(57)【要約】【課題】製造プロセスを簡易化して、生産コストをさらに下げることのできるプリントヘッドモジュールおよびそれを用いた３Ｄプリント装置を提供する。【解決手段】３Ｄプリント装置は、ベースと、プリントヘッドモジュールとを含む。プリントヘッドモジュールは、前記ベースの上方に配置され、プリントヘッドと、少なくとも１つの材料スプールとを含む。プリントヘッドは、互いに組み立てられてプリントヘッドを形成し、全体としてプリントヘッドのノズルを定義する複数の組立部品を含む。各組立部品は、少なくとも１つの材料供給溝を含む。隣接する任意の２つの組立部品の材料供給溝は、互いに対応して配置され、合わせて少なくとも１つの材料供給路を形成する。各材料スプールは、材料供給路に接続され、少なくとも１つの流体材料を材料供給路に提供する。流体材料は、材料供給路を介して伝送され、ベースに分配される。【選択図】図４
2015039885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
前記ベースの上方に配置されたプリントヘッドモジュールと
を含み、前記プリントヘッドモジュールが、
プリントヘッドと、
少なくとも１つの材料スプールと
を含み、前記プリントヘッドが、互いに組み立てられて前記プリントヘッドを形成し、全体として前記プリントヘッドのノズルを定義する複数の組立部品を含み、前記複数の組立部品の各々が、少なくとも１つの材料供給溝を含み、隣接する任意の２つの組立部品の前記材料供給溝が、互いに対応して配置され、これらを組み合わせて少なくとも１つの材料供給路を形成し、
前記少なくとも１つの材料スプールが、前記材料供給路に接続され、少なくとも１つの流体材料を前記少なくとも１つの材料供給路にそれぞれ提供し、前記流体材料が、前記材料供給路を介して伝送され、前記ベースに分配される３Ｄプリント装置。
【請求項２】
前記複数の組立部品の各々が、少なくとも１つの接触面を含み、前記隣接する組立部品の前記接触面と組み立てられるよう構成され、前記材料供給溝の各々が、対応する組立部品の前記接触面に設置された請求項１に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項３】
前記接触面の各々の前記少なくとも１つの材料供給溝の数が、複数である請求項２に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項４】
前記接触面の各々の前記少なくとも１つの材料供給溝の数が、１つであり、前記プリントヘッドの前記少なくとも１つの材料供給路の数が、Ｎであり、前記複数の組立部品の各々の前記接触面間の角度が、３６０／Ｎである請求項２に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項５】
前記接触面の各々が、少なくとも１つの係合部を含み、隣接する任意の２つの組立部品が、対応して配置された前記係合部によって互いに係合された請求項２から４の何れか１項に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの材料供給溝の数および前記少なくとも１つの材料スプールの数が、いずれも複数であり、前記材料スプールが、それぞれ複数の流体材料を提供し、前記流体材料が、それぞれ互いに異なる複数の特性を有する請求項１から５の何れか１項に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項７】
前記複数の特性が、色を含む請求項６に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項８】
前記材料供給路の各々が、延伸部と、湾曲部とを含み、前記延伸部が、それぞれ前記ベースの支地面の法線方向に沿って延伸し、前記湾曲部が、それぞれ対応する延伸部と接続され、前記ノズルに収束する請求項６または７に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項９】
前記材料供給路が、前記ノズルに収束して、前記材料供給路の接合点で前記ノズルと連通する材料混合室を定義し、前記材料供給路内の前記流体材料が、それぞれ前記材料混合室に伝送されて、対応する材料供給路を介して混合される請求項６から８の何れか１項に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項１０】
前記材料混合室が、前記流体材料を通過させて混合する複数の材料混合部材を含む請求項９に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項１１】
ベースに分配される少なくとも１つの流体材料を供給することができ、
複数の組立部品と、
少なくとも１つの材料スプールと
を含み、前記複数の組立部品が、互いに組み立てられてプリントヘッドを形成し、全体として前記プリントヘッドのノズルを定義し、前記複数の組立部品の各々が、少なくとも１つの材料供給溝を含み、隣接する任意の２つの組立部品の前記材料供給溝が、互いに対応して配置され、これらを組み合わせて少なくとも１つの材料供給路を形成し、
前記少なくとも１つの材料スプールが、前記材料供給路に接続され、前記流体材料を前記少なくとも１つの材料供給路にそれぞれ提供し、前記流体材料が、前記材料供給路を介して伝送され、前記ベースに分配されるプリントヘッドモジュール。
【請求項１２】
前記複数の組立部品の各々が、少なくとも１つの接触面を含み、前記隣接する組立部品の前記接触面と組み立てられるよう構成され、前記材料供給溝の各々が、前記対応する組立部品の前記接触面に設置された請求項１１に記載のプリントヘッドモジュール。
【請求項１３】
前記接触面の各々の前記少なくとも１つの材料供給溝の数が、複数である請求項１２に記載のプリントヘッドモジュール。
【請求項１４】
前記接触面の各々の前記少なくとも１つの材料供給溝の数が、１つであり、前記プリントヘッドの前記少なくとも１つの材料供給路の数が、Ｎであり、前記複数の組立部品の各々の前記接触面間の角度が、３６０／Ｎである請求項１２に記載のプリントヘッドモジュール。
【請求項１５】
前記接触面の各々が、少なくとも１つの係合部を含み、隣接する任意の２つの組立部品が、対応して配置された前記係合部によって互いに係合された請求項１２から１４の何れか１項に記載のプリントヘッドモジュール。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの材料供給溝の数および前記少なくとも１つの材料スプールの数が、いずれも複数であり、前記材料スプールが、それぞれ複数の流体材料を提供し、前記流体材料が、それぞれ互いに異なる複数の特性を有する請求項１１から１５の何れか１項に記載のプリントヘッドモジュール。
【請求項１７】
前記複数の特性が、色を含む請求項１６に記載のプリントヘッドモジュール。
【請求項１８】
前記材料供給路の各々が、延伸部と、湾曲部とを含み、前記延伸部が、それぞれ前記ベースの支地面の法線方向に沿って延伸し、前記湾曲部が、それぞれ対応する延伸部と接続され、前記ノズルに収束する請求項１６または１７に記載のプリントヘッドモジュール。
【請求項１９】
前記材料供給路が、前記ノズルに収束して、前記材料供給路の接合点で前記ノズルと連通する材料混合室を定義し、前記材料供給路内の前記流体材料が、それぞれ前記材料混合室に伝送されて、対応する材料供給路を介して混合される請求項１６から１８の何れか１項に記載のプリントヘッドモジュール。
【請求項２０】
前記材料混合室が、前記流体材料を通過させて混合する複数の材料混合部材を含む請求項１９に記載のプリントヘッドモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリントヘッドモジュールおよびそれを用いたプリンタに関するものであり、特に、プリントヘッドモジュールおよびそれを用いた３Ｄプリント装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ支援製造（computer-aided manufacturing, CAM）の進歩に伴い、製造業者は、３Ｄ印刷の技術の発展により、設計のオリジナル概念を迅速に体現できるようになった。３Ｄ印刷技術は、事実上、一連のラピッドプロトタイピング（rapid prototyping, RP）技術の総称であり、基本原理は、ラピッドプロトタイピング機械を使用して、Ｘ‐Ｙ平面上にスキャンした加工物の断面形状を形成し、Ｚ座標で層厚を断続的に移動させて、最終的に３Ｄ物体を形成する積層製造である。３Ｄ印刷技術は、どの幾何形状にも応用可能であり、ＲＰ技術は、特に複雑な部品に対して優れた作品を生み出すため、労力と加工時間を大幅に節約することができる。３Ｄ印刷技術は、ＣＡＤソフトウェアによって設計されたデジタル３Ｄモデルの物体を短時間でユーザーに提供して、モデルの幾何曲線を触ったり、実際に感じたりできるようにするだけでなく、部品の組み立て可能性や可能な機能の試験を行うこともできる。
【０００３】
しかしながら、上述したＲＰ技術を利用する現在の３Ｄプリンタは、一体形成されたプリントヘッドを備えているため、クリーニングや交換に不便である。また、プリントヘッドの製造過程で欠陥が生じた場合、プリントヘッド全体が使用できなくなるため、３Ｄプリンタの製造コストが上がる。さらに、現在の３Ｄプリンタの大部分は、モノクロ印刷しか提供できない。つまり、３Ｄプリンタは、単色の３Ｄ物体しか製造することができない。色の変更が可能な３Ｄプリンタは、プリントヘッドを手動（manually）で交換して、中の構成材料を変更する必要がある。そのため、現在の３Ｄ印刷設備は、不便な上に労力がかかるため、３Ｄ物体の製造は、可変性や柔軟性に制限がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、複数の組立部品で組み立てられたプリントヘッドを有し、製造プロセスを簡易化して、生産コストをさらに下げることのできる３Ｄプリント装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態の３Ｄプリント装置は、ベースと、プリントヘッドモジュールとを含む。プリントヘッドモジュールは、前記ベースの上方に配置され、プリントヘッドと、少なくとも１つの材料スプールとを含む。プリントヘッドは、互いに組み立てられてプリントヘッドを形成し、全体としてプリントヘッドのノズルを定義する複数の組立部品を含む。各組立部品は、少なくとも１つの材料供給溝を含む。隣接する任意の２つの組立部品の材料供給溝は、互いに対応して配置され、これらを組み合わせて少なくとも１つの材料供給路を形成する。各材料スプールは、材料供給路に接続され、少なくとも１つの流体材料を材料供給路に提供する。流体材料は、材料供給路を介して伝送され、ベースに分配される。
【０００６】
１つの実施形態において、プリントヘッドモジュールは、少なくとも１つの流体材料を供給し、流体材料をベースに分配することができる。プリントヘッドモジュールは、複数の組立部品と、少なくとも１つの材料スプールとを含む。組立部品は、互いに組み立てられてプリントヘッドを形成し、全体としてプリントヘッドのノズルを定義する。各組立部品は、少なくとも１つの材料供給溝を含む。隣接する任意の２つの組立部品の材料供給溝は、互いに対応して配置され、これらを組み合わせて少なくとも１つの材料供給路を形成する。材料スプールは、材料供給路に接続され、少なくとも１つの流体材料を材料供給路にそれぞれ提供し、流体材料は、材料供給路を介して伝送され、ベースに分配される。
【発明の効果】
【０００７】
本実施形態のプリントヘッドは、同じ形状の複数の組立部品を組み立てることによって形成され、隣接する任意の２つの組立部品の接触面は、それぞれ、互いに対応する材料供給溝を有する。そのため、組立部品を組み立ててプリントヘッドを形成する時、隣接する任意の２つの組立部品の材料供給溝を組み合わせてプリントヘッドの材料供給路が形成される。したがって、本実施形態のプリントヘッドを形成する組立部品は、同じ型を使って大量に製造することができるため、大量生産に向いている。さらに、プリントヘッドは、複数の組立部品を組み立てることによって形成されるため、組み立てが容易で、クリーニング、交換、メンテナンスがしやすい。したがって、３Ｄプリント装置の製造効率が向上し、メンテナンスコストを下げることができる。
【０００８】
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】
【０００９】
【図１】本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリント装置の操作環境を示す概略図である。
【図２】本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリント装置の一部を示すブロック図である。
【図３】本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリント装置のいくつかの部材を省略した概略図である。
【図４】本発明の１つの実施形態に係るプリントヘッドおよびその組立部品を省略した概略的上面図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係る別のプリントヘッドおよびその組立部品を省略した概略的上面図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る別のプリントヘッドおよびその組立部品を省略した概略的上面図である。
【図７】本発明の別の実施形態に係る別のプリントヘッドおよびその組立部品を省略した概略的上面図である。
【図８】本発明の別の実施形態に係る別のプリントヘッドおよびその組立部品を省略した概略的上面図である。
【図９】本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリント装置のプリントヘッドを省略した概略的断面図である。
【図１０】本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリント装置のプリントヘッドの材料混合部材を省略した概略的上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
理解すべきこととして、前記および他の詳細な説明、特徴および効果は、以下の図面と併せた実施形態を提供することによって、より包括的に説明することを意図する。以下の実施形態において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等の方向を示す用語は、単に添付の図面における方向を指すものである。そのため、方向性の用語は、説明のために用いるものであって、本発明を限定するものではない。また、以下の実施形態において、同一の、または類似する参照番号は、同一の、または類似する構成要素を示す。
【００１１】
図１は、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリント装置の操作環境を示す概略図である。図２は、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリント装置の一部を示すブロック図である。図３は、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリント装置のいくつかの部材を省略した概略図である。図１〜図３を参照すると、本実施形態において、３Ｄプリント装置１００は、デジタル３Ｄモデルに基づいて３Ｄ物体を印刷するのに適している。３Ｄプリント装置１００は、処理ユニット１１０と、プリントヘッドモジュール１０５と、ベース１３０とを含む。プリントヘッドモジュール１０５は、プリントヘッド１２０と、少なくとも１つの材料スプール１４０とを含む。処理ユニット１１０は、プリントヘッド１２０および加熱ユニット１５０にそれぞれ結合され、これらを制御する。本実施形態において、処理ユニット１１０は、デジタル３Ｄモデルを読み取るよう構成される。デジタル３Ｄモデルは、例えば、ＣＡＤまたはアニメーションモデリングソフトウェアを用いて、コンピュータホスト２００により作成されたデジタル３Ｄ画像ファイルである。
【００１２】
さらに、ベース１３０は、プリントヘッド１２０によって分配された流体材料を支持する支持面１３２を有する。プリントヘッド１２０は、ベース１３０の上方に配置され、処理ユニット１１０によって制御されることによって、流体材料を層毎に支持面１３２に分配し、複数の材料層を形成する。材料層は、互いに積層されて、３Ｄ物体１０を形成する。材料スプール１４０は、プリントヘッド１２０に結合される。本実施形態において、少なくとも１つの材料スプール１４０を使用して、プリントヘッド１２０の少なくとも１つの材料供給路に少なくとも１つの流体材料をそれぞれ提供する。さらに詳しく説明すると、流体材料は、ステレオリソグラフィー（stereolithography）、熱溶解樹脂積層法（fused filament fabrication, FFF）、溶融押出モデリング（melted and extrusion modeling, MEM）および電子ビームモデリング（electron beam modeling）等の製造方法に適した材料によって形成される。例えば、ＦＦＦ法は、プリントヘッド１２０の加熱ユニットを使用して、固体材料のスプールを加熱し、固体材料のスプールを溶融状態の流体材料に溶解する方法である。そして、プリントヘッド１２０がプリントヘッド１２０の材料供給路を介して流体材料を伝送し、流体材料をベースに分配することによって、複数の材料層を形成する。その後、例えば、硬化乾燥プロセスを行って、３Ｄ物体１０を形成する。
【００１３】
図４〜図８は、異なる実施形態に係る異なるプリントヘッドおよびその組立部品を省略した概略的上面図である。さらに詳しく説明すると、図４〜図８に示すように、プリントヘッド１２０は、複数の組立部品１２２を含み、これらを互いに組み立てることによってプリントヘッド１２０が形成される。注意すべきこととして、図４〜図８のそれぞれの左側は、異なる実施形態に係るプリントヘッド１２０を形成するのに必要な組立部品１２２のうちの１つを示し、図４〜図８のそれぞれの右側は、左側に示した組立部品１２２を組み立てることによって得られるプリントヘッド１２０を示す。また、図４〜図８において、同一の、または類似する構成要素には、同じ参照番号を用いる。
【００１４】
さらに、各組立部品１２２は、少なくとも１つの材料供給溝１２２ａを含む。さらに詳しく説明すると、各組立部品１２２は、少なくとも１つの接触面１２２ｂを含み、隣接する組立部品１２２の接触面１２２ｂに接触して、組み立てられる。各材料供給溝１２２ａは、対応する組立部品１２２の接触面１２２ｂに設置され、隣接する任意の２つの組立部品１２２の材料供給溝１２２ａは、互いに対応して配置される。そのため、組立部品１２２を互いに組み立ててプリントヘッド１２０を形成する時、図４〜図８のそれぞれの右側に示すように、隣接する任意の２つの組立部品１２２の材料供給溝１２２ａを組み合わせて、材料供給路１２６が形成される。
【００１５】
さらに詳しく説明すると、各組立部品１２２は、図４および図５に示すように、接触面１２２ｂが１つのみでもよく、あるいは、図６および図７に示すように、接触面１２２ｂが複数あってもよい。各接触面１２２ｂは、図４および図６〜図８に示すように、材料供給路１２６が１つのみであってもよい。もちろん、各接触面１２２ｂは、図５に示すように、材料供給路１２６が複数あってもよい。材料供給溝１２２ａの数は、Ｎとする。各接触面１２２ｂの上に材料供給溝１２２ａが１つしかない状況では、各組立部品１２２の隣接する２つの接触面１２２ｂ間の角度は、３６０／Ｎ度である。例えば、図７において、組立部品１２２の各接触面１２２ｂは、材料供給溝１２２ａが１つしかなく、材料供給路１２６の数は、４である。したがって、図７における各組立部品１２２の隣接する２つの接触面１２２ｂ間の角度は、９０度である（すなわち、３６０／４＝９０）。しかしながら、組立部品１２２が各接触面１２２ｂの上に複数の材料供給溝１２２ａを有する場合、隣接する２つの接触面１２２ｂ間の角度と材料供給溝１２６の数の関係は、上記に限定されない。
【００１６】
また、各接触面１２２ｂは、さらに、少なくとも１つの係合部１２２ｃを含んでもよく、隣接する任意の２つの組立部品１２２は、対応して配置された係合部１２２ｃによって互いに係合される。例えば、隣接する任意の２つの組立部品１２２の対応する接触面１２２ｂは、図４および図８に示すように、それぞれ、互いに構造的に合致する係合凸部および係合凹部を有し、係合凸部と係合凹部の係合により隣接する任意の２つの組立部品１２２を組み立てて、プリントヘッド１２０を形成する。その後、分配プロセスにより隣接する任意の２つの組立部品１２２間に粘着性ゲルを充填し、例えば、硬化プロセスにより粘着性ゲルを硬化して、隣接する２つの組立部品１２２間の結合を固定する。
【００１７】
図９は、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリント装置のプリントヘッドを省略した概略的断面図である。図３および図９を参照すると、本実施形態において、組立部品１２２は、互いに組み立てられてプリントヘッド１２０を形成し、全体としてプリントヘッド１２０のノズル１２４を定義する。材料スプール１４０は、プリントヘッド１２０の材料供給路１２６に接続される。材料スプール１４０は、熱溶融材料で構成された固体材料スプールであってもよい。固体材料スプールは、例えば、プリントヘッド１２０の加熱ユニットによって加熱され、熱溶融材料が溶融されて流体材料になり、プリントヘッド１２０の材料供給路１２６に供給される。本実施形態において、熱溶融材料は、例えば、ポリ乳酸（polylactic acid, PLA）またはアクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン（acrylonitrile butadiene styrene, ABS）等の熱溶融ポリマー材料であってもよい。さらに詳しく説明すると、加熱ユニットを使用してプリントヘッド１２０を加熱し、プリントヘッド１２０の材料供給路の温度を熱溶融材料の融点よりも高くなるよう増加させることにより、熱溶融材料が溶融されて流体材料になる。そして、図９に示すように、プリントヘッド１２０が材料供給路１２６を介して流体材料をノズル１２４に伝送して、図３に示すように、流体材料をベース１３０上に分配する。
【００１８】
このような配置により、本実施形態のプリントヘッド１２０は、同じ形状の組立部品１２２を組み立てることによって形成され、隣接する任意の２つの組立部品１２２の接触面１２２ｂは、それぞれ、互いに対応する材料供給溝１２２ａを有する。そのため、組立部品１２２を組み立ててプリントヘッド１２０を形成する時、隣接する任意の２つの組立部品１２２の材料供給溝１２２ａを組み合わせて、材料供給路１２６が形成される。したがって、本実施形態のプリントヘッド１２０を形成する組立部品１２２は、同じ型を使って大量に製造することが可能であり、これらの組立部品１２２を組み立てて複数のプリントヘッド１２０が形成されるため、大量生産に向いている。さらに、プリントヘッド１２０は、複数の組立部品１２２を組み立てることによって形成されるため、組み立てが容易で、クリーニング、交換、メンテナンスがしやすい。
【００１９】
一般的に、材料スプール１４０の数がプリントヘッド１２０の材料供給路１２６の数に対応することにより、色や材質等の異なる特性を有する流体材料をそれぞれ異なる材料供給路１２６に提供することができる。処理ユニット１１０は、デジタル３Ｄモデルの特性パラメータに基づいて、対応する流体材料を選択し、ベース１３０の支持面１３２に選択した流体材料を分配して３Ｄ物体１０を形成するようプリントヘッド１２０を制御する。例えば、材料供給路１２６は、それぞれ、複数の材料スプール１４０に接続され、材料スプール１４０によって提供される流体材料の色は、互いに異なり（例えば、流体材料の色は、赤、黄、青および白）、デジタル３Ｄモデルの色特性パラメータは、赤である。処理ユニット１１０は、デジタル３Ｄモデルの色特性パラメータを読み取り、それに従って赤い流体材料を選択した後、赤い流体材料を支持面１１２に塗布して、赤い３Ｄ物体１０を形成する。また、３Ｄプリント装置１００は、３Ｄ物体１０の形成中に、デジタル３Ｄモデルの色特性パラメータに基づいて、選択した流体材料を切り替えることにより、プリントヘッド１２０が異なる色の流体材料を塗布し、異なる色の３Ｄ物体１０を形成することができる。
【００２０】
注意すべきこととして、図４に示すように、プリントヘッド１２０に材料供給路１２が１つしかなくても、３Ｄプリント装置１００は、複数の材料スプール１４０を備えることができるため、例えば、複数の材料スプール１４０が異なる色を有する複数の流体材料をそれぞれ提供することができる。したがって、処理ユニット１１０は、デジタル３Ｄモデルの色特性パラメータに基づいて、流体材料のうちの１つを選択し、選択された流体材料に対応する材料スプール１４０をプリントヘッド１２０の材料供給路１２６と接続した後、プリントヘッド１２０を制御して、そこに接続された流体材料をベース１３０の支持面１３２に塗布し、３Ｄ物体１０を形成することができる。
【００２１】
図１０は、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリント装置のプリントヘッドの材料混合部材を省略した概略的上面図である。図９および図１０を参照すると、本実施形態において、３Ｄプリント装置１００は、複数の材料供給路１２６と、それらに対応する複数の材料スプール１４０とを含んでもよい。材料スプール１４０は、それぞれ、異なる特性を有する複数の流体材料を提供する。例えば、材料スプール１４０によって提供された流体材料は、異なる色特性を有し、処理ユニット１１０は、デジタル３Ｄモデルの色特性パラメータに基づいて、異なる材料スプール１４０を同時に選択し、そこから提供された流体材料をベース１３０の支持面１３２に塗布する。つまり、本実施形態において、処理ユニット１１０は、デジタル３Ｄモデルの色特性パラメータに基づいて、異なる特性を有する複数の材料スプール１４０を同時に選択し、選択された材料スプール１４０を対応する材料供給路１２６にそれぞれ提供する。選択された材料スプール１４０によって提供された異なる特性を有する流体材料は、その後、対応する材料供給路１２６を介してプリントヘッド１２０のノズル１２４にそれぞれ伝送される。
【００２２】
さらに詳しく説明すると、各材料供給路１２６は、延伸部１２６ａと、湾曲部１２６ｂとを含む、例えば、延伸部１２６ａは、それぞれ、ベースの支持面（例えば、図３に示すベース１３０の支持面１３２）の法線方向に沿って延伸し、湾曲部１２６ｂは、対応する延伸部１２６ａにそれぞれ接続され、図９に示すように、ノズル１２４に収束する。このようにして、材料供給路１２６は、ノズル１２４に収束し、材料供給路１２６の接合点でノズル１２４に連通する材料混合室１２８を定義する。そのため、対応する材料供給路１２６を介して、異なる特性を有する選択された流体材料を材料混合室１２８に集めて適切に混合した後、ノズル１２４を介して、均一に混合された流体材料をベース１３０に分配することができる。さらに、本実施形態において、材料混合室１２８は、図１０に示すように、各流体材料の流路に分配された複数の材料混合部材１２８ａを含み、ノズル１２４に向かって各流体材料の流動方向を変更して、各流体材料が異なる特性を有する別の流体材料と混合されるよう強制してもよい。その後、均一に混合された流体材料は、ノズル１２４を介して押し出され、ベース１３０に分配される。ここで、説明すべきこととして、本実施形態において、材料混合部材１２８ａは、例えば、複数のリブ、バンプまたは攪拌翼（stirring blade）等であってもよい。材料混合部材１２８ａは、放射状または螺旋状に配置することができる。しかしながら、本発明は、本実施形態の材料混合部材１２８ａの形状および配置を限定する意図はない。
【００２３】
例えば、本実施形態において、３Ｄプリント装置１００は、複数の材料スプール１４０を含み、材料スプール１４０によって提供された流体材料の色は、例えば、赤、黄、青および白であってもよく、デジタル３Ｄモデルの色特性パラメータは、例えば、緑である。処理ユニット１１０は、デジタル３Ｄモデルの色特性パラメータを読み出し、それに基づいて黄色と青の流体材料を選択した後、黄色と青の流体材料を対応する材料供給路１２６に接続する。これにより、黄色の流体材料と青の流体材料は、それぞれ、対応する材料供給路１２６を介して材料混合室１２８に集まる。そして、材料混合室１２８内の成分、例えば、材料混合部材１２８ａを使用して、黄色と青の流体材料を適切に混合し、緑の流体材料を得る。その後、ノズル１２４を介して均一に混合された緑の流体材料をベース１３０に塗布し、緑の３Ｄ物体１０を形成する。本実施形態において、処理ユニット１１０は、さらに、デジタル３Ｄモデルの色特性パラメータに基づいて、異なる色を有する流体材料の混合率を制御し、デジタル３Ｄモデルにより近い色を取得することによって、より本物に近い３Ｄ物体１０を製造することができる。また、３Ｄプリント装置１００は、３Ｄ物体１０の形成中に、デジタル３Ｄモデルに基づいて、選択した流体材料を切り替えて、異なる色を有する流体材料を混合することにより、プリントヘッド１２０が異なる色の流体材料を塗布し、様々な色の３Ｄ物体１０を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本実施形態のプリントヘッドは、複数の組立部品を組み立てることによって形成され、隣接する任意の２つの組立部品の接触面は、それぞれ、互いに対応する材料供給溝を有する。そのため、組立部品を組み立ててプリントヘッドを形成する時、隣接する任意の２つの組立部品の材料供給溝を組み合わせてプリントヘッドの材料供給路が形成される。したがって、本実施形態のプリントヘッドを形成する組立部品は、同じ型を使用して大量に製造できるため、大量生産に向いている。さらに、プリントヘッドは、複数の組立部品を組み立てることによって形成されるため、組み立てが容易で、クリーニング、交換、メンテナンスがしやすく、メンテナンスコストを下げることができる。
【００２５】
さらに、３Ｄプリント装置は、複数の材料スプールと、それらに対応する複数の材料供給路とを含む。例えば、処理ユニットは、デジタル３Ｄモデルの特性パラメータに対応する材料スプールによって提供された流体材料の特性に基づいて、流体材料のうちの１つを選択し、選択された材料スプールを材料供給路に接続した後、プリントヘッドは、選択された材料スプールによって提供された流体材料を押し出して、ベースに分配する。そのため、本発明の３Ｄプリント装置は、デジタル３Ｄモデルの特性パラメータに対応する特性を有する流体材料を選択し、デジタル３Ｄモデルにより近い３Ｄ物体を製造することができる。
【００２６】
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。
【符号の説明】
【００２７】
１０  ３Ｄ物体
１００  ３Ｄプリント装置
１０５  プリントヘッドモジュール
１１０  処理ユニット
１２０  プリントヘッド
１２２  組立部品
１２２ａ  材料供給溝
１２２ｂ  接触面
１２２ｃ  係合部
１２４  ノズル
１２６  材料供給路
１２６ａ  延伸部
１２６ｂ  湾曲部
１２８  材料混合室
１２８ａ  材料混合部材
１３０  ベース
１３２  支持面
１４０  材料スプール
１５０  加熱ユニット
２００  コンピュータホスト
【図１】
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【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９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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