(57)【要約】      （修正有）【課題】３Ｄ印刷の処理効率を上げることのできる３Ｄ印刷ノズル、３Ｄ印刷ノズルアセンブリおよび３Ｄ印刷装置を提供する。【解決手段】３Ｄ印刷ノズルは、材料入口領域および材料出口領域を有するノズル本体と、ノズル本体内に配置された駆動ユニットと、第１加熱ユニットと、第１放熱ユニットとを含む。粒子形成材料は、材料入口領域からノズル本体に入るのに適している。駆動ユニットは、粒子形成材料を押して材料入口領域から材料出口領域に移動させるよう構成される。第１加熱ユニットは、ノズル本体内に配置されて、粒子形成材料を加熱および溶融し、駆動ユニットを介して溶融した形成材料を材料出口領域からノズル本体の外へ押し出す。第１放熱ユニットは、ノズル本体内に配置され、第１加熱ユニットと材料入口領域の間に位置し、第１加熱ユニットから材料入口領域に伝送された熱を下げる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料入口領域および材料出口領域を含み、前記材料入口領域から粒子形成材料を入れるのに適したノズル本体と、
前記ノズル本体内に配置され、前記ノズル本体内の前記粒子形成材料を押して、前記材料入口領域から前記材料出口領域に移動させるよう構成された駆動ユニットと、
前記ノズル本体内に配置され、前記ノズル本体内の前記粒子形成材料を加熱および溶融するよう構成され、前記駆動ユニットを介して溶融した形成材料を前記材料出口領域から前記ノズル本体の外へ押し出す第１加熱ユニットと、
前記ノズル本体内に配置され、前記第１加熱ユニットと前記材料入口領域の間に位置し、前記第１加熱ユニットから前記材料入口領域に伝送された熱を下げる第１放熱ユニットと、を含む、
３Ｄ印刷ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載の３Ｄ印刷ノズルと、
前記ノズル本体に接続され、前記粒子形成材料を前記材料入口領域に案内する材料供給ホッパーと、を含む、
３Ｄ印刷ノズルアセンブリ。
【請求項３】
請求項１に記載の３Ｄ印刷ノズルと、
前記駆動ユニットと、前記第１加熱ユニットと、前記第１放熱ユニットにそれぞれ電気接続された制御モジュールと、を含み、
前記駆動ユニットが、前記ノズル本体内の前記粒子形成材料を押して、前記材料入口領域から前記材料出口領域に移動させるよう前記制御モジュールによって制御され、
前記第１加熱ユニットが、前記ノズル本体内の前記粒子形成材料を加熱および溶融するよう前記制御モジュールによって制御され、
前記駆動ユニットが、溶融した形成材料を前記材料出口領域から前記ノズル本体の外へ押し出すよう前記制御モジュールによって制御され、
前記第１放熱ユニットが、前記第１加熱ユニットから前記材料入口領域に伝送された熱を下げるよう前記制御モジュールによって制御される、
３Ｄ印刷装置。
【請求項４】
前記駆動ユニットが、前記ノズル本体内に回転可能に配置されたスクリューを含み、
前記ネジの第１セグメントが、前記材料入口領域に位置し、
前記ネジの第２セグメントが、前記材料出口領域に位置し、
前記第２セグメントの外径が、前記第１セグメントの外径よりも大きいである、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の３Ｄ印刷ノズル。
【請求項５】
前記スクリューが、順番に、前記第１セグメントと、第３セグメントと、第４セグメントと、前記第２セグメントに分割され、
前記第３セグメントが、前記第１放熱ユニットに対応し、
前記第４セグメントが、前記第１加熱ユニットに対応する、
請求項４に記載の３Ｄ印刷ノズル。
【請求項６】
前記駆動ユニットが、前記ノズル本体内に回転可能に配置されたスクリューを含み、
前記スクリューの直径と長さの比率が、８〜１２である、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の３Ｄ印刷ノズル。
【請求項７】
前記第１放熱ユニットが、放熱フィンであり、
前記３Ｄ印刷ノズルが、さらに、前記ノズル本体を覆う筐体を含み、
前記第１放熱ユニットが、さらに、前記筐体に配置され、且つ前記放熱フィンに対応する扇風機を含む、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の３Ｄ印刷ノズル。
【請求項８】
前記材料供給ホッパーが、
前記ノズル本体の前記材料入口領域に接続され、前記粒子形成材料を中に配置するのに適したホッパー本体と、
前記ホッパー本体内に配置され、前記粒子形成材料を予熱温度に達するまで加熱する第２加熱ユニットと、
前記ホッパー本体内に配置され、前記粒子形成材料を前記予熱温度で維持する第２放熱ユニットと、を含む、
請求項２に記載の３Ｄ印刷ノズルアセンブリ。
【請求項９】
前記ノズル本体に接続され、前記粒子形成材料を前記材料入口領域に案内する材料供給ホッパーをさらに含む、
請求項３に記載の３Ｄ印刷装置。
【請求項１０】
前記材料供給ホッパーが、
前記ノズル本体の前記材料入口領域に接続され、前記粒子形成材料を中に配置するのに適したホッパー本体と、
前記ホッパー本体内に配置されるとともに、前記制御モジュールに電気接続され、前記粒子形成材料を予熱温度に達するまで加熱する第２加熱ユニットと、
前記ホッパー本体内に配置されるとともに、前記制御モジュールに電気接続され、前記粒子形成材料を前記予熱温度で維持する第２放熱ユニットと、を含む、
請求項９に記載の３Ｄ印刷装置。
【請求項１１】
前記制御モジュールに電気接続された移動モジュールをさらに含み、
前記３Ｄ印刷ノズルが、前記移動モジュールに組み立てられ、
前記制御モジュールが、前記移動モジュールを介して前記３Ｄ印刷ノズルを駆動する、
請求項３に記載の３Ｄ印刷装置。
【請求項１２】
前記３Ｄ印刷ノズルが、さらに、前記移動モジュールに配置されたホルダーを含み、前記ノズル本体が、前記ホルダーに着脱可能に組み立てられた、
請求項１１に記載の３Ｄ印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄ印刷ノズル、３Ｄ印刷ノズルアセンブリ、および３Ｄ印刷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ援用製造（computer-aided manufacturing, CAM）の発展に伴い、最初の概念設計を迅速に製造することのできるラピッドプロトタイピング（rapid prototyping, RP）が製造産業によって開発された。ラピッドプロトタイピング技術は、制限なく幾何学形状を提供することができ、ラピッドプロトタイピング技術の卓越性は、より複雑な構成要素において表れる。さらに、労力および処理時間を大幅に減らすことができ、３Ｄコンピュータ支援設計（computer-aided design, CAD）において設計された構成要素を短時間で現実的にすることができる。構成要素を触ることができるだけでなく、その幾何学曲線も高く評価することができる。また、構成要素の組み立て能力を試験することができ、機能試験も行うことができる。
【０００３】
例えば、熱溶融樹脂法（fused deposition modeling, FDM）や薄膜積層法（laminated object manufacturing, LOM）等の多くのラピッドプロトタイピング法が利用可能である。しかしながら、現在、ラピッドプロトタイピング法を用いて３Ｄ物体を形成する大部分の３Ｄ印刷装置には、１つのプリントヘッドしか提供されない。そのため、形成材料については、印刷ノズルが加熱され、駆動され、押し出されて初めて溶融した形成材料がスムーズに押し出され、プラットフォームに印刷される。このように、３Ｄ物体の製造時間が制限され、材料形成効率を上げるのが難しい。
【０００４】
さらに、ロールツーロール（roll-to-roll）の３Ｄ印刷装置については、形成材料が固定された外径を有する線材料であるため、大量に印刷する必要がある時（例えば、比較的大きな体積の３Ｄ物体）、上述したように長時間の製造が必要となる。また、線材料の材料特性によって制限されるため、全ての材料をスムーズに線材料に変えて材料の外径を３Ｄ印刷の要件に符合させることができない。
【０００５】
以上のように、上述した問題を解決することが、本産業の重要な課題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
粒子タイプの３Ｄ印刷ノズルにより３Ｄ印刷の処理効率を上げることのできる３Ｄ印刷ノズル、３Ｄ印刷ノズルアセンブリ、および３Ｄ印刷装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの実施形態において、３Ｄ印刷ノズルは、ノズル本体と、駆動ユニットと、第１加熱ユニットと、第１放熱ユニットとを含む。ノズル本体は、材料入口領域および材料出口領域を含み、粒子形成材料は、材料入口領域からノズル本体に入るのに適している。駆動ユニットは、ノズル本体内に配置され、ノズル本体内の粒子形成材料を押して、材料入口領域から材料出口領域に移動させるよう構成される。第１加熱ユニットは、ノズル本体内に配置され、ノズル本体内の粒子形成材料を加熱および溶融するよう構成され、駆動ユニットを介して溶融した形成材料を材料出口領域からノズル本体の外へ押し出す。第１放熱ユニットは、ノズル本体内に配置され、第１加熱ユニットと材料入口領域の間に位置し、第１加熱ユニットから材料入口領域に伝送された熱を下げる。
【０００８】
本発明の１つの実施形態において、３Ｄ印刷ノズルアセンブリは、ノズル本体と、駆動ユニットと、第１加熱ユニットと、第１放熱ユニットと、材料供給ホッパー（hopper）とを含む。ノズル本体は、材料入口領域および材料出口領域を含み、粒子形成材料は、材料入口領域からノズル本体に入るのに適している。駆動ユニットは、ノズル本体内に配置され、ノズル本体内の粒子形成材料を押して、材料入口領域から材料出口領域に移動させるよう構成される。第１加熱ユニットは、ノズル本体内に配置され、ノズル本体内の粒子形成材料を加熱および溶融するよう構成され、駆動ユニットを介して溶融した形成材料を材料出口領域からノズル本体の外へ押し出す。材料供給ホッパーは、ノズル本体に接続され、粒子形成材料を材料入口領域に案内する。
【０００９】
本発明の１つの実施形態において、３Ｄ印刷装置は、制御モジュールと、３Ｄ印刷ノズルとを含む。ノズル本体は、材料入口領域および材料出口領域を含み、粒子形成材料は、材料入口領域からノズル本体に入るのに適している。駆動ユニットは、ノズル本体内に配置され、制御モジュールに電気接続される。駆動ユニットは、ノズル本体内の粒子形成材料を押して、材料入口領域から材料出口領域に移動させるよう制御モジュールによって制御される。第１加熱ユニットは、ノズル本体内に配置され、制御モジュールに電気接続される。第１加熱ユニットは、ノズル本体内の粒子形成材料を加熱および溶融するよう制御モジュールによって制御される。駆動ユニットは、溶融した形成材料を材料出口領域からノズル本体の外へ押し出すよう制御モジュールによって制御される。第１放熱ユニットは、ノズル本体内に配置され、第１加熱ユニットと材料入口領域の間に位置し、制御モジュールに電気接続される。第１放熱ユニットは、第１加熱ユニットから材料入口領域に伝送された熱を下げるよう制御モジュールによって制御される。
【発明の効果】
【００１０】
粒子タイプの形成材料は、材料として使用するのに適しているため、駆動ユニット、加熱ユニット、および放熱ユニットを介して形成材料を３Ｄ印刷ノズル内の駆動ユニットでスムーズに移動させることができる。また、この移動プロセスにおいて、加熱ユニットによって提供された熱で加熱しながら、形成材料を溶融状態にする。そして、駆動ユニットで溶融した形成材料をノズル本体の外へ押し出すことができ、それにより、３Ｄ印刷が完了する。このように、３Ｄ印刷ノズルは、原材料の形状に制限されないため、それにより、材料吐出量を効果的に上げることができ、３Ｄ印刷プロセスの効率をさらに高めることができる。
【００１１】
本発明の上記および他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
添付図面は、本発明の原理がさらに理解されるために含まれており、本明細書に組み込まれ、且つその一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。
【００１３】
【図１】本発明の１つの実施形態に係る３Ｄ印刷装置の概略図である。
【図２】図１の３Ｄ印刷装置における電気接続の概略図である。
【図３】図１の３Ｄ印刷装置の構成要素の一部の分解図である。
【図４】図３の構成要素の断面図である。
【図５】図１の３Ｄ印刷装置の構成要素の一部の分解図である。
【図６】図５の構成要素の概略図である。
【図７】本発明の別の実施形態に係る３Ｄ印刷装置の概略図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態に係る３Ｄ印刷装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の詳細な説明において、説明の目的で、開示される実施形態が十分に理解されるよう、多数の具体的詳細を示す。しかしながら、これら具体的詳細がなくとも、１つまたはそれ以上の実施形態が実施され得ることは明らかである。別の場合では、図面を簡潔にするため、周知の構造および装置は概略的に示される。
【００１５】
図１は、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄ印刷装置の概略図である。図２は、図１の３Ｄ印刷装置における電気接続の概略図である。図１および図２を参照すると、本実施形態において、３Ｄ印刷装置１００は、３Ｄ印刷ノズル１１０と、材料供給ホッパー１２０と、移動モジュール１３０と、制御モジュール１４０と、プラットフォーム１５０とを含む。これらのうち、３Ｄ印刷ノズル１１０は、移動モジュール１３０に組み立てられ、材料供給ホッパー１２０は、３Ｄ印刷ノズル１１０に組み立てられて、３Ｄ印刷ノズルアセンブリＡＳ１を形成し、移動モジュール１３０は、制御モジュール１４０に電気接続される。そのため、制御モジュール１４０は、移動モジュール１３０を介して３Ｄ印刷ノズル１１０および３Ｄ印刷ノズル１１０に配置された材料供給ホッパー１２０を駆動して、プラットフォーム１５０上を移動することができる。同時に、３Ｄ印刷ノズル１１０および材料供給ホッパー１２０を制御モジュール１４０に電気接続することにより、３Ｄ物体２００をプラットフォーム１５０に印刷することができる。
【００１６】
ここで、移動モジュール１３０は、例えば、３Ｄ印刷ノズル１１０を駆動して、プラットフォーム１５０上を移動させるよう構成された３軸（Ｘ−Ｙ−Ｚ）移動モジュールまたはガントリー（gantry）である。
【００１７】
図３は、図１の３Ｄ印刷装置の構成要素の一部の分解図である。図１から図３を合わせて参照すると、本実施形態において、３Ｄ印刷ノズル１１０は、ノズル本体１１１と、駆動ユニット１１２と、第１加熱ユニット１１３と、第１放熱ユニット１１４と、筐体１１５と、ホルダー１１６とを含む。ノズル本体１１１は、部分１１１ａと、部分１１１ｂと、部分１１１ｃとを含む。これらのうち、部分１１１ａは、粒子形成材料を受け取るよう構成された入口Ｅ１を有するため、ノズル本体の材料入口領域とみなすことができ、部分１１１ｂは、部分１１１ａと部分１１１ｃの間に接続され、部分１１１ｃは、溶融した形成材料をノズル本体１１１の外に押し出すよう構成された出口Ｅ２を有するため、材料出口領域とみなすことができる。
【００１８】
駆動ユニット１１２は、ノズル本体１１１内に配置され、駆動ユニット１１２は、互いに接続された、スクリュー１１２ａと、駆動ホイール１１２ｂと、電源１１２ｃを含む。これらのうち、電源１１２ｃは、制御モジュール１４０に電気接続されて、制御モジュール１４０によって制御され、駆動ホイール１１２ｂを介してノズル本体１１１内を移動するようスクリュー１１２ａを駆動して、ノズル本体１１１内の粒子形成材料を押して、材料入口領域（部分１１１ａ）から材料出口領域（部分１１１ｃ）に移動させるよう構成される。
【００１９】
第１加熱ユニット１１３は、ノズル本体１１１内に配置されて電気接続され、制御モジュール１４０によって制御される。このように、第１加熱ユニット１１３は、ノズル本体１１１内の粒子形成材料を加熱および溶融するよう構成され、駆動ユニット１１２を介して溶融した形成材料を材料出口領域からノズル本体１１１の外へ押し出す。第１放熱ユニット１１４は、ノズル本体１１１内に配置され、第１加熱ユニット１１３と材料入口領域（部分１１１ａ）の間に位置し、制御モジュール１４０に電気接続される。第１放熱ユニット１１４は、第１加熱ユニット１１３から材料入口領域（部分１１１ａ）に伝送された熱を下げるよう制御モジュール１４０によって制御される。
【００２０】
図４は、図３の構成要素の断面図である。図３および図４を参照して、具体的に説明すると、本実施形態の３Ｄ印刷ノズル１１０は、粒子タイプの３Ｄ印刷ノズルである。ここで、スクリュー１１２ａは、さらに、順番に、第１セグメントＳ１と、第３セグメントＳ３と、第４セグメントＳ４と、第２セグメントＳ２に分割される。部分１１１ａは、第１セグメントＳ１に対応する、つまり、入口Ｅ１を介して部分１１１ａに入る粒子形成材料は、スクリュー１１２ａと部分１１１ｂの間のチャンバー空間に入るよう部分１１１ａによって案内され、スクリュー１１２ａによって駆動されている時に出口Ｅ２に向かって移動し続けることができる。同時に、第４セグメントＳ４を通過する粒子形成材料は、第１加熱ユニット１１３によって提供された熱に影響されると、それに対応して溶融し始めるため、スクリュー１１２ａによって駆動および押し出されている時に出口Ｅ２を介して部分１１１ｃ（材料出口領域）からノズル本体１１１の外へ押し出される。
【００２１】
本実施形態において、スクリュー１１２ａの直径と長さの比率は、８から１２である。直径と長さの比率は、スクリューの底部直径（螺旋部分を除くスクリューの外径）と長さ（第１セグメントＳ１から第２セグメントＳ２まで延伸する長さ）の比率を指す。つまり、本実施形態において、長さは、スクリューの底部直径の８から１２倍である。このように、粒子形成材料は、追加され、加熱および溶融され、混合され、押し出されている時により単純なプロセスを必要とする。さらに、形成材料は、加熱されて粒子形状から溶融状態に溶融するため、第２セグメントＳ２におけるスクリュー１１２ａの外径φ２は、実質的に、第１セグメントＳ１における外径φ１よりも大きい。このように、第２セグメントＳ２に対応するスクリュー１１２ａは、より大きな圧力を提供して、溶融した形成材料を出口Ｅ２の外へスムーズに押し出す必要がある。そのため、部分１１１ａおよび部分１１１ｂの内径（内部チャンバーの体積）が固定される場合、必要な圧縮レベルに到達するために第２セグメントＳ２におけるチャンバー空間を減らす必要がある（すなわち、スクリュー１１２ａの外径は、図４の上部から底部に向かって徐々に増える必要がある）。
【００２２】
また、スクリュー１１２ａの第３セグメントＳ３は、第１放熱ユニット１１４に対応し、第３セグメントＳ３は、第４セグメントＳ４（第１加熱ユニット１１３に対応する）と第１セグメントＳ１（材料入口領域）の間に位置する。このようにして、第１加熱ユニット１１３から材料入口領域（部分１１１ａ）に伝送された熱を下げることができ、第１セグメントＳ１および第３セグメントＳ３の形成材料がそのまま粒子形状で維持される。それにより、第１セグメントＳ１から第２セグメントＳ２までの形成材料が溶融状態となるのを防ぐことができ、それにより、スクリュー１１２ａがノズル本体１１１内で空転するのを防ぐことができる。
【００２３】
ここで、第１放熱ユニット１１４は、部分１１１ｂによって挿入された放熱フィン１１４ａを含み、放熱フィン１１４ａは、第１加熱ユニット１１３と部分１１１ａの間に位置する。さらに、本実施形態の第１放熱ユニット１１４は、また、筐体１１５に配置され、且つ放熱フィン１１４ａに対応する扇風機１１４ｂを含み、放熱フィン１１４ａに放熱効果を提供する。
【００２４】
言及すべきこととして、本実施形態のノズル本体１１１は、クイックリリース（quick release）機能を提供する。図１および図３を合わせて参照すると、本実施形態のノズル本体１１１において、部分１１１ａおよびホルダー１１６は、構造上合致しているため、部分１１１ａをホルダー１１６の収容空間１１６ａに嵌め込むことができる。その後、筐体１１５をホルダー１１６に組み立てて、ノズル本体１１１と、駆動ユニット１１２と、第１加熱ユニット１１３と、第１放熱ユニット１１４（放熱フィン１１４ａ）とを封入して保護する。
【００２５】
図５は、図１の３Ｄ印刷装置の構成要素の一部の分解図である。図６は、図５の構成要素の概略図である。図１、図２、図５、および図６を合わせて参照すると、本実施形態において、材料供給ホッパー１２０は、ホッパー本体１２１と、ダクト（duct）１２３と、第２加熱ユニット１２４と、第２放熱ユニット１２５と、カバー本体１２２とを含む。これらのうち、カバー本体１２２は、ホッパー本体１２１を覆い、ダクト１２３と、第２加熱ユニット１２４と、第２放熱ユニット１２５は、内部空間ＳＰ内に収容される。ホッパー本体１２１は、ノズル本体１１１の材料入口領域（部分１１１ａ）に接続され、粒子形成材料は、ホッパー本体１２１の内側に配置されるのに適している。第２加熱ユニット１２４をホッパー本体１２１内に配置し、制御モジュール１４０に電気接続することにより、内部空間ＳＰ内の粒子形成材料を予熱温度に達するまで加熱する。第２放熱ユニット１２５は、例えば、扇風機であり、ホッパー本体１２１内に配置され、粒子形成材料を予熱温度で維持する。言い換えると、内部空間ＳＰ内に配置された粒子形成材料は、加熱ユニット１２４を介して予熱されるため、ノズル本体１１１に入った後に粒子形成材料を溶融状態まで加熱するのに必要な時間を減らすことができる。また、第１加熱ユニット１１３に必要な電力も減らすことができる。同時に、第２放熱ユニット１２５およびダクト１２３を用いて、内部空間ＳＰ内の湿気を加熱ユニット１２４で加熱し、ダクト１２３を介して第２放熱ユニット１２５で押し出した後（図６の矢印で示す）、ホッパー本体１２１のノッチ（notch）１２１ａを介して材料供給ホッパー１２０の外に放出することができる。このようにして、粒子形成材料を乾燥した環境に置き、粒子形成材料の表面に水蒸気が付着して後続の３Ｄ印刷プロセスに影響を与えるのを防ぐ。つまり、材料供給ホッパー１２０は、上述した構成要素を介して乾燥および予熱効果を有する粒子形成材料を提供する。
【００２６】
図７は、本発明の別の実施形態に係る３Ｄ印刷装置の概略図である。図７を参照すると、上述した実施形態と異なり、本実施形態の３Ｄ印刷ノズル１１０および材料供給ホッパー１２０は、独立して配置される。図７に示すように、３Ｄ印刷ノズル１１０は、依然として移動モジュール１３０に配置されているため、制御モジュール１４０によって制御され、プラットフォーム１５０上を移動することができる。しかしながら、材料供給ホッパー１２０を固定式ホルダー１６０に配置するため、パイプ１７０を介して３Ｄ印刷ノズル１１０と材料供給ホッパー１２０の間に接続して、必要な材料を提供する。そのため、３Ｄ印刷ノズル１１０および材料供給ホッパー１２０は、３Ｄ印刷の要求に応じて、互いに影響を受けずにユーザーによって自主的に交換することができる。
【００２７】
図８は、本発明のさらに別の実施形態に係る３Ｄ印刷装置の概略図である。図８を参照すると、上述した実施形態と異なり、本実施形態の単一の３Ｄ印刷ノズル１１０は、複数の材料供給ホッパー１２０Ａ、１２０Ｂ、および１２０Ｃのうちの１つに対応する。つまり、本実施形態の材料供給ホッパー１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは、ホルダー１６０に着脱可能に配置される。制御モジュール１４０は、印刷要求に応じて、３Ｄ印刷ノズル１１０を必要な材料供給ホッパー１２０Ａ、１２０Ｂ、および１２０Ｃのうちの１つに対応するように移動し、移動モジュール１３０を介して材料供給ホッパー１２０Ａ、または１２０Ｂ、または１２０Ｃと合わせて組み立てることにより、図１に示した状態を達成する。組み立てられた材料供給ホッパー１２０Ａ、または１２０Ｂ、または１２０Ｃを交換する必要がある時は、元の材料供給ホッパーを戻して、別の異なる材料供給ホッパーを組み立てる。
【００２８】
また、図７および図８に示すように、ユーザーは、図７に示したパイプ１７０を図８に示した３Ｄ印刷ノズル１１０および材料供給ホッパー１２０Ａ、１２０Ｂ、および１２０Ｃのうちの１つに接続することができ、ユーザーは、交換が必要な時に、パイプ１７０を取り外して別の材料供給ホッパーに組み立てることができる。図８の実施形態に示すように、３Ｄ印刷ノズルは、ユーザーが特定の領域で複数の材料供給ホッパーを配置する時に幅広く適用することができる。
【００２９】
以上のように、本発明の実施形態において、粒子タイプの形成材料は、材料として使用するのに適しているため、駆動ユニットと、加熱ユニットと、放熱ユニットを介して形成材料を３Ｄ印刷ノズル内の駆動ユニットでスムーズに移動させることができる。また、この移動プロセスにおいて、加熱ユニットによって提供された熱で加熱しながら、形成材料を溶融状態にする。そして、溶融した形成材料を駆動ユニットでノズル本体の外へ押し出すことができ、それにより、３Ｄ印刷が完了する。このように、３Ｄ印刷ノズルは、原材料の形状に制限されないため、それにより、材料吐出量を効果的に上げることができ、３Ｄ印刷プロセスの効率をさらに高めることができる。
【００３０】
以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
３Ｄ印刷ノズルおよび３Ｄ印刷ノズルアセンブリは、３Ｄ印刷装置に応用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１００  ３Ｄ印刷装置
１１０  ３Ｄ印刷ノズル
１１１  ノズル本体
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ  部分
１１２  駆動ユニット
１１２ａ  スクリュー
１１２ｂ  駆動ホイール
１１２ｃ  電源
１１３  第１加熱ユニット
１１４  第１放熱ユニット
１１４ａ  放熱フィン
１１４ｂ  扇風機
１１５  筐体
１１６  ホルダー
１１６ａ  収容空間
１２０  材料供給ホッパー
１２１  ホッパー本体
１２１ａ  ノッチ
１２２  カバー本体
１２３  ダクト
１２４  第２加熱ユニット
１２５  第２放熱ユニット
１３０  移動モジュール
１４０  制御モジュール
１５０  プラットフォーム
１６０  固定されたホルダー
１７０  パイプ
２００  ３Ｄ物体
ＡＳ１  ３Ｄ印刷ノズルアセンブリ
Ｅ１  入口
Ｅ２  出口
Ｓ１  第１セグメント
Ｓ２  第２セグメント
Ｓ３  第３セグメント
Ｓ４  第４セグメント
ＳＰ  内部空間
φ１、φ２  外径
【図１】
2019137038.tif 000003
【図２】
2019137038.tif 000004
【図３】
2019137038.tif 000005
【図４】
2019137038.tif 000006
【図５】
2019137038.tif 000007
【図６】
2019137038.tif 000008
【図７】
2019137038.tif 000009
【図８】
2019137038.tif 000010
【外国語明細書】
2019137038000001.pdf