(57)【要約】  １以上の音波発生部を具備し、１以上の印刷材料を空中浮揚させ、特定パターンを有するプリント層を形成するように、音響フィールドを生成する音波浮揚ユニット、印刷材料を供給する材料供給ユニット、及びプレートを具備し、プレート上に、形成されたプリント層が順次に積層される載置ユニットを具備する音波浮揚を利用したプリンタ装置を提供する。
2021500256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の音波発生部を具備し、１以上の印刷材料を空中浮揚させ、特定パターンを有するプリント層を形成するように、音響フィールドを生成する音波浮揚ユニットと、
前記印刷材料を供給する材料供給ユニットと、
プレートを具備し、前記プレート上に前記形成されたプリント層が順次に積層される載置ユニットと、を具備する音波浮揚を利用したプリンタ装置。
【請求項２】
前記プレートが移動する経路に向けて光を照射し、前記プレート上に積層される前記プリント層を硬化させる光硬化ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の音波浮揚を利用したプリンタ装置。
【請求項３】
製造する対象体に係わる形状情報、及び前記印刷材料の厚みに係わる情報を利用し、積層される順序による前記プリント層のパターン情報を生成し、前記パターン情報に対応する前記音響フィールドを生成するように、前記音波浮揚ユニットを制御する制御ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の音波浮揚を利用したプリンタ装置。
【請求項４】
前記制御ユニットは、前記載置ユニットが、前記音波浮揚ユニットに対し、事前に設定された距離以下に近接する場合、前記音波浮揚ユニットを制御し、前記プリント層を落下させることを特徴とする請求項３に記載の音波浮揚を利用したプリンタ装置。
【請求項５】
前記載置ユニットは、前記プレートを上下に移動させる上下駆動部をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の音波浮揚を利用したプリンタ装置。
【請求項６】
前記材料供給ユニットは、前記音波浮揚ユニットと隣接するように配置され、前記音響フィールドに向け、前記印刷材料を供給することを特徴とする請求項１に記載の音波浮揚を利用したプリンタ装置。
【請求項７】
前記材料供給ユニットは、前記音波浮揚ユニットと連結され、前記音波浮揚ユニットに前記印刷材料を供給し、
前記音波浮揚ユニットは、前記音響フィールドを生成すると共に、前記印刷材料を前記音響フィールドに供給することを特徴とする請求項１に記載の音波浮揚を利用したプリンタ装置。
【請求項８】
１以上の音波発生部と、前記音波発生部を第１方向、及び前記第１方向と交差する第２方向のうち少なくともいずれか一方向に移動させる平面駆動部と、を具備し、音響フィールドを生成し、１以上の印刷材料を空中浮揚させる音波浮揚ユニットと、
プレートを具備し、前記プレート上に前記印刷材料が載置される載置ユニットと、
製造する対象体に係わる形状情報に対応し、前記印刷材料が前記プレート上に載置されるように、前記音波浮揚ユニットを制御する制御ユニットと、を具備する音波浮揚を利用したプリンタ装置。
【請求項９】
前記制御ユニットは、前記対象体に係わる前記形状情報、及び前記印刷材料の厚みに係わる情報を利用し、積層される順序によるプリント層のパターン情報を生成し、前記パターン情報に対応する前記音響フィールドを生成するか、あるいは前記音波発生部を移動させるように、前記音波浮揚ユニットを制御することを特徴とする請求項８に記載の音波浮揚を利用したプリンタ装置。
【請求項１０】
前記音波浮揚ユニットと隣接するように配置され、前記音響フィールドに向け、前記印刷材料を供給する材料供給ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項８に記載の音波浮揚を利用したプリンタ装置。
【請求項１１】
前記音波浮揚ユニットと連結され、前記音波浮揚ユニットに前記印刷材料を供給する材料供給ユニットをさらに具備し、
前記音波浮揚ユニットは、前記音響フィールドを生成すると共に、前記印刷材料を前記音響フィールドに供給することを特徴とする請求項８に記載の音波浮揚を利用したプリンタ装置。
【請求項１２】
前記プレートが移動する経路に向けて光を照射し、前記プレート上に積層される前記印刷材料を硬化させる光硬化ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項８に記載の音波浮揚を利用したプリンタ装置。
【請求項１３】
前記載置ユニットは、前記プレートを上下に移動させる上下駆動部をさらに具備することを特徴とする請求項８に記載の音波浮揚を利用したプリンタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波浮揚を利用したプリンタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元（３Ｄ）プリンタ技術は、ＣＡＤ（computer aided design）を使用して作られた図面に対応する出力物を、切削加工なしに層ごとに積み上げる方式で、複雑な構造物を短時間内に制作することができる技術である。最近、該技術は、試作品制作を超え、医療、自動車、船舶、履物などの産業に活発に活用されている。
【０００３】
三次元プリンタは、光硬化樹脂にレーザ光を走査し、走査された部分が硬化される原理を利用したＳＬＡ方式（stereolithography apparatus）と、ＳＬＡ方式において、光硬化樹脂の代わりに、機能性高分子または金属粉末を使用し、レーザ光線を走査して固結させて成形する原理を利用したＳＬＳ方式（slective laser sintering）と、ＦＤＭ方式（fused deposition modeling）と、光硬化樹脂が保存された保存槽の下部に光を照射し、部分的に硬化される原理を利用したＤＬＰ方式（digital light processing）とがある。
【０００４】
そのような三次元プリンタ技術の発達により、出力物の正確度を高めるための技術の重要性が強調されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、音波浮揚（acoustic levitation）を利用し、対象体をプリンティングするプリンタ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態は、１以上の音波発生部を具備し、１以上の印刷材料を空中浮揚させ、特定パターンを有するプリント層を形成するように、音響フィールド（acoustic field）を生成する音波浮揚ユニット、前記印刷材料を供給する材料供給ユニット、及びプレートを具備し、前記プレート上に前記形成されたプリント層が順次に積層される載置ユニットを具備する音波浮揚を利用したプリンタ装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態による音波浮揚を利用したプリンタ装置は、音波を利用し、印刷材料を空中浮揚させた状態で、特定パターンに形成することができ、印刷材料の精密制御が可能であり、それを介して、精巧なプリンティングが可能である。特に、本発明の実施形態による音波浮揚を利用したプリンタ装置は、粘弾性を有する敏感性印刷材料を、物理的な接触なしにも、特定パターンに形成させることができ、多様な材質を利用し、対象体をプリンティングすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態による、音波浮揚を利用したプリンタ装置を概略的に図示した図面である。
【図２】図１の音波浮揚を利用したプリンタ装置の部分断面図である。
【図３】図１の音波浮揚を利用したプリンタ装置のブロック図である。
【図４】本発明の他の実施形態による音波浮揚を利用したプリンタ装置の一部を概略的に図示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態は、１以上の音波発生部を具備し、１以上の印刷材料を空中浮揚（levitation）させて特定パターンを有するプリント層を形成するように、音響フィールド（ＡＦ：acoustic field）を生成する音波浮揚ユニット、前記印刷材料を供給する材料供給ユニット、及びプレートを具備し、前記プレート上に前記形成されたプリント層が順次に積層される載置ユニットを具備する、音波浮揚を利用したプリンタ装置を提供する。
【００１０】
本発明の一実施形態において、前記プレートが移動する経路に向けて光を照射し、前記プレート上に積層される前記プリント層を硬化させる光硬化ユニットをさらに具備することができる。
【００１１】
本発明の一実施形態において、製造しようとする対象体に係わる形状情報、及び前記印刷材料の厚みに係わる情報を利用し、積層される順序による前記プリント層のパターン情報を生成し、前記パターン情報に対応する前記音響フィールドを生成するように、前記音波浮揚ユニットを制御する制御ユニットをさらに含んでもよい。
【００１２】
本発明の一実施形態において、前記制御ユニットは、前記載置ユニットが、前記音波浮揚ユニットに対し、事前に設定された距離以下に近接する場合、前記音波浮揚ユニットを制御し、前記プリント層を落下させることができる。
【００１３】
本発明の一実施形態において、前記載置ユニットは、前記プレートを上下に移動させる上下駆動部をさらに具備することができる。
【００１４】
本発明の一実施形態において、前記材料供給ユニットは、前記音波浮揚ユニットと隣接するように配置され、前記音響フィールドに向け、前記印刷材料を供給することができる。
【００１５】
本発明の一実施形態において、前記材料供給ユニットは、前記音波浮揚ユニットと連結され、前記音波浮揚ユニットに前記印刷材料を供給し、前記音波浮揚ユニットは、前記音響フィールドを生成すると共に、前記印刷材料を前記音響フィールドに供給することができる。
【００１６】
本発明の他の実施形態は、１以上の音波発生部と、前記音波発生部を第１方向、及び前記第１方向と交差する第２方向のうち少なくともいずれか一方向に移動させる平面駆動部と、を具備し、音響フィールドを生成し、１以上の印刷材料を空中浮揚させる音波浮揚ユニット；及びプレートを具備し、前記プレート上に前記印刷材料が載置される載置ユニット、及び製造しようとする対象体に係わる形状情報に対応し、前記印刷材料が前記プレート上に載置されるように、前記音波浮揚ユニットを制御する制御ユニット；を具備する、音波浮揚を利用したプリンタ装置を提供する。
【００１７】
本発明の一実施形態において、前記制御ユニットは、前記対象体に係わる前記形状情報、及び前記印刷材料の厚みに係わる情報を利用し、積層される順序によるプリント層のパターン情報を生成し、前記パターン情報に対応する前記音響フィールドを生成するか、あるいは前記音波発生部を移動させるように、前記音波浮揚ユニットを制御することができる。
【００１８】
本発明の一実施形態において、前記音波浮揚ユニットと隣接するように配置され、前記音響フィールドに向け、前記印刷材料を供給する材料供給ユニットをさらに具備することができる。
【００１９】
本発明の一実施形態において、前記音波浮揚ユニットと連結され、前記音波浮揚ユニットに前記印刷材料を供給する材料供給ユニットをさらに具備し、前記音波浮揚ユニットは、前記音響フィールドを生成すると共に、前記印刷材料を前記音響フィールドに供給することができる。
【００２０】
本発明の一実施形態において、前記プレートが移動する経路に向けて光を照射し、前記プレート上に積層される前記印刷材料を硬化させる光硬化ユニットをさらに具備することができる。
【００２１】
本発明の一実施形態において、前記載置ユニットは、前記プレートを上下に移動させる上下駆動部をさらに具備することができる。
【００２２】
前述のところ以外の他の側面、特徴、利点は、以下の図面、特許請求の範囲、及び発明の詳細な説明から明確になるであろう。
【００２３】
本発明は、多様な変換を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができるが、特定実施形態を図面に例示し、詳細な説明によって詳細に説明する。本発明の効果、特徴、及びそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、多様な形態にも具現される。
【００２４】
以下、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明するが、図面を参照して説明するとき、同一であるか、あるいは対応する構成要素は、同一図面符号を付し、それに係わる重複説明は、省略する。
【００２５】
以下の実施形態において、第１、第２のような用語は、限定的な意味ではなく、１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的に使用された。
【００２６】
以下の実施形態において、単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。
【００２７】
以下の実施形態において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴または構成要素が存在するということを意味するものであり、１以上の他の特徴または構成要素が付加される可能性をあらかじめ排除するものではない。
【００２８】
以下の実施形態において、膜、領域、構成要素などの部分が、他の部分の上または上部にあるとするとき、他の部分の真上にある場合だけではなく、その中間に、他の膜、領域、構成要素などが介在されている場合も含む。
【００２９】
図面においては、説明の便宜のために、構成要素がその大きさが誇張されていたり縮小されていたりする。例えば、図面に示された各構成の大きさ及び厚みは、説明の便宜のために任意に示されているので、本発明は、必ずしも図示されたところに限定されるものではない。
【００３０】
ある実施形態が異なって具現可能な場合、特定の工程順序は、説明される順序と異なっても遂行される。例えば、連続して説明される２つの工程が、実質的に同時にも遂行され、説明される順序と反対の順序にも進められる。
【００３１】
以下の実施形態において、膜、領域、構成要素などが連結されているとするとき、膜、領域、構成要素が直接連結されている場合だけではなく、膜、領域、構成要素の中間に他の膜、領域、構成要素が介在されて間接的に連結されている場合も含む。例えば、本明細書において、膜、領域、構成要素などが電気的に連結されているとするとき、膜、領域、構成要素などが直接電気的に連結されている場合だけではなく、その中間に、他の膜、領域、構成要素などが介在され、間接的に電気的連結されている場合も含む。
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態による、音波浮揚を利用したプリンタ装置１０を概略的に図示した図面であり、図２は、図１の音波浮揚を利用したプリンタ装置１０の部分断面図であり、図３は、図１の音波浮揚を利用したプリンタ装置１０のブロック図である。
【００３３】
図１ないし図３を参照すれば、本発明の一実施形態による、音波浮揚を利用したプリンタ装置１０は、音波浮揚ユニット１１０、材料供給ユニット１２０、載置ユニット１３０、光硬化ユニット１４０及び制御ユニット１５０を含んでもよい。
【００３４】
音波浮揚ユニット１１０は、１以上の音波発生部１１１を具備し、音響フィールド（ＡＦ）を生成し、１以上の印刷材料ｄを空中浮揚させることができる。音波浮揚ユニット１１０は、音波発生部１１１を、第１方向（ｙ方向）、及び第１方向（ｙ方向）と交差する第２方向（ｘ方向）のうち少なくともいずれか一方向に移動させる平面駆動部（図示せず）を具備することができる。
【００３５】
例えば、音波浮揚ユニット１１０は、第１方向（ｙ方向）に案内するレールＲ１，Ｒ２を具備し、平面駆動部（図示せず）は、レールＲ１，Ｒ２に沿って、音波発生部１１１を移動させることができる。それを介して、音波浮揚ユニット１１０は、印刷材料ｄを空中浮揚させた状態で移動することにより、ｘ−ｙ平面に対してスキャニングが可能であり、特定パターンを有するプリント層を形成し、後述する載置ユニット１３０に載置させることができる。
【００３６】
音波を利用した空中浮揚は、媒質中において、高面密度音波において、音波の放射圧を使用し、媒質中に物質を浮揚させる方法である。音波浮揚ユニット１１０は、互いに対向するように配置される第１音波浮揚ユニット１１０Ａ及び第２音波浮揚ユニット１１０Ｂを具備することができる。第１音波浮揚ユニット１１０Ａ及び第２音波浮揚ユニット１１０Ｂは、それぞれ１以上の音波発生部１１１を具備することができる。このとき、音波発生部１１１は、音波を発生させる手段であり、例えば、超音波トランスデューサ（ultrasonic transducer）でもある。
【００３７】
第１音波浮揚ユニット１１０Ａ及び第２音波浮揚ユニット１１０Ｂは、図示されているように、一定間隔に配列される複数の音波発生部１１１を具備し、音波発生部１１１から放出される音波放出強度を調節することにより、印刷材料を空中浮揚させる音響フィールド（ＡＦ）を生成することができる。該音響フィールド（ＡＦ）は、複数の音波発生部１１１から発生された音波が交差しながら、物体を浮揚させる圧力である放射圧を生成することになる。音波浮揚ユニット１１０は、複数の音波発生部１１１から発生する音波の放出強度を調節し、音響フィールド（ＡＦ）を生成することにより、印刷材料ｄを空中浮揚させた状態で、特定パターンに形成することができる。
【００３８】
材料供給ユニット１２０は、印刷材料ｄを供給することができる。一実施形態として、材料供給ユニット１２０は、音波浮揚ユニット１１０と隣接するように配置され、音響フィールド（ＡＦ）に向けて印刷材料を供給することができる。このとき、一実施形態として、印刷材料ｄは、アクリル（acrylic）基を含む光硬化性物質を含んでもよい。本発明の一実施形態による、音波浮揚を利用したプリンタ装置１０は、空中浮揚されてパターンが形成された印刷材料ｄを光硬化させることにより、印刷工程を進めることができる。しかし、本発明は、必ずしもそれに制限されるものではなく、他の実施形態として、熱を利用し、印刷材料ｄを硬化させることができ、その２つの方式をいずれも利用して印刷材料ｄを硬化させることもできる。
【００３９】
一方、印刷材料ｄは、粘弾性を有する高分子物質からもなる。高分子溶液を構成する高分子物質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタルレイト、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステルカーボネート、ナイロン、アラミド、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ酢酸ビニル、ポリペプチドを含むグループのうちから選択された少なくとも１以上を含んでもよいが、本発明は、それらに制限されるものではない。他の実施形態として、印刷材料ｄは、三次元プリンティングに使用される金属粉末を含んでもよい。
【００４０】
他の実施形態として、材料供給ユニット１２０は、音波浮揚ユニット１１０と連結され、音波浮揚ユニット１１０に印刷材料ｄを供給することができる。材料供給ユニット１２０は、印刷材料ｄを保存する保存部１２１、及び保存部１２１から前記印刷材料ｄを音波浮揚ユニット１１０に案内する供給管１２３を具備することができる。
【００４１】
このとき、音波浮揚ユニット１１０は、音響フィールド（ＡＦ）を生成すると共に、印刷材料ｄを音響フィールド（ＡＦ）に供給することができる。例えば、音波浮揚ユニット１１０は、図示されていないが、材料供給ユニット１２０から供給された印刷材料ｄを収容する収容部と、前記収容部から一定量ほど音響フィールド（ＡＦ）に供給するディスペンス部と、を具備することができる。音波発生部１１１は、図示されているように、中央にホールｈが形成され、該ディスペンス部は、一定量の印刷材料ｄを、ホールｈを介して音響フィールド（ＡＦ）に供給することができる。
【００４２】
載置ユニット１３０は、音波浮揚ユニット１１０下部に位置するプレート１３１を具備し、プレート１３１上に、印刷材料ｄが積層されもする。載置ユニット１３０は、プレート１３１を上下に移動させる上下駆動部１３３をさらに具備し、前記プレート１３１を、音波浮揚ユニット１１０を向けて往復動させることができる。印刷材料ｄは、音波浮揚ユニット１１０によって特定位置に空中浮揚されていて、プレート１３１上にも載置される。前述の特定位置は、製造する対象体の形状情報に基づいても決定され、対象体の形状情報に対応するプリント層Ｍ１は、プレート１３１上にも形成される。
【００４３】
一方、載置ユニット１３０は、プレート１３１上に積層される印刷材料ｄに、熱を供給する熱供給部（図示せず）をさらに含んでもよい。本発明の一実施形態は、熱によって硬化可能な印刷材料ｄを使用してプリンティングする場合、熱供給部（図示せず）を介して印刷材料ｄに熱を供給することにより、プレート１３１上に印刷材料ｄを積層させると共に、硬化工程も遂行することができる。
【００４４】
一方、光硬化物質を含む印刷材料ｄを使用する場合、本発明の一実施形態による、音波浮揚を利用したプリンタ装置１０は、光硬化ユニット１４０を含んでもよい。光硬化ユニット１４０は、プレート１３１が移動する経路に向けて光を照射し、プレート１３１上に載置される印刷材料ｄ、または前述のプリント層Ｍ１を硬化させることができる。光硬化ユニット１４０は、例えば、１以上のＵＶランプを含んでもよい。前述のＵＶランプは、図示されているように、プレート１３１が上下に移動する経路上に、一定間隔にも配置される。
【００４５】
制御ユニット１５０は、製造する対象体に係わる形状情報が保存されもする。製造する対象体の形状情報は、レーザスキャニング装置のような外部の装置を利用しても提供される。制御ユニット１５０は、製造する対象体に係わる形状情報に対応し、印刷材料ｄが載置ユニット１３０のプレート１３１上に載置されるように、音波浮揚ユニット１１０を制御することができる。
【００４６】
具体的には、制御ユニット１５０は、事前に知らされている印刷材料ｄの厚みに係わる情報と、前述の形状情報とを利用し、積層される順序によるプリント層Ｍ１のパターン情報を生成することができる。制御ユニット１５０は、印刷材料ｄの厚みに対応し、対象体を高さ方向（ｚ方向）に係わる複数のプリント層Ｍ１に区分した後、それぞれのプリント層Ｍ１のパターン情報を生成することになる。制御ユニット１５０は、音波浮揚ユニット１１０によって空中浮揚された印刷材料ｄが、前述のプリント層Ｍ１のパターン情報に対応して位置するように、音波浮揚ユニット１１０を制御することができる。言い換えれば、制御ユニット１５０は、音波浮揚ユニット１１０を制御し、パターン情報に対応する音響フィールド（ＡＦ）を生成するか、あるいは音波発生部を、第１方向（ｙ方向）または第２方向（ｘ方向）に移動させることができる。
【００４７】
また、制御ユニット１５０は、音波浮揚ユニット１１０によって空中浮揚された印刷材料ｄが、プレート１３１上に載置されうるように、載置ユニット１３０を制御することができる。制御ユニット１５０は、音波浮揚ユニット１１０により、プレート１３１上に１つのプリント層Ｍ１が形成されれば、上下駆動部１３３を制御し、プレート１３１を音波浮揚ユニット１１０から遠くなるように移動させることができる。制御ユニット１５０は、プレート１３１が移動する間、光硬化ユニット１４０を制御し、プレート１３１上に形成されたプリント層Ｍ１に光を照射することにより、プリント層Ｍ１を硬化させることができる。
【００４８】
その後、制御ユニット１５０は、またプレート１３１を、音波浮揚ユニット１１０に向けて移動させ、新たなプリント層Ｍ１が硬化されたプリント層Ｍ１上に載置されるように上下駆動部１３３を制御し、前述の過程を反復し、対象体を完成させることができる。
【００４９】
図４は、本発明の他の実施形態による音波浮揚を利用したプリンタ装置１０−１の一部を概略的に図示した図面である。他の実施形態による音波浮揚を利用したプリンタ装置１０−１は、音波浮揚ユニット１１０及び制御ユニット１５０を除き、一実施形態による音波浮揚を利用したプリンタ装置１０と同一であるが、重複説明は、省略する。
【００５０】
図３及び図４を参照すれば、本発明の他の実施形態による音波浮揚を利用したプリンタ装置１０−１は、音波浮揚ユニット１１０、材料供給ユニット１２０、載置ユニット１３０、光硬化ユニット１４０及び制御ユニット１５０を含んでもよい。
【００５１】
音波浮揚ユニット１１０は、１以上の音波発生部１１１を具備し、１以上の印刷材料ｄを空中浮揚させ、特定パターンを有するプリント層Ｍ１を形成するように、音響フィールド（ＡＦ）を生成することができる。このとき、他の実施形態による音波浮揚ユニット１１０は、一実施形態と異なり、印刷材料ｄをスキャニングしてプリンティングするのではなく、複数の印刷材料ｄを一層のプリント層に１回で形成した後、載置ユニット１３０に載置させることを特徴とする。
【００５２】
音波浮揚ユニット１１０は、複数の音波発生部１１１を具備し、図示されているように、印刷材料ｄを取り囲むように、四方にも配置される。音波浮揚ユニット１１０は、一定間隔に配列される複数の音波発生部１１１をそれぞれ具備し、音波発生部１１１から放出される音波放出強度を調節することにより、印刷材料ｄを空中浮揚させる音響フィールド（ＡＦ）を生成することができる。他の実施形態による音波浮揚ユニット１１０は、四方に配置された複数の音波発生部１１１を介して、複数の印刷材料ｄを、特定パターンによってなるプリント層Ｍ１に形成し、空中浮揚させることができる。
【００５３】
材料供給ユニット１２０は、印刷材料ｄを供給することができる。一実施形態として、材料供給ユニット１２０は、音波浮揚ユニット１１０と隣接するように配置され、音響フィールド（ＡＦ）に向けて印刷材料を供給することができる。他の実施形態として、材料供給ユニット１２０は、音波浮揚ユニット１１０と連結され、音波浮揚ユニット１１０に印刷材料ｄを供給することができる。
【００５４】
載置ユニット１３０は、音波浮揚ユニット１１０下部に位置するプレート１３１を具備し、プレート１３１上に、プリント層Ｍ１が積層されもする。プリント層Ｍ１は、順次に積層されることにより、製造する対象体Ｍ０を形成することができる。載置ユニット１３０は、プレート１３１を上下に移動させる上下駆動部１３３をさらに具備し、プレート１３１を、音波浮揚ユニット１１０に向けて往復動させることができる。
【００５５】
制御ユニット１５０は、製造する対象体Ｍ０に係わる形状情報、及び印刷材料ｄの厚みに係わる情報を利用し、積層される順序によるプリント層Ｍ１のパターン情報を生成することができる。制御ユニット１５０は、パターン情報に対応する音響フィールド（ＡＦ）を生成するように、音波浮揚ユニット１１０を制御することができる。
【００５６】
このとき、制御ユニット１５０は、載置ユニット１３０が、音波浮揚ユニット１１０に対し、事前に設定された距離以下に近接する場合、音波浮揚ユニット１１０を制御し、プリント層Ｍ１を落下させることができる。言い換えれば、本発明の他の実施形態による音波浮揚を利用したプリンタ装置１０−１は、音響フィールド（ＡＦ）を生成し、特定パターンを有するプリント層Ｍ１を形成し、それを落下させ、順次に載置ユニット１３０に載置させることにより、対象体Ｍ０を完成させることができる。
【００５７】
制御ユニット１５０は、音波浮揚ユニット１１０によって空中浮揚されたプリント層Ｍ１を落下させ、プレート１３１上に載置されれば、上下駆動部１３３を制御し、プレート１３１を音波浮揚ユニット１１０から遠くなるように移動させることができる。制御ユニット１５０は、プレート１３１が移動する間、光硬化ユニット１４０を制御し、プレート１３１上に形成されたプリント層Ｍ１に光を照射することにより、プリント層Ｍ１を硬化させることができる。制御ユニット１５０は、そのような過程を反復することにより、対象体Ｍ０を完成させることができる。
【００５８】
前述のように、本発明の実施形態による音波浮揚を利用したプリンタ装置は、音波を利用し、印刷材料を空中浮揚させた状態で、特定パターンに形成することができ、印刷材料の精密制御が可能であり、それを介して、精巧なプリンティングが可能である。特に、本発明の実施形態による音波浮揚を利用したプリンタ装置は、粘弾性を有する敏感性印刷材料を、物理的な接触なしにも、特定パターンに形成させることができ、多様な材質を利用し、対象体をプリンティングすることが可能になる。
【００５９】
そのように、本発明は、図面に図示された一実施形態を参照にして説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、当該分野において当業者であるならば、それらから多様な変形、及び実施形態の変形が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の一実施形態によれば、音波浮揚効果を利用したプリンタ装置を提供する。また、産業上利用する三次元プリンタ装置などに、本発明の実施形態を適用することができる。
【図１】
2021500256.tif 000003
【図２】
2021500256.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2021500256.tif 000008
2021500256.tif 000009
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