JP6948476B2 - アディティブ・マニュファクチャリングのためのシステム - Google Patents
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Description
101 位置決めシステム
102 プリントヘッドアセンブリ
103 原料供給手段103
104 ビルドプレート
105 原料液化ユニット収納部
106 熱交換手段
107 原料液化ユニット
108 作成される3次元(3D)オブジェクト
205 熱交換手段106の受容空間
401 ノズル
402 熱伝導チューブ
403 熱伝導セクション
404 溝
405 ピン
406 カフ
501 AM原料
502 空隙
503 一次熱経路
504 熱分配
505a, 505b ヒータ
601 フレーム
602 保持手段
603 ラックのスロット
604 作動手段
605 フレーム内のスリット
606 凹部
701 接続配置
702 第1の接続要素
703 第1の接続要素
708 給送チャネル
709 原料液化ユニットの受容開口部
710 供給チャネル
711 第1の熱交換セクション
712 第1の熱交換ゾーン
713 第2の熱交換セクション
714 第2の熱交換ゾーン
715 第3の熱交換ゾーン
716 第4の熱交換ゾーン
717 作動手段の係合配置
718 熱伝導要素
Claims (15)
- アディティブ・マニュファクチャリング(AM)のためのシステムであって、以下の構成を含む、
・ 製造される三次元(3D)オブジェクトを位置決めするためのビルドプレートと、
・ 溶融堆積モデリングのための少なくとも1つのプリントヘッドアセンブリと、ここで、前記プリントヘッドアセンブリは、以下の構成を含む。
・ 前記プリントヘッドアセンブリを位置決めシステムに接続するように構成および配置された接続手段、
・ AM原料を液化するための原料液化ユニット、ここで、前記原料液化ユニットは、液化された前記AM原料をビルドプレートおよび製造される3Dオブジェクトの少なくとも一方の上に堆積させるためのノズルを含む、
・ 前記プリントヘッドアセンブリに取り付けられた熱交換手段、ここで前記熱交換手段は、前記原料液化ユニットとの間の熱交換を可能にするために、前記原料液化ユニットを受容して、収容するように構成および配置された受容空間を備える、
・ 第1の接続要素と第2の接続要素とを接続する接続配置、ここで、以下のいずれかの構成および配置をしている、
・ 前記受容空間に前記原料液化ユニットを挿入した後、前記原料液化ユニットを前記受容空間内に解放可能に収容するために、前記接続配置を組み立てる際に、互いに解放可能な接続を確立すること、及び、
・ 前記接続配置を分解して、前記原料液化ユニットを前記受容空間から取り外す際に、前記解放可能な接続を解除すること、
・ 前記AM原料を前記原料液化ユニットに供給するように構成および配置された原料供給手段と、
・ 前記プリントヘッドアセンブリおよび前記ビルドプレートの少なくとも一方に関連付けられ、前記プリントヘッドアセンブリおよび前記ビルドプレートを互いに相対的に、空間的に位置決めするように構成および配置されている、前記位置決めシステムと、
・ 前記原料液化ユニットを自動的に交換するための前記接続配置を、組立てまたは分解することができるように、構成および配置された作動手段を含む原料液化ユニット収納部と、及び、
・ 前記位置決めシステム、使用済みの前記原料液化ユニットを前記原料液化ユニット収納部内に自動的に廃棄する前記作動手段、および、前記原料液化ユニット収納部から代替の原料液化ユニットを自動的に取得する前記作動手段の少なくとも一つを制御するように構成および配置された制御装置と、を含み、
前記熱交換手段と前記原料液化ユニットとが着脱可能であり、前記原料液化ユニットを交換する際に、前記作動手段により、前記原料液化ユニットが、前記熱交換手段の受容空間から取り外され、前記位置決めシステムにより、前記原料液化ユニットが取り外された前記プリントヘッドアセンブリが、交換用原料液化ユニットの位置まで移動され、前記作動手段により、前記交換用原料液化ユニットが、前記熱交換手段の受容空間に固定されることを特徴とするシステム。 - 前記接続配置は、前記第1の接続要素と前記第2の接続要素との間の解放可能な接続を、力嵌めする方法および型にぴったり嵌める方法の、いずれかの方法で確立するように構成および配置されている、ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記接続配置は、以下のいずれかの構成を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のシステム。
・ 前記接続配置を回転的に組み立てる際に、前記第1の接続要素と前記第2の接続要素との間の解放可能な接続を確立すること、
・ 前記接続配置を回転的に分解する際に、前記第1の接続要素と前記第2の接続要素との間の前記解放可能な接続を解除すること。 - 前記第1の接続要素と前記第2の接続要素は、それぞれ、ねじ山接続、バヨネット接続、マシンテーパー接続、およびコレット接続のうちの1つの、第1の部分と第2の部分であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のシステム。
- 前記原料供給手段は、給送チャネルを含み、前記給送チャネルは、前記給送チャネルから前記AM原料を受容するように構成され配置された受容開口部を備えた前記原料液化ユニットに向けて、前記AM原料を収容して供給し、前記AM原料を前記受容開口部からノズルに供給するように構成および配置された前記原料液化ユニットの供給チャネルに導くように構成および配置されていること、を特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のシステム。
- 前記熱交換手段は、第1の熱交換ゾーンを構成する第1の熱交換セクションを含み、前記第1の熱交換セクションは、前記原料液化ユニットの前記供給チャネルを少なくとも部分的に収容するように構成および配置された前記受容空間を少なくとも部分的に囲むように構成および配置されており、前記第1の熱交換ゾーンは、前記供給チャネルに収容された前記AM原料を液化するように構成および配置されていること、を特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 前記第1の熱交換セクションは、固体AM原料と液化AM原料との境界を、前記原料液化ユニットの前記供給チャネル内の所定の固定位置に維持するように構成され、配置された第2の熱交換ゾーンを構成すること、を特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 前記熱交換手段は、第3の熱交換ゾーンを構成する第2の熱交換セクションを含み、前記第2の熱交換セクションは、前記原料供給手段の前記給送チャネルを少なくとも部分的に収容するように構成および配置され、前記第3の熱交換ゾーンは、前記給送チャネル内に収容された前記AM原料を予熱するように構成および配置されていることを特徴とすること、を特徴とする請求項6又は請求項7に記載のシステム。
- 前記原料液化ユニット収納部は、以下のうちの少なくとも1つを備えた保持手段を含むこと、を特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載のシステム。
・ 使用済みの前記原料液化ユニットを受容し、収容するように構成および配置された少なくとも1つの空きドッキング位置(A)と、
・ 前記交換用原料液化ユニットを収容するように構成および配置された少なくとも1つの占有ドッキング位置(C)。 - 前記制御装置は、以下のように構成されること、を特徴とする請求項9に記載のシステム。
・ 前記プリントヘッドアセンブリを前記保持手段の少なくとも1つの前記空きのドッキング位置(A)に移動させるための前記位置決めシステムを制御し、
・ 前記保持手段と使用済みの前記原料液化ユニットの係合を可能し、
・ 前記作動手段が、前記接続配置、前記原料液化ユニット、および前記熱交換手段のうちの少なくとも1つとの係合を可能にして、前記接続配置を分解し、
・ 使用済みの前記原料液化ユニットを、少なくとも1つの前記保持手段の前記空きドッキング位置(A)に処理する。 - 前記制御装置は、以下のように構成されること、を特徴とする請求項9または請求項10に記載のシステム。
・ 前記プリントヘッドを、前記交換用原料液化ユニットを備えた少なくとも1つの前記保持手段の前記占有ドッキング位置(C)に移動させるための前記位置決めシステムを制御し、
・ 前記交換用原料液化ユニットを前記熱交換手段と係合させることを可能にし、
・ 前記作動手段が、前記接続配置、前記原料液化ユニット、および前記熱交換手段の少なくとも1つとの係合を可能にして、前記接続配置を組み立て、および、前記熱交換手段の前記受容空間内に前記交換用原料液化ユニットを収容し、
・ 少なくとも1つの前記保持手段の前記占有ドッキング位置(C)から前記プリントヘッドを後退させるための前記位置決めシステムを制御する。 - 前記作動手段は、前記接続配置、前記原料液化ユニット、および前記熱交換手段のうちの少なくとも1つと係合するように構成および配置された係合配置を含み、型にぴったり嵌める方法および力嵌めする方法のうちの1つにて、前記接続配置の組立および分解のうちの1つが、前記原料液化ユニットを自動的に交換することを可能にするように、構成および配置されていること、を特徴とする請求項1から請求項11のいずれかに記載のシステム。
- 前記接続配置は、前記受容空間の軸心線に平行な方向に前記原料液化ユニットの解放および取得を可能にするように構成および配置されていること、を特徴とする請求項1から請求項12のいずれかに記載のシステム。
- 前記原料液化ユニットは、前記ノズルに取り付けられた熱伝導チューブを含み、前記供給チャネルが前記熱伝導チューブ内に収容されており、前記受容開口部が、前記ノズルに対向して配置された前記熱伝導チューブの端部によって形成されていることを特徴とする請求項6から請求項13のいずれかに記載のシステム。
- 前記熱伝導チューブは、少なくとも1つの同心の熱伝導セクションを備え、少なくとも前記第1の熱交換セクションは、少なくとも前記第1の熱交換セクション内に前記原料液化ユニットを密接に収容するために、少なくとも1つの同心の前記熱伝導セクションを収容するように構成および配置された、少なくとも1つの熱伝導要素を備える、ことを特徴とする請求項14に記載のシステム。
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