JP2022504332A - 3次元物体、3次元付加製造システム及び3次元物体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】3次元付加製造システムの第1および第2のプリンタモジュールは、第1および第2のキャリア基板上に、それぞれ、第1のパターン化された単層物体および第2のパターン化された単層物体を順次形成する。パターン化された単層物体は、アセンブリステーションのアセンブリプレート上の三次元物体に組立てられる。コントローラは、プリンタモジュールに形成されたパターン化された単層物体の順序およびパターン、ならびに第1のパターン化された単層物体および第2のパターン化された単層物体のアセンブリプレート上の3次元物体への組立の順序を制御する。第1の移送モジュールは、第1のパターン化された単層物体を、第1のキャリア基板から第1の移送ゾーンにあるアセンブリ装置に移送し、第2の移送モジュールは、第2のパターン化された単層物体を、第2のキャリア基板から第2の移送ゾーンにあるアセンブリ装置に移送する。第1および第2のプリンタモジュールは、それぞれ第1および第2の堆積条件下で第1および第2の材料を堆積させるように構成される。第1および第2の材料は異なり、および/または第1および第2の堆積条件は異なる。
【選択図】図1
Description
本出願は、2019年10月7日に出願された米国特許出願第16/595,265号の優先権を主張する。この米国特許出願は、2018年10月8日に出願された米国特許仮出願第62/742,505号、名称「多方式3次元プリンタ」の優先権を主張する。上記出願は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、3次元印刷のためのシステムおよび装置に関する。
本開示全体を通して理解を容易にするために、特定の定義を以下に提供する。
本発明の多材料多方式3Dプリンタシステムは、複数のプリンタモジュールの配置を含む。各プリンタモジュールは、精密で堅牢な印刷物体(単層物体)を作成するための機構を備える。各印刷物体は、所定の材料を含み、所定の組の物理的要件に適合することができる。複数のプリンタモジュールの各々は、複数の搬送モジュールのうちの1つに結合され、通信することができる。複数の搬送モジュールの各々は、キャリア基板を備え、その上に関連するプリンタモジュールが3D印刷物体を形成することができる。各搬送モジュールはさらに、印刷物体をアセンブリ装置に移送するための移送機構を備えてもよい。アセンブリ装置は、構築ステーションを備えてもよく、さらに付加的に位置決め装置を備えてもよい。構築ステーションは、組み立て装置と呼ばれることもある。
図1は、本発明の実施形態による三次元付加製造システム100を示す。図1に示す構成要素は、図2に示すコンピュータシステム10(コントローラ)によって指示されるように、残りの構成要素と協働して機能する。コンピュータシステム10は、設計ファイル310のプログラムによって指示される。設計ファイル310のプログラムは、3D多材料多方式プリンタシステム100の複数のコンポーネントに、構築されるべき所定の多材料印刷部品(3次元物体)を作成させるために中央処理装置320に必要なすべての情報を含む。
図2は、製造システム100を制御するための例示的なコンピュータシステムを示す。各印刷モジュールまたはステーションAは、関連する印刷ステーションコントローラ401、402、403を備える。図2に示すように、印刷ステーションコントローラ401、402、403は、インタフェースバス350を介して中央処理装置320によって指示される。中央処理ユニット320はまた、組立装置Cの動作を調整することができる。コンピュータシステム10はまた、設計ファイル310および他の操作命令をロードするための入力装置302と、中央処理ユニット320による直接アクセスのための設計ファイルを格納するためのメモリ306と、出力装置304とを備える。
図5は、3Dプリンタシステムの基本構成要素のいくつかを示す。簡単にするために、複数のプリンタモジュールAおよび移送モジュールBのうちの1つだけが図5に示されている。図5は、プリンタモジュールA、移送モジュールB、および組立装置Cの間の可能な関係をさらに示す。
図5のプリンタモジュールAは、ジェットバインダプリンタモジュール1として表され、所定の物理的仕様に準拠して、単一の粉末材料から印刷物体を作成するための構成要素を備える。ジェットバインダプリンタモジュール1は、移送モジュールBのキャリア基板200上に印刷物体を作成することができる。
キャリア基板200に加えて、移送モジュールBは、1つまたは複数のバッファ装置212および210と、移送装置76とを備えることができる。キャリア基板200は、鋼合金、銅合金、またはポリマー材料などの機械的に安定な材料のエンドレスループ(エンドレスベルト)を含むことができるが、これらに限定されない。キャリア基板200はまた、キャリア基板200への印刷物の接着力を制御するために、材料でコーティングされた機械的に安定な材料を含んでもよい。キャリア基板200上にコーティングされた接着力制御材料は、現在の印刷物体の3D印刷材料のための所定の範囲内で印刷材料の接着力を制御するように選択されてもよい。接着力制御材料は例えば、シリコーン材料、フルオロポリマー材料、または金などの薄膜金属を含むことができる。
キャリア基板200の先端部付近には、印刷装置40(バインダプリンタとも呼ばれる)を設けることができる。バインダプリンタは、移動方向に沿って圧縮モジュールの下流側に配置される。印刷装置40は、液体結合材料を堆積させて、所定のパターンを流動化物質に固定するように構成することができる。正確なパターンは、流動化材料を連結された堅牢な塊に結合することによって、流動化材料に固定されることができる。いくつかの実施形態では、印刷装置40を、図2および図3のコンピュータシステムの直接制御下にあるインクジェットタイプの印刷ヘッドとすることができる。コンピュータシステムは、一組のパターニング指令、例えば所定のCAD(コンピュータ支援設計)プログラムを使用して、指令され得る。
キャリア基板200の中央付近に、定着装置(または融解モジュール)50を設けることができる。融解モジュールまたは定着装置50は、バインダプリンタから移動方向に沿って下流に配置される。定着装置50は、液体結合材料を固化させることによって、液体結合材料に曝された流動化材料を強固な固体パターンで定着させるように構成することができる。定着装置50は、液体結合材料と相互作用して液体結合材料を固体にすることができる放射エネルギー源とすることができる。いくつかの実施形態では、放射エネルギーがIR放射線、UV放射線、電子ビーム、または他の公知の放射線タイプであり得る。代替的に、融解モジュール50は、熱源を含むことができる。上記に列挙したリストは例示的な実施形態のために提示したものであり、網羅的であることを意図していないので、定着装置50は、開示された放射線タイプに限定される必要はないことを理解されたい。あるいは、定着装置50が反応剤を分散させるための装置を含むことができる。反応剤は、液体結合材料および流動化材料と反応して、流動化材料を強固な塊に変換するように構成することができる。
キャリア基板200の運動に対して、定着装置50の下流側に流動材料除去装置60を設けることができる。流動化材料除去装置60は、材料除去モジュールと呼ばれることもある。材料除去モジュールは、進行方向に沿って融解モジュールから下流側に配置される。流動化材料除去装置60は、キャリア基板200上に堆積され圧縮された流動化材料の全てを除去するように構成することができる。流動材料除去装置60は、キャリア基板上に堆積され圧縮されているが、液体バインダ材料によって定位置に固定されていない流動化材料を除去することができる。
上述のように、各多方式プリンタシステムは複数の転送モジュールBを備えることができる。一実施形態では、1つの移送モジュールBが、プリンタシステムに関連付けられた複数のプリンタモジュールAのそれぞれと通信するように設けられてもよい。移送モジュールBは、材料除去モジュールから進行方向に沿って下流側に位置している。移送モジュールBは印刷物体を作成するための基板を提供し、印刷物体をその基板(キャリア基板200)からアセンブリ装置Cへ移送する。図5に示すように、移送モジュールBは、基板200と、1つまたは複数のバッファ210および/または212と、1つまたは複数の基板駆動装置250、260と、移送領域240とを備える。いくつかの実施形態では、移送領域240に対する3D印刷物体の滞留時間をジェットバインダ印刷モジュール1の構成要素と調和させるために、近位バッファ212が、流動化材料除去デバイス60と移送領域240(移送ゾーンとも呼ばれる)との間に提供されてもよい。
図7に示されるように、移送装置76は、印刷物体91と構築プレート80または以前に移送された印刷物体90の積み重ねの上部との間に接触および圧力を生じさせることによって、印刷物体91をキャリア基板200から移送するように構成されてもよい。移送装置76の実施形態において、図7に示すように、移送装置76は、ローラ79と、ローラ79を支持しかつ上下方向に移動させるキャリアとを含む。いくつかの実施形態において、キャリアは、2軸キャリア77であり、キャリア基板200に対してローラ79を上下方向及び水平方向に移動させる。2軸キャリア77の上下方向の動きは、キャリア基板200を偏向させ、印刷物体91が構築プレート80または前もって移送された印刷物体90の積み重ね体の上部と圧力接触するようにさせることができる。次いで、2軸キャリア77の水平方向の移動によって、一端側の印刷物体91から他端側の印刷物体91への所定の方向に移動する漸進的移動線接触を生じさせることができる。印刷物体91を横切る移動線接触は、印刷物体91を構築プレート80または以前に移送された印刷物体90の積み重ねの上部に移送することができる。移送装置76は、接着修正装置74をさらに含むことができる。
印刷物体91のキャリア基板200への接着強度を調整して、印刷物体91のビルドプレート80への解放、または以前に移送された印刷物体90の積み重ねの上部への解放を容易にする接着修正装置74を設けることができる。接着修正装置74は、印刷物体91の構築プレート80の表面への接着、または印刷物体91の、以前に移送された印刷物体の積み重ねの上部への接着を修正し、それによって印刷物体91とキャリア基板200との間の接着強度が、印刷物体91と構築プレート80との間の接着強度、または以前に移送された印刷物体90の積み重ねの上部との接着強度よりも小さくなるようにしている。接着調整装置74は、キャリア基板200または印刷物体91、あるいはその両方に刺激を加えることによって、キャリア基板200と印刷物体91との間の界面に作用することができる。刺激を加えることにより、印刷物体91のキャリア基板200への接着力を減少させることができる。接着修正装置74からの接着力の調整を引き起こす刺激は、熱刺激、放射線刺激、磁気刺激、機械的刺激、または粒子ビーム刺激であってもよいが、これらに限定されない。また、印刷物体91は、アライメント基準点102を含んでもよい。
別の実施形態では図8に示すように、移送装置76はプレス装置82を含むことができる。プレス装置82には、プレス装置82の上下方向の動きを与えるための一軸キャリア78を設けることができる。プレス装置82の上下方向の動きによって、キャリア基板200を上下方向に偏向させ、それにより、印刷物体91が、圧力をもって、構築プレート80または前に移送された印刷物体の積み重ねの上部に接触するようになる。図8の移送装置76はまた、図7の接着修正装置74と同様の接着修正装置74を含むことができる。
本発明の別の実施形態では、図9に示すように、移送装置76に、プレス装置82及び形状修正装置72を設けることができる。また、図9の移送装置76には、プレス装置82の上下方向の動きを与えることができる一軸キャリア78を設けることもできる。プレス装置82の上下方向の動きによって、キャリア基板200を上下方向に偏向させ、それにより、印刷物体91が、圧力をもって、構築プレート80に、または以前に移送された印刷物体の積み重ねの上部に接触するようになる。形状修正装置72は、予備成形された成形構造を備え得る。その構造は、成形表面に垂直に加えられる機械的圧力によって平坦化され得る弾性材料から構成され得る。単一軸キャリア78が印刷物体を構築プレート80または以前に移送された印刷物体90の積み重ねの上部と接触させると、形状修正装置72は、印刷物体91を徐々に平らにし、したがって、印刷物体91を徐々に構築プレート80または以前に移送された印刷物体90の積み重ねの上部に接触させるようになる。構築プレート80との間、または以前に移送された印刷物体90の積み重ねの上部との間で漸進的に移動する接点は、印刷物体91と構築プレート80との間、または以前に移送された印刷物体90の積み重ねの上部との間に均一な付着を保証し得る。図9の移送装置76はまた、図7の接着修正装置74と同様な接着修正装置74を含むことができる。
本発明のさらに別の実施形態では図10に示すように、移送装置76は、成形されたプレス装置84および関節運動装置83を備えることができる。図10の移送装置76には、成形プレス装置84の水平および上下方向の動きを与えることができる2軸キャリア77を設けることもできる。コンピュータシステム10の制御の下で、成形プレス装置84の上下方向及び水平方向の動きにより、キャリア基板200を上下方向に偏向させ、それにより印刷物体91が、圧力をもって、構築プレート80または先に移送された印刷物体の積み重ねの上部に接触するようになる。2軸キャリアの上下方向の移動により、成形プレス装置84の所定の端部が、キャリア基板200と圧力接触するようになる。したがって、印刷物体91の所定の端部が、構築プレート80または先に移送された印刷物体90の積み重ねの上部に接触するようになる。2軸キャリア77の更なる上下方向及び水平方向の移動を関節装置83と協調させることによって、成形プレス装置84の成形表面全体が、圧力をもって、キャリア基板200に線接触するようになる。キャリア200への進行する線接触により、キャリア基板200の偏向を生じさせて、印刷物体91との間、または構築プレート80の間、または先に移送された印刷物体90の積み重ねの上部との間に進行性線接触を生じさせ得る。印刷物体91と構築プレート80との間、または以前に移送された印刷物体90の積み重ねの上部との間の進行性線接触は、印刷物物体91の、構築プレート80への移送、または以前に移送された印刷物体90の積み重ねの上部への移送に十分である。図10の移送装置76はまた、図7の接着修正装置74と同様な接着修正装置74を含むことができる。
組立装置Cは、その一部が図5に示されているが、X-Y位置決め装置230と構築ステーション110とを備えることができる。構築ステーション110は、構築プレート80を備えることができる。AZ軸位置決め装置100(上下方向位置決め装置)が設けられてもよい。この位置決め装置は、構築プレート80の上下方向位置を調節し、先に移送された印刷物体90の上面の高さを所定の上下方向位置に維持する。これにより、印刷物体の、構築プレート80への移送、または先に移送された物体90の積み重ねの上部への移送を容易にする。構築プレート上のパターン化された単層物体の完成アセンブリは、関係する材料に適した条件下で融合される。
構築プレート80は、構築プレート80からの印刷物体の完成した積み重ねの取り外しを容易にするために、接着力低減装置68を備えてもよい。接着力低減装置68は、加えられた刺激によって、以前に移送された物体90の積み重ねの接着力を低減するように作動されてもよい。以前に移送された物体90の積み重ねを解放させるために接着低減層68に与えられる刺激は、熱刺激、放射刺激、磁気刺激、化学刺激、または機械的刺激であってもよい。
構築プレート80は、アライメントセンサ105を更に備えることができる。印刷物体91は1つまたは複数のアライメント基準点102を備えることができ、この基準点は、1つまたは複数のアライメントセンサ105と相互作用して、印刷物体91を構築プレート80に、または先に移送された印刷物体の上部に正確に位置合わせすることができる。アライメントセンサ105は、UVスペクトル、視覚スペクトル、またはIRスペクトルにおいて、または磁気的に、または機械的に、アライメント基準102と相互作用することができる。コンピュータシステム10と関連して、アライメントセンサ105は、アライメント基準点102の位置を実際の位置の0.01mm以内にまで検出し、構築プレート80をアライメント基準点102に対して所定位置の0.01mm以内に位置決めさせることができるようにする。
組立装置Cは、X-Y位置決め装置230と構築ステーション110とを備えることができる。構築ステーション110は、Z位置決め装置および構築プレート80を備えることができる。構築ステーション110は、構築プレート80およびX-Y位置決め装置230と相互作用して、コンピュータシステム10の指令で、構築プレート80を、多材料多モジュールプリンタシステムを含む複数の移送モジュールのいずれか1つの移送領域240に対して所定位置の0.01mm以内にまで位置決めさせることができる。
本発明の別の実施形態では、構築プレート80の正確な位置が,X、YおよびZ軸に沿った運動、ならびに少なくとも1つの軸の周りの回転を提供することができるヘキサポッドによって提供されてもよい。
本発明の多材料多方式3Dプリンタは、関連する移送モジュールBを有する複数のプリンタモジュールAに基づいており、それらはすべて組立装置Cによって一体化されている。各プリンタモジュールAは、印刷厚さ、バインダ濃度、バインダの種類、及び材料の種類などの操作パラメータを調整することができる。操作パラメータの調節は最終印刷物体の特性に著しく影響を及ぼす可能性があるが、各プリンタモジュールは、1つの特定の方法に基づいて印刷物体を作成する。潜在的な方法の例の非網羅的なリストには、ジェットバインダ印刷、電子写真印刷、オフセット印刷、およびジェット材料印刷が含まれる。所与の印刷物体を作成するための好ましい方法は、実際の厚さ範囲、最小フィーチャサイズ、精度、および印刷速度などの別個の方法の能力に基づいて選択することができる。ほとんどの印刷方法は1つ以上の材料と適合し得るが、基礎材料は特定の方法で使用するための特定の調製を必要とし得る。
上述の3D印刷システムは、複雑な3次元パターンで2つ以上の材料の構造を作成するために使用され、その構造は層状に構築され、各層は1つ以上の材料で構成される。各層の各材料のパターンは、従来の3Dプリンタの各層のパターン生成と同様の方法で生成され得る。具体的には、各層のパターンが、例えばSolidWorksなどのCAD(コンピュータ支援設計)ソフトウェアを使用することによって、構造全体のスライスから取り出され得る。従来の3Dプリンタとは異なり、本発明の実施形態では、コンピュータシステム10が各層のパターンを、2つ以上の材料と、材料が他のボクセルと同じであっても異なる特性を必要とするボクセルとに分離することができる。例えば、材料が基本的に同じであっても、より微細な解像度、したがってより小さいボクセルサイズを必要とするボクセルを、高解像度堆積およびパターニング技術を使用するプリンタモジュールに送ることができる。
材料のタイプは、少なくとも2つの基本的なカテゴリ、すなわち、堅牢な材料および一過性(fugitive)材料から選択することができる。
3Dプリント部品を製造するための基本プロセスを図13に示す。図13に示すように、プロセスは、所望の部品の構造、材料、および仕様を完全に定める設計ファイル310から開始する。設計ファイルは層にスライスされ(510)、各層の厚さは、最終的な厚さおよびパターン公差のような、印刷部品内の各位置に対する仕様によって決定される。次いで、各層は、異なる材料および/または異なる印刷技術を必要とする領域に分離されてもよい(520)。次に、異なる材料/技術要件の領域の各々に対するプリンタ制御命令を、プリンタシステムの適切なプリンタモジュールAに移送することができる。
複数のプリンタモジュールAのそれぞれは、図7、図8、図9、図10に示すような印刷物体91を作成することができる。印刷物体は印刷層の全部または一部を含むことができ、各印刷物体は単一の材料からなることができ、単一のパターニングおよび堆積技術によって作成され得る。移送モジュールBのキャリア基板200上で印刷物体91が完成した後、例えば、図5に示すように、それを移送領域240にまで移動させることができる。構築ステーション110は、コンピュータシステム10からの指示の下で、X-Yポジショナ装置230によって所定の位置に移動され得る。構築プレート80は、Zポジショナ装置100によって、キャリア基板200に対して所定の垂直位置にまで移動され得る。キャリア基板200に固定された印刷物体91と構築プレート80との最終的な正確な位置合わせは、位置合わせ基準点102、コンピュータシステム10、X-Yポジショナ装置230、およびZポジショナ装置100を参照して位置合わせセンサ105間の調整によって行うことができる。キャリア基板は、キャリア基板上のパターン化された単一層物体の各々に対する基準マーカー102を備える。
印刷部品の第1の層は、1つ以上の印刷物体91として、構築プレート80の上面と関連付けられ得る接着力低減装置68上に移送され得る。後続のすべての層は、1つ以上の印刷物体として、先に移送された印刷物体90上に移送されてもよい。図15は、この例では5つの印刷物体を順次移送することによって印刷層92を生成するステップを表している。シーケンスは上から下に進む。作成ステップ85の間に、印刷物体93は、以前に移送された印刷層の積み重ねにまで移送されてもよい。作成ステップ86は、異なる材料から構成され、および/または異なる技術形態の印刷物体93によって作成された印刷物体94を、作成ステップ85のオープン領域にまで移送することであってもよい。作成ステップ87は作成ステップ86と同様に、印刷された物体95を作成ステップ86のオープンエリアに転送することによって継続することができる。作成ステップ88は、印刷物体96を追加してもよい。作成ステップ89は、印刷物体97を移送することによって、印刷層92を完成させてもよい。各層の各材料が印刷されるにつれて、それは、3次元および2つ以上の材料で所望の構造を生成するように、順番に、先の印刷物体上に積み重ねられる。この例は印刷層を構成する5つの異なる印刷物体を示しているが、印刷層は、設計要件を満たすのに必要な数だけの1つの印刷物体または任意の数を構成することができることを理解されたい。
Claims (24)
- 3次元付加製造システムであって、
第1のキャリア基板と、
第2のキャリア基板と、
第1のキャリア基板上に一連の第1のパターン化された単層物体を形成するための第1のプリンタモジュールと、
第2のキャリア基板上に一連の第2のパターン化された単層物体を形成するための第2のプリンタモジュールと、
アセンブリプレートを含むアセンブリステーションとを備え、
前記第1のパターン化された単層物体および前記第2のパターン化された単層物体は、前記アセンブリプレート上の3次元物体に組み込まれるものであり、
前記3次元付加製造システムは、さらに、
第1のパターン化された単層物体を、第1のキャリア基板から第1の移送ゾーンにあるアセンブリステーションに移送するための第1の移送モジュールと、
第2のパターン化された単層物体を、第2のキャリア基板から第2の移送ゾーンにあるアセンブリステーションに移送する第2の移送モジュールと、
コントローラとを備え、
前記コントローラは、(1)第1のプリンタモジュールに形成された第1のパターン化された単層物体の順序およびパターン、(2)第2のプリンタモジュールに形成された第2のパターン化された単層物体の順序およびパターン、および(3)第1のパターン化された単層物体および第2のパターン化された単層物体のアセンブリプレート上の3次元物体への組立の順序を制御するものであり、
第1のプリンタモジュールは、第1の堆積条件下で第1の材料を堆積するように構成され、
第2プリンタモジュールは、第2の堆積条件下で第2の材料を堆積するように構成され、第2の材料の少なくとも1つは第1の材料と異なり、第2の堆積条件は第1の堆積条件とは異なる、3次元付加製造システム。 - 前記第1のプリンタモジュールは、ジェットバインダプリンタを含む、請求項1に記載の三次元付加製造システム。
- 前記第2のプリンタモジュールは、ジェットバインダプリンタを含む、請求項2に記載の三次元付加製造システム。
- 前記第2のプリンタモジュールは、電子写真プリンタを含む、請求項1に記載の3次元付加製造システム。
- 前記第2の堆積条件が前記第1の堆積条件と異なる場合に、前記第1の堆積条件は25μm~2,000μmの範囲の堆積層厚さを含み、前記第2の堆積条件は、3μm~75μmの範囲の堆積層厚さを含む、請求項1に記載の三次元付加製造システム。
- 前記第2の堆積条件が前記第1の堆積条件と異なる場合、前記第1の堆積条件は25μm~4,000μmの範囲のボクセル解像度を含み、前記第2の堆積条件は、3μm~150μmの範囲のボクセル解像度を含む、請求項1に記載の3次元付加製造システム。
- 前記第2の材料が前記第1の材料と異なる場合、前記第1のパターン化された単層物体は第1の材料特性を特徴とし、前記第2のパターン化された単層物体は、前記第1の材料特性とは値が異なる第2の材料特性を特徴とする、請求項1に記載の三次元付加製造システム。
- 前記第1の材料特性および前記第2の材料特性の一方が0%~10%の範囲の気孔率であり、前記第1の材料特性および前記第2の材料特性の他方が、25%~75%の範囲の気孔率である、請求項7に記載の三次元付加製造システム。
- 第3のキャリア基板上に一連の第3のパターン化された単層物体を形成するための第3のプリンタモジュールと、
第3のパターン化された単層物体を、第3のキャリア基板から第3の移送ゾーンにあるアセンブリステーションに移送するための第3の移送モジュールとをさらに備え、
第1のパターン化された単層物体、第2のパターン化された単層物体、及び第3のパターン化された単層物体は、アセンブリプレート上の三次元物体に組み立てられるものであり、
前記コントローラは、さらに、(1)第3のプリンタモジュールに形成された第3のパターン化された単層物体の順序およびパターン、(2)第1のパターン化された単層物体、第2のパターン化された単層物体、および(3)第3のパターン化された単層物体のアセンブリプレート上の3次元物体への組立の順序を制御するものである、請求項1に記載の3次元付加製造システム。 - 前記第1のキャリア基板および前記第2のキャリア基板のうちの少なくとも一方がベルトである、請求項1に記載の三次元付加製造システム。
- 前記アセンブリステーションは、横方向ポジショナをさらに備え、前記横方向ポジショナは、前記アセンブリプレートを、前記第1移送ゾーンおよび前記第2移送ゾーンに関連するそれぞれの横方向位置にまで横方向に変位させるものである、請求項1に記載の三次元付加製造システム。
- 前記アセンブリステーションは、前記アセンブリプレートを垂直方向に変位させるための垂直方向ポジショナをさらに備える、請求項1に記載の三次元付加製造システム。
- 第1のキャリア基板及び第2のキャリア基板はそれぞれ、第1のパターン化された単層物体及び第2のパターン化された単層物体の各々に対する基準マーカーを含み、
アセンブリステーションは、基準マーカーをアセンブリプレートに位置合わせするためのアライメントセンサを含む、請求項1に記載の三次元付加製造システム。 - 3次元物体を製造する方法であって、
コントローラによって命令された順序およびパターンに従って、第1のプリンタモジュールにおいて第1のキャリア基板上に第1のパターン化された単層物体を順次形成するステップと、
コントローラによって命令された順序およびパターンに従って、第2のプリンタモジュールにおいて第2のキャリア基板上に第2のパターン化された単層を順次形成するステップと、
第1のパターン化された単層物体を、第1のキャリア基板から第1の移送ゾーン内のアセンブリステーションに移送するステップと、
第2のパターン化された単層物体を、第2のキャリア基板から第2の移送ゾーンのアセンブリステーションに移送するステップと、
コントローラによって指示された組立順序に従って、第1のパターン化された単層物体および第2のパターン化された単層物体をアセンブリステーションのアセンブリプレート上の3次元物体に組立てるステップとを備え、
前記第1のプリンタモジュールは、第1の堆積条件下で第1の材料を堆積し、
前記第2のプリンタモジュールは、第2の堆積条件下で第2の材料を堆積し、
前記第2の材料の少なくとも1つは、第1の材料からであり、第2の堆積条件は第1の堆積条件とは異なる、3次元物体を製造する方法。 - 前記第1のプリンタモジュールは、ジェットバインダプリンタを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第2のプリンタモジュールは、ジェットバインダプリンタを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記第2のプリンタモジュールは、電子写真プリンタを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第2の堆積条件が前記第1の堆積条件と異なる場合に、前記第1の堆積条件は25μm~2,000μmの範囲の堆積層厚さを含み、前記第2の堆積条件は、3μm~75μmの範囲の堆積層厚さを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第2の堆積条件が前記第1の堆積条件と異なる場合、前記第1の堆積条件は25μm~4,000μmの範囲のボクセル解像度を含み、前記第2の堆積条件は、3μm~150μmの範囲のボクセル解像度を含む、請求項14に記載の方法。
- 前記第2の材料が前記第1の材料と異なる場合、前記第1のパターン化された単層物体は第1の材料特性を特徴とし、前記第2のパターン化された単層物体は、前記第1の材料特性とは値が異なる第2の材料特性を特徴とする、請求項14に記載の方法。
- 前記第1の材料特性および前記第2の材料特性のうちの一方が0%~10%の範囲の気孔率であり、前記第1の材料特性および前記第2の材料特性のうちの他方が、25%~75%の範囲の気孔率である、請求項20に記載の方法。
- 第1のパターン化された単層物体を第1のキャリア基板から第1の移送ゾーン内のアセンブリステーションに移送するステップは、アセンブリプレートを、第1の移送ゾーンに関連した横方向位置にまで横方向に変位させることを含み、
第2のパターン化された単層物体を第2のキャリア基板から第2の移送ゾーン内のアセンブリステーションに移送するステップは、アセンブリプレートを、第2の移送ゾーンに関連した横方向位置にまで横方向に変位させることを含む、請求項14に記載の方法。 - 順次の組立が、少なくとも1つの第1のパターン化された単層物体及び少なくとも1つの第2のパターン化された単層物体を3次元物体の単層に組立てることを含む、請求項14に記載の方法。
- 複数の層を備え、
前記複数の層の少なくとも一つの層は、第1の材料特性を特徴とする第1のパターン化された単層物体と、第1の材料特性とは値が異なる第2の材料特性を特徴とする第2のパターン化された単層物体とを備える、3次元物体。
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