(57)【要約】      （修正有）【課題】三次元物体の製造のための装置で使用するための攪拌器を提供する。【解決手段】攪拌器１１０は、シャフト１３５に取り付けられた複数の突起部１２２を備える。突起部１２２は、シャフト１３５から外向きに延在する。それぞれの突起部１２２は実質的に長方形であり、突起部１２２内に形成されたくぼみ１３２を持つ。さらに、くぼみ１３３は隣接する突起部１２２の間の隙間に形成される。複数の突起部１２２は、シャフトに沿ってシャフト１３５から外向きに交互に反対方向に突起する。複数の突起部１２２は、シャフト１３５に継合された単体として形成され、シャフト１３５の長さに応じて、任意の数の突起部１２２が必要に応じて設けられうる。【選択図】図１０
0003232333.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
三次元物体を製造するための装置の粉末流路内で粉末を攪拌するための攪拌器であって、前記攪拌器が粉末流路内で回転軸の周りで少なくとも部分的に回転するように構成され、少なくとも１つの突起部が、前記攪拌器から外向きに延在し、前記攪拌器の前記少なくとも部分的な回転が自由に流動する状態に前記粉末を前記粉末流路内に保つように、前記少なくとも１つの突起部が、前記攪拌器の前記少なくとも部分的な回転中に前記粉末に接触し、前記攪拌器の前記少なくとも部分的な回転中に前記粉末に実質的にゼロの正味軸方向の力を与えるように構成される、攪拌器。
【請求項２】
前記攪拌器の前記少なくとも部分的な回転が、回転軸の周りでの前記攪拌器の完全な回転を含む、請求項１に記載の攪拌器。
【請求項３】
前記回転方向に沿って前記粉末が遭遇する前記突起部の表面積が、前記攪拌器に沿って前記突起部の外縁から前記回転軸まで（距離ＡＷＭ）の前記突起部によってスイープされる面積の５０％未満である、請求項１または請求項２に記載の攪拌器。
【請求項４】
前記回転方向に沿って前記粉末が遭遇する前記突起部の表面積が、前記攪拌器に沿って前記突起部の外縁から前記回転軸まで（距離ＡＷＭ）の前記突起部によってスイープされる面積の７５％未満である、請求項１または請求項２に記載の攪拌器。
【請求項５】
前記回転方向に沿って前記粉末が遭遇する前記突起部の表面積が、前記攪拌器に沿って前記突起部の外縁から前記回転軸まで（距離ＡＷＭ）の前記突起部によってスイープされる面積の８５％未満である、請求項１または請求項２に記載の攪拌器。
【請求項６】
前記少なくとも１つの突起部が、前記回転軸に垂直な平面内で前記回転軸から外向きに延在する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項７】
前記少なくとも１つの突起部が、前記突起部内に形成されたくぼみを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項８】
前記突起部内に形成された前記くぼみが、前記突起部によって覆われる面積の少なくとも５０％であり、より好ましくは突起部によって覆われる面積の少なくとも９０％である、請求項７に記載の攪拌器。
【請求項９】
前記少なくとも１つの突起部が、前記粉末と接触する前記攪拌器の長さに延在する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの突起部が、間隔を置いた配置で設けられた複数の突起部を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの突起部が、反対方向に外向きに延在する２つ以上の突起部を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの突起部が２つ以上の突起部を含み、前記攪拌器が、前記２つ以上の突起部の間に形成された少なくとも１つのくぼみをさらに備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの突起部が、前記攪拌器の長さに沿って延在する偶数のらせん状ブレードを備え、前記攪拌器は前記粉末と接触し、前記偶数のらせん状ブレードが対向するピッチを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１４】
くぼみが前記偶数のらせん状ブレード内に形成される、請求項１３に記載の攪拌器。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの突起部が耐熱性の導電性材料を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの突起部が帯電防止高分子を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１７】
三次元物体を製造するための装置の粉末タンク用の攪拌装置であって、前記攪拌装置が、前記粉末タンク内で回転軸の周りで回転するように構成され、
少なくとも１つのベースプレートと、
前記少なくとも１つのベースプレートから前記粉末タンクへと延在し、回転方向を向いて鈍角を形成する少なくとも１つの支柱と、を備える、攪拌装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの支柱から前記造形粉末タンクに延在し、前記少なくとも１つの支柱と鋭角を形成する、少なくとも１つのブレードをさらに備える、請求項１７に記載の攪拌装置。
【請求項１９】
少なくとも１つの支柱が、前記回転軸と平行に延在する前縁部と、前記回転方向を向いて前記鈍角を形成する後縁部と、を含む、請求項１７または１８に記載の攪拌装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの支柱が、前記少なくとも１つのベースプレートの周縁から延在する、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の攪拌装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのベースプレートが２つのベースプレートを備える、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の攪拌装置。
【請求項２２】
前記攪拌装置が、少なくとも２つの粉末を混合して、前記少なくとも２つの粉末が均一に分配された混合物を形成する、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の攪拌装置。
【請求項２３】
前記少なくとも２つの粉末が、三次元物体を製造するための前記装置内に、未使用粉末および以前に使用されたが焼結されていない粉末を含む、請求項２２に記載の攪拌装置。
【請求項２４】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の攪拌器を含む、三次元物体を製造するための装置。
【請求項２５】
請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の攪拌装置を含む、三次元物体を製造するための装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、三次元物体の製造のための装置に関する。より具体的には、本技術は、三次元物体の製造のための装置で使用するための攪拌器に関する。
【背景技術】
【０００２】
バインダージェット方式、レーザー焼結法（ＬＳ）または高速焼結法（ＨＳＳ）などのプロセスを使用した粉末ベースの材料からの三次元物体の製造のための装置が知られている。これらのプロセスは、粉末ベースの材料の層の堆積を必要とする。高分子粉末または金属粉末を使用しうるＬＳ装置は、次にレーザーを使用して粉末状材料内で物体の層の形状をトレースし、粉末状材料を焼結する。次いで粉末状材料の別の層が堆積され、物体の次の層の形状がレーザーによってトレースされ、三次元物体が製造される。電子ビームを使用するプロセスをさらに使用して金属粉末を融合してもよい。
【０００３】
エネルギー源が粉末状材料の各層の物体の形状をトレースする必要のあるＬＳまたは電子ビームとは対照的に、高速焼結法（ＨＳＳ）またはバインダー印刷プロセスを使用することもできる。ＨＳＳでは、放射線吸収材料（ＲＡＭ）が物体の各層の形状で粉末層の上に、一般にはプリントヘッドまたはプリントヘッドの列を１回通過する中で印刷される。それぞれの印刷された層に、ＲＡＭが塗布された粉末のみが融合されるように、造形領域全体に放射線源（例えば、赤外線）を照射する。バインダージェットプロセスでは、接着剤などのバインダーが、プリントヘッドを使用して、高分子粉末、セラミック粉末または金属粉末ベースでありうる粉末層上に定義されたパターンで堆積される。バインダーは粉末層の間の接着剤として機能する。放射線を随意に使用してバインダーを硬化してもよい。
【０００４】
上記のすべての方法は粉末の送達および堆積システムを必要とする。
【考案の概要】
【０００５】
本考案の態様を添付の独立請求項に記載し、特定の実施形態の詳細を添付の従属請求項に記載している。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
以降、以下に示す添付の図面を参照して実施形態を説明する。
【図１】図１は、三次元物体の製造のための装置を概略的に図示する。
【図２】図２は、装置の保持タンクを概略的に図示する。
【図３】図３は、装置の攪拌装置を概略的に図示する。
【図４】図４は、装置の構成要素の切断図を概略的に図示する。
【図５】図５は、装置の構成要素の別の切断図を概略的に図示する。
【図６】図６は、装置の構成要素の別の切断図を概略的に図示する。
【図７】図７は、装置の構成要素の別の切断図を概略的に図示する。
【図８】図８は、攪拌器の実施形態を概略的に図示する。
【図９Ａ】図９Ａは、図８の攪拌器を概略的に図示する。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図８の攪拌器を概略的に図示する。
【図１０】図１０は、攪拌器の実施形態を概略的に図示する。
【図１１】図１１は、攪拌器の実施形態を概略的に図示する。
【図１２】図１２は、攪拌器の実施形態を概略的に図示する。
【図１３】図１３は、粉末出口開口部の可能な位置を概略的に図示する。
【図１４】図１４は、粉末出口開口部の可能な位置を概略的に図示する。
【考案を実施するための形態】
【０００７】
以下の開示は、三次元物体を製造するための装置の粉末流路内で粉末を攪拌するための攪拌器を説明し、攪拌器は粉末流路内で回転軸周りで少なくとも部分的に回転するように構成され、少なくとも１つの突起部が攪拌器から外向きに延在し、攪拌器の少なくとも部分的な回転が粉末を自由に流動する状態で粉末流路内に保つように、少なくとも１つの突起部が、攪拌器の少なくとも部分的な回転中に粉末に接触し、攪拌器の少なくとも部分的な回転中に粉末に実質的にゼロの正味軸方向の力を与えるように構成される。
【０００８】
以下の開示は、三次元物体を製造するための装置の粉末タンク用の攪拌装置をさらに説明し、攪拌装置は、粉末タンク内で回転軸の周りで回転するように構成され、少なくとも１つのベースプレートを備え、少なくとも１つの支柱は、少なくとも１つのベースプレートから粉末タンク内に延在し、回転方向を向いて鈍角を形成する。
【０００９】
以下の開示は、本明細書に記載の攪拌器を備えた、三次元物体を製造するための装置をさらに説明する。
【００１０】
以下の開示は、本明細書に記載の攪拌装置を備えた、三次元物体を製造するための装置をさらに説明する。
【００１１】
ここで実施形態を詳細に参照していくが、その例は添付の図面に図示されている。以下の詳細な説明では、関連する教示内容を完全に理解できるよう、例として多数の具体的な詳細が記載されている。しかし、当業者であればこれらの具体的な詳細がなくとも本教示を実施しうることが明らかであろう。
【００１２】
図１は、三次元物体の製造のための装置１を概略的に図示し、粉末ベースの材料から三次元物体を作る方法として高速焼結法（ＨＳＳ）を使用している。
【００１３】
装置１は、造形粉末から三次元物体を作製する。造形粉末は、ＰＡ１２、ＰＡ６、ポリウレタン、またはその他のポリマーなどの熱可塑性高分子材料であってもよく、またはこれを含んでもよい。一部の金属またはセラミックもまた、使用されるプロセスによるが、類似の装置に対応可能である。
【００１４】
装置１は、造形粉末を貯蔵するための保持タンク４１０を備える。造形粉末は、必要に応じて保持タンク４１０内に堆積される。１つの実施形態によると、新鮮な「未使用」粉末は保持タンク４１０内に堆積される。新鮮な粉末は、以前に装置１で使用されていない粉末と考えられる。後で詳細に論じるように、別の実施形態によると、装置１のサイクル中に焼結されない過剰な粉末は、保持タンク４１０に戻され、かつ未使用粉末と混合されてもよい。
【００１５】
装置１はまた、レール４５０上のベアリング４８０上に配置された粉末分配スレッド３００と印刷スレッド３５０を備える。レール４５０は、装置１の作業表面１７０の上にスレッド３００、３５０を吊るす。作業表面１７０は、造形チャンバー２００の上部に設けられた造形領域１９０を含む。セラミックランプなどのオーバーヘッドヒーター４６０が造形領域１９０の上に設けられていてもよく、戻りスロット２１０は、図１に図示したように、造形領域１９０の一方の側に提供されてもよい。
【００１６】
保持タンク４１０は、攪拌装置４２０を備えている。攪拌装置４２０は粉末を攪拌し、粉末が自由に流動するようにし、粉末が保持タンク４１０内で圧縮されるのを防止する。これにより、後で考察するように、粉末が供給管４２８に安定して流動するようになる。加えて、攪拌装置４２０は、未使用粉末を保持タンク４１０に戻された過剰な粉末（存在する場合）と混合して、均一に混合された造形粉末にする。１つの実施形態によると、粉末は保持タンク４１０への導入後に連続的に攪拌され、粉末を使用準備の整った自由に流動する状態に保つ。別の実施形態では、保持タンク４１０内の粉末は定期的に攪拌されてもよい。
【００１７】
図２および図３は、保持タンク４１０の切断図を概略的に図示する。攪拌装置４２０は、保持タンク４１０内で中央軸Ａの周りで回転する。攪拌装置４２０は、２つのベースプレート４２２を備える。ベースプレート４２２は、保持タンク４１０内でベースプレート４２２が自由に動ける許容範囲内で、保持タンク４１０の内部形状または保持タンク４１０の底部（重力に対して）の近くまたは底部を含む形状に適合してもよい。ベースプレート４２２は、図２および３に図示したような円形であることに限定されず、例えば、楕円形または六角形であってもよいが、少なくとも１つの範囲を提供し、その場所がタンク４１０の内壁表面に接近してスイープするために取り付けられうる支柱を設ける。支柱４２４は、ベースプレート４２２の間で延在し、ベースプレート４２２を接続する。１つの実施形態によると、支柱４２４は、ベースプレート４２２の外縁またはその近くに設けられる。ブレード４２５は、支柱４２４から延在し、保持タンク４１０内に突出する。攪拌装置４２０が保持タンク４１０内で回転する中で、ブレード４２５は粉末を攪拌して混合し、粉末を均一な密度で自由に流動する状態に保つ。
【００１８】
支柱４２４は、規則正しい間隔または不規則な間隔でベースプレート４２２に取り付けられてもよい。さらに、任意の数の支柱４２４が設けられていてもよい。１つの実施形態によると、１つのベースプレート４２２のみが設けられていてもよく、支柱４２４はそのベースプレート４２２から延在する。加えて、粉末を自由に流動する状態に保つために必要に応じて、任意の数のブレード４２５が設けられていてもよい。ブレード４２５は、規則正しい間隔または不規則な間隔で支柱４２４に取り付けられてもよい。
【００１９】
支柱４２４は、攪拌装置４２０が回転軸Ａの周りで回転する中で保持タンク４１０内の粉末を持ち上げる機能を持つ。図３に図示したように、１つの実施形態では、支柱４２４は平らであり、ベースプレート４２２の外縁に対して鈍角を形成しうる。別の実施形態では、これは、回転軸Ａに平行な前縁部４２４Ａと、前縁部に対して鈍角Ｘを形成する後縁部４２４Ｂを有する支柱４２４によって達成されうる。
【００２０】
攪拌装置は、図３に矢印で示される方向に回転する。反対方向に回転すると、粉末が持ち上げられて自由に流動する状態に保たれるのではなく、圧縮される。
【００２１】
ブレード４２５は、支柱４２４から保持タンク４１０の中心回転軸Ａに向かって延在する。ブレード４２５は、図３に図示したように、ブレード４２５が支柱４２４と鋭角を形成するように、支柱４２４に対して角度Ｙで設けられる。粉末が支柱４２４によって持ち上げられるのと同時に、ブレード４２５により、粉末を軸方向に移動させることで、粉末はさらに攪拌される。これは、攪拌装置４２０が粉末を自由に流動する状態に保つのをさらに補助する。
【００２２】
１つの実施形態によると、保持タンク４１０は加熱されない。これは、長時間の高温は造形粉末を劣化させる傾向があるためである。例えば、ＰＡ６は、加熱された時により速い速度で酸化し、その貯蔵寿命が減少する。その結果、ＰＡ６などの粉末を使用する場合は保持タンク４１０を加熱しないことが望ましい。ただし、別の実施形態によると、保持タンク４１０は必要に応じて加熱されうる。
【００２３】
さらに、一部の粉末は、粉末材料の劣化を遅らせるために能動冷却の恩恵を受ける場合がある。これは、保持タンク４１０の外部表面の周りの冷却液体または冷却ガスの循環、または保持タンク４１０の外部表面に取り付けられたヒートシンクの使用という形態を取りうる。別の実施形態によると、粉末をタンク４１０内と共に所定の温度に冷却するために、冷却されたガスが、保持タンク４１０内に導入されてもよい。
【００２４】
図２から分かるように、粉末は入口４２６を通って保持タンク４１０に入り、出口４２８から保持タンク４１０を出る。保持タンク４１０を出る時、出口４２８を経由して、粉末は供給管４３０内に移動する（図４に表示）。出口４２８は、例えば、保持タンク４１０の底部に位置してもよく、または保持タンク４１０の壁上に位置してもよい。図２〜４は、保持タンク４１０の床の上の、保持タンク４１０の壁上に位置する出口４２８を図示する。この場所では、タンク４１０内の攪拌装置４２０は、出口４２８の下の粉末が使用されるように、タンク４１０内および／または出口４２８近くの粉末の圧縮を防止する。
【００２５】
粉末は出口４２８を通って供給管４３０へと流動する。供給管４３０は、供給管４３０内に配置される攪拌器を備えてもよく、これは粉末の供給管４３０に沿った送達管４４０への重力のみによる自由な流動を補助する。こうした攪拌器は、以下でより詳細に説明する任意の攪拌器によって配置されてもよい。その後、粉末は入口１００で送達管４４０に入る。
【００２６】
送達管４４０は、送達管４４０内に配置された送達機構を備え、粉末の送達管４４０に沿った入口１０１と粉末貯蔵部１１５への移動を補助する。１つの実施形態によると、送達機構は送達管４４０内に設けられたオーガスクリュー４４５を備え、少なくとも送達管４４０の長さの大部分以内で延在する。オーガスクリューの直径は、オーガスクリュー４４５が送達管４４０内で回転できるように、送達管４４０の内径よりわずかに小さい。当技術分野で公知なように、オーガスクリュー４４５はらせん状ブレードを備え、送達管４４０内で回転させられた時に粉末を回転軸の方向に沿って運搬する。オーガスクリュー４４５は、回転軸に沿って粉末に力を与えることによって、入口１００から送達管４４０に沿って粉末貯蔵部１１５の入口１０１に向かって粉末を運搬するように配置されうる。１つの実施形態によると、送達管４４０は、送達管が重力方向に対して上向きに角度を付けられるように、垂直方向に配置されうる。
【００２７】
１つの実施形態によると、図２および図４に図示するように、供給管４３０は、送達管４４０とオーガスクリュー４４５の長さに沿った途中に位置する入口１００で送達管４４０に連結される。例えば、供給管４３０は、オーガスクリュー４４５の長さに沿ったほぼ中間地点で送達管４４０に連結されうる。保持タンク４１０、供給管４３０および送達管４４０の上述の配置により、保持タンク４１０を装置１の作業台レベル（作業表面１７０）の下に収容することができ、作業表面１７０に達するために粉末を運搬する必要のある垂直高さを最小限にし、供給管４３０の送達管４４０への接続点１００の下に空間を提供し、ここでその他の流路が送達管４４０に連結されうる。
【００２８】
保持タンク４１０が加熱されない時、供給管４３０は、供給管４３０と送達管４４０の間の断熱材を介して送達管４４０から熱分離されうる。
【００２９】
図５および図６に図示したように、送達管４４０は入口１０１で実質的に水平の粉末貯蔵部１１５に連結され、粉末貯蔵部は、例えば、全体的に細長いスロットの形状を取ってもよい。オーガスクリュー４４５は、粉末を送達管４４０に沿って、入口１０１を介して貯蔵部１１５内に運搬する。入口１０１は供給点として作用し、粉末を貯蔵部１１５へと供給する。図５および図６は、貯蔵部１１５の一方端に連結された送達管４４０を図示するが、送達管４４０は、貯蔵部１１５に沿った任意の場所、例えば貯蔵部１１５の一方端で、または一方端の近くで、または貯蔵部１１５の長さに沿って約半分の中間地点で連結されうる。別の実施形態によると、粉末が複数の入口１０１から貯蔵部１１５内に運搬されるように、２つ以上の送達管４４０および入口１０１が設けられていてもよい。
【００３０】
攪拌器１１０は、粉末貯蔵部１１５内に設けられる。粉末貯蔵部１１５内での攪拌器１１０の動作により、粉末を自由に流動する状態またはほぼ自由に流動する状態に保ち、粉末が凝集するのを防止し、重力によって攪拌器１１０と粉末貯蔵部１１５の長さに沿って広がることが可能となる。攪拌器１１０は、貯蔵部１１５の長さに沿って大きな力要素を与えることによって、貯蔵部１１５に沿って粉末を押し動かしておらず、結果として粉末は圧縮されない。オーガスクリューが粉末貯蔵部１１５内に設けられている時、オーガスクリューは、回転軸に沿って大きな力要素を粉末に与えることから粉末を圧縮し、これが貯蔵部１１５に沿って、貯蔵部１１５の一方の端に粉末を移動させることが分かっている。圧縮は、粉末の自由な流動を阻害し、それは望ましくない。したがって、送達管４４０内でのオーガスクリュー４４５の使用には、粉末を効率的に攪拌し、粉末が作業表面１７０上に送達される前に凝集するのを防止するために、近接してまたは組み合わせた部品として粉末貯蔵部内に配置される攪拌器１１０の使用が必要とされる。
【００３１】
図８〜１２は、攪拌器１１０のいくつかの異なる実施形態を図示する。図示された攪拌器１１０のそれぞれは、回転軸Ｂを画定するシャフト１３５、およびシャフト１３５に継合された少なくとも１つの突起部またはブレード１２０、１２２、１２４、１２６を備える。少なくとも１つの突起部またはブレード１２０、１２２、１２４、１２６は、シャフト１３５から外向きに延在する。
【００３２】
攪拌器１１０は、回転軸Ｂの周りで貯蔵部１１５内での回転運動が可能である。１つの実施形態によると、攪拌器１１０は、貯蔵部１１５内で完全に回転することができる。別の実施形態によると、攪拌器１１０は、貯蔵部１１５内で部分的に（例えば、時計回りおよび反時計回りに）回転することができる。貯蔵部内の攪拌器１１０の動作は、貯蔵部内の粉末に回転軸Ｂに沿った全体的な方向力がかからない。代わりに、貯蔵部内の攪拌器１１０の動作は、貯蔵部１１５内で粉末を自由に流動する状態に保つための粉末の攪拌をもたらす。貯蔵部１１５に沿った粉末の移動は、重力の結果として起こる。
【００３３】
攪拌器１１０は、貯蔵部１１５の攪拌器１１０と内壁との間に粉末が蓄積し停滞しうる「デッドスペース」領域がないようなサイズである。攪拌器１１０は、貯蔵部１１５の内部幅寸法ＲＷＭよりわずかに小さい最大幅寸法ＡＷＭでサイズ調整されている場合に、貯蔵部１１５内で完全に回転することができる。これにより、貯蔵部１１５の内壁に接触することなく、攪拌器１１０が貯蔵部１１５内で自由に回転できる。例えば、攪拌器１１０の最大幅寸法ＡＷＭは、貯蔵部１１５の内部幅寸法ＲＷＭよりも１ ｍｍ〜２.５ ｍｍ小さくてもよい。この隔たりは、攪拌器１１０のサイズ、貯蔵部１１５のサイズ、および粉末の粒径によって変わりうる。
【００３４】
別の実施形態によると、攪拌器１１０は、貯蔵部１１５内で部分的な回転のみを行ってもよい。攪拌器１１０は、回転の一部を介して後方および前方に回転してもよく、例えば、攪拌器１１０は、回転軸Ｂの周りで前方方向に１８０°回転し、その次に前方方向とは反対に、回転軸Ｂの周りで後方方向に１８０°回転してもよい。この配置は、少なくとも１つの突起部またはブレード１２０、１２２、１２４、１２６がシャフト１３５の一方の側からのみ外向きに延在する時に有益となりうる。
【００３５】
図８は、攪拌器１１０の１つの実施形態を図示する。攪拌器１１０は、シャフト１３５に取り付けられた複数の突起部１２０を備える。突起部１２０は、シャフト１３５から半径方向に外向きに延在する。図８に図示するように、突起部１２０は、例えば、図示した一定の距離で、シャフト１３５に沿って離間して複数の群１４０で配置される。くぼみ１３０は突起部１２０の間に存在する。例えば、図９Ａに図示するように、軸Ｂに沿って見た時、隣接する突起部１２０の間に形成されるくぼみ１３０がある。さらに、図９Ｂに図示するように、シャフト１３５の長さに沿って見た時、突起部１２０の隣接する群１４０の間に形成されるくぼみ１３０もある。
【００３６】
各群１４０は、同一平面に提供される４つの突起部１２０を含む。しかしながら、攪拌器１１０は、各群１４０に４つの突起部を有することに限定されず、例えば、攪拌器１１０は、３つ、５つ、６つのなどの突起部の群を備えていてもよい。さらに、図８に図示した実施形態によると、各群内の突起部１２０は、シャフト１３５周りに等間隔で配置されている。しかしながら、突起部１２０は、シャフト１３５周りに等間隔で配置されている必要はない。さらに、突起部１２０の群１４０は、シャフト１３５に沿って等間隔で配置されている必要はない。図８は、１７つの突起部の群を図示しているが、攪拌器１１０は１７つの突起部を有することに限定されず、必要に応じて任意の数の群１４０を設けていてもよい。必要な突起部の群は、例えば、シャフト１３５の長さおよび粉末の特性による。
【００３７】
図８、図９Ａおよび図９Ｂに図示した突起部１２０は、湾曲したらせん状の連続的な突起部（複数可）を備えるオーガスクリューとは異なり、実質的に平らである。さらに、オーガスクリューとは異なり、突起部１２０はピッチを形成するように設けられておらず、突起部は実質的に直角にシャフトから延在し、シャフトから傾斜していない。さらに、くぼみ１３０は、攪拌器１１０が完全にまたは部分的に回転する時に、粉末が攪拌器１１０の周りを流動することを可能にする。貯蔵部１１５内でのオーガスクリューの回転は、粉末に力を与え、回転方向に沿って、すなわち貯蔵部１１５の一方の端へ、粉末を移動させることによって、粉末をピッチの方向に能動的に移動させる。これは、図８〜図１２を参照しながら説明した攪拌器には当てはまらない。
【００３８】
図１０は、攪拌器１１０の別の実施形態を図示する。図１０の攪拌器１１０は、シャフト１３５に取り付けられた複数の突起部１２２を備える。突起部１２２は、シャフト１３５から外向きに延在する。図１０に図示したように、それぞれの突起部１２２は実質的に長方形であり、突起部１２２内に形成されたくぼみ１３２を持つ。さらに、くぼみ１３３は隣接する突起部１２２の間の隙間に形成される。
【００３９】
複数の突起部１２２は、シャフトに沿ってシャフト１３５から外向きに交互に反対方向に突起する。図１０によると、複数の突起部１２２は、シャフト１３５に継合された単体として形成される。図１０は２３つの突起部１２２を図示するが、シャフト１３５の長さに応じて、任意の数の突起部１２２が必要に応じて設けられうる。
【００４０】
図８と同様に、図１０に図示した突起部１２２は、回転方向に粉末に力を与えない。さらに、前述同様に、図１０に図示される攪拌器１１０は、攪拌器１１０が貯蔵部１１５内で完全にまたは部分的に回転する時に粉末が攪拌器１１０の周りを流動することを可能にするくぼみ１３２、１３３を有する。
【００４１】
図１１は、攪拌器１１０の別の実施形態を図示する。図１１の攪拌器１１０は、シャフト１３５に取り付けられた２つの突起部１２４を備える。突起部１２４は、シャフト１３５から外向きに延在する。図１１に図示したように、それぞれの突起部１２４は実質的に長方形であり、突起部１２４内に形成されたくぼみ１３４を持つ。しかしながら、シャフトの長さに沿って提供される複数の突起部１２２を備える図１０に図示した実施形態とは対照的に、突起部１２４のそれぞれは、シャフト１３５と実質的に同じ長さである。
【００４２】
２つの突起部１２４は、シャフト１３５から外向きに反対方向に突出する。図１１は２つの突起部１２４を図示するが、任意の数の突起部１２４が必要に応じて設けられうる。例えば、攪拌器１１０が貯蔵部１１５内で部分的に回転する時には、１つの突起部１２４のみが提供され、その後に１つのくぼみ１３４が設けられうる。攪拌器１１０は、回転の一部を介して後方および前方に回転してもよく、例えば、攪拌器１１０は、１つの突起部１２４が貯蔵部１１５内で前方および後方に回転するように、回転軸Ｂの周りで前方方向に１８０°回転し、その次に前方方向とは反対に、回転軸Ｂの周りで後方方向に１８０°回転してもよい。この機構は、１つの突起部のみを備える攪拌器１１０より安価に製造できうるため有利である。攪拌器１１０はまた２つ以上の突起部１２４を備えていてもよく、例えば、攪拌器１１０には３つの突起部１２４または４つの突起部１２４を備えていてもよく、突起部はシャフト１３５の周りで間隔を置いた配置で設けられる。
【００４３】
図８と同様に、図１０および図１１に図示された突起部１２２、１２４は、回転方向に粉末に力を与えない。さらに、前述同様に、図１０および図１１に図示された攪拌器１１０は、攪拌器１１０が貯蔵部１１５内で完全にまたは部分的に回転する時に粉末が攪拌器１１０の周りを移動することを可能にするくぼみ１３２、１３３、１３４を有する。図１０および図１１に示す実施形態では、突起部１２２、１２４は、くぼみを画定するフレームの形状であるが、突起部１２２、１２４はくぼみ１３２、１３４のない中実であってもよい。突起部１２２、１２４に設けられたくぼみ１３２、１３４がある時の回転運動を得るために必要な力は、くぼみ１３２、１３４がない時よりも少なく、それが望ましい場合がある。
【００４４】
図８〜図１１に記載する攪拌器の突起部／ブレードは、単に粉末を切る平らなブレードという形態を取ってもよい。ブレードは、中実でも、開いたもの、つまり外側フレームによって形成され、フレーム内にくぼみを有することを意味するものでもよい。こうした設計は、中実の突起部またはブレードでは回転方向にかなりの面積がある設計において、シャフトを回転させるために必要な力を低減する。１つの実施形態によると、突起部内に形成されたくぼみは、突起部によって覆われる面積の少なくとも５０％であり、より好ましくは突起部によって覆われる面積の少なくとも９０％である。
【００４５】
図１２は、攪拌器１１０の別の実施形態を図示する。図１２の攪拌器１１０は、シャフト１３５上に取り付けられた２つのらせん状ブレード１２６を備えている。ブレード１２６はシャフト１３５から外向きに突出し、ロッド１２７によりシャフト１３５に取り付けられる。図１２に図示するように、各ブレード１２６は実質的にらせん形状である。２つのブレード１２６は、対向するピッチでシャフト１３５周りに配置され、実質的にシャフト１３５の長さに延在する。くぼみ１３６は、ブレード１２６、シャフト１３５およびロッド１２７との間の隙間に形成される。
【００４６】
図１２は、２つのらせん状ブレード１２６を図示するが、攪拌器１１０は、２つのブレード１２６を有することに限定されず、任意の偶数のブレード１２６が必要に応じて設けられうる。奇数のブレード１２６が設けられた場合、オーガスクリューと同様に、小さな方向力が貯蔵部内の粉末にかけられる。しかし、ブレード１２６の表面積が小さいため、オーガスクリューとは異なり、これらの力は小さいままであり、粉末の圧縮をもたらさない。さらに、対向するピッチでシャフト１３５周りに配置された偶数のブレード１２６が提供されるため、粉末にかけられる正味の方向力は最小であり、２つの小さな方向力は本質的に互いに相殺する。
【００４７】
らせん状ブレード１２６は、シャフト１３５の周りで３６０°曲がることに限定されない。例えば、攪拌器１１０が貯蔵部１１５内で部分的に回転する時、貯蔵部１１５内での攪拌器１１０の部分的な回転が、らせん状ブレード１２６を粉末内で後方および前方に回転させるように、らせん状ブレード１２６はシャフト１３５の周りで１８０°だけ曲がっていてもよい。
【００４８】
図８と同様に、図１２に図示された攪拌器１１０は、くぼみ１３６を有し、それによって攪拌器１１０が貯蔵部１１５内で完全にまたは部分的に回転する時に粉末が攪拌器１１０の周りを移動でき、粉末が貯蔵部１１５内で自由に流動することを確実にする。
【００４９】
図８〜１２から分かるように、回転方向に沿って粉末が遭遇するブレードの表面積は、攪拌器に沿ってブレードの外縁から回転軸まで（距離ＡＷＭ）のブレードによってスイープされる面積の５０％未満である。この開放空間により、粉末は攪拌器１１０が回転する際に攪拌器１１０を通過することができ、結果として攪拌器１１０は、攪拌器１１０を含む容器内の粉末の全重量を常に動かせていない。これは、攪拌器を駆動するために必要なモーターが、中実の平面の形状を取る突起部よりもサイズがより小さく、かつ／または電力消費量がより少なくてもよいことを意味する。さらに好ましくは、回転方向に沿って粉末が遭遇するブレードの表面積は、ブレードの外縁から回転軸まで（距離ＡＷＭ）のブレードによってスイープされる面積の７５％未満であり、さらにより好ましくは８５％未満である。
【００５０】
突起部／ブレード１２０、１２２、１２４、１２６は、シャフト１３５に固定して取り付けられてもよく、またはシャフト１３５と一体的に形成されてもよい。１つの実施形態によると、攪拌器１１０、または攪拌器１１０の少なくとも突起部／ブレード１２０、１２２、１２４、１２６は、耐熱性の導電性材料から作製される。導電性攪拌器１１０は、高分子粉末粒子の互いに対して移動、攪拌器および管壁に対して移動する結果として発生した静電荷の蓄積を最小化する。１つの実施形態によると、攪拌器１１０は、電荷の蓄積を減少させるために帯電防止高分子から作製される。別の実施形態によると、攪拌器１１０は鋼鉄 から作製される。攪拌器１１０は、少なくとも粉末が加熱される温度に対して耐熱性である。攪拌器１１０の突起部／ブレード１２０、１２２、１２４、１２６は、例えば、１.５ ｍｍ幅であってもよい。しかし、突起部／ブレードの最適な幅および全体のサイズは、貯蔵部１１５のサイズ、粉末の特性、湿度や温度などの環境特性、および回転速度などのプロセス特性によって変わる。
【００５１】
上述のように、攪拌器１１０の突起部／ブレードは、シャフト１３５の回転の結果として、貯蔵部１１５内で回転する。突起部／ブレード１２０、１２２、１２４、１２６は、送達管４４０から貯蔵部１１５に入る粉末と相互作用し、貯蔵部１１５に沿って入口１０１からの粉末を自由に流動する状態に保ち、粉末が凝集するのを防止し、貯蔵部１１５に沿って自由に流動し、広がることを可能にする。１つの実施形態によると、シャフト１３５の端部は、シャフト１３５、よって貯蔵部１１５内の突起部／ブレード１２０、１２２、１２４、１２６を回転させるためのモーター（図示せず）に連結していてもよい。一例として、シャフト１３５は、２００ ｒｐｍ（分あたり回転数）の速度で回転しうる。
【００５２】
図４〜６に図示したように、貯蔵部１１５は、貯蔵部１１５内で粉末が特定の量に達した時に、粉末が出口１０２を通って流れ出、再循環（過剰供給）管１５０に沿って移動するように、過剰供給出口１０２を備える。再循環管１５０は、粉末が入り重力によって再循環管に沿って移動するように配置されてもよい。
【００５３】
図７に図示された実施形態によると、再循環管１５０は、戻され未使用だが加熱された粉末が入口１０３で送達管４４０に入り、オーガスクリュー４４５によって送達管４４０に沿って運搬されるように、供給管４３０の上流にある地点で送達管４４０に連結されうる。供給過剰粉末は、送達管４４０内の粉末がなくなると送達管４４０に入り、いったん入ると、供給過剰粉末は供給管４３０から入口１００で供給管４４０に入る未使用粉末と混合され、再び貯蔵部１１５に戻る。したがって、未使用の供給過剰粉末は再使用されるために送達管４４０内に再循環される。
【００５４】
１つの実施形態によると、図４に図示したように、再循環管１５０は、例えば、図８〜図１２を参照して上述されたように、重力による過剰供給管１５０に沿った自由な流動を確保するために、再循環管１５０の全長または一部にわたり配置された、攪拌器を備えてもよい。
【００５５】
再循環管１５０は断熱されうる。別の方法として、送達管４４０が加熱される場合、粉末材料が劣化することなく高温に耐えることができる場合には、再循環管１５０をも、好ましくは同じ温度に加熱してもよい。
【００５６】
図４〜６に戻り、作業表面１７０への粉末の送達を説明する。装置は、貯蔵部１１５の上部またはその付近に設けられた用量ブレード１６０を備える。用量ブレード１６０は、回転軸Ｃの周りを回転することができ、回転軸Ｃは貯蔵部１１５の長さ方向に沿って、中央に突出するピボットシャフト１６５を通って延びる軸である。用量ブレード１６０は、攪拌器１１０の上に設けられる。
【００５７】
用量ブレード１６０が１８０度回転する時、貯蔵部１１５の上部近くに蓄積した粉末が作業表面１７０上に押し出され、貯蔵部１１５の上面の長さに沿って作業表面１７０上に粉末の山を形成する。
【００５８】
図４に図示するように、次いで、粉末は、下記にさらに詳細に説明される粉末分配スレッド３００上に配置されたローラー３２０によって作業表面１７０全体に広げられる。ローラー３２０は、作業表面１７０に粉末を押し広げ、薄い粉末層で造形領域１９０を覆う。粉末層の厚さは、前の粉末層の上面に対する造形チャンバー２００の床２０５が下降された距離によって決定される。
【００５９】
製造される三次元物体５００は、造形チャンバー２００の造形領域１９０内で造形される。薄い粉末層は、造形チャンバー２００の床２０５全体に広げられる。下記で詳細に論じるように、粉末は印刷され焼結され、その後、造形チャンバー２００の床２０５が造形チャンバー２００内で下降し、次の粉末層が印刷された粉末床上に広げられる。各工程において造形チャンバー２００の床２０５は造形チャンバー２００内で各工程の層の厚さ分下降するたびに、粉末層は、連続的な分配／印刷／焼結の工程によって造形される。
【００６０】
ローラー３２０の移動終了時点で造形領域１９０を覆うために使用されなかった過剰な粉末は、さらなる使用のために回収されうる。図４は、用量ブレード１６０とは反対側にある作業表面１７０に設けられた戻りスロット２１０を図示する。戻りスロット２１０はいかなる過剰な粉末を受けるように配置され、過剰な粉末はローラー３２０によって戻りスロット２１０内に押し入れられる。
【００６１】
戻りスロット２１０は戻り管２２０に継合されている。戻り管２２０は、２つの管、すなわち上部戻り管２２０Ａおよび下部戻り管２２０Ｂを含みうる。戻りスロット２１０は、粉末を自由に流動する状態に保つように、図８〜図１２を参照して上述した攪拌器を含んでもよい。
【００６２】
過剰な粉末は戻り管２２０に沿って移動する。戻り管２２０は、過剰な粉末が重力によって戻り管に沿って移動するように配置されてもよい。
【００６３】
戻り管２２０（下部戻り管２２０Ｂ）は、送達管内の粉末がなくなった時に、過剰な粉末が入口１０４において送達管４４０に入るように、図７に図示したように、供給管４３０の上流にある地点において送達管４４０に連結されうる。いったん入ると、粉末はオーガスクリュー４４５によって送達管４４０に沿って運搬される。過剰な粉末は、供給管４３０から入口１００で送達管４４０に入る未使用粉末と混合し、再び貯蔵部１１５に戻る。したがって、未使用の過剰な粉末は、再使用されるために戻り管２２０を介して送達管４４０に再循環される。過剰な粉末は重力によって戻り管に沿って移動する。
【００６４】
戻り管２２０は断熱されうる。送達管４４０が加熱される場合、著しく劣化することなく長時間の高温に耐えることができる粉末材料については、戻り管２２０をも好ましくは同じ温度に加熱してもよい。
【００６５】
図４に図示したように、戻り管２２０は、過剰な粉末および溢れた粉末が混ぜ合わされて同じ入口から送達管４４０に入るように、再循環管１５０に連結されうる。送達管４４０への入口点を最小限にするために、戻り管２２０と再循環管１５０を連結することが有益でありうる。さらに、送達管４４０に入る前に過剰な粉末と溢れた粉末を混ぜ合わせることによって、送達管４４０に再導入される際に過剰な粉末と溢れた粉末に同一の優先順位が与えられる。
【００６６】
別の方法として、戻り管２２０は、供給管４３０から入口１００の上流にある、また例えば、過剰供給管の入口１０３の上流にある入口１０４で、送達管４４０に連結されてもよい。これは、戻り管からの粉末よりも過剰供給管からの粉末の使用を優先する。この配置を図７に図示する。
【００６７】
当然ながら、供給管４３０、再循環管１５０および戻り管２２０への言及は、当該管を円筒形の断面を有する管に限定するものではない。代わりに、管は、例えば、半円形、楕円形または長方形の断面などの任意の好適な断面を持ちうる。さらに、粉末貯蔵部１１５、供給管４３０、再循環管１５０および戻り管２２０はすべて、粉末の流路と見なされてもよい。さらに、粉末貯蔵部１１５、供給管４３０、再循環管１５０および／または戻り管２２０は、これらの粉末流路に沿って移動する時に粉末を自由に流動する状態に保つように、攪拌器を備えていてもよい。
【００６８】
ここで粉末分配スレッド３００および印刷スレッド３５０の動作を参照すると、図１は、装置の作業表面上に設けられた、２つの独立して動作可能なスレッド３００、３５０を図示する。粉末分配スレッド３００はローラー３２０を備え、印刷スレッド３５０は、焼結ランプなどの焼結源３６０およびプリントヘッド３７０を備える。粉末分配スレッド３００はまた、予熱源３１０を備えてもよい。
【００６９】
予熱源３１０および焼結源３６０は、モジュラー源もしくは全幅の単一バルブの形態のハロゲンランプ、赤外線（ＩＲ）発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイ、セラミックランプ、またはその他の任意の好適な赤外線放射体を備えうる赤外線源である。
【００７０】
ＲＡＭを堆積するための１つ以上のプリントヘッドは、Ｘａａｒ １００３プリントヘッドなどの、ＨＳＳ装置での使用に適した標準的なドロップオンデマンド・プリントヘッドであってもよい。例えば、Ｘａａｒ １００３プリントヘッドは、さまざまな液体中で懸濁されたまたは可溶なＲＡＭを堆積することができ、また非常に効果的なインク再循環技術により、ＨＳＳプリンターの高温で厳しいかつ粒子環境に十分に耐えることができる。
【００７１】
図１に戻ると、スレッド３００、３５０は、同じ駆動ベルトを利用する各スレッド上に設けられたモーターを介して装置１の作業表面１７０にわたり移動しうるが、当技術分野で公知のスレッドを移動させるその他の方法を利用してもよい。１つの実施形態によると、２つのスレッド３００、３５０は、同一のレール上で移動可能である。別の実施形態によると、２つのスレッド３００、３５０は、別個のレール上で移動可能である。
【００７２】
作業表面１７０上に粉末の山を堆積するための用量ブレード１６０の回転後、粉末分配スレッド３００は、用量ブレード１６０にわたって移動し、装置の作業表面１７０全体に粉末を押し広げる。粉末の山は、粉末層が造形領域１９０を覆い、過剰な粉末が戻りスロット２１０に押し入れられるように、ローラー３２０により作業表面１７０全体に広げられる。粉末分配スレッド３００が予熱源３１０を備える時、粉末層は、ローラー３２０によって造形領域１９０全体に広げられる際に予熱ランプ３１０によって加熱される。ところが、粉末分配スレッド３００が予熱源３１０を備えていない時、オーバーヘッド熱源が造形領域１９０の上に設けられていてもよい。
【００７３】
その後、印刷スレッド３５０は装置の作業表面１７０にわたり移動し、プリントヘッド３７０によって造形される最終物体の各層のパターンを画定する画像データに従って、放射線吸収材料（ＲＡＭ）などの吸収材が造形領域１９０内の粉末層上に印刷される。造形領域１９０における粉末層の印刷された部分は次に、焼結ランプ３６０が造形領域１９０全体にわたり移動される中で焼結され、吸収材を受け取った粉末のみが十分に融合するために加熱されるという効果が得られる。
【００７４】
造形チャンバー２００の床２０５は造形チャンバー２００内で下降し、次の粉末層が、ローラー３２０によって作業表面１７０全体に広げられ、プロセスが再び開始される。造形チャンバーの床２０５は、造形の層の厚さ分下降し、これは０.１  ｍｍの領域でありうる。
【００７５】
造形領域１９０へのアクセスを簡単にするために、レールは互いに垂直にオフセットされうる。例えば、機械の後面のレールが作業台の高さよりも上にあり、レールの維持または清掃のためにアクセスできる一方で、前面のレールはチャンバーに簡単にアクセスできるように作業台のレベルよりも下にあってもよい。
【００７６】
造形領域１９０に対するスレッド３００、３５０の位置は、各スレッド３００、３５０上に備えられた位置センサーによって監視されうる。位置センサーは、機械の固定した部分に目盛りが取り付けられた磁気センサー、回転エンコーダ、機械の固定した部分に目盛りが取り付けられた光学センサー、レーザー位置決めなどでありうる。
【００７７】
当技術分野で公知のように、高速焼結法を用いる機械は、特に造形領域の近傍で高温で動作する。例えば、造形領域の近傍の温度は約１３０℃でありうる。結果として、プリントヘッド３７０などの温度に敏感な機械要素を熱から遮蔽する必要がありうる。例えば、こうした遮蔽を提供するために、プリントヘッド周りに断熱ハウジングを設けていてもよい。
【００７８】
オーバーヘッドヒーター４６０を造形領域の上に設けて、造形領域の上に均一な温度を提供してもよい。オーバーヘッドヒーター４６０は、セラミックＩＲランプまたはその他の任意の適切な放射線源など、任意の固定赤外線源であってもよい。
【００７９】
１つの実施形態によると、ベアリングは、それぞれのスレッド３００、３５０の一方の側に設けられていてもよく、ベアリングは、スレッド３００、３５０の移動方向に直交して移動可能であり、これによりスレッド３００、３５０は温度変化に伴い拡張または収縮できる。
【００８０】
均一な造形領域温度を達成するには、造形領域１９０の表面全体にわたる温度分布の不均一さの影響を軽減するために、造形チャンバーの床２０５上に何層かの粉末のバッファ層を堆積することが有益であることが知られている。これは、造形チャンバーの床２０５の基部の加熱に加えて行うことができる。
【００８１】
プリントヘッド洗浄ステーションを設けていてもよい。プリントヘッド洗浄ステーションは、用量ブレード１６０に対して作業台の反対の端に位置付けられてもよい。印刷スレッド３５０がストロークの最後に到達すると、プリントヘッド３７０は次のストローク前に洗浄されうる。プリントヘッド３７０は、各ストローク後、一定の数のストローク後、またはプリントヘッドのノズルモニタリングシステムに応答して洗浄されてもよい。
【００８２】
三次元物体の形成のための装置でどのように記載された本考案が組み込まれるかを図示するために、高速焼結装置およびプロセスについて説明してきたが、当然ながら、攪拌器および攪拌装置は作業表面への粉末の送達を必要とする三次元物体を製造する異なる装置やプロセスと共に同様に使用されうる。これは、例えば、さまざまな粉末材料を使用するレーザー焼結法、印刷およびバインダーまたは電子ビームの装置およびプロセスを含みうる。
【考えられる修正および代替の実施形態】
【００８３】
詳細な実施形態を、可能性のある変更および代替と共に上記で説明してきた。本技術の範囲を逸脱しない範囲において多くの改善ならびにさらなる変更および代替を前述の例示的な実施形態に行なうことができることは当業者には明らかである。以下の通り、ここで一部の特定の変更を説明する。
【００８４】
タンクセンサー
保持タンク４１０は、保持タンク４１０内の粉末の量を検出または測定するための１つ以上のセンサーをさらに備えてもよい。これは、攪拌装置４２０の誤作動を避けるため、また保持タンク４１０内の粉末の圧縮を回避するために有利である。さらに、保持タンク４１０内の粉末量を検出することによって、三次元物体を製造するために保持タンク４１０内に十分な粉末があることを確実にすることが可能である。該センサーまたは各センサーは、バイナリ、デジタル、またはアナログのセンサーでありうる。センサーのタイプは限定されない。光学センサー、容量センサー、熱応答センサー、回転センサーなどの、粉末量を検出するために一般に当技術分野で公知の任意のタイプのセンサーが使用されうる。
【００８５】
装置はコントローラをさらに備えうる。測定された粉末量は、コントローラに供給されてもよい。測定された粉末量が閾値量を超えることに応じて、コントローラは、攪拌装置４２０を停止するか、または信号を送信することによって、または表示パネルに警告を表示することによって、ユーザーに警告してもよい。
【００８６】
タンク閉鎖システム
図１３および１４図示するように、保持タンク４１０は、保持タンク４１０の内容物を排出するための出口開口部（例えば、スロットまたはその他の開口）、開口部を露出して（弁もしくはアクチュエータ操作スイッチ、またはブレードなどの摺動機構、または可動機構など）、それにより粉末が流れるのを可能にするための手段Ｃ１、Ｃ２をさらに備えてもよい。この手段は、粉末が重力によって流動することができるように、保持タンク４１０の最も低い点に配置されうる。
【００８７】
さらに、保持タンク４１０は、例えば、保持タンク４１０を空にし、保持タンクまたは粉末再循環システムの主要な構成要素を取り外すことなく粉末再循環システムの内部構成要素にアクセスするために、整備用に別の開口部（図示せず）を備えてもよい。この開口部は、ねじと塞ぎ板によって使用できる。
【００８８】
要約
三次元物体を製造するための装置の粉末流路内で粉末を攪拌するための攪拌器が、本明細書に記載されている。１つの実施形態によると、攪拌器の少なくとも部分的な回転は、回転軸の周りでの攪拌器の完全な回転を含む。
【００８９】
別の実施形態によると、回転方向に沿って粉末が遭遇する突起部の表面積は、攪拌器に沿って突起部の外縁から回転軸まで（距離ＡＷＭ）の突起部によってスイープされる面積の５０％未満である。
【００９０】
別の実施形態によると、回転方向に沿って粉末が遭遇する突起部の表面積は、攪拌器に沿って突起部の外縁から回転軸まで（距離ＡＷＭ）の突起部によってスイープされる面積の７５％未満である。
【００９１】
別の実施形態によると、回転方向に沿って粉末が遭遇する突起部の表面積は、攪拌器に沿って突起部の外縁から回転軸まで（距離ＡＷＭ）の突起部によってスイープされる面積の８５％未満である。
【００９２】
別の実施形態によると、少なくとも１つの突起部は、回転軸に垂直な平面内で回転軸から外向きに延在する。
【００９３】
別の実施形態によると、少なくとも１つの突起部は、突起部内に形成されるくぼみを含む。
【００９４】
別の実施形態によると、突起部内に形成されたくぼみは、突起部によって覆われる面積の５０％であり、より好ましくは突起部によって覆われる面積の少なくとも９０％である。
【００９５】
別の実施形態によると、少なくとも１つの突起部は、粉末と接触する攪拌器の長さに延在する。
【００９６】
別の実施形態によると、少なくとも１つの突起部は、間隔を置いた配置で設けられた複数の突起部を備える。
【００９７】
別の実施形態によると、少なくとも１つの突起部は、反対方向に外向きに延在する２つ以上の突起部を備える。
【００９８】
別の実施形態によると、少なくとも１つの突起部は２つ以上の突起部を備え、攪拌器は、２つ以上の突起部の間に形成された少なくとも１つのくぼみをさらに備える。
【００９９】
別の実施形態によると、少なくとも１つの突起部は、攪拌器の長さに沿って延在する偶数のらせん状ブレードを備え、攪拌器は粉末と接触し、偶数のらせん状ブレードは対向するピッチを有する。
【０１００】
別の実施形態によると、くぼみは偶数のらせん状ブレード内に形成される。
【０１０１】
別の実施形態によると、少なくとも１つの突起部は、耐熱性の導電性材料を含む。
【０１０２】
別の実施形態によると、少なくとも１つの突起部は帯電防止高分子を含む。
【０１０３】
三次元物体を製造するための装置の粉末タンク用の攪拌装置が、本明細書に記載されている。１つの実施形態によると、攪拌装置は、少なくとも１つの支柱から造形粉末タンクに延在し、少なくとも１つの支柱と鋭角を形成する、少なくとも１つのブレードをさらに備える。
【０１０４】
別の実施形態によると、少なくとも１つの支柱は、回転軸と平行に延在する前縁部と、回転方向を向いて鈍角を形成する後縁部を含む。
【０１０５】
別の実施形態によると、少なくとも１つの支柱は、少なくとも１つのベースプレートの周縁から延在する。
【０１０６】
別の実施形態によると、少なくとも１つのベースプレートは、２つのベースプレートを含む。
【０１０７】
別の実施形態によると、攪拌装置は、少なくとも２つの粉末を混合して、少なくとも２つの粉末が均一に分配された混合物を形成する。
【０１０８】
別の実施形態によると、少なくとも２つの粉末は、三次元物体を製造するための装置内に、未使用粉末および以前に使用されたが焼結されていない粉末を含む。
【図１】
0003232333.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月14日(2020.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
三次元物体を製造するための装置の粉末流路内で粉末を攪拌するための攪拌器であって、前記攪拌器が粉末流路内で回転軸の周りで少なくとも部分的に回転するように構成され、
少なくとも１つの実質的に長方形の突起部が、前記回転軸に垂直な平面内で前記攪拌器の前記回転軸から外向きに延在し、
前記攪拌器の前記少なくとも部分的な回転が自由に流動する状態に前記粉末を前記粉末流路内に保つように、前記少なくとも１つの突起部が、前記攪拌器の前記少なくとも部分的な回転中に前記粉末に接触し、前記攪拌器の前記少なくとも部分的な回転中に前記粉末に実質的にゼロの正味軸方向の力を与えるように構成される、攪拌器。
【請求項２】
前記攪拌器の前記少なくとも部分的な回転が、回転軸の周りでの前記攪拌器の完全な回転を含む、請求項１に記載の攪拌器。
【請求項３】
前記回転方向に沿って前記粉末が遭遇する前記少なくとも１つの突起部の表面積が、前記攪拌器に沿って前記少なくとも１つの突起部の外縁から前記回転軸まで（距離ＡＷＭ／２）の前記少なくとも１つの突起部によってスイープされる面積の５０％未満である、請求項１または請求項２に記載の攪拌器。
【請求項４】
前記回転方向に沿って前記粉末が遭遇する前記少なくとも１つの突起部の表面積が、前記攪拌器に沿って前記少なくとも１つの突起部の外縁から前記回転軸まで（距離ＡＷＭ／２）の前記少なくとも１つの突起部によってスイープされる面積の７５％未満である、請求項１または請求項２に記載の攪拌器。
【請求項５】
前記回転方向に沿って前記粉末が遭遇する前記少なくとも１つの突起部の表面積が、前記攪拌器に沿って前記少なくとも１つの突起部の外縁から前記回転軸まで（距離ＡＷＭ／２）の前記少なくとも１つの突起部によってスイープされる面積の８５％未満である、請求項１または請求項２に記載の攪拌器。
【請求項６】
前記少なくとも１つの突起部が、前記突起部内に形成されたくぼみを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項７】
前記突起部内に形成された前記くぼみが、前記突起部によって覆われる面積の少なくとも５０％であり、より好ましくは突起部によって覆われる面積の少なくとも９０％である、請求項６に記載の攪拌器。
【請求項８】
前記少なくとも１つの突起部が、前記粉末と接触する前記攪拌器の長さに延在する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項９】
前記少なくとも１つの突起部が、間隔を置いた配置で設けられた複数の突起部を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの突起部が、反対方向に外向きに延在する２つ以上の突起部を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの突起部が２つ以上の突起部を含み、前記攪拌器が、前記２つ以上の突起部の間に形成された少なくとも１つのくぼみをさらに備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの突起部が耐熱性の導電性材料を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの突起部が帯電防止高分子を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１４】
三次元物体を製造するための装置の粉末タンク用の攪拌装置であって、前記攪拌装置が、前記粉末タンク内で回転軸の周りで回転するように構成され、
少なくとも１つのベースプレートと、
前記少なくとも１つのベースプレートから前記粉末タンクへと延在し、回転方向を向いて鈍角を形成する少なくとも１つの支柱と、を備える、攪拌装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの支柱から前記粉末タンクに延在するように配置された、前記少なくとも１つの支柱と鋭角を形成する、少なくとも１つのブレードをさらに備える、請求項１４に記載の攪拌装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの支柱が、前記回転軸と平行に延在する前縁部と、前記回転方向を向いて前記鈍角を形成する後縁部と、を含む、請求項１４または１５に記載の攪拌装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの支柱が、前記少なくとも１つのベースプレートの周縁から延在する、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の攪拌装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのベースプレートが２つのベースプレートを備える、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の攪拌装置。
【請求項１９】
前記攪拌装置が、少なくとも２つの粉末を混合して、前記少なくとも２つの粉末が均一に分配された混合物を形成するするように配置されている、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の攪拌装置。
【請求項２０】
前記少なくとも２つの粉末が、三次元物体を製造するための前記装置内に、未使用粉末および以前に使用されたが焼結されていない粉末を含む、請求項１９に記載の攪拌装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの支柱は、前記攪拌装置が前記回転軸の周りで回転したときに、粉末を持ち上げるように配置されている、請求項１４〜２０のいずれか一項に記載の攪拌装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの支柱は、前記攪拌装置が前記回転軸の周りで回転したときに、粉末を軸方向に移動させるように配置されている、請求項１４〜２１のいずれか一項に記載の攪拌装置。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの支柱は、粉末を前記粉末タンクの床の上の壁に位置する出口に向かって移動させるように配置されている、請求項２２に記載の攪拌装置。
【請求項２４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の攪拌器を含む、三次元物体を製造するための装置。
【請求項２５】
請求項１４〜２３のいずれか一項に記載の攪拌装置を含む、三次元物体を製造するための装置。
【手続補正書】
【提出日】令和3年4月12日(2021.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
三次元物体を製造するための装置の粉末流路内で粉末を攪拌するための攪拌器であって、前記攪拌器が、作動中に粉末流路内で回転軸の周りで少なくとも部分的に回転可能であり、
前記攪拌器が、作動中に回転軸の周りで回転方向に回転可能であるシャフトと、
作動中に前記粉末に接触するために、前記シャフトに固定して取り付けられ、前記回転軸に垂直な平面内で前記シャフトから外向きに延在する少なくとも１つの実質的に長方形の突起部と、を備える、攪拌器。
【請求項２】
作動中において、前記攪拌器の前記少なくとも部分的な回転が、回転軸の周りでの前記攪拌器の完全な回転を含む、請求項１に記載の攪拌器。
【請求項３】
作動中において、前記回転方向に沿って前記粉末が遭遇する前記少なくとも１つの突起部の表面積が、前記攪拌器に沿って前記少なくとも１つの突起部の外縁から前記回転軸までの前記少なくとも１つの突起部によってスイープされる面積の５０％未満であるように前記少なくとも１つの突起部が構成される、請求項１または請求項２に記載の攪拌器。
【請求項４】
作動中において、前記回転方向に沿って前記粉末が遭遇する前記少なくとも１つの突起部の表面積が、前記攪拌器に沿って前記少なくとも１つの突起部の外縁から前記回転軸までの前記少なくとも１つの突起部によってスイープされる面積の７５％未満であるように前記少なくとも１つの突起部が構成される、請求項１または請求項２に記載の攪拌器。
【請求項５】
作動中において、前記回転方向に沿って前記粉末が遭遇する前記少なくとも１つの突起部の表面積が、前記攪拌器に沿って前記少なくとも１つの突起部の外縁から前記回転軸までの前記少なくとも１つの突起部によってスイープされる面積の８５％未満であるように前記少なくとも１つの突起部が構成される、請求項１または請求項２に記載の攪拌器。
【請求項６】
前記少なくとも１つの突起部が、前記突起部内に形成されたくぼみを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項７】
前記突起部内に形成された前記くぼみが、前記突起部によって覆われる面積の少なくとも５０％であり、より好ましくは突起部によって覆われる面積の少なくとも９０％である、請求項６に記載の攪拌器。
【請求項８】
前記少なくとも１つの突起部が、作動中において、前記粉末と接触する前記攪拌器の長さに延在する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項９】
前記少なくとも１つの突起部が、間隔を置いた配置で設けられた複数の突起部を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの突起部が、反対方向に外向きに延在する２つ以上の突起部を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの突起部が２つ以上の突起部を含み、前記攪拌器が、前記２つ以上の突起部の間に形成された少なくとも１つのくぼみをさらに備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの突起部が耐熱性の導電性材料を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの突起部が帯電防止高分子を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の攪拌器。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の攪拌器を含む、三次元物体を製造するための装置。