JP7184403B2 - 3次元物体を製造するための方法及び装置 - Google Patents
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Description
Claims (35)
- 計量装置(20;220)が、印刷材料(M、N、O)の供給が維持されている少なくとも1つのリザーバ(41、42、43;44、45)に移動され、
前記印刷材料は、前記計量装置(20;220)によって、前記少なくとも1つのリザーバ(41、42、43;44、45)からピックアップされ、
前記計量装置(20;220)は、3つの空間次元すべてで定義された目標位置に移動され、
前記目標位置で、前記計量装置(20;220)を用いて、計量された量の前記印刷材料が、基板(60)に、またはその上に配置された、あるいはその上に構築されている3次元印刷物体(P)に、塗布され、
印刷材料要素(N0、N1、N2、N3、M4、M5、NM)の作成するために、前記印刷材料要素(N0、N1、N2、N3、M4、M5、NM)の作成を前記3次元印刷物体(P)が完全に構築および/または処理されるまで繰り返す、
印刷材料(M、N、O)を3次元印刷材料要素(N0、N1、N2、N3、M4、M5、NM)の状態で間欠的に目標位置に分配することによる3次元印刷物体(P)の製造および/または処理のための方法。 - 2つ以上の異なる印刷材料(M、N、O)の供給を維持し、
異なる印刷材料で前記3次元印刷物体(P)を構築および/または処理するために、前記異なる印刷材料を選択してピックアップする、請求項1に記載の方法。 - 使用される1つ以上の前記印刷材料は、液体、液体に溶解または懸濁した固体、細胞懸濁液、若しくはバイオ材料である、請求項1又は2に記載の方法。
- 使用される1つ以上の前記印刷材料は、浸透性がある物質、アモルファスの固体、若しくは凍結物質である、請求項1又は2に記載の方法。
- 使用される1つ以上の前記印刷材料は、顆粒状の固形物である、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記計量装置(20;220)によって、印刷材料要素(N0、N1、N2、N3、M4、M5、NM)に定量的に対応する量の印刷材料(M、N、O)がピックアップされる、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記計量装置(20;220)によってピックアップされた印刷材料(M、N、O)の量は、前記基板(60)またはその上に配置された、あるいはその上に構築される前記3次元印刷物体(P)に適用する前に、重量測定され、
計量の結果と予め設定された基準に基づいて、ピックアップされた前記印刷材料(M、N、O)の量を補充する、又は、前記ピックアップされた印刷材料(M、N、O)の量を前記計量装置(20;220)から廃棄して、印刷材料(M、N、O)の新たな量をピックアップするか否かを決定する、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。 - 前記目標位置にある前記計量装置(20;220)によって、前記基板(60)に、又は、その上に配置されたまたはその上に構築されている前記3次元印刷物体(P)に、印刷材料要素の形態で塗布された印刷材料の前記量は、指向性放射線又は熱の適用、若しくは他の硬化方法または重合方法によって、前記基板、またはその上に配置されたまたは既に部分的に構築されている前記3次元印刷物体に硬化および/または融合される、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記計量装置(20;220)は、交換可能な計量器(24)を備え、前記計量器(24)は、ピックアップする前記印刷材料の変更に先立って廃棄され、新しい計量器と交換される、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記計量装置(20;220)は、計量器(24)を備えており、前記計量器(24)は、ピックアップされる前記印刷材料の変更前に清掃される、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記3次元印刷物体(P)の前記構築および/または処理は、それ自体が前記3次元印刷物体の製造および/または処理のために同様に構成されている追加の印刷システム(90)によって部分的に行われ、印刷材料要素は、前記計量装置(20;220)および前記追加の印刷システム(90)によって、前記基板(60)、またはその上に配置されたもしくはその上に構築されている前記3次元印刷物体(P)に適用される、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1つの印刷材料は、前記基板(60)またはその上に配置されているか構築されている前記3次元印刷物体(P)に適用される前記印刷材料要素(N0、N1、N2、N3、M4、M5、NM)が、前記3次元印刷物体(P)から材料が除去されるように、材料除去動作を有するように構成される、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記材料除去動作は、前記印刷材料要素(N0、N1、N2、N3、M4、M5、NM)の熱や放射線による活性化後にのみ生じる、請求項12に記載の方法。
- 材料除去作用を有する前記印刷材料要素(N0、N1、N2、N3、M4、M5、NM)を形成する前記少なくとも1つの印刷材料は、酸または溶媒である、請求項12又は13に記載の方法。
- 少なくとも1つの印刷材料は、前記基板(60)またはその上に配置されたまたはその上に構築されている前記3次元印刷物体(P)に適用される前記印刷材料要素(N0、N1、N2、N3、M4、M5、NM)が、前記3次元印刷物体(P)の物理的または化学的特性を点ごとに変更するように構成されている、請求項1から14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記計量装置(20;220)によって、異なる印刷材料(M、N、O)が、少なくとも2つのリザーバ(41、42、43;44、45)から順にピックアップされ、3つの空間次元で定義された目標位置に移動され、その位置で、前記異なる印刷材料が、前記基板(60)またはその上に配置されたか、その上に構築されている前記3次元印刷物体(P)に順に塗布される、請求項1から15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記計量装置(20;220)によって、異なる印刷材料(M、N、O)が、少なくとも2つのリザーバ(41、42、43;44、45)から順にピックアップされ、3つの空間次元で定義された目標位置に移動され、その位置で、前記基板(60)またはその上に配置されたか、その上に構築されている前記3次元印刷物体(P)に塗布され、異なる印刷材料(M、N、O)は、塗布の前に、前記計量装置(20;220)で互いに混合される、請求項1から15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記計量装置(20;220)は、少なくとも2つの計量チャンネル(D1、D2、D3、D4)を有しており、前記計量チャンネルによって、1つまたは複数のリザーバ(41、42、43、44、45)から印刷材料または印刷材料(M、N、O)が順にまたは同時にピックアップされ、その後、3つの空間次元で定義された少なくとも1つの目標位置に移動され、その位置で、前記基板(60)またはその上に配置されたまたはその上に構築されている前記3次元印刷物体(P)に塗布される、請求項1から17のいずれか1項に記載の方法。
- 印刷材料(M、N、O)の供給が維持されている少なくとも1つのリザーバ(41、42、43、44、45)と、
前記少なくとも1つのリザーバ(41、42、43、44、45)から印刷材料をピックアップするように構成されている計量装置(20;220)と、
前記計量装置(20;220)を前記少なくとも1つのリザーバ(41、42、43、44、45)に移動させ、前記計量装置を3つの空間次元で定義された目標位置に搬送するように構成されている移動装置(10)と、
を含み、
前記計量装置(20、220)は、前記目標位置で、ピックアップした前記印刷材料を計量した量で、基板(60)またはその上に配置された、あるいはその上に構築されている3次元印刷物体(P)に塗布するように構成されており、
前記基板(60)またはその上に配置されたまたはその上に構築されている前記3次元印刷物体(P)に塗布された前記印刷材料の量に高精度に作用するための少なくとも1つの放射線源(80;81、82)を有する、印刷材料(M、N、O)を3次元印刷材料要素(N0、N1、N2、N3、M4、M5、NM)の状態で間欠的に目標位置に分配する装置を備える、印刷材料(M、N、O)を用いた3次元印刷物体(P)の製造および/または処理のための装置。 - 前記計量装置(20;220)は、ホルダ(30)に設けられた少なくとも1つの計量器(24)を有し、
前記計量器は、前記計量装置(20;220)の計量ヘッド(22)に設置され、そこから再び取り外されるように構成されており、
前記移動装置(10)は、前記計量ヘッド(22)を前記ホルダ(30)に設けられた前記計量器(24)に移動させ、前記計量器を前記計量ヘッド(22)に設置するように構成され、
前記移動装置(10)はさらに、前記設置された計量器(24)とともに前記計量装置(20;220)を前記リザーバ(41、42、43;44、45)上に移動させ、
前記計量器(24)をその中に保管されている印刷材料の前記供給部に浸し、それによって、規定量の前記印刷材料を前記計量器(24)によってピックアップするように構成されている、請求項19に記載の装置。 - 前記ホルダ(30)に設けられた複数の計量器(24)を備え、
前記計量器は、印刷材料を導入し、そこから再び分配することができる異なるサイズのチューブまたはキャピラリー(241)の形態である、請求項20に記載の装置。 - 前記チューブ(241)は、その中で移動可能なプランジャ(242)を有しており、
前記プランジャ(242)の後退により液体印刷材料を引き込むことで、規定された量の印刷材料をピックアップし、前記プランジャ(242)の前進により再び前記チューブ(241)から分配することが可能である、請求項21に記載の装置。 - 前記チューブ(241)は、その中で移動可能なプランジャ(242)を有しており、規定された量の印刷材料が、前記チューブ(241)の挿入によって、固体またはアモルファスの印刷材料、または粉末または顆粒にピックアップされ、前記プランジャの前方移動によって、再び前記チューブから分配されることが可能である、請求項21に記載の装置。
- 前記ホルダ(30)に設けられた複数の計量器(24)を備え、前記計量器は、使い捨てのシリンジの形態である、請求項20に記載の装置。
- 前記ホルダ(30)に設けられた複数の計量器(24)を備え、前記計量器は大きさの異なるロッド(243)の形態をしており、前記ロッドを印刷材料に浸すと印刷材料がその一端に付着する、請求項20に記載の装置。
- 前記計量ヘッド(22)に取り付けられた状態の前記計量器(24)を加熱するためのヒータ(26)または放射線源を有している、請求項20~25のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの放射線源(81、82)は、前記計量ヘッド(22)上に配置されている、請求項20~26のいずれか1項に記載の装置。
- 前記計量器(24)は、前記少なくとも1つの放射線源(81、82)によって放出された放射線が前記計量器(24)を介して前記塗布された印刷材料量に伝導可能であるように構成されていることを特徴とする、請求項20~27のいずれか1項に記載の装置。
- 前記移動装置は、制御コンピュータ(C)によって制御されるハンドリングロボット(10)を備え、前記ハンドリングロボットは、少なくとも100~200μmの空間的位置精度を有している、請求項19~28のいずれか1項に記載の装置。
- 同一または異なる前記印刷材料のための複数のリザーバを備え、
前記リザーバは、個々の容器(41、42、43)または複数のウェル(45)を有するプレート(44)によって形成される、請求項19~29のいずれか1項に記載の装置。 - 前記少なくとも1つの放射線源(80;81,82)は、印刷材料の溶融または硬化のために構成されている、請求項19~30のいずれか1項に記載の装置。
- 異なる印刷材料のための2つ以上のリザーバ(41、42、43、45)を備え、異なるリザーバから印刷材料を選択し、前記計量装置(20、220)でその印刷材料をピックアップするように構成されており、2つ以上の異なる印刷材料から前記3次元印刷物体(P)を構築することが可能である、請求項29~31のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも1つの追加の独立した印刷システム(90)を備え、
前記印刷システム(90)は、3次元印刷物体の製造および/または処理のために同様に構成されている、請求項19~32のいずれか1項に記載の装置。 - 前記3次元印刷物体(P)の構築および/または処理を、部分的に前記計量装置(20;220)によって行い、部分的に前記追加の印刷システム(90)によって行うように構成されている、請求項33に記載の装置。
- 前記計量装置(20;220)は、少なくとも2つの計量チャネル(D1、D2、D3、D4)を有しており、それによって、前記少なくとも1つの印刷材料(M、N、O)が、1つまたは複数のリザーバ(41、42、43、44、45)から順にまたは同時にピックアップされ、3つの空間次元すべてで定義された少なくとも1つの目標位置に移動され、その位置で、前記基板(60)またはその上に配置されたまたはその上に構築されている前記3次元印刷物体(P)に塗布される、請求項19~34のいずれか1項に記載の装置。
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