Die Erfindung betrifft eine Nachbelichtungsvorrichtung, umfassend eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines stereolithographisch hergestellten Produkts, eine Strahlungsvorrichtung zur Bestrahlung eines in der Aufnahmevorrichtung aufgenommenen Produkts, und eine zwischen die Aufnahmevorrichtung und die Strahlungsvorrichtung gekoppelte Bewegungsvorrichtung zur Erzeugung einer relativen Bewegung zwischen dem in der Aufnahmevorrichtung aufgenommenen Produkt und der Strahlungsvorrichtung.

Stereolithographisch erzeugte Produkte haben ihren Ursprung in dem Bau von Anschauungsmodellen und Prototypen. Inzwischen ist die stereolithographische Produktion soweit fortgeschritten, dass gebrauchsfertige Produkte in Einzelfertigung und kleinerer bis mittlerer Serienfertigung mittels Stereolithographie hergestellt werden können. Der ursprünglich verwendete Begriff „rapid prototyping" gibt insoweit nicht mehr das volle Anwendungsspektrum der Stereolithographie wieder.

Unter Stereolithographie im Sinne dieser Beschreibung und der Ansprüche sind Verfahren zu verstehen, bei denen aus einem Ausgangsmaterial mittels selektiver Bestrahlung ein Produkt erzeugt wird. Unter einer selektiven Bestrahlung ist hierbei zu verstehen, dass vorbestimmte Bereiche des Ausgangsmaterials bestrahlt werden und hierdurch nur diese vorbestimmten Bereiche durch die Bestrahlung ausgehärtet werden, wohingegen andere Bereiche von der Bestrahlung ausgespart und nicht ausgehärtet werden. Die Bestrahlung kann dabei unmittelbar zu einer Aushärtung führen oder das Material so verändern, dass in nachgeschalteten Behandlungsprozessen eine Aushärtung bewirkt wird, die dann die zuvor selektiv bestrahlten Bereiche erfasst.

Typischerweise erfolgt bei stereolithographischen Verfahren ein schichtweiser Aufbau des herzustellenden Produkts. Hierbei wird in einer Schicht eine selektive Bestrahlung in vorbestimmten Bereichen vorgenommen, welche der Querschnittsfläche des herzustellenden Produkts in dieser Schicht entsprechen und dieser Vorgang mehrfach wiederholt mit aufeinander aufbauenden Schichten, wobei die jeweils neu aufgebaute Schicht im Bereich der vorbestimmten, auszuhärtenden Bereiche mit der zuvor hergestellten Schicht verbunden wird.

Ein vielfach verwendetes stereolithographisches Verfahren setzt als aushärtbares Material ein lichtaushärtendes Polymer ein, also ein Material, das in einer nicht oder nur teilweise vernetzten Form (beispielsweise als Monomer) vorliegt, beispielsweise in flüssiger Form, und das durch Belichtung vernetzt und hierdurch aushärtet. Die Vernetzung kam dabei insbesondere als chemische Reaktion im Sinne einer Polymerisation ablaufen. Praktisch werden solche Verfahren umgesetzt, indem die aushärtbare Flüssigkeit als Bad bereitgestellt wird und mittels eines selektiv gesteuerten Laserstrahls oder einer maskierten Belichtung auf oder unterhalb einer Plattform belichtet wird. Durch Absenken dieser Plattform in diesem Flüssigkeitsbad kann dann schichtweise produziert werden, wenn die Bestrahlung von oben erfolgt. Entsprechend umgekehrt kann durch Anheben dieser Plattform schichtweise produziert werden, wenn die Bestrahlung durch eine strahlungsdurchlässige Bodenwand der Wanne von unten erfolgt.

Stereolithographisch erzeugte Produkte können aus dem so durchgeführten Herstel- lungsprozess regelmäßig in einer strukturellen Festigkeit erzeugt und daraus entnommen werden, die eine Handhabung des erzeugten Produkts ohne Gefahr der Beschädigung in der Regel erlaubt. Allerdings hat sich gezeigt, dass die solcherart erzeugten Produkte keine optimale Festigkeit haben im Sinne einer Festigkeit, die durch das verwendete Material ideal erreicht werden kann. Dies liegt daran, dass die selektive Belichtung häufig nicht zu einer vollständigen, maximalem Verfestigung bzw. Aushärtung in idealer Weise geführt hat. Als Folge der unvollständigen Vernetzung liegen noch Monomeranteile in dem Bauteil vor. Dieser Restmonomergehalt ist für bestimmte Anwendungen, beispielsweise wenn eine medizinische Verwendung erfolgt, problematisch, da oftmals zwar das vernetzte Polymer die gewünschten biokompatiblen Eigenschaften aufweist, nicht jedoch das nicht vernetzte Monomer oder unvollständig vernetzte Monomerketten.

Nach Erkenntnis der Erfinder ist ein die Einsatzbreite solcher Stereolithographievorrichtungen begrenzender Faktor zudem die Produktionsdauer. Die Produktionsdauer ist unter anderem durch die notwendigen Belichtungszeiten nicht weiter reduzierbar, um eine für den Einsatzzweck ausreichende Festigkeit des hergestellten Produkts zu erzielen.

Es ist bekannt, stereolithographisch hergestellte Produkte einer Nachbelichtung zu unterziehen. Bei einer solchen Nachbelichtung wird das aus dem Flüssigkeitsbad entnomme- ne Produkt in einem nachgeschalteten Prozess nachbelichtet. Diese Nachbelichtung erfolgt in der Regel unselektiv, d. h. mittels einer Bestrahlungsvorrichtung werden zugleich alle oder mehrere Bereiche des stereolithographisch hergestellten Produkts und auch diese Bereiche des Produkts umgebende Bereiche außerhalb des Produkts bestrahlt. Da das Produkt bei der Nachbelichtung bereits in seiner gewünschten Geometrie hergestellt ist, sich nicht mehr in Flüssigkeitsbad befindet und auch keine Flüssigkeitsreste mehr anhaften sollten, kann durch eine solche unselektive Nachbelichtung das Produkt insgesamt und schnell bestrahlt werden. Hierdurch soll eine Verfestigung des Produkts insgesamt und nach Möglichkeit zu einer idealen Festigkeit herbeigeführt werden.

Problematisch an der Nachbelichtung ist jedoch, dass die Nachbelichtung am vollständig fertiggestellten Produkt durchgeführt wird. Die Strahlung kann daher in erster Linie die Oberfläche des Produkts erreichen, nicht jedoch tieferliegende Schichten. Dies hat zur Folge, dass insbesondere an Stellen, an denen eine hohe Materialstärke des Produkts vorliegt, eine nur unzureichende Verfestigung im Inneren des hergestellten Produkts mit der Nachbelichtung erzielt werden kann. Ein weiteres Problem der Nachbelichtung liegt darin, dass durch die Bestrahlungsvorrichtung nicht gleichmäßig alle Oberflächenbereiche des Produkts erreicht werden, sodass auch in Bezug auf die Oberfläche des Produkts eine ungleichmäßige Bestrahlung erfolgt, und sich eine unterschiedliche Bestrahlungsmenge für verschiedene Oberflächenbereiche ergibt. Die solcherart einerseits bereits über die Oberfläche nicht gleichmäßige Bestrahlungsmenge als auch die im Vergleich der Oberfläche zu tieferliegenden Bereichen des Produkts unterhalb der Oberfläche nicht gleichmäßige Bestrahlungsmenge führt dazu, dass die Bestrahlung insgesamt nur als Kompromiss durchgeführt werden kann. Resultat des Kompromisses sind entweder Bereiche, die keine ideale vollständige Verfestigung erfahren haben oder Bereiche, die eine übermäßige Bestrahlungsmenge erhalten haben und dadurch verspröden oder beides.

Ein weiterer Nachteil, der beim Nachbelichten und folglich Nachverfestigen bzw. Nach- härten von Produkten, die durch ein stereolithographisches Verfahren hergestellt wurden, einhergehen kann, ist ein Verzug oder die Erzeugung von Eigenspannungen des Bauteils. Grundsätzlich geht bei den meisten Materialien, die für das stereolithographische Herstellungsverfahren eingesetzt werden, die Nachbelichtung mit einem Schrumpfen des Bauteils einher. Diese Schrumpfung kann vor dem Herstellungsprozess vorbestimmt werden und bei der selektiven Bestrahlung entsprechend berücksichtigt werden, sodass die Geometrie des Produkts nach der Nachbelichtung einer gewünschten Sollgeometrie entspricht. Allerdings kann durch ungleichmäßige Nachbelichtung im Sinne einer während des Nachbelichtungsprozesses lokal erhöhten Nachbelichtung oder einer summarisch nach dem Nachbelichtungsprozess lokal erhöhten Strahlungsmenge eine ungleich- mäßige Schrumpfung verschiedener Bereiche des Bauteils auftreten und hierdurch ein Verzug des Produkts resultieren bzw. innere Spannungen im Bauteil erzeugt werden. Es ist ein Ziel der Erfindung, die Gefahr eines solchen Verzugs und solcher Eigenspannungen zu reduzieren.

Aus DE 202007004266U1 ist eine Vorrichtung zur Lichthärtung von Dentalmaterial be- kannt. Diese Vorrichtung wird zur Aushärtung eines Formkörpers eingesetzt, der beispielsweise als Abdruck oder Modell geformt ist und keine Vorhärtung durch eine selektive Bestrahlung erfahren hat, demzufolge also keine Nachbelichtung, sondern eine Erstbelichtung erfährt. Anders als bei der erfindungsgemäß angestrebten Nachbelichtung treten bei einer solchen Erstbelichtung nicht die typischen Probleme einer Nachbelich- tung auf, die durch eine teilweise nicht ausreichende, lokal jedoch auf bestimmte Bereiche begrenzte unzureichende Bestrahlung bei der selektiven Erstbelichtung zurückzuführen sind. DE 202007004266U1 schlägt eine Belichtung mittels zwei Strahlungsquellen vor, von denen eine Strahlungsquelle Licht einer oder mehrerer Wellenlängenbereiche ausstrahlt und die andere Strahlungsquelle Wärmestrahlung und gegebenenfalls sichtba- res Licht ausstrahlt.

Aus WO2015/15314A1 ist ein Lichtaushärtungsofen bekannt, der zur Aushärtung von Oberflächenbeschichtungen auf stereolithographisch erzeugten Produkten ausgebildet ist. Bei diesem Verfahren handelt es sich zwar um eine Belichtung, die nachträglich im Sinne einer Belichtung nach dem stereolithographischen selektiven Belichtungsprozess erfolgt, jedoch wird auch hier ein Material, nämlich die Beschichtung, erstmalig belichtet und nicht nachbelichtet. Der Lichtaushärtungsofen ist für diesen Zweck mit einer oder mehreren Lampen ausgerüstet, um die Oberflächenschicht zu härten.

Die Erfindung befasst sich gegenüber diesem vorbekannten Stand der Technik mit einer Nachbelichtungseinheit, worunter im erfindungsgemäßen Sinne eine Vorrichtung verstanden wird, die ausgebildet und geeignet ist, um ein Material und ein aus dem Material geformtes Produkt, das bereits zuvor einer Belichtung und hierdurch hervorgerufenen Aushärtung unterzogen wurde, erneut zu belichten, also nachzubelichten, um den begonnenen Aushärtungsprozess zu vollenden. Im Gegensatz zum zuvor erläuterten Stand der Technik wird hierbei nicht angestrebt, lediglich eine Oberflächenschicht zu härten und auch nicht angestrebt, ein vollständig ungehärtetes Produkt auszuhärten.

Nach Erkenntnis der Erfinder erlaubt die Verwendung der erfindungsgemäßen Nachbelichtungsvorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Nachbelichtungsverfahrens auch eine Beschleunigung des Herstellungsprozesses. Aufgrund der mit der Erfindung erreichbaren sehr gleichmäßigen Nachbelichtung wird ein gesamter Produktionsprozess ermöglicht, bei dem die selektive Belichtung während der Herstellung des stereolithographischen Produkts im Stereolithographiegerät mit einer nur geringen Belichtungsstärke und folglich einem nur geringen Verfestigungsgrad durchgeführt werden kann. Das solcherart stereolithographisch hergestellte Produkt weist dann zwar nach der selektiven Belichtung nur eine für die Handhabung ausreichende Festigkeit auf, kann jedoch in der Nachbelichtung durch eine unselektive Belichtung ausreichend und homogen verfestigt werden. Hierdurch kann die Belegung der Stereolithographievorrichtung zeitlich reduziert werden bzw. das stereolithographische Herstellungsverfahren in dieser Vorrichtung verkürzt werden.

Im Stand der Technik sind Maßnahmen bekannt, um diesen Nachteilen Abhilfe zu schaf- fen. So ist es einerseits bekannt, die Produkte durch eine Bestrahlungsvorrichtung mit einer Vielzahl von Strahlungsquellen nachzubelichten, wobei diese Vielzahl von Strahlungsquellen aus einer entsprechenden Vielzahl von unterschiedlichen Richtungen auf das Produkt die Strahlung abgeben. So kann das Produkt beispielsweise in einem Innenraum, der durch Wände begrenzt wird, angeordnet werden und die Wände mit einer Matrix aus mehreren Strahlungsquellen, beispielsweise LEDs, bestückt werden, sodass eine nahezu allseitige Bestrahlungseinwirkung erzielt wird. Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, dass durch das Verfahren zwar eine weitestgehend auf alle Oberflächenbereiche einwirkende Strahlung erreicht wird, die insgesamt auf das Produkt einwirkende Strahlendosis aufgrund der Vielzahl der Strahlungsquellen jedoch hoch ist und dadurch die Bestrahlungsintensitat insgesamt gering sein muss. Hierdurch wird ein Eindringen der Strahlung in das Innere des Produkts nahezu nicht erreicht, sodass die Problematik der ungleichmäßigen Verfestigung der Oberfläche zu tieferliegenden Bereichen hiermit nicht gelöst wird. Zusätzlich tritt bei solchen Vorrichtungen mit einer Vielzahl von Bestrah- lungsquellen häufig eine nicht gleichmäßige Bestrahlungsmenge an unterschiedlichen Oberflächenbereichen ein, da sich je nach Geometrie des Produkts auf die Oberflächenabschnitte eine unterschiedlich hohe Zahl von Bestrahlungsquellen ausrichten. Abgeschattet oder teilverdeckt liegende Oberflächenbereiche werden nur von einzelnen Strahlungsquellen erreicht, wohingegen andere, mehr ausgesetzte Oberflächenbereiche durch eine Vielzahl von Strahlungsquellen erreicht werden. Obwohl also mit einer solchen Vorgehensweise nahezu alle Oberflächenbereiche bestrahlt werden, ist nach Erkenntnis der Erfinder die Bestrahlungsmenge an der Oberfläche bereichsweise sehr unterschiedlich, was zu lokalen Versprödungen oder lokal nicht ausreichenden Verfestigungen auch an der Oberfläche führt. Zur Abhilfe hierfür ist es bekannt, das Produkt auf Drehtellern anzuordnen, beispielsweise aus DE 68929423 T2. Hierbei wird das Produkt auf dem Drehteller platziert und gleichmäßig mit dem Drehteller gedreht. Mit dieser Maßnahme soll die Bestrahlungsgleichmäßigkeit erhöht werden. Nach Erkenntnis der Erfinder wird jedoch auch mit einer solchen Maßnahme keine für gute Produkteigenschaften ausreichend gleichmäßige Bestrahlung an der Oberfläche erreicht und die Problematik der großen Differenz zwischen der Bestrahlungsmenge an der Oberfläche in Vergleich zur Tiefe des Produkts nicht beseitigt.

Aus WO 2010/036203 ist weiterhin ein Verfahren bekannt, bei dem ein Bauteil in einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter mit verspiegelten Behälterseiten gelegt wird. Hierdurch soll die Bestrahlungsmenge wiederum homogenisiert werden und eine gleichmäßigere Bestrahlungsmenge auf die Bereiche des Produkts erzielt werden. Allerdings kann auch diese Maßnahme nicht zu einem für anspruchsvolle Einsatzzwecke zufriedenstellend verfestigten Produkt führen, da auch hier einige Oberflächenbereiche intensiver bestrahlt werden als andere und insgesamt die Oberfläche eine höhere Bestrahlungsmenge erfährt als tieferliegende Bereiche des Produkts. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den stereolithographischen Herstellungspro- zess gegenüber dem Stand der Technik so zu verbessern, dass Produkte mit einer besseren Verfestigung als im Stand der Technik hergestellt werden können. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Nachbelichtungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst, bei der die Bewegungsvorrichtung eine erste Führungsvorrichtung zur Führung der relativen Bewegung entlang einer ersten Führungsbahn und eine zweite Führungsvorrichtung zur Führung der relativen Bewegung entlang einer zweiten, von der ersten verschiedenen Führungsbahn umfasst.

Erfindungsgemäß weist die Bewegungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Nachbelichtungsvorrichtung eine erste und eine zweite Führungsvorrichtung mit einer Führung entlang einer ersten bzw. einer zweiten Führungsbahn auf. Die Aufnahmevorrichtung mit dem darin angeordneten Produkt wird daher bei der Erfindung mittels der Bewegungsvor- richtung relativ zur Strahlungsvorrichtung entlang zwei unterschiedlichen Führungsbahnen bewegt. Die tatsächlich durch die Aufnahmevorrichtung mit dem darin angeordneten Produkt relativ zur Bestrahlungsvorrichtung ausgeführte Bewegung setzt sich daher aus einer Bewegung entlang in dieser zwei Führungsbahnen zusammen, wobei die tatsächliche Bewegung durch eine Überlagerung, Addition oder Subtraktion der beiden Bewegun- gen entlang der ersten und zweiten Führungsbahnen erfolgt. Grundsätzlich kann erfindungsgemäß die Aufnahmevorrichtung mit dem darin angeordneten Produkt feststehen und die Bewegungsvorrichtung alleinig die Strahlungsvorrichtung gegenüber dem ortsfesten Produkt entlang der zwei Führungsbahnen bewegen. Alternativ kann die Strahlungsvorrichtung ortsfest an der Nachbelichtungsvorrichtung installiert sein und die Aufnahme- Vorrichtung mit dem darin angeordneten Produkt mittels der Bewegungsvorrichtung entlang der ersten und zweiten Führungsbahn bewegt werden. Schließlich ist auch erfindungsgemäß möglich, die Aufnahmevorrichtung mit dem darin angeordneten Produkt entlang der ersten Führungsbahn und die Strahlungsvorrichtung entlang der zweiten Führungsbahn zu bewegen oder umgekehrt. In allen Varianten ergibt sich der erfin- dungsgemäß bereitgestellte Vorteil einer kombinierten Relativbewegung zwischen Strahlungsvorrichtung und Aufnahmevorrichtung mit Produkt entlang von zwei Führungsbahnen.

Die Bewegungsvorrichtung kann beispielsweise durch eine rotierende Trommel verwirklicht werden, bei der die Rotationsachse vorzugsweise schräg zur senkrechten bzw. Schwerkraftrichtung verläuft. Die erste Führungsvorrichtung wird hierbei durch die Lagerung der rotierenden Trommel um die Rotationsachse der Trommel gebildet. Die zweite Führungsvorrichtung wird in diesem Fall durch die Außen- und Bodenwand der Trommel gebildet, auf der ein Bauteil, das in die Trommel eingesetzt ist, sich abrollend bewegt, wenn die Trommel rotiert. Die erste Führungsvorrichtung ist folglich eine Führungsvor- richtung mit definierter Führungsbahn, die zweite Führungsvorrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Führungsvorrichtung mit Undefinierter Führungsbahn, also einem Bewegungsmuster des Produkts, das von dessen Oberflächengeometrie, Schwerpunktsverteilung und dem Abrollverhalten in der Trommel sowie von der Geometrie der Trommeloberfläche abhängig ist und häufig eine dem Zufallsprinzip unterliegende Bewegungsform bewirkt. Die Aufnahmevorrichtung wird in dieser Ausgestaltung durch die Produktoberfläche selbst gebildet.

Unter einer Führungsbahn kann hierbei erfindungsgemäß eine geschlossene oder eine offene Führungsbahn verstanden werden, also beispielsweise eine kreisförmige, acht- förmige, ellipsenförmige Führungsbahn als geschlossene Führungsbahn oder offene Führungsbahnen entlang von Kurven oder Geraden oder dergleichen. Die Bewegung kann dabei kontinuierlich oder als reziproke Bewegung ausgeführt werden, wobei auch hier Kombinationen möglich sind, bei denen beispielsweise entlang der ersten Führungsbahn eine kontinuierlich Bewegung ohne Richtungsumkehr entlang der Führungsbahn erfolgt und bei der zweiten Führungsvorrichtung eine Bewegung in periodisch reziproker Bewegungsrichtung erfolgt oder umgekehrt.

Die Führungsbahn kann als körperlich ausgebildete Führungseinheit nach Art einer geraden oder gekrümmten Schiene ausgebildet sein. Die Führungsbahn kann jedoch auch als virtuelle Führungslinie ausgebildet sein, beispielsweise indem eine Führung um eine Rotationsachse in einem bestimmten Radius erfolgt und sich hierdurch eine kreis- förmige Führungsbahn ergibt.

Erfindungsgemäß wird der Vorteil erreicht, dass durch eine Kombination der Relativbewegung zwischen Strahlungsvorrichtung und Produkt aus zwei geführten Bewegungen eine allseitige Bestrahlung des Produkts in zuverlässiger Weise erzielt werden kann. Dabei kann erfindungsgemäß sowohl vorgesehen sein, dass die Bewegung entlang der ersten und der zweiten Führungsbahn nach einem vorbestimmten, genau festgelegten Bewegungsverhältnis durchgeführt wird und hierdurch eine allseitige Belichtung in vorbestimmter Weise sichergestellt wird. Ebenso kann jedoch die Bewegung entlang der ersten und zweiten Führungsbahn solcherart zufällig erfolgen, dass sich im statistischen Mittel eine gleichmäßige Bestrahlung aller Bereiche des Produkts ergibt. Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass durch die Bewegungsform zwischen Strahlungsvorrichtung und Produkt eine mehr- oder allseitige Anordnung von Strahlungsquellen nicht erforderlich ist, sondern stattdessen mit wenigen oder sogar nur einer einzigen Strah- lungsquelle die Nachbelichtung durchgeführt werden kann. Die wenigen bzw. die einzige Strahlungsquelle können hierdurch insgesamt mit einer hohen Strahlungsleistung arbeiten, wodurch ein tiefes Eindringen der Strahlung in das Produkt erreicht werden kann. Da diese hohe Strahlungsmenge aufgrund der erfindungsgemäß möglichen geringen Anzahl von Strahlungsquellen jeweils nur punktuell aus einer Richtung auftritt, sich diese Richtung jedoch fortlaufend und zuverlässig allseitig ändert, kann hierdurch der Verfestigungsgrad der Oberfläche zu der Tiefe des Produkts homogenisiert werden, sodass eine insgesamt gleichmäßigere Verfestigung des Produkts erreicht wird. Die wenigen oder sogar einzige Strahlungsquelle, die durch die erfindungsgemäße Nachbelichtungsvorrich- tung ermöglicht wird, vermeidet auch eine übermäßige Nachbelichtung von ausgesetzten Flächenanteilen, die ansonsten allseitig durch mehrere Strahlungsquellen gleichzeitig belichtet würden und reduziert daher auch die Verfestigungsunterschiede zwischen den unterschiedlichen Oberflächenbereichen des Produkts.

Grundsätzlich ist zu verstehen, dass die erfindungsgemäßen Vorteile besonders gut erzielt werden, wenn mit wenigen oder nur einer einzigen Strahlungsquelle die Nachbelichtungsvorrichtung betrieben wird. Jedoch werden aufgrund der verbesserten Relativbewegung gemäß der Erfindung auch dann Vorteile erreicht, wenn eine Vielzahl von Strahlungsquellen eingesetzt wird.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite Führungsvorrichtung mit der ersten Führungsvorrichtung gekoppelt ist und durch die erste Führungsvorrichtung geführt ist. Bei dieser Aufführungsform stellt die erste Führungsvorrichtung eine Führung der Relativ beweg ung zwischen der Aufnahmevorrichtung und der Strahlungsvorrichtung in Bezug auf ein ortsfestes Koordinatensystem bereit. Dies bedeutet, dass die erste Führungsvorrichtung ortsfest zur Aufnahmevorrichtung oder zur Strahlungsvorrichtung angeordnet ist und die erste Führungsbahn entsprechend ortsfest zur Aufnahmevorrichtung bzw. Strahlungsvorrichtung verläuft. Die zweite Führungsvorrichtung ist hingegen nicht ortsfest angeordnet, sondern wird entlang der ersten Führungsbahn bewegt. Die zweite Führungsvorrichtung wird folglich durch die erste Führungsvorrichtung geführt und bewegt sich selbst bereits relativ zu der Aufnahmevorrich- tung bzw. der Strahlungsvorrichtung. Dementsprechend verändert die zweite Führungsbahn laufend ihre Position und die relative Bewegung zwischen Aufnahmevorrichtung und Strahlungsvorrichtung ergibt sich aus der Bewegung der zweiten Führungsbahn entlang der ersten Führungsbahn einerseits und der Bewegung entlang der zweiten Führungsbahn andererseits. Die beiden Bewegungen entlang der ersten und zweiten Führungsbahn stellen dadurch sinngemäß eine Multiplikation der beiden Bewegungen dar.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die erste Führungsvorrichtung eine erste Rotationsachse und die zweite Führungsvorrichtung eine zweite Rotationsachse umfasst, um welche eine drehbare Lagerung zwischen der Aufnahmevorrichtung und der Strahlungsvorrichtung bereitgestellt ist und dass die zweite Rotationsachse drehbar um die erste Rotationsachse geführt ist. In diesem Fall wird die erste und zweite Führungsvorrichtung seriell gekoppelt und durch zwei Rotationsachsen mit entsprechender zwei Rotationslagerungen gebildet, wobei die beiden Rotationsachsen nicht koaxial sind, also insbesondere parallel und in einem Abstand voneinander verlaufen oder schräg zueinander verlaufen, wobei unter schräg zu verstehen ist, dass der Winkel zwischen den beiden Rotationsachsen größer als 0° und kleiner oder gleich 90° ist. Ein Beispiel für eine solche serielle Kopplung der beiden Führungsbahnen ist eine Plattform, die mittels einer ersten Drehlagerung um eine erste Rotationsachse als erste Führungsvorrichtung rotiert und auf der eine zweite, nicht koaxiale Drehlagerung um eine zweite Rotationsachse als zweite Führungsvorrichtung montiert ist, die sich mit dem Drehteller bewegt und eine dazu überlagerte zweite Rotationsbewegung führt.

Gemäß einer weiteren, hierzu alternativen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Führungsvorrichtung zwischen Aufnahmevorrichtung und Strahlungsvor- richtung gekoppelt ist und die zweite Führungsvorrichtung zwischen Aufnahmevorrichtung und Strahlungsvorrichtung gekoppelt ist und die erste und zweite Führungsvorrichtung direkt eine voneinander unabhängige Führung zwischen Aufnahmevorrichtung und Strahlungsvorrichtung bewirken. Bei dieser Ausführungsform sind beide Führungsvorrichtungen zwischen die Aufnahmevorrichtung und die Strahlungsvorrichtung gekoppelt. Dies ist so zu verstehen, dass sowohl die erste als auch die zweite Führungsvorrichtung ohne Zwischenschaltung der jeweils anderen Führungsvorrichtung mit der Aufnahmevorrichtung bzw. der Strahlungsvorrichtung gekoppelt sind. Beide Führungsvorrichtungen sind daher ortsfest und führen die Relativbewegung entlang einer ortsfesten Führungsbahn. Es resultiert daher eine Relativ beweg ung zwischen Aufnahmevorrichtung und Strah- lungsvorrichtung, die sich aus einer Addition der beiden Bewegungen entlang der zwei Führungsbahnen ergibt. Eine solche Ausgestaltung kann sich beispielsweise ergeben, indem die Aufnahmevorrichtung in zwei Kulissenführungen, die in zwei zueinander schräg stehenden Ebenen verlaufen, geführt wird oder indem die Aufnahmevorrichtung in einem Hohlraum einer Kugel angeordnet ist, die durch zwei schräg zueinander stehende Rollenantriebe in Rotation versetzt wird.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn diese Ausführungsform so fortgebildet wird, dass die Aufnahmevorrichtung ein Führungselement mit einer sphärischen Führungsfläche, die einen Innenraum umgibt, und eine in dem Innenraum angeordnete Befestigungsvorrichtung zur Befestigung des stereolithographischen Bauteils aufweist, und dass die erste Führungsvorrichtung eine erste Rolle umfasst, die um eine erste Achse drehbar gelagert ist, im Kontakt mit der sphärischen Führungsfläche ist und an der das Führungselement abrollt, und die zweite Führungsvorrichtung eine zweite Rolle umfasst, die um eine zwei- te, schräg zur ersten Achse angeordnete Achse drehbar gelagert ist, im Kontakt mit der sphärischen Führungsfläche ist und an der das Führungselement abrollt. Bei dieser Ausführungsform wird eine sphärische Oberfläche dazu benutzt, um eine Antriebskraft von einer ersten Rolle und einer Antriebskraft von einer zweiten Rolle zu übertragen. Durch die Abrollbewegung der sphärischen Führungsfläche entlang sowohl der ersten als auch der zweiten Rolle wird die Relativbewegung zwischen der Aufnahmevorrichtung und der Strahlungsvorrichtung definiert und erzeugt. Die Rotationsachsen der ersten und zweiten Rolle sind dabei nicht koaxial und nicht parallel zueinander, um die gewünschte mehrachsige Bewegung der sphärischen Führungsfläche und der darin angeordneten Aufnahmevorrichtung zu erzielen. Die Strahlungsvorrichtung ist dabei vorzugsweise außerhalb des Innenraums, den die sphärische Führungsfläche umgibt, angeordnet und strahlt in diesem Innenraum durch die sphärische Führungsfläche hinein. Die sphärische Führungsfläche kann insbesondere eine Kugelform aufweisen oder Segmente einer Kugelform aufweisen. Es ist zu verstehen, dass als sphärische Führungsflächen aber auch gewölbte Flächen erfindungsgemäß eingesetzt werden, die von einer Kugelfläche mit einem einheitlichen Radius abweichen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Führungsbahn eine erste Kreisbahn um eine erste Rotationsachse ist, und/oder die zweite Führungsbahn eine zweite Kreisbahn um eine zweite Rotationsachse ist, die schräg zu der ersten Rotationsachse verläuft. Die Ausgestaltung der ersten und der zweiten Führungsbahn als erste bzw. zweite Kreisbahn um eine entsprechende erste bzw. zweite Rotationsachse ist besonders bevorzugt, da sowohl die Führung auf diese Weise robust und zuverlässig ausgestaltet werden kann als auch ein Antrieb für die Relativ beweg ung entlang der ersten bzw. zweiten Führungsbahn bei einer solchen Ausgestaltung durch entsprechenden Rotationsantrieb einer Welle, beispielsweise über einen oder zwei Elektromotoren, zuverlässig und robust ausgeführt werden kann. Die Rotationsachsen können dabei in Serie oder parallel angeordnet sein, sodass sich eine Kopplung der einen Rotationsachse mit der anderen Rotationsachse ergibt oder eine Addition der beiden Rotationsbewegungen als resultierende Relativbewegung ergibt. Eine solche Ausgestaltung mit zwei Rotationsachsen kann beispielsweise solcherart gebildet werden, dass das hergestellte Produkt auf einem Drehteller als Aufnahmevorrichtung befestigt ist, der sich um eine Rotationsachse dreht und diese Drehbewegung die erste Führungsbahn definiert. Die zweite Führungsvorrichtung kann demgegenüber die Strahlungsquelle auf einer Kreisbahn um eine Rotationsachse bewegen, die vor- zugsweise senkrecht zur Rotationsachse des Drehtellers liegt und solcherart ausgerichtet ist, dass die Strahlungsrichtung in jeder Position der Strahlungsvorrichtung entlang dieser zweiten Führungsbahn auf das Produkt gerichtet ist.

Eine hierzu alternative Ausgestaltung mit zwei Rotationsachsen kann dadurch gebildet werden, dass das Produkt wiederum auf einem Drehteller als Aufnahmevorrichtung angeordnet ist, der sich um eine Rotationsachse dreht. Diese Rotationsachse wiederum kann an einer Schwenkachse befestigt sein, die sich mit einer reziproken Bewegung in einem Winkelbereich von beispielsweise - 45° bis + 45° zur Schwerkraftrichtung hin und her verschwenkt und die senkrecht zur ersten Rotationsachse steht. Bei einer noch weiteren Variation dieser Ausgestaltung wird das hergestellte Produkt innerhalb einer Hohlkugel mit transparenter Außenwand als Aufnahmevorrichtung befestigt und die Hohlkugel auf zwei parallel zueinander und beabstandet angeordneten Rollen aufgelegt und durch diese in einer Rotation um eine horizontale Achse versetzt. Überlagert ist die Kugel seitlich in Reibkontakt mit einer oder zwei Rollen mit vertikal stehender Drehachse und wird durch diese Rollen in einer Rotation um eine vertikale Achse versetzt, die bei- den Rotationsbewegungen überlagern sich in diesem Falle additiv.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Strahlungsvorrichtung weniger als fünf, vorzugsweise weniger als drei, insbesondere eine einzige Strahlungsquelle aufweist, die entsprechend aus weniger als fünf, vorzugsweise weniger als drei und insbesondere nur einer Richtung das Produkt bestrahlen. Wie zuvor erläutert, ermöglicht die besondere Bewegungsform der Relativbewegung zwischen Strahlungsvorrichtung und dem Produkt bzw. der Aufnahmevorrichtung die Verwendung wenigen Strahlungsquellen und insbesondere wenigen Strahlungsrichtungen und ermöglicht hierdurch eine vollständige Bestrahlung des Produkts mit einer hohen Strahlungsin- tensität aus einer einzigen oder nur wenigen Strahlungsquellen. Die Strahlungsquellen können dabei so angeordnet sein, dass sie aus unterschiedlichen Richtungen auf das Produkt in der Aufnahmevorrichtung die Strahlung abgeben. Alternativ können die Strahlungsquellen auch so angeordnet sein, dass sie in einer übereinstimmenden Richtung das in der Aufnahmevorrichtung aufgenommene Produkt bestrahlen. Die Anzahl der Strahlungsrichtungen kann der Anzahl der Strahlungsquellen entsprechen oder kleiner als die Anzahl der Strahlungsquellen sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Anzahl der aktivierten Strahlungsquellen, deren Strahlungsrichtung, deren Intensität, der Intensitätsverlauf über die Zeit und/oder die Ausrichtung über die Zeit in Abhängigkeit der Geometrie und/oder des Gewichts des Produkts gesteuert. Hierzu kann ein Bestrahlungssteuerungsrechner vorhanden und entsprechend ausgebildet sein, der die Strahlungsquellen ansteuert. Der Bestrahlungssteuerungsrechner kann zu diesem Zweck Positionsdaten von einem Drehwinkelsensor oder einem anderen, die Position des Produkts erfassenden Sensor erhal- ten und in Abhängigkeit dieser Positionsdaten die Ansteuerung der Strahlungsquellen nach Intensität und Ausrichtung vornehmen. Die geometrischen Daten oder die Gewichtsdaten des Produkts können beispielsweise aus CAD-Daten aus der Konstruktionsphase des Produkts, durch Produktionsdaten aus dem Stereolithographiegerät, in dem das Produkt hergestellt wurde oder durch Sensordaten wie beispielsweise geometrische Daten, die durch eine Scanvorrichtung in der Nachbelichtungsvorrichtung gemessen wurden oder Gewichtsdaten, die durch einen Kraftsensor in der Nachbelichtungsvorrichtung gemessen wurden, erzeugt werden. Die so erzeugten geometrischen Daten oder Gewichtsdaten können dem Bestrahlungssteuerungsrechner zugeleitet werden und der Bestrahlungssteuerungsrechner kann ausgebildet sein, um in Abhängigkeit dieser geo- metrischen Daten oder Gewichtsdaten und gegebenenfalls in weiterer Abhängigkeit von Positionsdaten des Produkts in der Nachbelichtungseinheit die Strahlungsquellen anzusteuern. Weiterhin kann der Bestrahlungssteuerungsrechner ausgebildet sein, um in Abhängigkeit dieser Daten die Bewegung des Produkts in der Nachbelichtungsvorrichtung zu steuern. Unter einer Strahlungsvorrichtung bzw. einer Strahlungsquelle ist erfindungsgemäß eine Funktionseinheit zu verstehen, die gerichtet oder ungerichtet eine insbesondere Strahlung abgibt, die eine Strahlung im sichtbaren oder unsichtbaren Bereich abgibt. Insbesondere kann dies eine elektromagnetische Strahlung sein. Die Strahlung hat vorzugsweise eine Wellenlänge von 250-550nm wobei die Strahlung insbesondere diesen Spekt- ralbereich voll ausfüllt oder einen oder mehrere Wellenlängenbereich(e) aus diesem Spektralbereich umfasst. Die Strahlungsquelle kann bevorzugt eine Leistung aus einem Leistungsbereich mit einer Untergrenze von 30W, vorzugsweise 50W und einer Obergrenze von 300W, vorzugsweise 250W haben, Die Lichtausbeute der Strahlungsquelle liegt im Wellenlängenbereich zwischen 300nm und 550nm vorzugsweise bei mehr als 30Lumen/Watt, insbesondere bei mehr als 40Lumen Watt. Besonders bevorzugt wird als Strahlungsvorrichtung eine oder mehrere Quecksilberdampflampen eingesetzt, die in dem für die meisten für Stereolithographie verwendeten Materialien relevanten Wellenlängenbereich eine hohe Strahlungsleistung aufweisen. Weiterhin kann alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Blitzlampen, insbesondere Xenon-Blitzlampen, als Strahlungsquelle oder Strahlungsvorrichtung eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Nachbelichtungsvorrichtung kann weiter fortgebildet werden durch einen Strahlungssensor zur Erfassung der Strahlungsintensität der Strahlungsquelle, wobei der Strahlungssensor vorzugsweise mit einer Strahlungsregelungseinheit signal- technisch gekoppelt ist, welche zur Regelung eines Strahlungsparameters der Strahlungsquelle ausgebildet und mit der Strahlungsquelle signaltechnisch gekoppelt ist. Wie eingangs erläutert, ist regelmäßig eine bestimmte Strahlungsmenge für die ideale Verfestigung anzustreben. Unter einer Strahlungsmenge ist hierbei die Energiedosis, also die über einen Strahlungszeitraum pro Masseneinheit absorbierte Energiemenge der Strah- lung zu verstehen. Grundsätzlich kann diese Strahlungsmenge in gleicher Höhe erzielt werden, in dem eine geringe Strahlungsintensität über einen langen Zeitraum auf das hergestellte Produkt einwirkt oder indem eine hohe Strahlungsintensität über einen kurzen Zeitraum einwirkt. Erfindungsgemäß wird es durch die relative Bewegung und Möglichkeit der Verwendung von nur einer oder nur wenigen Strahlungsquellen möglich, eine hohe Strahlungsintensität der Strahlungsvorrichtung einzusetzen und hierdurch eine bessere Durchdringung des Produkts mit dem Vorteil einer Homogenisierung der Verfestigung zwischen Oberfläche und tiefen Bereichen des Produkts zu erzielen. Um die Strahlungsintensität oder die Strahlungsmenge regeln zu können, ist es vorteilhaft, die Strahlungsintensität mittels einer Strahlungssensors zu erfassen, um eine vorbestimmte Strahlungsintensität oder Strahlungsmenge einzuregeln oder um einen vorbestimmten Verlauf der Strahlungsintensität zu regeln. Unter einem Strahlungsparameter ist hierbei die Strahlungsintensität, die Wellenlänge der Strahlung, sowie deren zeitlichen Verlauf und die Strahlungsdauer zu verstehen. Insbesondere kann der Strahlungssensor dabei solcherart angeordnet und eine mit dem Strahlungssensor signaltechnisch gekoppelte Steuerungseinheit ausgebildet sein, um einen Selbsttest durchzuführen und so die angestrebte Leistung und Funktion zu überprüfen. Hierbei wird die Strahlungsflussdichte einer oder mehrerer oder aller Strahlungs- quellen der Strahlungsvorrichtung mittels des Strahlungssensors ermittelt und mit vorbestimmten Sollwerten verglichen, die erreicht werden müssten, um bestimmte Betriebsfunktionen zu erzielen. Werden diese Sollwerte im Selbsttest nicht erreicht, so kann eine entsprechende Anpassung von Strahlungsparametern erfolgen, oder aber es kann, wenn eine Korrektur im Wege einer Ansteuerung der Strahlungsvorrichtung nicht möglich ist, eine entsprechende Fehlermeldung an den Benutzer über eine Benutzerschnittstelle ausgegeben werden.

Zusätzlich oder alternativ zu einem solchen Strahlungssensor ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn mittels eines Temperatursensors die Temperatur der erzeugten Produkte während des Bestrahlungsvorgangs erfasst wird. Regelmäßig kann durch eine Bestrahlung eine Temperaturerhöhung des Produkts erzeugt werden, die sich für einen idealen Prozessverlauf in einem begrenzten Bereich bewegen sollte. Die Temperaturmessung kann beispielsweise mittels eines Pyrometers, eines Thermoelements oder einer Wärmebildkamera erfolgen. Die Temperaturmessung kann durch eine Punktmessung erfolgen, insbesondere dann, wenn das Pyrometer ortsfest in Bezug auf die Strahlungsvorrichtung angeordnet ist und folglich die gleiche relative Bewegung zur Aufnahmevorrichtung erfährt. Die Temperaturmessung kann auch als Flächenmessung erfolgen und dann durch eine Bildauswertung nach Mittelwert oder Spitzenwert in die Regelung der Bestrahlung nach der Temperatur einfließen.

Grundsätzlich ist zu verstehen, dass größere Objekte und Objekte mit größerer Wand- stärke eine höhere Strahlungsmenge benötigen als kleinere Objekte bzw. Objekte mit kleinerer Wandstärke. Die aus diesem Grund gegebenenfalls unterschiedlichen notwendigen Strahlungsintensitäten oder Bestrahlungsdauern können manuell durch einen Benutzer einstellbar sein an der erfindungsgemäßen Nachbelichtungsvorrichtung. Die Strahlungsmenge bzw. die Strahlungsintensität oder Strahlungsdauer kann jedoch auch anhand von charakteristischen Eigenschaften des Produkts automatisiert eingestellt werden. Beispielsweise kann das Produkt durch einen in die Nachbelichtungsvorrichtung integrierten Gewichtssensor gewogen werden und in Abhängigkeit des Gewichst die Strahlungsmenge eingestellt werden. Weiterhin kann die Geometrie des Produkts mit Hilfe einer Kamera, wie einer Wärmebildkamera, erfasst und ausgewertet werden und in Abhängigkeit von Charakteristika wie der Oberflächengröße des Produkts oder des Volumens des Produkts die Strahlungsmenge bestimmt und geregelt werden.

Noch weiter ist es bevorzugt, in Abhängigkeit der Geometrie oder der Masse oder der maximalen Wandstärke des Produkts oder einer Kombination von diesen Parametern die Anzahl der Lichtquellen zu steuern. So kann bei Produkten mit kleiner Oberfläche, kleiner Masse und/oder kleinen Wandstärken eine andere, insbesondere geringere Anzahl an Strahlungsquellen aktiviert werden als bei einer Nachbelichtung von Produkten mit entsprechend großer Masse, großer Oberfläche und/oder großer Wandstärke. Auch diese Prozessparameterwahl kann manuell durch einen Benutzer über Benutzerschnittstelle durchgeführt werden oder automatisiert anhand der Auswertung von Sensordaten wie Gewichtsdaten, geometrischen Daten oder Bilddaten einer Kamera oder dergleichen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bewegungsvorrichtung eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen der Aufnahmevorrichtung entlang der ersten und der zweiten Führungsbahn umfasst. Mittels einer solchen Bewegungsvorrichtung kann die Bewegung entlang der ersten und der zweiten Führungsbahn automatisiert ablaufen. Insbesondere kommt ein elektrischer Antrieb in Betracht, der durch entsprechende Kopplung die Bewegung entlang der ersten Führungsbahn und gegebenenfalls der zweiten Führungsbahn erzeugt.

Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Antriebsvorrichtung eine Antriebseinheit, eine erste Übertragungseinheit zur Kopplung der Antriebseinheit mit der Aufnahmevorrichtung für eine Bewegung entlang der ersten Führungsbahn und eine zweite Übertragungseinheit zur Kopplung der Antriebseinheit mit der Aufnahmevorrichtung für eine Bewegung entlang der zweiten Führungsbahn umfasst, wobei die erste und/oder zweite Übertragungseinheit vorzugsweise zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Übertra- gungsverhältnissen zur Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Aufnahmevorrichtung entlang der ersten bzw. der zweiten Führungsbahn schaltbar sind. Gemäß dieser Fortbildungsform wird eine einzige Antriebseinheit verwendet, um die Bewegung entlang der ersten und entlang der zweiten Führungsbahn zu erzeugen. Zu diesem Zweck ist die Antriebseinheit mit einer ersten Übertragungseinheit und einer zweiten Ü bertrag ungsein- heit mechanisch gekoppelt, wobei die erste Übertragungseinheit die Bewegung entlang der ersten Führungsbahn von der Antriebseinheit ausgehend erzeugt und die zweite Übertragungseinheit die Bewegung entlang der zweiten Führungsbahn von der Antriebseinheit ausgehend erzeugt. Die Übertragungseinheiten können beispielsweise durch Schwenkhebel, Hebelgetriebe, Zahnradgetriebe, Rollengetriebe oder dergleichen ausgeführt werden. Die erste und zweite Übertragungseinheit können hierbei vollständig unabhängig voneinander ausgeführt sein und jeweils direkt mit der Antriebseinheit gekoppelt sein oder können so ausgeführt sein, dass Teile des Ü bertrag ungswegs der ersten und zweiten Übertragungseinheit durch gemeinsame Übertragungselemente verwirklicht werden und andere Teile des Übertragungswegs durch individuelle Übertragungselemente der ersten und/oder der zweiten Übertragungseinheit verwirklicht werden.

Alternativ hierzu ist gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung eine erste Antriebseinheit zum Bewegen der Aufnahmevor- richtung entlang der ersten Führungsbahn und eine zweite Antriebseinheit zum Bewegen der Aufnahmevorrichtung entlang der zweiten Führungsbahn umfasst. Bei dieser Ausführungsform sind zwei separate Antriebseinheiten vorgesehen, die jeweils unabhängig von einander die Bewegung entlang der ersten Führungsbahn einerseits und entlang der zweiten Führungsbahn andererseits erzeugen. Während bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform eine Einstellung des Bewegungsverhältnisses entlang der ersten zur zweiten Führungsbahn durch entsprechende Veränderung der Übertragungsverhältnisse der ersten bzw. und der zweiten Übertragungseinheit zueinander erfolgen kann, ist es bei dieser Ausführungsform in einfacher Weise möglich, die erste Antriebseinheit und/oder die zweite Antriebseinheit direkt anzusteuern, um das Bewegungsverhältnis entlang der ersten zur zweiten Führungsbahn einzustellen. So kann die zweite Führungsbahn mit höherer Geschwindigkeit als die erste Führungsbahn durchlaufen werden, um bestimmte Bewegungsmuster der Relativbewegung zwischen Strahlungsquelle und Aufnahmevorrichtung zu erhalten, ebenso können beide Führungsbahnen mit gleicher Geschwindigkeit durchlaufen werden und der Geschwindigkeitsunterschied kann eingestellt werden, um andere, vorteilhafte Bewegungsmuster zu erhalten.

Dabei kann die Nachbelichtungsvorrichtung weiter fortgebildet werden, indem eine Antriebssteuerungseinheit vorgesehen wird, welche mit der ersten und/oder der zweiten Antriebseinheit signaltechnisch gekoppelt ist und die ausgebildet ist, um die Geschwindigkeit der ersten bzw. der zweiten Antriebseinheit zu steuern, insbesondere unabhängig voneinander zu steuern. Mittels einer solchen Antriebssteuerungseinheit kann die Bewegung entlang der ersten und/oder der zweiten Führungsbahn hinsichtlich ihrer Geschwindigkeit und Richtung gesteuert werden, um unterschiedliche Bewegungsmuster durch eine Einstellung eines unterschiedlichen Geschwindigkeitsverhältnisses entlang der ersten zur zweiten Führungsbahn zu erzeugen oder um eine insgesamt schnellere oder langsamere Bewegung zu erzeugen. Insbesondere kann eine solche Antriebssteuerungseinheit ausgebildet sein, um die Drehzahl eines Elektromotors zu regeln, der als Antriebseinheit dient.

Die erfindungsgemäße Nachbelichtungsvorrichtung kann weiter fortgebildet werden, indem die Bewegungsvorrichtung so ausgebildet ist, dass der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Führungsbahn einstellbar ist, insbesondere indem die erste Führungsbahn durch eine erste Richtung definiert wird und die zweite Führungsbahn durch eine zweite Richtung definiert wird, die in einem Winkel zwischen 0 und 180° zur ersten Richtung steht, und dieser Winkel einstellbar ist. Gemäß dieser Fortbildung ist die Bewegungsvorrichtung so ausgebildet, dass der Unterschied zwischen der ersten und zweiten Führungsbahn einstellbar ist, also insbesondere der durch den Verlauf der ersten und zweiten Führungsbahn begründete Unterschied in Form einer Ausrichtung der Ebene, in der die erste bzw. zweite Führungsbahn verläuft, einer Richtung der ersten bzw. zweiten Führungsbahn oder des konkreten Verlaufs der Führungsbahnen selbst beein- flusst wird. Dies kann erfindungsgemäß beispielsweise solcherart erfolgen, dass der schräge Winkel, in dem zwei Rotationsachsen zueinander stehen, welche die erste und die zweite Führungsvorrichtung bilden, einstellbar ist. Die Einstellung kann dabei durch Bereitstellung einer entsprechenden Beweglichkeit der beiden Achsen zueinander in der Bewegungsvorrichtung von einem Benutzer manuell durchgeführt werden und in einer vorbestimmten Position festgesetzt werden. Die Einstellung kann auch im laufenden Betrieb automatisiert verändert werden, um durch diese zusätzliche Verstellbewegung eine Bewegung um eine weitere Dimension zu erhalten, insbesondere kann hierdurch eine Dreiachsbewegung erzielt werden.

Die erfindungsgemäße Nachbelichtungsvorrichtung kann weiter fortgebildet werden durch ein verschließbares Gehäuse, das einen fluiddichten Innenraum definiert, in dem das stereolithographisch hergestellte Produkt aufnehmbar ist, wobei vorzugsweise der Innenraum mit einem Gas oder einer Flüssigkeit befüllbar ist. Durch die Anordnung des hergestellten Produkts in einem Fluid, also einem Gas oder einer Flüssigkeit, kann eine teilweise oder vollständige Verhinderung der Nachbelichtungswirkung durch die Strahlung vermieden werden, die beispielsweise durch das Vorhandensein von Sauerstoff an der Oberfläche des Produkts auftreten kann und eine Vernetzung blockieren oder reduzieren kann. Insbesondere kann auch eine bessere Wärmeableitung vom Produkt durch Auswahl einer Flüssigkeit oder eines Gases mit hohem Wärmeübergang und hoher Wärmekapazität erreicht werden, um die durch die Bestrahlung erzeugte Temperaturerhöhung zu verringern. Das Gehäuse, in dem das Fluid und das Produkt angeordnet ist, kann dabei offen sein, dies ist insbesondere dann bevorzugt, wenn das Gehäuse ortsfest ist. Eine ortsfeste Ausführung des Gehäuses kann erreicht werden, indem das Gehäuse als Aufnahmevorrichtung dient und die Strahlungsquelle die Bewegung entlang der zwei Führungsbahnen ausführt. Ebenfalls kann das Gehäuse eine Bewegung entlang einer Führungsbahn ausführen, die eine zuverlässige laufende Ausrichtung der Gehäuseöffnung so sicherstellt, dass kein Fluid aus dem Gehäuse austreten kann, wobei die Bewegung entlang der anderen Führungsbahn durch die Strahlungsquelle ausgeführt wird. Alternativ oder in Kombination hierzu kann das Gehäuse auch ortsfest sein und die Aufnahmevorrichtung in dem Gehäuse angeordnet sein und mitsamt der ersten und zweiten Führungsbahn der Bewegungsvorrichtung innerhalb des Gehäuses bereitgestellt werden. In diesem Fall führt die Aufnahmevorrichtung innerhalb des ortsfesten Gehäuses eine Bewegung entlang einer oder zwei Führungsbahnen aus, und die Strahlungsquelle kann entsprechend entlang einer Führungsbahn bewegt werden oder ortsfest sein. Ins- besondere kann diese Ausführungsform fortgebildet sein durch eine Vakuumquelle, die mit dem fluiddichten Innenraum in Fluidverbindung steht, um ein Vakuum in dem Innenraum zu erzeugen. Dies ermöglicht es, den Nachbelichtungsprozess in dem Innenraum unter Vakuum durchzuführen und hierdurch den negativen Effekt von Sauerstoff aus der Umgebung zu vermeiden oder zumindest zu verringern. Dabei ist zu verstehen, dass die Vakuumquelle durch einen vorrichtungsinternen Vakuumerzeuger bereitgestellt sein kann, ebenso aber auch durch einen an der Vorrichtung vorhandenen Vakuumanschluss, der ausgebildet ist, um einen externen Vakuumerzeuger oder -Vorrat fluiddicht anzuschließen und mit dem Innenraum zu verbinden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Wärmestrahlungsquelle zur Zufuhr und/oder Abfuhr von Wärme von bzw. zu einem im Innenraum befindlichen Produkt bereitgestellt. Eine solche Wärmequelle kann beispielsweise als Infrarotstrahlungsquelle ausgebildet sein, um das Produkt während des Nachbelichtungsvorgangs zu erwärmen. Eine solche Wärmestrahlungsquelle kann ebenfalls als Kühlkörper ausgebildet sein, um Wärmestrahlung des Produkts aufzunehmen und hierdurch eine Kühlung des Produkts zu bewirken. Insbesondere kann die Wärmestrahlungsquelle schaltbar sein, um alternativ eine Erhöhung oder eine Absenkung der Temperatur des Produkts während der Nachbelichtung zu bewirken.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Verfestigen von stereolithographisch erzeugten Produkten, mit den Schritten: Bestrahlen des stereolithographisch erzeugten Produkts mit einer verfestigenden Strahlung aus einer Strahlungsquelle, und Bewegen des Produkts relativ zu der Strahlungsquelle, wobei erfindungsgemäß das Produkt eine Bewegung ausführt, die sich aus einer Bewegung entlang einer ersten Führungsbahn und einer Bewegung entlang einer von der ersten verschiedenen zweiten Führungsbahn zusammensetzt.

Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem die zweite Führungsbahn entlang der ersten Führungsbahn geführt wird.

Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem die erste Führungsbahn eine erste Kreisbahn um eine erste Rotationsachse ist und die zweite Führungsbahn um die erste Rotati- onsachse rotiert und vorzugsweise eine zweite Kreisbahn um eine zweite Rotationsachse ist.

Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem die erste Führungsbahn und die zweite Führungsbahn unabhängig voneinander das Produkt führen.

Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem das Produkt innerhalb einer sphärischen Fläche angeordnet wird und die erste Führungsbahn durch eine erste Rolle definiert wird, die um eine erste Achse drehbar gelagert ist und im Kontakt mit der sphärischen Führungsfläche steht und die zweite Führungsvorrichtung durch eine zweite Rolle definiert wird, die um eine zweite, schräg zur ersten Achse angeordnete Achse drehbar gelagert ist, im Kontakt mit der sphärischen Führungsfläche ist und an der das Führungselement abrollt.

Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem die erste Führungsbahn eine erste Kreisbahn um eine erste Rotationsachse ist, und/oder die zweite Führungsbahn eine zweite Kreisbahn um eine zweite Rotationsachse ist, die schräg zu der ersten Rotationsachse verläuft. Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem die Strahlung aus weniger als fünf, vorzugsweise weniger als drei, insbesondere einer einzigen Strahlungsquelle abgegeben wird, und entsprechend aus weniger als fünf, vorzugsweise weniger als drei und insbesondere nur einer Richtung das stereolithographische Produkt bestrahlt.

Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem die Strahlungsintensität erfasst und geregelt wird. Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem die relative Bewegung entlang der ersten und/oder der zweiten Führungsbahn mittels eines automatisierten Antriebs erfolgt.

Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem die relative Bewegung entlang der ersten und zweiten Führungsbahn aus einer einzigen Antriebseinheit über eine erste und eine zweite Übertragungseinrichtung auf das Produkt übertragen werden und dass vorzugsweise das Übertragungsverhältnis zwischen der ersten und der zweiten Ü bertrag ungsvor- richtung zwischen einem ersten Wert und einem zweiten Wert einstellbar ist.

Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem die relative Bewegung entlang der ersten Führungsbahn aus einer ersten Antriebseinheit der Antriebsvorrichtung und die relative Bewegung entlang der zweiten Führungsbahn aus einer zweiten Antriebseinheit der Antriebsvorrichtung erfolgt.

Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem die Geschwindigkeit der Bewegung entlang der ersten oder zweiten Führungsbahn zwischen zwei Geschwindigkeiten eingestellt wird und/oder die Richtung der ersten oder der zweiten Führungsbahn zwischen zwei Richtungen eingestellt wird.

Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem das Produkt während des Bestrahlens in ein Fluid eingetaucht wird.

In Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren und die Fortbildungsformen hierzu wird auf die voranstehende Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren Fort- bildungen Bezug genommen. Die in diesem Zusammenhang mit der Vorrichtung erläuterten Variationen, Vorteile und Funktionen sind in entsprechender Weise auf die hierzu korrespondierenden Verfahren und Verfahrensfortbildungen in gleicher Weise anwendbar. Es ist zu verstehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden kann, jedoch auch in anderer, höher oder geringer automatisierten Weise mit anderen Vorrichtungen ausgeführt werden könnte.

Die Bewegungsgeschwindigkeit des Produkts in der Nachbelichtungsvorrichtung kann vorbestimmt und kann konstant oder variabel, insbesondere steuerbar sein. Es ist bevorzugt eine Mindestgeschwindigkeit zu definieren und diese während des Nachbelichtungs- Vorgangs nicht zu unterschreiten, damit keine zu starke lokale Bestrahlung und Aufhei- zung erfolgt. Die Mindestgeschwindigkeit kann bei rotierenden Bewegungen beispielsweise durch eine Rotationsgeschwindigkeit von mindestens 5 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise 10 Umdrehungen pro Minute und die jeweilige Rotationsachse des Antriebs / der Antriebe umgesetzt werden. Bei wechselnden Rotationsgeschwindigkeiten kann die Minimale oder die durchschnittliche Rotationsgeschwindigkeit die Mindestrotati- onsgeschwindigkeiten vorzugsweise nicht unterschreiten.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Frontalansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nachbelichtungsvorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Frontalansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachbelichtungsvorrichtung,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Frontalansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachbelichtungsvorrichtung,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine schematische Frontalansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachbelichtungsvorrichtung,

Fig. 7 eine schematische Frontalansicht einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachbelichtungsvorrichtung, und

Fig. 8 eine schematische Frontalansicht einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachbelichtungsvorrichtung.

Bezug nehmend auf Fig. 1 umfasst eine erfindungsgemäße Nachbelichtungsvorrichtung eine drehbar gelagerte Rotationswelle 10, die um eine Rotationsachse 1 rotiert. An der Rotationswelle 10 ist eine Trommel 20 mit einer Trommelwandung 21 verbunden, die durch die Rotationswelle in eine Rotation versetzt wird. Die Rotationsachse 1 ist um 45° zur Schwerkraftrichtung geneigt. Die Tromme Iwandung ist als zylindrische Wand ausgebildet und definiert einen Trommel- innenraum. Im Trommelinnenraum ist ein stereolithographisch hergestelltes Bauteil 50 angeordnet. Aufgrund der Schrägstellung der Rotationsachse befindet sich das Bauteil 50 in der rechten unteren Ecke der Trommel 20. Eine Lichtquelle 30 ist oberhalb der Trommel 20 ortsfest installiert und sendet eine Lichtstrahlung in den Innenraum der Trommel 20. Die Lichtstrahlung tritt entlang einer Strahlachse 31 in die Trommel ein. Die Strahlachse ist auf die rechte untere Ecke der Trommel gerichtet, in der sich das Bauteil 50 schwerkraftbedingt befindet. Die Strahlachse 31 verläuft schräg zu der Rotationsachse 1. Wird die Trommel über die Rotationswelle 10 in Rotation um die Rotationsachse 1 versetzt, so rollt das Bauteil 50 auf einem Trommelboden 22 und der Trommelwand 21 in einer unbestimmten Führung ab. Hierbei wird das Bauteil laufend durch die Lichtquelle 30 bestrahlt und härtet hierdurch aus.

Die Trommel ist bevorzugt mit einem elastischen Schutz an der Innenfläche der Trom- melwand 21 und der Bodenfläche 22 beschichtet, um eine Beschädigung des Bauteils bei diesem Abrollvorgang zu vermeiden. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann die Trommel mit einem Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit, gefüllt werden, um die Abrollbewegung hierdurch zu dämpfen und eine Beschädigung des Bauteils durch mechanische Einflüsse zu verhindern. Der Einsatz eines solchen Fluids eignet sich weiterhin dafür, Wärme aus dem Bauteil abzuleiten.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine zweite Ausführungsform, bei der ein Bauteil 150 auf einem Drehteller 120 befestigt ist. Der Drehteller 120 ist mittels einer Antriebswelle 1 10 um eine Rotationsachse 101 drehbar gelagert und kann mittels einer Antriebseinheit (nicht dargestellt) in Rotation versetzt werden. Der Drehteller dieser Ausführungsform ist, ebenso wie der Drehteller der Ausführungsformen gemäß den Figuren 4 bis 7 strahlungsdurchlässig. Unter strahlungsdurchlässig ist hierbei zu verstehen, dass der Drehteller insbesondere für die zur Nachbelichtungswirkung, also insbesondere der Vernetzung bzw. Aushärtung notwendigen Wellenlängenbereiche der Strahlung durchlässig ist. Die Rotationsachse 101 steht senkrecht, also parallel zur Schwerkraftrichtung, könnte jedoch ebenso schräg zur Schwerkraftrichtung ausgerichtet sein.

Eine Lichtquelle 130 ist schwenkbar um eine Schwenkachse 134 gelagert, die horizontal ausgerichtet ist. Die Lichtquelle 130 ist mittels eines Schwenkarms 133 mit einer Schwenkwelle 132 verbunden. Die Strahlungsrichtung 131 der Lichtquelle 130 ist auf das Bauteil ausgerichtet und liegt in jedem Verschwenkungswinkel der Lichtquelle 130 in einer Ebene, in der auch die Rotationsachse 101 liegt. Die Strahlachse 131 der Lichtquelle und die Ausrichtung der Schwenkachse 134 der Lichtquelle ist solcherart, dass die Strahlachse 131 der Lichtquel- le in jedem Verschwenkungswinkel der Lichtquelle 130 auf das Bauteil ausgerichtet ist. Die Strahlachse der Lichtquelle beschreibt dabei bevorzugt einen Winkel von bis zu 360°, insbesondere bis zu 180°.

Schwenkachse 134 der Lichtquelle und Rotationsachse 101 des Drehtellers schneiden sich in einem Punkt. Bevorzugt schneidet auch die Strahlachse 131 der Lichtquelle diesen Punkt.

Bei einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform wird eine Antriebsquelle, welche die Rotation der Schwenkwelle 132 bewirkt, solcherart angesteuert, dass eine veränderliche Rotationsgeschwindigkeit der Schwenkwelle bewirkt wird. Insbesondere kann die Rotationsgeschwindigkeit bei senkrechter Lage der Strahlungsachse 131 zur Rotation- sachse 101 des Drehtellers am kleinsten sein und den Positionen, in denen die Strahlungsachse 131 parallel zur Rotationsachse 101 liegt, hin zunehmen.

Die in den Fig. 4 und 5 abgebildete Ausführungsform umfasst einen Drehteller 21 1 , auf dem ein stereolithographisch hergestelltes Bauteil 250 befestigt ist. Der Drehteller 21 1 ist an einer Welle 210 befestigt, die um eine Achse 201 drehbar gelagert ist. Der Drehteller dreht sich kontinuierlich um diese Achse 201 mittels eines Antriebs der Welle 210 um die Achse 201.

Die Welle 210 ist an einem Schwenkarm 220 befestigt und drehbar an diesem Schwenkarm gelagert. Der Schwenkarm 220 seinerseits ist um eine Schwenkachse 221 schwenkbar gelagert und kann um diese Schwenkachse eine reziproke Bewegung von 60° in einem Bereich von -30° bis +30° zur Vertikalen ausführen. Die Schwenkachse 221 ist ortsfest. Der Drehteller wird hierdurch überlagert zu seiner Rotation um seine Drehachse 201 um die horizontal liegende Schwenkachse 221 hin und her verschwenkt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5 umfasst eine Bestrahlungsvorrichtung mit zwei Lichtquellen 230a, 230b, die beide ortsfest an der Vorrichtung befestigt sind. Die Licht- quellen 230a, b weisen eine Strahlungsrichtung 231a, b auf, die auf einen Punkt etwas oberhalb des Schnittpunkts der Drehachse 201 und der Schwenkachse 221 gerichtet ist und der vertikal oberhalb dieses Schnittpunkts liegt. Der vertikale Abstand des Schnittpunkts der Strahlungsachsen 231a, b zu dem Schnittpunkt der Drehachse 201 mit der Schwenkachse 221 entspricht etwa dem Abstand der Oberfläche 212 des Drehtellers, auf welcher das Bauteil befestigt ist, zu der Schwenkachse 221.

Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung, welche prinzipiell baugleich zu der dritten Ausführungsform ausgeführt ist. Die Variation der vierten Ausführungsform ge- genüber der dritten Ausführungsform besteht darin, dass bei dieser vierten Ausführungsform die Rotation um die Rotationsachse 301 der Schwenkbewegung um die Schwenkachse 321 überlagert wird und die Rotationsachse 301 daher ortsfest ist, und die Schwenkachse 321 des Schwenkarms 320 in einem kleineren Abstand zu der Oberfläche des Drehtellers 31 1 angeordnet ist. Fig. 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ebenfalls ein Drehteller 41 1 an einer Schwenkwelle 410 befestigt ist und eine überlagerte Bewegung um eine Rotationsachse 401 des Drehtellers und eine Schwenkachse 421 einer Schwenkwelle 426 erfolgt. In Variation zu der dritten und vierten Ausführungsform liegen die Rotationsachse 401 und die Schwenkachse 421 nicht in einem rechten Winkel zueinander, son- dern liegen in einem Winkel von ca. 30° zueinander. Die fünfte Ausführungsform weist eine Strahlungsvorrichtung 430a, b auf, die aus einer ersten Strahlungsquelle 430a und einer zweiten Strahlungsquelle 430b gebildet wird. Beide Strahlungsquellen 430a, b sind ortsfest installiert. Die Strahlungsquelle 430a liegt auf der Rotationsachse 401 , die Strahlungsquelle 430b liegt auf einer hierzu verschiedenen Strahlungsachse 431. Sowohl die Strahlungsquellen 430a, b als auch die Bewegungsvorrichtung, die durch den Drehteller 41 1 , die Drehwelle 410 und die Schwenkwelle 420 gebildet werden, sind innerhalb einer verspiegelten Kammer 460 angeordnet, die mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Die verspiegelte Kammer 460 ist kubisch und weist eine an allen sechs Innenflächen verspiegelte Oberfläche auf. Grundsätzlich können abweichend von dieser kubischen Form auch andere Bauformen in bestimmten Anwendungen vorteilhaft sein, beispielsweise andere Vieleckformen mit acht Ecken oder mehr als acht Ecken oder eine Kugelform.

Fig. 8 zeigt eine sechste Ausführungsform der Erfindung. Die dargestellte Ausführungsform weist eine Aufnahmevorrichtung 540 auf, die durch eine hohle Kugel 540a mit einer verschließbaren Öffnung (nicht gezeigt) und einen an der Innenfläche der Kugel befestig- ten Befestigungskörper 542 gebildet wird. An dem Befestigungskörper 542 ist ein stereolithographisch hergestelltes Bauteil 550 befestigt.

Die Außenfläche der Kugel 540 ist auf zwei Rollen 510a, b aufgelagert, deren Rotationsachsen 501a, b parallel und beabstandet zueinander verlaufen. Durch Rotation der Rollen 510a, b wird die Kugel in Rotation um eine erste Rotationsachse versetzt, die parallel zu den Rotationsachsen 501a, b und durch die Mitte der Kugel 540 verläuft.

Ein zweites Paar von Rollen 520a, b ist in Kontakt mit der Außenfläche der Kugel 540. Dieses zweite Paar Rollen 520a, b ist drehbar um zwei entsprechende Rotationsachsen 521a, b gelagert, die ebenfalls parallel und beabstandet zueinander sind. Das zweite Paar Rollen 520a, b bewirkt eine Rotation der Kugel 540 um eine zweite Achse, die parallel zu den Rotationsachsen 521 a, b und durch die Mitte der Kugel 540 verläuft. Die Kugel erfährt hierdurch eine zweiachsige Bewegung um die beiden Rotationsachsen, die sich aus einer Addition der Kugelrotationen ergibt, die durch die Rollen 510a, b und 520a, b auf die Oberfläche der Kugel übertragen werden.

Eine einzige Bestrahlungsvorrichtung 530 ist ortsfest bereitgestellt und weist eine Bestrahlungsachse 531 auf, die auf die Mitte der Kugel 540 gerichtet ist.