JP2019517935A

JP2019517935A - 粉末構築材料のハンドリング

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Publication number: JP2019517935A
Application number: JP2018556876A
Authority: JP
Inventors: ザモラノ・アルヴェア，ユアン・マニュエル; デ・サンティアゴ・ドミンゲス，セルジオ; グラナドス・アセンシオ，ヴィセンテ
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2019-06-27
Also published as: KR20180125002A; BR112018072256A2; US11110660B2; WO2018017119A1; EP3436238A4; EP3436238B1; US20190152147A1; KR102207400B1; EP3436238A1; CN109153175A

Abstract

三次元プリンタ用の粉末構築材料ハンドリングシステムが開示される。システムは供給システムを含む。供給システムは、粉末構築材料供給部から粉末構築材料をガス流の状態で運ぶことができる。供給システムは、ガス流から粉末構築材料を分離するためにガス流をフィルタリングすることができる。供給システムは、閉じたシステムを形成するためにフィルタリングされたガス流を粉末構築材料供給部に送ることができる。【選択図】なし

Description

背景
幾つかの三次元印刷技術は、３Ｄ物体の層を形成するために選択的に凝固（固化）される薄膜層および当該部分に形成される粉末状構築材料を使用する。粉末状構築材料は、粉末構築材料供給部から三次元プリンタの構築領域に供給され得る。

３Ｄプリンタは、多数の利用可能な様々な粉末構築材料の１つを用いて３Ｄ物体を生成することができる。

本開示の様々な特徴および利点は、本開示の特徴を単なる例示のために互いに示す添付図面に関連してなされる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

一例による、粉末構築材料ハンドリングシステムを示す略図である。一例による、粉末構築材料ハンドリングシステムを示す略図である。一例による、粉末構築材料ハンドリングシステムを示す略図である。一例による、粉末構築材料ハンドリングシステムを示す略図である。一例による、方法を示す流れ図である。

詳細な説明
以下の説明において、説明のために特定の例に関する多くの特定の細部が記載される。本明細書において「例」又は類似の言い回しに対する言及は、例に関連して説明される特定の特徴、構造または特性が少なくともその１つの例、必ずというわけではないが他の例に含まれることを意味する。

３Ｄ物体は、３Ｄプリンタを用いて粉末状構築材料（単数または複数）から生成され得る。幾つかの例において、粉末状構築材料は、粉末構築材料で３Ｄ物体を生成することが行われ得るように構築領域に供給される。一例において、粉末構築材料は、アルキメデス・ポンプ装置により供給領域に供給され得る。別の例において、粉末状構築材料は、上から構築領域上へ堆積され得る。

本開示の例において、粉末構築材料ハンドリングシステム又は方法により、異なる特性を有する粉末構築材料が取り扱われる（ハンドリングされる）ことが可能になる。適切な粉末ベースの構築材料は、ポリマー、結晶性プラスチック、半結晶性プラスチック、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、非結晶性プラスチック、ポリビニル・アルコール・プラスチック（ＰＶＡ）、ポリアミド、熱硬化性プラスチック、樹脂、透明な粉末、色付きの粉末、金属粉末、例えばガラス微粒子のようなセラミック粉末、及び／又はこれら又は他の材料の少なくとも２つの組み合わせ（係る組み合わせは、異なる材料のそれぞれの異なる粒子、又は単一の化合物粒子内の異なる材料を含むことができる）の少なくとも１つを含むことができる。混合された構築材料の例は、アルミニウムとポリアミドの混合物を含むことができるアルマイド、多色粉末、及びプラスチック／セラミックの混合物を含む。混合された構築材料は、２つ以上の異なる個々の平均粒径からなるかもしれない。

図１は、３Ｄプリンタ用の粉末構築材料ハンドリングシステム１の例を示す略図である。システム１は、供給システム１０を含む。

この例において、供給システム１０は、粉末構築材料供給部１００からガス流の状態で粉末構築材料を運ぶ又は移送し、粉末構築材料を当該ガス流から分離するために当該ガス流をフィルタリングし、閉じたシステムを形成するために、フィルタリングされたガス流を粉末構築材料供給部１００に送ることができる。従って、フィルタリングされたガスを用いて、更なる粉末を粉末構築材料供給部１００から移送することができる。更に、閉じたシステムは、粉末構築材料がハンドリングシステム１の周囲の雰囲気に失われる危険性を低減する。

この例において、供給システム１０は、粉末構築材料を粉末構築材料供給部１００から運び、且つ粉末構築材料を粉末堆積区域１２０に供給することができる。粉末堆積区域１２０は、３Ｄプリンタの構築領域内にあることができる。粉末堆積区域１２０は、供給システム１０と構築領域との間のバッファであることができる。一例において、供給システム１０は、粉末構築材料の化学的性質のような粉末構築材料の特性を変更せずに、及び／又は粉末構築材料がプラスチック変換を受けずに、粉末構築材料を粉末堆積区域１２０に供給する。他の例において、供給システム１０は更に、ハンドリングシステム１の任意の他の領域間でガス流の状態で粉末構築材料を運ぶことができるかもしれない。

この例において、供給システム１０は、粉末構築材料供給部１００の出口１０２を粉末堆積区域１２０の入口１２４に接続するための第１の流路１４、及び粉末堆積区域１２０の出口１２６を粉末構築材料供給部１００の入口１０４に接続するための第２の流路１６を含む。この例において、供給システム１０は、粉末構築材料をガス流の状態で第１の流路１４を介して粉末構築材料供給部１００から粉末堆積区域１２０に運び、フィルタリングされたガス流を、第２の流路１６を介して粉末堆積区域１２０から粉末構築材料供給部へ送ることができる。この例において、第１の流路１４及び第２の流路１６は、管により形成される。他の例において、第１の流路１４及び第２の流路１６の他の構成が使用され得る。他の例において、ガス流は、供給システム１０がこの機能を実現することを可能にする任意の他の適切な流路に沿って流れることができる。

供給システム１０は、粉末構築材料をガス流から分離するためにガス流をフィルタリングするためのフィルタ１２２を含む。この例において、フィルタ１２２は、ガス流が使用中に粉末堆積区域１２０から出る際にガス流をフィルタリングすることにより、粉末堆積区域１２０に粉末構築材料を堆積するように位置する。フィルタ１２２は、粉末堆積区域１２０と粉末構築材料供給部１００との間に位置する。この例において、フィルタは、粉末堆積区域１２０と第２の流路１６との間に位置する。例えば、フィルタ１２２は、粉末堆積区域１２０の出口１２６に位置する。フィルタ１２２は、フィルタリングされたガス流を、粉末構築材料がフィルタリングされたガス流に入り込む粉末構築材料供給部１００に戻すことを可能にする。かくして、ガス流は、再びフィルタ１２２によりフィルタリングされる前に、粉末構築材料を粉末堆積区域１２０に更に運ぶであろう。

この例において、供給システム１０は、ガス流を生成するためのポンプ１２を含む。例えば、ポンプ１２は、真空ポンプであることができる。一例において、ポンプ１２は、フィルタ１２２の下流に及び第２の流路１６に位置し、その結果、ポンプ１２を通過するガス流はフィルタリングされたガス流である。従って、ポンプは粉末構築材料にさらされないはずである。ポンプ１２をフィルタ１２２の下流に配置することは、ポンプ１２内での粉末構築材料の堆積作用を低減することに役立つ。その理由は、ポンプ１２を通過するガスがフィルタリングされているからである。ポンプ１２は、ポンプ１２から粉末構築材料供給部１００へ流れ、粉末堆積区域１２０へ流れ及びフィルタ１２を介してポンプ１２に戻るガス流を生じる。

一例において、供給システム１０は、粉末構築材料の特性に依存して選択されたガス流の流速（流量）で粉末構築材料を運ぶことができる。粉末構築材料の特性は、例えば粉末構築材料の粒径、かさ密度、又は流動性であることができる。一例において、ポンプ１２は、ガス流の状態で運ばれるべき粉末構築材料のタイプに依存してガス流の所定の流速を生じる。一例において、ガス流の流速は、或る時間期間にわたってガス流の状態で運ばれるべき粉末の量、又は或る時間期間にわたって粉末堆積区域１２０に供給されるべき粉末の量に依存して決定される。

一例において、ハンドリングシステム１は、ユーザがポンプ１２により生成される流速を決定するために入力を与えることができるユーザインターフェース（図示せず）を含む。更なる例として、ユーザは、所望の流速、流速自体を表すデータ、ハンドリングシステム１が使用される３Ｄプリンタにより生成されるべき部分を表すデータ、或る時間期間にわたってガス流の状態で運ばれるべき粉末の量を表すデータ、及び／又は運ばれるべき粉末構築材料の識別を表すデータを入力することができる。幾つかの例において、ハンドリングシステム１は、入力データ又は入力パラメータをポンプ１２により生成されるべき流速と相関させるためのデバイスを含む。

この例において、粉末構築材料供給部１００は、粉末堆積区域１２０の下に配置される。従って、ハンドリングシステム１の設置面積は低減され、それはハンドリングシステム１が使用される３Ｄプリンタの外形寸法を低減することに役立つことができる。別の例において、粉末構築材料供給部１００は、粉末堆積区域１２０に横方向に隣接するような、粉末堆積区域１２０に関連する任意の他の場所に存在することができる。

幾つかの例において、システム１は、粉末構築材料供給部１００を含む。幾つかの例において、粉末構築材料供給部１００は、粉末構築材料を貯蔵するためのリザーバ又は容器１０６を含む。リザーバ又は容器１０６は、粉末構築材料を貯蔵するための任意の適切な材料から作成される。例えば、リザーバ又は容器１０６は、プラスチック（単数または複数）及び／又は金属（単数または複数）又は同種のものからなる。一例において、粉末構築材料供給部１００は断熱される。これは、リザーバ又は容器１０６に貯蔵された粉末構築材料が、粉末の特性が変化する温度に到達するリスクを低減することに役立つことができる。

図２は、３Ｄプリンタ用の別の粉末構築材料ハンドリングシステム２の例を示す略図である。ハンドリングシステム２は、図１のハンドリングシステム１の全ての特徴要素を有し、図１に使用されたものと同じ参照符号を有する同様の特徴要素と共に後述される。図２のハンドリングシステム２は、粉末構築材料を粉末構築材料供給部２００から粉末堆積区域１２０に供給するための供給システム２０を含む。幾つかの例において、ハンドリングシステム２は、粉末構築材料供給部２００を含む。幾つかの例において、ハンドリングシステム２は、粉末堆積区域１２０を含む。

図２のハンドリングシステム２の供給システム２０は、ガス流を加熱するためのヒータ２４を含む。使用中のヒータ２４は、ガス流に、ひいては加熱されたガス流の状態で運ばれる粉末構築材料に熱を印加することができる。この例において、ヒータ２４は、第２の流路１６に配置される。より具体的には、この例において、ヒータ２４は、ポンプ１２と粉末構築材料供給部２００との間に配置される。他の例において、ヒータ２４は、フィルタ１２２とポンプ１２との間のような、ハンドリングシステム２の他の場所に配置される。更に別の例において、ポンプ１２がヒータ２４を含む。一例において、ヒータ２４は、対流加熱器である。更なる例において、ヒータ２４は省略され得る。

この例において、使用中のヒータ２４は、フィルタリングされたガス流に熱を印加する。フィルタリングされた及び加熱されたガス流は、第２の流路１６に沿って送られ、入口２０４において粉末構築材料供給部２００に入る。フィルタリングされた及び加熱されたガス流が粉末構築材料供給部２００を通過する際、粉末構築材料が、フィルタリングされた及び加熱されたガス流に入り込む。ガス流は引き続いて粉末構築材料供給部２００の出口２０２を通過して第１の流路１４に沿って流れ、加熱されたガス流の熱エネルギーは、加熱されたガス流の状態で運ばれる粉末構築材料に伝達される。結果として、粉末堆積区域１２０における粉末構築材料の平均温度は、粉末構築材料供給部２００における粉末構築材料の平均温度より大きい。

一例において、ヒータ２４は、粉末構築材料の特性に依存して選択された温度までガス流を加熱する。一例において、ヒータ２４は、ガス流の状態で運ばれるべき粉末構築材料のタイプに基づいて所定の温度までガス流を加熱する。例えば、所定の温度は、粉末構築材料のプラスチック変換が生じる温度未満であることができる。一例において、ヒータ２４は、粉末構築材料でもって３Ｄ物体を生成するための温度に依存して選択された温度までガス流を加熱する。係る例は、粉末構築材料が３Ｄ物体を生成するために使用され得る温度まで粉末構築材料を加熱するために、３Ｄプリンタにより費やされるエネルギーを低減することができる。従って、粉末堆積区域１２０にある粉末構築材料は、粉末構築材料でもって３Ｄ物体を生成するための温度に接近し、ひいては例えば、粉末堆積区域１２０における何らかの予熱は無効にされ得る、或いは強度または持続時間において少なくとも低減され得る。

幾つかの例において、ヒータ２４はガス流を５０℃まで加熱することができる。幾つかの例において、ヒータ２４はガス流を１５０℃まで加熱することができる。他の例において、ヒータ２４はガス流を３５℃から２００℃まで、例えば５０℃から１５０℃まで加熱することができる。幾つかの例において、温度は、運ばれるべき粉末構築材料の性質に依存する。例えば、異なるタイプの粉末構築材料は、異なる速度で熱を伝導し、そのため、ガス流の温度はそれに応じて、変化するかもしれない。別の例として、ガス流の温度は、ガス流の流速に依存するかもしれない。

一例において、ハンドリングシステム２は、ヒータ２４がガス流を加熱する温度を決定するための入力をユーザが提供することができるユーザインターフェース（図示せず）を含む。更なる例として、ユーザは、所望の流速、所望の温度、或る時間期間にわたってガス流の状態で運ばれるべき粉末の量を表すデータ、及び／又は運ばれるべき粉末構築材料の識別を表すデータを入力することができる。幾つかの例において、ハンドリングシステム２は、入力データ又は入力パラメータを、ヒータ２４がガス流を加熱する温度と相関させるためのデバイスを含む。

一例において、ハンドリングシステム２の閉じた特徴は、ハンドリングシステム２の効率を向上させる。ガス流がフィルタリングされて第２の流路１６に沿ってヒータ２４に戻る際に、ガス流の潜熱は存続することができる。従って、ヒータ２４は、ガス流の一定温度を維持しながら、時間と共にその出力エネルギーを低減するように制御され得る。一例において、ハンドリングシステム２は、ハンドリングシステム２内のガス流の温度を監視するためのデバイスを含む。例えば、ハンドリングシステム２は、ヒータ２４を制御する際に使用されるべきフィードバックを提供するための温度計または温度センサ及びデバイスを含むことができる。

この例において、ハンドリングシステム２は、粉末構築材料分配器２２０を含む。分配器（供給器）２２０は、ガス流から分離された粉末構築材料を分配（散布、供給）する。この例において、粉末構築材料は、フィルタ１２２によりガス流から分離され、粉末堆積区域１２０に堆積される。一例において、分配器２２０は、粉末堆積区域１２０を横切り、粉末構築材料を実質的に均一に粉末堆積区域１２０にわたって分配するスプレッダを含む。別の例において、分配器２２０は、粉末構築材料が粉末堆積区域１２０にわたって実質的に均一に分配されるように、粉末堆積区域１２０において粉末構築材料を振動させるための振動機を含む。粉末構築材料が異なる性質を持つ粒子を含む幾つかの例において、振動機は、異なる性質を持つ粒子を均一的に粉末堆積区域１２０に分配する（分散させる）ことに役立つことができる。

幾つかの例において、分配器２２０は、供給システム２０が使用中である際に連続的に動作する。他の例において、分配器２２０は、所定の間隔で動作する。例えば、所定の間隔は、粉末堆積区域１２０に堆積されるべき所定量の粉末構築材料に関して或る時間期間と相互関係があるかもしれない。例えば、所定の間隔は、ハンドリングシステム２が使用される３Ｄプリンタにより生成されるべき３Ｄ物体の層を生成するために費やされる時間期間に関係することができる。ハンドリングシステム２の幾つかの例において、分配器２２０は省略され得る。

この例において、粉末構築材料供給部２００は、リザーバ２０６、及びリザーバ２０６内の粉末構築材料から粉末構築材料のサンプルを取るための粉末サンプラー２０８を含む。

幾つかの例において、粉末サンプラー２０８は、リザーバ２０６内の粉末構築材料から粉末構築材料の別個のサンプルを分離し、ガス流にサンプルを付着する。他の例において、粉末サンプラー２０８は、サンプルがガス流へ移される前に、中間領域にサンプルを堆積させる。

この例において、粉末サンプラー２０８からの粉末構築材料のサンプルは、粉末構築材料供給部２００の入口２０４と出口２０２との間の場所でガス流に入り込む。

幾つかの例において、粉末サンプラー２０８は、所定の間隔でリザーバ２０６から粉末構築材料のサンプルを取り出す。一例において、所定の間隔は、粉末サンプラー２０８によりリザーバ２０６から取り出される粉末構築材料のサンプルの添加量に依存する。更なる例として、所定の間隔は、リザーバ２０６内の粉末のタイプ、ガス流の流速、及び或る時間期間にわたって粉末堆積区域１２０に供給されるべき粉末構築材料の量に依存することができる。ハンドリングシステム２は、サンプルが粉末サンプラー２０８によりリザーバ２０６から取り出される間隔を決定するための、或いは各間隔で又は特定の時間期間にわたって粉末サンプラー２０８によりリザーバ２０６から取り出される粉末構築材料の量を決定するための入力をユーザが提供することができるユーザインターフェースを含むことができる。

幾つかの例において、粉末サンプラー２０８は、粉末構築材料がリザーバ２０６を出てガス流に入り込む速度を調整するための粉末構築材料流量調整弁を含む。幾つかの例において、粉末構築材料は、重力下でリザーバ２０６を出る。幾つかの例において、リザーバ２０６は、リザーバ２０６内の粉末構築材料を粉末サンプラー２０８の方へ付勢するためのデバイスを含む。

ハンドリングシステム２の幾つかの例において、リザーバ２０６は省略され得る。ハンドリングシステム２の幾つかの例において、粉末サンプラー２０８は省略され得る。

幾つかの例において、ハンドリングシステム２は、粉末サンプラー２０８によりリザーバ２０６内の粉末構築材料から分離された粉末構築材料のサンプルを分配するための粉末構築材料分配器（図示せず）を含む。この分配器は、分配器２２０に関連して上述された構成の１つからなることができる。一例において、分配器は、リザーバ２０６から粉末構築材料のより均質のサンプルを取り出すために役立つ。粉末構築材料の均質なサンプルは、粉末構築材料が供給システム２０により粉末構築材料供給部２００から運ばれている間に粉末構築材料の組成を維持することに役立つことができる。これは、リザーバ２０６内の粉末構築材料が異成分からなり、且つ粉末構築材料のサンプルが粉末構築材料粒子の不正確な組成からなる場合に、特に関係することができる。他の例において、サンプルが上述された中間領域にある場合に、更なる分配器がサンプルを分配することができる。

他の例において、供給システム２０は、ハンドリングシステム２の任意の他の領域間でガス流の状態で粉末構築材料を更に運ぶことができる。

図３は、３Ｄプリンタ用の別の粉末構築材料ハンドリングシステム３の例を示す略図である。ハンドリングシステム３は、図１のハンドリングシステム１の特徴要素の幾つかを有し、図１に使用されたものと同じ参照符号を有する同様の特徴要素と共に後述される。

粉末構築材料ハンドリングシステム３は、粉末構築材料をガス流の状態で粉末構築材料供給部１００から粉末堆積区域１２０に運ぶための供給システム３０を含む。供給システム３０は、ガス流を生成するためのポンプ１２、ガス流を加熱するためのヒータ２４、構築材料供給部１００を粉末堆積区域１２０と接続する流路１４、入口３２及び出口３４を含む。幾つかの例において、ハンドリングシステム３は、粉末構築材料を供給するための粉末構築材料供給部１００を含む。

この例において、ポンプ１２は、粉末構築材料供給部１００の上流に位置し、供給システム３０の入口３２からガスを吸い込む。即ち、ポンプ１２は、供給システム３０の入口３２と粉末構築材料供給部１００との間に位置する。ポンプ１２は、ガス流を粉末構築材料供給部１００に、次いで流路１４を介して粉末堆積区域１２０に送る。この例において、ガス流は、供給システム３０の出口３４において供給システム３０を出る。供給システム３０の出口３４は、粉末堆積区域１２０の下流にある。即ち、粉末堆積区域１２０は、流路１４と供給システム３０の出口３４との間に位置する。他の例において、ポンプ１２は、供給システム３０の中を通るガス流を生成するための異なる機構を選択して省略され得る。例えば、供給システム３０の入口３２における圧力は、供給システム３０の出口における圧力より高くなることができる。

ヒータ２４は、図２に関連して説明されたヒータ２４と同じである。この例において、ヒータ２４は、ポンプ１２と粉末構築材料供給部２００との間に位置する。他の例において、ヒータは、供給システム３０の入口３２とポンプ１２との間のような、ハンドリングシステム３の他の場所に位置する。更なる別の例において、ポンプ１２はヒータ２４を含む。一例において、ヒータ２４は対流加熱器である。

他の例において、供給システム３０は、ハンドリングシステム３内の任意の他の領域間でガス流の状態で粉末構築材料を更に運ぶことができるかもしれない。

図４は、３Ｄプリンタ用の別の粉末構築材料ハンドリングシステム４の例を示す略図である。ハンドリングシステム４は、図３のハンドリングシステム３の全ての特徴要素、及び図２のハンドリングシステム２の幾つかの特徴要素を有する。図４のハンドリングシステム４は、図２及び図３に使用されたものと同じ参照符号を有する同様の特徴要素と共に後述される。

ハンドリングシステム４は供給システム４０を含む。供給システム４０は、粉末構築材料をガス流の状態で粉末構築材料供給部２００から粉末堆積区域１２０に運ぶことができる。この例において、供給システム４０は、ガス流を生成するためのポンプ１２、ガス流を加熱するためのヒータ２４、粉末構築材料供給部１００を粉末堆積区域１２０と接続する流路１４、入口３２及び出口３４を含む。幾つかの例において、ハンドリングシステム４は粉末構築材料供給部２００を含む。幾つかの例において、ハンドリングシステム４は、粉末堆積区域１２０を含む。

この例において、ポンプ１２及びヒータ２４は、図３のハンドリングシステム３のポンプ１２及びヒータ２４と同じである。他の例において、ポンプ１２及び／又はヒータ２４は代わりに、本明細書で説明されたポンプ及びヒータの代替の形態の１つをとることができる。この例において、ポンプ１２及びヒータ２４は、図３のハンドリングシステム３のポンプ１２及びヒータ２４の場所に対応するハンドリングシステム４の場所に位置する。他の例において、ポンプ１２及び／又はヒータ２４は、本明細書で説明される代替の考えられる場所の１つに位置することができる。幾つかの例において、ポンプ１２は、上述された機構の１つのような、供給システム４０の中を通るガス流を生成するための異なる機構を選択して省略され得る。

供給システム４０は、供給システム２０の第２の流路１６が図４の供給システム４０から省かれていることを除いて、図２に関連して説明された供給システム２０と事実上同じである。この例において、供給システム４０は、ガス流から分離された粉末構築材料を粉末堆積区域１２０で分配するための粉末構築材料分配器２２０、及び粉末堆積区域１２０の出口においてガス流をフィルタリングするためのフィルタ１２２を含む。幾つかの例において、分配器２２０は省略され得る。幾つかの例において、フィルタ１２２は省略され得る。

この例において、粉末構築材料供給部２００は、図２に関連して上述されたようなリザーバ２０６及び粉末サンプラー２０８を含む。幾つかの例において、粉末サンプラー２０８は省略され得る。幾つかの例において、リザーバ２０６は省略され得る。

幾つかの例において、ハンドリングシステム４は、図２に関連して説明されたように、粉末サンプラー２０８により、リザーバ２０６の粉末構築材料から分離された粉末構築材料のサンプルを分配（散布）するための分配器を含む。係る分配器は、図２の分配器２２０に関連して上述された構成の１つからなることができる。

他の例において、供給システム４０は、ハンドリングシステム４の任意の他の領域間でガス流の状態で粉末構築材料を更に運ぶことができる。

図５は、一例による方法５を示す流れ図である。方法は、図１〜図４に示された個々のハンドリングシステム１、２、３、４の１つを用いて実施され得る。この例において、方法５は、３Ｄ物体の生成に用いる粉末構築材料をハンドリングする（取り扱う、処理する）方法である。方法５は、３Ｄプリンタの粉末構築材料供給部１００、２００から粉末構築材料をガス流の状態で移送し（５０）、ガス流から粉末構築材料を堆積するためにガス流をフィルタリングし（５２）、フィルタリング後にガス流を粉末構築材料供給部１００、２００に戻すこと（５４）を含む。

幾つかの例において、移送すること（５０）は、粉末構築材料をガス流の状態で粉末構築材料供給部１００、２００から第１の流路１４を介して粉末堆積区域１２０に運ぶことを含む。幾つかの例において、粉末構築材料がガス流の状態で移送される速度は、ガス流の状態で運ばれるべき粉末構築材料のタイプに依存する。

幾つかの例において、フィルタリングすること（５２）は、フィルタ１２２により行われる。幾つかの例において、フィルタ１２２は、粉末堆積区域１２０の出口１２６にある。フィルタリングすること（５２）は、ガス流から粉末構築材料を取り除き、粉末堆積区域１２０に粉末構築材料を堆積することに役立つ。幾つかの例において、方法５は、粉末堆積区域１２０に粉末構築材料を分配（散布、供給）することを含む。例えば、分配することは、粉末堆積区域１２０に粉末構築材料を均一に及び／又は均質に分配するために粉末構築材料分配器２２０により行われ得る。

幾つかの例において、フィルタリング後にガス流を粉末構築材料供給部１００、２００に戻すこと（５４）は、第２の流路１６によってである。第２の流路１６は、粉末堆積区域１２０を粉末構築材料供給部１００、２００に接続することができる。幾つかの例において、第２の流路１６は、ガス流を生成するためのポンプ１２を含む。

幾つかの例において、方法５は、ガス流を加熱すること（５６）を含む。幾つかの例において、加熱すること（５６）は、ヒータ２４によってであり、粉末構築材料供給部１００、２００にガス流を戻すこと（５４）の間に行われる。幾つかの例において、加熱すること（５６）は、粉末構築材料の特性に依存して所定の温度までガス流を加熱することを含む。例えば、ヒータ２４は、ガス流の状態で運ばれるべき粉末構築材料のタイプに基づいて、所定の温度までガス流を加熱することができる。係る動作は、粉末構築材料が３Ｄ物体を生成するために使用され得る温度まで粉末構築材料を加熱するために３Ｄプリンタにより費やされるエネルギーを低減することができる。

幾つかの例では、方法５は、粉末構築材料供給部１００、２００においてガス流に粉末構築材料の均質なサンプルを付着すること（５８）を含む。付着すること（５８）は、粉末サンプラー２０８によってであることができる。幾つかの例において、粉末サンプラー２０８は、粉末構築材料のリザーバ２０６から粉末構築材料のサンプルを取りだし、当該サンプルをガス流に付着する。幾つかの例において、付着すること（５８）は、ガス流にサンプルを付着する（５８）前に、サンプルを実質的に均質に分散させる（分配する）ことを含む。他の例において、サンプルは、粉末サンプラー２０８によりリザーバ２０６から取り出された際に均質であることができる。

幾つかの例において、方法５の１つ又は複数の動作は、ユーザによりユーザインターフェースに提供された１つ又は複数の入力に基づいて制御され得る。

幾つかの例において、方法５は更に、３Ｄプリンタの粉末構築材料ハンドリングシステム１、２、３、４の他の領域間で粉末構築材料を、ガス流の状態で移送することを含む。

上記の例において、ガス流は空気流である。しかしながら、これら例に対する個々の変形形態において、ガスは空気以外であることができる。例えば、ガスは、窒素またはアルゴンのような不活性ガスであることができる。幾つかの例において、ガスは、ハンドリングシステム１、２、３、４の関連する基準、又はハンドリングシステム１、２、３、４が使用される３Ｄプリンタの関連する基準を満たすように選択され得る。

前述の説明は、説明される原理の例を例証する及び説明するために提示された。本説明は、網羅的にする、或いはこれら原理を開示された何らかの全く同一の形態に制限することは意図されていない。多くの変形および変更が、上記の教示に鑑みて可能である。

Claims

三次元プリンタ用の粉末構築材料ハンドリングシステムであって、
粉末構築材料供給部から粉末構築材料をガス流の状態で運び、前記ガス流から前記粉末構築材料を分離するために前記ガス流をフィルタリングし、閉じたシステムを形成するためにフィルタリングされたガス流を前記粉末構築材料供給部に送るための供給システムを含む、粉末構築材料ハンドリングシステム。
前記供給システムが前記ガス流を加熱するためのヒータを含む、請求項１に記載のシステム。
前記ヒータが、前記フィルタリングされたガス流に熱を印加することができる、請求項２に記載のシステム。
前記供給システムが、前記粉末構築材料の特性に依存して選択されたガス流の流速で前記粉末構築材料を運ぶことができる、請求項１に記載のシステム。
前記供給システムが、ガス流を生成するための真空ポンプを含む、請求項１に記載のシステム。
前記ガス流から分離された粉末構築材料を分配するための粉末構築材料分配器を含む、請求項１に記載のシステム。
粉末構築材料供給部を含み、
前記粉末構築材料供給部が、リザーバ、及び前記リザーバ内の粉末構築材料から粉末構築材料のサンプルを分離するための粉末サンプラーを含む、請求項１に記載のシステム。
前記粉末サンプラーが、粉末のサンプルをガス流に付着することができる、請求項７に記載のシステム。
三次元プリンタの粉末構築材料供給部から粉末構築材料をガス流の状態で移送し、
前記ガス流から粉末構築材料を堆積するために前記ガス流をフィルタリングし、
前記フィルタリング後、ガス流を前記粉末構築材料供給部に戻すことを含む、方法。
ガス流を加熱することを含む、請求項９に記載の方法。
前記加熱することが、粉末構築材料の特性に依存して所定の温度までガス流を加熱することを含む、請求項１０に記載の方法。
前記粉末構築材料供給部において粉末構築材料の均質なサンプルをガス流に付着することを含む、請求項９に記載の方法。
三次元プリンタ用の粉末構築材料ハンドリングシステムであって、
粉末構築材料をガス流の状態で粉末構築材料供給部から粉末堆積区域に運ぶための供給システムを含み、前記供給システムが、ガス流を加熱するためのヒータを含む、粉末構築材料ハンドリングシステム。
前記供給システムは、
前記粉末構築材料供給部の出口を粉末堆積区域の入口に接続するための第１の流路と、
前記粉末堆積区域の出口を前記粉末構築材料供給部の入口に接続するための第２の流路と、
粉末構築材料をガス流の状態で前記粉末構築材料供給部から前記粉末堆積区域へ前記第１の流路を介して運ぶために、前記第１の流路および前記第２の流路に沿って前記粉末構築材料供給部および前記粉末堆積区域を介してガス流を循環させるためのポンプとを含み、
前記ヒータは、前記ガス流が前記第２の流路に沿って通過する際、ガス流を加熱することができる、請求項１３に記載のシステム。
前記供給システムは、前記粉末堆積区域の出口においてガス流から粉末構築材料をフィルタリングするためのフィルタを含む、請求項１４に記載のシステム。