JP6301874B2 - 三次元プリント装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリント装置、より具体的には、三次元プリント装置に関する。

近年、テクノロジーが進歩したことにより、層ごとの模型構築のための付加製造技術を利用して、三次元（３Ｄ）物理模型を造るための多くの異なる方法が提案されている。一般的には、付加製造技術では、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェア又はそのようなソフトウェアによって構築された３Ｄ模型のデザインデータを、互いに連続して積み重ねられた複数の薄い（準二次元の）断面層に変換する。近年、薄い断面層を形成するための多くの技術的な手法も提案されている。例えば、三次元プリント装置のプリント部は、通常、３Ｄ模型のデザインデータに従って構築されるＸＹＺ空間座標によるＸ−Ｙ平面内のプラットフォーム上部を移動し、構築材料を用いて正しい形状の断面層を形成する。その後、層ごとにＺ軸に沿って移動するようにプリント部を駆動することで、断面層が徐々に積み重ねられ、層ごとに硬化して、３Ｄ物体を形成する。

いくつかの三次元プリント装置は、構築材料を詰めるためのシリンダーを用い、プリント部にあるシリンダーをプレスヘッドと一緒に配置して、プレスヘッダーによって構築材料を外側に押し出すことができる。シリンダーは、プレスヘッドに対応するプリント部のブラケットに配置されるのが通常である。シリンダー内の構築材料を使い切る時、又は、必要に応じて他のシリンダーと取り替える必要がある時、シリンダーの取り替えは、手動で行われるのが通常である。この取り替えにより、三次元プリント装置に対する作動コストだけでなく、３Ｄ物体を構築するために必要となる時間が増える。従って、上述した問題の解決策が、緊急に必要である。

本開示は、ハウジング、プラットフォーム、フレーム、及び作動モジュールを有する三次元プリント装置を提供する。ハウシング内で、プラットフォームを配置する。プラットフォームは、プリント領域を有する。ハウジングの内側にフレームを配置し、フレームに少なくとも１つのシリンダーを配置する。シリンダーは、本体、及び本体から拡張した翼部の組を有する。翼部は、本体の２つの対向するサイドに位置し、互いに外方を向く。翼部によって、シリンダーをフレーム上で搬送し、各翼部の下部及び本体とフレームの間に第一の隙間を設ける。作動モジュールは、ハウシング内に配置され、プラットフォームのプリント領域及びフレームに対して移動し、キャッチングアームの組を有する。キャッチングアームを第一の隙間に差し込んだ後、作動モジュールは第一の方向に移動し、キャッチングアームでシリンダーを搬送する。その後、第二の方向に移動し、フレームからシリンダーを取り去る。

上記を踏まえて、本開示の三次元プリント装置では、三次元プリント装置は、ハウジング、プラットフォーム、フレーム、及び作動モジュールを有する。翼部によって、シリンダーをフレームに配置し、各翼部の下部及び本体とフレームの間に第一の隙間を設ける。この場合、キャッチングアームを第一の隙間に差し込んだ後、作動モジュールは、第一の方向に移動し、キャッチングアームでシリンダーを搬送する。その後、作動モジュールは、第二の方向に移動し、フレームからシリンダーを取り去り、その次のプリント動作を実行する。従って、本開示の三次元プリント装置は、シリンダーを自動的に取り替えることが可能であり、三次元プリント装置によって必要となる作動コストを軽減する。

本開示の実施形態に従った三次元プリント装置の模式図である。 図１の三次元プリント装置のフレームの模式図である。 図１の三次元プリント装置の作動モジュールの模式図である。 図１の作動モジュール及びシリンダーの模式図である。 図１の三次元プリント装置の動作を示すフローチャートである。 図１の三次元プリント装置の作動モジュールによってシリンダーを配置する過程を示す模式図である。 図１の三次元プリント装置の作動モジュールによってシリンダーを配置する過程を示す模式図である。 図１の三次元プリント装置の作動モジュールによってシリンダーを配置する過程を示す模式図である。 図１の三次元プリント装置の作動モジュールによってシリンダーを配置する別の過程を示す模式図である。 図６Ｃ及び図７の三次元プリント装置の作動モジュール及びプレス部の動作を示す模式図である。

図１は、本開示の実施形態に従った三次元プリント装置の模式図である。図２は、図１の三次元プリント装置のフレームの模式図である。図３は、図１の三次元プリント装置の作動モジュールの模式図である。図１乃至図３を参照して、本実施形態では、三次元プリント装置１００は、ハウジング１０２、プラットフォーム１１０、フレーム１２０、及び作動モジュール１３０を有する。ハウジング１０２内に、プラットフォーム１１０を配置し、プラットフォーム１１０はプリント領域１１２を有する。ハウジング１０２の内側に、フレーム１２０を配置し、フレーム１２０に少なくとも１つのシリンダー１４０を配置する。作動モジュール１３０は、ハウシング１０２内に配置され、プラットフォーム１１０のプリント領域１１２及びフレーム１２０に対して移動し、キャッチングアーム１３４の組を有する。従って、作動モジュール１３０は、プラットフォーム１１０のプリント領域１１２に対し移動して、プリント動作を実行でき、フレーム１２０に対し移動して、（図３に示した通り）キャッチングアーム１３４によってフレーム１２０からシリンダー１４０を持ち出すことができる。

本実施形態の作動モジュール１３０は、図１に示した第一の移動部１５０、第二の移動部１６０、及び第三の移動部１７０のような、プラットフォーム１１０に配置する複数の移動部をさらに有する。キャッチングアーム１３４は、第一の移動部１５０によって、第一の軸方向（例えば、図１では軸方向Ｘ）に沿ってプラットフォーム１１０に対して移動するように第一の移動部１５０に配置される（例えば、第一の移動部１５０から拡張した支持プレートに配置される）。同様に、第一の移動部１５０及びそれに配置するキャッチングアーム１３４は、第二の移動部１６０にさらに配置され、第二の移動部１６０によって、第一の軸方向（例えば、図１では軸方向Ｘ）に対して垂直な第二の軸方向（例えば、図１では軸方向Ｙ）に沿ってプラットフォーム１１０に対して移動する。さらに、第二の移動部１６０並びに第一の移動部１５０及びそれに配置するキャッチングアーム１３４は、第三の移動部１７０にさらに配置され、第三の移動部１７０によって、第二の軸方向（例えば、図１では軸方向Ｙ）及び第一の軸方向（例えば、図１では軸方向Ｘ）に対して垂直な第三の軸方向（例えば、図１では軸方向Ｚ）に沿ってプラットフォーム１１０に対して移動する。なお、本開示は、移動部の使用及び実施に限定するものではなく、必要に応じて調整可能である。上記に鑑みれば、作動モジュール１３０は、プラットフォーム１１０に対して移動し、プラットフォーム１１０の上部で作動モジュール１３０の空間位置を調整できる。その後、作動モジュール１３０は、プラットフォーム１１０のプリント領域１１２にシリンダー１４０の（図示していない）構築材料を押し出し、層ごとに積み重ね、所望する（図示していない）３Ｄ物体を構築する。従って、本実施形態の三次元プリント装置１００は、作動モジュール１３０の機動性をさらに活用して、作動モジュール１３０が、プラットフォーム１１０の外側にあるフレーム１２０に対し移動して、フレーム１２０からシリンダー１４０を自動的に持ち出す。

具体的に、本実施形態では、シリンダー１４０は、本体１４２及び本体１４２から拡張した翼部１４４の組を有する。本体１４２は円筒状であり、（図示していない）構築材料がその中に詰まっている。翼部１４４は、本体１４２の外側の表面の２つの対向するサイドに位置し、互いに外方を向く。従って、シリンダー１４０は、翼部１４４によってフレーム１２０上を搬送される。より具体的に言うと、本実施形態のフレーム１２０は、複数の支持アーム１２２を有し、各支持アーム１２２は、係合凹溝１２２ａを有する。フレーム１２０は、三次元プリント装置１００のハウジング１０２の一部であり、ハウジング１０２の内側に支持アーム１２２を配置し、作動モジュール１３０の方に向ける。さらに、フレーム１２０に対応するハウジング１０２の領域Ｒを扉キャップのように作り、ハウジングの他の一部に対してハウジング１０２の外側にフレーム１２０を開けることができる。この場合、ハウジング１０２の外側からフレーム１２０に、シリンダー１４０を設置でき、又は、フレーム１２０からハウジング１０２の外側に、シリンダー１４０を持ち出すことができる。後ほど扉キャップを閉めて、フレーム１２０をハウジング１０２の内側に戻すことができる。それでも、本開示は、フレーム１２０の形状及び実施を限定するものではない。従って、支持アーム１２２は、フレーム１２０となるハウジング１０２の一部に間隔をあけて配列され、シリンダー１４０は、隣接した２つの支持アーム１２２間に配置され、翼部１４４によって対応する支持アーム１２２の係合凹溝１２２ａと係合する。しかしながら、他の実施形態では、他の適した方法により、フレーム１２０にシリンダー１４０を配置することも可能であり、本開示に特に限定しない。この時点で、その次の作動過程でシリンダー１４０を回収するように作動モジュール１３０を補助するために、翼部１４４によってシリンダー１４０をフレーム１２０上で搬送した後、各翼部１４４の下部及び本体１４２とフレーム１２０の間に設ける、（図２に示した）第一の隙間ｇ１を有することがより好ましい。

図４は、図１の作動モジュール及びシリンダーの模式図である。図１乃至図４を参照して、本実施形態では、同様に、翼部１４４を有するシリンダー１４０を回収するために、作動モジュール１３０の各キャッチングアーム１３４は、係合フック１３４ａを有する。従って、各翼部１４４の下部及び本体１４２とフレーム１２０の間に設ける（図２に示した）第一の隙間ｇ１に、キャッチングアーム１３４を対応して差し込んだ後、作動モジュール１３０は第一の方向に移動し、キャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送し、キャッチングアーム１３４は、係合フック１３４ａと翼部１４４を係合させる。当該第一の方向は、第三の軸方向（例えば、図１では軸方向Ｚ）に対して平行である。係合フック１３４ａの設計によって、キャッチングアーム１３４でより安定してシリンダー１４０を搬送できるが、本開示はそれに限定されない。その後、作動モジュール１３０は、第一の方向に移動し続け、フレーム１２０からシリンダー１４０を取り去り、又は、第二の方向に移動し、フレーム１２０からシリンダー１４０を取り去る。当該第二の方向は、第二の軸方向（例えば、図１では軸方向Ｙ）に対して平行である。従って、前述した移動部を用いて、作動モジュール１３０は、必要に応じて、プラットフォーム１１０に対して移動でき、また、フレーム１２０に対しても移動でき、フレーム１２０からシリンダー１４０を回収する。本実施形態の三次元プリント装置１００による、フレーム１２０からシリンダー１４０を自動的に回収するための作動方法を、図５、図６Ａ乃至図６Ｃ、又は図７を参照して順序通りに、以下の本文で述べる。

図５は、図１の三次元プリント装置の動作を示すフローチャートである。図６Ａ乃至図６Ｃは、図１の三次元プリント装置の作動モジュールによってシリンダーを配置する過程を示す模式図である。初めに、図５及び図６Ａを参照して、本実施形態では、三次元プリント装置１００の作動方法は、以下のステップを含む。ステップＳ１１０では、フレーム１２０に少なくとも１つのシリンダー１４０を配置する。続いて、ステップＳ１２０では、第一の隙間ｇ１に、キャッチングアーム１３４を差し込む。具体的には、フレーム１２０にシリンダー１４０を配置し、図２及び図６Ａに示したとおり、各翼部１４４の下部及び本体１４２とフレーム１２０の間に、第一の隙間ｇ１を設ける。フレーム１２０及びシリンダー１４０の構造は、上記を参照でき、以下では繰り返さない。従って、作動モジュール１３０がシリンダー１４０の下に来るまでフレーム１２０に対して移動するよう、前述の移動部によって作動モジュール１３０を駆動することで、第一の隙間ｇ１にキャッチングアーム１３４を差し込むことができる。この時点で、キャッチングアーム１３４の係合フック１３４ａは、翼部１４４の真下に位置する。

続いて、図５、図６Ｂ、及び図６Ｃを参照して、本実施形態では、三次元プリント装置１００の作動方法は、さらに以下のステップを含む。ステップＳ１３０では、キャッチングアーム１３４によって、シリンダー１４０をフレーム１２０から回収し、キャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送する。具体的には、このステップでは、第一の移動部１５０を駆動し、第一の方向に沿って第一の移動部１５０と共に上方へキャッチングアーム１３４を移動させる。第一の方向は、前述した第三の軸方向（すなわち、図１では軸方向Ｚ）に対して平行であり、図６Ｂに示したとおり、キャッチングアーム１３４により、係合フック１３４ａと翼部１４４が係合する。この時点で、作動モジュール１３０は、前述した第一の方向に移動し、キャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送する。図６Ｃを参照して、その後、第一の移動部１５０は、第一の方向に移動し続けるよう作動モジュール１３０を駆動し、キャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送して、フレーム１２０からシリンダー１４０を取り外す。同様に、作動モジュール１３０は、前述したステップに関する逆の動作も実行でき、キャッチングアーム１３４は、第一の方向に沿って第一の移動部１５０と共に下方へ移動し、フレーム１２０にシリンダー１４０を配置するが、本開示はそれに限定されない。

最後に、作動モジュール１３０が、キャッチングアーム１３４によってフレーム１２０からシリンダー１４０を取り去った後、作動モジュール１３０は、第二の方向にシリンダー１４０を移動させ、（図１に示した）プリント領域１１２にシリンダー１４０を移動させる。当該第二の方向は、前述した第二の軸方向（すなわち、図１では軸方向Ｙ）に対して平行である。言い換えると、前述したステップにより、キャッチングアーム１３４にシリンダー１４０を自動的に配置した後、作動モジュール１３０は、前述した移動部によってプラットフォーム１１０のプリント領域１１２に移動し、三次元プリントのためのその次の動作を実行する。なお、本開示の三次元プリント装置１００は、上記のステップに限定されない。図７を参照して、以下の本文でさらなる説明を行う。

図７は、図１の三次元プリント装置の作動モジュールによってシリンダーを配置する別の過程を示す模式図である。図２、図６Ａ、図６Ｂ、及び図７を参照して、本実施形態では、実用的に、フレーム１２０の各支持アーム１２２が、可動の支持部材である。例えば、各支持アーム１２２は、固定部分１２２ｂ及び可動部分１２２ｃを有する。フレーム１２０となるハウジング１０２の一部の内側に固定部分１２２ｂを配置し、図２及び図７に示したとおり、固定部分１２２ｂに可動部分１２２ｃを軸支する。力によって固定部分１２２ｂに対して回転するよう可動部分１２２ｃを構成することで、可動部分１２２ｃの突出部が、固定部分１２２ｂの突出部に近づいたり、又は、離れたりする。可動部分１２２ｃの突出部が、固定部分１２２ｂの突出部に近づき押し当てる時、可動部分１２２ｃの突出部及び固定部分１２２ｂの突出部は、係合凹溝１２２ａを形成する。言い換えると、互いに接触する固定部分１２２ｂの突出部及び可動部分１２２ｃの突出部が、係合凹溝１２２ａを構成する。従って、フレーム１２０上を搬送されるシリンダー１４０は、係合凹溝１２２ａと係合する翼部１４４によって可動部分１２２ｃの突出部を押し、固定部分１２２ｂの突出部に対して可動部分１２２ｃの突出部を回転させる。従って、作動モジュール１３０が、第一の方向（すなわち、図１では軸方向Ｚ）に移動し、（図６に示したとおり）キャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送した後、作動モジュール１３０は、第二の方向（すなわち、図１では軸方向Ｙ）にシリンダー１４０を移動させ、シリンダー１４０は、固定部分１２２ｂに対して回転するように、翼部１４４によって可動部分１２２ｃを押す。従って、可動部分１２２ｃの突出部は、固定部分１２２ｂの突出部から離れていき、フレーム１２０からシリンダー１４０を取り外すことができる。

さらに、本実施形態では、各支持アーム１２２は、固定部分１２２ｂと可動部分１２２ｃの間を接続する、再配置部材１２４をさらに有する。再配置部材１２４は例えば、バネ又は他の適した構成要素であり、再配置部材１２４は、固定部分１２２ｂの突出部に近づき押し当てるように可動部分１２２ｃの突出部を常に駆動する。従って、作動モジュール１３０が、第二の方向（すなわち、図１では軸方向Ｙ）にシリンダー１４０を移動させる時、再配置部材１２４は変形を生じ、可動部分１２２ｃと固定部分１２２ｂ間の相対的な移動による再配置力を蓄積する。シリンダー１４０の翼部１４４が、係合凹溝１２２ａから取り外され、もはや可動部分１２２ｃと接触しなくなった後、シリンダー１４０はフレーム１２０から取り外され、再配置部材１２４は、再配置力によって固定部分１２２ｂの突出部に近づき押し当てるように、可動部分１２２ｃの突出部を駆動する。すなわち、再配置部材１２４は、固定部分１２２ｂに対して回転する可動部分１２２ｃを自動的に再配置できる。

上記に鑑みれば、本実施形態では、（図６Ｂに示したとおり、）キャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送した後、作動モジュール１３０は、第一の方向（すなわち、図１では軸方向Ｚ）に移動し、（図６Ｃに示したとおり、）シリンダー１４０を回収する。その後、プリント領域１１２へと第二の方向に移動する。代わりに、（図６Ｂに示したとおり、）キャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送した後、作動モジュール１３０は、第二の方向（すなわち、図１では軸方向Ｙ）に移動し、可動な支持アーム１２２を押してシリンダー１４０を回収する。従って、本実施形態の支持アーム１２２の設計により、三次元プリント装置１００は、２つの作動経路（すなわち、図６Ａ乃至図６Ｃの回収経路及び図６Ａ、図６、及び図７の回収経路）を有する。通常の動作のもとでは、作動モジュール１３０が、第一の作動経路（すなわち、図６Ａ乃至図６Ｃの回収経路）でフレーム１２０に接触することは必要とされないので、この経路が、主要な作動経路になる。このケースでは、第二の作動経路（すなわち、図６Ｂ、図６Ｃ、及び図７の回収経路）は、主要な作動経路が失敗した時に用いる作動経路になる。言い換えると、三次元プリント装置１００の作動過程中に生じる問題のために、第一の作動経路を使用できない時、作動モジュール１３０は、フレーム１２０に接触することが必要となる第二の作動経路を用いて、シリンダー１４０を回収することもできる。このケースでは、本実施形態の支持アーム１２２は可動であるため、支持アーム１２２は、作動モジュール１３０が支持アーム１２２に接触するシリンダー１４０を駆動する場合でも、ダメージを受けない。なお、本開示は、それに限定されない。三次元プリント装置１００は、必要に応じて作動経路を調整できる。

図８は、図６Ｃ及び図７の三次元プリント装置の作動モジュール及びプレス部の動作を示す模式図である。図４、図６Ａ乃至図８を参照して、本実施形態では、作動モジュール１３０は、支持リング１３６をさらに有し、キャッチングアーム１３４は、支持リング１３６と第一の移動部１５０の間に位置する。キャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送する時、少なくともシリンダー１４０の一部を支持リング１３６にのせて搬送する。具体的には、翼部１４４によってキャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送し、シリンダー１４０の底が支持リング１３６に対応し、シリンダー１４０の底が支持リング１３６を通る。支持リング１３６の内壁は、第一の傾斜表面１３６ａを有し、シリンダー１４０の底は、第二の傾斜表面１４６を有する。第一の傾斜表面１３６ａは、第二の傾斜表面１４６に対応し、シリンダー１４０の底が支持リング１３６を通るようにガイドするよう構成される。翼部１４４によってキャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送する時、シリンダー１４０の底を支持リング１３６にのせて搬送し、第一の傾斜表面１３６ａ及び第二の傾斜表面１４６が互いに接触するので、キャッチングアーム１３４と支持リング１３６との間で、シリンダー１４０を安定して搬送できる。それでもなお、本実施形態では、シリンダー１４０と支持リング１３６との間にも第二の隙間ｇ２ができる。

具体的に、本実施形態では、作動モジュール１３０は、キャッチングアーム１３４と第一の移動部１５０との間を接続する弾性部材１３８をさらに有する。弾性部材１３８は、第一の移動部１５０に近づくように、キャッチングアーム１３４を常に駆動するので、キャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送する時、シリンダー１４０と支持リング１３６との間に第二の隙間ｇ２ができる。言い換えると、弾性部材１３８を配置することで、本実施形態のキャッチングアーム１３４は、第一の移動部１５０に対して移動できる。キャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送しない時、弾性部材１３８は、非変形状態であることがより好ましい。キャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送した後、弾性部材１３８は、シリンダー１４０の重さのためにわずかに変形する。それでも、弾性部材１３８は、第一の移動部１５０に近づくようにキャッチングアーム１３４をなお駆動するので、シリンダー１４０と支持リング１３６との間に第二の隙間ｇ２ができる。言い換えると、弾性部材１３８が変形するためのスペースがまだあるので、キャッチングアーム１３４は、支持リング１３６に対してまだ移動できる。

本実施形態では、キャッチングアーム１３４で自動的にシリンダー１４０を搬送し、前述のステップにより（すなわち、図６Ｃ又は図７に示した状態で）フレーム１２０から取り外した後、作動モジュール１３０は、前述した移動部によってプラットフォーム１１０のプリント領域１１２に移動し、シリンダー１４０によってプリント動作を実行する。プリント動作とは、シリンダー１４０の（図示していない）構築材料を用いて、プリント領域１１２で（図示していない）３Ｄ物体を形成することである。プリント領域１１２でシリンダー１４０内の構築材料を形成するための方法は、例えば、プリント領域１１２に向かってシリンダー１４０内の構築材料を外に押し出すことである。従って、本実施形態では、作動モジュール１３０は、キャッチングアーム１３４の１つのサイドに配置されるプレス部１３９をさらに有する。キャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送した後、プレス部１３９は、キャッチングアーム１３４に対して移動し、シリンダー１４０を押し当て、プレス部１３９とキャッチングアーム１３４との間でシリンダー１４０を固定する。

この場合、本実施形態では、プレス部１３９がシリンダー１４０を押し当てる時、弾性部材１３８の設計によって移動可能であるキャッチングアーム１３４は、シリンダー１４０が第二の隙間ｇ２の距離を移動でき、支持リング１３６を完全に押し当て、弾性部材１３８を変形させることを目的とする。言い換えると、弾性部材１３８により、キャッチングアーム１３４は、第一の移動部１５０及び支持リング１３６に対して移動するためのスペースを有する。この場合、プレス部１３９がシリンダー１４０を押し当てる時、キャッチングアーム１３４は、シリンダー１４０の底が、支持リング１３６を完全に押し当て、第一の傾斜表面１３６ａが第二の傾斜表面１４６と接触するまで、シリンダー１４０と共に移動する。この時、キャッチングアーム１３４でシリンダー１４０を搬送した後にシリンダー１４０と支持リング１３６の間に第二の隙間ｇ２ができる場合でも、キャッチングアーム１３４及びシリンダー１４０はまた、プレス部１３９によって押され、シリンダー１４０の底が支持リング１３６を押し当てるまで移動し、キャッチングアーム１３４、支持リング１３６、及びプレス部１３９の間でシリンダー１４０を固定する。その一方で、シリンダー１４０を押し当てるプッシング部１３９の動作は、キャッチングアーム１３４にダメージを与えない。

上記に鑑みれば、本実施形態の三次元プリント装置１００は、作動モジュール１３０の機動性をさらに活用して、作動モジュール１３０が、フレーム１２０からシリンダー１４０を自動で持ち出すことができる。従って、作動モジュール１３０が、シリンダー１４０を配置するフレーム１２０の対応する場所に、正確に移動できることを保証するために、（図２に示した）少なくとも１つの検出部１８０を、三次元プリント装置１００に配置することがより好ましい。図２乃至図４を参照して、検出部１８０を、フレーム１２０に配置し、作動モジュール１３０及び（図示していない）制御部に電気的に接続する。隣接する２つの支持アーム１２２の間に検出部１８０を配置するので、支持アーム１２２に続けて配置するシリンダー１４０は、検出部１８０に対応する。従って、シリンダー１４０がフレーム１２０に位置するかどうかを検出するために、検出部１８０を用いる。作動モジュール１３０が、フレーム１２０に対して移動し、検出部１８０の検出結果に基づいて、前述の回収動作を実行する時、（図示していない）制御部は、作動モジュール１３０を制御し、シリンダー１４０がさらに搬送されるフレーム１２０の対応する場所に、前述の移動部によって移動させる。前述のステップによってフレーム１２０からキャッチングアーム１３４によってシリンダー１４０を回収する時、シリンダー１４０はフレーム１２０の対応する場所にもはやないということを、検出部１８０は、検出及び判断できる。後ほど、作動モジュール１３０が、別の回収動作を実行しようとする時、検出部の検出結果に基づいて、制御部は作動モジュール１３０を駆動し、シリンダー１４０がさらに搬送されるフレーム１２０の対応する場所に移動させる。なお、検出部１８０を配置するか否かは、本開示に限定されず、必要に応じて調整できる。

要約すると、本開示の三次元プリント装置では、三次元プリント装置は、ハウジング、プラットフォーム、フレーム、及び作動モジュールを有する。翼部によってフレームにシリンダーを配置し、各翼部の下部及び本体とフレームの間に第一の隙間を設ける。この場合、キャッチングアームを第一の隙間に差し込んだ後、作動モジュールは第一の方向に移動し、キャッチングアームでシリンダーを搬送する。その後、作動モジュールは、第二の方向に移動し、フレームからシリンダーを取り去ってから、プリント領域に移動し、その次のプリント動作を実行する。さらに、キャッチングアームは、弾性部材によって第一の移動部と接続し、可動部材となる。プレス部がシリンダーを押して、プリント動作を実行する時、キャッチングアーム及びシリンダーは移動して、弾性部材の変形によって支持アームを押し当て、キャッチングアームがプレス部によってダメージを受けることを防ぐ。従って、本開示の三次元プリント装置は、三次元プリント装置によって必要となる作動コストを軽減するためにシリンダーを自動的に取り替えることができる。

最後に、上記の実施形態は、単に本実施形態の例に過ぎず、本開示はそれに限定されない点に注意すべきである。上記の実施形態を参照して本開示を述べたにも関わらず、本開示の範囲又は精神から離れることなく、本開示の上記実施形態で開示する技術内容の構造に様々な修正及び変化が可能であることは、当業者にとっては明白であろう。上記に鑑みれば、本開示は、以下の請求項の範囲及びそれと均等の範囲内にあるという条件で、この開示の修正及び変化を包含するものとする。

本開示は、三次元プリント装置によって必要となる作動コストを軽減するために、シリンダーを自動的に取り替えることができる、三次元プリント装置を対象とする。

１００ 三次元プリント装置
１０２ ハウジング
１１０ プラットフォーム
１１２ プリント領域
１２０ フレーム
１２２ 支持アーム
１２２ａ 係合凹溝
１２２ｂ 固定部分
１２２ｃ 可動部分
１２４ 再配置部材
１３０ 作動モジュール
１３４ キャッチングアーム
１３４ａ 係合フック
１３６ 支持リング
１３６ａ 第一の傾斜表面
１３８ 弾性部材
１３９ プレス部（プッシング部）
１４０ シリンダー
１４２ 本体
１４４ 翼部
１４６ 第二の傾斜表面
１５０ 第一の移動部
１６０ 第二の移動部
１７０ 第三の移動部
１８０ 検出部
ｇ１ 第一の隙間
ｇ２ 第二の隙間
Ｒ 領域
Ｘ 第一の軸方向
Ｙ 第二の軸方向（第二の方向）
Ｚ 第三の軸方向（第一の方向）
Ｓ１１０ ステップ
Ｓ１２０ ステップ
Ｓ１３０ ステップ

Claims (15)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに配置され、プリント領域を有するプラットフォームと、
   前記ハウジングの内側に配置されるフレームであって、少なくとも１つのシリンダーが前記フレームに配置され、前記シリンダーは、本体、及び前記本体から拡張した翼部の組を有し、前記翼部の組は、前記本体の２つの対向するサイドに位置し、互いに外方を向き、前記シリンダーは、前記翼部の組によって、前記フレーム上を搬送され、各前記翼部の下部及び前記本体と前記フレームの間に第一の隙間を設ける、前記フレームと、
   前記ハウジングに配置され、前記プラットフォームの前記プリント領域及び前記フレームに対して移動する作動モジュールであって、キャッチングアームの組を備え、前記キャッチングアームの組が前記第一の隙間の組に差し込まれた後、第一の方向に移動し、前記キャッチングアームの組で前記シリンダーを搬送してから、第二の方向に移動し、前記フレームから前記シリンダーを取り去る、前記作動モジュールと、を備える、
   三次元プリント装置。
2. 各前記キャッチングアームは係合フックを備え、前記キャッチングアームの組は、前記第一の方向に沿って前記フレームから前記シリンダーを取り外し、又は、前記第一の方向と逆の方向に沿って前記フレームに前記シリンダーを配置するように、前記係合フックと前記翼部の組を係合させる、
   請求項１に記載の三次元プリント装置。
3. 前記作動モジュールは、
   前記プラットフォームに配置される第一の移動部をさらに備え、
   前記キャッチングアームの組は、前記第一の移動部によって、第一の軸方向に沿って前記プラットフォームに対して移動するように前記第一の移動部に配置される、
   請求項１に記載の三次元プリント装置。
4. 前記作動モジュールは、前記キャッチングアームの組の１つのサイドに配置されるプレス部をさらに備え、前記キャッチングアームの組で前記シリンダーを搬送した後、前記プレス部は、前記キャッチングアームの組に対して移動し、前記シリンダーを押し当て、前記プレス部と前記キャッチングアームとの間で前記シリンダーを固定する、
   請求項３に記載の三次元プリント装置。
5. 前記作動モジュールは、支持リングをさらに備え、前記キャッチングアームの組は、前記支持リングと前記第一の移動部の間に位置し、前記キャッチングアームの組で前記シリンダーを搬送する時、少なくとも前記シリンダーの一部を前記支持リングにのせて搬送する、
   請求項４に記載の三次元プリント装置。
6. 前記作動モジュールは、前記キャッチングアームの組と前記第一の移動部との間を接続する弾性部材をさらに備え、前記弾性部材が、前記第一の移動部に近づくように、前記キャッチングアームの組を常に駆動することで、前記キャッチングアームの組で前記シリンダーを搬送する時、前記シリンダーと前記支持リングとの間に第二の隙間ができ、前記プレス部が前記シリンダーを押し当てる時、前記シリンダーは前記第二の隙間の距離を移動し、前記支持リングを完全に押し当て、前記弾性部材を変形させる、
   請求項５に記載の三次元プリント装置。
7. 前記支持リングの内壁が第一の傾斜表面を有し、前記シリンダーの底が、第二の傾斜表面を有し、前記第一の傾斜表面は、前記第二の傾斜表面に対応し、前記シリンダーの前記底が前記支持リングを通るようにガイドするよう構成される、
   請求項５に記載の三次元プリント装置。
8. 前記作動モジュールは、
   前記プラットフォームに配置される第二の移動部をさらに備え、
   前記第一の移動部は、前記第二の移動部に配置され、前記第二の移動部によって、第二の軸方向に沿って前記プラットフォームに対して移動し、前記第二の軸方向は、前記第一の軸方向に対して垂直であり、前記第二の方向は、前記第二の軸方向に対して平行である、
   請求項４に記載の三次元プリント装置。
9. 前記作動モジュールは、
   前記プラットフォームに配置される第三の移動部をさらに備え、
   前記第二の移動部は、前記第三の移動部に配置され、前記第三の移動部によって、第三の軸方向に沿って前記プラットフォームに対して移動し、前記第三の軸方向は、前記第二の軸方向及び前記第一の軸方向に対して垂直であり、前記第一の方向は、前記第三の軸方向に対して平行である、
   請求項８に記載の三次元プリント装置。
10. 前記フレームに配置され、前記作動モジュールに電気的に接続される、少なくとも１つの検出部をさらに備え、
    前記検出部は、前記シリンダーが前記フレーム上に位置するかどうかを検出するよう構成される、
    請求項１に記載の三次元プリント装置。
11. 前記フレームは、間隔をあけて配列される複数の支持アームを備え、各前記支持アームは、係合凹溝を有し、前記シリンダーは、隣接した２つの前記支持アーム間に配置され、２つの前記支持アームに対応する前記係合凹溝と係合する前記翼部の組によって前記フレーム上を搬送される、
    請求項１に記載の三次元プリント装置。
12. 各前記支持アームは、固定部分及び可動部分を備え、前記固定部分は前記ハウジングの前記内側に配置され、前記可動部分は前記固定部分に軸支され、力によって前記固定部分に対して回転するように構成されることで、前記可動部分の突出部が、前記固定部分の突出部に近づいたり、又は、離れたりし、前記可動部分の前記突出部が、前記固定部分の前記突出部に近づき押し当てる時、前記可動部分の前記突出部及び前記固定部分の前記突出部は、前記係合凹溝を形成する、
    請求項１１に記載の三次元プリント装置。
13. 前記キャッチングアームの組で前記シリンダーを搬送した後、前記作動モジュールは、前記第二の方向に前記シリンダーを移動させ、前記シリンダーが、前記固定部分に対して回転するように前記可動部分を押すことで、前記可動部分の前記突出部は、前記固定部分の前記突出部から離れていき、前記フレームから前記シリンダーを取り外す、
    請求項１２に記載の三次元プリント装置。
14. 各前記支持アームは、前記固定部分と前記可動部分の間を接続する再配置部材をさらに備え、前記再配置部材は、前記固定部分の前記突出部に近づき押し当てるように、前記可動部分の前記突出部を常に駆動する、
    請求項１２に記載の三次元プリント装置。
15. 前記作動モジュールは、前記第一の方向に移動することで、前記キャッチングアームの組で前記シリンダーを搬送し、前記フレームから取り外す、
    請求項１に記載の三次元プリント装置。