JP2022528685A - ３ｄ印刷システムのためのタンク組立体及びその構成要素 - Google Patents

Abstract

３Ｄ印刷システムのためのタンク組立体は、タンク組立体のタンク側壁の底リムに解放可能に固着された膜組立体を含む。固着機構は、摩擦嵌め結合と磁気結合を含む。膜組立体は、フレームと、放射線透過性の可撓性の膜と、膜固着部材を含む。可撓性の膜の周囲部分は、フレームの溝の中に膜固着部材によって固着される。タンク側壁は、未使用の樹脂をタンク組立体に供給する構成要素と、使用済みの樹脂をタンク組立体から排出する構成要素を含む。

Description

本発明は、３Ｄ（即ち、３次元）印刷システムのためのタンク組立体及びその構成要素に関し、さらに詳細には、タンク組立体のタンク側壁の底リムに解放可能に固着された膜組立体に関する。

３Ｄ印刷は、これまで以上に普及するようになっており、３次元物体を製造することを（しばしば、短時間で）任意の設備（即ち、部屋、ガレージ、実験室等）で可能にしている。典型的には、３次元物体の複数の断面のモデルを作り、デジタルフォーマットにして記憶させ、そして、断面モデルを使用して、３次元物体を一層ずつ製造する。

１つの実施形態では、３Ｄ印刷システムのためのタンク組立体は、タンク組立体のタンク側壁の底リムに解放可能に固着された膜組立体を含む（即ち、膜組立体を底リムに固着させ、後で、底リムから取外すことができる）。

膜組立体の第１の実施形態では、膜組立体は、フレームと、放射線透過性の可撓性の膜と、膜固着部材を含む。可撓性の膜の周囲部分は、フレームの底面に配置された溝の中に膜固着部材によって固着される。フレームの寸法及び形状は、タンク側壁の底リムの寸法及び形状に対して相補的である。さらに詳細には、フレームの内側面は、底リムの外側面に押し付けられる。フレームが底リムに接触する領域において、リブがフレーム及び／又は底リムの上に存在する。加えて、磁気結合機構が、フレームをタンク側壁の底リムにより固着させるように取付けるのに使用される。

膜組立体の第２の実施形態では、膜組立体は、フレームと、放射線透過性の可撓性の膜と、膜固着部材を含む。フレームは、中空のシャフト部分に接合されるフランジ部分を含む。可撓性の膜の周囲部分は、中空のシャフト部分の外側面及びそれに加えてフランジ部分の底面に膜固着部材によって固着される。フレームの寸法及び形状は、タンク側壁の底リムの寸法及び形状に対して相補的である。さらに詳細には、フレームの内側面は、底リムの外側面に押し付けられる。フレームが底リムに接触する領域において、リブがフレーム及び／又は底リムの上に存在する。加えて、磁気結合機構が、フレームをタンク側壁の底リムにより固着させるように取付けるのに使用される。

膜組立体の第２の実施形態では、膜組立体は、放射線透過性の可撓性の膜と、膜固着部材を含む。膜固着部材は、膜をタンク側壁の底リムに直接的に固着させるように構成される。

タンク側壁は、未使用の（又は、冷却された）樹脂をタンク組立体の中に供給するための１つ又は２つ以上の構成要素と、使用済みの（暖められた）樹脂をタンク組立体から排出するための１つ又は２つ以上の構成要素を含む。樹脂供給通路において、チャネルが、第１のチューブ結合部材を、未使用の樹脂をタンク組立体のキャビティの中に供給する入口に流体的に接続する。第１のチューブ結合部材は、未使用の樹脂を供給するチューブに接続される。樹脂排出通路では、チャネルが、第２のチューブ結合部材を、樹脂をタンク組立体のキャビティから排出する出口に流体的に接続する。第２のチューブ結合部材は、使用済みの樹脂をタンク組立体のキャビティからは排出するチューブに接続される。

本発明のこれらの及びその他の実施形態を、添付図面と関連させて更に詳細に説明する。

本発明の１つの実施形態による３Ｄ印刷システムの断面図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク組立体の分解斜視図であり、タンク組立体の構成要素の底面及び側面の詳細を示す。 本発明の１つの実施形態によるタンク組立体の分解斜視図であり、タンク組立体の構成要素の上面及び側面の詳細を示す。 本発明の１つの実施形態によるタンク組立体の分解断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク組立体の（横断面に対して垂直な方向に見たときの）分解断面図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク組立体の斜視図であり、タンク組立体の底面及び側面の詳細を示す。 本発明の１つの実施形態による、図３Ａの部分拡大図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク組立体の横断面に対して垂直な方向に見たときの断面図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク組立体の半透明斜視図であり、タンク組立体内の詳細を示す。 本発明の１つの実施形態によるタンク側壁の斜視図であり、タンク側壁の上面及び側面の詳細を示す。 本発明の１つの実施形態によるタンク側壁の平面図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク側壁の底面図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク側壁の断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態による、図４Ｄの部分拡大図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク側壁の断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク側壁の断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク側壁の断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク側壁の断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク側壁の断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク側壁の断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態によるフレームの斜視図であり、フレームの上面及び側面の詳細を示す。 本発明の１つの実施形態によるフレームの平面図である。 本発明の１つの実施形態によるフレームの底面図である。 本発明の１つの実施形態による、図５Ａの部分拡大図である。 本発明の１つの実施形態による、図５Ｄの平面Ａにおける断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態による、図５Ｄの平面Ｂにおける断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態による、図５Ｄの平面Ｃにおける断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態による膜組立体の分解斜視図である。 本発明の１つの実施形態による膜組立体の斜視図である。 本発明の１つの実施形態による膜組立体の平面図である。 本発明の１つの実施形態による膜組立体の底面図である。 本発明の１つの実施形態による、図６Ａの部分拡大図である。 本発明の１つの実施形態による、図６Ｅの平面Ｄにおける断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態による、図６Ｅの平面Ｅにおける断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態による、図６Ｅの平面Ｆにおける断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態によるフレーム組立体の分解斜視図である。 本発明の１つの実施形態によるフレーム組立体の斜視図である。 本発明の１つの実施形態によるフレーム組立体の平面図である。 本発明の１つの実施形態によるフレーム組立体の底面図である。 本発明の１つの実施形態による、図７Ａの部分拡大図である。 本発明の１つの実施形態による、図７Ｅの平面Ｇにおける断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態による、図７Ｅの平面Ｈにおける断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態による、図７Ｅの平面Ｉにおける断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態による膜組立体の分解斜視図である。 本発明の１つの実施形態による膜組立体の斜視図である。 本発明の１つの実施形態による、（フレームの構造を示すために膜固着部材の一部分を省略した）図８Ｂの部分拡大図である。 本発明の１つの実施形態による膜組立体の断面斜視図である。 本発明の１つの実施形態によるタンク組立体の分解斜視図である。

好ましい実施形態の以下の詳細な説明において、本発明が実施される特定の実施形態が図として示されている添付図面を参照する。他の実施形態を利用してもよいこと、及び、本発明の範囲を逸脱することなしに構造的変化を行ってもよいことを理解すべきである。図面の任意の１つと関連した説明は、同様の構成要素又は工程を含む異なる図に適用される。

図１は、物体３（例えば、３Ｄ物体）を製造するために、電磁放射線（例えば、紫外線）が光硬化液体ポリマー４（「樹脂」とも称する）を硬化させるのに使用される３Ｄ印刷システム１の断面図である。物体３を、一層ずつ製造する（即ち、物体３の底面に隣接した樹脂４の層を光硬化させることによって、物体の新しい層を形成し、物体３を抽出プレート２によって上昇させ、新しい樹脂４の層を、新しく形成した層の下に描き、このプロセスを繰返して、物体３の追加の層を形成する）。

３Ｄ印刷システム１は、樹脂４を収容するタンク組立体１０を含む。タンク組立体１０の底部は、電磁透過性の開口を含み、それにより、電磁放射線が光源８からタンク組立体１０の中に入ることを可能にする。電磁透過性の開口を形成するために、放射線透過性のバッキング部材６が部分的に使用されるのがよい。１つの実施形態では、バッキング部材６は、ホウケイ酸ガラスで作られるのがよい。樹脂の選択的な硬化を可能にするマスク７（例えば、液晶層）が、光源８と樹脂４の間に配置されるのがよい（それにより、３Ｄ物体を入り組んだ形状／パターンに形成することを可能にする）。種々の実施形態において、レンズ、反射器、フィルタ、及び／又はフィルム等のコリメーション及び発散要素は、マスク７と光源８の間に位置決めされるのがよい。これらの要素は、図面を不必要に不明瞭にしないために、図示されていない。

３Ｄ印刷システムが直面する１つの課題は、新しく形成される層が、物体に接着することに加えて、タンク組立体１０の底部に接着する傾向があることであり、このことは、抽出器プレート２を上昇させたとき、新しく形成された層が物体から剥がれることがあるので、望ましくない。この課題に対処するために、可撓性の膜７２（「自己潤滑膜」とも称する）が、バッキング部材６に隣接して配置される。幾つかの実施形態では、可撓性の膜７２は、シリコーン（silicone）膜、潤滑剤（例えば、シリコーンオイル）で処理されたシリコーン膜、又は潤滑剤の層５を可撓性の膜７２の表面の上に時間をかけて放出するシリコーン膜であるのがよい。可撓性の膜７２及び／又は潤滑剤の層５は、新しく形成される層がタンク組立体１０の底部に接着する可能性を減少させる。液体潤滑剤５及び可撓性の膜７２のいずれか又はその両方は、可撓性の膜７２及び／又は潤滑剤の層５の非粘着性を更に向上させるために、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で補強されるのがよい。また、可撓性の膜７２及び液体潤滑剤５は両方とも、樹脂４を硬化させるために、放射線透過性であり、電磁放射線が光源８からタンク組立体１０の中に入ることを可能にする。

以下の明細書において、タンク組立体１０の特定の実施形態を説明する。タンク組立体１０のバッキング部材６を図示していないが、タンク組立体１０がバッキング部材６を含んでいてもよいことを理解すべきである。３Ｄ印刷システム１の他の構成要素、例えば、抽出器プレート２、物体３、樹脂４、マスク７、光源８を、発明の種々の実施形態を理解するための背景を提供するために図１に示したけれども、以下、簡潔さのために図示しない。

図２Ａは、タンク組立体１０の分解斜視図であり、タンク組立体の構成要素の底面及び側面の詳細を示す。タンク組立体１０は、タンク側壁１２と、膜組立体４８を含む。タンク側壁１２は、中心キャビティ１３を包囲する。膜組立体４８は、フレーム５０と、可撓性の膜７２と、膜固着部材７６を含む。後で詳細に説明するように、膜固着部材７６は、可撓性の膜７２の外周部分７４をフレーム５０に固着させるように構成される。また、後で詳細に説明するように、膜組立体４８は、タンク側壁１２の底リム１４に結合されるように構成される。さらに詳細には、膜組立体４８は、タンク側壁１２の底リム１４の中心開口１５をシールするように構成され、中心開口１５は、タンク側壁１２の中心キャビティ１３と結合している。膜組立体４８とタンク側壁１２の間の結合は、摩擦嵌め結合であるのがよく、フレーム５０の内側面のリブ７０は、膜組立体４８とタンク側壁１２の間の摩擦の程度を増大させる。

１つの実施形態では、溝１６がタンク側壁１２の底面に存在し、膜組立体４８のフレーム５０は、かかる溝１６の中に挿入される。膜組立体４８の寸法及び形状は、タンク側壁１２の底リム１４の寸法及び形状と相補的であるのがよい。さらに詳細には、膜組立体４８の輪郭及び底リム１４の輪郭は両方とも、矩形（さらに詳細には、角が丸い矩形）であるのがよい。膜組立体４８のサイズ（即ち、長さ及び幅に関する寸法）は、底リム１４のサイズよりもわずかに大きいのがよく、それにより、フレーム５０の内側面が底リム１４の外側面に接触することを可能にする。

また、図２Ａの分解斜視図に示すように、幾つかの受け部がタンク側壁１２の底面に配置される。脚用受け部４４は、タンク組立体の脚を受入れるように構成される。チューブ結合部材用受け部４０は、未使用の樹脂を供給するチューブを結合させるためのチューブ結合部材３０（後で図３Ａに示す）を受入れるように構成され、チューブ結合部材用受け部４２は、使用済みの樹脂を排出するチューブを結合させるためのチューブ結合部材３２（後で図３Ａに示す）を受入れるように構成される。また、添加剤又はその他の物質を未使用の樹脂に供給するためのポート３４が存在するのがよい。詳細は、チューブ結合部材を示す後の図でより明確になる。図２Ａに見ることができないけれども、チューブ結合部材用受け部４２はまた、ポートと結合されてもよく、この場合、かかるポートは、チューブ結合部材３２（後で図３Ａに示す）に追加される別のドレインとして使用されるのがよい。

タンク側壁１２は、人がタンク組立体１０及び／又はタンク側壁１２を移動させ及び／又は運搬するためのハンドル１８を、互いに反対側に位置する２つの側面に含む（なお、図２Ａの視野では、一方のハンドルだけしか見えない）。

図２Ｂは、タンク組立体１０の分解斜視図であり、タンク組立体の構成要素の上面及び側面の詳細を示す。図２Ｂの視野で加えて見ることができるのは、磁石６４（又は、鉄、ニッケル、コバルト等の磁石に引き付けられる材料）であり、磁石６４は、膜組立体４８とタンク側壁１２の間の結合強度を増大させるために、フレーム５０上に存在するのがよい。図２Ｂに見ることはできないけれども、磁石６４と反対の極性の磁石（又は、磁石に引き付けられる材料）が、タンク側壁１２の溝１６内に存在するのがよく、それにより、膜組立体４８及びタンク側壁１２が互いに解放可能に結合されることを可能にする。上述した摩擦嵌め及び磁気結合手段は、２つの可能性のある結合機構に過ぎず、その他の結合機構、例えば、静電気結合、吸引結合、弱い接着を使用する結合等も可能であることを理解すべきである。

図２Ｃは、タンク組立体１０の分解断面斜視図である。図示のように、フレーム５０の溝６２の断面は、逆Ｕ字輪郭を有し、逆Ｕ字輪郭は、膜固着部材７６の断面に対して相補的である。同様に、タンク側壁１２の溝１６の断面は、フレーム５０の断面に対して相補的な輪郭を有するのがよい。図２Ｃの断面では、溝１６は、逆Ｌ字輪郭又はｒ字輪郭（ハンドル１８を形成する切欠きによる）を有する。しかしながら、タンク側壁１２の他の領域では、後で示す他の図でより明らかになるように、溝１６はまた、逆Ｕ字輪郭を有するのがよい。

図２Ｄは、横断面に対して垂直な方向に見たときのタンク組立体１０の分解断面図である。タンク側壁１２の底リム１４及び溝１６の断面輪郭、並びに、フレーム５０の溝６２の断面輪郭を図２Ｄに見ることができる。

図３Ａは、タンク組立体１０の斜視図であり、タンク組立体の底面及び側面の詳細を示す。図２Ａ～図２Ｄと対照的に、図３Ａは、タンク組立体１０を組立て状態で示す。図示のように、膜７２は、フレーム５０に膜固着部材７６によって固着される。膜組立体４８は、タンク側壁１２の溝１６（図３Ａでは見ることができない）の中に挿入され（且つ固着され）る。（未使用の樹脂を供給するための）チューブ結合部材３０は、チューブ結合部材用受け部４０の中に挿入され、（使用済みの樹脂を排出するための）チューブ結合部材３２は、チューブ結合部材用受け部４２の中に挿入され、脚３８は、脚用受け部４４の中に挿入される。１つの実施例では、タンク側壁１２は、４つの脚を有し、４つの脚のうちの２つは、チューブ結合部材３０、３２として埋込まれていると考えられる。脚３８の位置は、幾つかの実施形態において異なっていてもよいことに注目すべきである。幾つかの実施形態では、脚３８を直交するコーナーのところに配置することが可能であり、他の実施形態では、タンク側壁１２の１つの辺の２つのコーナーのところに配置することが可能である。実際、デザインのかかる変更は、種々の図にわたって観察される（図３Ａ及び図４Ａ参照）。

１つの実施形態では、４つの脚の高さは、同一であり、その結果、タンク組立体１０は、オフライン状態（チューブを接続していない状態）のときに或る表面の上に安定的に載る。タンク組立体１０は、作動状態にあるとき、典型的には、４つの脚のどれにも載らず、その代わり、バッキング部材６の上に載る（図１に示す）。

図３Ａに示すように、膜７２は、タンク組立体１０の底面を構成する。前に説明したように、膜７２は、非粘着面を形成するために、潤滑剤で処理されたシリコーン等の材料で作られるのがよい。しかしながら、時間の経過とともに、潤滑剤が樹脂４の中に徐々に消散し樹脂４及び／又は物体３に徐々に接着するので、膜７２は、その非粘着特性を失うことがある。また、物体３をタンクの底部から繰返し分離させると、膜７２の可撓性の結果として、膜７２が摩耗し始めることがある。本発明の１つの利点は、存在している膜組立体がその使用寿命の終りに到達した後、膜組立体４８を新しい膜組立体と交換することができることにある。この場合、膜組立体４８の類似品は、古い部品が使い古されたときに新しい部品と定期的に交換されるプリンターのカートリッジ、かみそり用の刃（又はその他の消耗品）である。これに対して、典型的には、タンク側壁１２は、チューブ結合部材３０、３２及び脚３８と共に、（印刷カートリッジを含まないプリンター、又は、かみそり用の刃を含まないかみそりのように）膜組立体４８よりもずっと少ない頻度でしか交換されない。後述する他の実施形態では、膜７２だけが消耗品である（即ち、フレーム５０及び膜固着部材７６は、新しい膜と共に再使用される）ことも可能である。

図３Ｂは、図３Ａの部分拡大図である。図示のように、可撓性の膜７２は、底リム１４を横切るように延び、フレーム５０の底面の一部分を横切るように延びた後、フレーム５０と膜固着部材７６の間の狭いスペースの中にクランプされ且つ固着される。また、チューブ結合部材３０の構造を図３Ｂに詳細に見ることができ、チューブ結合部材３０は、チューブ結合部材３０と未使用の樹脂を供給するためのチューブ（図示せず）との間の摩擦を増大させる複数のリングを有している。

図３Ｃは、横断面に対して垂直な方向に見たときのタンク組立体１０の断面図である。この図は、フレーム５０の溝内に挿入され（固着され）た膜固着部材７６を示し、フレーム５０は、タンク側壁１２溝内に挿入されている。可撓性の膜７２の断面は、黒色の線によって表わされ、この図を注意深く見ると、可撓性の膜７２が底リム１４を横切るように延び、フレーム５０の底面の一部分を横切るように延びていることが分かる。

図３Ｄは、タンク組立体１０の半透明斜視図であり、タンク組立体内の詳細を示す。未使用の樹脂を配送するための構成要素の構造をこの図に見ることができ、かかる構成要素は、チューブ結合部材３０と入口２２を流体的に接続するチャネル２６を含む。ポート３４が、添加剤又はその他の化学物質をチャネル２６内の未使用の樹脂に供給するために使用され、図３Ｄの形態では、プラグ３６がポート３４内に存在している（実際、使用していないポート３４を図示している）。ポート３４は、更に、幾つかの状況でドレインとして使用されてもよい。フレーム５０に直ぐ隣接して配置されたタンク側壁１２の磁石２０（又は、磁石に引付けられるその他の材料）が示され、磁石２０は、フレーム５０をタンク側壁１２の溝内に固着させるのに使用される。タンク側壁１２の磁石２０は、フレーム５０の磁石６４（この図では図示せず）に取付けられるのがよい。

図４Ａは、タンク側壁１２の斜視図であり、タンク側壁の上面及び側面の詳細を示す。図示の実施形態では、（未使用の樹脂を供給するための）チューブ結合部材３０及び（使用済みの樹脂を排出するための）チューブ結合部材３２は、タンク側壁１２の第１の辺に配置され、脚３８は、タンク側壁１２の第１の辺の反対側の第２の辺に配置される。

図４Ｂは、タンク側壁１２の平面図である。人がタンク側壁及び／又はタンク組立体を運搬するためのハンドルを、この平面図に見ることができる。図４Ｃは、タンク側壁１２の底面図である。底リム１４を包囲する溝１６が示されている。磁石２０が溝１６の表面内に配置されるのがよい。入口２２及び出口２４が、タンク側壁１２の互いに反対側の辺に存在しているのがよい。底面図に見ることはできないけれども、入口２２は、チャネル２６によってチューブ結合部材用受け部４０に流体的に接続され、出口２４は、チャネル２８よってチューブ結合部材用受け部４２に流体的に接続される。

図４Ｄは、タンク側壁１２の断面斜視図であり、図４Ｅは、底リム１４、溝１６、及びハンドル１８の構造を詳細に示す図４Ｄの部分拡大図である。図４Ｆは、タンク側壁１２の別の断面斜視図であり、脚３８の断面を示す。図４Ｇは、タンク側壁１２の別の断面斜視図であり、チューブ結合部材３０の断面を示す。また、未使用の樹脂を配送するための構成要素の構造を図４Ｇに見ることができ、かかる構成要素は、チューブ結合部材３０と入口２２を流体的に接続するチャネル２６を含む。

図４Ｈは、タンク側壁１２の断面斜視図であり、入口２２、出口２４、底リム１４、及び溝１６の断面輪郭を示す。図４Ｉは、タンク側壁１２の別の断面斜視図であり、チャネル２６、チャネル２８、底リム１４、及び溝１６の断面輪郭を示す。図４Ｊは、タンク側壁１２の別の断面斜視図であり、チューブ結合部材３０、３２の断面輪郭を示す。図４Ｋは、水平平面に沿って配置された横断面を含むタンク側壁１２の断面斜視図であり、底リム１４を包囲する溝１６を示す。

図５Ａは、フレーム５０の斜視図であり、フレームの上面及び側面の詳細を示す。フレーム５０は、中心開口５２を包囲する。フレーム５０は、上面５４と、中心開口５２に面しない外側面５８と、中心開口５２に面する内側面６０を含む。リブ７０が、内側面６０に配置され、前に説明したように、フレーム５０とタンク側壁の底リム１４との間の摩擦の程度を増大させるのがよい。孔６８（詳細には、孔６８の端部）を図５Ａに見ることができ、孔６８は、膜固着部材７６をフレーム５０の溝の中に挿入したときに空気を溝から迅速に逃がすことを可能にするために存在している。図５Ａにおいて、磁石は、フレーム５０の中にまだ挿入されていない。その代わりに見ることができるのは、磁石を受入れるための、磁石用受け部６６（孔、凹み等）である。

図５Ｂは、フレーム５０の平面図である。上面５４、磁石用受け部６６、及び孔６８を平面図に見ることができる。図５Ｃは、フレーム５０の底面図である。底面５６、溝６２、及び孔６８を底面図に見ることができる。図５Ｄは、図５Ａの部分拡大図である。図５Ｅは、図５Ｄの平面Ａにおける断面斜視図である。上面５４とフレーム５０の溝６２を流体的に接続する孔６８の断面を図５Ｅに見ることができる。図５Ｆは、図５Ｄの平面Ｂにおける断面斜視図である。溝６２の逆Ｕ字輪郭を図５Ｆに見ることができる。図５Ｇは、図５Ｄの平面Ｃにおける断面斜視図である。磁石用受け部６６の断面を図５Ｇに見ることができる。

図６Ａは、膜組立体４８の分解斜視図である。分解斜視図において、膜７２をフレーム５０と膜固着部材７６の間に示す。以下の図でより明瞭に示すように、膜７２の外周部分７４は、フレーム５０の溝の中に膜固着部材７６によって固着される。膜固着部材７６をフレーム５０の溝の中に挿入する前、膜７２をフレーム５０に対してピンと張るように引く及び／又は引張るのがよく、その結果、いくらかの張力が膜７２の表面に存在する。膜固着部材７６により、膜７２の外周部分７４をフレーム５０の溝の中に固着させるとき、膜７２の表面のかかる張力を維持し及び／又は増大させるのがよい。かかる張力は、もちろん、膜７２を破断させる張力の程度よりも小さい。また、フレーム５０は、膜７２の張力を維持するために、十分な剛性を有する材料で作られるのがよい。

図６Ｂは、膜７２がフレーム５０に膜固着部材７６によって固着されている膜組立体４８の斜視図である（膜固着部材をこの図に見ることはできない）。図６Ｃは、膜組立体４８の平面図であり、図６Ｄは、膜固着部材７６を見ることができる膜組立体４８の底面図である。膜固着部材７６を貫通する孔７８を、図６Ｄの底面図に見ることができ、孔７８は、フレーム５０の孔６８と同様の目的で使用され、膜固着部材７６を溝の中に挿入したときに空気を膜７２と膜固着部材７６の間（及び／又は溝６２と膜固着部材７６の間）から迅速に逃がすことを可能にする。

図６Ｅは、図６Ａの部分拡大図である。図６Ｆは、図６Ｅの平面Ｄにおける断面斜視図であり、膜７２の周囲部分７４をフレームの溝の中に固着させるためにフレーム５０の溝の中に挿入された膜固着部材７６を示す。この断面はまた、膜固着部材７６の孔７８と整列したフレーム５０の孔６８を示す。孔６８と孔７８の整列は、幾つかの実施形態において存在するけれども、かかる整列は、他の実施形態において存在しなくてもよい（図示せず）。図６Ｇは、図６Ｅの平面Ｅにおける断面斜視図であり、膜７２の周囲部分７４をフレームの溝の中に固着させるためにフレーム５０の溝の中に挿入された膜固着部材７６を示す。図６Ｈは、図６Ｅの平面Ｆにおける断面斜視図であり、磁石６４の断面を示す。

図７Ａは、フレーム組立体４６の分解斜視図であり、フレーム組立体４６は、フレーム５０と、膜固着部材７６を含む。フレーム組立体４６は、膜７２を含まないことを除いて、膜組立体４８と本質的に同一である。フレーム組立体４６を採用したのは、フレーム組立体４６が膜７２と別に販売されることがあるからである。もちろん、タンク組立体１０を組立てるとき、膜７２をフレーム組立体４６に固着させ、フレーム組立体４６を膜組立体４８に変換させる。図７Ｂは、フレーム組立体４６の斜視図であり、膜固着部材７６（図７Ｂでは見ることができない）がフレーム５０の溝の中に挿入されているが、膜７２が膜固着部材７６とフレーム５０の溝の間に存在しない。

図７Ｃは、フレーム組立体４６の平面図であり、図７Ｄは、フレーム組立体４６の底面図である。底面図において、フレーム５０の溝の中に挿入された膜固着部材７６を示す。図７Ｅは、図７Ａの部分拡大図である。図７Ｆは、図７Ｅの平面Ｇにおける断面斜視図であり、フレーム５０の溝の中に挿入された膜固着部材７６を示す。図７Ｇは、図７Ｅの平面Ｈにおける断面斜視図であり、図７Ｈは、図７Ｅの平面Ｉにおける断面斜視図である。

図８Ａは、膜組立体４８’の分解斜視図であり、膜組立体４８’は、上述した膜組立体４８と異なる幾つかの特徴部を有する。第１に、膜組立体４８’の矩形輪郭は、膜組立体４８の矩形輪郭のコーナーよりも丸みが大きいコーナーを有する。丸み付きコーナーは、矩形輪郭のコーナーの近くで時々生じる膜７２の外周部分における膜７２のしわ及び／又は集積を最小にする利点を提供する。第２に、フレーム８０の構造及び膜固着部材１００は、上述したフレーム５０及び膜固着部材７６と異なる。かかる構造を図８Ｄにおいて後で詳細に説明する。他方、膜組立体４８と同じである膜組立体４８’の幾つかの特徴がある。特に、膜組立体４８’の寸法及び形状は、タンク側壁の底リムの寸法及び形状に対して依然として相補的である。膜組立体４８’に対して相補的なタンク側壁は、図示されていないが、読者が、膜組立体４８’の寸法及び形状に対して相補的である底リムを作るためにどのようにタンク側壁１２を修正するかを理解していることが予想される。同様に、膜７２がフレーム８０に取付けられる仕方及びフレーム８０の剛性により、ある程度の張力が膜７２に存在する。

図８Ｂは、膜組立体４８’の斜視図である。図８Ｃは、図８Ｂの部分拡大図である（膜７２の周囲部分７４及びフレーム８０の構造を示すために、膜固着部材１００の一部分を省略している）。図８Ｃに示すように、膜７２の周囲部分７４は、フレーム８０と膜固着部材１００の間の領域内に固着される。この領域の多数の溝は、膜７２をフレーム８０に固着式に固定するために、膜７２の周囲部分７４に（フレーム８０及び膜固着部材１００によって）適用される摩擦量を増大させるのを助ける。

図８Ｄは、膜組立体４８’の断面斜視図であり、フレーム８０の構造及び膜固着部材１００を詳細に示す。フレーム８０は、２つの部分、即ち、フランジ部分８４と中空のシャフト部分８６を含む。これらの２つの部分の説明上の境界を指示する破線８５が引かれている。かかる境界は、説明のためのものであり、フランジ部分８４と中空のシャフト部分８６の間に物理的な境界が存在しない（即ち、フレーム８０は、単一の一体構成要素として射出成型されるのがよい）ことを理解すべきである。

フランジ部分８４は、磁石６４が配置された上面８８を含む。フランジ部分８４はまた、中心開口８２に面する内側面９０を含み、フレーム８０とタンク側壁の底リムの間の摩擦の程度を増大させるためのリブ７０が内側面９０に配置されるのがよい。フランジ部分８４はまた、中心開口８２に面していない外側面９２を含む。フランジ部分８４はまた、膜７２の周囲部分７４に接触する底面９３を含む。フランジ部分８４の底部分は、中空のシャフト部分８６の頂部分に接合されるのがよい。

中空のシャフト部分８６は、リブ７０が配置される内側面９４を含む。中空のシャフト部分８６はまた、膜７２の周囲部分７４に接触する外側面９６及び底面９８を含む。図８Ｄに見ることができるように、膜固着部材１００の多数の溝は、フレーム８０の多数の溝と相補的であるのがよい。

図９は、タンク組立体１０’の分解斜視図である。タンク組立体１０’は、膜７２の周囲部分７４が膜固着部材７６’によってタンク側壁１２の底リム１４に直接固着されている点で、タンク組立体１０と異なる。換言すれば、膜組立体４８’’は、膜７２と膜固着部材７６’を含むが、フレーム５０を（上述した）膜組立体４８から省略している。さらに詳細には、膜組立体４８’’は、タンク側壁１２の底リム１４の中心開口１５をシールするように構成され、中心開口１５は、タンク側壁１２の中心キャビティ１３と結合している。膜固着部材７６’の寸法及び形状は、タンク側壁１２の底リム１４の寸法及び形状と相補的であるのがよい。実際、膜固着部材７６’の寸法及び形状は、（上述した）タンク組立体１０のフレーム５０と同様である。しかしながら、フレーム５０とは対照的に、膜固着部材７６’は、リブ又は溝を含んでいない。タンク組立体１０’において、唯一の消耗構成要素は、膜７２であり、タンク側壁１２及び膜固着部材７６’は、膜７２を交換した後であっても再使用されることに注目すべきである。上述した実施形態と同様、膜７２がタンク側壁１２の底リム１４に取付けられる仕方により、ある程度の張力が膜７２に存在する。

かくして、３Ｄ印刷システムのタンク組立体の種々の実施形態を説明した。上記説明は例示であることを意図しており、制限ではないことを理解すべきである。上記説明を検討すれば、多くの他の実施形態は、当業者に明らかである。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲並びに特許請求の範囲に権利が与えられる均等の全範囲を参照して決定されるべきである。

１ ３Ｄ印刷システム
２ 抽出プレート
３ 物体
４ 光硬化液体ポリマー
５ 液体潤滑剤
６ バッキング部材
７ マスク
８ 光源
１０、１０’ タンク組立体
１２ タンク側壁
１３ （タンク側壁の）中心キャビティ
１４ （タンク側壁の）底リム
１５ （底リムの）中心開口
１６ （タンク側壁の）底溝
１８ ハンドル
２０ （タンク側壁の）磁石
２２ （未使用の樹脂のための）入口
２４ （使用済みの樹脂のための）出口
２６ （未使用の樹脂のための）チャネル
２８ （使用済みの樹脂のための）チャネル
３０ （未使用の樹脂のための）チューブ結合部材
３２ （使用済みの樹脂のための）チューブ結合部材
３４ ポート
３６ プラグ
３８ 脚
４０ （未使用の樹脂のための）チューブ結合部材用受け部
４２ （使用済みの樹脂のための）チューブ結合部材用受け部
４４ 脚用受け部
４６ フレーム組立体
４８、４８’、４８’’ 膜組立体
５０ フレーム
５２ （フレームの）中心開口
５４ （フレームの）上面
５６ （フレームの）底面
５８ （フレームの）外側面
６０ （フレームの）内側面
６２ （フレームの）溝
６４ （フレームの）磁石
６６ （フレームの）磁石用受け部）
６８ （フレームの）孔
７０ リブ
７２ 可撓性の膜
７４ 膜の周囲部分
７６、７６’ 膜固着部材
７８ （膜固着部材の）孔
８０ フレーム
８２ 中心開口
８４ フランジ部分
８５ 破線
８６ 中空のシャフト部分
８８ （フランジ部分の）上面
９０ （フランジ部分の）内側面
９２ （フランジ部分の）外側面
９３ （フランジ部分の）底面
９４ （中空のシャフト部分の）内側面
９６ （中空のシャフト部分の）外側面
９８ （中空のシャフト部分の）底面
１００ 膜固着部材

Claims (28)

1. フレーム組立体であって、
   中心開口を包囲するフレームと、
   膜固着部材と、を含み、前記膜固着部材は、可撓性の膜の外周部分を前記膜固着部材と前記フレームの間に固着させるように構成され、
   更に、複数の磁気的に引付けられる構成要素を含み、前記複数の磁気的に引付けられる構成要素は、前記可撓性の膜を前記膜固着部材と前記フレームとの間に固着させたときに前記フレームの表面のうちの前記膜固着部材に面していない表面の近くにおいて、前記フレームに埋込まれる、フレーム組立体。
2. 前記フレームは、溝を含み、
   前記膜固着部材は、前記可撓性の膜の外周部分を前記フレームの溝の中に固着させるように構成される、請求項１に記載のフレーム組立体。
3. 前記フレームは、上面と、底面と、前記中心開口に面しない外側面と、前記中心開口に面する内側面を含み、
   前記溝は、前記フレームの底面に配置される、請求項２に記載のフレーム組立体。
4. 前記溝の断面は、逆Ｕ字輪郭を有する、請求項２に記載のフレーム組立体。
5. 前記フレームの内側面は、タンク側壁の底リムに摩擦嵌めされるように構成される、請求項３に記載のフレーム組立体。
6. 前記フレームの内側面は、前記フレームと前記タンク側壁の底リムとの間の摩擦量を増大させるように構成されたリブを含む、請求項５に記載のフレーム組立体。
7. 前記フレームは、前記中心開口を包囲するフランジ部分と、前記中心開口を包囲する中空のシャフト部分を含み、
   前記フランジ部分の底部分は、前記中空のシャフト部分の上部分に接合され、
   前記中空のシャフト部分は、底面と、前記中心開口に面しない外側面と、前記中心開口に面する内側面を含み、
   前記膜固着部材は、前記可撓性の膜の外周部分を前記中空のシャフト部分の少なくとも外側面に固着させるように構成される、請求項１に記載のフレーム組立体。
8. 前記膜固着部材は、前記可撓性の膜の外周部分を前記フランジ部分の底面に固着させるように更に構成される、請求項７に記載のフレーム組立体。
9. 前記フランジ部分は、前記中心開口に面する内側面を含み、前記フランジ部分の少なくとも内側面は、タンク側壁の底リムに摩擦嵌めされるように構成される、請求項７に記載のフレーム組立体。
10. 前記フランジ部分の内側面は、前記フレームと前記タンク側壁の底リムとの間の摩擦量を増大させるように構成されたリブを含む、請求項９に記載のフレーム組立体。
11. 膜組立体であって、
    中心開口を包囲するフレームと、
    前記フレームの中心開口に配置された可撓性の膜と、
    膜固着部材と、を含み、前記膜固着部材は、前記可撓性の膜の外周部分を前記膜固着部材と前記フレームとの間に固着させるように構成され、
    更に、複数の磁気的に引付けられる構成要素を含み、前記複数の磁気的に引付けられる構成要素は、前記可撓性の膜を前記膜固着部材と前記フレームとの間に固着させたときに前記フレームの表面のうちの前記膜固着部材に面していない表面の近くにおいて、前記フレームに埋込まれる、膜組立体。
12. 前記フレームは、溝を含み、
    前記膜固着部材は、前記可撓性の膜の外周部分を前記フレームの溝の中に固着させるように構成される、請求項１１に記載の膜組立体。
13. 前記フレームは、上面と、底面と、前記中心開口に面しない外側面と、前記中心開口に面する内側面を含み、
    前記溝は、前記フレームの底面に配置される、請求項１２に記載の膜組立体。
14. 前記フレームは、前記中心開口を包囲するフランジ部分と、前記中心開口を包囲する中空のシャフト部分を含み、
    前記フランジ部分の底部分は、前記中空のシャフト部分の上部分に結合され、
    前記中空のシャフト部分は、底面と、前記中心開口に面しない外側面と、前記中心開口に面する内側面を含み、
    前記膜固着部材は、前記可撓性の膜の外周部分を前記中空のシャフト部分の少なくとも外側面に固着させるように構成される、請求項１１に記載の膜組立体。
15. 前記膜固着部材は、前記可撓性の膜の外周部分を前記フランジ部分の底面に固着させるように更に構成される、請求項１４に記載の膜組立体。
16. 中心キャビティを包囲するタンク側壁であって、
    底リムと、
    未使用の光硬化液体樹脂を供給する第１のチューブに結合される第１のチューブ結合部材と、
    使用済みの光硬化液体樹脂を排出する第２のチューブに結合される第２のチューブ結合部材と、
    ４つの脚と、を含み、
    前記タンク側壁のオフライン状態において、前記タンク側壁は、前記４つの脚の上に載るように構成され、前記４つの脚のうちの第１の脚は、前記第１のチューブ結合部材によって構成され、前記４つの脚のうちの第２の脚は、前記第２のチューブ結合部材によって構成される、タンク側壁。
17. 更に、タンク側壁の底リムの底面に設けられた溝を含み、前記溝は、膜組立体のフレームを受入れるように構成される、請求項１６に記載のタンク側壁。
18. 更に、前記溝の表面内に配置された複数の磁気的に引付けられる構成要素を含み、前記複数の磁気的に引付けられる構成要素は、前記膜組立体を前記タンク側壁に固着式に取付けるように構成される、請求項１７に記載のタンク側壁。
19. 前記タンク側壁の２つの対向する辺は、ユーザが前記タンク側壁を運搬するように構成されたハンドルを含む、請求項１６に記載のタンク側壁。
20. タンク組立体であって、
    中心キャビティを包囲するタンク側壁を含み、前記タンク側壁は、中心キャビティと結合している中心開口を有する底リムを含み、
    更に、前記タンク側壁の底リムに結合された膜組立体を含み、前記膜組立体の寸法及び形状は、前記タンク側壁の底リムの寸法及び形状と相補的であり、
    前記膜組立体は、前記底リムの中心開口を包囲するフレームと、前記底リムの中心開口をシールするように構成された可撓性の膜と、前記可撓性の膜の外周部分を前記フレームに固着させるように構成された膜固着部材を含み、
    前記フレームは、前記タンク側壁と前記可撓性の膜の間に配置される、タンク組立体。
21. 更に、複数の磁気的に引付けられる構成要素を含み、前記複数の磁気的に引付けられる構成要素は、前記フレームの表面のうちの前記タンク側壁の底リムに面する表面の近くにおいて、前記フレームに埋込まれ、且つ、前記膜組立体を前記タンク側壁の底リムに固着させるように構成される、請求項２０に記載のタンク組立体。
22. 前記フレームの内側面は、前記タンク側壁の底リムに摩擦嵌めされるように構成される、請求項２０に記載のタンク組立体。
23. 前記フレームの内側面は、前記フレームと前記タンク側壁の底リムの間の摩擦量を増大させるように構成されたリブを含む、請求項２０に記載のタンク組立体。
24. 前記フレームは、前記フレームの上面と溝を流体的に接続する複数の通路を含む、請求項３に記載のフレーム組立体。
25. 前記膜固着部材は、前記膜固着部材の第１の表面と第２の表面を流体的に接続する複数の通路を含む、請求項１に記載のフレーム組立体。
26. 前記フレーム組立体は、コーナーが丸み付けされた矩形輪郭を有する、請求項１に記載のフレーム組立体。
27. 前記フレームは、前記フレームの上面と溝を流体的に接続する複数の通路を含む、請求項１３に記載の膜組立体。
28. 前記膜組立体は、コーナーが丸み付けされた矩形輪郭を有する、請求項１１に記載の膜組立体。

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