JP7366407B2 - 印刷物を作成するシステムおよび方法 - Google Patents
印刷物を作成するシステムおよび方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7366407B2 JP7366407B2 JP2019556869A JP2019556869A JP7366407B2 JP 7366407 B2 JP7366407 B2 JP 7366407B2 JP 2019556869 A JP2019556869 A JP 2019556869A JP 2019556869 A JP2019556869 A JP 2019556869A JP 7366407 B2 JP7366407 B2 JP 7366407B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support
- model
- sintering
- particles
- printheads
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/165—Processes of additive manufacturing using a combination of solid and fluid materials, e.g. a powder selectively bound by a liquid binder, catalyst, inhibitor or energy absorber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/205—Means for applying layers
- B29C64/209—Heads; Nozzles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/08—Artificial teeth; Making same
- A61C13/083—Porcelain or ceramic teeth
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/08—Artificial teeth; Making same
- A61C13/083—Porcelain or ceramic teeth
- A61C13/0835—Ceramic coating on metallic body
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/38—Process control to achieve specific product aspects, e.g. surface smoothness, density, porosity or hollow structures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/40—Structures for supporting workpieces or articles during manufacture and removed afterwards
- B22F10/43—Structures for supporting workpieces or articles during manufacture and removed afterwards characterised by material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
- B22F10/62—Treatment of workpieces or articles after build-up by chemical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
- B22F10/64—Treatment of workpieces or articles after build-up by thermal means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
- B22F10/66—Treatment of workpieces or articles after build-up by mechanical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
- B22F12/55—Two or more means for feeding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B17/00—Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
- B28B17/0063—Control arrangements
- B28B17/0081—Process control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/112—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/307—Handling of material to be used in additive manufacturing
- B29C64/321—Feeding
- B29C64/336—Feeding of two or more materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/40—Structures for supporting 3D objects during manufacture and intended to be sacrificed after completion thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
- B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
- B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/453—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/486—Fine ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/5607—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides
- C04B35/5611—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides based on titanium carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/5607—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides
- C04B35/5626—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on refractory metal carbides based on tungsten carbides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/0003—Making bridge-work, inlays, implants or the like
- A61C13/0006—Production methods
- A61C13/0019—Production methods using three dimensional printing
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/0003—Making bridge-work, inlays, implants or the like
- A61C13/0022—Blanks or green, unfinished dental restoration parts
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C2201/00—Material properties
- A61C2201/002—Material properties using colour effect, e.g. for identification purposes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/10—Formation of a green body
- B22F10/14—Formation of a green body by jetting of binder onto a bed of metal powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/90—Means for process control, e.g. cameras or sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2505/00—Use of metals, their alloys or their compounds, as filler
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2509/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2503/00 - B29K2507/00, as filler
- B29K2509/02—Ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
- C04B2235/6026—Computer aided shaping, e.g. rapid prototyping
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
- C04B2235/6028—Shaping around a core which is removed later
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/666—Applying a current during sintering, e.g. plasma sintering [SPS], electrical resistance heating or pulse electric current sintering [PECS]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/667—Sintering using wave energy, e.g. microwave sintering
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Public Health (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Ink Jet (AREA)
- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
Description
本出願は、2017年4月20日に出願された米国仮特許出願第62/487,670号の優先権の利益を主張し、これは参照により本明細書に組み込まれる。
i)焼結後の支持体の除去を容易にするために、支持体の前にモデルが焼結するように焼結温度を調整する。以下でより詳細に説明するように、これは、材料の選択、粒子サイズ、粒子分布、またはそれらの組み合わせによって行うことができる。
ii)モデルと支持構造間の収縮を制御して、印刷からグリーンステージ、ブラウンステージ、最終焼結を通しての温度範囲でのモデルの歪みや亀裂を回避する。
iii)材料を選択するか、またはこの結果を達成するのに役立つ添加剤を使用して、モデルと支持構造の間の相互汚染を低減する。
iv)モデルインクと支持インクの両方の粒子サイズを制御して、モデルと支持領域の両方を迅速かつ効率的にカバーすることにより、印刷速度を向上させる。
一実施形態では、付加製造装置が開示されている。本明細書で使用する「付加製造装置」という用語は、物体が作成されるまで材料の連続層を置くことによってデジタルモデルから物体を生成できる任意のデバイスまたはシステムを広く含む。図1は、本明細書で説明されるような様々な実装が実施され得る付加製造装置100の例を示す。図1に示すように、付加製造装置100は、印刷領域102、少なくとも1つのプリントヘッド106を支持するプリントヘッドホルダー104、プリントヘッド106をインクリザーバ110と相互接続する少なくとも1つの導管108、エネルギー源112、冷却ファン114、シールド116、レベリング装置118、およびコントローラ120を含んでもよい。
種々の実施形態において、最終物体の特性、例えば、印刷物の色や機械的特性などを改善するために、1つ以上の添加材料をインクに加えて、印刷または焼結ステップなどの最終製品の処理を支援するか、別個のヘッドから印刷してもよい。一実施形態では、添加剤単独または適切な溶媒に溶解した添加剤の分配専用の少なくとも1つの別個のヘッドがある。本明細書で使用する場合、このヘッドは、2つの別個のプリントヘッドを使用して印刷されたモデルまたは支持体以外の材料を堆積するために使用され、「第3のプリントヘッド」または「添加剤ヘッド」と呼ばれる。添加剤の種類の詳細については、以下で説明する。添加剤は別のヘッドで印刷されるため、添加剤と適合しない可能性のあるターゲットインクに添加剤が溶解する問題はない。さらに、添加剤ヘッドを使用すると、物体の異なるゾーンに異なる量の添加剤を分配することができる。
いくつかの実施形態によれば、図1に示されるように、開示された付加製造装置100は、エネルギー源、例えばエネルギー源112を含み得る。「エネルギー源」という用語は、付加製造装置100によって印刷される物体にエネルギーを供給するように構成される任意のデバイスを含む。例えば、新しい層124への放射または熱の形でエネルギーを供給して、分散剤材料および他の有機添加剤を蒸発させ、任意で物体粒子間の少なくとも部分的な焼結を開始することができる。一例では、エネルギー源112は、新しい層124に沿って線を照射または走査するように構成されたランプまたはレーザーなどの小さなスポットサイズのエネルギー源を含んで、新しく形成された層124にインサイチュ脱バインダーまたは焼結、あるいは少なくとも部分焼結を引き起こす。別の例では、エネルギー源112は、部分的または完全なインサイチュ脱バインダーまたは焼結を開始するために、新たに形成された層124の領域を覆うように構成されたフラッシュランプを含み得る。本開示のこの態様によれば、エネルギー源112は、支持インクの焼結を回避するために、モデルインクのみを選択的に焼結するように構成されてもよい。そのような選択性は、支持インクよりもモデルインクにより多く吸収される波長で新しい層124を照射することにより、および/または照射波長へのエネルギー吸収を増加させる顔料をモデルインクに加えることにより達成できる。
上述のように、新しい層124の加温は、付加製造プロセスの一部であり得る。しかし、いくつかの実施形態では、印刷物の残りの部分は、新しい層124と同じ温度に維持されるべきではない。したがって、付加製造装置100は、最近印刷された層に蓄えられた熱を周囲の空気に放散するための冷却ファン114を含むことができる。最近印刷された層を冷却する理由の1つは、インク滴がキャリア液の沸点よりも(例えば、30℃)高い温度の表面に到達すると、表面に付着するのではなく爆発する可能性がある(例えば、水滴が120℃の表面に到達するとき)。したがって、対象物の残りの部分は、新しい層124の温度と同じ温度に維持する必要はなく、一定の均一な温度に維持するだけでよい。例えば、以前に印刷された層が、冷却ファン114を使って比較的低い温度に維持される場合(例えば、約230℃)、新しい層124は、キャリア液体の沸騰温度よりも高い温度に温められてもよい(例えば、新しい層124は約500℃に温められる)。
いくつかの実施形態では、付加製造装置100は、シールド116などの熱バッファも含むことができる。本開示の文脈では、熱シールドは、ノズルアレイを部分的に覆い、ノズルから印刷領域への印刷を容易にする開口を有するプレートを指す。印刷物は、室温(例えば、約25℃)と比較して比較的高温(例えば、約230℃)であるため、プリントヘッド106は、印刷領域から発生する熱や煙から保護されるべきである。一実施形態では、シールド116は、印刷中の物体の温度と比較して比較的低い温度(例えば、10~50℃)に維持され、プリントヘッド106と印刷物との間に熱障壁を提供する。
異なるノズルの異なる噴射力を含むプロセス条件の変動により、新しい層124は完全に平坦ではない場合がある。液体の表面張力の結果、層の端が完全に鋭くない場合がある。したがって、付加製造装置100は、新しい層124を平らにし、および/または新しい層124の1つ以上の縁を研ぐためのレベリング装置118を含むこともある。一実施形態において、レベリング装置118は、垂直または水平研削ローラーまたは切断ローラーを含むことができる。別の実施形態では、レベリング装置118は、レベリングのダスト出力を吸引するダストポンプおよびダストフィルタ126を含むことができる。印刷プロセス中、レベリング装置118は、層が分配され固化されている間に新しい層124上で動作し得る。一例では、レベリング装置118は、上層の高さの材料の約5%~20%を剥離する場合がある。いくつかの実施形態において、レベリング装置118は、キャリア液体が蒸発し、新しい層124が少なくとも部分的に乾燥して固体になった後に、インクと接触する。
説明した付加製造装置100は、デジタルモデルから任意の物体を生成することができる。そうするために、付加製造装置100は、異なる印刷構成要素の動作を制御するためのコントローラ120などの処理デバイスを含むことができる。いくつかの実施形態によれば、コントローラ120は、付加製造装置100の動作方法を決定するように構成された少なくとも1つのプロセッサを含み得る。少なくとも1つのプロセッサは、入力に対して論理演算を実行する電気回路を有する任意の物理デバイスを構成し得る。例えば、少なくとも1つのプロセッサには、1つ以上の集積回路、マイクロチップ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、中央処理装置(CPU)のすべてまたは一部、グラフィック処理装置(GPU)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、または命令の実行や論理演算の実行に適したその他の回路を含んでもよい。少なくとも1つのプロセッサによって実行される命令は、例えば、コントローラ120と統合された、またはコントローラ120に埋め込まれたメモリに事前ロードされてもよく、または別個のメモリに格納されてもよい。メモリは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み取り専用メモリ(ROM)、ハードディスク、光ディスク、磁気媒体、フラッシュメモリ、その他の永久メモリ、固定メモリ、揮発性メモリ、または命令を保存できるその他のメカニズムを含み得る。
説明した付加製造装置100は、印刷プロセスが計画通りに進行することを確認するために、1つ以上のセンサを含むことができる。例えば、付加製造装置100は、イメージセンサ128などのイメージャも含むことができる。「イメージャ」または「イメージセンサ」という用語は、近赤外、赤外、可視、紫外スペクトルの光信号を検出し、電気信号に変換できる装置を指す。電気信号は、検出された信号に基づいて画像またはビデオストリーム(即ち、画像データ)を形成するために使用できる。「画像データ」という用語には、近赤外、赤外、可視、および紫外スペクトルの光信号から取得された任意の形式のデータが含まれる。画像センサの例には、半導体電荷結合素子(CCD)、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)、またはN型金属酸化膜半導体(NMOS、ライブMOS)のアクティブピクセルセンサが含まれる。場合によっては、画像センサ128は、印刷領域102を取り込むように構成されたカメラの一部であってもよい。
図1(100)に示された付加製造装置は、複数のタイプのインクを印刷するように構成できる。「インク」という用語は、印刷面122上に所望のパターンで堆積することを意図した任意の流体を含む。したがって、「インク」という用語には、モデル、支持、または存在する場合は第3のプリントヘッドからの添加剤の印刷用の材料が含まれる。これらの異なるインクは、「モデル材料」、「支持材料」、「付加製造材料」、「印刷材料」、および「印刷液」とも呼ばれる場合がある。これらの用語は、本明細書において互換的に使用される。
本明細書に記載されるインクは、金属(例えば、鉄、ステンレス鋼、銅、銀、金、チタンなど)、セラミック材料、金属酸化物、酸化物(例えば、SiO2、TiO2、ZrO2、BiO2)、金属炭酸塩、金属炭化物、炭化物(例えば、WC、Al4C3、TiC)、金属合金(例えば、ステンレス鋼、チタン、Ti64)、窒化物、無機塩、ポリマー粒子、キャリア液体中のそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない任意の所望の材料の固体粒子の分散液を含み得る。一実施形態では、固体粒子は、シリコン、アルミニウム、チタン、イットリウム、コバルト、銅、鉄、亜鉛、マグネシウム、ジルコニア、それらの組み合わせまたは合金から選択される金属および半金属を含む。
一実施形態では、本発明者らは、モデル領域と支持領域の両方をカバーする高速印刷ボリューム、続いてモデル領域にのみバインダー中の小さなナノ粒子の印刷を特徴とするインクをインクジェットすることを達成するために、大きくて安価な粒子(1-5μm)の使用を試みた。図2に示すように、より小さなナノサイズのインクが噴射される(図2B)大きなミクロンサイズの粉末の組み合わせ(図2A)を使用すると、より速く、より費用効果的に印刷できることを見出した。この実施形態では、大きくて安価な1~5μmの粒子を使用することにより、モデルと支持領域の両方を高速印刷し、続いてモデル領域にのみバインダー中の小さなナノ粒子を噴射することができる。
本明細書に記載の支持材料は、完成品の一体部分として残り、多成分材料を形成してもよい。あるいは、物体が印刷されると、典型的には焼結などの熱処理を含む印刷後プロセスの前に、支持材料が除去される。あるいは、支持インクで印刷された支持構造は、印刷後のプロセス中に印刷された物体に残る場合がある。これらの場合、支持インクの支持構造は、焼結プロセス後に除去できるように十分に柔らかくおよび/または脆いままでなければならない。最終物体の金属組成は、初期インクの金属組成と同様または近いが、一部の実施形態では、印刷プロセス中の材料の一部の損失により、開始組成とは異なる場合がある。
一実施形態では、支持材料は、1つまたは複数の種類の材料および/または粒子サイズの粒子を含む。例えば、一実施形態では、1つまたは複数の種類の粒子を一緒に混合することができる。粒子サイズは直径で示されるが、特に示されていません。説明したように、粒子の直径は、ナノメートルスケールから、例えば(約10nmから500nm未満、例えば400nm、300nm)、サブミクロン(約0.5μmから約1μm)まで、ミクロン(50μm以下)までであり、支持体の一般的な機能を提供する。任意に、固体粒子は、水、塩基性、または酸性水溶液に混和性または少なくとも部分的に可溶性である。
別の実施形態では、支持体は、支持粒子の焼結を妨げる他の材料または粒子、例えばシリカまたは有機塩または無機塩と混合された同じモデル粒子を含む。この支持材料の利点は、モデルを不注意に汚染する残留支持材料の一部が同じモデル材料を含むことである。塩に基づく支持材料には、塩ごとの水の溶解力が高いため、水で簡単に洗浄できるという事実など、多くの利点がある。実際、支持体の除去が焼結前に行われた場合(緑または茶色の段階)、部品は多孔質であるため、水はモデル材料全体(外表面だけでなく)を流れ、部品のバルク内部の汚染塩を洗い流す。したがって、汚染が防止される。一実施形態では、未焼結段階の支持体の除去を促進するために、有機塩よりも無機塩の方が好ましい場合がある。なぜなら、有機塩は高温で損なわれる可能性があるからである。
前述の粒子は、「キャリア」または「溶媒」とも呼ばれるキャリア液に分散させることができる。一実施形態によれば、キャリア液は、印刷直後に蒸発して、後続の層が下の固体材料上に分配されるようになる。したがって、印刷中の物体の上層の温度は、キャリア液の沸騰温度に匹敵するはずである。印刷中の熱出力を減らすために、沸点が高すぎないことが望ましい。噴射能力を可能にするために、主にキャリア液の粘度に依存するインクの粘度が高すぎてはならない。また、液体の表面張力は、噴射ヘッドの要件に適合する必要がある。一実施形態において、適切なキャリア液体は、100~250℃の沸点、24℃で3~30の粘度、20~70ミリニュートン/mの表面張力を有する。
物体を構築するために使用されるマイクロまたはナノサイズの粒子の形態の固体材料の少なくとも一部は、キャリア液に溶解することができる。例えば、銀(Ag)粒子の分散液は、Ag粒子に加えて、キャリア液に溶解したAg有機化合物の一部を含んでいる。印刷後および焼成中に、Ag有機化合物の有機部分が蒸発して、金属銀原子が十分に広がるようになる。溶解銀を含むインクは、Dyesol Inc.(米国)(カリフォルニア州、95617、第5ストリート、#638)から市販のDYAG100導電性銀印刷インクなど、容易に入手できる。
粒子の分散を維持するために、分散剤は、粒子をキャリア液に分散させることを助ける。分散剤は業界で知られており、多くの場合一種のポリマー分子である。一般に、分散分子は固体粒子の表面に付着し(つまり、粒子を包み込み)、粒子同士の凝集を抑制する。複数主の固体粒子が分散液に分散している場合、異なる分散剤材料間の適合性の問題を回避できるように、すべての固体粒子種に同じ分散剤を使用することが好ましい。分散剤は、安定した分散液を形成できるように、キャリア液に溶解できる必要もある。
分散剤はまた、所望の後処理段階の前または最中に、具体的には予備焼結または焼結などの印刷物の熱処理中に、印刷物から除去できるようなものでなければならない。プリンターの高温環境での印刷中に、分散剤の部分的な除去が行われる場合がある。その場合、部分的な焼結が起こり、分散剤の結合力を置き換える。焼結に関連するさまざまな問題のより詳細な説明を以下に示す。
表面改質剤は、表面張力、耐スクラッチ性、印刷物との界面特性などの特性に影響を与える物質である。例示的な表面改質剤には、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、酢酸セルロースなどのセルロース系ポリマーが含まれる。他の表面改質剤には、ポリブチラール(Butvar製)が含まれる場合がある。以下で詳しく説明するように、表面改質剤は、色や耐摩耗性を追加するなど、完成したモデルに望ましい特性を持たせる。表面改質剤は、モデルからの支持体の分離を促したり、交差汚染を減らすために支持体とモデルの間に障壁を設けるなど、印刷物の処理を改善することもある。
本明細書で使用される「添加剤」は、インクに添加されて、ターゲット粒子の印刷を支援するか、未加工部分を硬化するか、印刷および焼結プロセス中の有害現象を防ぐ材料を指す。様々な実施形態において、印刷または焼結ステップなどの最終製品の処理、または印刷物の色または機械的特性などの最終物体の特性を支援するために、1つ以上の添加材料をインクに追加することができる。一実施形態では、添加剤のみまたは適切な溶媒に溶解した添加剤を分配するための専用の少なくとも1つの別個のプリントヘッドがある。本明細書で使用される場合、モデルまたは支持体以外の材料を堆積するために使用されるこのヘッドは、「添加剤ヘッド」と呼ばれる。この場合、添加剤と適合しない可能性があるターゲットインクへの該添加剤の溶解問題はない。さらに、添加剤ヘッドを使用すると、物体の異なるゾーンに異なる量の添加剤を分配することができる。
様々な実施形態では、所望の色を付与するために、印刷物の表面上に1つ以上の添加材料が堆積されてもよい。例えば、添加剤の追加または過剰使用の恩恵を受ける可能性がある1つのゾーンは、モデルの周辺領域である。添加剤は、周辺でのみ必要な特定の色であり得る。
一実施形態では、異なるサイズの粒子を含む製品を形成するためのシステムを説明する。このシステムは、製品の少なくとも第1部分を、第1平均粒径を有する第1の材料で付加して印刷するように構成可能な第1のプリントヘッド群を保持するように構成された少なくとも1つのプリントヘッド領域を備え、ここで第1の平均粒径は、焼結時に最初の構造特性を付与するように選択される。一実施形態では、第1の部分は、印刷製品のコアまたは本質的な部分を含む。例えば、人工歯を印刷する場合、外層とは対照的に、印刷された歯のコアまたは本質的な部分は、歯のコアを構成する。
本明細書には、記載されたシステムを使用してインクジェット印刷により製品を製造する方法も開示されている。例えば、本明細書に記載のインクジェット印刷によって物体を作製する方法は、粒子を含む物体材料を噴射して、第1の焼結温度を有する製品構造を形成することを含み得る。製品構造の形成と同時にまたはその前に、方法は、粒子を含む支持材料を噴射して支持構造を形成することをさらに含む。ここで、該支持構造は製品構造を支持するように噴射される。一実施形態では、支持材料は、物体材料の焼結温度よりも高い焼結温度を有する。噴射された物体と噴射された支持体は一緒に未加工部分を構成する。この方法は、未焼結部分を第1の焼結温度以上および第2の焼結温度未満の温度に加熱することにより、噴射支持体を実質的に焼結することなく噴射物体を少なくとも部分的に焼結し、少なくとも部分的に焼結された物体から実質的に未焼結の支持体を取り除くことをさらに含む。
一実施形態では、この方法は、支持体またはモデルに少なくとも1つの添加剤を追加することをさらに含み、添加剤は、支持インクまたはモデルインクで堆積されるか、または別個のプリンターヘッドを使用して堆積される。添加剤は、最終モデルの少なくとも1つの特性を変更するために、別個のプリンターヘッドでモデルの表面に堆積させることができ、前記少なくとも1つの特性は、印刷物の色または機械的特性から選択される。例えば、モデルの表面に堆積された添加剤は、金属またはポリマーを含む少なくとも1つの耐摩耗性層を形成してもよい。金属の非限定的な実施形態は、コバルト、チタン、タングステン、およびその炭化物を含み、ポリマーは、ゾルゲル由来のシリカと、テトラエトキシシラン(TEOS)および3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(GLYMO)のハイブリッド膜を含む。
一実施形態では、インクは、構造材料インク、白インク、および着色インクであるバルク材料用のインクを任意に含む必要がある。図4に示すように、インクは、溶媒に溶解した着色剤を含む着色インクを除いて、キャリア液体中の固体粒子の分散液を含む必要がある。一例として、図4Aを参照すると、一実施形態では、バルクのインクは、キャリア液体中のジルコニア分散液を含むことができる。着色インクは、黄色、赤色、および青色の無機顔料と混合されたジルコニアを含んでもよい。図4Aに示すように、インク分散液は、着色剤粒子(顔料)、構造粒子(ジルコニア)と混合した顔料、またはジルコニア粒子に埋め込まれた顔料を含むことができる(図4B参照)。
・物体の形状と表面色を含む、必要な物体の3Dデジタル表現の作成または受信。色は表面上の点ごとに異なる場合があり、マンセル表色系(色相、彩度、明度)、CIE XYZ(三刺激値)またはCIELAB(a*、b*、L*)または番号付きコードシステム、または他のカラーシステムで表現できる。
・プリンターで使用可能なインクの色のセットに色を分離する(CMYK減法システムの色、またはスポットカラー、またはその他)。
・物体の表面のカラースポットを構成する色付きピクセルの数と相対比率を計算する。
・図5に示すように、物体の表面に近いピクセルにそれぞれの色合いをデジタル的に割り当てる。
・印刷中の素材上の物体の方向を決定し、必要な支持構造をデジタル処理で追加する。
・デジタル物体をスライスする。
・層ごとに物体層(スライス)を印刷し、各ヘッドは各ピクセルに割り当てられたインクタイプに従って噴射する。周囲の着色領域の層の厚さは、層の大部分の厚さと類似している必要があり、場合によっては同一であることに注意されたい。印刷された物体は「未焼結物体」と呼ばれる。そして
・物体の材料が完全に焼結するまで、緑色の物体をオーブンで焼成する。
記載されたプロセスは、例えば、人工歯を製作するために、歯科産業に利益をもたらし得る。一実施形態では、人工歯または人工歯冠の通常の色は、灰色がかった白または茶色がかった白などのくすんだ色である。そのような色に合わせるために、ジルコニア系インクを使用するなど、開示された方法を使用して人工歯または歯冠を印刷することができ、着色インクはジルコニアと混合または埋め込まれた顔料を含む。一実施形態では、開示されたプロセスを使用して製造され、本明細書に記載されるように着色され、図3~5などにグラフで表される人工歯または歯冠が記載される。
前述を考慮して、人工歯部分などの身体インプラントまたは人工装具を付加して製造するためのシステムも記載される。最も単純な実施形態では、システムは少なくとも1つのプリントヘッド領域と、少なくとも1つのプロセッサと、を含む。プリントヘッド領域は、金属粒子を含む第1のインクから、3次元金属コアを付加して印刷するように構成された第1のプリントヘッド群と、セラミック粒子を含む第2のインクから、前記金属コアを囲むセラミック外側コーティングを付加して印刷するように構成されたプリントヘッドと、を保持するように構成されている。加えて、少なくとも1つのプロセッサは、金属およびセラミックで構成されるカスタマイズされた人工歯部分を印刷するための命令を受信するように構成される。プロセッサは、第1のプリントヘッド群が印刷領域に3次元金属コアを付加して印刷し、同時に第2のプリントヘッド群が印刷領域にセラミック外側コーティングを付加して印刷するように、第1のプリントヘッド群および第2のプリントヘッド群を制御する。
人工歯部分を付加して製造する方法も記載されている。一実施形態では、この方法は、金属粒子を有する第1のインクから、3次元金属コアを付加して印刷するように構成可能な第1のプリントヘッド群を提供することを含む。この方法はさらに、セラミック粒子を含む第2のインクから、金属コアを取り囲むセラミック外側コーティングを付加して印刷するように構成された第2のプリントヘッド群を提供することを含む。
上述のように、最終製品の処理を支援するため、例えば最終物体の特性を改善するために、1つ以上の添加材料をインクに添加してもよい。改善できる特性の非限定的な例には、印刷物の色または機械的特性が含まれる。
耐摩耗層は、人工歯または整形外科の移植可能およびさまざまな工業用部品の文脈で説明できるが、その使用は例示にすぎず、限定的または排他的ではない。人工歯に加えて、さまざまな印刷製品が耐摩耗層の恩恵を受けられる。一実施形態では、追加のヘッドを使用して、得られる物体の耐摩耗性を高める添加材料を堆積させることができる。本発明者らは、添加剤を印刷されたモデル材料に組み込むことにより、耐摩耗層が実現できることを見出した。非限定的な例には、ステンレス鋼へのWCの追加、ステンレスへのWS2またはC60の追加、またはWC/Coマトリックスの使用が含まれる。一実施形態では、WCまたはWS2を第3相としてマトリックスに添加して、得られる製品の摩擦および耐摩耗性を低減することができる。さらに、WS2を印刷物に追加して、潤滑性、接着性、破壊靭性、およびひずみエネルギー解放率を向上させることができる。一実施形態では、追加のヘッドは、炭化タングステンを含む分散液に添加されるコバルト粒子の分散液を含む材料を印刷してもよい。
別の実施形態では、添加剤ヘッドを使用して、緩衝剤/障壁を形成する添加剤を堆積させて、交差汚染を防止し、および/または支持体除去を改善することができる。この実施形態は、添加剤としてのFeCO3の使用に関して以前に説明された。例えば、一実施形態では、FeCO3は、鉄ベースの金属合金の3D印刷用の支持材料として使用されてもよい。前述のように、FeCO3は500~700℃の温度で酸化鉄とCO2に熱分解する脆い材料である。鉄を含むモデルインクの支持構造を提供するために、FeCO3粉末を溶液に分散させて、インクジェットプリントヘッドから基板上に堆積できる噴射可能なインクを形成することができる。噴射と乾燥に加えて、3D印刷プロセスには、異なるノズルのビルド速度のばらつきによる高さのばらつきを減らすためのレベリングステップが含まれる。レベリングステップは、多くの場合、ローラーによって実行される。ローラーは、モデルと支持体の間で相互汚染を引き起こす可能性がある。したがって、支持材料は、印刷後の熱処理中に除去可能であるか、支持体の汚染を材料マトリックスに統合できる必要がある。
いくつかの実施形態では、所望の効果に応じて、添加剤をモデル領域に均一または不均一に供給することができる。例えば、印刷段階の後、完全な焼結の前に、例えば未焼結または茶色の部分に、毛管作用によって印刷物の開気孔に別の材料を加えて複合材料を生成することが望ましい場合がある。
本開示と一致して、印刷プロセスが完了した後、焼結のために物体をオーブンに入れることができる。いくつかの実施形態では、物体は、完全になるまでオーブン内で所定の温度まで焼成されてもよい。焼結プロセスには、次の焼成ステップが含まれる:すべての有機材料を燃やすための初期加温;コバルトなどの無機添加剤がある場合、それを液化するための追加の加温;および粒子を焼結するための最終加熱。
支持材のロールは、(a)モデルの「ネガティブ」壁を支持するため、および(b)モデルの周りに保護エンベロープを加えるため、二重である。一実施形態では、支持材料は、モデルを焼結する前にモデルから除去されない。この実施形態では、複合材料の前述の要件とは対照的に、支持材料はモデル材料とは実質的に異なる(より高い)焼結温度を必要とする。したがって、モデル材料の部分的または完全な焼結は、支持材料の焼結がほとんどまたはまったくない状態で行われ、モデルを破壊することなく、剛性の焼結モデル材料から柔らかいまたは脆いまたは可溶性の支持材料を除去できる。再び、この実施形態は、モデルと比較して十分に高い融点を有する支持材料を選択することにより、または制御された粒子サイズおよび/または粒子サイズ分布により、または異なる材料の制御された形状不規則性により個々のインク組成物の焼結温度を調整することにより、達成することができる。
前述のように、代替実施形態の1つでは、本発明者らは、焼結温度の大きな差に基づく印刷物の製造方法を見出した。これにより、モデル材料を焼結するのに十分高いが、支持材料を焼結しない単一の加熱ステップが可能になる。この方法により、基礎となる(または巻き付けた)支持構造から破損することなく削除できるほどの整合性を持つモデルが作成される。この実施形態は、モデルインクと支持インクとの間の焼結温度の差を利用する。
再び図6Bを参照する。図6Bは、粉末材料に関連する複数の焼結段階の相対密度を示すグラフである。この実施形態では、支持材料は、モデル材料がその焼結前段階(粉末粒子が互いに接触してネッキングが始まる点)に達した後に、実質的な収縮が始まる前に除去される。このプロセスは、焼結前に部品から有機成分を除去する必要がある場合にMIM業界で使用される2段階の脱バインダーおよび焼結プロセスに似ている。例示的な2段階焼結プロセスは以下を含む:印刷基板から印刷物を取り除くこと;支持構造の一部が配置された物体を第1のオーブンに入れ、物体が粒子間でネッキングが始まる温度まで加熱すること(事前焼結と呼ばれるこの段階では、物体からバインダーが除去される);物体を冷却し、冷却部分をクリーニングポートに移動して、物体から支持構造を取り除くこと;および第2の焼結段階のために、物体を高温オーブンに入れること(この段階では、物体を加熱して完全に焼結する)。
一実施形態では、脱バインダーおよび焼結中の収縮に関連する問題に対処する方法が開示されている。特に、本発明者らは、未焼結体または茶色体のクラックを除去するとともに、印刷後の脱バインダープロセスを短縮するために、プロセススループットを改善するインサイチュ脱バインダーおよび焼結プロセスを見出した。
処理中のインクの収縮の制御
前述の議論を考慮し、本開示の態様によれば、異なるモデルインクが同じモデルで使用される場合、複合体または多部品物体を形成するために、同様の収縮係数を共有するモデルインクを使用することが有利である。このような収縮係数の類似性は、部品の加熱および焼結の段階に沿った温度範囲内にある必要がある。第1の実質的な収縮は、添加剤が蒸発する脱バインダー中に起こり(真空を残して)、第2の収縮は焼結中に起こる。一実施形態において、収縮は、グリーン状態で支持体を除去することにより、または収縮が3%未満、例えば2%未満、さらには1%未満である脱バインダープロセス後に制御される。
一実施形態では、収縮を全く防ぐことにより、脱バインダー段階中の収縮の差を防ぐことができる。これは、プロセス全体を通してオーブン内の真空を維持することで実行できる。部品を取り囲む真空のため、添加剤の損失の後に残る内部真空は、収縮を引き起こす圧力を生成しない。第二の実施形態は、添加剤が物体を離れるとき(例えば、蒸発または崩壊および蒸発により)、親密な接触まで粒子が互いに向かって移動するという提案に基づいており、したがって、添加剤によって事前に占有されていた空の体積が最小化される。ただし、添加剤が占める体積がすべてなくなるわけではない。それは、添加剤がなくても、最も近い構造の粒子間に多くの空き空間があるからである。例えば、均一な半径の球状粒子の場合、最も近い構造の空き空間は全体の体積の30%を超える。粒子のサイズが互いに異なる場合、空き空間はより少なくなり得る。この実施形態において、失われる添加剤(例えば、有機材料)の量は、添加剤が失われている間に両方の材料が同じ量だけ収縮するように適切に制御される。添加剤の主要部分がバインダーの場合、この段階は脱バインダー段階である。
バインダーと他の添加剤を脱バインダーする前に、粒子を互いに分離する。脱バインダー後に、粒子は、個々の点で互いに接触するだけである。焼結中、粒子は互いに溶け合い、粒子表面間の空隙が消失し、材料が収縮する。したがって、収縮の量は、焼結前の粒子間の空き空間の量に依存する。
前述のように、同じ温度で2つ以上のモデル材料を焼結することが望ましい実施形態では、材料間の異なる収縮率の問題を回避するために、組成の変更を使用できる。例えば、モデル材料は、焼結中に異なる量で収縮する場合があることが知られている。これは、それぞれの粒子間の空隙が異なる場合があるためである。空隙サイズに影響するパラメータの1つは、粒子に追加および混合される、失われる材料の量である。失われる材料は、粒子の焼結温度よりも低い温度で蒸発または崩壊して蒸発する。失われる材料が蒸発すると、粒子材料は粒子間に大きな隙間を残する。焼結中、粒子は互いに近づき、隙間を閉じて、材料の収縮を引き起こす。したがって、収縮係数は、失われる材料の追加量によって制御される。
一実施形態において、収縮量は、粒子の物理的形状を変えることにより修正することもできる。例えば、粒子が球形粒子と比較して立方体である場合、異なる充填率(本明細書では「充填密度」とも呼ばれる)がある。球状粒子の充填限界は約64%である。一実施形態では、特定の粒子分布を選択して複数の粒子を非常に高い充填密度に充填できるようにすると、粒子サイズの広い範囲および混合を使用して充填密度を100%に近い値に高めることができる。
層の所与の位置に本開示による材料の混合物で物体を印刷するための1つの技術は、層の特定のピクセルに1つの材料を、他のピクセルの別の材料を分配することにより行うことができる。複数のインクおよびインクヘッドを使用して、物体材料と物体支持体の間で印刷を区別することができる。一実施形態によれば、1つのインクは、物体と支持構造の両方を構築するために使用することができ(層ごとに)、別のインクは物体または支持体の一方のみに属する層部分にのみ分配され、それにより両方の材料の機械的属性に差をもたらすことができる。この差は、完成した物体に改善された所望の特性を付与したり、印刷後の物体から支持体の除去を容易にするために使用したりできる。例えば、WC粒子などの第1のインクを使用して、物体層部分と支持層部分の両方を印刷できる。コバルト材料または粒子などの第2のインクは、層の物体部分にのみ分配できる。印刷が終了し、印刷された複合体がオーブンで焼成された後に、両方の材料間に実質的な差が導入される(WC粒子のみの支持体は焼結されず、物体は焼結されるか、少なくともコバルト中WCの固体マトリックスで形成される)。この差により、物体から支持体を除去できる。
示されるように、少なくとも2つの異なる材料から複合3次元製品を形成するための付加製造システムが記載されている。一実施形態では、システムは、第1の物体材料の層を付加して印刷するように構成可能な第1のプリントノズル群と、第2の物体材料の層を付加して印刷するように構成可能な第2のノズル群と、を保持するように構成された少なくとも1つのプリントヘッド領域を備える。一実施形態では、第1の物体材料は金属であり、第2の物体材料はセラミックである。
図14を参照すると、例示的なプロセス1400は、支持体1408として金属酸化物上にモデル1406を形成する印刷ステップ1405で始まる。次のステップ1410は、金属酸化物から酸素が取り除かれ、金属に還元するように500~800℃の範囲の温度に印刷物を加熱することを含む。金属酸化物の分解により、モデルは別の金属に囲まれる。高温での加熱を続けると1415、モデルおよび支持粒子1412が寸法の変化なしに焼結し始める。その結果、茶色の部分1414が形成される。最後に、高温1420で、支持金属が溶融して多孔質モデルに浸透し、それによりモデル材料と支持金属の複合体1425が形成される。
前述のように、開示されたシステムは、所望の色を有する製品を与えるために着色された外部コーティングを印刷することによりさらに修正することができる複合体などの3次元部品の印刷を可能にする。この実施形態では、着色構造粒子を使用して製品を同時に印刷および着色するための付加印刷システムについてさらに説明する。
前述の説明は、この実施形態および以下の説明に関連している。一実施形態では、第1の色の第1の着色構造材料を付加して印刷するように構成可能な第1のプリントヘッド群と、第1の色とは異なる第2の色の第2の着色構造材料を付加して印刷するように構成可能な第2のプリントヘッド群と、を保持するように構成された少なくとも1つのプリントヘッド領域を含むシステムについて説明する。
102 印刷領域
106 プリントヘッド
110 インクリザーバ
120 コントローラ
122 印刷面
Claims (14)
- 製品を製造するためのシステムであって、
前記製品の少なくとも第1の部分を、第1の平均粒径を有する第1の材料で付加して印刷するように構成可能な第1のプリントヘッド群であって、前記第1の平均粒径は、第1の焼結特性を与えるように選択される、第1のプリントヘッド群、および
前記製品の少なくとも第2の部分を、第2の平均粒径を有する第2の材料で付加して印刷するように構成可能な第1のプリントヘッド群であって、前記第2の平均粒径は、第2の焼結特性を与えるように選択される、第2のプリントヘッド群を保持するように構成された少なくとも1つのプリントヘッド領域と、
前記製品の所望の特性を反映する情報を受信し;
前記第1のプリントヘッド群および前記第2のプリントヘッド群を調整して、前記第1の材料と前記第2の材料を層ごとに分配し、前記製品の所望の特性を反映する情報に基づいて前記製品の異なる部分に異なる特性を付与するように構成された少なくとも1つのプロセッサと、
を含み、前記第1の材料および前記第2の材料のうちの少なくとも1つの粒径および粒径分布は、前記第1の材料および前記第2の材料の焼結温度が、必要な許容範囲内で同じとなるように調整される、システム。 - 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記製品の所望の特性を達成するために、前記第1の材料および前記第2の材料の分配を決定するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記製品の所望の特性は、熱的、機械的、化学的、電気的、または物理的特性を含む、請求項2に記載のシステム。
- 前記製品の所望の特性は、熱膨張係数、熱伝導率、熱拡散率、耐摩耗性、脆性、延性、弾性、剛性、靭性、降伏強度、色、密度、硬度、腐食、耐酸化性、およびそれらの組み合わせを含む、請求項3に記載にシステム。
- 前記焼結特性が、焼結温度および収縮係数のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記第1のプリントヘッド群および前記第2のプリントヘッド群を調整して、重量または体積によって決定される異なる量で前記第1の材料および前記第2の材料を分配するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の材料および前記第2の材料は、互いに異なる化学的性質を有するが、同じ焼結温度を有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのプロセッサが、堆積時に前記第1の材料と前記第2の材料が、混合して互いに点在するようにさらに構成される、請求項1に記載のシステム。
- 混合して互いに点在するようになった前記第1の材料と前記第2の材料が、前記製品の異なる部分で分離することなく、単一構造を形成する、請求項8に記載のシステム。
- 混合して互いに点在するようになった異なる材料間の割合が、前記製品の前記所望の特性に応じて、前記製品の異なる部分で変化する、請求項9に記載のシステム。
- 前記第1の材料および前記第2の材料のうちの少なくとも一方が他方に浸透するように堆積されて、前記他方に1つ以上のストリングを形成する、請求項10に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのプリントヘッド領域は、第3のプリントヘッド群を保持するようにさらに構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記第3のプリントヘッド群は、印刷された前記第1材料および前記第2の材料を一時的に支持する取り外し可能な支持材料を付加して印刷するように構成可能である、請求項12に記載のシステム。
- 前記第1の部分が物体のコアを含み、前記第2の部分が前記物体の周辺部を含む、請求項1に記載のシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023065218A JP2023118129A (ja) | 2017-04-20 | 2023-04-12 | 印刷物を作成するシステムおよび方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201762487670P | 2017-04-20 | 2017-04-20 | |
US62/487,670 | 2017-04-20 | ||
PCT/IB2018/000485 WO2018193306A2 (en) | 2017-04-20 | 2018-04-18 | System and method of making printed articles |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023065218A Division JP2023118129A (ja) | 2017-04-20 | 2023-04-12 | 印刷物を作成するシステムおよび方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020517824A JP2020517824A (ja) | 2020-06-18 |
JP7366407B2 true JP7366407B2 (ja) | 2023-10-23 |
Family
ID=63855648
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019556869A Active JP7366407B2 (ja) | 2017-04-20 | 2018-04-18 | 印刷物を作成するシステムおよび方法 |
JP2023065218A Pending JP2023118129A (ja) | 2017-04-20 | 2023-04-12 | 印刷物を作成するシステムおよび方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023065218A Pending JP2023118129A (ja) | 2017-04-20 | 2023-04-12 | 印刷物を作成するシステムおよび方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US11529685B2 (ja) |
EP (1) | EP3612330A4 (ja) |
JP (2) | JP7366407B2 (ja) |
KR (2) | KR20230021156A (ja) |
CN (2) | CN115815629A (ja) |
WO (1) | WO2018193306A2 (ja) |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6801173B2 (ja) * | 2015-10-29 | 2020-12-16 | セイコーエプソン株式会社 | 三次元構造物の製造方法、その製造装置及びその制御プログラム |
CA3030798A1 (en) | 2016-07-15 | 2018-01-18 | Cudeti Sagl | Implant |
US10191456B2 (en) * | 2017-05-01 | 2019-01-29 | Desktop Metal, Inc. | Method and system for software defined metallurgy |
WO2019178599A1 (en) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | Nano-Dimension Technologies, Ltd. | Inkjet printing of three-dimensional ceramic pattern |
EP3632657B1 (en) | 2018-10-03 | 2022-01-12 | Rolls-Royce Power Engineering PLC | Manufacturing method |
CA3118309A1 (en) * | 2018-11-16 | 2020-05-22 | Inkbit, LLC | Inkjet 3d printing of multi-component resins |
US11787108B2 (en) * | 2019-01-10 | 2023-10-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Three-dimensional printing |
JP7185016B2 (ja) * | 2019-03-20 | 2022-12-06 | クラレノリタケデンタル株式会社 | 歯科用補綴物の着色装置、加工装置及び着色方法 |
US20220040764A1 (en) | 2019-04-27 | 2022-02-10 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Three-dimensional printing |
JP2021063261A (ja) * | 2019-10-11 | 2021-04-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 三次元形状造形物の製造方法および三次元形状造形物を製造するための製造装置 |
KR102308341B1 (ko) * | 2019-10-15 | 2021-10-06 | 한국세라믹기술원 | 연속적인 조성 변화를 갖는 3차원 프린팅 구조체 및 그 제조 방법 |
US11680753B2 (en) | 2019-11-14 | 2023-06-20 | Rolls-Royce Corporation | Fused filament fabrication of heat pipe |
US11707788B2 (en) | 2019-11-14 | 2023-07-25 | Rolls-Royce Corporation | Fused filament fabrication of vacuum insulator |
US11745264B2 (en) * | 2019-11-14 | 2023-09-05 | Rolls-Royce Corporation | Fused filament fabrication of thermal management article |
US20220274163A1 (en) * | 2019-11-15 | 2022-09-01 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Three-Dimensional Printing |
WO2021115727A1 (en) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | Institut Straumann Ag | Functionalized ceramic article |
JP7409149B2 (ja) * | 2020-02-25 | 2024-01-09 | 株式会社リコー | 立体造形物の製造装置及び立体造形物の製造方法 |
CN111408840B (zh) * | 2020-04-07 | 2021-10-19 | 哈尔滨工业大学(威海) | 一种感应加热辅助水下激光熔敷或增材的装置及使用方法 |
IT202000010405A1 (it) * | 2020-05-08 | 2021-11-08 | Graf Synergy Srl | Procedimento per la stampa tridimensionale di manufatti |
CN111872387B (zh) * | 2020-07-20 | 2022-04-19 | 山东创瑞激光科技有限公司 | 一种应用于双激光3d打印机的内部清理装置 |
WO2022044930A1 (ja) * | 2020-08-31 | 2022-03-03 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 積層造形焼成体および該積層造形焼成体の製造方法 |
WO2022072359A1 (en) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | Mantle Inc. | Waste collection and abatement during hybrid additive and subtractive manufacturing |
WO2022170209A1 (en) * | 2021-02-08 | 2022-08-11 | Divergent Technologies, Inc. | Apparatus for multi-scale directed energy deposition with integral non-abrasive reduction of waviness |
US20240189902A1 (en) * | 2021-03-15 | 2024-06-13 | K.K. Sun Metalon | Joined solid production method |
CN113232290A (zh) * | 2021-04-04 | 2021-08-10 | 宁波大学 | 一种快速固化的电喷射三维打印装置及方法 |
SE2150435A1 (en) * | 2021-04-08 | 2022-10-09 | Amir Rashid | Method and apparatus for additive manufacturing |
US20230145402A1 (en) * | 2021-11-09 | 2023-05-11 | Arelac, Inc. | Methods and systems for 3d printing of reactive vaterite cement |
CN114682795A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-01 | 青岛理工大学 | 一种基于复合微纳增材制造曲面共形天线的制造方法 |
CN115255382A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-11-01 | 钟伟 | 一种3d打印随形烧结支撑方法及其装置 |
WO2024077272A2 (en) * | 2022-10-07 | 2024-04-11 | Battelle Energy Alliance, Llc | Methods of forming carbon-carbon composites using electric field assisted sintering and related carbon-carbon composites |
JP2024134811A (ja) * | 2023-03-22 | 2024-10-04 | 株式会社日立製作所 | 付加製造条件の決定装置、付加製造条件の決定方法、及び付加製造物の製造方法 |
CN117261452B (zh) * | 2023-11-21 | 2024-03-01 | 江苏皓兮新能源技术开发有限公司 | 一种太阳能光伏电池印刷设备及印刷方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150197062A1 (en) | 2014-01-12 | 2015-07-16 | Zohar SHINAR | Method, device, and system of three-dimensional printing |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0993493B1 (de) | 1997-06-30 | 2002-09-25 | Basf Aktiengesellschaft | Pigmentzubereitungen für das ink-jet-verfahren |
US20050023710A1 (en) * | 1998-07-10 | 2005-02-03 | Dmitri Brodkin | Solid free-form fabrication methods for the production of dental restorations |
JP2003212668A (ja) | 2002-01-28 | 2003-07-30 | Sanyo Electric Co Ltd | セラミック積層体およびその製造方法 |
AU2003900180A0 (en) * | 2003-01-16 | 2003-01-30 | Silverbrook Research Pty Ltd | Method and apparatus (dam001) |
KR100906171B1 (ko) | 2006-03-24 | 2009-07-03 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 복수 세트의 프린트 헤드를 이용한 잉크젯 프린팅 방법 및장치 |
EP2529694B1 (de) * | 2011-05-31 | 2017-11-15 | Ivoclar Vivadent AG | Verfahren zur generativen Herstellung von Keramikformkörpern durch 3D-Inkjet-Drucken |
DE102011117005B4 (de) | 2011-10-25 | 2016-05-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Herstellung eines keramischen Formkörpers |
WO2014068579A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | Yehoshua Sheinman | System and method for direct inkjet printing of 3d objects |
US11000897B2 (en) * | 2013-10-17 | 2021-05-11 | Xjet Ltd. | Support ink for three dimensional (3D) printing |
CA2952633C (en) | 2014-06-20 | 2018-03-06 | Velo3D, Inc. | Apparatuses, systems and methods for three-dimensional printing |
JP6428049B2 (ja) | 2014-08-25 | 2018-11-28 | 富士ゼロックス株式会社 | 積層造形装置及び積層造形プログラム |
CN108025497A (zh) * | 2015-09-16 | 2018-05-11 | 应用材料公司 | 在增材制造中底板的制造、壳体的制造和支撑支柱的制造 |
US20170297111A1 (en) * | 2016-04-14 | 2017-10-19 | Desktop Metal, Inc. | Shrinkable support structures |
JP6855846B2 (ja) * | 2017-03-06 | 2021-04-07 | セイコーエプソン株式会社 | ペースト及び三次元造形物の製造方法 |
WO2018164672A1 (en) * | 2017-03-07 | 2018-09-13 | Nano-Dimension Technologies, Ltd. | Composite component fabrication using inkjet printing |
WO2018170422A1 (en) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | Desktop Metal, Inc. | Base plate in additive manufacturing |
-
2018
- 2018-04-18 US US16/606,137 patent/US11529685B2/en active Active
- 2018-04-18 CN CN202310077880.1A patent/CN115815629A/zh active Pending
- 2018-04-18 KR KR1020237002879A patent/KR20230021156A/ko not_active Application Discontinuation
- 2018-04-18 JP JP2019556869A patent/JP7366407B2/ja active Active
- 2018-04-18 EP EP18787496.1A patent/EP3612330A4/en active Pending
- 2018-04-18 WO PCT/IB2018/000485 patent/WO2018193306A2/en unknown
- 2018-04-18 CN CN201880041290.0A patent/CN110997191B/zh active Active
- 2018-04-18 KR KR1020197033145A patent/KR102493373B1/ko active IP Right Grant
-
2022
- 2022-11-08 US US18/053,635 patent/US11884008B2/en active Active
-
2023
- 2023-04-12 JP JP2023065218A patent/JP2023118129A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150197062A1 (en) | 2014-01-12 | 2015-07-16 | Zohar SHINAR | Method, device, and system of three-dimensional printing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11529685B2 (en) | 2022-12-20 |
JP2020517824A (ja) | 2020-06-18 |
WO2018193306A2 (en) | 2018-10-25 |
WO2018193306A3 (en) | 2019-03-07 |
EP3612330A4 (en) | 2021-03-31 |
KR102493373B1 (ko) | 2023-01-31 |
US20230158739A1 (en) | 2023-05-25 |
US20200047252A1 (en) | 2020-02-13 |
CN110997191B (zh) | 2023-02-03 |
US11884008B2 (en) | 2024-01-30 |
KR20200016213A (ko) | 2020-02-14 |
CN115815629A (zh) | 2023-03-21 |
KR20230021156A (ko) | 2023-02-13 |
EP3612330A2 (en) | 2020-02-26 |
JP2023118129A (ja) | 2023-08-24 |
CN110997191A (zh) | 2020-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7366407B2 (ja) | 印刷物を作成するシステムおよび方法 | |
Wang et al. | Review of additive manufacturing methods for high-performance ceramic materials | |
CN108602727B (zh) | 积层制造3d打印物品的方法 | |
Huang et al. | Additive manufacturing of thin alumina ceramic cores using binder-jetting | |
Zocca et al. | Additive manufacturing of ceramics: issues, potentialities, and opportunities | |
EP3057776B1 (en) | Support ink for three dimensional (3d) printing | |
EP1207803B1 (en) | Method for making a dental element | |
EP3659728B1 (en) | Method for layer-wise additive manufacturing of a shaped body | |
JP4886026B2 (ja) | 3次元形状セラミック体を製造するためのプロセスおよび装置 | |
JP6443536B2 (ja) | 立体造形用粉末材料、立体造形材料セット、立体造形物の製造方法、立体造形物の製造装置、及び立体造形物 | |
WO2015069849A1 (en) | Production of monolithic bodies from a porous matrix using low temperature solidification in an additive manufacturing process | |
JP2017202046A (ja) | 立体造形材料セット、立体造形物の製造方法、及び立体造形物の製造装置 | |
KR20200066225A (ko) | 3d 잉크젯 프린팅에 의한, 산화지르코늄으로 만들어진 세라믹 성형체의 제조를 위한 방법 및 슬립 | |
Wu et al. | Laser densification of alumina powder beds generated using aerosol assisted spray deposition | |
Gingter et al. | Functionally graded ceramic structures by direct thermal inkjet printing | |
JP2023168446A (ja) | セラミックス粉体、セラミックス粉体の製造方法およびセラミックス粉体を用いたセラミックス構造物の製造方法 | |
Mühler et al. | Slurry-based powder beds for the selective laser sintering of silicate ceramics | |
KR20150141203A (ko) | 나노 입자 및 바인더를 함유한 잉크 조성물 및 이를 이용한 3차원 물품의 제조방법 | |
JP2018038551A (ja) | 歯科用補綴物及びその製造方法、並びに歯科用補綴物材料セット及び歯科用補綴物製造装置 | |
JP2016223005A (ja) | 立体造形用粉末材料、立体造形用キット、立体造形用グリーン体、立体造形物及び立体造形用グリーン体の製造方法、立体造形物及び立体造形用グリーン体の製造装置 | |
CN113165207A (zh) | 陶瓷制品的制造方法及陶瓷制品 | |
JP6950173B2 (ja) | 立体造形物の製造方法、及び立体造形物の製造装置 | |
JP2020151931A (ja) | 立体造形物の製造装置及び立体造形物の製造方法 | |
Yang | Binder Jetting of Ceramics | |
WO2021115727A1 (en) | Functionalized ceramic article |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210415 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220517 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20220817 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20221017 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221116 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20221213 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230412 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20230412 |
|
C11 | Written invitation by the commissioner to file amendments |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C11 Effective date: 20230425 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20230815 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230912 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231003 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7366407 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |