JP2022141740A - 3dプリンタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プリンタユニットは、対称配置された材料敷きガイドレール100、若干の印刷ガイドレール200、若干の材料敷き機構300及び若干の印刷機構400を有し、各印刷ガイドレールと各材料敷き機構とはそれぞれ対称配置された2つの材料敷きガイドレールの間に設けられ、少なくとも1つの印刷ガイドレールには、1つの印刷機構が摺動するように設けられる。プリンタユニット及び3Dプリンタは、各材料敷き機構と各印刷機構とが材料敷きガイドレールに沿って同期往復運動を行うように実現できる。
【選択図】図1
Description
本発明は積層造形製造という技術分野に関わり、特に、プリンタユニット及び3Dプリンタに関わる。
前記プリンタユニットは材料敷きガイドレール、若干の印刷ガイドレール、若干の材料敷き機構、及び若干の印刷機構を有し、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とは前記材料敷きガイドレールに設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレールには、1つの前記印刷機構が摺動するように設けられ、前記材料敷きガイドレールは対になるように配置され、2つの前記材料敷きガイドレールは前記支持フレームの対称の両側に設けられ、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とはそれぞれ2つの前記材料敷きガイドレールの間に設けられ、
前記ワークボックス機構は集積配置されるワークボックスとジャッキとを有し、前記ジャッキは、前記ワークボックスの底板を垂直方向に沿って昇降するように持ち上げるために用いられ、前記ワークボックスと前記ジャッキとは前記支持フレームの内部に可動に貫設される。
2つの前記材料敷きガイドレールの間には少なくとも1つの横梁が設けられ、各前記横梁には、1つの前記印刷ガイドレールが対応するように装着される。即ち、前記横梁は印刷ガイドレールを支持配置する構成である。このように、横梁を配置することで、より安定に印刷ガイドレールを装着し、印刷ガイドレールと材料敷きガイドレールとの間が互いに運動する際に影響されることを効果的に避ける。説明しようとするのは、印刷ガイドレールは直接的に2つの材料敷きガイドレールの間に設けられてもよく、即ち、支持するための横梁を配置する必要がないが、横梁を配置することは、印刷ガイドレールと材料敷きガイドレールとが運動中で、互いに影響されないことを一層保障できる。
2つの前記材料敷きガイドレールの間には、摺動するように1つの前記横梁設けられ、前記横梁の、前記印刷ガイドレールから離反する側には1つの前記材料敷き機構が設けられる。本実施例において、印刷機構は横梁を介して材料敷き機構に集積配置され、印刷機構は材料敷き機構に連れて材料敷きガイドレールに沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構はAB方向に沿って移動し、材料敷きを行っており、該過程において、印刷機構は材料敷き機構に連れて移動するが、印刷を行わなく、印刷機構は材料敷き機構に連れて戻って、CD方向に沿って移動する場合、印刷を実現する。即ち、材料敷き機構は進む際、材料敷き操作を行って、戻る際、印刷操作を行う。
2つの前記材料敷きガイドレールの間には、摺動するように2つの前記横梁が設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、各前記横梁の、前記材料敷き機構から離反する側にはいずれも前記印刷機構が装着される。本実施例において、材料敷き機構の両側にはそれぞれ印刷機構が設けられ、同一の材料敷きガイドレールに集積され、2つの印刷機構は材料敷き機構に連れて材料敷きガイドレールに沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構はEF方向に沿って移動し材料敷きを行う場合、左側の印刷機構は材料敷き機構に連れて移動するとともに印刷し、材料敷き機構はGH方向に沿って戻って材料敷きを行う場合、右側の印刷機構は材料敷き機構に連れて移動するとともに印刷する。即、材料敷き機構が進む際、材料敷き操作を行うとともに印刷して、そして、戻る際も同じように、同時に印刷操作を行う。このように、材料敷きが終了した後に印刷する必要がなくなり、連続印刷操作を実現でき、印刷効率が相対的に高い。
2つの前記材料敷きガイドレールの間には、摺動するように、1つの前記横梁が装着され、前記横梁の両側にはそれぞれ1つの前記材料敷き機構が装着される。本実施例において、印刷機構が装着される横梁の両側にそれぞれ1つの材料敷き機構を配置し、同一の材料敷きガイドレールに集積することで、印刷機構は材料敷き機構に連れて材料敷きガイドレールに沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、右側の材料敷き機構はJK方向に沿って移動し材料敷きを行う場合、印刷機構は右側の材料敷き機構に連れて移動するとともに印刷し、材料敷き機構はMN方向に沿って戻って材料敷きを行う場合、印刷機構は左側の材料敷き機構に連れて移動するとともに印刷する。即ち、1セットの印刷機構を配置し、2セットの材料敷き機構と協働することで、往復方向で連続印刷を実現し、材料敷きはそれぞれ2つの材料敷き機構により実行され、このように、原材料供給のため、印刷操作を中断する必要がなく、印刷操作を絶えず連続させる。
2つの前記材料敷きガイドレールの間には、摺動するように2つの前記横梁が設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、2つの前記横梁の間には、垂直方向に沿ってアーチ状ガントリ機構がブリッジ接続され、一方の前記横梁には前記印刷機構が装着されるとともに、前記アーチ状ガントリ機構を介して他方の前記横梁まで摺動する。1つの実施例において、前記アーチ状ガントリ機構はアーチ状スライドレールと、前記アーチ状スライドレールの両端に可動に設けられる接続ブロックとを有し、前記接続ブロックは前記印刷機構に可動接続される。具体的には、前記印刷機構は摺動ブロックと、前記摺動ブロックに設けられる印刷ヘッドとを有し、前記摺動ブロックは前記印刷ガイドレールに可動に装着される。好適な実施例において、前記摺動ブロックは前記接続ブロックに回動接続される。具体的には、摺動ブロックは印刷ガイドレールに装着されるとともに、印刷ガイドレールに連れて印刷ヘッドを印刷ガイドレールに沿って往復運動させ、アーチ状ガントリ機構を介して印刷ヘッドを他方の印刷ガイドレールに運動するように変換する場合、好ましくは、摺動ブロックを印刷ガイドレールから外し、摺動ブロックと接続ブロックとの装着角度を回動することで、印刷ヘッドがアーチ状スライドレールに沿って他側の印刷ガイドレールに摺動する。同じように、摺動ブロックを該側の印刷ガイドレールに装着して、そして、印刷ヘッドを該側の印刷ガイドレールに沿って運動させる。本実施例において、材料敷き機構の上方にアーチ状ガントリ機構を配置することで、印刷機構は材料敷き機構に連れて材料敷きガイドレールに沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構と印刷機構とは同期にOP方向に沿って1層の印刷を完成させた後、印刷機構はアーチ状ガントリ機構を介して材料敷き機構の他側にジャンプし、材料敷き機構と印刷機構とはQR方向に沿って戻る場合、相変わらず、材料敷きと印刷とが同期に行われて、機器効率を大幅に向上させる。即ち、1セットの印刷機構を採用して、アーチ状ガントリ機構により、2つの印刷ガイドレールでの装着を実現し、さらに、往復で同時に印刷することを実現する。
2つの前記材料敷きガイドレールの間には、摺動するように2つの前記横梁が設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、2つの前記横梁の一端の間には、水平方向に沿ってアーチ状ガントリ機構がブリッジ接続され、一方の前記横梁には前記印刷機構が装着されるとともに、前記アーチ状ガントリ機構を介して他方の前記横梁まで摺動する。本実施例において、材料敷き機構の一端の側面にアーチ状ガントリ機構を配置することで、印刷機構は材料敷き機構に連れて材料敷きガイドレールに沿って往復移動する。好適な実施例において、前記印刷機構は印刷ヘッド、第1接続部、及び第2接続部を有し、前記第1接続部の一端が前記印刷ヘッドに接続され、前記第1接続部が前記印刷ガイドレールに可動に設けられ、前記第2接続部と前記第1接続部とが一体として配置され、前記アーチ状ガントリ機構が前記第2接続部に接続される。このように、2つの横梁の間に前記アーチ状ガントリ機構をブリッジ接続することで、前記アーチ状ガントリ機構の一端を印刷機構に接続させ、他端を横梁に接続させており、一側横梁での印刷ガイドレールから摺動し出るように印刷ヘッドを駆動した後、印刷ヘッドが水平方向に設けられるアーチ状ガントリ機構に沿って他側の横梁に摺動し、さらに、第1接続部を他側の横梁での印刷ガイドレールに摺動接続することで、印刷機構が他側の横梁で印刷することを実現する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構と印刷機構とは同期にST方向に沿って1層の印刷を完成させた後、印刷機構はアーチ状ガントリ機構を介して材料敷き機構の他側に変換されており、材料敷き機構と印刷機構とはUV方向に沿って戻る場合、相変わらず、材料敷きと印刷とが同期に行われて、機器効率を大幅に向上させる。
粉末供給機器であって、フレームと、前記フレームに設けられる原材料収容庫と、材料搬送装置と、定量装置と、材料混合装置と、一時保存装置とを有し、前記原材料収容庫は材料搬送装置を介して定量装置に連通し、前記定量装置は前記材料混合装置に連通し、前記一時保存装置は前記材料混合装置に連通する。
1 ・・・液体材料システム;
2 ・・・キャスタ;
3 ・・・洗浄位置;
4 ・・・支持フレーム;
5 ・・・材料敷きガイドレール;
6 ・・・印刷ガイドレール;
7 ・・・ワークボックス;
8 ・・・材料敷き機構;
9 ・・・材料供給装置;
10 ・・・印刷機構;
11 ・・・電気キャビネット;
12 ・・・材料収容カップ;
13 ・・・材料混合機;
14 ・・・電子スケール;
15 ・・・支持本体;
16 ・・・第1液体材料;
17 ・・・第2液体材料;
18 ・・・第3液体材料;
19 ・・・ジャッキ機構;
20 ・・・外部保護筐体;
21 ・・・上蓋;
22 ・・・材料供給上蓋;
23 ・・・液体材料桶扉;
24 ・・・接続板;
25 ・・・ガイドレールスライダー;
26 ・・・スクリュロッド;
27 ・・・洗浄ホルダ;
28 ・・・スクリーンメッシュ;
29 ・・・材料受け入れ溝;
30 ・・・ハンドル;
31 ・・・粉末貯蔵ホッパー;
32 ・・・バルブ;
図面23~27において、符号は以下の通り:
10 ・・・フレーム;
11 ・・・枠体;
12 ・・・位置規制ブロック;
13 ・・・ガイドホイール;
20 ・・・原材料収容庫;
30 ・・・材料搬送装置;
40 ・・・定量装置;
50 ・・・材料混合装置;
60 ・・・一時保存装置;
70 ・・・液体定量装置;
80 ・・・移動装置。
Claims (42)
- プリンタユニットであって、前記プリンタユニットは、対称配置された材料敷きガイドレール、若干の印刷ガイドレール、若干の材料敷き機構、及び若干の印刷機構を有し、
各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とは、それぞれ対称配置された2つの前記材料敷きガイドレールの間に設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレールには、1つの前記印刷機構が摺動するように設けられることを特徴とするプリンタユニット。 - 2つの前記材料敷きガイドレールの間には少なくとも1つの横梁が設けられ、各前記横梁には、1つの前記印刷ガイドレールが対応して装着されることを特徴とする請求項1に記載のプリンタユニット。
- 2つの前記材料敷きガイドレールの間には、1つの前記横梁が摺動するように設けられ、前記横梁の、前記印刷ガイドレールから離反する側には1つの前記材料敷き機構が設けられることを特徴とする請求項2に記載のプリンタユニット。
- 2つの前記材料敷きガイドレールの間には、2つの前記横梁が摺動するように設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、各前記横梁の、前記材料敷き機構から離反する側にはいずれも前記印刷機構が装着されることを特徴とする請求項2に記載のプリンタユニット。
- 2つの前記材料敷きガイドレールの間には、1つの前記横梁が摺動するように装着され、前記横梁の両側にはそれぞれ1つの前記材料敷き機構が装着されることを特徴とする請求項2に記載のプリンタユニット。
- 2つの前記材料敷きガイドレールの間には、2つの前記横梁が摺動するように設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、2つの前記横梁の間には、垂直方向に沿ってアーチ状ガントリ機構がブリッジ接続され、一方の前記横梁には前記印刷機構が装着され、前記印刷機構が前記アーチ状ガントリ機構を介して他方の前記横梁に摺動することを特徴とする請求項2に記載のプリンタユニット。
- 2つの前記材料敷きガイドレールの間には、2つの前記横梁が摺動するように設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、2つの前記横梁の一端の間には、水平方向に沿ってアーチ状ガントリ機構がブリッジ接続され、一方の前記横梁には前記印刷機構が装着され、前記印刷機構が前記アーチ状ガントリ機構を介して他方の前記横梁に摺動することを特徴とする請求項2に記載のプリンタユニット。
- 各前記横梁の両端と各前記材料敷き機構の両端にはいずれもそれぞれスライダーが装着され、各前記スライダーは前記材料敷きガイドレールに摺動して接続されることを特徴とする請求項2~7のいずれか1項に記載のプリンタユニット。
- 各前記材料敷き機構の側面にはいずれも加熱部品が設けられることを特徴とする請求項2~7のいずれか1項に記載のプリンタユニット。
- 3Dプリンタであって、請求項1~7のいずれか1項に記載のプリンタユニットを有することを特徴とする3Dプリンタ。
- 3Dプリンタであって、支持フレームと、前記支持フレームに集積配置されるプリンタユニット及びワークボックス機構とを有し、
前記プリンタユニットは、対称配置された材料敷きガイドレール、若干の印刷ガイドレール、若干の材料敷き機構、及び若干の印刷機構を有し、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とはそれぞれ2つの前記材料敷きガイドレールの間に設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレールには、1つの前記印刷機構が摺動するように設けられ、
2つの前記材料敷きガイドレールは前記支持フレームの対称の両側に設けられ、
前記ワークボックス機構は集積配置されるワークボックスとジャッキとを有し、前記ジャッキは、前記ワークボックスの底板を垂直方向に沿って昇降するように持ち上げるために用いられ、前記ワークボックスと前記ジャッキとは前記支持フレームの内部に可動に貫設されることを特徴とする3Dプリンタ。 - 2つの前記材料敷きガイドレールの間には少なくとも1つの横梁が設けられ、各前記横梁には、1つの前記印刷ガイドレールが対応して装着されることを特徴とする請求項11に記載の3Dプリンタ。
- 前記ワークボックス機構はさらに、前記ジャッキに接続され、前記ワークボックスと前記ジャッキを運送するための可動部品を有することを特徴とする請求項12に記載の3Dプリンタ。
- 前記可動部品はスライドレールを有し、前記スライドレールは前記支持フレームの内部に延伸するように敷設され、前記ジャッキは前記スライドレールに可動に設けられることを特徴とする請求項13に記載の3Dプリンタ。
- 前記ジャッキの底部には、前記スライドレールと係合配置される滑車が設けられることを特徴とする請求項14に記載の3Dプリンタ。
- 前記可動部品は、前記ジャッキの底部に装着されるローラを有することを特徴とする請求項13に記載の3Dプリンタ。
- 前記支持フレームの内部には、前記ワークボックスを運送するためのローラーコンベヤーが設けられることを特徴とする請求項12に記載の3Dプリンタ。
- さらに、前記支持フレームに装着され、前記印刷機構に接近するように配置される洗浄液タンクを有することを特徴とする請求項11に記載の3Dプリンタ。
- さらに、前記支持フレームの外側に設けられる材料混合機構を有することを特徴とする請求項11に記載の3Dプリンタ。
- 前記支持フレームにはさらに、前記材料混合機構に接続され、前記材料敷き機構に材料を供給するための一時保存ホッパーが設けられることを特徴とする請求項19に記載の3Dプリンタ。
- 前記材料混合機構はフレームと、前記フレームに設けられる原材料収容庫と、材料搬送装置と、定量装置と、材料混合装置と、一時保存装置とを有し、前記原材料収容庫は材料搬送装置を介して定量装置に連通し、前記定量装置は前記材料混合装置に連通し、前記一時保存装置は前記材料混合装置に連通することを特徴とする請求項19に記載の3Dプリンタ。
- 前記定量装置は前記フレームの上部に設けられ、前記フレームを貫通した後、前記フレームにおける材料混合装置に連通しており、前記材料混合装置の下部には、前記材料混合装置に連通する前記一時保存装置が設けられており、前記一時保存装置の下部には前記原材料収容庫が設けられ、前記原材料収容庫は前記フレームの下部に設けられることを特徴とする請求項21に記載の3Dプリンタ。
- 前記材料搬送装置は負圧材料吸引装置、または真空材料吸引装置、或いはリール搬送装置のうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項21に記載の3Dプリンタ。
- さらに、前記フレームまたは前記原材料収容庫のうちの少なくとも1つの底部に設けられ、前記フレームまたは前記原材料収容庫のうちの少なくとも1つを移動させる移動装置を有することを特徴とする請求項21に記載の3Dプリンタ。
- 前記材料混合装置は桶体と攪拌装置とを有し、前記攪拌装置は前記桶体に設けられ、前記桶体の底面は材料排出口に傾斜する斜面であり、前記材料排出口は前記一時保存装置に連通することを特徴とする請求項21に記載の3Dプリンタ。
- 前記原材料収容庫は、開口が上向きの少なくとも2つの独立空間に分けられることを特徴とする請求項21に記載の3Dプリンタ。
- 前記原材料収容庫の空間は、下が小さく、上が大きい錐形空間であり、前記材料搬送装置の一端は前記原材料収容庫の錐形空間の底部に設けられることを特徴とする請求項21に記載の3Dプリンタ。
- 前記フレームは枠体と、位置規制ブロックとを有し、前記枠体における前記原材料収容庫に対応する位置は一側が開口した形状であり、開口は、前記原材料収容庫の前記枠体に対する出入りのために用いられ、前記開口の対向する側の前記枠体には、位置規制ブロックが設けられ、前記位置規制ブロックは前記原材料収容庫に弾性接触し、前記位置規制ブロックは可撓弾性材料から製造されることを特徴とする請求項21に記載の3Dプリンタ。
- 前記フレームはさらにガイドホイールを有し、前記枠体開口の両側には前記ガイドホイールが設けられ、前記ガイドホイールは前記原材料収容庫に接触し、前記ガイドホイールの回転方向は、前記原材料収容庫の前記枠体に対する出入り方向に合うことを特徴とする請求項21に記載の3Dプリンタ。
- 3Dプリンタであって、支持フレームと、前記支持フレームに集積配置されるプリンタユニット及びワークボックス機構とを有し、
前記プリンタユニットは材料敷きガイドレール、若干の印刷ガイドレール、若干の材料敷き機構、及び若干の印刷機構を有し、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とは前記材料敷きガイドレールに設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレールには、1つの前記印刷機構が摺動するように設けられ、前記材料敷きガイドレールは対になるように配置され、2つの前記材料敷きガイドレールは前記支持フレームの対称の両側に設けられ、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とはそれぞれ2つの前記材料敷きガイドレールの間に設けられ、
前記ワークボックス機構は集積配置されるワークボックスとジャッキとを有し、前記ジャッキは、前記ワークボックスの底板を垂直方向に沿って昇降するように持ち上げるために用いられ、前記ワークボックスと前記ジャッキとは前記支持フレームの内部に可動に貫設されることを特徴とする3Dプリンタ。 - さらに、前記支持フレームと独立して配置される材料混合プラットフォームを有し、前記材料混合プラットフォームは支持本体と、前記支持本体に配置される材料混合機と、材料を量り取るための計量器と、前記材料を収容し、移転するための材料収容カップとを有することを特徴とする請求項30に記載の3Dプリンタ。
- さらに、ガス源ポンプとガス貯蔵装置とを有するガス源生成システムを含み、前記ガス源ポンプと前記ガス貯蔵装置とはパイプを介して連通され、前記パイプ内には逆止弁が設けられ、前記ガス貯蔵装置は前記逆止弁の後方に設けられることを特徴とする請求項30に記載の3Dプリンタ。
- 前記パイプ内で、前記ガス源ポンプの後方に接続されるように、順にフィルタと圧力安定化弁とが設けられることを特徴とする請求項32に記載の3Dプリンタ。
- 前記ガス貯蔵装置には、前記ガス貯蔵装置内のガス圧力を検出するための圧力検出装置が設けられることを特徴とする請求項32に記載の3Dプリンタ。
- さらにコントローラを有し、前記圧力検出装置と前記ガス源ポンプとはそれぞれ前記コントローラに電気接続され、前記コントローラは前記圧力検出装置がフィードバックした圧力値が第1所定値より小さい場合、前記ガス源ポンプを起動するように制御し、前記圧力検出装置がフィードバックした圧力値が第2所定値に等しい場合、前記ガス源ポンプを停止するように制御するために用いられ、前記第2所定値が前記第1所定値以上であることを特徴とする請求項34に記載の3Dプリンタ。
- さらに、貯蔵ホッパーと、材料供給上蓋とバルブとを有する材料供給装置を含み、前記貯蔵ホッパーの先端は開口を有し、前記材料供給上蓋は前記貯蔵ホッパーの先端に設けられ、前記開口を開放しまたは遮蔽するために用いられており、前記バルブは前記貯蔵ホッパーの底端に密閉接続されることで、材料投入を制御することを特徴とする請求項30に記載の3Dプリンタ。
- 前記バルブの材料投入口は、長さが前記材料敷き機構の長さに等しい矩形を呈することを特徴とする請求項36に記載の3Dプリンタ。
- 前記材料敷き機構の長さは前記ワークボックスの長さより大きいことを特徴とする請求項36に記載の3Dプリンタ。
- さらに液体材料システムを有し、前記液体材料システムは洗浄液桶と、廃液桶と、樹脂桶と、第1電磁弁と、第2電磁弁と、第3電磁弁と、第1液体材料ポンプと、第2液体材料ポンプと、洗浄位置と、インク加圧位置と、保護位置とを有し、前記洗浄液桶は順に前記第1液体材料ポンプ、前記第2電磁弁を介して前記洗浄位置での洗浄溝に接続され、前記樹脂桶は順に前記第2液体材料ポンプと前記第3電磁弁を介して前記印刷機構の印刷ヘッドに接続され、前記インク加圧位置と前記保護位置での廃液溝が前記廃液桶に接続され、前記洗浄位置での廃液溝は前記第1電磁弁を介して前記廃液桶に接続されることを特徴とする請求項30に記載の3Dプリンタ。
- さらに前記支持フレームの外部に設けられる外部保護筐体を有し、前記外部保護筐体の天井部の、印刷領域に対応する位置には、前記印刷領域を露出させまたは封鎖するための上蓋が設けられることを特徴とする請求項30に記載の3Dプリンタ。
- さらに、洗浄ホルダと、スクリーンメッシュと材料受け入れ溝とを有する洗浄プラットフォームを有し、前記材料受け入れ溝は前記洗浄ホルダの下部に可動に装着され、前記スクリーンメッシュは前記洗浄ホルダ内に設けられ、前記材料受け入れ溝の上方に位置することを特徴とする請求項30に記載の3Dプリンタ。
- 前記支持フレームの底端にはキャスタが装着されていることを特徴とする請求項30に記載の3Dプリンタ。
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