JP2019535564A - 層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置 - Google Patents

層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置 Download PDF

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Abstract

各種の実施形態によれば、少なくとも一の印刷材料(104)を用いて、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置(100)は、少なくとも一の印刷紐材(104s)に印刷材料(104)を出力する少なくとも一の印刷ヘッド(102)と、該少なくとも一の印刷ヘッド(102)により出力された前記少なくとも一の印刷紐材(104s)を受け入れる印刷プラテン(106)と、該印刷プラテン(106)上に可動配置(108h)された棒状加熱装置(108)と、前記少なくとも一の印刷紐材(104s)を加熱するために、前記印刷プラテン(106)に向かって熱照射(128)を放出するように前記棒状加熱装置(108)を制御するように構成された加熱制御器(118)と、前記印刷プラテン(106)上で前記棒状加熱装置(108)を移動させるように前記棒状加熱装置(108)に連結された少なくとも一のモータ(138)と、前記印刷プラテン(106)上で印刷された前記少なくとも一の印刷紐材(104d)を硬化するために、前記印刷プラテン(106)上で前記棒状加熱装置(108)を移動させるように前記少なくとも一のモータ(138)を制御するように構成されたモータ制御器(148)と、を含んでよい。【選択図】図1A

Description

各種の実施形態は、一般に、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置に関する。
付加製造は、コンピュータ制御下で層毎に三次元物体を作成するための各種の異なる技術を含む、急成長中の分野である。付加製造は、非常に広義には、三次元プリンティング(3Dプリンティング)とも称されてよい。付加製造技術の命名法は、必ずしも一様に選択されなくてもよいが、この分野には、例えばバインダ噴射、指向性エネルギー堆積、材料押出、粉末床溶融、材料噴射、シート積層、及び液槽光重合等の異なる主概念があってよい。異なる付加製造技術は、この方法に適した材料と組み合わせて、物体の所望の三次元形状が生じるように、例えば連続層が得られるように、変更してよい。押出式付加製造技術は、例えば熱溶融積層法(FDM)又は溶融フィラメント製造(FFF)、及びロボキャスティング又はダイレクトインクライティングを含んでよい。粉末床式付加製造技術は、例えばバインダ噴射(粉末床・インクジェットヘッド3Dプリンティング(3DP)とも称される)、電子ビーム溶解(EBM)、選択的レーザ溶解(SLM)、選択的熱焼結(SHS)、選択的レーザ焼結(SLS)、直接金属レーザ焼結(DMLS)を含んでよい。光重合式付加製造技術は、例えばステレオリソグラフィ(SLA)及びデジタルライトプロセッシング(DLP)を含んでよい。更に、その他の各種の付加製造技術が存在してよい。
各種の実施形態によれば、少なくとも一の印刷材料を用いて、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置は、少なくとも一の印刷紐材に印刷材料を出力する少なくとも一の印刷ヘッドと、該少なくとも一の印刷ヘッドにより出力された前記少なくとも一の印刷紐材を受け入れる印刷プラテンと、該印刷プラテン上に可動配置された棒状加熱装置と、前記少なくとも一の印刷紐材を加熱するために、前記印刷プラテンに向かって熱照射を放出するように前記棒状加熱装置を制御するように構成された加熱制御器と、前記印刷プラテン上で前記棒状加熱装置を移動させるように前記棒状加熱装置に連結された少なくとも一のモータと、前記印刷プラテン上で印刷された前記少なくとも一の印刷紐材を硬化するために、前記印刷プラテン上で前記棒状加熱装置を移動させるように前記少なくとも一のモータを制御するように構成されたモータ制御器と、を含んでよい。
これらの図面において、同様の参照文字は、異なる図面に渡って同じ部品を示している。これらの図面は、図面は必ずしも縮尺通りではなく、代わりに本発明の原理を説明することに重点が置かれている。以下の説明では、以下の図面を参照して、本発明の各種の実施形態について説明する。
各種の実施形態に係る、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置を示す模式図である。 各種の実施形態に係る、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置を示す模式図である。 各種の実施形態に係る、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置を示す模式図である。 各種の実施形態に係る、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置を示す模式図である。 各種の実施形態に係る、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置を示す模式図である。 各種の実施形態に係る、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置を示す模式図である。 各種の実施形態に係る、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置を示す模式図である。 各種の実施形態に係る、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置を示す模式図である。 各種の実施形態に係る、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置を示す模式図である。 各種の実施形態に係る、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置を示す模式図である。 各種の実施形態に係る、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置を示す模式図である。
以下の詳細な説明は、本発明が実施される特定の詳細及び実施形態を実例として示す添付の図面を参照する。
「模範的」という文言は、「一の事例、代表例、又は実例となる」ことを意味するためにここで用いられる。ここで「模範的」と記載された任意の実施形態又は設計は、必ずしも、その他の実施形態又は設計よりも好適又は有利であると解釈されるわけではない。
各種の実施形態は、付加製造工程と、この付加製造工程を介した三次元物体を作成する装置(ここでは印刷装置とも称される)とに関する。各種の実施形態によれば、付加製造工程は、三次元物体の層を連続形成する印刷技術に基づいていてよい。従って、印刷ヘッドが、夫々の層の印刷材料を堆積するために用いられる。
一般に、各種の印刷材料は、例えば、熱可塑性材料、ペースト、デュロプラスチック材料、低融点金属等の、印刷による連続形成層に基づいた付加製造に用いてよい。熱可塑性材料は、例えば、ポリアミド(例えば脂肪族ポリアミド)、ポリエチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)、ポリエステル(例えばポリカプロラクトン)、ポリカーボネート、ポリ乳酸(PLA)、ポリプロピレン(PP)、及び/又はこれらの混合物等を含んでよい。印刷材料として用いられる物質は、ペースト又は液体、若しくは印刷に適したその他の任意の材料であってよい。ペーストは、十分に大きな負荷又は圧力が印加される(この点で液体のように流れ出す)となるまで、固体として振る舞ってよい。更に、印刷材料の温度は、加熱された印刷材料を用いて印刷可能とする又は印刷結果を最適化するように、印刷材料の粘度の変更に適するように、例えば印刷ヘッドの印刷材料の加熱を介して、適合されてよい。
しかしながら、各種の実施形態は、上述した又は以下により詳細に記載される、その他の適切な印刷材料を処理することに留意すべきである。
各種の実施形態によれば、一のポリマーのみ又は一よりも多いポリマーブレンドを含む印刷材料を用いてよい。印刷材料は、印刷材料が印刷された後に重合が誘因されるように構成されてよい。例えば、樹脂ブレンドを印刷材料として用いてよく、受信ブレンドの重合は、電磁放射及び/又は加熱(熱硬化性ポリマー樹脂ブレンド)により誘因されてよい。重合を誘因可能とするために、触媒及び/又は開始剤を用いてよい。
図1Aは、各種の実施形態に係る、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置100を示す模式図である。図1Bは、各種の実施形態に係る、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置100を示す模式的上面図である。図1Aに示すように、装置100は、少なくとも一の印刷ヘッド102を含んでよい。印刷ヘッド102は、少なくとも一の印刷紐材(104s)に印刷材料104を出力するように構成されてよい。従って、印刷ヘッド102は、紐状で印刷材料104を出力するノズル102d等を含んでよい。
各種の実施形態によれば、装置100は、印刷プラテン106を更に含んでよい。印刷プラテン106は、少なくとも一の印刷ヘッド102により出力された少なくとも一の印刷紐材104sを受け入れるように構成されてよい。印刷プラテン106は、印刷ヘッド102の下に配置されてよい。或いは、言い換えれば、印刷ヘッド102は、紐材104sを印刷プラテン106上に希望通りに堆積できるように、印刷プラテン106に対して配置されてよい。印刷プラテン106は、印刷ヘッド102に対する印刷プラテン106の位置及び/又は方位を調整できる調整機構(図示せず)に連結されてよい。更に、例えば任意には、印刷ヘッド102は、印刷プラテン106に対する印刷ヘッド102の位置及び/又は方位を調整できる調整機構(図示せず)に連結されてよい。更に、印刷ヘッド102は、所望の方法で印刷プラテン106に対して印刷ヘッド102を移動できるドライブ機構(図示せず)に連結されてよい。例えば、ドライブ機構は、x軸、y軸、及び/又はz軸に沿って印刷ヘッド102を駆動できるように構成されてよい。更に、例えば任意には、ドライブ機構は、x軸、y軸、及び/又はz軸の周りに印刷ヘッド102を傾斜可能に構成されてよい。
各種の実施形態によれば、装置100は、棒状加熱装置108を更に含んでよい。棒状加熱装置108は、印刷プラテン106上に可動配置108hされてよい。各種の実施形態によれば、棒状加熱装置108は、印刷プラテン106に対する棒状加熱装置108の位置及び/又は方位を調整できる調整機構(図示せず)に連結されてよい。各種の実施形態によれば、棒状加熱装置108は、印刷プラテン106に対する棒状加熱装置108の移動平面又は移動方向を規定する少なくとも一のガイドシステム又はレールシステムを介して可動配置されてよい。各種の実施形態によれば、印刷プラテン106に対して棒状加熱装置108を移動108hするために、一又は複数のモータ138を用いてよい。言い換えれば、装置100は、印刷プラテン106上で棒状加熱装置108を移動させるように棒状加熱装置108に連結された、少なくとも一のモータ138を更に含んでよい。棒状加熱装置108は、該棒状加熱装置108が、印刷プラテン106の表面106sに平行である一の方向(例えば図1A及び図1に示す方向101)又は一の平面(例えば図1A及び図1Bに示す方向101及び103で規定される平面)で移動できるように、可動配置108hされてよい。装置100は、モータ制御器148を更に含んでよい。モータ制御器148は、印刷プラテン106上で棒状加熱装置108を移動させるように少なくとも一のモータ138を制御するように構成されてよい。これにより、印刷プラテン106上で印刷ヘッド102により出力された(印刷されたと称されてもよい)少なくとも一の印刷紐材104dを硬化できる。この硬化を用いて、印刷プラテン106上に堆積された印刷材料104を凝固させてよい。印刷材料104は、印刷ヘッド102を介した印刷を可能にするように、液体又は粘性であってよい。
各種の実施形態によれば、装置100は、加熱制御器118を更に含んでよい。加熱制御器118は、印刷プラテン106上に堆積された少なくとも一の印刷紐材104dを加熱するために、印刷プラテン106に向かって熱放射128を放出するように棒状加熱装置108を制御するように構成されてよい。
実例として、棒状加熱装置108は、所望の方法で印刷プラテン106に対して棒状加熱装置108の移動を可能にするドライブ機構138及び148に連結されてよい。例えば、ドライブ機構は、x軸、y軸、及び/又はz軸に沿って印刷ヘッド102の駆動を可能にするように構成されてよい。更に、ドライブ機構138及び148は、x軸、y軸、及び/又はz軸の周りに棒状加熱装置108を傾斜可能に構成されてよい。棒状加熱装置108の傾斜は、印刷プラテン106の、又は印刷プラテン106上に印刷ヘッド102によって出力された印刷紐材104dの均等照射を提供するように、印刷プラテン106に対して棒状加熱装置108を一列に整列するために用いてよい。更に、棒状加熱装置108と印刷プラテン106との(例えば図1Aに示す方向105に沿った)既定距離は、印刷プラテン106の、又は印刷プラテン106上に印刷ヘッド102によって出力された印刷紐材104dの所望の照射を生じるように設けられてよい。一列に整列後、棒状加熱装置108は、印刷プラテン106の表面106sに平行である一の方向(例えば図1A及び図1に示す方向101)に沿ってのみ移動されてよく、或いは、印刷プラテン106の表面106sに平行である一の平面(例えば図1A及び図1Bに示す方向101及び103で規定される平面)で移動されてよい。
層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置100は、所望サイズ及び形状で三次元物体を提供するように、印刷プラテン106上に層状104dに印刷材料104sを連続堆積する(連続印刷するとも称される)ために用いてよい。層の印刷は、付加製造及び三次元プリンティングで通常用いらえているように、コンピュータ支援されてよい。
各種の実施形態によれば、棒状加熱装置108は、棒状ランプ、例えば、紫外線(UV)照射(UV光とも称される)を放出するUVランプ、赤外(IR)照射(IR光とも称される)を放出するIRランプを含んでよい。従って、棒状ランプは、約100nmから約380nmの範囲の波長を有する光を出射するように構成されてよい。或いは、棒状ランプは、約780nmから約1mmの範囲の波長を有する光を出射するように構成されてよい。
各種の実施形態によれば、棒状加熱装置108(例えば棒状ランプ)は、印刷プラテン106のほぼ全幅103aに放射熱128が照射されるように、印刷プラテン106の幅103aとほぼ同じ又はそれよりも長い長さ103bを有してよい。言い換えれば、棒状加熱装置108は、印刷プラテン106上で棒状加熱装置108を直線移動108hさせることにより印刷プラテン106の全表面106sを照射するように構成されてよく、棒状加熱装置108は、該棒状加熱装置108の軸方向の伸び(図1Bに示す方向103に沿った伸び)が、(図1Bに示す方向101に沿った)移動方向108hに対して並列配置(例えば垂直又は45度から90度の間の角度)を除く任意の角度で一列に整列されるように構成されてよい。
図1Bに示すように、印刷プラテン106は、印刷プラテン106のサイズよりも小さい有効印刷領域106p、例えば印刷プラテン106の幅103aよりも短い有効印刷幅103c、を有してよい。更に、棒状加熱装置108は、該棒状加熱装置108の長さ103bよりも短い有効加熱長103d(即ち、軸方向の伸び)を有してよい。有効加熱長103dは、均一に放熱する棒状加熱装置108の実領域により規定されてよい。例えば、棒状加熱装置108の加熱ランプは、例えば付加構造(例えばランプソケット等)を含む棒状加熱装置108自体よりも短くてよい。この場合、棒状加熱装置108(例えば棒状ランプ)の有効加熱長103dは、棒状加熱装置108により放射された熱128が、印刷プラテン106の有効印刷領域106pのほぼ全域に照射されるように、印刷プラテン106の有効印刷幅103cと同じ又はそれよりも長くてよい。言い換えれば、棒状加熱装置108は、上述のように、印刷プラテン106上で棒状加熱装置108を直線移動108hさせることにより印刷プラテン106の有効印刷領域106pを照射するように構成されてよい。
各種の実施形態によれば、棒状加熱装置108(例えば棒状ランプ)は、約10cmから約2mの範囲、例えば約10cmから約1mの範囲の長さを有してよい。各種の実施形態によれば、印刷プラテン106は、棒状加熱装置108の長さよりも短い幅を有してよい。
各種の実施形態によれば、モータ制御器148は、少なくとも一の印刷紐材の各層104dが印刷プラテン106上に印刷された後に都度少なくとも一回、印刷プラテン106上で棒状加熱装置108を移動させるように少なくとも一のモータ138を制御するように更に構成されてよい。実例として、印刷終了後で次層の印刷前に、連続印刷層の各印刷層は、少なくとも一回、例えば2回、印刷プラテン106上で棒状加熱装置108を移動させることにより照射されてよい。
各種の実施形態によれば、加熱制御器118は、少なくとも一の印刷紐材104dを、該少なくとも一の印刷紐材104dの少なくとも一の印刷材料の反応温度まで加熱するために、印刷プラテン106に向かって熱照射128を放出するように棒状加熱装置108を制御するように更に構成されてよい。実例として、所望の三次元物体を形成する層を連続印刷するために反応性印刷材料を用いてよく、印刷材料の化学反応は、印刷材料を、棒状加熱装置108により放出される放射128(例えば熱放射、IR光とも称される)にさらすことにより誘引されてよい。各種の実施形態によれば、印刷材料は、熱硬化材料、例えば、熱硬化性ポリマー材料又は熱硬化性ポリマー材料ブレンドであってよく、化学反応は、熱硬化材料の重合であってよい。
各種の実施形態によれば、装置100は、図2A及び図2Bの模式図に夫々示すように、少なくとも一の印刷材料104を受け入れるリザーバ202を更に含んでよい。各種の実施形態によれば、リザーバ202は、少なくとも一の印刷ヘッド102に少なくとも一の印刷材料104を供給するために、少なくとも一の印刷ヘッド102に連結されてよい。リザーバ202は、印刷ヘッド102の一部であってよく、又は、印刷ヘッド102から離れて提供され、一以上の供給ラインを介して印刷ヘッド102に印刷材料を供給してもよい。
図2Bに示すように、装置100は、第1プレ印刷液204aを受け入れる第1プレリザーバ202aと、第2プレ印刷液204bを受け入れる第2プレリザーバ202bと、を更に含んでよい。第1プレリザーバ202a及び第2プレリザーバ202bは、第1プレ印刷液204a及び第2プレ印刷液204bをリザーバ202に供給するように構成されてよい。リザーバ202は、第1プレ印刷液204aと第2プレ印刷液204bとから少なくとも一の印刷材料104を供給するように構成されてよい。実例として、、第1プレ印刷液204a及び第2プレ印刷液204bを混合することにより、少なくとも一の印刷材料104が得られる。リザーバ202と、プレリザーバ202a及び202bとは、印刷ヘッド102の一部であってよく、又は、印刷ヘッド102から離れて提供され、二以上の供給ラインを介して印刷ヘッド102に印刷材料を供給してもよい。
各種の実施形態によれば、第1プレ印刷液204a及び第2プレ印刷液204bは、熱硬化性印刷材料104又はその他の任意の反応性印刷材料104の成分であってよく、その化学反応は、棒状加熱装置108によって誘引されてよい。同様に、棒状加熱装置108を用いてよく、第1プレ印刷液204a及び第2プレ印刷液204bは、化学反応性印刷材料104の成分であってよく、その化学反応は、棒状加熱装置108によって誘引されてよい。
各種の実施形態によれば、図2A及び図2Bに模式的に示すように、リザーバ202に供給された少なくとも一の印刷材料104を(例えば添加量制御器214により制御される添加部を介して)添加するために、添加量制御器214を用いてよい。各種の実施形態によれば、添加量制御器214は、図2A及び図2Bに模式的に示すように、リザーバ202に供給された第1プレ印刷液204aの量と第2プレ印刷液204bの量とを(例えば添加量制御器214により制御される添加部を介して)添加するように構成されてよい。プレ印刷液204a及び204bは、印刷材料140の成分として称されてもよい。
各種の実施形態によれば、図1Aから図2を参照して上述した同様な方法で、少なくとも一の印刷材料を用いて連続形成層を介して三次元物体をモールドフリーに(言い換えれば、形状自由に)印刷(付加製造又は3Dプリンティングとも称される)する装置が提供されてよい。少なくとも一の印刷材料を用いて連続形成層を介して三次元物体をモールドフリーに印刷する装置は、印刷プラテン106と、少なくとも一の印刷材料104を出力104s(言い換えれば、印刷、例えば押出又は紐状で押出)し、且つ、(少なくとも一の印刷ヘッド102により出力104sされた少なくとも一の印刷材料を介して)印刷プラテン上に少なくとも一の印刷材料堆積104dを形成するように構成された少なくとも一の印刷ヘッド102と、印刷プラテン106上で棒状加熱装置108の移動を可能にする可動構成108hで、印刷プラテン106上に配置された棒状加熱装置108と、を含んでよく、棒状加熱装置108は、熱放射を介して少なくとも一の印刷材料堆積104dを硬化するために、印刷プラテン106に向かって熱放射128を放出するように構成されてよい。少なくとも一の印刷ヘッド102は、上述したように、紐状104sで少なくとも一の印刷材料104を出力するように任意に構成されてよい。
当該装置は、棒状加熱装置108の移動を駆動するように構成されたモータ配置138及び148を更に含んでよい。各種の実施形態によれば、モータ配置138及び148は、棒状加熱装置108に連結された少なくとも一のモータ138と、該少なくとも一のモータ138を介して棒状加熱装置108の駆動移動を制御するように構成されたモータ制御器148と、を含んでよい。当該装置は、棒状加熱装置108からの熱放射128の放出を制御するように構成された加熱装置制御器118を更に含んでよい。
添加量制御器214は、制御回路と、該制御回路に制御される少なくとも一の添加部とを含んでよい。添加量制御器214は、分配システムの一部であってよく、少なくとも一の添加部はディスペンサと称されてもよい。各種の実施形態によれば、印刷材料104及び/又はプレ印刷液204a及び204b(図2A及び図2B参照)を分配するために用いられる分配システムは、一のディスペンサ又は一よりも多いディスペンサを含んでよい。ディスペンサは、少なくとも一のバルブを含んでよい。或いは、バルブフリーディスペンサを用いてよく、例えば、中空管内に配置された回転可能設置スクロール構造に基づくディスペンサである。各種の実施形態によれば、添加量制御器214は、例えば回転可能設置スクロール構造の回転方向を変更することにより、各添加ステップの終わりにサックバック処理を提供するように構成されてよい。この、例えばバルブフリーであるディスペンサは、ポンプと称されてもよい。
ディスペンサは、印刷ヘッド102に印刷材料104を供給してよく、添加量制御器214は、印刷ヘッド102からの印刷材料104の流れを制御するために用いてよい。言い換えれば、印刷材料104の出力は、添加量制御器214により制御されてよい。各種の実施形態によれば、添加量制御器214は、印刷ヘッド102の一部であってよく、又は印刷ヘッド102から離れて配置されてよい。
二成分204a及び204bの印刷材料104が用いられる場合(又は同様に、二成分よりも多い成分に基づく印刷材料が用いられる場合)、これら成分204a及び204bの各成分は、夫々のプレリザーバ202a及び202bから(例えば任意の適切な容器から)取り出され、既定比で混合されて、印刷材料をリザーバ202に供給する(図2B参照)。
更に、単一成分印刷材料104は、任意の適切な容器から直接リザーバ202に供給されてよい(図2A参照)。しかしながら、二成分印刷材料は、予め混合され、プレ混合印刷材料として直接印刷ヘッド102に供給されてよい。
リザーバからプレ印刷液204a及び204b及び/又は印刷材料104を取り出すために、任意の排出システムを用いてよい。各種の実施形態によれば、X、Y、Z軸設定に基づく任意の適切な印刷装置を用いてよい。各種の実施形態によれば、単一成分又は二成分(又は多成分)印刷材料を添加するディスペンサ又はディスペンサシステムとして構成されてよい。二成分204a及び204b(又は多成分)の印刷材料104のディスペンサ又はディスペンサシステムは、均一混合された印刷材料104を提供するミキサを含んでよい。ミキサは、所望組成の印刷材料104を提供するために、既定比の成分204a及び204bを受けるように配置されてよい。ミキサは、静的ミキサであってよく、混合比は、添加量制御器214により制御されてよい。
各種の実施形態によれば、棒状加熱装置108は、一又は複数の短波赤外線管放射器(例えば製造業者HEWID(登録商標)Heizelemente GmbHから入手される短波赤外線管放射器)を含んでよい。短波赤外線管放射器は、約780nmから約3500nmの範囲の波長の放射を実質的に放出してよい。しかしながら、例えば、電気エネルギーを変換することにより放熱する一又は複数のセラミック放射器等の、一又は複数のその他の赤外線放射器を用いてよい。IR管放射器は、例えばプリンタのY軸に沿って設置されてよい。棒状加熱装置108の放出は、棒状加熱装置108の少なくとも一の加熱要素を介して提供される加熱電流により制御されてよい。加熱要素は、加熱抵抗体構造であってよく、又は加熱抵抗体構造を含んでよい。各種の実施形態によれば、棒状加熱装置は、印刷プラテン106の方向に放射を実質的に放出するように構成されたリフレクタ構造を含んでよい。
各種の実施形態によれば、三次元プリンタの印刷ヘッド(ここでは印刷装置とも称される)、例えば製造業者German RepRapのX400プリンタとして、ディスペンサ(例えば製造業者ViscoTecから入手)を用いてよい。印刷材料104又はプレ印刷液204a及び204bは、例えば三次元プリンタ自体から空間的に離れた、一又は複数の容器に保管されてよい。印刷材料104又はプレ印刷液204a及び204bは、ポンプ配置(排出システムと称されてもよい)を介して一又は複数の容器からディスペンサに供給されてよい。ディスペンサに印刷材料104又はプレ印刷液204a及び204bを供給するために、一又は複数の供給ライン(例えば一又は複数のホース、例えば一又は複数の管)を用いてよい。各種の実施形態によれば、印刷材料104の各成分に対して一の別の供給ラインを設けてよい。
各種の実施形態によれば、ここに記載された印刷装置(例えば装置100)の制御システムは、ディスペンサの動き、(必要であれば)プレ印刷液204a及び204bの混合、並びに、赤外線管放射器(例えば赤外線管放射器の温度制御を含む)を制御する直接通信を行うように構成されてよい。
各種の実施形態によれば、図3は、材料供給を含む、層状で三次元物体を形状自由に印刷する工程フローと、例えばここに記載するように、二成分204a及び204bの印刷材料104と適切に構成された印刷装置100とを用いて、所望形状で三次元物体を付加製造する工程と、を示す模式図である。
各種の実施形態によれば、二の印刷材料成分204a及び204b(プレ印刷液とも称される)は、例えば排出システムを介して、ディスペンサ304に、例えば非混合状態で、夫々の容器202a及び202b(プレリザーバとも称される)から供給されてよい。ディスペンサ304は、印刷ヘッド102として印刷装置に設置されてよく、上述のように、印刷ヘッド102として同様にコンピュータ制御されるように扱われてよい。ディスペンサ304は、二の個別制御可能なポンプ304pを含んでよい。例えば、二の印刷材料成分204a及び204bの夫々に対して、一の個別制御可能なポンプ304pを用いてよい。これらのポンプ304pは、制御された方法で、ミキサ304m(例えば静止ミキサ)に二の印刷材料成分204a及び204bを供給してよい。ミキサ304mは、ポンプ304pの下に配置されてよく、ディスペンサ304の一部であってよく、又はディスペンサ304に連結されてよい。ミキサ304mは、ノズル304nを介して混合印刷材料104を出力するために、ノズル304nに混合印刷材料104を供給してよい。ノズルは、例えば混合印刷材料104の粘度に適合された、既定の出力直径を有してよい。
各種の実施形態によれば、印刷材料成分204a及び204bの夫々は、ポンプ304pの夫々のポンプ入力部に対して、約1バールから3バールの範囲の圧力、例えば約2バールの圧力下で供給されてよい。この圧力は、排出システムにより印加及び制御されてよい。ポンプ304pは、少なくとも一のスクロール要素の回転速度に基づいてミキサ304mへの材料出力を制御する少なくとも一のスクロール要素を含む回転ポンプとして構成されてよい。ポンプ304pは、既定の混合比でミキサ304mに印刷材料成分204a及び204bを供給するように構成されてよい。この混合比は、夫々のポンプ304pの少なくとも一のスクロール要素の回転速度を制御することにより、既定値に調整されてよい(例えば、回転速度が高くなると、より低い回転速度でミキサにより多くの材料が供給可能とされてよい)。
一例として、1:1の混合比を得るためには、両ポンプは、同じ毎分回転数(rpm)、即ち、同じ回転速度で動作されてよい。他の例として、1:2の混合比を得るためには、第2の材料成分204bの材料ポンプ304pは、第1の材料成分204aの材料ポンプ304pの毎分回転数(rpm)の2倍の回転数で動作されてよい。
両ポンプの出力部は、ミキサ304mに直接連結されてよい。ミキサでは、二の材料成分204a及び204bが互いに混合されてよい。ミキサ304mは、ノズル304nに直接連結されてよい。更に、混合印刷材料104は、ノズル304nにより出力されてよい(同様の構成を示す図1も参照)。
各種の実施形態によれば、付加製造の工程は、ここに記載するように、印刷装置100を制御する印刷データを提供(例えばGコードでの提供)する工程を含んでよい。印刷データは、印刷装置100の装置制御器に送信されてよく、装置制御器は、印刷データを更に処理してよい。各種の実施形態によれば、ディスペンサ304は、印刷ヘッドとして装置制御器により制御されてよい。例えば、ディスペンサ304は、所望サイズ及び形状で三次元物体を形成するように印刷データに規定されるように、印刷プラテン106上を移動してよい。装置制御器は、印刷材料104の材料成分204a及び204bの混合を更に制御してよい。通信インタフェース(例えば通信インタフェース回路)は、材料成分204a及び204bの混合比を規定するように提供されてよい。或いは、装置制御器は、混合制御器と通信するように構成されてよく、混合制御器は、、印刷材料104の材料成分204a及び204bの混合比を制御するように構成されてよい。通信インタフェース(例えば通信インタフェース回路)は、材料成分204a及び204bの混合比を規定するために、混合制御器に直接提供されてよい。各種の実施形態によれば、混合比は、付加製造工程前及び/又は付加製造工程中に、即ち、ここに記載するように、印刷装置100の動作前及び/又は動作中に、適合されてよい。
各種の実施形態によれば、印刷工程は、ディスペンサのX軸及びY軸移動を制御することにより、既定経路に沿ってディスペンサを動かす工程を含んでよい。更に、ディスペンサは、印刷プラテン106上に混合印刷材料104を直接出力してよい。印刷プラテン106は、ガラスセラミックを含んでよく、又はガラスセラミックから構成されてよい。しかしながら、その他の材料を用いて印刷プラテン106を提供してもよい。
各種の実施形態によれば、一層の印刷終了後に、ディスペンサ304は、印刷プラテン106上で移動するための空間を棒状加熱装置108(例えば赤外線管放射器又は任意のその他の適切な放射放出装置)に与えるために、印刷物体から移動されてよい。その後、棒状加熱装置108は起動され、印刷材料104dを硬化するための材料特有反応温度に設定されてよい(図1A及び図1B参照)。棒状加熱装置108は、印刷プラテン106及び/又は直接印刷材料層104d上で印刷材料層104dに対して固定距離で移動されてよい。各種の実施形態によれば、棒状加熱装置108は、印刷材料層104d上で少なくとも一回(例えば二回)移動されてよい。各種の実施形態によれば、棒状加熱装置108は、印刷材料層104d上で二回、つまり前後に一回、移動されてよい。
その後、印刷プラテン106に対するディスペンサのz軸距離は、所望形状及びサイズで三次元物体を形成するように、連続印刷層の次の層を印刷するために増加されてよい。
各種の実施形態によれば、混合印刷材料を介して一の層を印刷する工程と、印刷層の混合印刷材料を硬化する(ハードニング)(硬化(キュアリング)、活性化、誘因等としても称される)工程とは、交互に繰り返されてよい。
数秒後に、混合印刷材料は安定してよい。作成された物体は、数分後に装置100から取り出されてよい(例えば、印刷プラテン106から取り除かれてよい)。
各種の実施形態によれば、上述の工程は、各種の印刷材料を用いて実施されてよい。このような印刷材料は、印刷装置に注入され、且つ加熱時に硬化/反応して一の印刷物体、又は一の物体における一の(又は複数の)印刷層を形成する、反応性液体材料を含んでよい。しかしながら、各種の実施形態において、その他の適切な材料を用いてよい。
このような材料は、樹脂を含み、このうちの幾つかの樹脂は、UV光によって硬化
される樹脂、即ちシリコーンゴムであってよい。更なる材料は、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂等の熱可塑性プラスチックを含む。
例として、本発明の装置は、3D印刷可能シリコーンゴム組成に注目して用いられる。
3D印刷可能シリコーンゴム組成は、通常、硬化又は反応して、3D印刷シリコーンゴム物品(3D印刷シリコーンエラストマー物品又は3D印刷シリコーンゴムとも称される)を与える。シリコーンゴム及びシリコーンエラストマーという文言は、同じ意味で用いてよい。3D印刷可能シリコーンゴム組成は、白金硬化シリコーンゴム(ヒドロシリルかとしても知られる付加反応)を含む。
3D印刷シリコーンゴムの各種の効果として、再生モールドが不要な低スケールでの適用、射出成形を回避可能な容易なプロトタイプ作成、小型物又は一点物の高精度印刷を含んでよい。
オルガノポリシロキサンは、一般に、複数単位の化学式(I)を有するポリマーとして記載されてよい。
但し、Rは、水素、脂肪族ヒドロカルビル、芳香族ヒドロカルビル、又はオルガニル基(即ち、一の炭素原子に一の自由原子価を有する、官能基種を問わない、任意の有機置換基)から独立に選択される。飽和脂肪族ヒドロカルビルは、メチル、エチル、プロピル、ペンチル、オクチル、ウンデシル、及びオクタデシル等のアルキル基と、シクロヘキシル等のシクロアルキル基と、により例示されるが、これらに限定されない。不飽和脂肪族ヒドロカルビルは、ビニル、アリル、ブテニル、ペンテニル、シクロヘキセニル、及びヘキセニル等のアルケニル基と、アルキニル基と、により例示されるが、これらに限定されない。芳香族炭化水素基は、フェニル、トリル、キシリル、ベンジル、スチリル、及び2−フェニルエチルにより例示されるが、これらに限定されない。オルガニル基は、クロロメチル、3−クロロプロピル、及び3,3,3−トリフルオロプロピル等のハロゲン化アルキル基と、アミノ基、アミド基、イミノ基、イミド基等の窒素含有基と、ポリオキシアルキレン基、カルボニル基、アルコキシ基、及び水酸基等の酸素含有基と、により例示されるが、これらに限定されない。更なるオルガニル基は、硫黄含有基、フッ素含有基、リン含有基、ホウ素含有基を含んでよい。下付き「a」は、0から3の整数である。
シロキシ単位は、Rがメチル基である場合に、簡易(略式)命名法、即ち「M」、「D」、「T」、及び「Q」により記載されてよい(シリコーン命名法に関する更なる教示は、Walter Noll, Chemistry and Technology of Silicones, dated 1962, Chapter I, pages 1-9にある)。M単位は、a=3の場合のシロキシ単位、即ち、R3SiO1/2に対応する。D単位は、a=2の場合のシロキシ単位、即ち、R2SiO2/2に対応する。T単位は、a=1の場合のシロキシ単位、即ち、R1SiO3/2に対応する。Q単位は、a=0の場合のシロキシ単位、即ち、SiO4/2に対応する。
典型的な3D印刷可能シリコーンゴム組成は、
1分子当たりにケイ素原子に結合した少なくとも2個のアルケニル基を含むオルガノポリシロキサン(A)と、
1分子当たりに少なくとも3個のケイ素結合水素原子を含むオルガノポリシロキサン(B)と、
白金系触媒(C)と、
任意の抑制剤(D)と、
任意のシリカフィラー(E)と、
を含んでよい。
白金系触媒は、オルガノポリシロキサン(A)及び(B)の硬化に作用し、硬化を開始するのに十分な量で添加される。白金系触媒の抑制剤は任意である。通常、硬化触媒を抑制することにより、硬化前に組成を安定化するために用いられる。シリカフィラーは、3D印刷シリコーン鰓ストマーを補強するために、及び/又は非硬化段階における3D印刷可能組成の流動学的性質に影響を及ぼすために存在してよい。
触媒の白金原子に対する抑制剤の典型的なモル比は、通常、20から100の範囲に渡る。即ち、白金原子に対する抑制剤のモル比は、通常20:1から100:1から成る。
典型的な3D印刷可能シリコーンゴム組成の硬化温度は、100から220度、或いは120から190度、或いは140から180度の範囲に渡ってよい。しかしながら、本発明の操作装置は、20度から250度の温度で機能してよい。
オルガノポリシロキサン(A)は、任意の構造を有してよい。オルガノポリシロキサン(A)は、線状、分岐状、又は樹脂質ポリマーであってよい。
オルガノポリシロキサン(A)は、1分子当たりにケイ素原子に結合した少なくとも2個のアルケニル基を含む。アルケニル基の例は、ビニル、アリル、ブテニル、ペンテニル、シクロヘキセニル、及びヘキセニル基を含む。これらは、垂下状であってよく(pendent)、又は末端部であってよく、又は両位置にあってよい。即ち、これらは、オルガノポリシロキサン(A)のシロキシ基のうちのいずれかに存在してよい。
25度でのオルガノポリシロキサン(A)の粘度は、典型的には、0.1から100Pa.sの範囲内である。別段の定めがない限り、全ての粘度は、ブルックフィールド型粘度計等の回転粘度計を用いて、又はキャピラリーレオメータを用いて、測定される。
オルガノポリシロキサン(A)は、フェニル基を含んでよい。
オルガノポリシロキサン(A)は、トリフルオロプロピル基等のフッ素含有基を含んでよい。
用いてよいオルガノポリシロキサン(A)の例は、ビニルジメチルシロキシ末端封鎖ジメチルシロキサン−ビニルメチルシロキサンコポリマー、ビニルジメチルシロキシ末端封鎖ポリジメチルシロキサン、ビニルメチルヒドロキシシロキシ末端封鎖ジメチルシロキサン−ビニルメチルシロキサンコポリマー、ビニルジメチルシロキシ末端封鎖ジメチルシロキサン−ビニルメチルシロキサンコポリマー、及びこれらの混合物を含む。
オルガノポリシロキサン(A)は、単一ポリマーか、又は二以上の異なるポリマーの組み合わせであってよい。
オルガノポリシロキサン(A)は、組成の総重量に基づき35から85重量%の配合で存在する。
オルガノポリシロキサン(B)は、1分子当たりに少なくとも3個のケイ素結合水素原子を含むオルガノポリシロキサンであり、一般式(II)に従う。
但し、Rは、上述の通り(水素、脂肪族ヒドロカルビル、芳香族ヒドロカルビル、又はオルガニル基から独立に選択される)であり、Hは水素である。但し、
25度でのオルガノポリシロキサン(B)の粘度は、重要ではない。25度でのオルガノポリシロキサン(B)の粘度は、0.1から1000mPa.s、或いは1から500mPa.sの範囲に渡ってよい。
オルガノポリシロキサン(B)は、通常、組成の総重量に基づき0.1から15重量%の量で、3D印刷可能シリコーンエラストマー組成で存在する。
付加反応触媒は、当該技術分野で周知である。これらは、白金、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、及びイリジウム等の、元素周期表における白金族金属、又は遷移金属や、これらの化合物から選択される触媒を含む。
本発明の範囲で用いられる触媒は、塩化白金酸、アルコール又はケトンに溶解した塩化白金酸、熟成したこれらの溶液、塩化白金酸−オレフィン錯体、塩化白金酸−アルケニルシロキサン錯体、塩化白金酸−ジケトン錯体、白金ブラック、担体に担持された白金、及びこれらの混合物等の、白金系触媒から選択されてよい。
触媒(C)は、組成中にあるオルガノポリシロキサン(A)及び(B)を硬化するのに十分な量で添加される。例えば、反応性オルガノポリシロキサン(A)及び(B)の総重量に基づき、触媒(C)における白金原子の量が0.1から500重量ppm(百万分率)、或いは1から200重量ppm、或いは1から100重量ppmである量で、添加されてよい。
白金系触媒の抑制剤は、当該技術分野で周知である。付加反応抑制剤は、ヒドラジン類、トリアゾール類、ホスフィン類、メルカプタン類、有機窒素化合物、アセチレンアルコール類、シリル化アセチレンアルコール類、マレイン酸塩、フマル酸塩、エチレン性又は芳香族不飽和アミド類、エチレン性不飽和イソシアネート類、オレフィンシロキサン類、不飽和炭化水素モノエステル類及びジエステル類、共役エニン類、ヒドロパーオキサイド類、ニトリル類、及びジアジリジン誘導体を含む。
アセチレンアルコール類及びそれらの誘導体の例は、1−エチニル−1−シクロヘキサノール(ETCH)、2−メチルー3−ブチン−2−オール、3ブチン−1−オール、3−ブチン−2−オール、プロパルギルアルコール、2−フェニル−2−プロピン−1−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、1−エチニルシウロペンタノール、1−フェニル−2−プロピノール、3−メチル−1−ペンテン−4−イン−3−オール、及びこれらの混合物を含む。
抑制剤(D)は、3D印刷可能シリコーンエラストマー組成において10から50,000重量ppmの量で添加されてよい。
本発明に適したシリカフィラーは、少なくとも50m/gから450m/gまでの、BET法により測定された比表面積を有してよい。シリカフィラーの例は、沈降シリカ(湿式シリカ)、ヒュームドシリカ(乾式シリカ)、焼成シリカ等を含む。シリカフィラーは、表面処理された親水性又は疎水性であってよい。シリカは、その表面にアルケニル基を含んでよい。
場合によっては、シリカは、その表面にアルケニル基を含む。シリカ上にアルケニル基を提供する方法は、当該技術分野で周知である。
シリカフィラーは、組成の総重量に基づき10から40重量%の量で、組成中に存在する。
添加剤は、3D印刷可能シリコーンエラストマー組成の用途に応じて組成中に存在する。添加剤の例は、導電フィラー、熱伝導性フィラー、シリカフィラー(E)とは異なる非導電フィラー、ポットライフ延長剤、難燃剤、顔料、染料、潤滑剤、接着促進剤、香料、ブリード添加剤、離型剤、希釈剤、溶剤、UV光安定剤、殺菌剤、湿潤剤、熱安定剤、圧縮歪み添加剤、可塑剤等を含む。
導電フィラーの例は、金属粒子、金属酸化物粒子、金属被覆金属粒子(銀めっきニッケル等)、金属被覆非金属コア粒子(銀被覆タルク、又は雲母又は石英等)、及びこれらの組み合わせを含む。金属粒子は、粉末、フレーク又はフィラメント、及びこれらの混合物又は誘導体の形態であってよい。
熱伝導性フィラーの例は、窒化ホウ素、アルミナ、金属酸化物(酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等)、黒鉛、ダイアモンド、及びこれらの混合物又は誘導体を含む。
シリカフィラー(E)とは異なる非導電フィラーの例は、石英粉末、珪藻土、タルク、粘土、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、空洞ガラス、ガラス繊維、中空樹脂及びめっき粉体、及びこれらの混合物又は誘導体を含む。
トリアゾール等のポットライフ延長剤は、本発明の範囲で用いてよいが、必要とは考えられていない。よって、3D印刷可能シリコーンエラストマー組成は、ポットライフ延長剤が無くてもよい。
鎖延長剤の例は、末端位置に2個のケイ素結合水素基を含む直鎖状オルガノポリシロキサンを含む。このような鎖延長剤は、オルガノポリシロキサン(B)とは異なる。
難燃剤の例は、アルミナ三水和物、塩素化パラフィン、ヘキサブロモシクロドデカン、リン酸トリフェニル、メチルホスホン酸ジメチル、リン酸トリス(2,3−ジブロモプロピル)リン酸(臭素化トリス)、及びこれらの混合物又は誘導体を含む。
顔料の例は、酸化鉄、カーボンブラック、及びこれらの混合物又は誘導体を含む。
潤滑剤の例は、テトラフルオロエチレン、樹脂粉末、黒鉛、フッ化黒鉛、タルク、窒化ホウ素、フッ素オイル、シリコーンオイル、二硫化モリブデン、及びこれらの混合物又は誘導体を含む。
接着促進剤の例は、シランカップリング剤を含む。
離型剤の例は、ジメチルヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサンを含む。
ブリード添加剤の例は、高粘度のフェニル置換シリコーンオイルを含む。
更なる添加剤は、トリメチルシリル又はOH末端シロキサン等のシリコーン油を含む。このようなトリメチルシロキシ又はOH末端ポリジメチルシロキサンは、典型的には、150mPa.sよりも低い粘度を有する。このようなシリコーン油が存在する場合には、組成の総重量に基づき0.1から5重量%の範囲の量で、3D印刷可能シリコーンエラストマー組成中に存在してよい。
3D印刷可能シリコーンゴム組成は、
該組成の総重量に基づき35から85重量%の量で、1分子当たりにケイ素原子に結合した少なくとも2個のアルケニル基を含むオルガノポリシロキサン(A)と、
前記組成の総重量に基づき0.1から15重量%の量で、1分子当たりに少なくとも3個のケイ素結合水素原子を含むオルガノポリシロキサン(B)と、
反応性オルガノポリシロキサン(A)及び(B)の総重量に基づき、白金系触媒(C)における白金原子の量が0.1から500重量ppm(百万分率)である、白金系触媒(C)と、
前記3D印刷可能エラストマー組成において10から50,000重量ppmの量で、アセチレンアルコール類及びこれらの誘導体からなる群から選択された抑制剤(D)と、
前記組成の総重量に基づき10から40重量%の量である、シリカフィラー(E)と、
前記組成の総重量に基づき0から10重量%の量である、或いは前記組成の総重量に基づき0.1から10重量%の量である、任意の添加剤と、
を含んでよい。
3D印刷可能シリコーンゴムは、
第1に、3D印刷可能シリコーンゴム組成の混合物を形成し、
第2に、その混合物を100から220度の温度で硬化する
ことにより作成されてよい。
3D印刷可能シリコーンゴム組成は、従来の混合装置で容易に作成されてよい。混合の順序は、組成が直ちに用いられるのであれば、重要ではない。
3D印刷可能シリコーンゴム組成の混合物は、パートI及びパートII等の、少なくとも二の別個のパートを準備することにより作成されてよい。パートIは、触媒(C)と、オルガノポリシロキサン(A)又はシリカフィラー(E)のいずれか、又はこれらの組み合わせと、を含んでよい。パートIIは、抑制剤(D)と、オルガノポリシロキサン(B)と、オルガノポリシロキサン(A)又はシリカフィラー(E)のいずれか、又はこれら最後の二つの組み合わせと、を含んでよい。
場合によっては、触媒(C)は、オルガノポリシロキサン(B)及び抑制剤(D)とは別個の部分に存在する。
その他の、又は任意の添加剤は、パートI又はIIのいずれか、又は両パートにあってよい。これらは、パートI及びIIを混ぜ合わせた後に添加されてもよい。
この混合物は、パートI、パートII、パートIII等の、少なくとも三の別個のパートを準備することにより作成されてよい。パートI及びIIは、上述のように提供されてよい。パートIIIは、オルガノポリシロキサン(A)、オルガノポリシロキサン(B)、触媒(C)、抑制剤(D)、シリカフィラー(E)、又は組成の最終用途で必要である場合に存在してよい、顔料やシリカフィラー(E)とは異なるフィラー等の特定の添加剤、のいずれかを含んでよい。
その後、これらの異なるパートを一緒に混ぜ合わせて、均一に混合する。組成の最終用途で必要である場合には、任意の更なる添加剤の添加ステップが続いて行われる。
典型的には、少なくとも二のパートは混合装置内で混ぜ合わせられ、印刷するために噴射される。場合によっては、少なくとも二のパートは、印刷装置における噴射の前に混ぜ合わせてよい。
最終3D印刷可能シリコーンエラストマー組成の動粘度は、標準法DIN53018に従って、プレート・プレートレオメータを用いて、室温にてせん断速度10s−1で測定する場合には、50から500Pa.s、或いは50から300Pa.s、或いは100から250Pa.sの範囲に渡ってよい。
本発明の3D印刷可能シリコーンゴム組成は、10から90ショアA、或いは20から90ショアA、或いは30から70ショアAの範囲の硬度(又はデュロメータ)を有する、3D印刷物体/物品を作成してよい。ショアAデュロメータは、典型的にはASTM D2240−15を用いて測定する。硬度及びデュロメータという文言は、本発明の範囲において、同じ意味で用いてよい。
ショアAスケールは、軟質エラストマ材料に対して最も一般的であり、ショアDスケールは、プラスチック等の、より硬質のエラストマ材料に用いられる。80から90ショアAの範囲は、典型的には、約30から40ショアDに対応する。
3D印刷可能シリコーンゴム組成を印刷/硬化することにより得られる本発明の3D印刷物体/物品は、スポーツ用品、ダイビングマスク、ベンチレータベローズ、バルーンカテーテル、ゴム乳首、おしゃぶり、薄肉メンブラン、スイッチカバー、スパークプラグコネクタ、医療製品及び装置、電気絶縁体、シングルワイヤシール、プラグコネクタシール、管類及び弁、コネクタシールやスパークプラグブーツ等の自動車部品、コピー機のロールや電子レンジのパッキング等の電気電子部品、並びに、耐熱性、耐寒性、安全性、電気絶縁性、耐候性等が高いことを考慮して、哺乳瓶用乳首やダイビング器材等のその他の製品、を製造する際に用いてよいものを含む。
一例として、3D印刷可能組成は、
A1として、25度で約53,000mPa.sの粘度を有するビニルジメチルシロキシ末端封鎖ポリジメチルシロキサンと、
A2として、25度で約360mPa.sの粘度を有するビニルジメチルシロキシ末端封鎖ジメチルシロキサン−ビニルメチルシロキサンコポリマーと、
Bとして、25度で約50mPa.sの粘度を有するMe3SiO0.5末端ポリ(ジメチル−co−メチル水素)シロキサンと、
Cとして、白金のジビニルテトラメチルジシロキサン錯体と、
Dとして、1−エチニル−1−シクロヘキサノールと、
Eとして、約0.08mmol/gのビニル官能性を有し、疎水化されており、約300m/gの表面積を有するヒュームドシリカフィラーと、
更なる添加剤として、25度で約21mPa.sの粘度を有するOH末端PDMSと、
を含む。
当該組成は、硬化前に、120から200Pa.sの最終粘度を有する。この組成は、二のパートで供給され、ノズルの前で、印刷ヘッドにおいて混ぜ合わされる。提供された印刷物体(即ち、容易に処理された物品)は、DIN53504−S2によりテストされる際には、引張強度5.71±0.23MPaと、破断伸度332.60±12.19%とを有し、ASTM D−624−Bによりテストされる際には、引裂強度39.58±1.24N/mmを有する。
図4Aから図4Fは、上述と同様に、各種の実施形態に係る、様々な視点での印刷装置100を示す。
各種の実施形態によれば、印刷装置100は、印刷装置100の部品を設置する、例えば印刷プラテン105を設置するハウジング構造400と、可動配置された印刷ヘッド102と、可動配置された棒状加熱装置108と、コントローラと、モータ等と、を含んでよい。
例えば図4Aに示すように、印刷プラテン106は、例えばz方向に移動するように、可動配置されてよい。複数の寸切ボルト442を用いて、印刷プラテン106を、寸切ボルト442の回転を介して移動させてよい。寸切ボルト442は、該寸切ボルト442に連結された一又は複数のモータにより駆動されてよい。これらの一又は複数のモータは、各種の実施形態によれば、モータ制御回路により駆動されてよい。
各種の実施形態によれば、棒状加熱装置108及び印刷ヘッド102を含む可動配置を提供するために、案内構造402(例えばガイドフレーム)を用いてよい。案内構造402は、(例えばx方向に沿って移動するように)直線移動可能に配置されてよい。例えば、案内構造402は、一又は複数のレールに可動設置されてよい。この場合、棒状加熱装置108及び印刷ヘッド102は、(例えばx方向に沿って)同時に直線状に移動されてよい。案内構造402を移動させるため、例えば印刷ヘッド102及び棒状加熱装置108を移動させるために、モータ配置438を用いてよい。各種の実施形態によれば、案内構造402の移動は、例えばベルトを介して(例えば歯付ベルトを介して)、案内構造402に連結された一又は複数のモータにより駆動されてよい。これらの一又は複数のモータは、各種の実施形態によれば、モータ制御回路により駆動されてよい。
各種の実施形態によれば、棒状加熱装置108は、例えば一又は複数のキャリア要素を介して、案内構造402に固定されてよい。一又は複数の供給ラインは、熱放射を生成する棒状加熱装置108に連結されてよく、一又は複数の供給ラインは、案内構造402に取り付けられてよい。棒状加熱装置108は、固定距離で印刷プラテン106と平行に一列に整列されてよい。各種の実施形態によれば、印刷ヘッド102は、案内構造402に可動設置されてよい。印刷ヘッド102は、(例えばy方向に沿って移動するように)直線状に可動配置されてよい。各種の実施形態によれば、印刷ヘッド102の移動は、印刷ヘッド102に連結された一又は複数のモータにより駆動されてよい。これらの一又は複数のモータは、各種の実施形態によれば、モータ制御回路により制御されてよい。印刷プラテン106、案内構造402、印刷ヘッド102、及び棒状加熱装置108を移動させ、且つ案内構造402に対して印刷ヘッド102を移動させるモータにより、印刷プラテン106上での三次元物体の印刷が可能となる。X、Y、Z移動を制御するモータ制御回路は、少なくとも一のモータ制御器148の一部であってよい。
更に、添加量制御器214は、ハウジング構造400に設置されてよい。
例えば図4B及び図4Cに示すように、印刷ヘッド102は、案内構造402に可動設置されてよい。実例として、案内構造402は、印刷ヘッド102及び棒状加熱装置108を運搬する支持フレームを提供してよい。
各種の実施形態によれば、二の印刷材料成分204a及び204bは、ディスペンサ304に、例えば非混合状態で、夫々の容器202a及び202bから供給されてよい。ディスペンサ304は、二の個別制御可能なポンプ404a及び404bを含んでよい。例えば、個別制御可能なポンプ404a及び404bは、二の印刷材料成分204a及び204bの夫々を運ぶために用いてよい。ポンプ404a及び404bは、少なくとも二の印刷材料成分204a及び204bをリザーバ202に供給し、その後、制御された方法で、ミキサ304m(例えばスクリュー混合流路を含む静止ミキサ)に供給するように構成されてよい。ミキサ304mは、ポンプ404a及び404bの材料出力を受けるように配置されてよい。各種の実施形態によれば、上述のように、ノズル304nは、ミキサ304mの一部にねじ止めされてよい。
各種の実施形態によれば、印刷材料成分204a及び204bの夫々は、ポンプ404a及び404bの夫々のポンプ入力部に対して、約1バールから3バールの範囲の圧力、例えば約2バールの圧力で供給されてよい。この圧力は、圧縮空気又は他の適切な設定により印加されてよい。ポンプ404a及び404bは、少なくとも一のねじ要素の回転速度及び/又は回転数に基づいて材料出力を制御する少なくとも一のねじ要素を含むスクリューコンベアとして構成されてよい。ポンプ404a及び404bは、既定の混合比でミキサ304mに印刷材料成分204a及び204bを供給するように構成されてよい。各種の実施形態によれば、
この混合比は、夫々のポンプ404a及び404bの少なくとも一のねじ要素の回転速度/又は回転数を制御することにより、既定値に調整されてよい。両ポンプの出力部は、リザーバ202に連結されてよく、その後、ミキサ304mに連結されてよい。
印刷ヘッド102は、ディスペンサ304に連結された二のカートリッジ202a及び202b(例えば二のプレリザーバ)を含んでよく、印刷材料成分204a及び204bは、ディスペンサ304に印刷材料成分204a及び204bを供給するための印刷二のカートリッジ202a及び202bに保管されてよい。或いは、印刷材料成分204a及び204bは、一又は複数の供給ラインを介して任意の適切な容器からディスペンサ304に直接供給されてよい。
各種の実施形態によれば、圧縮空気供給(例えば約2バールの圧力を有する)は、圧力ライン408(例えばホース又は管)により、カートリッジ202a及び202bに供給されてよい。各種の実施形態によれば、ポンプモータ414a及び414bは、夫々、ポンプ404a及び404bに連結されてよい。ポンプモータ414a及び414bは、一又は複数の給電ライン406により給電されてよい。各種の実施形態によれば、ポンプモータ414a及び414bの移動は、添加量制御器214により制御されてよい。印刷材料成分204a及び204bの混合比は、ポンプモータ414a及び414bの回転比又はrpm比により制御されてよい。
各種の実施形態によれば、ポンプ404a及び404b、ポンプモータ414a及び414b、並びにリザーバ202は、ディスペンサの一部であってよい。
例えば図4D及び図4Eに示すように、棒状加熱装置108は、印刷プラテン106の方向に放熱するように、案内構造402に固定されてよい。棒状加熱装置108は、熱シールド408s又はリフレクタを含んでよい。熱シールド408sは、例えばアルミニウム、銀、金等の、少なくとも一の金属を含んでよく、又は少なくとも一の金属から構成されてよい。IR放射を放出するために、IRロッド408eを用いてよい。
各種の実施形態によれば、一の層を印刷後、印刷ヘッド102は、案内構造402の端部の待機位置に移動されてよい。その後、棒状加熱装置108は起動され、(例えばy方向に沿って)印刷プラテン106上を駆動されてよい。棒状加熱装置108は、印刷層の夫々に対して、印刷プラテン106上を前後に一回駆動されてよい。その後、棒状加熱装置108は休止され、印刷ヘッド102は、待機位置から操作位置に移動されてよい。
各種の実施形態によれば、図4Fに模式的に示すが、ノズル(即ち、材料出力)を介した印刷材料104の材料流れ(即ち、容量出力)及び印刷材料140の混合比は、添加量制御器214により制御されてよい。
この容量出力は、三次元物体の所望の層を生成する印刷ヘッド移動パラメータ(例えばステップ/ギア/方向)に基づいて決定されてよい。容量出力は、材料流れ、即ち、時間当たりの容量出力として決定されてよい。従って、添加量制御器214は、所望の材料流れや、ひいては所望の容量出力を提供するために、モータ回転又は時間当たりのモータ回転(毎分回転数、即ち、rpm、又は毎秒回転数、即ち、rps)を決定してよい。
モータ回転又は時間当たりのモータ回転は、既定比に従ってポンプモータ414a及び414bで分割されてよく、この既定比は、ポンプモータ414a及び414bにより回転されるポンプ404a及び404bにより運ばれる印刷材料成分204a及び204bの混合比を表す。
例えば、既定比が1:1の場合には、8回転は、ポンプモータ414a及び414bで、ポンプモータ414a及び414bの夫々に対して4回転に分割されてよい。各種の実施形態によれば、混合比、ひいてはポンプモータ414a及び414bを駆動するための既定比は、印刷装置100の動作中、固定又は可変であってよい。添加量制御器214は、既定比を選択及び/又は変更するインターフェース414iを含んでよい。
各種の実施形態によれば、棒状加熱装置108は、例えば高品質石英ガラスからなる、一又は複数のガラス管を含んでよい。棒状加熱装置108は、ツインチューブラジエータとして構成されてよい。各種の実施形態によれば、各ガラス管は、少なくとも一の加熱コイルのハウジングを備えてよい。夫々の加熱コイルは、該加熱コイルを通る電流の流れにより駆動されてよい。電流の流れを用いて、加熱コイルの温度や、ひいては加熱コイルにより放出された放射の電磁波スペクトルを制御してよい。各種の実施形態によれば、加熱コイルは、短波IR放射を実質的に放出するために、約2000度まで、例えば約1500度よりも高い温度まで加熱されてよい。各種の実施形態によれば、リフレクタ(例えば銀又は金の層としての、例えば金属層)は、ガラス管の内部又はガラス管の外部に配置されてよい。加熱コイルを加熱し、且つ加熱コイルを冷却するランプタイムは、2秒よりも短くてよく、例えば約1秒から約2秒の範囲であってよい。
以下に、図面を参照して上述したように、又は上述の実施形態と同様に具体化した各種の実施例を以下に示す。
実施例1は、少なくとも一の印刷材料を用いて、(例えば連続形成)層状で三次元物体をモールドフリーに(言い換えれば、形状自由に)印刷(付加製造又は3Dプリンティングとも称される)する装置であり、該装置は、印刷プラテンと、少なくとも一の印刷材料を出力(言い換えれば、印刷、例えば押出又は紐状で押出)し、且つ、(少なくとも一の印刷ヘッドにより出力された少なくとも一の印刷材料出力を介して)印刷プラテン上に少なくとも一の印刷材料堆積を形成するように構成された少なくとも一の印刷ヘッドと、印刷プラテン上で棒状加熱装置の移動を可能にする可動構成で、印刷プラテン上に配置された棒状加熱装置と、を含んでよく、棒状加熱装置は、熱放射を介して少なくとも一の印刷材料堆積を硬化(ハードニング)(言い換えれば、硬化(キュアリング)、 活性化、又は誘因)するために、印刷プラテンに向かって熱放射を放出するように構成される。
実施例2では、実施例1の装置は、少なくとも一の印刷ヘッドが、紐状で少なくとも一の印刷材料を出力するように構成されることを任意に含んでよい。
実施例3では、実施例1又は2の装置は、棒状加熱装置の移動を駆動するように構成されたモータ配置を任意に更に含んでよい。
実施例4では、実施例3の装置は、モータ配置が、棒状加熱装置に連結された少なくとも一のモータと、該少なくとも一のモータを介して棒状加熱装置の駆動移動を制御するように構成された少なくとも一のモータ制御器と、を含むことを任意に含んでよい。
実施例5では、実施例1から4のうちのいずれか一例の装置は、棒状加熱装置からの熱放射の放出を制御するように構成された加熱装置制御器を任意に更に含んでよい。
実施例6は、少なくとも一の印刷材料を用いて、(例えば連続形成)層状で三次元物体をモールドフリーに(言い換えれば、形状自由に)印刷(付加製造又は3Dプリンティングとも称される)する装置であり、該装置は、印刷プラテンと、少なくとも一の印刷材料を出力(言い換えれば、印刷、例えば押出又は紐状で押出)し、且つ、(少なくとも一の印刷ヘッドにより出力された少なくとも一の印刷材料出力を介して)印刷プラテン上に少なくとも一の印刷材料堆積を形成するように構成された少なくとも一の印刷ヘッドと、印刷プラテン上で棒状放射放出装置の移動を可能にする可動構成で、印刷プラテン上に配置された棒状放射放出装置と、を含んでよく、棒状放射放出装置は、放射を介して少なくとも一の印刷材料堆積を硬化(ハードニング)(言い換えれば、硬化(キュアリング)、 活性化、又は誘因)するために、印刷プラテンに向かって放射を放出するように構成される。
実施例7は、少なくとも一の反応性印刷材料を用いて、(例えば連続形成)層状で三次元物体をモールドフリーに(言い換えれば、形状自由に)印刷(付加製造又は3Dプリンティングとも称される)する装置であり、該装置は、印刷プラテンと、少なくとも一の反応性印刷材料を出力(言い換えれば、印刷、例えば押出又は紐状で押出)し、且つ、(少なくとも一の印刷ヘッドにより出力された少なくとも一の印刷材料出力を介して)印刷プラテン上に少なくとも一の反応性印刷材料堆積を形成するように構成された少なくとも一の印刷ヘッドと、印刷プラテン上で棒状放射放出装置の移動を可能にする可動構成で、印刷プラテン上に配置された棒状放射放出装置と、を含んでよく、棒状放射放出装置は、放射を介して少なくとも一の反応性印刷材料堆積における化学反応を活性化するために、印刷プラテンに向かって放射を放出するように構成される。
実施例8では、実施例6又は7の装置は、少なくとも一の印刷ヘッドが、紐状で少なくとも一の印刷材料を出力するように構成されることを任意に含んでよい。
実施例9では、実施例6から8のうちのいずれか一例の装置は、棒状放射放出装置の移動を駆動するように構成されたモータ配置を任意に更に含んでよい。
実施例10では、実施例9の装置は、モータ配置が、棒状放射放出装置に連結された少なくとも一のモータと、該少なくとも一のモータを介して棒状放射放出装置の駆動移動を制御するように構成された少なくとも一のモータ制御器と、を含むことを任意に含んでよい。
実施例11では、実施例6から10のうちのいずれか一例の装置は、棒状放射放出装置からの放射の放出を制御するように構成された放射放出装置制御器を任意に更に含んでよい。
各種の実施形態によれば、少なくとも一の印刷材料を用いて、層状で三次元物体をモールドフリーに印刷する装置は、印刷プラテンと、紐状で少なくとも一の印刷材料を出力し、且つ、(少なくとも一の印刷ヘッドにより出力された少なくとも一の印刷材料出力を介して)印刷プラテン上に少なくとも一の印刷材料堆積を形成するように構成された少なくとも一の印刷ヘッドと、印刷プラテン上で棒状加熱装置の移動を可能にする可動構成で、印刷プラテン上に配置された棒状加熱装置と、を含んでよく、棒状加熱装置は、熱放射を介して少なくとも一の印刷材料堆積を硬化するために、印刷プラテンに向かって熱放射を放出するように構成される。
各種の実施形態によれば、少なくとも一の印刷材料を用いて、層状で三次元物体をモールドフリーに印刷する装置は、印刷プラテンと、紐状で少なくとも一の印刷材料を出力し、且つ、少なくとも一の印刷ヘッドにより出力された少なくとも一の印刷材料出力を介して印刷プラテン上に堆積層を形成するように構成された少なくとも一の印刷ヘッドと、印刷プラテン上で棒状加熱装置の移動を可能にする可動構成で、印刷プラテン上に配置された棒状加熱装置と、を含んでよく、棒状加熱装置は、熱放射を介して堆積層を硬化するために、印刷プラテンに向かって熱放射を放出するように構成される。
各種の実施形態によれば、棒状加熱装置は、棒状ランプを備える。各種の実施形態によれば、棒状ランプは、棒状赤外発光ランプであってよい。各種の実施形態によれば、棒状ランプは、約780nmから約1mmの範囲の波長を有する光を出射するように構成されてよい。各種の実施形態によれば、棒状ランプは、約780nmから約12μmの範囲、例えば約780nmから約5μmの範囲、例えば約780nmから約2.5μmの範囲、例えば約900nmから約2.5μmの範囲の波長を有する光を出射するように構成されてよい。各種の実施形態によれば、棒状ランプは、印刷プラテンの幅とほぼ同じ又はそれよりも長い長さを有してよい。この場合、放出された熱放射は、印刷プラテンのほぼ全幅に照射されてよい。各種の実施形態によれば、棒状加熱装置は、印刷プラテン上でを直線移動可能に配置されてよい。
各種の実施形態によれば、印刷プラテン上を、例えば直線状に、棒状加熱装置又は棒状放射放出装置を移動させることにより、印刷プラテン上に形成された印刷材料堆積層の均等照射が可能になる。スポット照射又は印刷プラテン全表面の一括照射では、ここに記載するように、印刷プラテン上で棒状加熱装置又は棒状放射放出装置を移動させるので、均等性が低くなる。各種の実施形態によれば、印刷プラテン上で棒状加熱装置又は棒状放射放出装置を移動させる移動速度は、均等照射を得るために、既定値に固定されてよい。各種の実施形態によれば、印刷プラテン上で棒状加熱装置又は棒状放射放出装置を移動させる移動方向は、連続形成される印刷材料堆積層の各層に対して前方から後方に(例えば第1方向から該第1方向と逆平行である第2方向に)一回切り替えられてよい。
実施例12では、実施例1から11のうちのいずれか一例の装置は、少なくとも一の印刷材料を受け入れるリザーバを任意に更に含んでよい。このリザーバは、少なくとも一の印刷材料を少なくとも一の印刷ヘッドに供給するために、少なくとも一の印刷ヘッドに連結されてよい。
実施例13では、実施例1から11のうちのいずれか一例の装置は、第1プレ印刷液を受け入れる第1プレリザーバと、第2プレ印刷液を受け入れる第2プレリザーバと、第1プレ印刷液と第2プレ印刷液とを受け入れ、第1プレ印刷液と第2プレ印刷液とから少なくとも一の印刷材料を供給するリザーバと、を任意に更に備えてよい。各種の実施形態によれば、第1プレ印刷液と第2プレ印刷液とは、二成分反応性印刷材料の成分であってよい。
実施例14では、実施例13の装置は、リザーバに供給された少なくとも一の印刷材料を添加するように構成された添加量制御器を任意に更に含んでよい。各種の実施形態によれば、添加量制御器は、リザーバに供給された第1プレ印刷液の量と第2プレ印刷液の量とを添加するように構成されてよい。
各種の実施形態によれば、モータ制御器は、少なくとも一の印刷材料堆積の各層が形成された後に都度少なくとも一回、印刷プラテン上で棒状加熱装置又は棒状放射放出装置を移動させるように少なくとも一のモータを制御するように更に構成されてよい。各種の実施形態によれば、モータ制御器は、少なくとも一の印刷材料堆積の各層が形成された後に都度二回、印刷プラテン上で棒状加熱装置又は棒状放射放出装置を移動させるように少なくとも一のモータを制御するように更に構成されてよい。
各種の実施形態によれば、加熱装置制御器(熱制御器とも称される)は、少なくとも一の印刷材料堆積における少なくとも一の印刷材料の反応温度まで印刷材料堆積を加熱するために、印刷プラテンに向かって熱放射を放出するように棒状加熱装置を制御するように更に構成されてよい。各種の実施形態によれば、放射放出装置は、印刷材料堆積における化学反応を誘因するために、印刷プラテンに向かって放射を放出するように棒状放射放出装置を制御するように更に構成されてよい。
本発明について、特定の実施形態を参照して詳細に示し説明したが、添付の特許請求の範囲により規定される本発明の要旨及び範囲を逸脱することなく、形式及び詳細において各種の変更がここでなされてよいことは当業者には理解されよう。よって、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲により示され、従って、特許請求の範囲と同等の意味及び範囲内の全ての変更が包含されるように意図されている。

Claims (16)

  1. 少なくとも一の印刷材料(104)を用いて、層状で三次元物体を形状自由に印刷する装置(100)であって、該装置(100)は、
    少なくとも一の印刷紐材(104s)に紐状で印刷材料(104)を出力する少なくとも一の印刷ヘッド(102)と、
    該少なくとも一の印刷ヘッド(102)により出力された前記少なくとも一の印刷紐材(104s)を受け入れる印刷プラテン(106)と、
    該印刷プラテン(106)上に可動配置(108h)された棒状加熱装置(108)と、
    前記少なくとも一の印刷紐材(104s)を、該少なくとも一の印刷紐材(104s)の前記少なくとも一の印刷材料(104)の化学反応を誘因する反応温度まで加熱するために、前記印刷プラテン(106)に向かって熱照射(128)を放出するように前記棒状加熱装置(108)を制御するように構成された加熱制御器(118)と、
    前記印刷プラテン(106)上で前記棒状加熱装置(108)を移動させるように前記棒状加熱装置(108)に連結された少なくとも一のモータ(138)と、
    前記印刷プラテン(106)上で印刷された前記少なくとも一の印刷紐材(104d)を硬化するために、前記印刷プラテン(106)上で前記棒状加熱装置(108)を移動させるように前記少なくとも一のモータ(138)を制御するように構成されたモータ制御器(148)と、
    を備えることを特徴とする装置。
  2. 前記棒状加熱装置(108)は、棒状ランプを備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 前記棒状ランプは、約780nmから約12μmの範囲の波長を有する光を出射するように構成されることを特徴とする請求項2に記載の装置。
  4. 前記棒状ランプは、棒状赤外ランプであることを特徴とする請求項3に記載の装置。
  5. 前記棒状ランプは、前記印刷プラテン(106)のほぼ全幅(103a、103c)に前記照射熱が照射されるように、前記印刷プラテン(106)の幅(103a、103c)とほぼ同じ又はそれよりも長い長さ(103b、103d)を有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記少なくとも一の印刷材料(104)を受け入れるリザーバ(202)であって、前記少なくとも一の印刷ヘッド(102)に前記少なくとも一の印刷材料(104)を供給するために、前記少なくとも一の印刷ヘッド(102)に連結されるリザーバ(202)を更に備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の装置。
  7. 第1プレ印刷液(204a)を受け入れる第1プレリザーバ(202a)と、
    第2プレ印刷液(204b)を受け入れる第2プレリザーバ(202b)と、
    前記第1プレ印刷液(204a)と前記第2プレ印刷液(204b)とを受け入れ、前記第1プレ印刷液(204a)と前記第2プレ印刷液(204b)とから前記少なくとも一の印刷材料(104)を供給するリザーバ(202)と、
    を更に備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記棒状加熱装置(108)は、前記印刷プラテン(106)上を直線移動可能に配置されることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記リザーバ(202)に供給された前記少なくとも一の印刷材料(104)を添加するように構成された添加量制御器(214)を更に備えることを特徴とする請求項6に記載の装置。
  10. 前記リザーバ(202)に供給された前記第1プレ印刷液(204a)の量と前記第2プレ印刷液(204b)の量とを添加するように構成された添加量制御器(214)を更に備えることを特徴とする請求項7又は8に記載の装置。
  11. 前記モータ制御器(148)は、前記少なくとも一の印刷紐材の各層(104d)が前記印刷プラテン(106)上に印刷された後に都度少なくとも一回、前記印刷プラテン上で前記棒状加熱装置(108)を移動させるように前記少なくとも一のモータ(138)を制御するように更に構成されることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一項に記載の装置。
  12. 少なくとも一の印刷材料(104)と、請求項1ないし11のいずれか一項に記載の装置とを用いて、層状で三次元物体を形状自由に印刷する方法。
  13. 前記少なくとも一の印刷材料(104)は、前記印刷装置に注入され、且つ加熱時に硬化/反応して一の印刷物体、又は一の物体における一の(又は複数の)印刷層を形成する、一又は複数の反応性液体材料を含んでよいことを特徴とする、請求項12に記載の層状で三次元物体を形状自由に印刷する方法。
  14. 前記少なくとも一の印刷材料は、UV光によって硬化される樹脂、シリコーンゴム、及び/又は、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂等の熱可塑性プラスチックであってよいことを特徴とする、請求項12又は13に記載の層状で三次元物体を形状自由に印刷する方法。
  15. 前記少なくとも一の印刷材料(104)は、3D印刷可能シリコーンゴム組成を含むことを特徴とする、請求項13又は14に記載の層状で三次元物体を形状自由に印刷する方法。
  16. 前記3D印刷可能シリコーンゴム組成は、
    該組成の総重量に基づき35から85重量%の量で、1分子当たりにケイ素原子に結合した少なくとも2個のアルケニル基を含むオルガノポリシロキサン(A)と、
    前記組成の総重量に基づき0.1から15重量%の量で、1分子当たりに少なくとも3個のケイ素結合水素原子を含むオルガノポリシロキサン(B)と、
    反応性オルガノポリシロキサン(A)及び(B)の総重量に基づき、白金系触媒(C)における白金原子の量が0.1から500重量ppm(百万分率)である、白金系触媒(C)と、
    前記3D印刷可能エラストマー組成において10から50,000重量ppmの量で、アセチレンアルコール類及びこれらの誘導体からなる群から選択された抑制剤(D)と、
    前記組成の総重量に基づき10から40重量%の量である、シリカフィラー(E)と、
    前記組成の総重量に基づき0から10重量%の量である、或いは前記組成の総重量に基づき0.1から10重量%の量である、任意の添加剤と、
    を含むことを特徴とする、請求項15に記載の層状で三次元物体を形状自由に印刷する方法。
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