JP2015221576A - 三次元的印刷方法 - Google Patents

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    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling

Abstract

【課題】境界材料を噴射する少なくとも１列のインクジェットノズルを有するプリントヘ
ッドを使用して３−Ｄモデルを構成する３−Ｄ印刷装置の提供。
【解決手段】三次元的モデルを三次元的印刷する装置及び方法が提供される。該装置は、
複数のノズル１４を有するプリンティングヘッド１２を備えている。ディスペンサ２２は
境界材料１６を層状態に選択的に分配し得るようプリンティングヘッド１２に接続されて
いる。硬化手段１８が付着した層２０、２８の各々を選択的に硬化させる。付着した層２
０、２８の各々の深さは複数のノズル１４の各々からの吐出量を選択的に調節することで
制御可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、全体として、三次元的印刷中、層の構成を制御する三次元的モデル作成法及
びその装置に関する。
部分を層に構成することで作用する三次元的（３−Ｄ）印刷は、三次元的モデルを構成
するために使用される方法である。３−Ｄ印刷は、比較的速く且つ自由度があり、原型部
分及び道具を、例えばＣＡＤモデルから直接作成することを可能にする。
３−Ｄ印刷を使用することは、道具よりも先に、任意の提案された製品の完全な３−Ｄ
モデルを製造メーカが作成することを許容し、これにより、道具の作成のコストを著しく
削減し且つ設計と製造とを一層良く調和させることになる。製造コストが安く且つ製品の
質を改良することも可能となる。
コンピュータ利用の三次元的印刷用の色々な装置が開発されている。既知の装置は、合
焦させた紫外線レーザが光重合化可能な液体ポリマープラスチック材料の浴の頂部の上を
走査する立体リソグラフィに基づいて作動する、米国カリフォルニア州の３Ｄ・システム
ズ・インコーポレーテッド（３Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．）が開発した装置を含む。そ
の浴の表面は、ＵＶレーザと接触する状態で重合化され、その表面に又はその表面の丁度
下方に、固体のプラスチック層を形成する。
シーマ（Ｃｉｍａ）らへの米国特許第５，３８７，３８０号には、粉体層を付着させ、
次に、接着剤材料を選んだ領域に付着させてその選んだ領域に接着した粉体の層を形成す
ることにより層状化した部分を提供するための技術が記載されている。これらのステップ
は連続的な層に対して繰り返されて所望の構成要素が形成される。熱処理後、製造した部
分が残るように接着しなかった粉体を除去する。
コーヘン（Ｃｏｈｅｎ）らへの米国特許第５，２８７，４３５号には、層毎に、フォト
ポリマー材料を選択可能な形態に付着させる装置、及び後続の層を付着する前に層の各々
を硬化させる装置を含む三次元的モデルを作成する装置が記載されている。
この装置の不利益な点は、層の各々に対し平坦で且つ均一な面を実現することが難しい
点である。米国特許第５，２８７，４３５号は、余分な厚みを除去するために層の各々の
表面をトリミングする機械加工装置を利用している。
標準的な二次元的印刷においては、インクジェットプリンタがそのインクジェットヘッ
ドの作動中、そのプリントヘッドを一方向に向けて基板に対して変位させることにより、
平行なインクドット線を基板上に印刷する。
所望の線分解能の像を印刷するためには、インクジェットヘッド同士の分離空隙と所望
の線分解能との比率に等しい数のインクドット線を印刷することが必要とされる。実際に
は、このことは、プリントヘッドを、基板に対して１つ又はより多くのステップを通じて
第一の方向に対して垂直な第二の方向に間欠的に前進させると共に、プリントヘッドを基
板に対して第一の方向に変位させつつ、その新たな位置の各々にてインクジェットノズル
を作動させることにより実現される。残念なことに、１つ又はより多くのノズルが詰まっ
たならば、像は不完全となり、印刷されない帯域が残ることになろう。
イスラエルのイダニット・テクノロジーズ・リミテッド（Ｉｄａｎｉｔ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｉｅｓ Ｌｔｄ．）に譲渡された国際出願第９７／３１７８１号には、印刷される
線に対し直角の方向に向けてプリントヘッドを基板に対して変位させる、線形列のノズル
を有するインクジェットプリンタを作動させ且つその印刷ステップを繰り返す方法が記載
されている。この方法は、プリントヘッドの動きにより、ノズルの詰まりに起因して非印
刷帯域が生ずるという視覚上の効果を少なくするが、ノズルの詰まりを完全に補償するも
のではない。
米国特許第５，２８７，４３５号 米国特許第５，３８７，３８０号 国際出願第９７／３１７８１号
本発明は、境界材料を噴射する少なくとも１列のインクジェットノズルを有するプリン
トヘッドを使用して３−Ｄモデルを構成する３−Ｄ印刷装置を提供するものである。
本発明の更なる目的は、何れかのノズルの詰まりによる影響を受けない３−Ｄモデルを
印刷する方法を提供することである。
本発明の更に別の目的は、何れかのノズルからの過剰及び不十分な付着を補償する装置
及び方法を提供することである。
このように、本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、三次元的モデルの三次元的
印刷のための装置が提供される。この装置は、複数のノズルを有するプリンティングヘッ
ドと、境界材料を層として選択的に分配すべくプリンティングヘッドに接続されたディス
ペンサと、付着させた層の各々を選択的に硬化させる硬化手段とを備えている。付着させ
た層の各々の深さは、複数のノズルの各々からの吐出量を選択的に調節することにより制
御可能である。
更に、本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、制御手段は、プリンティングヘッ
ドに接続されたディスペンサと、プリンティングヘッドに接続されたプロセスコントロー
ラと、該プロセスコントローラに接続されたコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）装置とを備
えている。
更に、本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、複数のノズルは、１列のノズルを
有している。
更に、本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、該装置は、プロセスコントローラ
からの命令によりプリンティングヘッドを選択的に位置決めすべくプロセスコントローラ
に接続された位置決め装置を更に備えている。
更に、本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、境界材料は、紫外線又は赤外線を
照射することにより硬化可能なフォトポリマー材料である。
更に、本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、該装置は、プロセスコントローラ
に接続された基準センサと、センサを位置決めすべくプロセスコントローラに接続された
センサの位置決め装置と、ノズルの各々からの付着層の高さの相違を計算する手段とを更
に備えている。
このように、本発明によれば、三次元的モデルの三次元的印刷方法が提供される。この
方法は、
長手方向軸線に沿って複数のノズルを有するプリンティングヘッドを第一の予め選んだ
位置に位置決めするステップと、
境界材料をプリンティングヘッドから層状に選択的に分配するステップと、
プリンティングヘッドを第二の予め選んだ位置に再位置決めするステップと、
選択的に分配することを繰り返すステップと、を含む。
第二の予め選んだ位置は、第一の予め選んだ位置から長手方向軸線に沿って軸方向に変
位させる。
更に、本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、この方法は、
複数のノズルの各々から分配される境界材料の量を制御すべく複数のインクジェットノ
ズルの各々からの吐出量を選択的に調節するステップを更に含む。
更に、本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、境界材料はフォトポリマー材料で
あり、また、この方法は、紫外線又は赤外線を照射することにより付着した層を硬化させ
るステップを更に含む。
この方法は、ノズルを較正するステップを更に含む。
更に、本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、この較正ステップは、
境界材料を全てのノズルから選択的に分配することにより単一の層を付着するステップ
と、
ノズルの各々からの付着物の高さを基準レベルと比較するステップと、
基準レベルとの差を計算するステップと、
ノズルの各々からの境界材料の分配量を調節するステップと、を含む。
更に、本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、この方法は、後続の層を付着させ
る前に、各々の層の相違を補償するステップを更に含む。
更に、この補償ステップは、
直近に付着した層の高さを基準レベルと比較するステップと、
基準レベルとの差を計算するステップと、
ノズルの各々からの境界材料の分配量を調節するステップと、を含む。
更に、本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、補償するステップは、
境界材料を全てのノズルから選択的に分配することにより基準壁を構成し、該基準壁が
複数の基準層を有し、複数の基準層の各々が相応するモデル層を付着する過程中に付着さ
れるようにするステップを含む。
本発明は、添付図面に関する以下の詳細な説明からより完全に理解されよう。
本発明の１つの好ましい実施の形態による構造及び作用可能とされた３−Ｄ印刷装置の概略図である。 図１の３−Ｄモデルの印刷及び硬化状態を示す概略図的な等角図である。 図１の３−Ｄ印刷装置と共に利用されるプリンティングヘッドの概略図的な平面図である。 図３Ａのプリンティングヘッドにより作成される三次元的物体の一部の平面図である。 図１の三次元的印刷装置と共に利用される、ノズルマトリックスを有するプリンティングヘッドの代替的な実施の形態の詳細図である。 図１の３−Ｄモデルの構成状態を示すフローチャートである。 図１の３−Ｄモデルの構成状態を示すフローチャートである。 三次元的印刷装置の更に好ましい実施の形態の概略図的な等角図である。 図６の三次元的印刷装置により構成される基準壁の層を示す拡大断面図である。 図７Ａの基準壁の層を示す拡大断面図である。 図７Ａの基準壁の層を示す拡大断面図である。 図６の三次元的印刷装置を構成するプリンティングヘッドのノズルマトリックスの較正状態を示すフローチャートである。 図６の三次元的モデルのオンラインの作動制御状態を示すフローチャートである。
本発明の１つの好ましい実施の形態による構造及び作用可能とされた三次元的印刷装置
を全体として参照番号１０で示す図１に関して説明する。
三次元的印刷装置１０は、境界材料１６が噴射されるときに通る複数のインクジェット
ノズル１４を有するプリンティングヘッド１２と、参照番号２０で示した三次元的構成要
素を形成すべく境界材料１６を硬化させる硬化装置１８とを備えている。境界材料１６は
ドイツ、タムのマラブヴェルケ Ｇｍｂｈ ＆ Ｃｏ．（Ｍａｒａｂｕｗｅｒｋｅ Ｇｍ
ｂｈ ＆ Ｃｏ．）が製造するＤＩ ７０９０透明被覆のようなフォトポリマーであるこ
とが好ましい。好ましくは、フォトポリマーは紫外線（ＵＶ）又は赤外線（ＩＲ）硬化性
材料を含むことが好ましい。例えば、反応性アクリレート系の材料は、硬化装置１８から
紫外線を照射することにより紫外線硬化させ又は固化させるのに適している。三次元的構
成要素２０は層状に構成され、層の各々の深さは、複数のインクジェットノズル１４の各
々からの吐出量を選択的に調節することにより、制御可能である。
本出願の明細書において、「インクジェットノズル」という語は、便宜上、当該技術分
野で既知のインクジェットノズルと同様のノズルを含むべく使用するが、インクを噴射す
るノズルにのみ限定されるものではなく、三次元的モデルを構成する境界材料を噴射する
ノズルも含むものであることを理解すべきである。
三次元的印刷装置１０は、ディスペンサ２２と、プロセスコントローラ２４と、コンピ
ュータ支援設計（ＣＡＤ）装置２６とを更に備えている。プロセスコントローラ２４は、
ＣＡＤ装置２６、硬化装置１８及びプリンティングヘッド１２に接続されている。
境界材料１６を含むディスペンサ２２はプリンティングヘッド１２に適宜に接続されて
いる。
好ましくは、三次元構成要素２０は、位置決め装置（図示せず）によりＸ軸及びＹ軸に
選択的に配置可能である支持面２８の上に形成されるようにする。
図２は、モデル２０の印刷及び硬化状態を示す概略図的な等角図である。この実施の形
態において、プリンティングヘッド１２の各側部に一対の硬化装置１８が配置されている
。
層の各々の品質及び均一さは、印刷の質に依存する一方、この印刷の質は複数のインク
ジェットノズル１４の数及びその間隔に依存する。１つの好ましい実施の形態において、
プリンティングヘッド１２は少なくとも１列のノズル１４を備えている。
次に、図３Ａ及び図３Ｂに関して説明する。図３Ａは、１、２等の番号を付した１列の
ノズル１４を有するプリンティングヘッド１２の概略図的な平面図である。図３Ｂは、図
３Ａのプリンティングヘッド１２により作成された三次元的物体の平面図である。
プリンティングヘッド１２が参照番号Ｌ１で示した外形線で示すように整合されたとき
、インクジェットノズル１乃至１８は、境界材料（列１０２）を付着するように作動され
、ノズル１は最左側位置にある。プリンティングヘッド１２の１回の通過の厚さは約１０
μである。図３Ｂに図示するように、ノズル９（例えば詰まる可能性がある）を除く全て
のノズルが材料を付着している。材料を受け取った箇所はその番号で表示されており、材
料を受け取らないノズル９はブランクで示してある。詰まったノズルの効率の低下を解消
するため、プリンティングヘッド１２は、次の通過の間ずらして、ノズル９の位置が別の
ノズルにより占められるようにする。例えば、図３Ａを再度参照すると、プリンティング
ヘッド１２は左方向に２つの間隔だけずらされており（外形線の位置Ｌ２）、ノズル３は
、それ以前にノズル１が位置していた位置の真上に配置される最左側位置にある。この場
合にも、１８個のノズル（３乃至２１の番号で表示）を作動させる。非効率的なノズル９
はインクを付着せず、この時点で、ブランク箇所はそれ以前にインクを付着させた箇所７
（列１０４）の上方にある。
プリンティングヘッド１２を不規則にずらすことにより、インクジェットノズルが通過
する毎にこの過程を繰り返すことができる。例えば、ノズル６が最左側位置（列１０６）
になるようにプリンティングヘッド１２を位置Ｌ３までずらし、次に、ノズル２が最左側
位置（列１０８）となるように位置Ｌ４までずらす。このようにして、その層の品質に影
響を与えずに、１つ又はより多くのノズルの効率の悪さを補償することが可能である。
１つの代替的な好ましい実施の形態において、プリンティングヘッド１２（図４に図示
）は、ｍ個の横列及びｎ個の縦列を有するノズルマトリックスを備えている。これらのノ
ズルは、参照番号Ｍ１Ｎ１（左上方）からマトリックスの右下方までＭｎＮｎで表示して
ある。三次元的印刷に適した一例としてのプリンティングヘッドは３６×１２のノズルマ
トリックスを含む。
第二の位置決め装置３０（図１）に接続されたプリンティングヘッド１２は、プロセス
コントローラ２４からの命令によりＸ軸及びＹ軸に選択的に位置決め可能である。
次に、ノズル１４のマトリックスを有するプリンティングヘッドを使用する三次元的構
成要素２０の構成を示すフローチャートである図５に関して説明する。作成すべきモデル
のファイルはＣＡＤ装置２６にダウンロードされ（ステップ２０２）、オペレータがその
モデルを見て且つ作動方法を制御することを可能にする。
オペレータが選択可能な完成した製品を規定する幾つかの変数がある。最初に、オペレ
ータはジェットヘッドの所望の分解能を選択する（ステップ２０４）。プリンティングヘ
ッドの形態の選択に影響を与えるファクタの１つは、インチ当たりのドット数（ｄｐｉ）
により規定される所望の線の質である。線の質の典型的な工業的標準は、２４０乃至７４
０ｄｐｉである。このファクタは作成されるモデルに依存して加減可能であり、プリンテ
ィングヘッドの能力によってのみ制限される。例えば、１０ｃｍモデルの三次元的印刷の
ための典型的な許容公差は１００μである。
オペレータはまた、連続的なインクドット線同士の間の所望の間隔を選び（ステップ２
０６）且つモデルを構成するときに使用すべき層の数（ｈ）も選ぶ（ステップ２０８）こ
とができる。
次に、単一の層を印刷するために（ｘ−ｙ軸で）プリンティングヘッド１２を変位させ
るステップの数（ｊ）を計算し（ステップ２１０）、モデルを印刷するためのｚ軸におけ
る垂直方向ステップ（ｉ）の数を計算する（ステップ２１２）。
プリンティングヘッド１２は、第一の層及び第一の層を印刷するときに作動させること
を必要とするインクジェットノズル１４の開始位置に配置する（ステップ２１４）。
次に、プリンティングヘッド１２を計算したように変位させ（ステップ２１０）、次に
、変位ステップ（ｊ）の各々に対しステップ２１４を繰り返す（ステップ２１６）。
１つの層を完成した後、プリンティングヘッド１２を次の層に対する開始位置に戻し且
つ第一の層の上方の垂直位置（ｚ軸）内に再度位置決めする（ステップ２１８）。１つの
層の厚さは約１０μであるため、各層の後にプリンティングヘッドをモデルに対して再度
位置決めすることは必須ではないが、このステップはオペレータの判断で遅らせてもよい
。
次に、後続の層に対しステップ２１４、２１６を繰り返す（ステップ２２０）。モデル
が完成する迄、後続の層の各々に対しステップ２１８、２２０を繰り返す（ステップ２２
２）。層が完成する迄、各通過の後、プリンティングヘッドを変位させる（ステップ２１
５）。層の各々に対し、その特定の層を印刷するのに必要なインクジェットノズル１４の
みを作動させる。
プロセスコントローラ２４を使用して第二の位置決め装置３０を位置決めすることによ
り、プリンティングヘッド１２の位置決めが再度行われる。各層を付着した後に硬化を行
うことが好ましい。しかし、これと代替的に、１つ以上の層を付着した後に硬化が生ずる
ように硬化を選択的に遅らせてもよい。
次に、三次元的モデル２０を作成する更に好ましい実施の形態の概略図的な等角図であ
る図６に関して説明する。この実施の形態において、三次元的印刷装置は、プロセスコン
トローラ２４に接続されたモデルセンサ４０と、基準センサ４２とを更に備えている。三
次元的印刷装置のオペレータの命令に従ってセンサ４０、４２を位置決め可能であるセン
サ位置決め装置（図示せず）にセンサ４０、４２が接続される。
この実施の形態において、参照番号４４で示した基準壁は、三次元的モデル２０の構造
に対し平行に且つ該構造に隣接して層毎に構成される。基準壁４４は「Ｙ」軸線に沿って
構成され、「Ｘ」軸線に沿ったその幅はプリンティングヘッド１２の幅である、すなわち
、（単一の軸線に沿った）ノズルのマトリックスを有する幅である。このように、基準壁
４４に各層が複製される。同様に、プリンティングヘッド１２が二次元的マトリックスを
備える場合、基準壁の幅はＸ軸線及びＹ軸線の双方に沿ってノズルのマトリックスを含む
。次に、基準壁４４の単一の層の異なる例を示す拡大断面図である図７Ａ乃至図７Ｃに関
して説明する。図７Ｂには、材料が余分に構成された場合を示し、図７Ｃは、付着された
材料が不十分な場合を示す。
参照番号４６で示した層の正確な寸法は、実線４８で示してある。層４６は、単に一例
としての目的のため、矩形の層として図示されている。層４６の寸法はプリンティングヘ
ッド１２を形成するノズルのマトリックスにより表示される。層４６の隅部は、図４に図
示するようにＭｌＮ１乃至ＭｎＮｎで表示してある。
破線５０は、全体として凸状の外観を呈する印刷したときの層を示す。座標ＭａＮ１−
ＭａＮｎで示した点Ａ（例えば、Ｍ１７、Ｎ１）の断面である切断部分が図７Ｂに図示さ
れている。
１つの層を構成した後、基準センサ４２を層４６の頂部に配置し、ノズルの各位置にお
いて層４６の頂部の高さを測定する。次に、それら測定値を実際のモデルと比較する。例
えば、矩形の層４６の高さはｈである。１つの隅部（Ｍ１７Ｎｎ）にて、層の高さはｈよ
りも高いｈ１である。参照番号５２で示した最高点（例えば、Ｍ１７Ｎ１２）の高さは、
ｈ２である。
座標ＭｎＮ１−ＭｎＮｎで示した層の端縁における線Ｂ−Ｂに沿った断面図が図７Ｃに
図示されている。付着した材料が存在しないことを示す凹所５４（例えば、ノズルＭ＝３
６、Ｎ＝１９）の高さは、ｈではなくてｈ３である。
米国特許第５，２８７，４３５号（上述）のような、既知の従来技術において、後続の
層を堆積する前に機械によって余剰な層の厚さをトリミングする。次の層を印刷する前に
１つの層をトリミングするステップが不要である点が本発明の１つの特徴である。それに
代えて、各ノズルに対し基準センサ４２により記憶されたデータを利用して、余剰な材料
（図７Ｂ）又は不十分な材料（図７Ｃ）の付着を補償するため、プリンティングヘッド１
２の個々のノズルを調節することができる。
プリンティングヘッド１２のノズルを較正し且つオンラインの作動及び正確な制御のた
め基準壁４４を使用することができる。次に、プリンティングヘッド１２のノズルマトリ
ックスの較正状態を示すフローチャートである図８に関しても説明する。ノズルを較正す
るため、ノズルの完全なマトリックスに対する試験層を付着させ（ステップ３０２）及び
各ノズル点における層の高さを、基準センサ４２を利用して測定する（ステップ３０４）
。ノズルの各々に対し、基準点との差を計算する（ステップ３０６）。次に、（ノズルの
各々に必要な補償プラス／マイナスの程度を計算することにより）全ての余剰／不十分な
付着を補償し得るようこれらノズルのディスペンサを調節する（ステップ３０８）。
ノズルを較正した後、三次元的構成要素２０を構成する際、オンラインの作動及び補正
制御のため基準壁４４が使用される（図５に関して上述）。モデルの作成はオペレータが
制御可能である。
次に、三次元的モデルを構成するときのオンラインの作動制御を示すフローチャートで
ある図９に関して説明する。各層を構成した後（ステップ３１８）、モデルセンサ４０を
層の頂部に配置し（ステップ３２０）、各ノズルの位置で層の頂部の高さを測定すること
により層の外形を点検する（ステップ３２２）。ノズルの各々に対し基準点との差を計算
する（ステップ３２４）。
次に、層をトリミングすべきか否かの決定を為す（質問ボックス３２６）。従来技術に
よるモデルの作成の場合と相違して、各層の後でトリミングは不要であるが、オペレータ
の選択によりトリミングしてもよい。トリミングが選ばれるならば、適当なトリミング装
置により余剰な材料は除去される（ステップ３２８）。
何れかのノズルによるインクの分配が不正確であるならば（質問ボックス３３０）、全
ての余剰／不十分な付着を補償し得るようこれらノズルのディスペンサを調節する（ステ
ップ３３２）。
次に、次の層を付着させ、必要に応じて上記のステップ（３１８乃至３３２）を繰り返
す。
本発明は上述した内容に限定されず、その全てが本発明の範囲に属する多数の改変例が
存在することが理解されよう。本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定される。
本発明の第１の態様は、
三次元的モデルの三次元的印刷装置において、
複数のノズルを有するプリンティングヘッドと、
複数のノズルの各々からの境界材料の吐出量を選択的に制御し、これにより、三次元的
モデルを層状態で構成し得るようにプリンティングヘッドに接続された、制御手段と、
付着された層の各々を選択的に硬化させる硬化手段とを備える。
本発明の第２の態様は、
第１の態様による装置において、制御手段が、
プリンティングヘッドに接続されたディスペンサと、
プリンティングヘッドに接続されたプロセスコントローラと、
プロセスコントローラに接続されたコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）装置とを備える。
本発明の第３の態様は、
第１の態様による装置において、複数のノズルが１列のノズルを備える。
本発明の第４の態様は、
第２の態様による装置において、プロセスコントローラからの命令によりプリンティン
グヘッドを選択的に位置決めし得るようプロセスコントローラに接続された位置決め装置
を更に備える。
本発明の第５の態様は、
第１の態様による装置において、境界材料が紫外線又は赤外線の照射により硬化可能な
フォトポリマー材料である。
本発明の第６の態様は、
第１の態様による装置において、
プロセスコントローラに接続された基準センサと、
センサを位置決めし得るようにプロセスコントローラに接続されたセンサの位置決め装
置と、
ノズルの各々からの付着した層の高さの差を計算する手段と、を更に備える。
本発明の第７の態様は、
三次元的モデルの三次元的印刷方法において、
長手方向軸線に沿って複数のノズルを有するプリンティングヘッドを予め選んだ第一の
位置に位置決めするステップと、
プリンティングヘッドから境界材料を層状態に選択的に分配するステップと、
プリンティングヘッドを予め選んだ第二の位置に再位置決めするステップと、
選択的な分配ステップを繰り返すステップと、
予め選んだ第二の位置が予め選んだ第一の位置から長手方向軸線に沿って軸方向に変位
されるようにすることと、を備える。
本発明の第８の態様は、
第７の態様による方法において、
複数のノズルの各々から分配された境界材料の量を制御し得るよう複数のインクジェッ
トノズルの各々からの吐出量を選択的に調節するステップを更に備える。
本発明の第９の態様は、
第７の態様による方法において、境界材料がフォトポリマー材料であり、付着した層を
紫外線又は赤外線の照射により硬化させるステップを更に備える。
本発明の第１０の態様は、
第７の態様による方法において、
複数のノズルを較正するステップを更に備える。
本発明の第１１の態様は、
第１０の態様による方法において、較正するステップが、
複数のノズルの全てから境界材料を選択的に分配することにより単一の層を付着するス
テップと、
複数のノズルの各々からの付着分の高さを基準レベルと比較するステップと、
基準レベルとの差を計算するステップと、
複数のノズルの各々からの境界材料の分配量を調節するステップと、を備える。
本発明の第１２の態様は、
第７の態様による方法において、後続の層を付着する前に層の各々における差を補償す
るステップを更に備える。
本発明の第１３の態様は、
第１２の態様による方法において、補償ステップが、
直近に付着した層の高さを基準レベルと比較するステップと、
基準レベルとの差を計算するステップと、
複数のノズルの各々からの境界材料の分配を調節するステップと、を備える。
本発明の第１４の態様は、
第１３の態様による方法において、比較するステップが、
複数のノズルの全てから境界材料を選択的に分配することにより基準壁を構成し、該基
準壁が複数の基準層を備え、該複数の基準層の各々が相応するモデル層を付着する過程の
間に付着されるようにするステップを含む。

Claims (13)

  1. 三次元的モデルの三次元的印刷装置において、
    少なくとも１つの列に配列された境界材料を層状に選択的に分配する複数のインクジェ
    ットノズルを有するプリンティングヘッドであって、前記層の上で垂直軸すなわちＺ軸に
    位置決めされている前記プリンティングヘッドと、
    前記プリンティングヘッドに接続されていて前記複数のノズルの各々からの境界材料の
    吐出量を選択的に制御する、制御手段と、
    前記プリンティングヘッドに接続されているディスペンサと、
    前記三次元的モデルがその上に形成される支持面と、
    付着された前記層の各々を選択的に硬化させる硬化手段と、を備えた装置。
  2. 前記プリンティングヘッドが１列のインクジェットノズルを備えている、ことを特徴とす
    る請求項１に記載の装置。
  3. 前記インクジェットノズルが前記境界材料を選択的に分配するように作動せしめられる、
    ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
  4. 前記制御手段が、
    前記プリンティングヘッドに接続されているプロセスコントローラと、
    該プロセスコントローラに接続されているコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）装置と、を
    備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  5. 前記プロセスコントローラからの命令により前記プリンティングヘッドをＸ及びＹ軸にお
    いて選択的に位置決めし得るように前記プロセスコントローラに接続された位置決め装置
    を更に備える、ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
  6. 前記インクジェットノズルが通過毎に前記境界材料を選択的に分配するように作動せしめ
    られる、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
  7. 前記プリンティングヘッドが、前記三次元的モデルの層を印刷するために、ステップ毎に
    長手軸に沿って変位せしめられる、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
  8. 前記支持面を選択的に位置決めするための位置決め装置を更に備えている、ことを特徴と
    する請求項１に記載の装置。
  9. 前記硬化手段が硬化ユニットを備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
  10. 前記硬化手段が、前記プリンティングヘッドの両側に配置されている一対の硬化ユニット
    を備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
  11. 余分な材料をトリミングするためのトリミング装置を更に備えている、ことを特徴とする
    請求項１に記載の装置。
  12. 前記境界材料が、紫外線又は赤外線を照射することによって硬化可能なフォトポリマー材
    料である、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
  13. 請求項１〜１２のうちのいずれか一項に記載の装置によって層状に形成された三次元物品
    。
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