Ultraschall-Minischneidegeräts MC-20, hergestellt von DAIEI DENTAL PRODUCT CO., LTD., entfernt. Danach wurde die gesamte Oberfläche der vollständigen Basis durch Polieren vollendet.
  • In oberen Löchern in der resultierenden vollständigen Basis wurden künstliche Zähne eines Satzes von jeweils vorderen Zähnen und Backenzähnen, hergestellt aus harten Harzzähnen "Veracia", hergestellt durch SHOFU INC., unter Benutzung einer Mischung eines Pulvermaterials von ADFA, hergestellt durch SHOFU INC., und der Flüssigkeit als ein Kleber dazu gebracht anzuhaften und befestigt.
  • Die Adhäsionsoberfläche der somit erhaltenen Vollprothese hatte eine extrem hohe Anpassbarkeit an die Schleimhautoberfläche in dem Mund eines Patienten.
  • Die Zeit, um die vollständige Basis zu erzeugen, war 3 Stunden und 30 Minuten im Ganzen, umfassend 30 Minuten eines Entwerfens, 2 Stunden 30 Minuten eines Bildens und 30 Minuten von Entfernschritten und Polieren der Oberfläche. Dies war beträchtlich kürzer als die Zeit von ungefähr 13 Stunden, welche durch ein konventionelles allgemeines Verfahren erfordert ist, umfassend ein Herstellen einer Gussform, Erzeugung eines Replikmodells, Wachsen, Investieren, Entwachsen, Gießen, Kneten, Polieren, etc.
  • Die Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt sein, ohne von dem Geist oder von ihren essenziellen Charakteristiken abzuweichen. Die Ausführungsformen und Beispiele, welche in dieser Anmeldung offenbart sind, werden in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht beschränkend betrachtet, wobei der Geltungsbereich der Erfindung durch die angehängten Ansprüche angezeigt ist, vielmehr als durch die vorangehende Beschreibung, wobei alle Änderungen, welche innerhalb der Bedeutung und dem Äquivalenzbereich der Ansprüche kommen, beabsichtigt sind, darin umfasst zu sein.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung ist in jedem Gebiet ohne besondere Beschränkung anwendbar und kann dazu benutzt werden, verschiedene dreidimensionale Strukturen zu erzeugen. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung vorzugsweise zum Erstellen von Zahnstrukturmaterialien benutzt werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung benutzt werden, um Prothesen zu erzeugen, welche in dem Feld von Zahnprothetik, Wegwerfprothesen, welche von Personen getragen werden, welche in Betreuung benötigen oder dergleichen, welche nicht in der Lage sind, ihre Prothesen selbst zu waschen und, wenn sie schmutzig werden, durch neue Prothesen ersetzt werden, welche eine identische Form haben, um dadurch ihre Münder sauber zu halten, um Mundstücke zu erzeugen, welche in Mündern getragen werden, um Zähne gegen Stöße beim Sporttreiben zu schützen, um Schutzvorrichtungen zu erzeugen, um ein Abschleifen der Zähne oder ein Brechen auf Grund eines Zähnemalens zu verhindern, um Schienen zu erzeugen, welche zum Zweck eines Verhinderns oder Minderns einer Funktionsstörung auf Grund einer Anomalie einer Kraniomandibuläre Dysfunktion oder einer Behandlung der Anomalie einer Kraniomandibuläre Dysfunktion, um Vorrichtungen zum Mindern oder Lösen einer Schluckschwierigkeit zu erzeugen, und um Sensorhalter, Sensor eingebettete Körper, Paraocclusalschienen, etc., welche zum Zwecke eines Messens des Prozesses des Kontakts oder einer Separation von Zähnen zur Zeit einer Kieferbewegung oder Mundöffnen/-schließen in Zahnheilkunde benutzt werden, zu erzeugen.
  • Zusammenfassung
  • Eine Vorrichtung (1) zum Bilden eines geschichteten Objektes umfasst einen Halterungsmechanismus (10), welcher eine Basis (12) haltert, ein Gerät (20) zum Applizieren einer Flüssigkeit, welches eine Flüssigkeit an eine vorbestimmte Position von oberhalb der Basis appliziert, ein Gerät (30) zum Applizieren eines Pulvers, welches einem Pulver erlaubt, von oberhalb der Basis zu fallen, und ein Gerät zum Entfernen eines Pulvers, welches ein nicht verfestigtes Pulver auf der Basis entfernt. Dann wird ein Prozess eines Applizierens der Flüssigkeit durch das Gerät zum Applizieren einer Flüssigkeit, eines nachfolgenden Applizierens des Pulvers durch das Gerät zum Applizieren eines Pulvers, eines nachfolgenden Verfestigens der Flüssigkeit und des auf die Flüssigkeit applizierten Pulvers und dann des Entfernens des Pulvers, welches nicht mit der Flüssigkeit verfestigt worden ist, durch das Gerät zum Entfernen eines Pulvers, wiederholt, um dadurch auf der Basis eine dreidimensionale Struktur zu bilden. Somit ist es möglich, eine dreidimensionale Struktur zu erzeugen, welche zumindest teilweise eine glatte Oberfläche hat, um so eine Oberflächenglättungsbehandlung wegzulassen oder zu vereinfachen.

Claims (16)

  1. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objekts, umfassend: einen Halterungsmechanismus, welcher eine Basis haltert; ein Gerät zum Applizieren einer Flüssigkeit, welches eine Flüssigkeit auf eine vorbestimmte Position von oberhalb der Basis appliziert; ein Gerät zum Applizieren von Pulver, welches einem Pulver erlaubt, von oberhalb der Basis zu fallen; und ein Gerät zum Entfernen von Pulver, welches ein nicht verfestigtes Pulver auf der Basis entfernt; wobei ein Prozess eines Applizierens der Flüssigkeit durch das Gerät zum Applizieren einer Flüssigkeit, eines nachfolgenden Applizierens des Pulvers durch das Gerät zum Applizieren eines Pulvers, eines nachfolgenden Verfestigens der Flüssigkeit und des Pulvers, welches auf die Flüssigkeit appliziert ist, und dann des Entfernens des Pulvers, welches nicht mit der Flüssigkeit verfestigt worden ist, durch das Gerät zum Entfernen eines Pulvers, wiederholt ist, um dadurch eine dreidimensionale Struktur auf der Basis zu bilden.
  2. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objekts gemäß Anspruch 1, wobei der Halterungsmechanismus ein Tisch ist, auf welchem die Basis platziert ist.
  3. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objekts gemäß Anspruch 1, wobei der Halterungsmechanismus ein stabähnliches Element ist, welches in die Basis eingefügt ist.
  4. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objekts gemäß Anspruch 1, wobei das Gerät zum Entfernen eines Pulvers einen Drehmechanismus zum Drehen der Basis umfasst und wobei das Gerät zum Entfernen eines Pulvers dem nicht verfestigten Pulver erlaubt, durch Schwerkraft zu fallen und entfernt zu werden.
  5. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objekts gemäß Anspruch 1, wobei das Gerät zum Entfernen eines Pulvers eine Luftdüse zum Ausstoßen eines Gases umfasst und wobei das Gerät zum Entfernen eines Pulvers das nicht verfestigte Pulver durch das Gas wegbläst und entfernt.
  6. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objekts gemäß Anspruch 1, wobei das Gerät zum Entfernen eines Pulvers eine Saugdüse zum Saugen einer Atmosphäre umfasst und wobei das Gerät zum Entfernen eines Pulvers dem nicht verfestigten Pulver erlaubt, in die Saugdüse gesaugt und entfernt zu werden.
  7. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Anspruch 1, welches weiterhin ein Gerät zum Erzeugen einer Vibration umfasst, welches den Halterungsmechanismus vibriert.
  8. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Anspruch 2, welches weiterhin einen Behälter, welcher eine horizontale Peripherie des Tisches umgibt, ein Nivellierelement, welches das in dem Behälter gehäufte Pulver ebnet, und einen Anhebe- und Absenkmechanismus umfasst, welcher eine relative Position zwischen dem Behälter und dem Tisch entlang einer Richtung einer Höhe verändert.
  9. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objekts gemäß Anspruch 1, wobei der Halterungsmechanismus ein Tisch ist, auf welcher die Basis platziert ist, wobei die Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes weiterhin einen Behälter, welcher eine horizontale Peripherie des Tisches umgibt, ein Nivellierelement, welches das in dem Behälter gehäufte Pulver ebnet, und einen Anhebe- und Absenkmechanismus umfasst, welcher eine relative Position zwischen dem Behälter und dem Tisch entlang einer Richtung einer Höhe verändert, und wobei ein Prozess eines Applizierens des Pulvers in den Behälter durch das Gerät zum Applizieren eines Pulvers, des nachfolgenden Ebnens des Pulvers durch das Nivellierelement, des nachfolgenden Applizierens der Flüssigkeit durch das Gerät zum Applizieren einer Flüssigkeit und des dann Absenkens des Tisches relativ zu dem Behälter durch den Anhebe- und Absenkmechanismus wiederholt ist, um dadurch eine weitere dreidimensionale Struktur auf der dreidimensionalen Struktur zu bilden.
  10. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Anspruch 1, welche weiterhin ein Gerät zum dreidimensionalen Messen umfasst, welches die Basis oder die auf der Basis gebildete dreidimensionale Struktur misst.
  11. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Anspruch 1, wobei eine untere Oberfläche des Geräts zum Applizieren eines Pulvers mit einer Mehrzahl von Sieben bereitgestellt ist, welche gestapelt sind, um so eine an der unteren Oberfläche gebildete Öffnung zu blockieren, wobei jedes der Mehrzahl von Sieben mit einer Mehrzahl von Löchern bereitgestellt ist, durch welche das Pulver passieren kann, und wobei ein Fallen des Pulvers durch Steuern einer Bewegung von mindestens einem der Mehrzahl von Sieben relativ zu den anderen gesteuert ist.
  12. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Anspruch 11, wobei eines der Mehrzahl von Sieben ein Endlossieb ist, welches durch Verbinden von beiden Enden eines riemenähnlichen Siebes in ringförmiger Form erhalten ist.
  13. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Anspruch 1, wobei das Gerät zum Applizieren eines Pulvers ein geneigtes Substrat und eine Mehrzahl von Trennplatten umfasst, welche auf dem Substrat angeordnet sind, wobei die Mehrzahl von Trennplatten in eine Mehrzahl von Schichten in einer vertikalen Richtung getrennt sind, wobei mehr Trennplatten in einer (N + 1)-ten Schicht als in einer N-ten Schicht von oben bereitgestellt sind, wobei N eine natürliche Zahl ist, und wobei jede der Trennplatten einen Pulverfluss von oben in zwei trennt.
  14. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Neigemechanismus, welcher eine Orientierung der Basis in mindestens zwei Richtungen ändert, welche eine erste Richtung und eine von der ersten Richtung verschiedene zweite Richtung umfassen, wobei die Vorrichtung in jedem der Zustände, wobei die Basis der ersten Richtung gegenübersteht und in dem Zustand, wobei die Basis der zweiten Richtung gegenübersteht, die Flüssigkeit appliziert und dem Pulver zu fallen erlaubt.
  15. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Anspruch 14, wobei wiederholt die Flüssigkeit auf die Basis appliziert wird und dem Pulver erlaubt ist, auf die Basis zu fallen, während die Basis der ersten Richtung gegenübersteht, um so auf der Basis eine erste verfestigte Teilschicht zu bilden, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet ist, und wobei dann wiederholt die Flüssigkeit auf die Basis appliziert wird und dem Pulver erlaubt ist, auf die Basis zu fallen, während die Basis der zweiten Richtung gegenübersteht, um so auf der Basis eine zweite verfestigte Teilschicht zu bilden, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet ist.
  16. Vorrichtung zum Bilden eines geschichteten Objektes gemäß Anspruch 14, wobei ein Prozess eines Applizierens der Flüssigkeit auf die Basis und eines dem Pulver Erlaubens, auf die Basis zu fallen, während die Basis der ersten Richtung gegenübersteht, um auf der Basis eine erste verfestigte Teilschicht zu bilden, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet ist, und ein Prozess eines Applizierens der Flüssigkeit auf die Basis und eines dem Pulver Erlaubens, auf die Basis zu fallen, während die Basis der zweiten Richtung gegenübersteht, um so auf der Basis eine zweite verfestigte Teilschicht zu bilden, welche durch Verfestigung der Flüssigkeit und des Pulvers gebildet ist, abwechselnd wiederholt sind.
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