(57)【要約】【課題】三次元物品を構築する装置及び三次元物品を構築する方法の提供。【解決手段】本発明は、逐次断面層により三次元物品を構築する装置であって、粉末を供給するための１個又はそれより多くの容器を含む粉末供給システム及び粉末拡散システム；液体を供給するためのプリントシステム；外壁、内壁及び構築プラットホームを含む構築チャンバーであって、該構築プラットホームが該構築チャンバーの該内壁に沿って移動可能な構築チャンバー；並びに粉末回収システムを含み；前記構築チャンバーが、該構築チャンバーの前記内壁と前記外壁との間の上部により画定された間隙を含み、そして該間隙が前記粉末回収システムに連通されているか、及び／又は、前記構築プラットホームが、未使用粉末を下方向に前記構築チャンバーから前記粉末回収システム内へ（直接）放出することができる装置、並びに、前記装置が使用される、三次元物品を構築する方法を提供する。【選択図】なし
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
逐次断面層により三次元物品を構築する装置であって、
粉末を供給するための１個又はそれより多くの容器を含む粉末供給システム及び粉末拡散システム、
液体を供給するためのプリントシステム、
上部、底部、内壁及び底部構造上の構築プラットホームを含む構築チャンバーであって、該プラットホームが該構築チャンバーの該内壁に沿って移動可能な構築チャンバー、並びに
粉末回収システムを含み、
前記構築チャンバーの前記構築プラットホームが、未使用粉末を該構築チャンバーから下方向に前記粉末回収システム内へ直接放出することができる、開閉可能、折り畳み可能又は除去可能な部材を有し、そして
前記構築チャンバーが外壁を含み、そして該構築チャンバーの上部において、前記内壁と前記外壁との間の間隙が、前記粉末回収システムと連通する開口部を含む装置。
【請求項２】
前記構築チャンバーが、前記粉末回収システム内に収納されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記内壁の上部と前記外壁の上部との間の間隙の２５％より多くが、前記粉末回収システムと連通している、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記間隙の少なくとも５０％が、前記粉末回収システムと連通している、請求項１ないし３の何れか一項記載の装置。
【請求項５】
前記間隙の少なくとも７５％が、前記粉末回収システムと連通している、請求項１ないし４の何れか一項記載の装置。
【請求項６】
前記間隙と前記粉末回収システムとの間の前記連通が直接的である、請求項１ないし５の何れか一項記載の装置。
【請求項７】
前記プリントシステムが一つ又はそれより多くのノズルを有する、請求項１ないし６の何れか一項記載の装置。
【請求項８】
多数のノズルが、インクジェットプリンター又は、インクジェットプリントヘッドに一般的に等価な一組のノズルを含む機器、の部材を形成する、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記ノズルが、ピエゾインクジェット技術の原理により作動する、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記プリントシステムが二つ又はそれより多くのプリントヘッドを含む、請求項１ないし９の何れか一項記載の装置。
【請求項１１】
前記粉末供給システムが粉末を供給するための多数の容器を含む、請求項１ないし１０の何れか一項記載の装置。
【請求項１２】
前記構築プラットホームが、開口部を備えた上部構造及び、未使用粉末を該上部構造の該開口部を通して放出するために開口又は除去され得る底部構造を含む、請求項１ないし１１の何れか一項記載の装置。
【請求項１３】
前記上部構造がメッシュトレイ、グリル、グリッド又はルーバー構造を含む、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記底部構造が、開閉可能、折り畳み可能又は除去可能な部材を含む、請求項１２又は１３記載の装置。
【請求項１５】
構築する物品を硬化させるための手段を更に含む、請求項１ないし１４の何れか一項記載の装置。
【請求項１６】
前記構築する物品を硬化させるための手段が電磁放射に基づくシステムである、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記粉末回収システムが、未使用粉末を移送するための導管及び該導管を通して未使用粉末を移動させるための粉末運搬スクリューを含むか、又は、前記粉末回収システムが、未使用粉末を移送するための導管及び該導管を通して未使用粉末を移動させるための真空ポンプを含む、請求項１ないし１６の何れか一項記載の装置。
【請求項１８】
前記粉末回収システムが、未使用粉末を濾過又は分級するためのフィルター又は篩を含む、請求項１ないし１７の何れか一項記載の装置。
【請求項１９】
前記プリントシステム及び前記粉末拡散システムが、同一案内手段に接続されている、請求項１ないし１８の何れか一項記載の装置。
【請求項２０】
三次元物品のモデルに基づいて、逐次断面層により該物品を構築する方法であって、
−粉末材料の層を画定する工程、
−そのように画定された粉末材料の前記層に、液体試薬を、前記モデルのそれぞれの断面層に応じたパターンで適用する工程、
−三次元物品を得るよう連続層を形成するために、前記段階を繰り返す工程、
−所望により、得られた三次元物品を硬化する工程、及び
−（硬化された）三次元物品を回収する工程
を含み、請求項１ないし１９に定義された装置が使用されるところの方法。
【請求項２１】
前記粉末材料が第一反応成分を含み、そして前記液体試薬が第二反応成分を含み、該第二反応成分は、前記第一反応成分と反応すること、又は、前記第一反応成分がそれ自体と反応することを容易にすること、の何れかができる、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記モデルがデジタルモデルである、請求項２１又は２２記載の方法。
【請求項２３】
前記粉末材料の層の少なくとも一つが、他の層と異なる種類の粉末材料を含む、請求項２０ないし２２の何れか一項記載の方法。
【請求項２４】
多数の異なる前記液体試薬が、前記粉末材料の少なくとも一つの層に適用される、請求項２０ないし２３の何れか一項記載の方法。
【請求項２５】
異なる前記液体試薬が、単一パスで適用される、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
異なる前記液体試薬が、逐次パスで適用される、請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
前記液体試薬が、粘度低下希釈剤を更に含む、請求項２０ないし２６の何れか一項記載の方法。
【請求項２８】
前記粉末回収システムにおいて加圧が適用される、請求項２０ないし２７の何れか一項記載の方法。
【請求項２９】
前記構築チャンバーが、サブフレームを使用してプリントキャリッジに接続されており、該サブフレームは好ましくは、該サブフレームへの振動の伝達を抑制する手段を使用して装置フレームに接続されている、請求項１ないし１９の何れか一項記載の装置。
【請求項３０】
前記プリントヘッドが、前記構築チャンバーの前記内壁の間にある前記間隙の幅一杯に広がっている、請求項１ないし１９又は２９の何れか一項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逐次断面層により三次元物品を構築する装置及び、前記装置が使用される、このような物品を構築する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）データから、非常に強く、技術的に有用な三次元物品を直接生産することに対する要求が存在する。
脆弱で且つ、その結果、短期間又は中期的に使用される物品を主として産出する多数の技術が提案されている。
米国特許第４５７５３３０号明細書（特許文献１）には、液体ホトポリマー及びペーストホトポリマーのレーザーアドレッシング方法が記載されている。前記方法は非常な成功を納めているものの、この技術は検査基準の後処理要件及び熟練作業者を必要とし、そして、最新技術の平滑表面をもたらすものの、直接使用する物品としての可能性には幾分か制約を受ける。
他の技術は押出積層であり、これは、例えば米国特許第６８６９５５９号明細書（特許文献２）に記載されており、そして非常に良好な性質、例えば最終物品における熱可塑性を与える。しかしながら、この方法は遅く、且つ、支持構造を除去するために湿式加工を必要とする。
米国特許第５１３６５１５号明細書（特許文献３）には、硬化性流体を使用する直接ジェットシステムが記載されている。これらは迅速なシステムであるが、しかし全て、後処理及び支持構造の除去／廃棄を必要とする。
米国特許第４９３８８１６号明細書（特許文献４）には、粉末ベースシステムであって、該粉末を焼成するために高出力ＣＯ2 レーザーが使用されるシステムが記載されている。このような粉末ベースのシステムは、三次元物品が形成されるとき、これらが自己支持型なので、興味深い。レーザー焼結は、真の熱可塑性樹脂に迫る高強度物品を与え得るけれども、その方法は遅く、且つ、得られた表面の品質は粗雑である。
【０００３】
他の粉末ベースシステムは、主として水性噴射材料に依存したバインダー噴射プロセスを使用しており、、そして例えば、米国特許第５２０４０５５号明細書（特許文献５）に記載されている。このシステムはより迅速であるが、しかし、高強度を達成するために更に浸透プロセスを必要とする脆弱な型を生じさせる。
国際特許出願公開第０２／０６４３５４号パンフレット（特許文献６）には、逐次三次元的に構成されたプリントプロセスが記載されており、ここで、粉末材料からなる層が交互に積層され、それにより、夫々の粉末層は反応性又は活性成分を含み、該成分が接触により反応して要求されたパターンで固体薄膜を形成し、これが、所望の固体物品が形成されるまで繰り返される。
三次元物品を構築するための多くの方法は、粉末拡散システム、バインダー材を供給するためのプリントシステム、所望の物品を形成するための構築チャンバー及び粉末除去システムを含む装置であって、それにより、前記粉末拡散システムからの過剰の粉末が、前記粉末拡散システムの一端に配置された開口スリット及び構築チャンバーを経由して粉末回収システムに供給される装置において都合良く実施される。このような装置は、例えば、米国特許出願公開第２００１／００４５６７８Ａ１号公報（特許文献７）又は国際特許出願公開第０３０１６０６７Ａ２号パンフレット（特許文献８）に記載されている。
一旦、製造されると、形成された三次元物品を、その後、粉末床から取り出さなければならない。これは困難なプロセスであり、そして、取り出す間に三次元物品を壊さないように注意を払わなければならない。下記の従来技術は、幾つかの方法を記載している。
米国特許出願公開第２００４／０８４８１４号公報（特許文献９）は、粉末を含む３Ｄ
プリンターのための複雑な粉末除去システムであって、形成された目的物が、真空にし、そして加圧空気を導入するシステムを通って、粉末床から除去される粉末除去システムを記載しており、米国特許出願公開第２００２／００９０４１０号公報（特許文献１０）は、空気吹き込み入口及び吸引出口を有する加工チャンバーを使用する他の複雑な粉末除去システムを記載している。
米国特許出願公開第２００１／００４５６７８号公報（特許文献１１）は、粉末床内の形成された物品が粉末除去セクションに移動される粉末除去セクションを記載している。国際特許出願公開第０２００５／０２５７８０号パンフレット（特許文献１２）は、粉末吸引領域並びに冷却セクションを示しているレーザー焼成（ＳＬＳ）型装置における粉末除去を記載している。好ましくは、本発明においては冷却は含まれない。
【特許文献１】米国特許第４５７５３３０号明細書
【特許文献２】米国特許第６８６９５５９号明細書
【特許文献３】米国特許第５１３６５１５号明細書
【特許文献４】米国特許第４９３８８１６号明細書
【特許文献５】米国特許第５２０４０５５号明細書
【特許文献６】国際特許出願公開第０２／０６４３５４号パンフレット
【特許文献７】米国特許出願公開第２００１／００４５６７８Ａ１号公報
【特許文献８】国際特許出願公開第０３０１６０６７Ａ２号パンフレット
【特許文献９】米国特許出願公開第２００４／０８４８１４号公報
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００２／００９０４１０号公報
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００１／００４５６７８号公報
【特許文献１２】国際特許出願公開第０２００５／０２５７８０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような装置設計は、三次元物品の製造及び抜き出しの間、過剰の粉末が原因で、粉末拡散システムが全く厄介なものになっており、それが製造プロセスを複雑にするので、相当な改良余地を残している。加えて、再使用することができない相当な廃棄材が生じる。更に、完全硬化性流体樹脂を使用する場合、樹脂分配装置、例えばインクジェットプリントヘッドの汚染を阻止するために、このような制御機構が必須である。
本発明の目的は、三次元物品を構築する装置であって、比較的単純で、且つ同時にクリーン製造プロセスを容易にし、それにより、未使用粉末材料を有効に再使用することができる装置を提供することである。この装置は、完全硬化性流体が、粉末床に供給され、高性能精密層状物を形成する粉末内へ／と一体にされるので、特に有用である。
相当な部分が粉末回収システムと接触している構築チャンバーが使用される場合に、とりわけ、該粉末回収システムが該構築チャンバーを取り巻く表面により覆われており、このような表面が、過剰粉末が粉末回収ユニット内へと容易に押されるフィルター又はメッシュである場合に、これが実現され得ることが、今や見出された。前記表面は更に、使用者が容易に加工する、例えば、形成された三次元物品から余分な粉末を除去する、ことが可能な形状を有している。好ましくは、このような装置は、未使用粉末の吸引又は真空クリーニングを含む回収システムに導く入口及び吸引ポートによる複雑な吸引システムであって、装置における障害を誘発する危険を持つ吸引システムを含まない。好ましくは、未使用粉末は、主に重力により回収される。構築チャンバーの側壁に開口部を含む装置は、容易に閉塞され得、そして未使用粉末を抜き出すための複雑な真空システムを必要とする。従って、好ましくは、構築チャンバーの上部及び底部のみが、粉末回収システムに連通する開口部を含む。これは、未使用粉末が、重力により、容易且つ穏やかに回収されることを可能にする。好ましくは、構築チャンバーは粉末回収システム内に配置されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明は、逐次断面層により三次元物品を構築する装置であって、
粉末を供給するための１個又はそれより多くの容器を含む粉末供給システム及び粉末拡散システム、
液体を供給するためのプリントシステム、
上部、底部、内壁及び底部構造上の構築プラットホームを含む構築チャンバーであって、該プラットホームが該構築チャンバーの該内壁に沿って移動可能な構築チャンバー、並びに
粉末回収システムを含み、
前記構築チャンバーの前記構築プラットホームが、未使用粉末を該構築チャンバーから下方向に前記粉末回収システム内へ直接放出できる、開閉可能（即ち、開放され得る）、折り畳み可能又は除去可能な部材を有し、そして
前記構築チャンバーが外壁を含み、そして該構築チャンバーの上部において、前記内壁と前記外壁との間の間隙が、前記粉末回収システムと連通する開口部を含む装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明はまた、前記構築チャンバーが、前記粉末回収システム内に収納されている、装置を提供する。
好ましくは、前記内壁の上部と前記外壁の上部との間の間隙の２５％より多くが、前記粉末回収システムと連通している。好ましくは、前記間隙の少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも７５％が、前記粉末回収システムと連通している。
それ故、前記層が加工される間及び、次いで三次元物品からの粉末の除去のための両方において、相当な部分が粉末回収システムと接触している。
好ましくは、前記間隙と前記粉末回収システムとの間の前記連通が直接的である。
以後の記載において、内壁の上部と外壁の上部との間に配置された間隙はまた、“構築チャンバーの構築外壁の上部”又は“構築チャンバーの外壁”とも言われる。
本発明はまた、逐次断面層により三次元物品を構築する装置であって、
粉末を供給するための１個又はそれより多くの容器を含む粉末供給システム及び粉末拡散システム、
液体を供給するためのプリントシステム、
外壁、内壁及び構築プラットホームを含む構築チャンバーであって、該構築プラットホームが該構築チャンバーの該内壁に沿って移動可能な構築チャンバー、並びに
粉末回収システムを含み、
前記構築チャンバーが、該構築チャンバーの前記内壁と前記外壁との間の上部により画定された間隙を含み、そして該間隙が前記粉末回収システムに連通されているか、及び／又は、前記構築プラットホームが、未使用粉末を該構築チャンバーから下方向に前記粉末回収システム内へ（直接）放出することができる装置を提供する。本発明は更に、前記装置が使用される、三次元物品を構築する方法を提供する。
本発明はまた、逐次断面層により三次元物品を構築する装置であって、
粉末を供給するための１個又はそれより多くの容器を含む粉末供給システム及び、粉末を拡散し且つコンパクト化するための、好ましくはローラー又はスプレッダーコンパクター（粉末レコーターとしても定義される）を含む粉末拡散システム、
液体を供給するためのプリントシステム、
外壁、内壁及び構築プラットホームを含む、物品が構築される構築チャンバーであって、該構築プラットホームが該構築チャンバーの該内壁に沿って移動可能な構築チャンバー、並びに
粉末回収システムを含み、
前記構築プラットホームが、未使用粉末を下方向に該構築チャンバーから前記粉末回収システム内へ放出することができる装置を提供する。
本発明は更に、逐次断面層により三次元物品を構築する装置であって、
粉末を供給するための１個又はそれより多くの容器を含む粉末供給システム及び粉末拡
散システム、
液体を供給するためのプリントシステム、
外壁、内壁及び構築プラットホームを含む、物品が構築される構築チャンバーであって、該構築プラットホームが該構築チャンバーの該内壁に沿って移動可能な構築チャンバー、並びに
粉末回収システムを含み、
“前記構築チャンバーの構築外壁の上部”の２５％より多くが、前記粉末回収システムに連通されている装置を提供する。
【０００７】
加えて、本発明は更に、逐次断面層により三次元物品を構築する装置であって、
粉末を供給するための１個又はそれより多くの容器を含む粉末供給システム及び粉末拡散システム、
液体を供給するためのプリントシステム、
前記物品が構築される構築チャンバーを含み、
外壁、内壁及び、該構築チャンバーの該内壁に沿って移動可能な構築プラットホーム及び粉末回収システムを含み、
前記構築チャンバーの前記外壁の２５％より多くが、前記粉末回収システムと連通しており、そして
前記構築プラットホームが、未使用粉末を下方向に前記構築プラットホーム内へ放出することができる装置に関するものである。
別の実施態様において、本発明は、逐次断面層により三次元物品を構築する装置であって、
粉末を供給するための１個又はそれより多くの容器を含む粉末供給システム及び粉末拡散システム、
液体を供給するためのプリントシステム、構築チャンバーを含み、
前記粉末拡散システムが好ましくはローラースプレッダー／コンパクターを含み、該ローラースプレッダー／コンパクターは、例えば移動可能で、好ましくは成形されたスクラッパー又はブラシ或いは真空装置により、拡散機能の最後において洗浄され、
それにより、構築ステーション表面からの直接のオーバーフローの必要性が避けられる装置に関するものである。
この状況において、前記レコーターは、粉末回収スロットを覆うよりもむしろ、固体表面を直接覆って作動するであろう。この方法は、レコーター機構により吐出される何れかの過剰粉末による樹脂供給機構の汚染を避けるために特に重要である。
上記実施態様において、構築チャンバーは、好ましくは該構築チャンバー上面と同一水準において、周辺領域を好ましくは有し、該周辺領域はメッシュ又はフィルター表面を含み、それにより、如何なる／全てのオーバーフローも、粉末回収ユニット内に、安全且つ清浄に掃き出される。
好ましくは、構築プラットホームは、構築チャンバーから単に下方向に粉末回収システム内へ、未使用粉末を直接放出することができる。これは、未使用粉末が構築プラットホームから放出され得、一方、構築プラットホームは構築チャンバー内に維持されることを意味する。換言すれば、未使用粉末が構築プラットホームから放出され得る前に、構築プラットホームを構築チャンバーから除去する必要はない。
【０００８】
本発明の装置の使用は、三次元物品を構築するための改良された製造プロセスことを促進する。更に、三次元物品を製造するためのかなり単純な装置が提供され、それにより、支持体に対する必要性が無くなり、そして未使用粉末は完全に再循環され得る。
本発明の範囲内において、未使用粉末は、構築する物品に含まれない粉末、即ち、新たな粉末並びに再循環粉末を含み得る粉末として定義される。
本発明の装置の種々の実施態様において、構築チャンバーの外壁の２５％より多くが、粉末回収システムに連通されている。これは、未使用粉末材料が構築プラットホームから
非常に上手に除去され、そして粉末回収システムに送られ得ることを意味する。好ましくは、構築チャンバーの外壁の少なくとも５０％が、粉末回収システムに連通されている。より好ましくは、構築チャンバーの外壁の少なくとも７５％が、粉末回収システムに連通されている。
好適には、構築チャンバーの外壁の２５％より多く、より好ましくは少なくとも５０％、そして最も好ましくは少なくとも７５％が、粉末回収システムに直接連通されており、これは、未使用粉末材料が構築プラットホームから粉末回収システムに直接送られ得ることを意味する。
構築チャンバーにおいて、多数の物品が同時に形成され得、これら物品は、形状及び／又は組成に関して互いに異なり得る。
本発明装置の利点は、粉末回収システムのかなりの部分が構築チャンバーに直接連通されており、それにより、一旦製造され、そして構築プラットホームから除去された物品をクリーニングするための十分な間隙が作り出されることである。これらのクリーニング目的のために、前記間隙は、如何なる過剰の粉末をも除去するために、物品を撹拌又は移動するための機械的手段を含み得る。
構築プラットホームは、好適には、正方形、長方形、円形又は卵形の形態を有し得る。
好適には、本発明の装置のプリントシステムは、一つ又はそれより多くのノズルを含む。好ましくは、プリントシステムは多数のノズルを含む。より好ましくは、ノズルは、インクジェットプリンターの又は、インクジェットプリントヘッドに一般的に等価な一組のノズルを含む機器の部材を形成する。好ましくは、ノズルは、ピエゾインクジェット技術の原理により作動する。好ましくは、プリントシステムは二つ又はそれより多くのプリントヘッドを含む。本発明により使用されるインクジェットプリントヘッドの適する例は、例えば、ザール（Ｘａａｒ）［レオパード（Ｌｅｏｐａｒｄ）、ＸＪ−シリーズ、オムニドット（Ｏｍｎｉｄｏｔ）−シリーズ］及びスペクトラ／ジマチクス（Ｓｐｅｃｔｒａ／Ｄｉｍａｔｉｘ）［ノヴァ（Ｎｏｖａ）、ギャラクシー（Ｇａｌａｘｙ）、ＳＬ−シリーズ、Ｍ−クラス］及びトリデント（Ｔｒｉｄｅｎｔ）［ピクセルジェット（ＰｉｘｅｌＪｅｔ）、ウルトラジェット（ＵｌｔｒａＪｅｔ）］のような、商業的に入手可能なものを含む。
【０００９】
好ましくは、ノズル開口部の寸法は１０μｍないし１００μｍの範囲にあり、及び／又は、適用される液滴の寸法は５μｍないし１００μｍの範囲にあるが、けれども、ノズル開口部は１μｍより小さくても、更には数ｎｍ程度に小さくてもよく、その結果、対応する寸法の液滴を適用可能にする。
本発明による装置の粉末供給システムは、粉末を供給するための１個又はそれより多くの容器を含む。好ましくは、前記粉末供給システムは、粉末を供給するための多数の容器を含む。
異なる種類の粉体材料が、それぞれの層において使用され得ることが理解されるであろう。それ故、それぞれの容器は各々、異なる種類の粉末材料を含み得る。好ましくは、それぞれの容器は同種の粉末材料を含む。
好適には、構築チャンバーの構築プラットホームは、開口部を備えた上部構造及び、未使用粉末を該上部構造の該開口部を通して放出するために開口又は除去され得る底部構造を含む。好ましくは、前記上部構造はメッシュトレイ、グリル、グリッド又はルーバー構造を含む。
好適には、前記構築プラットホームの前記底部構造は、開閉可能、折り畳み可能又は除去可能な部材を含む。折り畳み可能な部材は、好適にはフラップを含む。好ましくは、前記底部構造は開閉可能な部材、例えば該部材を、該部材の回転軸の回りに回転させることにより開口され得る部材を含む。好ましくは、開閉可能、折り畳み可能又は除去可能な部材は、形成された目的物から粉末を除去又は分離する際に更に助けるために、振動され得る。
前記構築プラットホームは、好適には、装置の残部を覆い且つ保護する取り巻き表面で
あって、粉末に対して多孔性である表面に接続され得る。この取り巻きは、構築チャンバーから溢れ出る粉末の容易な捕捉を可能とし、そして濾過／ブラッシングにより、装置の低い部分へのオーバーフロー粉末の方向付けを可能にする。構築プラットホームは、該プラットホームを機械的に撹拌するか又は移動する手段に接続され得、それにより、過剰で、従って未使用粉末を構築された物品から除去可能にする。
【００１０】
本発明の装置は、好適には、構築される物品を硬化させる手段を含み得る。好ましくは、構築される物品を硬化させるこのような手段は、電磁放射に基づくシステムである。
好適には、前記電磁放射に基づくシステムは、紫外線ランプ或いは可視光線又は赤外線照射ユニット或いはマイクロ波ユニットを含む。好ましくは、紫外線源は、例えばホセオン社（Ｐｈｏｓｅｏｎ  Ｉｎｃ．）から入手可能な紫外線放出素子アレイ（ＬＥＤ）、例えばＲＸ１０又はＲＸ２０である。
適用される樹脂或いは粉末又は適用される樹脂粉末の組み合わせは、急速な硬化（好ましくは、層配列当たり１０秒未満）が達成されるように、このような硬化装置の放射物と反応するよう好適に増感される。
好ましくは、構築される物品を硬化させる手段は、粉末拡散システムに取り付けられる。より好ましくは、硬化手段、粉末拡散手段及び完全硬化性樹脂を適用する手段は、一つのキャリッジに統合され、従って、設計を相当に単純化する。
本発明の装置の粉末回収システムは、好適には、未使用粉末を移送するための導管及び該導管を通して未使用粉末を移動させるための粉末運搬スクリューを含むか、又は、前記粉末回収システムが、未使用粉末を移送するための導管及び該導管を通して未使用粉末を移動させるための真空ポンプを含む。別の実施態様において、前記粉末回収システムは、未使用粉末を移動させるためのコンベヤーベルトを含む。
本発明の非常に魅力が有る実施態様において、本装置は、プリントヘッドが放出した流体を受け取るためのコンテナーを備えている。一旦、コンテナーに入ると、前記流体は硬化及び続いて容易に放出され得、これは、例えば、環境的な理由のために非常に魅力が有る。好ましくは、このようなコンテナーが透明であり、そして流体の硬化が、電磁放射に基づくシステムを用いて行われる。噴射された流体を、例えば何らかの化学的又は熱的手段により、安全に廃棄可能な固体に転換するための他の制御方法が存在し得る。
好適には、粉末回収システムは、未使用粉末を濾過又は分級するためのフィルター又は篩を含む。                      
好ましくは、プリントシステムと粉末拡散システムが、同一案内手段に接続されている。これは、ハードウェアコストを低減すること以外に、構築速度を増加させること、並びに、両システムの正確な直線的配置によるより高い精度、の両方を同時に成すことを可能にする。
【００１１】
本発明はまた、三次元物品のモデルに基づいて、逐次断面層により該物品を構築する方法であって、
−粉末材料の層を画定する工程、
−そのように定義された粉末材料の前記層に、液体試薬を、前記モデルのそれぞれの断面層に応じたパターンで適用する工程、
−三次元物品を得るよう逐次層を形成するために、前記段階を繰り返す工程、
−所望により、得られた三次元物品を硬化する工程、及び
−（硬化された）三次元物品を回収する工程
を含み、本発明の装置が使用されるところの方法に関するものである。
本発明の方法を使用することにより形成された物品は、直接取り扱うことが可能な物品として、直接供給され得る。
このような物品は、変更可能な色調、機械的性質、光学的性質及び電気的性質、並びに他の性質、例えば、剛性、靱性、透明性、伝導性、ＤＮＡ特異性を含む生体適合性、磁性等を有し得る。
好ましくは、本発明の方法において、前記粉末材料が第一反応成分を含み、そして前記液体試薬が第二反応成分を含み、該第二反応成分は、前記第一反応成分と反応すること、又は、前記第一反応成分がそれ自体と反応することを容易にすること、の何れかができる。
前記液体試薬が前記粉末と混合される場合には、該液体試薬と該粉末とが反応して固体構造を形成する。固化は、樹脂が粉末と接触した後即座に起こり得るか、或いは、電磁又は超音波照射、例えば紫外線硬化工程に晒された後に起こり得る。
好ましくは、前記第二反応成分は、前記第一反応成分の架橋を容易にするための触媒として作用する。好ましくは、前記粉末が実質的に前記第一反応成分からなる。前記反応は、粉末粒子の膨潤及び粘着並びに、その後の液体試薬との実際の化学反応の形態であり得る。本発明のシステムは、反応性粉末と液体試薬とが化学的に反応して新規化学成分を形成するので、形成された物品を比較的堅牢にし得ることが見出された。化学結合はまた層間にも形成され得、それ故、先行技術システムを当てにした機械結合に依存しないであろう。製造された物品は空隙を含まず、そして構造内に粉末残留物を含まない。前記粉末は、液体試薬と接触すると急速な溶解を起こす。これは、硬化が完了するまでその形状を保持するであろうところの、粘性の有る、事実上不動の樹脂を生じさせる。
【００１２】
好ましくは、前記液体試薬は、粘性低下希釈剤に加えて、好ましくは硬化性希釈剤を含む。このような希釈剤の使用は、前記液体試薬が、温度を上昇させる必要なく、より小径ノズルからプリントアウトされることを可能にし、それにより、優れた分解能が達成される。加えて、前記希釈剤は、粉体内への前記液体の浸透を改善し、それにより、反応物のより均質な分散、並びに粉末の急速な凝集を可能にし、従って分解能を向上させ、そして更に、前記液体試薬が前記粉末の表面及び内部と緊密に反応することを可能にする。
粉末層は、全て同一組成であり得る。しかしながら、異なる粉末材料を異なる層のために使用してもよいし、又は、異なる粉末材料を同一層に使用してもよい。
同一層の異なる場所又は異なる層の異なる場所の何れかにおいて、異なる液体試薬を使用してもよい。前記液体試薬は、粉末層上を通過する直線状に配列されたノズルを使用して適用することができる。従って、異なるノズルに異なる液体を供給することができ、及び／又は、異なる液体試薬を、それぞれの逐次配列パスにおいて、同一粉末層又は連続層上で、適用することができる。従って、強度及び可撓性に関する様々な性質を、特定の層において又は種々の個々の層について、確立することができる。本方法は、照射手段により物品を硬化する更なる段階を含み得る。前記物品は、ピクセル毎に、ライン毎に又は層毎に、及び／又は幾つかの層が形成された後、及び／又は全ての層が形成された後、照射され得る。
好適には、形成された層は３００μｍまでの厚さであってよいが、通常、それらは２００μｍまでであってよい。８０μｍ又は５０μｍに減少された薄層が達成され得、そして、１μｍないし３０μｍの範囲内の厚さを有するより薄い層でさえも達成され得る。前記粉末は、好ましくは、主に１μｍないし７０μｍの範囲内の寸法を有する個々の粉末粒子を含む。より好ましくは、前記粉末は、主に２０μｍないし５０μｍの範囲内、更により好ましくは２０μｍないし４０μｍの範囲内の寸法を有する個々の粉末粒子を含む。前記粉末がより微細なほど、形成された目的物におけるより微細な分解能及び精度を達成し得る。
このような粉末寸法の組み合わせはまた、種々の性質が達成されるのを容易にすると予想される。このような性質の例は、粉末溶解速度及び最大機械強度を含む。
【００１３】
好ましくは、前記粉末は反応性の有機又は有機金属ポリマー、オリゴマー又はモノマーを含み、そして前記液体試薬は硬化性樹脂を含む。前記粉末はまた、有機又は無機充填材、顔料、ナノ粒子、染料及び／又は界面活性剤を含み得る。
前記粉末は熱可塑性材料、例えば、ポリビニルアセタール、表面処理された粉末、例えば処理されたポリプロピレン、ＡＢＳ又はポリカーボネート、或いは、熱硬化性粉末、例
えばエポキシ粉末であり得る。
前記粉末はまた、表面に反応性を有する処理された充填材、例えば、エポキシシラン処理された、シリカのような充填材を含み得る。前記粉末はまた、アクリレート、単独又はポリマーとの複合体として存在する、エポキシ化、アミノ化、ヒドロキシル化された有機又は無機粒子を含み得る。
適する粉末の例は、ポリアクリル酸、ポリ（アクリロニロリル−コ−ブタジエン）、ポリ（アリルアミン）、官能性アクリレート基を含むポリアクリル樹脂、ポリブタジエン、エポキシ官能化ブタジエン、ポリ（グリシジル（メタ）アクリレート）、ポリＴＨＦ、ポリカプロラクトンジオール、ＨＥＭＡ、ＨＥＡ、無水マレイン酸ポリマー例えばスチレン−無水マレイン酸、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリ（４−ビニルフェノール）、これらの化合物のコポリマー／ブレンド、及び、必要に応じて、エポキシ基、ビニルエーテル基、アクリレート／メタクリレート基、ヒドロキシ基、アミン基又はビニル部分により末端閉鎖されたこれらの化合物の何らかを含む。
前記液体試薬は、熱硬化性反応、例えばエポキシ／アミン又はイソシアネート／ポリオール／アミンによるか、或いは、電磁的に誘発されるカチオン性システム例えばエポキシとカチオン性光開始剤（スルホニウム、ヨードニウム又はフェロセニウム）、塩又はラジカル的に硬化したシステム、例えばアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシ−アクリレートとラジカル性光開始剤、ベンゾフェノン、イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８４、アルキルボレートヨードニウム塩によるか、の何れかにより誘発される縮合反応し得る化合物を含み得る。
前記液体試薬は、好適には、エポキシ−、アクリル−、イソシアネート−、エポキシ−アクリレート−、アミノ−又はヒドロキシ−ベースの組成物であり得る。前記液体試薬は、正味液体、希釈された液体又は水中エマルジョンであり得る。適する液体試薬の例は、所望により、ジオール部分／トリオール部分／ポリオール部分を有する１種又はそれより多くの脂環式エポキシ、グリシジルエポキシ、エポキシ化ポリブタジエン、脂肪族／芳香族アミン、メタクリレート、アクリレート、スチレン／置換スチレン、アクリロニトリル、ビニルエーテル、アルケン例えばイソプレン、オキセタン、有機酸又はエステル、有機酸ハロゲン化物、プロペニルエーテルエポキシド、シロキサンエポキシ又はオキセタン、アリルノポールエーテルエポキシド、及び脂環式エポキシアルコールとを含む。これらの組成物は、一官能性又は多官能性であり得る。
前記液体試薬は、セラミックのコロイド又はナノ粒子、有機ミクロ又はナノ粒子、ミクロ又はナノ金属及びそれらの合金を含み得る。液体試薬の粘度は、好適には、室温で２ｍＰａｓないし５００ｍＰａｓの範囲内にあり、そしてより高い作業温度においては遥かに低い粘度を有するであろう。好ましくは、液体試薬の粘度は、噴射温度においては、２ｍＰａｓないし３０ｍＰａｓの範囲内にある。低融点金属合金は、例えば、粉体上に／内に噴射することにより供給され得、そのようにして、液体硬化性試薬に連続的又は互いに近接して配置された金属製トラックを生産する。
前記液体試薬は、粉末にプリント又はミクロ噴霧することができる。２種又はそれより多くの液体試薬を、該液体試薬が空中で、又は反応性粉末の表面の上／周囲の何れかにおいて混合するように、近傍のプリントヘッドから同時にプリント又は噴霧し得る。
【００１４】
好ましくは、希釈剤は、液体の全容積に基づいて、３０容積％ないし６０容積％、より好ましくは３０容積％ないし４０容積％の範囲内の量、存在する。好ましくは、第一反応成分は、全質量に基づいて、粉末の３０質量％ないし８０質量％、より好ましくは５０質量％ないし７０質量％を示す。
本方法は、コンピュータにより保持されたデジタル表示から物品を生産するために、それ自体非常に好都合であり、そしてＣＡＤシステムと共に使用するために特に適している。それ故、好ましくは、モデルはデジタルモデルである。従って、物品はＣＡＤソフトウェアを使用して設計され得、デジタル情報は、デジタル形式における一連の薄層に変換され得、そして薄層のデジタル表示は、三次元的に物品を再現するため、粉末の連続層への
逐次的な液体の供給を制御するために使用され得る。この技術は、急速な原型形成に、そして更に小規模の急速な製造にさえ使用され得る。
製造された目的物は、実際に技術的に機能する部材として使用され得るか、又は、実際の生産前にＣＡＤファイルを検査を行うために使用され得る。前記技術はまた、電子工学分野における層状化されたカプセル物品についてのインライン生産のために、そしてミクロプリントされた電子工学物品及び光学物品の形成のために、適している。前記技術はまた、偏光効果又は導波効果を有する多層構造のフィルムを形成する際に有用である。
本発明の方法を使用することにより、多層化ブロック又は複雑な形状を持つ物の形態で三次元物品を構築することが可能であることが認識されるであろう。それらが形成される場合に、所望によりミクロスケールにおいて、層厚を含む層に関する特性を変更することにより、少なくとも最終物品に機能性を導入することが可能である。この機能性は、例えば、電子回路及び光学部品を含む多くの形態を取り得る。電子回路の場合において、本発明の技術は、顕微鏡寸法の複雑な回路を製造する方法を提供する。予備形成された回路は、層に固定され得る。光学部品の場合において、本発明は、部品の光学特性を層毎に、そして各層を横断して変更することを可能にし、そして各層は厚さを変更することができ、それにより、複雑な光学多層フィルムを製造することを可能にする。基材上に部品を構築することも可能であり、これはその後、最終仕上げ製品の一部として残される。このような基材は、例えば光学部品の部材を形成し得るガラス又はプラスチックシートであろう。
好ましくは、粉末回収システムにおいて、加圧が適用される。従って、プリントヘッドの粉末汚染が画期的に低減又は回避され得る。
【００１５】
本発明の方法は、非常に改善された機械的性質及び色調パターンを持つ物品を形成することが可能である。本発明の方法により得られる物品は、高強度、平滑な表面品質を有し、そしてそれらは、廃材を発生することなく、そして未使用粉末材料の効率的な再使用を伴って加工直後に容易に使用される状態にある。
粉末モウィタル（Ｍｏｗｉｔａｌ）Ｂ６０Ｔ（４５ミクロンを中心とする微細粉末粒子の分布を生じさせるために凍結粉砕）及び国際特許出願公開第０２／０６４３５４号Ａ１パンフレット、実施例１１、に記載された完全硬化性の噴射可能な樹脂を使用して、ドッグボーン部材が、各層が１００μｍである３０層の粉末から加工された。スペクトラ  ノヴァジェット（Ｓｐｅｃｔｒａ  Ｎｏｖａｊｅｔ）を使用して、粉末層に対して完全硬化性樹脂を適切にプログラムして適用した後、得られた粉末樹脂複合体を、前記粉末層表面の５ｍｍ上に配置された紫外線ＬＥＤアレイ、ホセオン（Ｐｈｏｓｅｏｎ）ＲＸ１０を使用して（５秒）硬化させた。上記層を、新鮮な粉末を用いて再コートし、噴射樹脂を適切なプログラム量適用し、そして紫外線ＬＥＤ装置を使用して硬化させた。この手順を繰り返して、３０層から造られたドッグボーンを得た。形成された目的物を粉末床から加工後即座に（好ましくは３０秒未満、より好ましくは１０秒未満）、損傷無く除去した。本方法により、高い引張強度（＞２５ＭＰａ）が達成された。ヤング率は１．４３Ｇｐａと測定され、これは、多数のエンジニアリングポリマーに匹敵する。
本発明の方法又は装置は、如何なる更なる加工も無く、エンジニアリングポリマーを得ることを可能にする。
好ましくは、構築チャンバーは、サブフレームを使用してプリントキャリッジに接続されており、好ましくは、該サブフレームは、該サブフレームへの振動の伝達を抑制する手段を使用して装置フレームに接続されている。
プリントヘッドは、前記構築チャンバーの内壁の間に配置された間隙の幅一杯に広がっているのが好ましい。
【００１６】
好適には、粉末拡散システムは、計測回転ローラーの後に計量装置を含む独立した走査ユニットを使用し、ここで、該計量装置は、固定された粉末ハウジング（粉末ホッパー）から所定量の粉末を受け取る。前記粉末ハウジングは、ジェットプリントヘッドの汚染を阻止するために、プリントシステムから遠隔配置可能である。
前記プリントシステムは、好適には、粉末スプレッダーに対して反対方向から粉末層を走査し、そして、精密液滴発生システム、例えばドロップオンデマンドインクジェットプリントヘッド又は連続プリントヘッドを含む。好ましくは、プリントシステムは、一つより多くのプリントヘッド、より好ましくは二つより多くのプリントヘッドを含む。走査しない場合には、プリントヘッドは、硬化機構、例えば遊離した電磁又は超音波放射から遮蔽されたユニット内に停止され得る。停止される場合には、プリントヘッドは、停止しているユニット内で、必要に応じて洗浄／パージされ得る。プリントシステムのハウジングユニットは、好適には、粉末ハウジングユニットから離れて配置される。
電磁放射を提供する手段（放射ユニット）は、好適には、粉末スプレッダーと液体試薬ディスペンサーの操作のための間隙を設けて、粉末層の上に配置され得る。前記放射は、好適には層表面全体に渡って、そして好ましくは均一に層表面全体に渡って、行われ得る。
構築チャンバーの構築プラットホームは、メッシュトレイ、グリル、グリッド又はルーバー構造を通した未使用粉末の除去を容易にするために開口している底部構造を有する。過剰量の未使用粉末を除去するため、構築プラットホームの振動が使用され得る。未使用粉末を除去した後、構築プラットホームは、最終製品を供給するために上昇し得る。
未使用粉末は、粉末材料を供給するための一つ又はそれより多くの容器に、魅力的に移送され得る。前記容器はまた、キャリッジを使用して、新鮮な粉末を再投入され得る。
本発明により構築された物品は、好適には、２０ＭＰａより大きい、好ましくは３０ＭＰａより大きい、そしてより好ましくは４０ＭＰａより大きい引張強度を有している。前記物品はまた、良好な表面品質を提する。好ましくは、それらは、例えば５０μｍ未満、好ましくは１０μｍ未満、そしてより好ましくは１μｍ未満又は２μｍ未満の表面変化のような表面平滑性を有している。表面荒さの測定は長さ１０ｍｍの試料について行われ、この表面は、表面平滑性を評価するために２０００倍に拡大される。表面荒さにおける極大高さと極小高さとの間の差がミクロン（極小波）として記録される。極小波は１μｍ未満が好ましい。
【実施例】
【００１７】
図１及び図２において、粉末供給システムは、粉末材料（２）を供給するための容器；フィルターメッシュ（７）へ、また粉末投与器（３）へ導く粉末移送システム（３２）；粉末を構築チャンバー（１）に適用するためのローラー（１６）を含む拡散システム、を含む。構築チャンバー（１）は内壁（８）及び外壁（９）；例えば、ピストンにより、該構築チャンバーの内壁に沿って移動可能な構築プラットホーム（１０）を含む。前記構築プラットホームは、グリッドを含む上部及び折り畳み可能なフラップを含む下部から造られている。
本装置は、プリントヘッド（２６）によりそれぞれの粉末層に適用される液体試薬を供給するためのプリントヘッド容器（３０）に接続されたバインダー容器（２７）を更に含む。構築チャンバー（１）の外壁の上部と内壁の上部との間に含まれる間隙の少なくとも７５％は、粉末回収システムと直接接触しているメッシュを含み、その結果、構築チャンバー（１）の上部（頂部）を介して、未使用物（オーバーフロー）が粉末拡散システムに再循環される。粉末回収システムは、構築チャンバーをも更に取り巻いている多孔性カバーにより覆われており、この結果、再コーティングの間に、粉末オーバーフローが容易に捕捉される。本装置は、構築する物品を硬化させるための手段（２５）を更に備えている。
【００１８】
図３ａ及び図３ｂは、走査プリントヘッドを備えたキャリッジを示す。
図３ｃ及び図３ｄは、固定プリントヘッドバーを持つキャリッジを示す。
図４の説明：装置フレームから構築チャンバーに伝達された振動は、三次元部材の製造中、構築チャンバー内の粉末層を撹乱し得る。移動中のプリントヘッドから生じる振動もまた、構築チャンバーに大きな加速を生じさせるであろう。両種の振動の効果及び、装置
の外部からの可能な他の影響を低下させるために、構築チャンバーは、硬いサブフレームを使用してプリントキャリッジに接続されている。このサブフレームは、該サブフレームへの振動の伝達を低下させる可撓性ゴム要素を使用して、装置フレームに接続されている。プリントヘッドにより生じる振動もまた、サブフレームにより低下される。全ての電子部品、バインダーサプライ及び被覆材は、装置フレームに取り付けられている。プリントヘッド、紫外線ランプ、粉末投与器、粉末再循環システム及び構築チャンバーを持つキャリッジは、サブフレームに取り付けられている。
図５及び図６は、図１及び図２と異なる設計を持つ本発明の装置構成を示す。使用した参照番号は図１ないし図４とは異なる。
図５は、本発明の装置の概略断面図を示す。図５において、粉末供給システムは、粉末材料（１）を供給するための容器及び、構築チャンバー（３）に粉末を適用するためのローラーを含む粉末拡散システム（２）を含む。構築チャンバー（３）は、壁（４）及び、ピストン（６）により、該構築チャンバーの内壁に沿って移動可能な構築プラットホーム（５）を含む。前記構築プラットホームは、グリッドを含む上部（頂部）部材（７）及び折り畳み可能なフラップを含む下部部材（８）から造られている。本装置は、プリンドヘッド（１０）によりそれぞれの粉末層に適用される液体試薬を供給するための容器（９）を更に含む。構築チャンバー（３）の外壁の少なくとも７５％が、未使用物（オーバーフロー）が粉末拡散システム（２）に再循環されることを確実にする構築チャンバー（３）の上部（頂部）境界を介して、粉末回収システム（１１）に直接接続されている。本装置は、構築する物品を硬化するための手段（１２）を更に備えている。図６において、図１に示された装置の三次元断面図が示されている。
本発明が、未使用粉末材料の最も効率的な再使用を可能にする簡単な装置を提供し得ることが、図から明らかであろう。
更に、本発明の装置が使用される場合には、最終使用可能な、急速製造された物品の製造が、魅力的に実現可能である。
【００１９】
実用上、本発明の方法は、例えば、下記のように行われ得る。
コンピュータシステムにより製造された多量のスライス（ビットマップ／ティフ又は他のフォーマットによる）からなるプリントジョブが装置ソフトウェアにロードされ得る。これは、コンピュータシステムにより製造された多量のスライス（ビットマップ／ティフ又は他のフォーマットによる）からなり得る。使用されるソフトウェアに対する入力は、３Ｄ幾何ＣＡＤファイルであり得る。コンピュータシステムは、３Ｄ幾何ＣＡＤファイルからＳＴＬファイル（ＡＳＣＩＩ及びバイナリーＳＴＬモデルの双方を使用することができる）として、３Ｄ無色幾何データを入力し得る。その後、ソフトウェアは、所定のバッファ−ディレクトリーに一連の２Ｄビットマップを出力し得、それにより、３Ｄカラープリンターでプリントし得る各層は、前記バッファにおいて別々のビットマップに対応する。前記ビットマップは少なくとも１６ビット（６５５３６色）において、ＲＧＢ着色情報を記録することができ、そしてそれらは、最小限３００ＤＰＩの解像度を有し得る。３Ｄ着色モデルは、ｚ軸方向にスライスされ得る。装置ソフトウェア（プリンタードライバー）は、サブイメージにおいてイメージ毎に剥ぎ取り得、そしてシステムのためにサブイメージを準備することができる。このシステムは、ビットマップからなる一つのジョブファイルにおいて多数の部材を積み重ねることが可能である。各ビットマップは一つのスライスからなり得、これは装置にフィードされる。
続いて、粉末床が製造されるであろう。移動可能な水平構築プラットホームは粉末及び液体試薬を運び、これらから物品が製造される。移動可能な構築チャンバーは、構築プラットホームのフラップを開口することにより、未使用粉末を放出可能である。このようにして、未使用粉末は粉末回収システムに通される。構築された物品は、構築チャンバーの頂部から取り出し得る。未使用粉末は再循環され、そして粉末回収システムを介して再使用される。
粉末床製造の機能中、粉末は、粉末床上における粉末拡散を最適化するための計測回転
ローラーを含み得るホッパーキャリッジにより、構築プラットホーム上に分散され得る。過剰／過負荷粉末は、構築プラットホームのリム又はサイドの多孔性周辺部に押し出され、該多孔性周辺部が過剰粉末を粉末回収システム内に濾過する。本発明の構成は、未使用粉末の最大限に効率的な再使用を容易にする。未使用粉末は、手動で又は自動モードで、ホッパーキャリッジに移送され得る。
【００２０】
コンピュータファイル及び粉末床を製造した後、液体試薬プリント操作を開始する。製品は、予め決定した厚さを持つ多量の断面（プリントスライスとも呼ばれる）に分割され、これが、プリントヘッドコントローラーに順次送られる。プリンタードライバーはデジタル情報をプリンターキャリッジ移動情報に変換し、そして第一ラインに移動し、そして第一イメージ部分を構築する全てのサブイメージをプリントする。続いて、プリントヘッドを前記キャリッジの‘開始’位置に戻し、そしてイメージが全てプリントされるまで繰り返す。完了した場合には、プリントキャリッジを基準位置に戻し、そして新たな層を積み重ね得る。プリント操作は、様々な色（例えば、シアン、マゼンダ、イエロー及びブラック）を持つ液体試薬、又は、様々な経過時間で硬化する液体試薬を供給するように、多数のプリントヘッドを用いるプリントを含み得る。各プリントヘッドは、個々の容器により、液体試薬を供給される。
硬化反応を引き起こすために電磁放射が使用される場合には、それ故、放射（これは、各層が積み重ねられ、そしてプリントされた後に実行される）に先立って、プリントヘッドは、遊離された電磁放射によりプリントヘッドが硬化されるのを阻止するためにシャッターで閉鎖されたボックス内のスタンバイ位置に移動される。電磁放射源は何秒間か作動され、その後、最終製品が得られるまで、層の再コートプロセスが繰り返される。
個々の顧客の要求に応じて、そのような装置が組み立てられ得ることは明らかである。例えば、前記装置は、変更可能な色、機械的性質、光学的性質及び電気的性質、例えば剛性、靱性、透明性及び伝導性又はこれらの組み合わせを有し得る物品を達成するために、同一粉末に適用する一つより多くの樹脂供給プリントヘッドを有し得る。これらの性質は、マクロ領域（即ち、例えば１ｃｍ2 より大きい）において変更され得、又は、ミクロ様式にて変更され得、その結果、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の全てにおいて、個々の樹脂液滴が異なる。この点についての記載は、例えば国際特許出願公開第０３０１６０３０号パンフレットが参照され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の装置の側面図である。
【図２】図２は、本発明の装置の上面図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明の装置のキャリッジの走査プリントヘッドの側面図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明の装置のキャリッジの走査プリントヘッドの上面図である。
【図３ｃ】図３ｃは、本発明の装置のキャリッジの固定プリントヘッドバーの側面図である。
【図３ｄ】図３ｄは、本発明の装置のキャリッジの固定プリントヘッドバーの上面図である。
【図４】図４は、本発明の装置のフレーム及びサブフレームの側面図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施例の装置の断面図である。
【図６】図６は、本発明の別の実施例の三次元断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  構築チャンバー
２  粉末容器
３  粉末投与器
４  メッシュトレイ（粗いフィルターメッシュ、部材からの粉末の分離）
５  ルーバー構造
６  キャリッジ
７  微細フィルターメッシュ（再使用品のための汚染物からの粉末の分離）
８  構築チャンバー内壁
９  構築チャンバー外壁
１０  構築プラットホーム
１１  構築プラットホームシール
１２  未使用粉末流
１３  フィルターを備えたエアベント
１４  振動吸収材
１５  粉末投与器の貯蔵容器
１６  粉末拡散器ロール
１７  物品検査領域
１８  三次元物品
１９  粉末補給シュート
２０  フレーム
２１  サブフレーム
２２  覆い
２３  プリントヘッドクレードル
２４  粉末拡散器クリーナー
２５  紫外線ランプ
２６  プリントヘッド
２７  バインダー容器
２８  プリントヘッドクリーナー
２９  電気制御パネル
３０  プリントヘッド容器
３１  粉末レベルセンサー
３２  粉末移送スクリュー
【図１】
2009508723.tif 000003
【図２】
2009508723.tif 000004
【図３ａ】
2009508723.tif 000005
【図３ｂ】
2009508723.tif 000006
【図３ｃ】
2009508723.tif 000007
【図３ｄ】
2009508723.tif 000008
【図４】
2009508723.tif 000009
【図５】
2009508723.tif 000010
【図６】
2009508723.tif 000011
【国際調査報告】
2009508723.tif 000012
2009508723.tif 000013
2009508723.tif 000014