JP2017530874A - 3dプリントシステム - Google Patents

3dプリントシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2017530874A
JP2017530874A JP2017510572A JP2017510572A JP2017530874A JP 2017530874 A JP2017530874 A JP 2017530874A JP 2017510572 A JP2017510572 A JP 2017510572A JP 2017510572 A JP2017510572 A JP 2017510572A JP 2017530874 A JP2017530874 A JP 2017530874A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
printing system
robot
positioning platform
motion device
print head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017510572A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6379285B2 (ja
Inventor
デン,インコン
シン,リミン
チャン,ダンダン
フランシスコ−イ ルー,ロベルト
フランシスコ−イ ルー,ロベルト
フー,ルーハイ
リウ,ユン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TE Connectivity Corp
Original Assignee
TE Connectivity Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TE Connectivity Corp filed Critical TE Connectivity Corp
Publication of JP2017530874A publication Critical patent/JP2017530874A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6379285B2 publication Critical patent/JP6379285B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227Driving means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C31/00Handling, e.g. feeding of the material to be shaped, storage of plastics material before moulding; Automation, i.e. automated handling lines in plastics processing plants, e.g. using manipulators or robots
    • B29C31/004Arrangements for converting the motion of a material which is continuously fed to a working station in a stepwise motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205Means for applying layers
    • B29C64/209Heads; Nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227Driving means
    • B29C64/232Driving means for motion along the axis orthogonal to the plane of a layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227Driving means
    • B29C64/236Driving means for motion in a direction within the plane of a layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227Driving means
    • B29C64/241Driving means for rotary motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/245Platforms or substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

3Dプリントシステムは、製作物をプリントするプリントヘッド(200)と、プリントされる製作物を支持および位置決めする位置決めプラットホーム(300)とを含む。3Dプリントシステムは、位置決めプラットホーム(300)が、互いに直交する第1の方向(X)、第2の方向(Y)、および第3の方向(Z)にプリントヘッド(200)に対して移動し、第1の方向(X)、第2の方向(Y)、および第3の方向(Z)のうちの少なくとも2つの方向の周りでプリントヘッド(200)に対して回転するように構築される。3Dプリントシステムでは、位置決めプラットホーム(300)に対するプリントヘッド(200)の空間位置と、位置決めプラットホーム(300)に対するピント(pint)ヘッド(200)の角度との両方を調整することができる。それによって、プリントヘッド(200)は、複雑な3次元の湾曲表面または3次元の曲線をプリントするために、位置決めプラットホーム(300)に対して3次元の湾曲表面または3次元の曲線上を移動することができる。【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
本出願は、開示全体が参照により本明細書に組み込まれている、中国国家知識産権局に2014年8月26日に出願された中国特許出願第201410424240.4号の利益を主張するものである。
本開示の実施形態は、3Dプリントシステムに関する。
従来技術では、3D(3次元)プリントシステムは概して、ロボットと、ロボットのエンドエフェクタ上に取り付けられたプリントヘッドとを含む。手順によって所定の経路に基づいてロボットがプリントヘッドを移動させるにつれて、プリントヘッドから位置決めプラットホーム上へ材料を噴霧し、所望の形状を有する製作物を位置決めプラットホーム上に形成する。
3Dプリント方法は、従来の機械加工方法とは異なる。機械加工方法で材料を除去するのとは異なり、3Dプリント方法では、材料を追加することによって、所望の形状を有する製作物が実現される。
従来技術では、プリントヘッドを操作するロボットは、互いに直交するX方向、Y方向、およびZ方向のみに移動することができ、材料から作られた製作物を支持する位置決めプラットホームは静止している。加えて、プリントされる製作物は、Z方向に複数の2次元の水平層に分割され、次いでロボットは、プリントヘッドを操作して、X、Yによって画定される水平面内で移動させ、上述の複数の2次元の水平層を連続してプリントし、したがって複数の2次元の水平層をZ方向に連続して重ねることによって、製作物全体を実現することができる。
そのような既存の3Dプリントシステムは、互いに直交するX方向、Y方向、およびZ方向のみに移動するため、位置決めプラットホームに対してプリントヘッドの空間位置しか調整することができず、位置決めプラットホームに対するプリントヘッドの角度を調整することはできない。したがって、そのような既存の3Dプリントシステムでは、プリントヘッドは、3次元の湾曲表面または3次元の曲線ではなく、2次元の平面または2次元の曲線上しか移動することができず、したがってその用途が制限される。
本開示の目的は、従来技術における上記の問題および障害の少なくとも1つの態様を解決することである。
本開示の1つの目的は、3次元の湾曲表面または3次元の曲線上でプリントヘッドを移動させることができる3Dプリントシステムを提供することである。
本開示の一態様によれば、製作物をプリントするように構築されたプリントヘッドと、プリントされる製作物を支持および位置決めするように構築された位置決めプラットホームとを備える3Dプリントシステムが提供される。3Dプリントシステムは、位置決めプラットホームが、互いに直交する第1の方向、第2の方向、および第3の方向にプリントヘッドに対して移動し、第1の方向、第2の方向、および第3の方向のうちの少なくとも2つの方向の周りでプリントヘッドに対して回転するように構築される。
本発明の例示的な実施形態によれば、3Dプリントシステムは、位置決めプラットホームを操作して、少なくとも1つの方向の周りで回転させるように構築された第1の運動デバイスを備える。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、プリントヘッドは、固定型であり、第1の運動デバイスは、位置決めプラットホームを駆動して、互いに直交する第1の方向、第2の方向、および第3の方向に移動させ、第1の方向、第2の方向、および第3の方向のうちの少なくとも2つの方向の周りで回転させるように構築される。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、第1の運動デバイスは、少なくとも5自由度を有する第1のロボットを構成する。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、第1の運動デバイスは、位置決めプラットホームを駆動して、第1の方向、第2の方向、および第3の方向の周りで回転させるように構築される。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、第1のロボットは、平面関節型ロボット、6軸ロボット、直角座標ロボット、シリアルロボット、パラレルロボット、またはシリアルパラレルロボットを構成する。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、3Dプリントシステムは、プリントヘッドを操作して、少なくとも1つの方向に移動させ、かつ/または少なくとも1つの方向の周りで回転させるように構築された第2の運動デバイスをさらに備える。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、第2の運動デバイスは、少なくとも3自由度を有する第2のロボットを構成する。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、第2のロボットは、プリントヘッドを駆動して、互いに直交する第1の方向、第2の方向、および第3の方向に移動させるように構築される。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、第2のロボットは、平面関節型ロボット、6軸ロボット、直角座標ロボット、シリアルロボット、パラレルロボット、またはシリアルパラレルロボットを構成する。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、第1の運動デバイスは、球状の運動デバイスを構成する。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、位置決めプラットホームは、球状の運動デバイス上に取り付けられ、位置決めプラットホームは、第1の方向と第1の方向に直交する第2の方向との周りで回転するように駆動される。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、球状の運動デバイスは、第1の方向の周りで回転する出力シャフトを有する第1の回転ドライバと、第1の方向に直交する第2の方向の周りで回転する出力シャフトを有する第2の回転ドライバと、一方の端部が第1の回転ドライバの出力シャフトに接続された第1の4半円弧状連結部と、一方の端部が位置決めプラットホームに旋回式に接続され、他方の端部が第1の4半円弧状連結部の他方の端部に旋回式に接続された第2の4半円弧状連結部と、一方の端部が第2の回転ドライバの出力シャフトに接続され、他方の端部が位置決めプラットホームに旋回式に接続された第3の4半円弧状連結部とを備える。第1の4半円弧状連結部および第2の4半円弧状連結部の接合部における旋回軸の線、第2の4半円弧状連結部および位置決めプラットホームの接合部における旋回軸の線、第3の4半円弧状連結部および位置決めプラットホームの接合部における旋回軸の線、第1の回転ドライバの出力シャフトの軸の線、ならびに第2の回転ドライバの出力シャフトの軸の線を延ばすと、同じ点で交差する。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、この同じ点は、位置決めプラットホームの幾何学中心に位置する。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、第1の回転ドライバおよび第2の回転ドライバは、それぞれ第1の垂直取付け板および第2の垂直取付け板上に取り付けられ、第1の垂直取付け板および第2の垂直取付け板は、基部上に取り付けられる。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、第1の運動デバイスは、少なくとも2自由度を有する第1のロボットである。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、製作物を形成するためにプリントヘッドから噴霧される材料は、第2のロボットのエンドエフェクタ上に取り付けられた材料供給ユニットによって提供される。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、製作物を形成するためにプリントヘッドから噴霧される材料は、第2のロボットから離れた遠隔材料供給ユニットによって提供される。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、製作物全体が、3Dプリントシステムのみによって形成される。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、ブランクが、3Dプリントを用いないで、製作物の一部分として事前に形成され、製作物の他の部分が、3Dプリントシステムによってブランク上に形成される。
本発明の別の例示的な実施形態によれば、第1の運動デバイスおよび第2の運動デバイスは、基部上に取り付けられる。
本発明の様々な実施形態による3Dプリントシステムでは、位置決めプラットホームは、互いに直交する第1の方向、第2の方向、および第3の方向にプリントヘッドに対して移動し、第1の方向、第2の方向、および第3の方向のうちの少なくとも2つの方向の周りでプリントヘッドに対して回転するように駆動される。したがって、プリントヘッドは、複雑な3次元の湾曲表面または3次元の曲線をプリントするために、位置決めプラットホームに対して3次元の湾曲表面または3次元の曲線上を移動するように駆動される。
本開示の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明によって明らかになり、添付の図面を参照することによって、その理解が容易になるであろう。
本発明について、添付の図面を参照して詳細にさらに説明する。
本発明の例示的な実施形態による3Dプリントシステムを示す概略斜視図である。
以下、本開示の例示的な実施形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。同じ参照番号は同様の要素を指す。しかし、本開示は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全になるように提供され、本開示の概念を当業者に完全に伝える。
以下の詳細な説明では、説明の目的で、開示する実施形態の徹底的な理解を提供するために、多数の特有の詳細について述べる。しかし、これらの特有の詳細がなくても1つまたは複数の実施形態を実行することができることが明らかであろう。他の例では、図面を簡略化するために、よく知られている構造およびデバイスを概略的に示す。
本開示の一般概念によれば、製作物をプリントするように構築されたプリントヘッドと、プリントされる製作物を支持および位置決めするように構築された位置決めプラットホームとを備える3Dプリントシステムが提供される。3Dプリントシステムは、位置決めプラットホームが、互いに直交する第1の方向、第2の方向、および第3の方向にプリントヘッドに対して移動し、第1の方向、第2の方向、および第3の方向のうちの少なくとも2つの方向の周りでプリントヘッドに対して回転するように構築される。
第1の実施形態
図1は、本発明の例示的な実施形態による3Dプリントシステムを示す概略斜視図である。
図1に示すように、本発明の例示的な実施形態では、3Dプリントシステムは主に、ロボット100、プリントヘッド200、位置決めプラットホーム300、および第1の運動デバイスを備える。
図1に示すように、図示の実施形態では、ロボット(第2の運動デバイスまたは第2のロボットとも呼ぶ)100および第1の運動デバイス(以下に詳細に説明するように、第1のロボットとも呼ぶ)は、基部10上に取り付けられる。プリントヘッド200は、ロボット100のエンドエフェクタ上に取り付けられる。位置決めプラットホーム300は、第1の運動デバイス上に取り付けられる。
本発明の例示的な実施形態では、ロボット100は、少なくとも3自由度を有し、プリントヘッド200によって位置決めプラットホーム300上に所望の製作物をプリントするために、互いに直交する第1の方向X、第2の方向Y、および第3の方向Zにプリントヘッド200を移動させるように構築される。
図1に示すように、図示の実施形態では、第1の方向Xおよび第2の方向Yは、水平面を画定し、第3の方向Zは、水平面に直交する垂直方向を指す。
本発明の例示的な実施形態では、第1の運動デバイスは、少なくとも1自由度を有することができ、位置決めプラットホーム300を駆動して、少なくとも1つの方向の周りで回転させるように構築することができ、したがって位置決めプラットホーム300に対するプリントヘッド200の角度を調整することができる。したがって、第1の運動デバイスおよびロボット100の協働に支援されて、プリントヘッド200は、位置決めプラットホーム300および/または位置決めプラットホーム上に提供された材料に対して、3D湾曲表面または3D曲線上を移動することができる。
本発明の例示的な実施形態では、ロボット100は、少なくとも3自由度のロボットなど、多自由度のロボットとすることができる。ロボット100は、たとえば、平面関節型ロボット、6軸ロボット、直角座標ロボット、シリアルロボット、パラレルロボット、またはシリアルパラレルロボットとすることができる。
図1に示すように、本発明の例示的な実施形態では、第1の運動デバイスは、球状の運動デバイスであり、位置決めプラットホーム300は、球状の運動デバイス上に取り付けられる。
図1に示すように、図示の実施形態では、位置決めプラットホーム300は、第1の方向Xと第1の方向Xに直交する第2の方向Yとの周りで回転するように構築される。
図1をさらに参照すると、本発明の例示的な実施形態では、球状の運動デバイスは主に、第1の方向Xの周りで回転する出力シャフトを有する第1の回転ドライバ510と、第1の方向Xに直交する第2の方向Yの周りで回転する出力シャフトを有する第2の回転ドライバ520と、一方の端部が第1の回転ドライバ510の出力シャフトに接続された第1の4半円弧状連結部501と、一方の端部が位置決めプラットホーム300に旋回式に接続され、他方の端部が第1の4半円弧状連結部501の他方の端部に旋回式に接続された第2の4半円弧状連結部502と、一方の端部が第2の回転ドライバ520の出力シャフトに接続され、他方の端部が位置決めプラットホーム300に旋回式に接続された第3の4半円弧状連結部503とを備える。
図1に示すように、本発明の例示的な実施形態では、第1の4半円弧状連結部501および第2の4半円弧状連結部502の接合部における旋回軸の線、第2の4半円弧状連結部502および位置決めプラットホーム300の接合部における旋回軸の線、第3の4半円弧状連結部503および位置決めプラットホーム300の接合部における旋回軸の線、第1の回転ドライバ510の出力シャフトの軸の線、ならびに第2の回転ドライバ520の出力シャフトの軸の線を延ばすと、同じ点で交差する。さらに、この同じ点は、位置決めプラットホーム300の幾何学中心に位置する。
図1に示すように、図示の実施形態では、第1の回転ドライバ510および第2の回転ドライバ520は、それぞれ第1の垂直取付け板11および第2の垂直取付け板12上に取り付けられ、第1の垂直取付け板11および第2の垂直取付け板12は、基部10上に取り付けられる。
図1に示すように、本発明の例示的な実施形態では、第1の回転ドライバ510および第2の回転ドライバ520は、それぞれモータを備えることができる。
本明細書に記載する第1の運動デバイスは、図示の球状の運動デバイスに限定されるものではなく、少なくとも2自由度を有する多自由度のロボットを備えることができることが理解されよう。
本発明の例示的な実施形態では、製作物を形成するためにプリントヘッド200から噴霧される材料400は、ロボット100のエンドエフェクタが、材料供給ユニットおよびその中に収容された材料を運ぶことができる限り、ロボット100のエンドエフェクタ上に取り付けられた材料供給ユニットによって提供することができる。
本発明の別の例示的な実施形態では、製作物を形成するためにプリントヘッド200から噴霧される材料400は、ロボット100から離れた遠隔材料供給ユニットによって提供することができる。
本発明の例示的な実施形態では、上記の3Dプリントシステムによってプリントのみを用いて、製作物全体を形成することができる。
本発明の別の例示的な実施形態では、3Dプリントを用いないで、たとえば鋳造を用いて、ブランクを製作物の一部分として事前に形成することができ、次いで製作物の他の部分が、3Dプリントシステムによってブランク上に形成される。
図1に示す実施形態では、プリントヘッド200および位置決めプラットホーム300は可動であり、ロボット100および球状の運動デバイスによって駆動される。したがって、ロボット100および球状の運動デバイスの協働に支援されて、プリントヘッドは、位置決めプラットホームの表面に対して3D湾曲表面または3D曲線上を移動することができる。
第2の実施形態
本発明の第2の実施形態では、図示しないが、プリントヘッドは固定型である。位置決めプラットホームを操作する第1の運動デバイスは、位置決めプラットホームを駆動して、互いに直交する第1の方向X、第2の方向Y、および第3の方向Zに移動させ、第1の方向X、第2の方向Y、および第3の方向Zのうちの少なくとも2つの方向の周りで回転させるように構築される。すなわち、第2の実施形態では、第1の運動デバイスは、少なくとも5自由度を有するロボットを構成することができる。
本発明の例示的な実施形態では、プリントヘッドは固定型であり、位置決めプラットホームを操作する第1の運動デバイスは、位置決めプラットホームを駆動して、互いに直交する第1の方向X、第2の方向Y、および第3の方向Zに移動させ、第1の方向X、第2の方向Y、および第3の方向Zの周りで回転させるように構築される。すなわち、第1の運動デバイスは、6自由度を有するロボットを構成することができる。
本発明の例示的な実施形態では、第1の運動デバイスは、たとえば、平面関節型ロボット、6軸ロボット、直角座標ロボット、シリアルロボット、パラレルロボット、またはシリアルパラレルロボットを構成することができる。
上記の実施形態は、限定ではなく例示を目的とすることを、当業者には理解されたい。たとえば、当業者であれば、上記の実施形態に多くの修正を加えることができ、異なる実施形態に記載する様々な特徴を、構成または原理に関して矛盾することなく互いに自由に組み合わせることができる。
いくつかの例示的な実施形態について図示および説明したが、本開示の原理および精神から逸脱することなく、これらの実施形態に様々な変更または修正を加えることができ、本開示の範囲は、特許請求の範囲およびその均等物に定義されることが、当業者には理解されよう。
本明細書では、「a」または「an」という単語に続く単数形で示した要素は、その除外が明示されない限り、前記要素またはステップの複数形を除外しないと理解されたい。さらに、本発明の「一実施形態」に対する言及は、同じく記載の特徴を組み込む追加の実施形態の存在を除外すると解釈されることを意図するものではない。さらに、逆の内容が明示されない限り、特定の特性を有する1つの要素または複数の要素を「備える」または「有する」実施形態は、その特性を有していない追加のそのような要素を含むこともできる。

Claims (21)

  1. 製作物をプリントするように構築されたプリントヘッド(200)と、
    プリントされる前記製作物を支持および位置決めするように構築された位置決めプラットホーム(300)とを備える3Dプリントシステムであって、
    前記位置決めプラットホーム(300)は、互いに直交する第1の方向(X)、第2の方向(Y)、および第3の方向(Z)に前記プリントヘッド(200)に対して移動し、前記第1の方向(X)、前記第2の方向(Y)、および前記第3の方向(Z)のうちの少なくとも2つの方向の周りで前記プリントヘッド(200)に対して回転するように構築された、
    3Dプリントシステム。
  2. 前記3Dプリントシステムは、前記位置決めプラットホーム(300)を操作して、少なくとも1つの方向の周りで回転させるように構築された第1の運動デバイスを備える、
    請求項1に記載の3Dプリントシステム。
  3. 前記プリントヘッドは、固定型として構築され、
    前記第1の運動デバイスは、前記位置決めプラットホーム(300)を駆動して、互いに直交する前記第1の方向、前記第2の方向、および前記第3の方向に移動させ、前記第1の方向、前記第2の方向、および前記第3の方向のうちの少なくとも2つの方向の周りで回転させるように構築される、
    請求項2に記載の3Dプリントシステム。
  4. 前記第1の運動デバイスは、少なくとも5自由度を有する第1のロボットを構成する、
    請求項3に記載の3Dプリントシステム。
  5. 前記第1の運動デバイスは、前記位置決めプラットホームを駆動して、前記第1の方向、前記第2の方向、および前記第3の方向の周りで回転させるように構築される、
    請求項4に記載の3Dプリントシステム。
  6. 前記第1のロボットは、平面関節型ロボット、6軸ロボット、直角座標ロボット、シリアルロボット、パラレルロボット、またはシリアルパラレルロボットを構成する、
    請求項4に記載の3Dプリントシステム。
  7. 前記プリントヘッド(200)を操作して、少なくとも1つの方向に移動させ、かつ/または少なくとも1つの方向の周りで回転させるように構築された第2の運動デバイスをさらに備える、
    請求項2に記載の3Dプリントシステム。
  8. 前記第2の運動デバイスは、少なくとも3自由度を有する第2のロボット(100)を構成する、
    請求項7に記載の3Dプリントシステム。
  9. 前記第2のロボット(100)は、前記プリントヘッド(200)を駆動して、互いに直交する前記第1の方向(X)、前記第2の方向(Y)、および前記第3の方向(Z)に移動させるように構築される、
    請求項8に記載の3Dプリントシステム。
  10. 前記第2のロボット(100)は、平面関節型ロボット、6軸ロボット、直角座標ロボット、シリアルロボット、パラレルロボット、またはシリアルパラレルロボットを構成する、
    請求項8に記載の3Dプリントシステム。
  11. 前記第1の運動デバイスは、球状の運動デバイスを構成する、
    請求項7に記載の3Dプリントシステム。
  12. 前記位置決めプラットホーム(300)は、前記球状の運動デバイス上に取り付けられ、
    前記位置決めプラットホーム(300)は、前記第1の方向(X)と前記第1の方向(X)に直交する前記第2の方向(Y)との周りで回転するように駆動される、
    請求項11に記載の3Dプリントシステム。
  13. 前記球状の運動デバイスは、
    前記第1の方向(X)の周りで回転する出力シャフトを有する第1の回転ドライバ(510)と、
    前記第1の方向(X)に直交する前記第2の方向(Y)の周りで回転する出力シャフトを有する第2の回転ドライバ(520)と、
    一方の端部が前記第1の回転ドライバ(510)の前記出力シャフトに接続された第1の4半円弧状連結部(501)と、
    一方の端部が前記位置決めプラットホーム(300)に旋回式に接続され、他方の端部が前記第1の4半円弧状連結部(501)の他方の端部に旋回式に接続された第2の4半円弧状連結部(502)と、
    一方の端部が前記第2の回転ドライバ(520)の前記出力シャフトに接続され、他方の端部が前記位置決めプラットホーム(300)に旋回式に接続された第3の4半円弧状連結部(503)とを備え、
    前記第1の4半円弧状連結部および前記第2の4半円弧状連結部の接合部における旋回軸の線、前記第2の4半円弧状連結部および前記位置決めプラットホームの接合部における旋回軸の線、前記第3の4半円弧状連結部および前記位置決めプラットホームの接合部における旋回軸の線、前記第1の回転ドライバの前記出力シャフトの軸の線、ならびに前記第2の回転ドライバの前記出力シャフトの軸の線を延ばすと、同じ点で交差する、
    請求項12に記載の3Dプリントシステム。
  14. 前記同じ点は、前記位置決めプラットホーム(300)の幾何学中心に位置する、
    請求項13に記載の3Dプリントシステム。
  15. 前記第1の回転ドライバ(510)および前記第2の回転ドライバ(520)は、それぞれ第1の垂直取付け板(11)および第2の垂直取付け板(12)上に取り付けられ、前記第1の垂直取付け板(11)および前記第2の垂直取付け板(12)は、基部(10)上に提供される、
    請求項14に記載の3Dプリントシステム。
  16. 前記第1の運動デバイスは、少なくとも2自由度を有する第1のロボットを構成する、
    請求項7に記載の3Dプリントシステム。
  17. 前記製作物を形成するために前記プリントヘッド(200)から噴霧される材料(400)は、前記第2のロボット(100)のエンドエフェクタ上に取り付けられた材料供給ユニットによって提供される、
    請求項8に記載の3Dプリントシステム。
  18. 前記製作物を形成するために前記プリントヘッド(200)から噴霧される材料(400)は、前記第2のロボット(100)から離れた遠隔材料供給ユニットによって提供される、
    請求項8に記載の3Dプリントシステム。
  19. 前記製作物全体が、前記3Dプリントシステムのみによって形成される、
    請求項1に記載の3Dプリントシステム。
  20. ブランクが、3Dプリントを用いないで、前記製作物の一部分として事前に形成され、前記製作物の他の部分が、前記3Dプリントシステムによって前記ブランク上に形成される、
    請求項1に記載の3Dプリントシステム。
  21. 前記第1の運動デバイスおよび前記第2の運動デバイスは、基部(10)上に取り付けられる、
    請求項7に記載の3Dプリントシステム。
JP2017510572A 2014-08-26 2015-07-29 3dプリントシステム Expired - Fee Related JP6379285B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410424240.4A CN105398053B (zh) 2014-08-26 2014-08-26 3d打印系统
CN201410424240.4 2014-08-26
PCT/IB2015/055707 WO2016030782A1 (en) 2014-08-26 2015-07-29 3d printing system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017530874A true JP2017530874A (ja) 2017-10-19
JP6379285B2 JP6379285B2 (ja) 2018-08-22

Family

ID=54199272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017510572A Expired - Fee Related JP6379285B2 (ja) 2014-08-26 2015-07-29 3dプリントシステム

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10603838B2 (ja)
EP (1) EP3186067B1 (ja)
JP (1) JP6379285B2 (ja)
KR (1) KR101897583B1 (ja)
CN (1) CN105398053B (ja)
BR (1) BR112017003446B1 (ja)
SG (1) SG11201701482RA (ja)
WO (1) WO2016030782A1 (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10442175B2 (en) * 2015-04-28 2019-10-15 Warsaw Orthopedic, Inc. 3D printing devices and methods
WO2016178977A1 (en) * 2015-05-01 2016-11-10 Jay Lee System and method for additive manufacturing using spherical coordinates
CN109843551B (zh) 2016-08-22 2022-01-04 斯特塔思有限公司 使用局部热循环打印3d部件的方法
US11426935B2 (en) 2016-09-22 2022-08-30 University Of South Alabama Method and apparatus for 3D printing
JP6882878B2 (ja) * 2016-10-28 2021-06-02 Ntn株式会社 三次元造形装置
CN106564185B (zh) * 2016-11-17 2019-04-09 天津大学 一种便携式潮流能水轮机叶片专用3d打印机
CN107053670B (zh) * 2017-03-29 2019-06-14 陕西恒通智能机器有限公司 一种具有防止球形工件产生形变的3d打印机
CN106985390B (zh) * 2017-04-20 2019-01-01 南京师范大学 一种基于三维打印机打印电机绕组的装置及其方法
GB201706804D0 (en) * 2017-04-28 2017-06-14 Rolls Royce Plc ALM base plate, system and method
US10507548B2 (en) 2017-09-29 2019-12-17 The Boeing Company Method for additive manufacturing nacelle inlet lipskins
CN109909500A (zh) * 2017-12-13 2019-06-21 南京机器人研究院有限公司 一种3d打印机械零件的方法
US10882252B2 (en) * 2017-12-15 2021-01-05 International Business Machines Corporation Variable force deposition for printing applications
CN108162382A (zh) * 2018-02-27 2018-06-15 厦门光服科技有限公司 一种3d打印机
EP3575090A1 (en) * 2018-05-29 2019-12-04 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for removing excess material and method of operating the same
US11192298B2 (en) 2018-08-17 2021-12-07 Stratasys, Inc. Laser preheating in three-dimensional printing
US11759848B2 (en) * 2019-01-22 2023-09-19 Lift Technology Method for inorganic binder castings
RU2717274C1 (ru) * 2019-03-11 2020-03-19 Общество с ограниченной ответственностью "СТЕРЕОТЕК" Способ изготовления изделий с помощью аддитивных технологий и устройство для его осуществления
GB2584923B (en) * 2019-10-31 2021-08-25 Countryside Services Ltd Ear tag and method of manufacture
RU197646U1 (ru) * 2020-01-29 2020-05-19 Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (АО "ЦНИИмаш") Высокопроизводительный 3d-принтер
CN112140529A (zh) * 2020-08-17 2020-12-29 东华大学 一种回转类曲面结构复合材料增材制造装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11300838A (ja) * 1998-04-16 1999-11-02 Jsr Corp 立体形状物、樹脂製型および立体形状物の製造方法
JP2002018967A (ja) * 2000-07-11 2002-01-22 Canon Inc 目的物生成装置
US20120251688A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 Stratasys, Inc. Additive manufacturing system and method for printing customized chocolate confections
JP2014516841A (ja) * 2011-06-16 2014-07-17 アールブルク ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲー 3次元対象物の作製装置および作製方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5764521A (en) * 1995-11-13 1998-06-09 Stratasys Inc. Method and apparatus for solid prototyping
US6460958B2 (en) * 2000-02-29 2002-10-08 Minolta Co., Ltd. Three-dimensional object printing apparatus and method
US7168935B1 (en) * 2002-08-02 2007-01-30 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Solid freeform fabrication apparatus and methods
JP4916008B2 (ja) * 2007-03-09 2012-04-11 株式会社ミマキエンジニアリング 三次元プリンタ
US20130015596A1 (en) * 2011-06-23 2013-01-17 Irobot Corporation Robotic fabricator
US20140232035A1 (en) * 2013-02-19 2014-08-21 Hemant Bheda Reinforced fused-deposition modeling
CN203438551U (zh) * 2013-06-27 2014-02-19 天津信仁科技发展有限公司 一种大范围三维打印装置
JP2015077754A (ja) * 2013-10-18 2015-04-23 ローランドディー.ジー.株式会社 三次元造形装置
WO2015127555A1 (en) * 2014-02-26 2015-09-03 Freespace Composites Inc. Manufacturing system using topology optimization design software, three-dimensional printing mechanisms and structural composite materials
AU2015234243A1 (en) * 2014-03-21 2016-11-03 Laing O'rourke Australia Pty Limited Method and apparatus for fabricating an object
US20150307385A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for additive manufacturing of glass

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11300838A (ja) * 1998-04-16 1999-11-02 Jsr Corp 立体形状物、樹脂製型および立体形状物の製造方法
JP2002018967A (ja) * 2000-07-11 2002-01-22 Canon Inc 目的物生成装置
US20120251688A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 Stratasys, Inc. Additive manufacturing system and method for printing customized chocolate confections
JP2014516841A (ja) * 2011-06-16 2014-07-17 アールブルク ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲー 3次元対象物の作製装置および作製方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105398053B (zh) 2017-12-29
SG11201701482RA (en) 2017-03-30
CN105398053A (zh) 2016-03-16
EP3186067B1 (en) 2021-04-14
BR112017003446B1 (pt) 2023-01-24
JP6379285B2 (ja) 2018-08-22
WO2016030782A1 (en) 2016-03-03
US10603838B2 (en) 2020-03-31
KR20170044728A (ko) 2017-04-25
US20170165915A1 (en) 2017-06-15
BR112017003446A2 (pt) 2017-11-28
EP3186067A1 (en) 2017-07-05
KR101897583B1 (ko) 2018-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6379285B2 (ja) 3dプリントシステム
JP6445147B2 (ja) 3d印刷システムによって製品を印刷する方法、及び3d印刷システム
JP6882878B2 (ja) 三次元造形装置
JP6067805B1 (ja) リンク作動装置を用いた複合作業装置
US10836042B2 (en) Robot system
JP2011520633A5 (ja)
CN104363850A (zh) 用于使用零空间避免操纵器臂之间碰撞的系统和方法
JP6468804B2 (ja) ロボットアーム機構
US9625581B2 (en) Three-dimensional (3D) emitting apparatus
JP2009539573A5 (ja)
JP2011101918A (ja) ロボット及びロボットシステム
JP2016514493A5 (ja)
JP2016516487A5 (ja)
WO1999033617A1 (fr) Structure de bras pour robots de travail a morphologie de type humain
KR20150104057A (ko) 협력적 로봇 제어
CN106413995B (zh) 紧凑型机器人设备
JP2017170571A5 (ja)
JP6472854B1 (ja) 作業装置
JP2008279524A (ja) 複数ロボットの衝突検知方法及びロボット装置
US9789701B1 (en) System and method for printing on a three-dimensional (3D) curved object
WO2018170991A1 (zh) 一种多自由度vr座椅驱动装置及vr座椅
JP7340196B2 (ja) リンク作動装置
JP2019525787A5 (ja)
JP2012240180A (ja) 双腕ロボット
JP3180055U (ja) パラレルリンクロボット

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180327

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180626

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180710

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180730

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6379285

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees