JP2021508625A - 3dプリンタおよび生成的製造プロセス - Google Patents
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Abstract
Description
(1)最初に、粒状材料を構築フィールドの表面全体に塗布して、未固化の粒状材料層を形成する。
(2)未固化の粒状材料塗布層は、例えば、結合剤などの処理剤を選択的に印刷することによって、所定の部分領域で選択的に固化される。
(3)ステップ(1)および(2)を繰り返して、所望の部品を製造する。この目的のため、部品が層状に構築される構築プラットフォームは、例えば、新しい層を塗布する前に、それぞれ1層分の厚さだけ低くしてもよい(あるいは、コーティング装置および印刷装置を、例えば、それぞれ1層分の厚さだけ高くしてもよい)。
(4)最後に、ゆるい、未固化の粒状材料で支持され囲まれている製造済み部品を取り出すことができる。
処理剤は、サブエリアの構築材料層の固化に寄与する。例えば、処理剤は、例えば多成分結合剤の結合剤成分などの結合剤であり得る。
さらに、構築空間は、上述の構築ボックスによって形成/規定されてもよい。すなわち、3Dプリンタは、例えば、上述の構築ボックスを備えてもよい。3Dプリンタは、固化される構築材料の均一な構築材料層の形態で構築材料を構築空間に供給するため、構築空間を横切って第1方向(例えば第1水平方向)に移動可能なコーティング装置、および先に塗布された構築材料層の部分領域に流動性の処理剤を制御された方法で出力するため、構築空間を横切って第2方向(例えば第2水平方向)に移動可能な印刷装置から構成されており、それはその選択的な固化に寄与する。例えば、コーティング装置は、いわゆる「容器コーティング装置」(上記参照;構築空間を横切って(例えば水平に)移動でき、粒状の構築材料を収容する内部キャビティを画定する容器を備え、粒状の構築材料を構築フィールドまたは構築空間に出力するための開口部で開口するコーティング装置)として構成されてもよく、例えば、いわゆる「スロットコーティング装置」として、その開口部は長く延びるスロットとして構成される。3Dプリンタはさらに、時間的に重なり合う方法で構築空間を横切って移動するように、および/または重なり合う方法で、構築材料を構築空間に供給するか、または先に塗布された構築材料層の部分的な領域に制御された方法で流動性処理剤を出力するようにコーティング装置および印刷装置を制御するように構成された制御装置を含む。
換言すれば、本発明によれば、印刷およびコーティングは、構築空間内で部分的/一時的に同時に/並行して行われる。例えば、コーティング装置が層を塗布し始め、コーティング装置が十分に移動した後、または層が第1方向に十分に塗布された後、層の第1セクション(いわゆるプリントセクション、例えば 「最初のクロスストリップ」)は、「コーティング装置の後方」またはその後ろで印刷できるため、完全な層の完成を待つ必要はない。
この目的のために、印刷装置は、例えば、第1方向にセグメント化されたプリントヘッドを有してもよく、そのセグメント(例えば、プリントセクションまたは印刷ストリップごとに1つのセグメント)は、構築空間を横切って第2方向に別々に移動可能であり、または第1方向に変位可能なプリントヘッドを有してもよい(下記参照)。したがって、一般に、印刷装置は、第1方向に見て、順に配置され連続して処理される複数のプリントセクションで、構築空間または先に塗布された層に選択的に印刷するように構成されてもよく、それぞれのプリントセクションは印刷装置によって第2方向に沿って通る。しかし、代替的に、コーティング装置はまた印刷装置の後方で動作してもよく、すなわち、印刷装置は、既に完全に塗布された層の印刷を開始してもよく、例えば、層の第1セクション(第1プリントセクションに相当する)、または十分に大きな領域が印刷装置によって完全に処理された後、コーティング装置が新たな層の塗布を開始してもよい。すなわち、「新しく」印刷された第1プリントセクションのコーティングをしてもよい。
tB,D/tB*100、ここで、tBは層をコーティングまたは塗布するのに要する時間(すなわち、コーティング装置が構築空間を横切って移動する時間)であり、tB,Dは、印刷とコーティングの両方にかかる時間、またはコーティング装置と印刷装置が時間的な重なりとともに構築空間を横切って移動する時間(例えば、構築空間を横切って印刷装置の個々の走行の間に可能な旋回セクションを含むが、コーティング装置を進めるために印刷装置が2つの個々の走行の間に静止している/休止している間の印刷装置の可能な待機期間/停止期間を除く)である。例えば、印刷装置が(連続して)コーティング装置の後方で動作する場合には、重なり度合いは、例えば、印刷の開始(印刷装置が第2方向に構築空間を通過するためにそこに到達した時)からの残りのコーティング時間を総コーティング時間(1層分)で割った商から計算することができる。例えば、コーティング装置が印刷装置の後方で動作する場合には、重なり度合いは、例えば、コーティング開始(コーティング装置が第1方向に構築空間を通過するためにそこに到達した時)からの残りの印刷時間を総コーティング時間(1層分)で割った商からから計算することができる。
したがって、構築空間を横切って第1方向へのコーティング装置の単一の移動は、構築空間を横切って第2方向への印刷装置の単一の移動以上である。換言すれば、第1方向の構築空間の寸法は、第2方向の構築空間の寸法以上であってもよい。したがって、構築空間は、上面図で2つの長辺および2つの短辺を有する正方形または長方形であり得る。後者の場合、コーティング装置の経路は長辺に対応し、(単一の)印刷装置の経路は短辺に対応する。
印刷装置の1つのまたは複数のプリントヘッドの出力部分(例えば、プリントヘッドの複数の印刷ノズルによって形成されている)は、第2方向に垂直な方向および/または第1方向に延びていてもよく、および/または
プリントヘッドの出力領域は、第2方向に垂直な方向および/または第1方向において、(その方向において)構築空間よりも短く、および/またはコーティング装置によって移動される距離よりも短く、例えば、実質的にコーティング装置によって移動される距離の半分の大きさまたはそれよりも小さくてもよい。例えば、プリントヘッドの出力領域の長さは、第1方向において、第1方向における構築空間の長さの65%以下、例えば60%以下、例えば55%以下、例えば50%以下、例えば45%以下、例えば40%以下、例えば35%以下であってもよい。例えば、プリントヘッドの出力領域の長さは、第1方向において、第1方向における構築空間の長さの10%以上、例えば15%以上、例えば20%以上、例えば25%以上、例えば30%以上であってもよい。例えば、第1方向におけるプリントヘッドの出力領域の長さは、第1方向における構築空間の長さの65%〜10%の範囲、例えば60%〜15%の範囲、例えば55%〜15%の範囲であってもよい。
例えば、プリントヘッドの出力領域は、第1方向において、それぞれのプリントセクション(上記参照)の延長部以上、例えば、それぞれのプリントセクションよりもわずかに大きく、例えば20%大きく、例えば15%大きく、例えば10%大きく、例えば5%大きくなるように設定されてもよい。この場合、プリントヘッドの全てのプリントノズルがプリントセクションを印刷するために必要なものではなく、例えばプリントヘッドのエッジ部分に配置されているものが必要なものではない。
第1方向と第2方向とが交差して、それによって角度、例えば実質的に90°の角度を形成してもよく(実質的とは、例えば±25°、例えば±20°、例えば±15°、例えば±10°、例えば±5°を意味してもよい)、および/または
構築空間は、平面視において、例えば2つの長辺および2つの短辺を有する長方形に形成されてもよく、ここで、例えば、第1方向が、構築空間の長辺に対して実質的に平行であり(実質的とは、±10°、例えば、±5°の偏差を意味し得る)、および/または
コーティング装置によって移動される距離は、第2方向に沿って構築空間を横切って印刷装置によって移動される単一距離よりも、例えば少なくとも1.2の係数まで、例えば少なくとも1.3の係数まで、例えば少なくとも1.4の係数まで、例えば少なくとも1.5の係数まで大きくてもよく、および/または
第2方向に沿って構築空間を横切る印刷装置によって移動される単一距離は1.0mから1.4m、例えば1.2mであってよい。
3Dプリンタは、さらに、第1構築空間および第2構築空間を横切って、第1及び第3方向に対してある角度(例えば、それぞれ実質的に90°の角度)で配置された第2方向(例えば、第2水平方向)に移動可能であり、第1構築空間の先に塗布された構築材料層の部分領域および第2構築空間の先に塗布された構築材料層の部分領域に流動性の処理剤を制御された方法で出力するための共通の(すなわち、2つの構築空間によって共有される、または両方の構築空間に提供する)印刷装置を備えている。3Dプリンタはさらに、第1構築空間を横切る第1方向における第1コーティング装置の移動と、第2構築空間を横切る第3方向における第2コーティング装置の移動が、第1構築空間を横切る第2方向における印刷装置の移動と、第2構築空間を横切る第2方向における印刷装置の移動のうちの少なくとも1つと時間的に重なるように、および/または、第1コーティング装置による第1構築空間への構築材料の供給と、第2コーティング装置による第2構築空間への構築材料の供給が、第1構築空間および第2構築空間の少なくとも一方の構築材料層への流動性の処理剤の制御された出力が時間的に重なっているように、第1コーティング装置、第2コーティング装置、および共通の印刷装置を制御するように構成された制御装置を構成する。例えば、制御装置は、第1構築空間および/または第2構築空間を横切って第1コーティング装置および第2コーティング装置を実質的に横並び/並列/同時に移動させるように構成されてもよい(実質的にとは、例えば、90%以上、例えば、95%以上の時間の重なりがあることを意味してもよい)。
重なりの程度は例えば、下記のように計算することができる:
tB,D/tB*100、ここで、tBは、2つ/全ての構築空間においてコーティングに要する時間(すなわち、第1コーティング装置および第2コーティング装置が層をコーティングするためにそれぞれの構築空間を横切って移動する間の時間)であり、tB,Dは、印刷およびコーティングの両方が行われる時間、および/または、時間的に重なるよう、(例えば、構築空間を横切る印刷装置の単一の移動の間の可能な旋回セクションを含む)コーティング装置および印刷装置が構築空間を横切って移動する間の時間である。例えば、印刷装置がコーティング装置の後方で動作する場合には、重なり度合いは、例えば、印刷の開始(印刷装置が第2方向に構築空間を横切って移動するためにそこに到達した時)からの残りのコーティング時間を総コーティング時間(第1及び第2構築空間に完全な層が塗布されるまで)で割った商から計算することができる。例えば、コーティング装置が印刷装置の後方で動作する場合には、重なりの度合いは、例えば、コーティング開始(第1コーティング装置と第2コーティング装置が第1方向にそれぞれの構築空間横切って移動するためにそこに到達した時点)からの残りの印刷時間を総コーティング時間で割った商から計算することができる。同様に、重なりの程度は、第3コーティング装置を備えた第3構築空間、第4コーティング装置を備えた第4構築空間、第5コーティング装置を備えた第5構築空間などの場合も計算できる。
印刷装置は第1方向に変位可能なプリントヘッドを備えてもよく、制御装置が、例えばプリントヘッドが、例えばU字形経路またはS字形経路に沿って、完全に蛇行するパターンで第1および第2構築空間を横切って移動するように、第1構築空間の構築材料層と第2構築空間の構築材料層を選択的に印刷するために、第1と第2構築空間を横切って、(オフセット/変位した方法で)第2方向に複数回(交互に)プリントヘッドを移動させるよう構成されており、(印刷装置は、例えば、第1態様に記載されたように構成されていてもよく、プリントヘッドキャリアは、第1および第2構築空間を横切って、第2方向にリニアガイドに沿って移動可能であってもよい)、および/または
第1方向に沿って第1構築空間を横切る第1コーティング装置によって移動される距離は、第2方向に沿って第1構築空間を横切る印刷装置によって移動される(単一の)距離以上であってもよく、例えば、少なくとも1.2の係数まで大きくてもよく、および/または第1方向における第1構築空間の寸法は、第2方向における第1構築空間の寸法以上であってもよく(第1態様について詳細に記載されているように、この配置は、最終的には、部品の品質、コスト、複雑さ、および製造プロセス全体の持続時間に関して有利であり)、および/または
第3方向に沿って第2構築空間を横切る第2コーティング装置によって移動される距離は、第2方向に沿って第2構築空間を横切る印刷装置によって移動される(単一の)距離以上であってもよく、例えば、少なくとも1.2の係数まで大きくてもよく、および/または第3方向における第2構築空間の寸法は、第2方向における第2構築空間の寸法以上であってもよく(第1態様について詳細に記載されているように、この配置は最終的に部品の品質、コスト、複雑さ、および製造プロセス全体の持続時間に関して有利であり)、および/または
第1コーティング装置および第2コーティング装置はそれぞれ双方向コーティング装置として構成されてもよく、および/または共通の印刷装置は双方向印刷装置として構成されてもよい。
第1構築空間と第2構築空間は、実質的に同じ形状と大きさを有していてもよく、および/または
第1構築空間と第2構築空間は第2方向から見て交互に配置されていてもよく、および/または
第1構築空間および第2構築空間はそれぞれ、例えば、2つの長辺および2つの短辺を有する長方形に形成されてもよく、第1構築空間および第2構築空間は互いに隣接する2つの長辺を有するように配置され、および/または第1方向および第3方向は、それぞれ第1構築空間の長辺および第2構築空間の長辺に対して実質的に平行であり(実質的にとは、この点において、±10°、例えば、±5°の偏差を意味し得る)、および/または
第1コーティング装置の出力領域は、第1方向に垂直な方向におよび/または第2方向に完全に第1構築空間に及んでいてもよく、および/または
第2コーティング装置の出力領域は、第3方向に垂直な方向におよび/または第2方向に完全に第2構築空間に及んでいてもよく、および/または
印刷装置のプリントヘッドの出力領域は、第2方向に垂直な方向および/または第1方向に延びていてもよく、および/または
プリントヘッドの出力領域は第1構築空間よりも短くてもよく、および/または第1コーティング装置によって移動される距離よりも短くてもよく、例えば、第2方向に垂直な方向および/または第1方向に、実質的に半分以下の大きさであってもよく(この態様にも同様に適用される第1様態に関する他の記載を参照のこと)、および/または
第2方向(H2)に沿って第1構築空間を横切って印刷装置が移動する単一の距離は、1.0m〜1.4m、例えば1.2mであってもよく、および/または第2方向に沿って第2構築空間を横切って印刷装置が移動する単一の距離は、1.0m〜1.4m、例えば1.2mであってよく、および/または
制御装置は、第1コーティング装置、第2コーティング装置および共通の印刷装置、例えばプリントヘッドを、第1及び第3方向に見て、共通の、第1側から、第1および第2構築空間を横切って、第1及び第3方向に見て、反対側の、第2側に移動させ、それによって粒状物質および/または流動性の処理剤を分配するよう構成されていてもよく、その後、任意に、第1コーティング装置、第2コーティング装置および共通の印刷装置、例えばプリントヘッドを、第2側から第1側に戻って移動させ、それによって粒状物質および/または流動性の処理剤を再び分配するように構成されていてもよい。
共通の印刷装置は、例えば第3構築空間の先に塗布された構築材料層の部分領域に流動性の処理剤を制御された方法で出力するために、第3構築空間を横切って第2方向に移動可能であってもよい。第3コーティング装置の出力領域は、例えば第4方向に直交する方向に第3構築空間に完全に及んでいてもよい。第4方向に沿って第3構築空間を横切る第3コーティング装置によって移動される距離は、例えば第2方向に沿って第3構築空間を横切る印刷装置によって移動される(単一の)距離以上であってもよく、例えば、少なくとも1.2の係数まで大きくてもよく、および/または第4方向に沿って第3構築空間の寸法は、例えば第2方向に沿って第3構築空間の寸法以上であってもよい(第1態様について詳細に記載されているように、この配置は最終的には部品の品質、コスト、複雑さ、および製造プロセス全体の持続時間に関して有利である)。制御装置は、例えば、関連する構築空間を横切るコーティング装置のそれぞれの移動が構築空間の少なくとも1つを横切る第2方向への共通の印刷装置の移動と時間的に重なるように、および/または関連するコーティング装置によるそれぞれの構築空間への構築材料の供給が少なくとも1つの構築空間の先に塗布された構築材料層への流動性の処理剤の制御された分配と時間的に重なるように、第1コーティング装置、第2コーティング装置、第3コーティング装置、および共通の印刷装置を制御するように構成されていてもよい。
このような4つ以上の構築空間と4つ以上のコーティング装置を有するマルチコンストラクションスペース3Dプリンタについては、1個、2個および/または3個の構築空間とコーティング装置を有する3Dプリンタについての上記の情報が同様に適用される。
印刷装置は、第1方向に変位可能なプリントヘッドを構成してもよく、例えば、プリントヘッドが、U字形経路またはS字形経路に沿って、一般的に蛇行するパターンで構築空間を横切って移動するように、構築材料層を選択的に印刷するために、構築空間を横切って第2方向に複数回(変位した方法で)プリントヘッドを移動させるように構成されてもよく、および/または
コーティング装置が第1方向に沿って構築空間を横切って移動する距離は、第2方向に沿って構築空間を横切って一旦移動する際に印刷装置によって移動される距離以上であり得る(例えば、層のコーティングおよび/または形成は、プリントセクションの印刷が第2方向に沿って行われる距離以上の距離に沿って行われてもよい。)および/または
双方向コーティング装置がコーティング装置として使用されてもよく、および/または粒状構造材料が第1方向に移動の間および第1方向へ戻る移動の間コーティング装置により分配されてもよく、および/または双方向印刷装置が印刷装置として使用されてもよく、および/または流動性の処理剤が第2方向に移動の間および第2方向へ戻る移動の間に印刷装置により分配されてもよく、および/または
コーティング装置およびプリントヘッドは、第1方向に見て、共通の、第1側から出発して、構築空間を横切って、第1方向に見て、反対側の、第2側に移動されるように構成されてもよく、それにより粒状材料および流動性の処理剤をそれぞれ分配するよう構成されてもよく、その後、任意に、コーティング装置およびプリントヘッドを、第2側から第1側に戻って移動させ、それにより粒状物質および/または流動性の処理剤を再びそれぞれ分配するように構成されていてもよい。
コーティング装置の出力領域は、第1方向に垂直な方向におよび/または第2方向に完全に構築空間に及んでいてもよく、および/または
印刷装置のプリントヘッドの出力領域は、第2方向に直交する方向および/または第1方向に延びていてもよく、および/または
プリントヘッドの出力領域は、第2方向に垂直な方向および/または第1方向において、構築空間よりも短く、および/またはコーティング装置によって移動される距離よりも短く、例えば、実質的に半分の大きさまたはそれよりも小さくてもよく、および/または
第1方向と第2方向は交差してもよく、それにより角度、例えば実質的に90°の角度を形成することができ、および/または
構築空間は、平面視において、例えば2つの長辺および2つの短辺を有する長方形に形成されてもよく、例えば第1方向が構築空間の長辺に対して実質的に平行であり、および/または
コーティング装置によって移動される距離は、第2方向に沿って構築空間を横切って印刷装置によって移動される単一距離よりも、例えば少なくとも1.2の係数まで大きくてもよく、および/または
第2方向に沿って構築空間を横切って印刷装置によって移動される単一距離は1.0m〜1.4m、たとえば1.2mであってよい。
それぞれの層を塗布するため第1構築空間を横切って第1方向に移動される第1コーティング装置を用いて、第1構築空間内に、重なり合う粒状の構築材料の層、例えば砂粒子を含む層を形成し、
それぞれの層を塗布するために第1方向に実質的に平行な第3方向に第2構築空間を横切って移動される第2コーティング装置を用いて、第2構築空間内に、重なり合う粒状の構築材料の層、例えば砂粒子を含む層を形成し、そして
第1構築空間内の先に塗布された構築材料層の部分領域と、第2構築空間内の先に塗布された構築材料層の部分領域に、それぞれの構築材料層の選択的な固化に寄与する、流動性の処理剤を制御された方法で出力するため、第1及び第3方向に対して角度をつけて配置された第2方向に第1構築空間及び第2構築空間を横切って移動した共通の印刷装置を用いて、第1構築空間内のそれぞれの部分領域に複数の隣接する構築材料層を選択的に印刷し、第2構築空間内のそれぞれの部分領域に複数の隣接する構築材料層を選択的に印刷する。
この点について、このプロセスにおいて、第1構築空間を横切る第1方向の第1コーティング装置の移動と、第2構築空間を横切る第3方向の第2コーティング装置の移動は、第1構築空間を横切る第2方向の共通の印刷装置の移動と第2構築空間を横切る第2方向の共通の印刷装置の移動の少なくとも一方と時間的に重なるように実施され、および/または、第1コーティング装置による第1構築空間への構築材料の供給と、第2コーティング装置による第2構築空間への構築材料の供給は、第1構築空間および第2構築空間の少なくとも一方の先に塗布された構築材料層への流動性の処理剤の制御された分配と時間的に重なるよう実施される。
共通の印刷装置は、第1方向に変位可能な共通のプリントヘッドを構成してもよく、例えば、プリントヘッドが、U字形経路またはS字形経路に沿って、一般的に蛇行するパターンで第1及び第2構築空間を横切って移動するように、第1構築空間の構築材料層と第2構築空間の構築材料層を選択的に印刷するために、第1及び第2構築空間を横切って第2方向に複数回共通のプリントヘッドを移動させるように構成されてもよく、および/または
第1方向に沿って第1構築空間を横切る第1コーティング装置によって移動される距離は、第2方向に沿って第1構築空間を横切る印刷装置によって移動される(単一の)距離以上であってもよく、例えば少なくとも1.2の係数まで大きくてもよく、および/または
第3方向に沿って第2構築空間を横切る第2コーティング装置によって移動される距離は、第2方向に沿って第2構築空間を横切る印刷装置によって移動される(単一の)距離以上であってもよく、例えば少なくとも1.2の係数まで大きくてもよく、および/または
第1コーティング装置および第2コーティング装置は、それぞれ双方向コーティング装置として動作してもよく、および/または印刷装置は、双方向印刷装置として動作してもよく、および/または
第1構築空間と第2構築空間は実質的に同じ形状と大きさを有していてもよくおよび/または
第1構築空間と第2構築空間は、第2方向に見て交互に配置されていてもよく、および/または
第1構築空間および第2構築空間は、それぞれ例えば、2つの長辺および2つの短辺を有する長方形に形成されてもよく、第1構築空間および第2構築空間は互いに隣接する2つの長辺を有するように配置され、および/または第1方向および第3方向はそれぞれ第1および第2構築空間の長辺に対して実質的に平行であり、および/または
第1コーティング装置の出力領域は、第1方向に垂直な方向におよび/または第2方向に完全に第1構築空間に及んでいてもよく、および/または
第2コーティング装置の出力領域は、第3方向に垂直な方向におよび/または第2方向に完全に第2構築空間に及んでいてもよく、および/または
印刷装置のプリントヘッドの出力領域は、第2方向に垂直な方向におよび/または第1方向に延びていてもよく、および/または
プリントヘッドの出力領域は、第2方向に垂直な方向および/または第1方向において第1構築空間よりも短く、および/または第1コーティング装置によって移動される距離よりも短く、例えば、実質的に半分の大きさまたはそれよりも小さくてもよく、および/または
第2方向に沿って第1構築空間を横切って印刷装置により移動される単一の距離は1.0mから1.4m、例えば1.2mであってもよく、および/または
第2方向に沿って第2構築空間を横切って印刷装置により移動される単一の距離は1.0mから1.4m、例えば1.2mであってよく、および/または
第1コーティング装置、第2コーティング装置および印刷装置は、第1及び第3方向に見て、共通の、第1側から、第1および第2構築空間を横切って、第1及び第3方向に見て、反対側の、第2側に移動されていてもよく、それによって粒状物質および流動性の処理剤をそれぞれ分配し、その後任意に、第1コーティング装置、第2コーティング装置および印刷装置は、第2側から第1側に戻って、それによって粒状物質および/または流動性の処理剤をそれぞれ再び分配するように移動されてもよい。
平面図では、構築空間B1はここでは例として2つの長辺と2つの短辺を有する長方形に形成されている。
そして、プリントヘッド7をキャリア9に対して下面に位置するように第1方向に再び変位させた後、構築材料層の第3/下側プリントセクションに流動性の処理剤を制御された方法で分配するため、プリントヘッド7は再び構築空間B1を横切って第2方向H2(図2の下、横向きの矢印H2)に移動する。プリントヘッド7を移動、変位させる間、コーティング装置3は、次の層の塗布を完了するため第1方向に移動し続ける。
したがって、プリントヘッド7は再びコーティング装置3の「後方」で動作し、制御装置Cはコーティング装置3および印刷装置5を第2側から第1側に戻すように構成され、それにより、 粒状物質と流動性の処理剤をそれぞれ分配する。図1および図2に示すシーケンスは、必要に応じて何度でも繰り返すことができる。
第2方向における寸法は、長方形の短辺に対応してもよく、第1、第3および/または第4方向の寸法は、長方形の長辺に対応してもよい。言うまでもなく、3Dプリンタは、図5の構築空間B3の右側及びその隣に(図示された構築空間と同じ向きで)配置され得る1つ以上の追加の構築空間によって補完されてもよく、これらの構築空間は、それぞれが、関連する別個のコーティング装置を有していてもよく、さらに、共通の印刷装置によっても機能することができる。
Claims (15)
- 第1構築空間(B1)と、これに隣接する第2構築空間(B2)とにおいて1つ以上の3次元部品を層状に形作るように構成され、
第1構築空間(B1)に第1コーティング装置(3)が割り当てられ、第2構築空間(B2)に第2コーティング装置(13)が割り当てられ、それぞれの構築空間に、固化される構築材料の均一な構築材料層の形態で構築材料を供給するために、それぞれ第1構築空間(B1)を横切る第1方向(H1)と第2構築空間(B2)を横切る第1方向(H1)に実質的に平行である第3方向(H3)にそれぞれ移動可能であり、
第1構築空間(B1)の先に塗布された構築材料層の部分領域および第2構築空間(B2)の先に塗布された構築材料層の部分領域に流動性の処理剤を制御された方法で出力するために、第1及び第3方向(H1、H3)に対して角度をつけて配置された第2方向(H2)において第1構築空間(B1)及び第2構築空間(B2)を横切って移動可能である共通の印刷装置5を有し、
第1コーティング装置(3)の出力領域が、第1方向(H1)に垂直な方向において完全に第1構築空間(B1)に及んでおり、
第2コーティング装置(13)の出力領域が第3方向(H3)に垂直な方向に完全に第2構築空間(B2)に及んでおり、
第1方向(H1)に沿って第1構築空間(B1)を横切る第1コーティング装置(3)によって移動する距離(S1)は、第2方向(H2)に沿って第1構築空間(B1)を横切る印刷装置(5)によって移動する(単一の)距離(S21)以上であり、
第3方向(H3)に沿って第2構築空間(B2)を横切る第2コーティング装置(13)によって移動する距離(S3)は、第2方向(H2)に沿って第2構築空間(B2)を横切る印刷装置(5)によって移動する(単一の)距離(S22)以上であり、
第1構築空間(B1)を横切る第1方向(H1)における第1コーティング装置(3)の移動と、第2構築空間(B2)を横切る第3方向(H3)における第2コーティング装置(13)の移動とが、第1構築空間(B1)を横切る第2方向(H2)における印刷装置(5)の移動と第2構築空間(B2)を横切る第2方向(H2)における印刷装置(5)の移動の少なくとも一方と時間的に重なるように、および/または、第1コーティング装置(3)による第1構築空間(B1)への構築材料の供給と第2コーティング装置(13)による第2構築空間(B2)への構築材料の供給とが、第1構築空間(B1)および第2構築空間(B2)の少なくとも一つの先に塗布された構築材料層への流動性の処理剤の制御された出力と時間的に重なるよう、第1コーティング装置(3)、第2コーティング装置(13)および共通の印刷装置(5)を制御するよう構成された制御装置(C)をさらに備える、3Dプリンタ(10)。 - 印刷装置(5)が第1方向(H1)に変位可能なプリントヘッド(7)を備え、制御装置(C)が、例えばプリントヘッド(7)が、例えばU字形経路またはS字形経路に沿って、完全に蛇行するパターンで第1及び第2構築空間(B1,B2)を横切って移動するように、第1構築空間(B1)の構築材料層と第2構築空間(B2)の構築材料層を選択的に印刷するため、第1及び第2構築空間(B1,B2)を横切って第2方向(H2)に複数回プリントヘッドを移動させるように構成され、
第1方向(H1)に沿って第1構築空間(B1)を横切る第1コーティング装置(3)によって移動する距離(S1)は、第2方向(H2)に沿って第1構築空間(B1)を横切る印刷装置(5)によって移動する(単一の)距離S21より少なくとも1.2の係数まで大きく、および/または
第3方向(H3)に沿って第2構築空間B2を横切る第2コーティング装置(13)によって移動する距離(S3)は、第2方向(H2)に沿って第2構築空間(B2)を横切る印刷装置(5)によって移動する(単一の)距離(S22)より少なくとも1.2の係数まで大きく、および/または
第1コーティング装置(3)および第2コーティング装置(13)がそれぞれ双方向コーティング装置として構成され、および/または印刷装置(5)が双方向印刷装置として構成される、請求項1に記載の3Dプリンタ(10)。 - 第1構築空間(B1)と第2構築空間(B2)が実質的に同じ形状と大きさを有し、および/または
第1構築空間(B1)と第2構築空間(B2)が第2方向(H2)に見て交互に配置され、および/または
第1構築空間(B1)および第2構築空間(B2)がそれぞれ、例えば2つの長辺および2つの短辺を有する長方形に形成され、第1および第2構築空間(B1、B2)は互いに隣接する2つの長辺を有するように配置され、および/または第1方向(H1)および第3方向(H3)がそれぞれ第1構築空間の長辺と第2構築空間の長辺に対して実質的に平行であり、および/または
印刷装置のプリントヘッド(7)の出力領域が第2方向(H2)に垂直な方向および/または第1方向(H1)に延びており、および/または
第2方向(H2)に垂直な方向および/または第1方向(H1)におけるプリントヘッド(7)の出力領域が第1構築空間(B1)より短く、および/または第1コーティング装置(3)によって移動される距離(S1)よりも短く、例えば、実質的に半分の大きさまたはそれよりも小さく、および/または
第2方向(H2)に沿って第1構築空間(B1)を横切って印刷装置(5)により移動する単一の距離(S21)は1.0mから1.4m、例えば1.2mであり、および/または
第2方向(H2)に沿って第2構築空間(B2)を横切って印刷装置(5)により移動する単一の距離(S22)は1.0mから1.4m、例えば1.2mであり、および/または
第1コーティング装置(3)、第2コーティング装置(13)および共通の印刷装置(5)が第1及び第3方向に見て、共通の第1側から、第1および第2構築空間を横切って、第1及び第3方向に見て、反対側の第2側に移動するよう制御装置(C)を構成し、それによって粒状物質および流動性の処理剤をそれぞれ分配し、そして、その後任意に第1コーティング装置(3)、第2コーティング装置(13)および共通の印刷装置(5)、例えばプリントヘッド(7)が第2側から第1側に戻り、それによって粒状物質および/または流動性の処理剤をそれぞれ再び分配する、請求項1または2に記載の3Dプリンタ(10)。 - 第2構築空間(B2)に隣接して配置された第3構築空間(B3)と、第3構築空間(B3)に割り当てられ、固化される構築材料の均一な構築材料層の形態で構築材料を第3構築空間(B3)に供給するために、第1方向(H1)に実質的に平行な第4方向(H4)に沿って第3構築空間(B3)を横切って移動可能な第3コーティング装置(23)とをさらに備え、
3Dプリンタが第3構築空間(B3)に1つ以上の3次元部品を層状に形作るように構成され、
共通の印刷装置(5)は、第3構築空間(B3)の先に塗布された構築材料層の部分領域に流動性の処理剤を制御された方法で出力するため第3構築空間(B3)を横切って第2方向(H2)に移動可能であり、
第3コーティング装置(23)の出力領域が第4方向(H4)に垂直な方向において完全に第3構築空間(B3)に及んでおり、
第4方向(H4)に沿って第3構築空間(B3)を横切って第3コーティング装置(23)が移動する距離が、第2方向(H2)に沿って第3構築空間(B3)を横切って印刷装置(5)が移動する(単一の)距離以上であり、
制御装置(C)は、関連する構築空間を横切るコーティング装置のそれぞれの移動が、構築空間(2、12、23)の少なくとも1つを横切る第2方向(H2)における共通の印刷装置(5)の移動と時間的に重なるように、および/または関連するコーティング装置によるそれぞれの構築空間への構築材料の供給が構築空間(2、12、23)の少なくとも1つに先に塗布された構築材料層への流動性の処理剤の制御された出力と時間的に重なるよう、第1コーティング装置(3)、第2コーティング装置(13)、第3コーティング装置(23)および共通の印刷装置(5)を制御するように構成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の3Dプリンタ(10)。 - 3Dプリンタの第1構築空間(B1)内で、少なくとも1つの3次元部品、例えば鋳造型または鋳造中子を、および第1構築空間(B1)に隣接して配置された3Dプリンタの第2構築空間(B2)内で、少なくとも1つの3次元部品、例えば鋳造型または鋳造中子を製造するための生成的製造プロセスであり、
前記第1構築空間(B1)を横切って第1方向(H1)に移動して各層を塗布する第1コーティング装置(3)を用いて、第1構築空間(B1)内に、重なり合った粒状の構築材料の層、例えば砂粒子を含む層を形成し、
第1方向に実質的に平行な第3方向(H3)に第2構築空間(B2)を横切って移動して各層を塗布する第2コーティング装置(3)を用いて、第2構築空間(B2)内に、重なり合った粒状の構築材料の層、例えば砂粒子を含む層を形成し、
第1構築空間(B1)内の先に塗布された構築材料層の部分領域と第2構築空間(B2)内の先に塗布された構築材料層の部分領域に、それぞれの構築材料層の選択的な固化に寄与する、流動性の処理剤を制御された方法で出力するため、第1及び第3方向(H1、H3)に対して角度をつけて配置されている第2方向(H2)に第1構築空間(B1)及び第2構築空間(B2)を横切って移動する共通の印刷装置(5)を用いて、第1構築空間(B1)内のそれぞれの部分領域に複数の隣接する構築材料層を選択的に印刷し、第2構築空間(B2)内のそれぞれの部分領域に複数の隣接する構築材料層を選択的に印刷し、
第1コーティング装置(3)の出力領域が第1方向(H1)に垂直な方向に完全に第1構築空間(B1)に及んでおり、
第2コーティング装置(13)の出力領域が第3方向(H3)に垂直な方向に完全に第2構築空間(B2)に及んでおり、
第1方向(H1)に沿って第1構築空間(B1)を横切る第1コーティング装置(3)が移動する距離(S1)は、第2方向(H2)に沿って第1構築空間(B1)を横切る印刷装置(5)が移動する(単一の)距離(S21)以上であり、
第3方向(H3)に沿って第2構築空間(B2)を横切る第2コーティング装置(13)が移動する距離(S3)は、第2方向(H2)に沿って第2構築空間(B2)を横切る印刷装置(5)が移動する(単一の)距離(S22)以上であり、
第1構築空間(B1)を横切る第1方向(H1)の第1コーティング装置(3)の移動と第2構築空間(B2)を横切る第3方向(H3)の第2コーティング装置(13)の移動が、第1構築空間(B1)を横切る第2方向(H2)の共通の印刷装置(5)の移動と第2構築空間(B2)を横切る第2方向(H2)の共通の印刷装置(5)の移動の少なくとも一方と時間的に重なるように実施され、および/または、第1コーティング装置(3)による第1構築空間(B1)への構築材料の供給と第2コーティング装置(13)による第2構築空間(B2)への構築材料の供給が第1構築空間(B1)および第2構築空間(B2)の少なくとも一方の先に塗布された構築材料層への流動性の処理剤の制御された出力と時間的に重なるよう実施される、生成的製造プロセス。 - 共通の印刷装置(5)が第1方向(H1)に変位可能な共通のプリントヘッド(7)を備え、共通のプリントヘッド(7)は、例えば、プリントヘッド(7)が、例えばU字形経路またはS字形経路に沿って、完全に蛇行するパターンで第1及び第2構築空間(B1,B2)を横切って移動するように、第1構築空間(B1)の構築材料層と第2構築空間(B2)の構築材料層を選択的に印刷するため、第1及び第2構築空間(B1,B2)を横切って第2方向H2に複数回移動し、および/または
第1方向(H1)に沿って第1構築空間(B1)を横切る第1コーティング装置(3)によって移動する距離(S1)は、第2方向(H2)に沿って第1構築空間(B1)を横切る印刷装置(5)によって移動する(単一の)距離(S21)より少なくとも1.2の係数まで大きく、および/または
第3方向(H3)に沿って第2構築空間(B1)を横切る第2コーティング装置(13)によって移動する距離(S3)は、第2方向(H2)に沿って第2構築空間(B2)を横切る印刷装置(5)によって移動する(単一の)距離(S22)より少なくとも1.2の係数まで大きく、および/または
第1コーティング装置(3)および第2コーティング装置(13)がそれぞれ双方向コーティング装置として動作し、および/または印刷装置(5)が双方向印刷装置として動作し、および/または
第1構築空間(B1)と第2構築空間(B2)が実質的に同じ形状と大きさを有し、および/または
第1構築空間(B1)と第2構築空間(B2)が第2方向(H2)に見て交互に配置され、および/または
第1構築空間(B1)および第2構築空間(B2)がそれぞれ、例えば2つの長辺および2つの短辺を有する長方形に形成され、第1および第2構築空間(B1、B2)は互いに隣接する2つの長辺を有するように配置され、および/または第1方向(H1)および第3方向(H3)がそれぞれ第1と第2構築空間(B1、B2)の長辺に対して実質的に平行であり、および/または
印刷装置のプリントヘッド7の出力領域が第2方向(H2)に垂直な方向および/または第1方向(H1)に延びており、および/または
プリントヘッド(7)の出力領域が第2方向(H2)に垂直な方向および/または第1方向(H1)において第1構築空間(B1)より短く、および/または第1コーティング装置(3)によって移動する距離(S1)よりも短く、例えば、実質的に半分の大きさまたはそれよりも小さく、および/または
第2方向(H2)に沿って第1構築空間(B1)を横切って印刷装置(5)により移動する単一の距離(S21)は1.0m〜1.4m、例えば1.2mであり、および/または
第2方向(H2)に沿って第2構築空間(B2)を横切って印刷装置(5)により移動する単一の距離(S22)は1.0m〜1.4m、例えば1.2mであり、および/または
第1コーティング装置(3)、第2コーティング装置(13)およびプリントヘッド(7)が第1及び第3方向に見て、共通の第1側から、第1および第2構築空間を横切って、第1及び第3方向に見て、反対側の第2側に移動され、それによって粒状物質および流動性の処理剤をそれぞれ分配し、そしてその後任意に第1コーティング装置(3)、第2コーティング装置(13)およびプリントヘッド(7)が第2側から第1側に戻り、それによって粒状物質および流動性の処理剤をそれぞれ再び分配する、
請求項5に記載の生成的製造プロセス。 - 例えば砂粒子を含む粒状の構築材料の構築材料層を互いに重なり合って形成し、そのそれぞれの部分領域で隣接する複数の構築材料層を選択的に固化することで、構築空間(B1)に、例えば鋳造金型または鋳造中子などの少なくとも1つの3次元部品を層状に構築するように構成され、
固化される構築材料の均一な構築材料層の形態で構築材料を構築空間(B1)に供給するため構築空間(B1)を横切って第1方向(H1)に移動可能であるコーティング装置(3)、および先に塗布された構築材料層の部分領域に流動性の処理剤を制御された方法で出力するため構築空間(B1)を横切って第2方向(H2)に移動可能であり、この処理剤はその選択的な凝固に寄与する、印刷装置(5)を備え、
第1方向(H1)と第2方向(H2)は交差し、それにより角度を形成し、
第1コーティング装置(3)の出力領域が、第1方向(H1)に垂直な方向に完全に第1構築空間(B1)に及んでおり、
第1方向(H1)に沿って第1構築空間(B1)を横切るコーティング装置(3)によって移動する距離(S1)は、第2方向(H2)に沿って構築空間(B1)を横切る印刷装置(5)によって移動する(単一の)距離(S2)以上であり、
さらに、コーティング装置(3)および印刷装置(5)を、時間的に重なり合うように構築空間(B1)を横切って移動するように、および/または重なり合う方法で構築空間(B1)に構築材料を供給し、先に塗布された構築材料層の部分領域に制御された方法で流動性の処理剤をそれぞれ分配するように制御するように構成された制御装置Cを備える、3Dプリンタ(1)。 - 前記印刷装置5が第1方向(H1)に変位可能なプリントヘッド(7)を備え、前記制御装置(C)は、例えばプリントヘッド(7)が、例えばU字形経路またはS字形経路に沿って、完全に蛇行するパターンで構築空間(B1)を横切って移動するように、構築材料層を選択的に印刷するために、構築空間(B1)を横切って第2方向(H2)に複数回プリントヘッド(7)を移動させるように構成されている、請求項7に記載の3Dプリンタ(1)。
- コーティング装置(3)が双方向コーティング装置として構成され、および/または印刷装置(5)が双方向印刷装置として構成される、請求項7または8に記載の3Dプリンタ(1)。
- 印刷装置のプリントヘッド(7)の出力領域が、第2方向(H2)に垂直な方向および/または第1方向(H1)に延びており、および/または
プリントヘッド(7)の出力領域が、第2方向(H2)に垂直な方向および/または第1方向(H1)において第1構築空間(B1)より短く、および/またはコーティング装置(3)によって移動する距離(S1)よりも短く、例えば、実質的に半分の大きさまたはそれよりも小さい、請求項7〜9のいずれか一項に記載の3Dプリンタ(1)。 - 第1方向(H1)と第2方向(H2)が交差し、それにより角度、例えば実質的に90°の角度を形成し、および/または
構築空間(B1)が、平面視において、例えば2つの長辺および2つの短辺を有する長方形に形成され、例えば、第1方向(H1)が構築空間(B1)の長辺に対して実質的に平行であり、および/または
コーティング装置(3)によって移動される距離(S1)は、第2方向(H2)に沿って構築空間(B1)を横切って印刷装置(5)によって移動される単一距離(S2)よりも、例えば少なくとも1.2の係数まで大きい、および/または
第2方向(H2)に沿って構築空間(B1)を横切って印刷装置(5)によって移動される単一距離(S2)は1.0mから1.4m、たとえば1.2mである、請求項7〜10のいずれか一項に記載の3Dプリンタ(1)。 - 制御装置(C)がコーティング装置(3)および印刷装置(5)、例えばプリントヘッド(7)を、第1方向に見て、共通の第1側から、構築空間を横切って、第1方向に見て、反対側の第2側に移動させ、それによって粒状物質および流動性の処理剤をそれぞれ分配させ、その後、任意に、コーティング装置(3)および印刷装置(5)は、第2側から第1側に戻って、それによって粒状物質および流動性の処理剤をそれぞれ再び分配する、請求項7〜11のいずれか一項に記載の3Dプリンタ(1)。
- 3Dプリンタの第1構築空間内で、少なくとも1つの3次元部品、例えば鋳造型または鋳造中子を製造するための生成的製造プロセスであって、
各層を塗布するため第1構築空間(B1)を横切って第1方向(H1)に移動するコーティング装置(3)を用いて、重なり合った粒状の構築材料の層、例えば砂粒子を含む層を形成し、そして
先に塗布された構築材料層の部分領域に、選択的固化に寄与する、流動性の処理剤を制御された方法で出力するため、構築空間(B1)を横切る第2方向(H2)に移動する印刷装置(5)を用いて1つまたはそれ以上の隣接する構築材料層をそれぞれの部分領域に選択的に印刷し、
第1方向(H1)と第2方向(H2)は交差し、それにより角度を形成し、
第1コーティング装置(3)の出力領域が、第1方向(H1)に垂直な方向に完全に第1構築空間(B1)に及んでおり、
第1方向(H1)に沿って第1構築空間(B1)を横切るコーティング装置(3)によって移動する距離(S1)は、第2方向(H2)に沿って構築空間(B1)を横切る印刷装置(5)によって移動する(単一の)距離(S2)以上であり、
コーティング装置(3)と印刷装置(5)は、時間的に重なるように構築空間(B1)を横切って移動し、および/またはコーティング装置(3)と印刷装置(5)が重なり合う方法でそれぞれ構築材料を構築空間(B1)に供給し、流動性の処理剤を先の塗布された構築材料層の部分領域に分配する、生成的製造プロセス。 - 印刷装置5が第1方向(H1)に変位可能なプリントヘッド(7)を備え、プリントヘッド(7)が、例えば、プリントヘッド(7)が例えばU字形経路またはS字形経路に沿って、完全に蛇行するパターンで構築空間(B1)を横切って移動するように、構築材料層を選択的に印刷するために、構築空間(B1)を横切って第2方向(H2)に複数回移動し、および/または
双方向コーティング装置(3)がコーティング装置(3)として使用され、粒状構造材料が、第1方向に移動の間および第1方向へ戻る移動の間コーティング装置(3)により分配され、および/または
双方向印刷装置(5)が印刷装置(5)として使用され、流動性の処理剤が、第2方向に移動の間および第2方向へ戻る移動の間に印刷装置(5)により分配され、 および/または
コーティング装置(3)およびプリントヘッド(7)は、第1方向に見て、共通の第1側から出発して、構築空間を横切って、第1方向に見て、反対側の第2側に移動され、それにより粒状材料および流動性の処理剤をそれぞれ分配し、そして、その後任意にコーティング装置(3)およびプリントヘッド(7)が第2側から第1側に戻り、それにより粒状物質および流動性の処理剤を再びそれぞれ分配する、請求項13に記載の生成的製造プロセス。 - 印刷装置のプリントヘッド(7)の出力領域が第2方向(H2)に垂直な方向および/または第1方向(H1)に延びており、および/または
プリントヘッド(7)の出力領域が、第2方向(H2)に垂直な方向および/または第1方向において、第1構築空間(B1)より短く、および/またはコーティング装置(3)によって移動する距離(S1)よりも短く、例えば、実質的に半分の大きさまたはそれよりも小さく、および/または
第1方向(H1)と第2方向(H2)が交差し、それにより角度、例えば実質的に90°の角度を形成し、および/または
構築空間(B1)が、平面視において、例えば2つの長辺および2つの短辺を有する長方形に形成され、例えば、第1方向(H1)が構築空間(B1)の長辺に対して実質的に平行であり、および/または
コーティング装置(3)によって移動される距離(S1)は、第2方向(H2)に沿って構築空間(B1)を横切って印刷装置(5)によって移動される単一距離(S2)よりも、例えば少なくとも1.2の係数まで大きく、および/または
第2方向(H2)に沿って構築空間(B1)を横切って印刷装置(5)によって移動される単一距離(S2)は1.0m〜1.4m、たとえば1.2mである、請求項13または14に記載の生成的製造プロセス。
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