(57)【要約】  ３次元プリント物品を製造するための３次元プリントシステムおよび装置アセンブリが提供される。装置アセンブリは、３次元プリント構築システムと、オプションの液体除去システムと、オプションの取入れシステムとを含む。構築システムは、コンベヤと、複数の構築モジュールと、粉末層化システムおよびプリントシステムを有する少なくとも１つの構築ステーションとを含む。装置アセンブリを使用して、医薬、医療、および非医薬／非医療物体を製造することができる。装置アセンブリを使用して、単一または複数の物品を調製することができる。
2018532625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元プリント物品を調製する方法であって：
ａ）高さ調節可能な下側プラットフォーム（またはパンチ）を含むレセプタクル内に１つまたはそれ以上の粉末層を形成する工程と；
ｂ）レセプタクル内で結合流体を１つまたはそれ以上の粉末層に付着させて、１つまたはそれ以上のプリント増分層を形成する工程と；
ｃ）３ＤＰ物品の完成前に、少なくとも１つの上側パンチを含むパンチシステムにより、レセプタクル内で１つまたはそれ以上のプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、または成形する工程と；
ｄ）工程ａ）およびｂ）、および場合により工程ｃ）を繰り返して、３ＤＰ物品の形成を完了する工程とを含む前記方法。
【請求項２】
３次元プリント物品を調製する方法であって：
ａ）高さ調節可能な下側プラットフォーム（またはパンチ）を含むレセプタクル内に１つまたはそれ以上の粉末層を形成する工程と；
ｂ）結合流体を１つまたはそれ以上の粉末層に付着させて、プリントされていないルース粉末および１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品に対応する１つまたはそれ以上のプリント増分層を含むプリント床を形成する工程と；
ｃ）１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品の完成前に、少なくとも１つの上側パンチを含むパンチシステムにより、レセプタクル内で１つまたはそれ以上のプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、または成形する工程と；
ｄ）工程ａ）およびｂ）、および場合により工程ｃ）を繰り返して、１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品の形成を完了する工程とを含む前記方法。
【請求項３】
１）追加の工程ｃ）は工程ａ）および工程ｂ）の間に実行され；
２）工程ｃ）は工程ｂ）の前に実行され；
３）プロセスは、工程ｂ）の後に乾燥工程をさらに含み、工程ｃ）の実行前に１つまたはそれ以上のプリント増分層内の結合流体の量を減少させるようにし；
４）工程ａ）およびｂ）は繰り返され、工程ｃ）は３ＤＰ物品の調製中に少なくとも一度実行され；
５）工程ａ）、ｂ）、およびｃ）は各々、３ＤＰ物品の調製中に少なくとも一度繰り返され；
６）プロセスの工程の最小シーケンスは：ｉ）工程ａ）、工程ｂ）、乾燥、工程ｃ）、および工程ｄ）；ｉｉ）工程ａ）、工程ｃ）、工程ｂ）、乾燥、工程ｃ）、および工程ｄ）であり；ならびに／または
７）工程ｃ）はレセプタクルが固定である間に実行される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの圧縮、マーキング、および／または成形領域を含む３ＤＰ物品を調製する方法であって：
ａ）プリント増分層を形成する工程と；
ｂ）３ＤＰ物品の形成（プリント）の完了前にパンチシステムによりプリント増分層を圧縮、マーキング、および／または成形する工程であって、パンチシステムは少なくとも１つの上側パンチを含む工程とを含む前記方法。
【請求項５】
工程ａ）の前または工程ｂ）の後に別のプリント増分層を形成する工程をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
圧縮、マーキング、および／または成形工程は、ａ）３ＤＰ物品の各プリント増分層；
またはｂ）３ＤＰ物品のプリント増分層の少なくとも１つだがすべてには満たないプリント増分層で実行される、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
３次元プリント物品を調製する方法であって：
ａ）粉末層を空洞内に形成する工程と；
ｂ）空洞内の粉末層に液体を付着させ、またはプリントして、プリント増分層を形成する工程と；
ｃ）少なくとも１つの上側パンチを含むパンチシステムにより、粉末層および／またはプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形する工程とを含む前記方法。
【請求項８】
工程ａ）およびｂ）が繰り返されて複数のプリント増分層を形成する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
工程ｃ）が少なくとも一度繰り返される、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
３次元プリント物品を調製する方法であって：
ａ）粉末層を空洞内に形成する工程と；
ｂ）空洞内の粉末層に液体を付着させ、またはプリントして、プリント増分層を形成する工程と；
ｃ）別の粉末層を空洞内に形成する工程と；
ｄ）少なくとも１つの上側パンチを含むパンチシステムにより、粉末層およびプリント増分層を同時に並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形する工程とを含む前記方法。
【請求項１１】
工程ａ）およびｂ）、および場合により工程ｃ）が繰り返されて複数のプリント増分層を形成する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
工程ｄ）が少なくとも一度繰り返される、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形の前または後にプリント増分層を乾燥させる工程をさらに含む、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
空隙率（密度）が異なる領域を有する３次元プリント（３ＤＰ）物品であって、各領域が１つまたはそれ以上のプリント増分層を含み、少なくとも１つの領域が圧縮され、別の領域が圧縮されていない前記物品。
【請求項１５】
ａ）複数のプリント増分層が存在し、少なくとも１つのプリント増分層が圧縮され；
ｂ）複数のプリント増分層が存在し、少なくとも１つのプリント増分層が圧縮層であり、少なくとも１つのプリント増分層が圧縮されていない（非圧縮）層であり；または、
ｃ）複数のプリント増分層が存在し、複数の圧縮されていないプリント増分層が存在する、請求項１４に記載の物品。
【請求項１６】
少なくとも１つの圧縮層が均一に圧縮され、少なくとも１つの圧縮層が不均一に圧縮され、またはこれらの組み合わせである、請求項１４または１５に記載の物品。
【請求項１７】
３ＤＰ装置アセンブリ（システムまたは装置）であって：
少なくとも１つの粉末層化領域（またはシステム）と；
少なくとも１つの結合流体付加領域（またはシステム）と；
少なくとも１つのパンチ領域（またはシステム）と；
領域間で可動の少なくとも１つの粉末レセプタクルとを含む前記３ＤＰ装置アセンブリ。
【請求項１８】
乾燥領域（またはシステム）と排出（物品移送）領域（またはシステム）とをさらに含む、請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
ａ）粉末レセプタクルは、粉末層化領域にあるときに粉末を受けて粉末層をレセプタクル内に形成し；
ｂ）レセプタクルが結合流体付加領域にあるときに結合流体が粉末層に付加されて、プリント増分層をレセプタクル内に形成し；かつ
ｃ）レセプタクル内の粉末層またはプリント増分層がパンチ領域でパンチングされ、該パンチングにより、粉末層またはプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形することができる、請求項１７または１８に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
ａ）１つまたはそれ以上のプリント増分層が、パンチ領域で並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形され；
ｂ）１つまたはそれ以上のプリント増分層がパンチ領域で圧縮されず；または、
ｃ）１つまたはそれ以上のプリント増分層が、パンチ領域で並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形され、１つまたはそれ以上の増分層が、パンチ領域で並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形されない、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
レセプタクルは：
ａ）粉末層化領域から結合流体付加領域へ、次いでパンチ領域へ動き；
ｂ）粉末層化領域からパンチ領域へ、次いで結合流体付加領域へ動き；
ｃ）粉末層化領域から結合流体付加領域へ、次いで粉末層化領域へ戻った後、パンチ領域へ動き；または
ｄ）粉末層化領域から結合流体付加領域、乾燥領域へ、次いでパンチ領域へ動く、請求項１７〜１９、２０のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
３次元プリント装置アセンブリであって：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
少なくとも１つの粉末レセプタクルおよび該レセプタクル内に配置された高さ調節可能なプラットフォーム（またはパンチ）を含む少なくとも１つの構築モジュールと；
粉末をレセプタクル内に付着させることにより粉末層を形成するための少なくとも１つの粉末層化システムと；
結合流体を粉末層に付着させてプリント増分層を形成する少なくとも１つの結合流体付着システムと；
レセプタクル内で粉末層またはプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、または成形するための少なくとも１つのパンチシステムであって、少なくとも１つの上側パンチを含むパンチシステムとを含む、３次元プリント構築システムを含む前記３次元プリント装置アセンブリ。
【請求項２３】
ａ）プリント増分層をその形成後にインプロセス乾燥するための少なくとも１つの層乾燥システム；および／または
ｂ）３ＤＰ物品の形成完了後に３ＤＰ物品を乾燥させるための少なくとも１つの物品乾燥システムをさらに含む、請求項２２に記載の装置アセンブリ。
【請求項２４】
ａ）装置アセンブリ（または装置）は、複数の構築モジュールを案内するように適用されたコンベヤシステムをさらに含み；
ｂ）装置アセンブリは、１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品を受けて３ＤＰ物品から液体を除去する少なくとも１つの液体除去システム（物品乾燥システム）をさらに含み；
ｃ）構築システムは、構築サイクルの完了前、すなわち増分層の形成の間に、１つまたはそれ以上の増分層から液体を除去する少なくとも１つの液体除去システム（層乾燥システム）をさらに含み；
ｄ）装置アセンブリ（または装置）は、３ＤＰ物品を一度に１つまたはそれ以上、３次元プリント構築システムから離れる方へ移送する物品移送システムをさらに含み；
ｅ）装置アセンブリ（または装置）は、３ＤＰ物品からルース粒子を除去する除塵システムをさらに含み；
ｆ）装置アセンブリ（または装置）は、１つまたはそれ以上の制御システムをさらに含み；
ｇ）装置アセンブリ（または装置）は、１つまたはそれ以上の検査システムをさらに含む、請求項２２または２３に記載の装置アセンブリ。
【請求項２５】
ａ）コンベヤシステムは、少なくとも１つの粉末層化システム、少なくとも１つのプリントシステム、および少なくとも１つのパンチシステムの間で構築モジュールを繰り返し輸送して、構築モジュール内に少なくとも１つの物品を形成し；
ｂ）コンベヤシステムは、少なくとも１つの粉末層化システム、少なくとも１つのプリントシステム、少なくとも１つの層乾燥システム、および少なくとも１つのパンチシステムの間で構築モジュールを繰り返し輸送して、構築モジュール内に少なくとも１つの物品を形成し；
ｃ）コンベヤシステムは、少なくとも１つの粉末層化システムおよび少なくとも１つのプリントシステムの間で構築モジュールを繰り返し輸送して、構築モジュール内に少なくとも１つの物品を形成し；または
ｄ）これらの組み合わせである、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の装置アセンブリ。
【請求項２６】
３次元プリント装置アセンブリであって：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
複数の構築モジュールを案内し、位置決めコントローラおよび複数の構築モジュール係合部を含むコンベヤシステムと；
コンベヤシステムに係合された複数の構築モジュールであって、粉末層化システムから粉末を受けて一時的に保持し、１）空洞を画成する１つまたはそれ以上の側壁、および２）空洞内に配置された徐々に高さ調節可能なプラットフォーム（下側パンチ）を含む構築モジュールと；
少なくとも１つの構築ステーションであって、１）空洞内に増分粉末層を形成し、少なくとも１つの粉末充填ヘッド、少なくとも１つの粉末スプレッダ、および少なくとも１つの粉末溜めを含む、少なくとも１つの粉末層化システム、ならびに２）増分粉末層に少なくとも１つの所定のパターンに従って液体を付加し、少なくとも１つの液体供給システム、および少なくとも１つの所定のパターンに従って液体を付着させる少なくとも１つのプリントヘッドを含む少なくとも１つのプリントシステムを含む構築ステーションと；
少なくとも１つの上側パンチを含む少なくとも１つのパンチシステムとを含み、
コンベヤシステムは、複数の構築モジュールを少なくとも１つの粉末層化システムから少なくとも１つのプリントシステムへ繰り返し輸送し、
これにより、３次元プリント構築システムは：１）構築モジュールにおける構築ラップごとに少なくとも１つのプリント増分層を形成し；２）構築モジュールにおける構築サイクルごとに単一の３ＤＰ物品を形成し；３）構築モジュールにおける構築サイクルごとに複数の３ＤＰ物品を形成し；または４）１つまたはそれ以上の３次元プリント物品、および場合により、構築モジュールにおける構築サイクルごとにプリントされていないルース（非結合または部分的にのみ結合した）粉末を含む３ＤＰ床を形成する、３次元プリント構築システムを含む前記３次元プリント装置アセンブリ。
【請求項２７】
ａ）１）１つまたはそれ以上のプリント増分層；２）１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品；または３）１つまたはそれ以上３ＤＰ床からルース粉末を分離する少なくとも１つの取入れシステム；および／または、
ｂ）１）不完全に形成されたインプロセス３ＤＰ物品の１つまたはそれ以上のプリント増分層；２）プリント後の１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品；または３）１つまたはそれ以上の３ＤＰ床から液体を除去する少なくとも１つの液体除去システムとをさらに含む、請求項２６に記載の３次元プリント装置アセンブリ。
【請求項２８】
３次元プリント装置アセンブリであって：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
第１の周囲により画成された上面視を有し、かつレセプタクル内に配置された高さ調節可能なプラットフォーム（またはパンチ）を有する粉末受けレセプタクルを含む少なくとも１つの構築モジュールと；
レセプタクル内に粉末を付着させることにより粉末層を形成するための少なくとも１つの粉末層化システムと；
結合流体を粉末層に付着させてプリント増分層を形成するための少なくとも１つの結合流体付着システムと；
第１の周囲の上面視に近似する上面視を持つ第２の周囲により画成された上側または下側平面視を有する少なくとも１つの上側パンチを含む少なくとも１つのパンチシステムとを含む、３次元プリント構築システムを含む前記３次元プリント装置アセンブリ。
【請求項２９】
３次元プリント装置アセンブリであって：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
複数の構築モジュールを案内するコンベヤシステムと；
コンベヤシステムに係合された複数の構築モジュールであって、粉末層化システムから粉末を受けて一時的に保持し、１）上面視が第１の周囲により画成された空洞を画成する１つまたはそれ以上の側壁、および２）空洞内に配置された徐々に高さ調節可能なプラットフォーム（下側パンチ）を含む構築モジュールと；
少なくとも１つの構築ステーションであって、１）空洞内に増分粉末層を形成し、少なくとも１つの粉末充填ヘッド、少なくとも１つの粉末スプレッダ、および少なくとも１つの粉末溜めを含む、少なくとも１つの粉末層化システム、ならびに２）増分粉末層に少なくとも１つの所定のパターンに従って液体を付加し、少なくとも１つの液体供給システム、および少なくとも１つの所定のパターンに従って液体を付着させる少なくとも１つのプリントヘッドを含む少なくとも１つのプリントシステムを含む構築ステーションとを含み、
コンベヤシステムは、複数の構築モジュールを少なくとも１つの粉末層化システムから少なくとも１つのプリントシステムへ繰り返し輸送し、
これにより、３次元プリント構築システムは：１）構築モジュールにおける構築ラップごとに少なくとも１つのプリント増分層を形成し；２）構築モジュールにおける構築サイクルごとに単一の３ＤＰ物品を形成し；３）構築モジュールにおける構築サイクルごとに複数の３ＤＰ物品を形成し；または４）１つまたはそれ以上の３次元プリント物品、および場合により、構築モジュールにおける構築サイクルごとにプリントされていないルース（非結合または部分的にのみ結合した）粉末を含む３ＤＰ床を形成する、３次元プリント構築システムを含む前記３次元プリント装置アセンブリ。
【請求項３０】
少なくとも２つのプリント増分層を含む３次元プリント（３ＤＰ）物品であって：
少なくとも１つのプリント増分層が第１の領域および水平に隣接する第２の領域を含み；
第１の領域は第１のバルク粉末および第１の結合流体から調製され；
第２の領域は第２のバルク粉末および第２の結合流体から調製され；
第１のバルク粉末は第２のバルク粉末とは異なる前記３次元プリント物品。
【請求項３１】
ａ）第１の結合流体と第２の結合流体とは同一であり；
ｂ）第１の結合流体と第２の結合流体とは異なる、請求項３０に記載の物品。
【請求項３２】
ａ）第１の結合流体と第２の結合流体とは異なる組成を有し；かつ／または
ｂ）第１のバルク粉末と第２のバルク粉末とは異なる組成を有する、請求項３０または３１に記載の物品。
【請求項３３】
請求項１〜３２のいずれか２つ以上の組み合わせを含む発明。
【請求項３４】
本明細書に略記載された発明。
【請求項３５】
図面の１つまたはそれ以上に略記載された発明。
【請求項３６】
３次元プリント物品を調製する方法であって：
ａ）高さ調節可能な下側プラットフォーム（または下側パンチ）を含むレセプタクル内に１つまたはそれ以上の粉末層を形成する工程であって、レセプタクルの上面視の内周およびプラットフォーム（または下側パンチ）の上面視の外周が物品の平面視の外周に近似する工程と；
ｂ）レセプタクル内で１つまたはそれ以上の粉末層の周囲または周囲近くに結合流体を付着させて、外周がレセプタクルの内周に近似する上面視を有するプリントパターンにより画成された１つまたはそれ以上のプリント増分層を形成する工程と；
ｃ）３ＤＰ物品の完成前に、上側または下側パンチシステムにより、レセプタクル内で１つまたはそれ以上のプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、または成形する工程と；
ｄ）工程ａ）およびｂ）、および場合により工程ｃ）を繰り返して、３ＤＰ物品の形成を完了する工程とを含む前記方法。
【請求項３７】
所定のパターンは第１の周囲に近似する第２の周囲を含む、請求項１７〜２９のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項３８】
３次元プリント装置アセンブリであって：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
第１の周囲により画成された上面視を有し、かつレセプタクル内に配置された高さ調節可能なプラットフォーム（またはパンチ）を有する粉末受けレセプタクルを含む少なくとも１つの構築モジュールと；
レセプタクル内に粉末を付着させることにより粉末層を形成するための少なくとも１つの粉末層化システムと；
結合流体を粉末層に付着させてプリント増分層を形成するための少なくとも１つの結合流体付着システムであって、第１の周囲に近似する上面視を持つ第２の周囲を含むパターンに従って流体が付着される結合流体付着システムとを含む、３次元プリント構築システムを含む前記３次元プリント装置アセンブリ。
【請求項３９】
第１の周囲の上面視に近似する上面視を持つ第２の周囲を含むパターンに従って流体が付着される、請求項３８に記載のアセンブリ。
【請求項４０】
３次元プリント装置アセンブリであって：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
複数の構築モジュールを案内するコンベヤシステムと；
コンベヤシステムに係合された複数の構築モジュールであって、粉末層化システムから粉末を受けて一時的に保持し、１）上面視が第１の周囲により画成された空洞を画成する１つまたはそれ以上の側壁、および２）空洞内に配置された徐々に高さ調節可能なプラットフォーム（パンチ）を含む構築モジュールと；
少なくとも１つの構築ステーションであって、１）空洞内に増分粉末層を形成し、少なくとも１つの粉末充填ヘッド、少なくとも１つの粉末スプレッダ、および少なくとも１つの粉末溜めを含む、少なくとも１つの粉末層化システム、ならびに２）増分粉末層に少なくとも１つの所定のパターンに従って液体を付加し、少なくとも１つの液体供給システム、および少なくとも１つの所定のパターンに従って液体を付着させる少なくとも１つのプリントヘッドを含む少なくとも１つのプリントシステムを含み、所定のパターンは第１の周囲に近似する第２の周囲を含む構築ステーションとを含み、
コンベヤシステムは、複数の構築モジュールを少なくとも１つの粉末層化システムから少なくとも１つのプリントシステムへ繰り返し輸送し、
これにより、３次元プリント構築システムは：１）構築モジュールにおける構築ラップごとに少なくとも１つのプリント増分層を形成し；２）構築モジュールにおける構築サイクルごとに単一の３ＤＰ物品を形成し；３）構築モジュールにおける構築サイクルごとに複数の３ＤＰ物品を形成し；または４）１つまたはそれ以上の３次元プリント物品、および場合により、構築モジュールにおける構築サイクルごとにプリントされていないルース（非結合または部分的にのみ結合した）粉末を含む３ＤＰ床を形成する、３次元プリント構築システムを含む前記３次元プリント装置アセンブリ。
【請求項４１】
コンベヤは、多段コンベヤ、タレットアセンブリ、ベルトコンベヤ、ホイールコンベヤ、ローラコンベヤ、チェーンコンベヤ、ワイヤメッシュコンベヤ、プレートコンベヤ、スラットコンベヤ、磁気コンベヤ、バケットコンベヤ、カートオントラックコンベヤである、請求項４０に記載のアセンブリ。
【請求項４２】
タレットアセンブリは、複数のレセプタクルを含む着脱可能な上側ディスクと、上側ディスクのそれぞれのレセプタクルに垂直に位置合わせされた複数のパンチ（徐々に高さ調節可能なプラットフォーム）を含む下側ディスクとを含む、請求項４１に記載のアセンブリ。
【請求項４３】
タレットディスク交換システムをさらに含む、請求項４１または４２に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空洞３次元プリントによる物品の調製、および可変層密度を有する物品の調製のための製造システムおよび装置アセンブリおよびその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラピッドプロトタイピングは、物体のコンピュータモデルから物体の３次元試作品を作製するための様々な技術を説明するものである。１つの技術は、プリンタを使用して複数の２次元層から３Ｄ試作品を作製する３次元プリントである。特に、３Ｄ物体のデジタル表現がコンピュータメモリに記憶される。コンピュータソフトウェアは、物体の表現を複数の別個の２Ｄ層に区分する。あるいは、各増分層についての命令の流れ（一連の連続したもの）、例えば一連の画像を直接入力することができる。その後、３Ｄプリンタは、ソフトウェアにより区分された各々の２Ｄ画像層について結合材料の薄層を作製する。層が共に重なってプリントされ、互いに接着して所望の試作品を形成する。
【０００３】
３次元粉末液体プリント技術を使用して、医薬品剤形、機械試作品および概念モデル、機械部材の鋳型、骨成長促進インプラント、電子回路基板、組織工学用スキャフォールド、応答性生物医学用複合材、組織成長促進インプラント、歯修復物、宝飾品、流体フィルタ、およびその他のこのような物品などの物品が調製されている。
【０００４】
３次元プリントは、粉末の薄層が表面上に広げられ、粉末の選択された領域が流体の制御付着（プリント）によって共に結合される固体自由造形作製技術／ラピッドプロトタイピング技術である。この基本動作が層ごとに繰り返され、各々の新しい層が上に形成されて、前にプリントされた層に接着することにより、最終的に非結合粉末の床の内部に３次元物体を作る。プリントされた物体が十分な結合力を有するとき、物体を非結合粉末から分離することができる。
【０００５】
物品の３次元プリントのためのシステムおよび装置アセンブリが市販されており、または他社により使用されている：Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ、ＭＡ）、Ｚ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの３ＤＰおよびＨＤ３ＤＰ（商標）システム（Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ、ＭＡ）、Ｔｈｅ  Ｅｘ  Ｏｎｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｌ．Ｌ．Ｃ．（Ｉｒｗｉｎ、ＰＡ）、Ｓｏｌｉｇｅｎ（Ｎｏｒｔｈｒｉｄｇｅ、ＣＡ）、Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｆｒａｎｋｌｉｎ、ＭＡ）、ＴＤＫ株式会社（日本、千葉県）、Ｔｈｅｒｉｃｓ  Ｌ．Ｌ．Ｃ．（Ａｋｒｏｎ、ＯＨ、現在はＩｎｔｅｇｒａ  Ｌｉｆｅｓｃｉｅｎｃｅｓの一部）、Ｐｈｏｅｎｉｘ  Ａｎａｌｙｓｉｓ＆Ｄｅｓｉｇｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ（Ｔｅｍｐｅ、ＡＺ）、Ｓｔｒａｔａｓｙｓ、Ｉｎｃ．のＤｉｍｅｎｓｉｏｎ（商標）システム（Ｅｄｅｎ  Ｐｒａｉｒｉｅ、ＭＮ）、Ｏｂｊｅｔ  Ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ、ＭＡまたはＲｅｈｏｖｏｔ、Ｉｓｒａｅｌ）、Ｘｐｒｅｓｓ３Ｄ（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ、ＭＮ）、および３Ｄ  ＳｙｓｔｅｍｓのＩｎｖｉｓｉｏｎ（商標）システム（Ｖａｌｅｎｃｉａ、ＣＡ）。
【０００６】
いくつかのシステムが特許文献に記載されている：特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８、特許文献１９、特許文献２０、特許文献２１、特許文献２２、特許文献２３、特許文献２４、特許文献２５、特許文献２６、特許文献２７、特許文献２８、特許文献２９、特許文献３０、特許文献３１、特許文献３２、特許文献３３、特許文献３４、特許文献３５、特許文献３６、特許文献３７、特許文献３８、特許文献３９、特許文献４０、特許文献４１、特許文献４２、特許文献４３、特許文献４４、特許文献４５、特許文献４６、特許文献４７、特許文献４８、特許文献４９、特許文献５０、特許文献５１、特許文献５２、特許文献５３、特許文献５４、特許文献５５、特許文献５６、特許文献５７、特許文献５８、特許文献５９、特許文献６０、特許文献６１、特許文献６２、特許文献６３、特許文献６４、特許文献６５、特許文献６６、特許文献６７、特許文献６８、特許文献６９、特許文献７０、特許文献７１、特許文献７２、特許文献７３、特許文献７４、特許文献７５、特許文献７６、特許文献７７、特許文献７８、特許文献７９、特許文献８０、特許文献８１、特許文献８２、特許文献８３、特許文献８４、特許文献８５、特許文献８６、特許文献８７、特許文献８８、特許文献８９、特許文献９０、特許文献９１、特許文献９２、特許文献９３、特許文献９４、特許文献９５、特許文献９６、特許文献９７、特許文献９８、特許文献９９、特許文献１００、特許文献１０１、特許文献１０２、特許文献１０３、特許文献１０４、特許文献１０５、特許文献１０６、特許文献１０７、特許文献１０８、特許文献１０９、特許文献１１０、特許文献１１１、特許文献１１２、特許文献１１３、特許文献１１４、特許文献１１５、特許文献１１６、特許文献１１７、特許文献１１８、特許文献１１９、特許文献１２０、特許文献１２１、特許文献１２２、特許文献１２３、特許文献１２４、特許文献１２５、特許文献１２６、特許文献１２７、特許文献１２８、特許文献１２９、特許文献１３０、特許文献１３１、特許文献１３２、特許文献１３３、特許文献１３４、特許文献１３５、特許文献１３６、特許文献１３７、特許文献１３８、特許文献１３９、特許文献１４０、特許文献１４１。これらは、その構成により円筒座標（動径座標または極座標）に基づくシステムを使用している。
【０００７】
粉末および結合流体を使用する３次元プリントシステムは、通常、粉末層をレセプタクル内に配置し、結合流体を個々の粉末層に付着させることにより物品を形成する。結合流体は各層内の粉末の領域にパターンで付加されて、非結合粉末材料がパターンの外周に残るようになっている。その後、結合粉末を含むプリント物品は、かなりの量の非結合粉末から分離される。そのようなプロセスは、非結合粉末の無駄な消費または再利用を必要とするため望ましくない。非結合粉末を無駄に消費または再利用する必要を実質的に低減させる、またはなくすための装置アセンブリ、システム、および方法を提供することが、当分野における実質的な改良となるだろう。
【０００８】
３次元プリントシステムは、多くの場合、特別注文もしくは「一度限りの」部材の製造、または場合により、マスカスタマイゼーションを対象とする。これは、一連の別個の構築サイクルにおいて、または場合により、同一の構築サイクルの異なる処理領域内において、互いに異なるサイズおよび形状を示す多くの異なる部材を作製すること含み得る。金型（ｔｏｏｌｉｎｇ）を用いない柔軟性およびカスタマイゼーションという目標によって、これらのシステムの多くが大型の開放床を使用するようになり、これはさらに、粉末液体３次元プリントを扱うときに起こり得る非結合粉末の無駄な消費または再利用の問題の一因となっている。このようなシステムは多数の同一部材の製造には適していないため、非結合粉末を無駄に消費または再利用する必要を低減させ、またはなくしつつ、多数の同一部材を製造することに適した装置アセンブリ、システム、および方法を提供することが、当分野における実質的な改良となるだろう。
【０００９】
現在まで、３次元プリント物品の形成中（プロセスのプリントサイクル中）に何らかの種類の圧縮を使用するシステムは開示されていない。３ＤＰ物品のための唯一の圧縮の種類は、物品の形成後、すなわちプリントサイクルおよび乾燥サイクルの完了後の冷間静水圧プレス成形または一軸圧縮である。一軸圧縮された３次元プリント剤形が公知である（特許文献１４２、特許文献１４３、および特許文献１４４。これらは冷間静水圧プレス成形について引用されたある欠点を克服している）。これらの３次元プリント剤形は、プロセスの３次元プリント部分を最初に完了し、剤形を乾燥させた後に、剤形を一軸圧縮することによって作られる。冷間静水圧圧縮を使用する場合、一時弾性バッグまたは型が必要であり、これを用いて各物品を、圧力を全表面に均一に加えるために使用する閉じ込められた液体に浸し、その後、バッグまたは型を取り外す。いずれの場合にも、そのようなシステムおよびプロセスでは、圧縮がプリント物品全体に行われるため、プリント物品の個々の層の間に制御された変化する空隙率を有する３次元プリント物品を形成することはできない。そのようなシステムおよびプロセスは、より密に圧縮された下側領域（高密度部分）とより緩く圧縮された、またはさらには圧縮されない上側領域（低密度部分）とを含む３次元プリント物品を形成することができない。密度（または空隙率）が異なる上側部分と下側部分とを含む３次元プリント物品を調製するための装置アセンブリ、システム、および方法を提供することが、当分野における実質的な改良となるだろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８０２８１０１９号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８０２７７８２３号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８０２７５１８１号
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８０２６９９４０号
【特許文献５】米国特許出願公開第２００８０２６９９３９号
【特許文献６】米国特許出願公開第２００８０２５９４３４号
【特許文献７】米国特許出願公開第２００８０２４１４０４号
【特許文献８】米国特許出願公開第２００８０２３１６４５号
【特許文献９】米国特許出願公開第２００８０２２９９６１号
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００８０２１１１３２号
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００８０１９２０７４号
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００８０１８７７１１号
【特許文献１３】米国特許出願公開第２００８０１８０５０９号
【特許文献１４】米国特許出願公開第２００８０１３８５１５号
【特許文献１５】米国特許出願公開第２００８０１２４４６４号
【特許文献１６】米国特許出願公開第２００８０１２１１７２号
【特許文献１７】米国特許出願公開第２００８０１２１１３０号
【特許文献１８】米国特許出願公開第２００８０１１８６５５号
【特許文献１９】米国特許出願公開第２００８０１１０３９５号
【特許文献２０】米国特許出願公開第２００８０１０５１４４号
【特許文献２１】米国特許出願公開第２００８００６８４１６号
【特許文献２２】米国特許出願公開第２００８００６２２１４号
【特許文献２３】米国特許出願公開第２００８００４２３２１号
【特許文献２４】米国特許出願公開第２００７０２８９７０５号
【特許文献２５】米国特許出願公開第２００７０２５９０１０号
【特許文献２６】米国特許出願公開第２００７０２５２８７１号
【特許文献２７】米国特許出願公開第２００７０１９５１５０号
【特許文献２８】米国特許出願公開第２００７０１８８５４９号
【特許文献２９】米国特許出願公開第２００７０１８７５０８号
【特許文献３０】米国特許出願公開第２００７０１８２７９９号
【特許文献３１】米国特許出願公開第２００７０１８２７８２号
【特許文献３２】米国特許出願公開第２００７０１６８８１５号
【特許文献３３】米国特許出願公開第２００７０１４６７３４号
【特許文献３４】米国特許出願公開第２００６０２６８０５７号
【特許文献３５】米国特許出願公開第２００６０２６８０４４号
【特許文献３６】米国特許出願公開第２００６０２３０９７０号
【特許文献３７】米国特許出願公開第２００６０１４１１４５号
【特許文献３８】米国特許出願公開第２００６０１２７１５３号
【特許文献３９】米国特許出願公開第２００６０１１１８０７号
【特許文献４０】米国特許出願公開第２００６０１１０４４３号
【特許文献４１】米国特許出願公開第２００６００９９２８７号
【特許文献４２】米国特許出願公開第２００６００７７２４１号
【特許文献４３】米国特許出願公開第２００５００５４０３９号
【特許文献４４】米国特許出願公開第２００６００３５０３４号
【特許文献４５】米国特許出願公開第２００６００３０９６４号
【特許文献４６】米国特許出願公開第２００５０２４７２１６号
【特許文献４７】米国特許出願公開第２００５０２０４９３９号
【特許文献４８】米国特許出願公開第２００５０１９７４３１号
【特許文献４９】米国特許出願公開第２００５０１７９７２１号
【特許文献５０】米国特許出願公開第２００５０１０４２４１号
【特許文献５１】米国特許出願公開第２００５００６９７８４号
【特許文献５２】米国特許出願公開第２００５００６１２４１号
【特許文献５３】米国特許出願公開第２００５００５９７５７号
【特許文献５４】米国特許出願公開第２００４０２６５４１３号
【特許文献５５】米国特許出願公開第２００４０２６２７９７号
【特許文献５６】米国特許出願公開第２００４０２５２１７４号
【特許文献５７】米国特許出願公開第２００４０２４３１３３号
【特許文献５８】米国特許出願公開第２００４０２２５３９８号
【特許文献５９】米国特許出願公開第２００４０１８７７１４号
【特許文献６０】米国特許出願公開第２００４０１８３７９６号
【特許文献６１】米国特許出願公開第２００４０１４５７８１号
【特許文献６２】米国特許出願公開第２００４０１４５６２８号
【特許文献６３】米国特許出願公開第２００４０１４５２６７号
【特許文献６４】米国特許出願公開第２００４０１４３３５９号
【特許文献６５】米国特許出願公開第２００４０１４１０４３号
【特許文献６６】米国特許出願公開第２００４０１４１０３０号
【特許文献６７】米国特許出願公開第２００４０１４１０２５号
【特許文献６８】米国特許出願公開第２００４０１４１０２４号
【特許文献６９】米国特許出願公開第２００４０１１８３０９号
【特許文献７０】米国特許出願公開第２００４０１１２５２３号
【特許文献７１】米国特許出願公開第２００４００５６３７８号
【特許文献７２】米国特許出願公開第２００４００１２１１２号
【特許文献７３】米国特許出願公開第２００４０００５３６０号
【特許文献７４】米国特許出願公開第２００４０００５１８２号
【特許文献７５】米国特許出願公開第２００４０００４６５３号
【特許文献７６】米国特許出願公開第２００４０００４３０３号
【特許文献７７】米国特許出願公開第２００４０００３７４１号
【特許文献７８】米国特許出願公開第２００４０００３７３８号
【特許文献７９】米国特許出願公開第２００３０２０７９５９号
【特許文献８０】米国特許出願公開第２００３０１９８６７７号
【特許文献８１】米国特許出願公開第２００３０１４３２６８号
【特許文献８２】米国特許出願公開第２００２０１２５５９２号
【特許文献８３】米国特許出願公開第２００２０１１４６５２号
【特許文献８４】米国特許出願公開第２００２００７９６０１号
【特許文献８５】米国特許出願公開第２００２００６４７４５号
【特許文献８６】米国特許出願公開第２００２００３３５４８号
【特許文献８７】米国特許出願公開第２００２００１５７２８号
【特許文献８８】米国特許出願公開第２００１００２８４７１号
【特許文献８９】米国特許出願公開第２００１００１７０８５号
【特許文献９０】米国特許第５，４９０，９６２号
【特許文献９１】米国特許第５，２０４，０５５号
【特許文献９２】米国特許第５，１２１，３２９号
【特許文献９３】米国特許第５，１２７，０３７号
【特許文献９４】米国特許第５，２５２，２６４号
【特許文献９５】米国特許第５，３４０，６５６号
【特許文献９６】米国特許第５，３８７，３８０号
【特許文献９７】米国特許第５，４９０，８８２号
【特許文献９８】米国特許第５，５１８，６８０号
【特許文献９９】米国特許第５，７１７，５９９号
【特許文献１００】米国特許第５，８５１，４６５号
【特許文献１０１】米国特許第５，８６９，１７０号
【特許文献１０２】米国特許第５，８７４，２７９号
【特許文献１０３】米国特許第５，８７９，４８９号
【特許文献１０４】米国特許第５，９０２，４４１号
【特許文献１０５】米国特許第５，９３４，３４３号
【特許文献１０６】米国特許第５，９４０，６７４号
【特許文献１０７】米国特許第６，００７，３１８号
【特許文献１０８】米国特許第６，１４６，５６７号
【特許文献１０９】米国特許第６，１６５，４０６号
【特許文献１１０】米国特許第６，１９３，９２３号
【特許文献１１１】米国特許第６，２００，５０８号
【特許文献１１２】米国特許第６，２１３，１６８号
【特許文献１１３】米国特許第６，３３６，４８０号
【特許文献１１４】米国特許第６，３６３，６０６号
【特許文献１１５】米国特許第６，３７５，８７４号
【特許文献１１６】米国特許第６，４１６，８５０号
【特許文献１１７】米国特許第６，５０８，９７１号
【特許文献１１８】米国特許第６，５３０，９５８号
【特許文献１１９】米国特許第６，５４７，９９４号
【特許文献１２０】米国特許第６，５９６，２２４号
【特許文献１２１】米国特許第６，７７２，０２６号
【特許文献１２２】米国特許第６，８３８，０３５号
【特許文献１２３】米国特許第６，８５０，３３４号
【特許文献１２４】米国特許第６，９０５，６４５号
【特許文献１２５】米国特許第６，９４５，６３８号
【特許文献１２６】米国特許第６，９８９，１１５号
【特許文献１２７】米国特許第７，２２０，３８０号
【特許文献１２８】米国特許第７，２９１，００２号
【特許文献１２９】米国特許第７，３６５，１２９号
【特許文献１３０】米国特許第７，４３５，３６８号
【特許文献１３１】米国特許第７，４５５，８０４号
【特許文献１３２】米国特許第７，６８６，９５５号
【特許文献１３３】米国特許第７，８２８，０２２号
【特許文献１３４】米国特許第８，０１７，０５５号
【特許文献１３５】米国特許第８，８８８，４８０号
【特許文献１３６】ＰＣＴ国際公開公報第ＷＯ００／２６０２６号
【特許文献１３７】ＰＣＴ国際公開公報第ＷＯ９８／０４３７６２号
【特許文献１３８】ＰＣＴ国際公開公報第ＷＯ９５／０３４４６８号
【特許文献１３９】ＰＣＴ国際公開公報第ＷＯ９５／０１１００７号
【特許文献１４０】ＰＣＴ国際公開公報第ＷＯ２０１４／０３９３７８号
【特許文献１４１】欧州特許第１，６３１，４４０号
【特許文献１４２】米国特許第７，９３１，９１４号
【特許文献１４３】米国特許第８，７５８，６５８号
【特許文献１４４】ＰＣＴ国際公開公報第２００３／０３７６０７号
【特許文献１４５】米国特許第８，８２８，４１１号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、３次元プリントによる物品の調製に有用な製造システムおよび装置アセンブリを提供する。システムおよびアセンブリを、最小の製品損失、高い効率、および柔軟な物品設計に関連した高い製品再現性で、高スループットの連続製造、半連続製造、または組製造に使用することができる。
【００１２】
本発明は、他の３次元プリント（３ＤＰ）プロセスと比べて無駄な非結合粉末を実質的に低減させ、またはなくすことができる。空洞３ＤＰは、対応する単一の３ＤＰ物品に組み込まれる予定の各空洞に、固体材料の大部分、略すべて、またはすべてが入ることに備える。用語「空洞」は、固体材料を受けるレセプタクルを指す。レセプタクルは構築モジュールの一部であってよい。一部の実施形態では、粉末固体材料と液体材料とを組み合わせて、空洞内に物品を形成する。
【００１３】
一部の態様では、本発明は、３次元プリント装置アセンブリ（または装置）であって：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
少なくとも１つの粉末層化領域（またはシステム）と；
少なくとも１つの結合流体付加領域（またはシステム）と；
領域間で可動の少なくとも１つの粉末レセプタクルであって、上面視の内周が構築システムにより調製予定の物品の平面視の外周に近似する粉末レセプタクルとを含む、３次元プリント構築システムを含む３次元プリント装置アセンブリ（または装置）を提供する。
【００１４】
本発明の実施形態は、ａ）装置アセンブリは複数の粉末レセプタクルを含み；ｂ）粉末レセプタクルは粉末層化システムに接近する方向に関して連続して配置され；ｃ）粉末レセプタクルは構築モジュールの一部であり；かつ／またはｄ）高さ調節可能なプラットフォームがレセプタクル内に配置されるものを含む。
【００１５】
一部の態様では、本発明は、３次元プリント装置アセンブリ（または装置）であって：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
粉末層化システムから粉末を受けて一時的に保持する少なくとも１つのレセプタクル（空洞）を含む少なくとも１つの構築モジュールであって、レセプタクルの上面視の周囲が装置アセンブリにより調製予定の物品の平面視の周囲に近似する構築モジュールと；
少なくとも１つの構築ステーションであって：１）レセプタクル内に粉末を付着させる少なくとも１つの粉末層化システム；および２）レセプタクルの周囲近くで結合流体を少なくとも粉末層の周囲に付加する少なくとも１つのプリントシステムを含む少なくとも１つの構築ステーションとを含む、３次元プリント構築システムを含む３次元プリント装置アセンブリ（または装置）を提供する。
【００１６】
一部の実施形態では、装置アセンブリ（または装置）は：ａ）液体除去システム；ｂ）３ＤＰ物品除塵システム；ｃ）包装システム；ｅ）パンチシステム；ｆ）少なくとも１つの上側パンチおよび少なくとも１つの下側パンチを含むパンチシステム；ｇ）底面視の周囲がレセプタクルの周囲に近似する上側パンチを含むパンチシステム；ｈ）上面視の周囲がレセプタクルの周囲に近似する下側パンチ；ｉ）パンチはパンチとレセプタクルの内面との間の封止をさらに含み；ｊ）レセプタクルおよび上側パンチ内の高さ調節可能なプラットフォーム；ｋ）レセプタクル内の高さ調節可能なプラットフォーム；ｌ）プラットフォームの上面視の周囲がレセプタクルの内周に近似する、レセプタクル内の高さ調節可能なプラットフォーム；ｍ）上側パンチが空洞に入ったときに変位した空気を放出し、または空気圧を均一にする空気逃がし手段（ａｉｒ  ｒｅｌｉｅｆ  ｍｅａｎｓ）；ｎ）上側パンチ、下側パンチ、または両方のサーボモータ制御装置；ｏ）約５０ミクロン以下、または約２０ミクロン以下、または約１０ミクロン以下、または約５ミクロン以下であるリード精度値Ｖ３００ｐにより特徴付けられるボールねじを各々含む、上側パンチ、下側パンチ、または両方の位置決めシステムをさらに含む。
【００１７】
一部の実施形態では、レセプタクルの周囲は、調製予定の単一物品の平面視の周囲に近似する。レセプタクル、上側パンチ、および高さ調節可能なプラットフォームの周囲は、調製予定の単一物品の平面視の周囲に近似する。
【００１８】
本発明はまた、ａ）レセプタクルは、調製予定の物品の平面視の表面積に近似する（この表面積の２０％以内、１５％以内、１０％以内、５％以内、１％以内、または０．５％以内である）か、またはこの表面積と同一の上面視の表面積を有し；ｂ）レセプタクルは、調製予定の物品の平面視に近似するか、またはこの平面視と同一の上面視を有し；かつ／またはｃ）レセプタクルは、調製予定の物品の平面視の周囲に近似するか、またはこの周囲と同一の上面視の周囲を有する実施形態を含む。
【００１９】
一部の実施形態では、対応する単一の最終物品に組み込まれる各空洞に入る粉末の重量パーセントは、＞８０％、＞９０％、＞９５％、＞９８％、＞９９％、または１００％である。一部の実施形態では、プロセスは、固体材料が構築サイクルの完了後に再利用されず廃棄されることもないという点で、廃棄物ゼロのプロセスである。
【００２０】
空洞３ＤＰ装置または装置アセンブリを使用した３ＤＰ構築サイクル中に、粉末層が空洞（レセプタクル）内に配置され、結合流体の液滴が粉末の周囲または周囲近くに付加されて、空洞の周囲に近似する上面視を有する増分層を形成する。乾燥工程は、場合により、別の粉末層を空洞内に配置する前に、付加工程に続いて実行される。プロセスの工程を繰り返して、空洞内に複数の増分層を形成する。構築サイクルの完了後、３ＤＰ物品が空洞から排出される。３ＤＰ物品は、場合により乾燥され、場合により除塵され、かつ／または場合により包装される。
【００２１】
一部の態様では、本発明は、３次元プリント物品を調製する方法であって、
粉末層をレセプタクル内に形成する工程であって、レセプタクルの上面視の内周が物品の平面視の外周に近似する工程と；
レセプタクル内で粉末層の周囲または周囲近くに結合流体を付着させて、外周の上面視が空洞の内周に近似するプリントパターンにより画成された増分層を形成する工程とを含む方法を提供する。
【００２２】
本発明の実施形態は、ａ）プロセスは、上面視が物品の平面視の外周に近似する内周により画成されたレセプタクルを設ける工程をさらに含み；ｂ）プロセスは、プリントパターンにより画成された領域内で結合流体を粉末に付着させる工程をさらに含み；ｃ）粉末は平均粒径を有し、増分層のプリントパターンの外周は、レセプタクルの内周から平均粒径の０．１倍、０．５倍、１倍、２倍、５倍、もしくは１０倍であるか、または平均粒径の０．１〜１倍、０．５〜２倍、１〜５倍、もしくは５〜１０倍の範囲から選択された距離だけ離間し；ｄ）付着工程後、増分層は、平均粒径の０．１倍、０．５倍、１倍、２倍、５倍、もしくは１０倍であるか、または０．１〜１倍、０．５〜２倍、１〜５倍、もしくは５〜１０倍の範囲から選択された粉末（プリントされていない粉末、ルース粉末、非結合粉末）の帯を含み、帯はレセプタクルの内周とプリントパターンの外周との間に位置し；ｅ）形成および付着工程を繰り返して３ＤＰ物品を形成し；ｆ）増分層のプリントパターンの外周は、プリントされた粉末、プリントされていない粉末、またはこれらの組み合わせを含む領域を囲み；ｆ）物品の平面視は、物品の側面視、上面視、底面視、または斜視の輪郭であり；ｇ）増分層のプリントパターンの外周はレセプタクルの内周に隣接し；ｈ）上記のいずれかの組み合わせであるものを含む。
【００２３】
一部の実施形態では：ａ）レセプタクル（空洞）の周囲は、正方形、または矩形、または星形（例えば、５角星）、またはレセプタクル（空洞）の中央から離れて延びる複数の鋭く細い縁部、角部、または突起を有する他の形状として形成されず；ｂ）レセプタクルの周囲は、幾何形状、非幾何形状、またはこれらの組み合わせを含み；ｃ）単一物品は各レセプタクル内に形成され；ｄ）プリントパターンは単一物品の増分層のためのものであり；ｅ）プリントされていない（非結合）粉末がレセプタクル内に残らず；ｆ）プリントされていない粉末がプリントパターンの外周により画成された増分層の領域内に残り；ｇ）１つまたはそれ以上の増分層が、結合流体を粉末層に二度以上付着させることにより形成され；ｈ）結合流体の付加または付着速度（ｍＬ／ｃｍ２またはｍＬ／分またはｍＬ／秒）がすべての増分層にわたって同一であり；ｉ）結合流体の付加または付着速度が、３ＤＰ物品の少なくとも２つの増分層間で異なり；ｊ）各増分層が、結合流体をそのそれぞれの粉末層に一度のみ付着させることにより形成され；ｋ）１つまたはそれ以上の空洞が最長直線寸法を有するものと特徴付けられ、空洞または各空洞の最長直線寸法は、１２インチ、６インチ、３インチ、２インチ、または１インチの長さ以下であり；ｌ）空洞は、タレット部材内の開口部内に収容され、または開口部により画成され、または開口部内に収容されかつ開口部により画成され；ｍ）プロセスは、広げる工程（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  ｓｔｅｐ）およびプリント工程中に１つまたはそれ以上の空洞の連続運動により特徴付けられ；ｎ）プロセスは、１つまたはそれ以上の空洞を停止させて、場合により上側パンチを使用して１つまたはそれ以上のプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、または成形できるようにすることにより特徴付けられる。
【００２４】
一部の態様では、本発明は、３次元プリント物品を調製する方法であって、
ａ）高さ調節可能な下側プラットフォーム（またはパンチ）を含むレセプタクル内に１つまたはそれ以上の粉末層を形成する工程であって、レセプタクルの上面視の内周およびプラットフォーム（またはパンチ）の上面視の外周が物品の平面視の外周に近似する工程と；
ｂ）レセプタクル内で結合流体を１つまたはそれ以上の粉末層の周囲または周囲近くに付着させて、外周がレセプタクルの内周に近似する上面視を有するプリントパターンにより画成された１つまたはそれ以上のプリント増分層を形成する工程と；
ｃ）３ＤＰ物品の完成前に、パンチシステムによりレセプタクル内で１つまたはそれ以上のプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、または成形する工程と；
ｄ）工程ａ）およびｂ）、および場合により工程ｃ）を繰り返して、３ＤＰ物品の形成を完了する工程とを含む方法を提供する。
【００２５】
一部の態様では、本発明は、３次元プリント物品を調製する方法であって、
ａ）高さ調節可能な下側プラットフォーム（またはパンチ）を含むレセプタクル内に１つまたはそれ以上の粉末層を形成する工程と；
ｂ）プリントパターンに従って、結合流体を１つまたはそれ以上の粉末層に付着させて、プリントされていないルース粉末および１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品に対応する１つまたはそれ以上のプリント増分層を含むプリント床を形成する工程と；
ｃ）１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品の完成前に、パンチシステムによりレセプタクル内で１つまたはそれ以上のプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、または成形する工程と；
ｄ）工程ａ）およびｂ）、および場合により工程ｃ）を繰り返して、１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品の形成を完了する工程とを含む方法を提供する。
【００２６】
本発明の一部の実施形態は、１）追加の工程ｃ）が工程ａ）および工程ｂ）の間に実行され；２）工程ｃ）は工程ｂ）の前に実行され；３）プロセスは、工程ｂ）の後に乾燥工程をさらに含み、工程ｃ）の実行前に１つまたはそれ以上のプリント増分層内の結合流体の量を減少させるようにし；４）工程ａ）およびｂ）は繰り返され、工程ｃ）は３ＤＰ物品の調製中に少なくとも一度実行され；５）工程ａ）、ｂ）、およびｃ）は各々、３ＤＰ物品の調製中に少なくとも一度繰り返され；６）プロセスの工程の最小シーケンスは：ｉ）工程ａ）、工程ｂ）、乾燥、工程ｃ）、および工程ｄ）；ｉｉ）工程ａ）、工程ｃ）、工程ｂ）、乾燥、工程ｃ）、および工程ｄ）であり；ならびに／または７）工程ｃ）はレセプタクルが固定である間に実行されるものを含む。
【００２７】
パンチシステムは上側パンチを含むことができ、この上側パンチは高さ調節可能なプラットフォームの上方（または下側パンチの上方）に配置されて、プリント増分層が両者の間に位置するようになっている。並進運動工程は、プラットフォームを上側パンチと同一（または略同一）の垂直距離だけ下降させることにより実行することができる。圧縮工程は：ａ）プラットフォームを第１の垂直距離だけ下降させ、上側パンチを第１の垂直距離より大きい第２の垂直距離だけ下降させる；ｂ）第１に上側パンチを下降させ、第２にプラットフォームを下降させる；ｃ）上側パンチをある位置で維持し、プラットフォームを上昇させる；ｄ）上側パンチを下降させ、プラットフォームを上昇させる；またはｅ）第１にプラットフォームを上昇させ、第２に上側パンチを上昇させることにより実行することができる。
【００２８】
本発明はまた、空隙率（密度）が異なる領域（１つまたはそれ以上のプリント増分層を含む）を有する３次元プリント（３ＤＰ）物品であって、少なくとも１つの領域が圧縮され、別の領域が圧縮されていない物品を提供する。３ＤＰ物品は複数のプリント増分層を含み、少なくとも１つのプリント増分層が圧縮される。一部の実施形態では、３ＤＰ物品は複数のプリント増分層を含み、少なくとも１つのプリント増分層が圧縮層であり、少なくとも１つのプリント増分層が圧縮されていない（非圧縮）層である。圧縮層は、圧縮されていない層よりも小さい空隙率および高い密度を有することができる。一部の実施形態では、３ＤＰ物品は、複数の圧縮プリント増分層および少なくとも１つの圧縮されていないプリント増分層を含む。一部の実施形態では、３ＤＰ物品は、複数の圧縮プリント増分層および複数の圧縮されていないプリント増分層を含む。
【００２９】
一部の実施形態では圧縮層が均一に圧縮され、一部の実施形態では層が不均一に圧縮される。本発明は、少なくとも１つの均一に圧縮された増分層および少なくとも１つの不均一に圧縮された増分層を含む３ＤＰ物品を提供する。一部の実施形態では、本発明は、構築サイクル（すべての増分層の形成）の完了に続いて、または物品の乾燥に続いて一軸圧縮のみによって圧縮された３ＤＰ物品を除外する。少なくとも１つの圧縮プリント増分層は、構築サイクルの完了前に構築ラップ中に形成される。
【００３０】
本発明は、圧縮、マーキング、または成形された少なくとも１つのプリント増分層を含む３ＤＰ物品を調製するためのプロセス、装置アセンブリ／装置を提供する。プロセスは、３ＤＰ物品の形成中（構築サイクル中）に１つまたはそれ以上のプリント増分層を圧縮、マーキング、および／または成形する工程を含む。少なくとも１つの圧縮、マーキング、および／または成形領域を含む３ＤＰ物品は、ａ）プリント増分層を形成する工程と；ｂ）３ＤＰ物品の形成（プリント）の完了前にパンチシステムによりプリント増分層を圧縮、マーキング、および／または成形する工程とを含むプロセスにより作ることができる。プロセスは、工程ａ）の前または工程ｂ）の後に別のプリント増分層を形成する工程をさらに含むことができる。一部の実施形態では、圧縮、マーキング、および／または成形工程は、３ＤＰ物品の各プリント増分層または３ＤＰ物品のプリント増分層の少なくとも１つだがすべてには満たないプリント増分層で実行される。
【００３１】
本発明はまた、少なくとも２つのプリント増分層を含む３次元プリント（３ＤＰ）物品であって、少なくとも１つのプリント増分層が第１の領域および水平に隣接する第２の領域を含み；第１の領域は第１のバルク粉末および第１の結合流体から調製され；第２の領域は第２のバルク粉末および第２の結合流体から調製され；第１のバルク粉末は第２のバルク粉末とは異なる３次元プリント（３ＤＰ）物品を含む。第１の結合流体と第２の結合流体とは同一であっても異なっていてもよい。第１の結合流体と第２の結合流体とは異なる組成を有してもよい。第１のバルク粉末と第２のバルク粉末とは同一組成を有しても異なる組成を有してもよい。
【００３２】
一部の実施形態では、プロセスは、粉末層を空洞内に形成する工程と；空洞内の粉末層に液体を付着させ、またはプリントしてプリント増分層を形成する工程と；粉末層および／またはプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形する工程とを含む。一部の実施形態では、プロセスは、粉末層を空洞内に形成する工程と；空洞内の粉末層に液体を付着させ、またはプリントしてプリント増分層を形成する工程と；別の粉末層を空洞内に形成する工程と；粉末層および／またはプリント増分層を同時に並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形する工程とを含む。プロセスは、並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形の前または後にプリント増分層を乾燥させる工程をさらに含むことができる。工程を必要に応じて繰り返して、３ＤＰ物品の構造を完成させるのに必要な数のプリント増分層を含む３ＤＰ物品を形成する。
【００３３】
一部の実施形態では、本発明は、３次元プリント物品が、構築サイクルの完了に続いて、物品の形成（プリント）の完了に続いて、または物品の乾燥に続いて一軸圧縮のみにより圧縮されているプロセスを除外する。
【００３４】
本発明はまた、１つまたはそれ以上の増分層を、その形成後、しかし１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品を形成する構築サイクルの完了前に並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形するための３ＤＰ装置アセンブリ（または装置）およびプロセスを提供する。一部の態様では、３ＤＰ装置アセンブリ（または装置）は：
少なくとも１つの粉末層化領域（またはシステム）と；
少なくとも１つの結合流体付加領域（またはシステム）と；
少なくとも１つのパンチ領域（またはシステム）と；
領域間で可動の少なくとも１つの粉末レセプタクルとを含む。
【００３５】
装置アセンブリ（または装置）は、乾燥領域（またはシステム）と排出（物品移送）領域（またはシステム）とをさらに含むことができる。
【００３６】
粉末レセプタクルは、粉末層化領域にあるときに粉末を受けてレセプタクル内に粉末層を形成する。レセプタクルが結合流体付加領域にあるときに結合流体が粉末層に付加されて、レセプタクル内にプリント増分層を形成する。レセプタクル内の材料（粉末層またはプリント増分層）はパンチ領域でパンチングされ、パンチングにより、このパンチングがどのように実行されたかに応じて粉末層またはプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形することができる。一部の実施形態では、１つまたはそれ以上のプリント増分層は、パンチ領域で並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形される。一部の実施形態では、１つまたはそれ以上のプリント増分層はパンチ領域で圧縮されない。一部の実施形態では、１つまたはそれ以上のプリント増分層は、パンチ領域で並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形され、１つまたはそれ以上の増分層は、パンチ領域で並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形されない。
【００３７】
レセプタクルは、領域（システム）間において任意の順序で可動である。一部の実施形態では、レセプタクルは：ａ）粉末層化領域から結合流体付加領域へ、次いでパンチ領域へ動き；ｂ）粉末層化領域からパンチ領域へ、次いで結合流体付加領域へ動き；ｃ）粉末層化領域から結合流体付加領域へ、次いで粉末層化領域へ戻った後、パンチ領域へ動き；またはｄ）粉末層化領域から結合流体付加領域、乾燥領域へ、次いでパンチ領域へ動く。排出領域を、粉末層化領域、結合流体付加領域、乾燥領域、またはパンチ領域の後に配置してもよい。
【００３８】
一部の態様では、本発明は、３次元プリント装置アセンブリ／装置であって：
ａ）３次元プリント構築システムであって、
粉末レセプタクルおよびレセプタクル内に配置された高さ調節可能なプラットフォーム（またはパンチ）を含む少なくとも１つの構築モジュールと；
粉末をレセプタクル内に付着させることにより粉末層を形成するための少なくとも１つの粉末層化システムと；
結合流体を粉末層に付着させてプリント増分層を形成する少なくとも１つの結合流体付着システムと；
レセプタクル内で粉末層またはプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、または成形するための少なくとも１つのパンチシステムとを含む、３次元プリント構築システムを含む３次元プリント装置アセンブリ／装置を提供する。
【００３９】
構築システムは、プリント増分層をその形成後にインプロセス（ｉｎ−ｐｒｏｃｅｓｓ）乾燥するための層乾燥システムをさらに含むことができる。装置アセンブリ／装置は、３ＤＰ物品の形成完了後に３ＤＰ物品を乾燥させるための物品乾燥システムをさらに含むことができる。
【００４０】
パンチシステムを使用して、少なくとも１つのインプロセスプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形する。パンチシステムを使用して、次の粉末層を受けるための垂直空間をレセプタクル内に作成することができる。一部の実施形態では、パンチシステムは、レセプタクルの内容物の非圧縮垂直並進運動に影響する。一部の実施形態では、パンチシステムは、レセプタクルの内容物の圧縮に影響する。言い換えると、パンチングにより、レセプタクル内の粉末層および／または増分層の圧縮が生じても生じなくてもよい。一部の実施形態では、パンチングにより、タンピング時にレセプタクル（空洞）内に存在する材料の圧縮がほとんどまたは全く生じず、これは、パンチングによりレセプタクル内の増分層または粉末層を圧縮しないことを意味する。一部の実施形態では、パンチング工程は、最初にレセプタクルの底部（レセプタクル内の高さ調節可能なプラットフォームの表面）を下降させ、次いでパンチをレセプタクル内に下降させることによって行われる。ここで、レセプタクル内の材料を圧縮しても圧縮しなくてもよい。上側パンチをレセプタクル内に下降させる距離がレセプタクルの底部を下降させる距離よりも大きい場合には、材料が圧縮される。上側パンチをレセプタクル内に下降させる距離が、レセプタクルの底部を下降させる距離とレセプタクルに加えられる粉末層（またはレセプタクル内の増分層）の厚さとの合計よりも大きい場合には、材料が圧縮される。上側パンチをレセプタクル内に下降させる距離が、レセプタクルの底部を下降させる距離とレセプタクルに加えられる粉末層（またはレセプタクル内の増分層）の厚さとの合計よりも小さい場合には、材料は圧縮されない。
【００４１】
一部の実施形態では、プラットフォーム（または下側パンチ）は上側パンチと同時に下降される。一部の実施形態では、プラットフォーム（または下側パンチ）は、上側パンチが下降されたときに対する遅れ時間の後に下降される。一部の実施形態では、上側パンチは、プラットフォーム（または下側パンチ）が下降されたときに対する遅れ時間の後に下降される。他の実施形態では、パンチ工程は、最初に上側パンチをレセプタクル内に下降させ、次いでプラットフォームをレセプタクル内に下降させることによりレセプタクル内の粉末層または増分層を圧縮することによって影響される。一部の実施形態では、遅れ時間は１．０秒、または０．５秒、または０．２５秒、または０．１秒、または０．０５秒未満であってよい。
【００４２】
本発明の実施形態は、ａ）装置アセンブリ（または装置）は、複数の構築モジュールを案内するように適用されたコンベヤシステムをさらに含み；ｂ）コンベヤシステムは、少なくとも１つの粉末層化システムと少なくとも１つのプリントシステムとの間で構築モジュールを繰り返し輸送して、構築モジュール内に少なくとも１つの物品を形成し；ｃ）装置アセンブリは、１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品を受けて３ＤＰ物品から液体を除去する少なくとも１つの液体除去システム（物品乾燥システム）をさらに含み；ｄ）構築システムは、構築サイクルの完了前、すなわち増分層の形成の間に、１つまたはそれ以上の増分層から液体を除去する少なくとも１つの液体除去システム（層乾燥システム）をさらに含み；ｅ）コンベヤシステムは、構築モジュールを少なくとも１つの粉末層化システム、少なくとも１つのプリントシステム、および少なくとも１つのパンチシステムの間で繰り返し輸送して、少なくとも１つの物品を構築モジュール内に形成し；ｆ）コンベヤシステムは、構築モジュールを少なくとも１つの粉末層化システム、少なくとも１つのプリントシステム、少なくとも１つの層乾燥システム、および少なくとも１つのパンチシステムの間で繰り返し輸送して、少なくとも１つの物品を構築モジュール内に形成するものを含む。
【００４３】
一部の実施形態では、構築モジュールは、少なくとも１つのレセプタクル（空洞）と、レセプタクル（空洞）内に配置された徐々に高さ調節可能なプラットフォーム（下側パンチ）とを含む。レセプタクルおよびプラットフォームは、少なくとも１つの増分粉末層または複数の積層増分粉末層を受けて一時的に保持する。一部の実施形態では、構築モジュールは、複数のレセプタクルと、複数のそれぞれの徐々に高さ調節可能なプラットフォーム（下側パンチ）とを含む。一部の実施形態では、構築モジュールは、空洞を有する上面を含む本体と、空洞内に配置された高さ調節可能な構築プラットフォームと、本体およびプラットフォームに係合された高さ調節器と、係合手段とを含む。一部の実施形態では、プラットフォームは、プリント増分層が形成される前または後に１つまたはそれ以上の増分だけ下降（凹む）および／または上昇するように適用される。次の粉末増分層をプラットフォーム上に配置する前または後にプラットフォーム変位が生じることにより、既に置かれた粉末層から粉末の一部を押し広げる、または除去することができる。一部の実施形態では、増分の大きさは予め決定される。
【００４４】
一部の実施形態では、係合手段は、構築モジュールをコンベヤシステムに着脱可能に係合させる。一部の実施形態では、複数の構築モジュールはコンベヤシステムに着脱可能に係合される。一部の実施形態では、構築モジュールは、空洞を囲み、かつ高さ調節可能なプラットフォーム上に粉末を保持するように適用された１つまたはそれ以上の側壁を含む。
【００４５】
システムは、３ＤＰ構築システムの領域を通る経路に沿って１つまたはそれ以上の構築モジュールを輸送するコンベヤを含む。一部の実施形態では、経路は、平面遠回り経路、水平遠回り経路、垂直遠回り経路、またはこれらの組み合わせである。一部の実施形態では、経路は、円形、楕円形、長円形、矩形、半円形、正方形、三角形、五角形、六角形、八角形、多角形、平行四辺形、四辺形、幾何形状、対称、非対称、または丸い角部および／もしくは縁部を有するこれらの相当形状である。コンベヤは、多段コンベヤ（ｓｔａｇｅｄ  ｃｏｎｖｅｙｏｒ）、タレット、ベルトコンベヤ、ホイールコンベヤ、ローラコンベヤ、チェーンコンベヤ、ワイヤメッシュコンベヤ、プレートコンベヤ、スラットコンベヤ、磁気コンベヤ、バケットコンベヤ、カートオントラック（ｃａｒｔ−ｏｎ−ｔｒａｃｋ）コンベヤ、またはプロセスの流れに沿って固体物品を案内するための他の手段であってよい。コンベヤは、パッシブであっても電力によるものであってもよい。コンベヤはトラフ型、クリート型、またはフラット型であってよい。
【００４６】
一部の実施形態では、コンベヤシステムは、複数のコンベヤモジュールを含むモジュール式コンベヤシステムである。コンベヤシステムは、少なくとも１つの駆動モータ、少なくとも１つの位置決めコントローラ、および複数の構築モジュールが案内される経路を含むことができる。一部の実施形態では、コンベヤモジュールは、本体、１つまたはそれ以上の構築モジュール係合手段、および複数のコンベヤモジュールが係合してモジュール式コンベヤを形成するように適用されるコンベヤモジュール係合手段を含む。一部の実施形態では、コンベヤシステムは、複数の構築モジュールを着脱可能に保持するように適用された複数のアタッチメントを含む。一部の実施形態では、アタッチメントは、カム従動子を有する１つまたはそれ以上の金属リンクを含み、または構築モジュールに付けられ、かつ構築モジュールが案内されるレールシステムに取り付けられたホイール、プレートおよび／もしくは軸受を含む。一部の実施形態では、コンベヤシステムは、１つまたはそれ以上の位置決めコントローラをさらに含む。一部の実施形態では、コンベヤシステムは、連続または不連続ループシステムである。一部の実施形態では、コンベヤと複数の構築モジュールとは組み合わせとして存在する。
【００４７】
一部の実施形態では、少なくとも１つの構築ステーションは構築モジュールに関して徐々に高さ調節可能であり、これにより、構築モジュールと構築ステーションとの間の垂直空間を１つまたはそれ以上の増分だけ調節することができる。一部の実施形態では、徐々に高さ調節可能な構築ステーションは、構築モジュールに粉末層を配置した後および構築モジュールに次の粉末層を配置する前に１つまたはそれ以上の増分だけ上昇するように適用される。一部の実施形態では、高さの変化は、プラットフォームの前の位置に関して、または構築モジュールに対するプラットフォームの絶対位置に関して垂直位置を変化させることにより達成される。一部の実施形態では、構築ステーションは構築モジュールに関して垂直に固定され、構築モジュール内の構築プラットフォームは構築モジュールに関して垂直に高さ調節可能であって、構築ステーションと構築モジュールとの間の垂直距離は、プリントラップまたはプリントサイクルの間、同一のままである。
【００４８】
一部の実施形態では、増分の大きさは、構築サイクルの各増分層について同一であるか、構築サイクルの１つまたはそれ以上の増分層について異なるか、またはこれらの組み合わせである。構築サイクルは、１つまたはそれ以上の構築ラップまたは複数の構築ラップを含み、３ＤＰ物品を形成するのに必要な構築ラップの合計として定義される。構築ラップは、プリント増分層を形成するプロセス、すなわち粉末構築材料の増分層を配置し、その上に液体を付着させる（プリントする）プロセスとして定義される。したがって、構築サイクルにより、互いに接着して共に３次元プリント物品を形成する複数の積層プリント増分層が形成される。
【００４９】
一部の実施形態では、少なくとも１つの粉末層化システムは、少なくとも１つの粉末充填ヘッドを含む。一部の実施形態では、粉末充填ヘッドは、粉末増分層を構築モジュールに付加するときに、構築モジュールの上面の平面に関して長手方向にも横断方向にも動かない。一部の実施形態では、粉末充填ヘッドは、少なくとも１つの粉末充填ヘッド本体、少なくとも１つの粉末スプレッダ、および場合により少なくとも１つの粉末高さコントローラを含む。一部の実施形態では、粉末層化システムは、粉末充填ヘッド、少なくとも１つの粉末溜め、および粉末溜めから粉末充填ヘッドへ粉末を移送するように適用された粉末フィーダ管を含む。一部の実施形態では、粉末スプレッダは円筒形ローラ、バー、ロッド、プレート、パドルホイール、スロット付ホイール、スポーク付ホイールディスク、または真直ぐな平滑縁部である。一部の実施形態では、粉末充填ヘッドはホッパまたはシュートを含む。一部の実施形態では、粉末スプレッダは円筒形ローラであり、その軸は、粉末層化システムを通る構築モジュールの直線運動方向とは反対の半径方向の運動方向を有するか、または定義する。
【００５０】
一部の実施形態では、少なくとも１つのプリントシステムは、デカルト座標アルゴリズムおよび／または極（動径）座標アルゴリズム（円筒座標システム、円座標システム、または球座標システム）に従って粉末に液体を付加する（付着させる）。一部の実施形態では、プリントシステムは、少なくとも１つのプリントヘッドと少なくとも１つの液体供給システムとを含む。プリントヘッドは、１つまたはそれ以上のプリントモジュールまたは複数のプリントモジュールを含むことができる
【００５１】
一部の実施形態では、本発明は、粉末充填ヘッドが、増分粉末層を付着させつつ、構築モジュールに関して左右方向もしくは横断方向に動く、または固定ではない装置アセンブリまたは方法を除外する。一部の実施形態では、本発明は、プリントヘッドが、増分粉末層に液体を付加しつつ、構築モジュールに関して左右方向もしくは横断方向に動く、または固定ではない装置アセンブリまたは方法を除外する。一部の実施形態では、プリントヘッドおよび粉末充填ヘッドの両方が、プリント増分層の形成中に固定であり、または本明細書に特に記載のない限り固定である。
【００５２】
一部の実施形態では、少なくとも１つのプリントシステムは、１つまたはそれ以上の物品を画成する液滴の３次元パターンとしてまたは液滴の複数の２次元パターンとして液体を付加する（付着させる）。一部の実施形態では、パターンは、１つまたはそれ以上の物品内に等間隔で配置された液滴を含む。一部の実施形態では、このパターンは１つまたはそれ以上の物品内に不均等な間隔で配置された液滴を含む。一部の実施形態では、このパターンは、物品の異なる領域内に異なる間隔を有する液滴を含む。一部の実施形態では、このパターンは、物品の外側を画成する領域に、より密な間隔（すなわち、より高いプリント密度）を有する液滴を含む。一部の実施形態では、このパターンは、物品内部の領域に、より緩い間隔（すなわち、より低いプリント密度）を有する液滴を含む。一部の実施形態では、２つ以上のパターンが使用される。
【００５３】
一部の実施形態では、２つ以上の粉末（バルク粉末）が使用される。一部の実施形態では、２つ以上の液体（結合流体）が使用される。一部の実施形態では、液体は、純溶媒、溶媒の混合物、溶液、懸濁液、コロイド、エマルジョン、溶融液、またはこれらの組み合わせを含む。結合流体は、１つまたはそれ以上の結合剤および／または他の賦形剤をさらに含むことができる。
【００５４】
一部の実施形態では、装置アセンブリは、３ＤＰ物品を一度に１つまたはそれ以上、３次元プリント構築システムから離れる方へ移送する物品移送システムをさらに含む。一部の実施形態では、物品移送システムは、３ＤＰ物品を、１つまたはそれ以上の液体除去システムおよび／または１つまたはそれ以上の取入れシステムへ移送する。一部の実施形態では、物品移送システムは、コンベヤシステム、液体除去システム、または両方と一体化される。
【００５５】
一部の実施形態では、液体除去システムは少なくとも１つの乾燥器を含む。一部の実施形態では、液体除去システムは、１つ、２つまたはそれ以上の３ＤＰ物品を一度に処理する。一部の実施形態では、液体除去システムは、１つ、２つまたはそれ以上の構築モジュールを一度に処理する。
【００５６】
一部の実施形態では、装置アセンブリは、１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品からバルクルース粉末を分離する１つまたはそれ以上の取入れシステムを含む。一部の実施形態では、取入れシステムは、液体除去システムによって既に処理された物品を処理する。一部の実施形態では、取入れシステムは、ルース粉末コレクタと３次元プリント物品コレクタとを含む。一部の実施形態では、取入れシステムは、３次元プリント物品を受けるように適用された振動面または周回面を含む。一部の実施形態では、取入れシステムは、ルース粉末から物品を分離するスクリーンを有する真空コンベヤを含む。振動面は、プリント物品からルース粉末を分離可能にするために、有孔、無孔、波形、平滑、または非平滑であってよい。本発明の一部の実施形態は取入れシステムを除外する。
【００５７】
一部の実施形態では、装置アセンブリは、プリント物品からルース粒子を除去する除塵システムをさらに含む。除塵システムは、除塵領域を画成するハウジングと、加圧空気を除塵領域内へ向ける１つまたはそれ以上のエアジェット、例えば、１つまたはそれ以上のエアナイフと、除塵中の１つまたはそれ以上のプリント物品を一時的に保持するための、除塵領域内の１つまたはそれ以上の面またはリテーナと、空気および除去された粒子がハウジングまたは除塵領域から退出する１つまたはそれ以上の出口とを含むことができる。
【００５８】
一部の実施形態では、装置アセンブリは、装置アセンブリの１つまたはそれ以上のシステムから粉末を収集して粉末溜めへ戻す１つまたはそれ以上の粉末回収システムをさらに含む。回収システムは、１つまたはそれ以上のルース粉末コレクタと、１つまたはそれ以上のコレクタから粉末溜めへルース粉末を案内するための１つまたはそれ以上の導管とを含むことができる。回収システムは、ａ）回収されたルース粉末を未使用のルース粉末と混合するための１つまたはそれ以上の粉末ミキサ；ｂ）１つの位置から別の位置へのルース粉末の移送を促す１つまたはそれ以上の加圧空気粉末処理システム；ｃ）１つの位置から別の位置へのルース粉末の移送を促す１つまたはそれ以上の真空粉末処理システム；ｄ）１つの位置から別の位置へルース粉末を移送する１つまたはそれ以上の機械粉末処理システム；ｅ）１つの位置から別の位置へルース粉末を移送する１つまたはそれ以上の手動粉末処理システム；またはｆ）これらの組み合わせをさらに含むことができる。
【００５９】
一部の実施形態では、３ＤＰ装置アセンブリは、装置アセンブリの１つまたはそれ以上のシステムから粉末を収集して粉末溜めへ戻す粉末回収システムを除外する。一部の実施形態では、３ＤＰ装置アセンブリは、複数の３ＤＰ物品およびルース（非結合、プリントされていない）粉末を含むプリント床から粉末を収集する粉末回収システムを除外する。
【００６０】
一部の実施形態では、装置アセンブリは、１つまたはそれ以上のコンピュータ化コントローラと、１つまたはそれ以上のコンピュータと、１つまたはそれ以上のコンピュータのための１つまたはそれ以上のユーザインターフェースとを含む制御システムをさらに含む。一部の実施形態では、装置アセンブリの１つまたはそれ以上の部材がコンピュータ制御される。一部の実施形態では、３ＤＰ構築システムの１つまたはそれ以上の部材がコンピュータ制御される。一部の実施形態では、コンベヤシステム、構築モジュールの高さ調節可能なプラットフォーム、少なくとも１つの粉末層化システム、少なくとも１つのパンチシステム、少なくとも１つの乾燥システム、および／または少なくとも１つのプリントシステムがコンピュータ制御される。
【００６１】
一部の実施形態では、装置アセンブリが、コンピュータ化コントローラによって与えられる命令に従って、粉末層を広げて、液体の液滴を層に所定のパターンで付着させる（プリントする）。一部の実施形態では、所定のパターンは、画素を含む１つまたはそれ以上の２次元画像ファイルに基づく。一部の実施形態では、２次元画像ファイルは、ある画素が液滴の分配を示し、他の画素が液滴の分配がないことを示すように構成される。一部の実施形態では、２次元画像ファイルは異なる色の画素を含み、異なる液体の分配、または液体の分配がないことを示す。一部の実施形態では、液体を付加するための所定のパターンは、各増分層において同一であるか、２つ以上の増分層において同一であるか、１つまたはそれ以上の増分層において異なるか、すべての増分層において異なるか、または、増分層の第１の群について同一であり増分層の第２の群について同一であるが、第１の群のパターンが第２の群のパターンとは異なる。
【００６２】
一部の実施形態では、装置アセンブリは、１つまたはそれ以上の作業面、フレーム、支持部、テーブル、ガントリ、エンクロージャ、タレット、および／またはプラットフォームをさらに含む。
【００６３】
本発明はまた、３次元プリント装置アセンブリであって、
ａ）３次元プリント構築システムであって：
複数の構築モジュールを案内し、位置決めコントローラおよび複数の構築モジュール係合部を含むコンベヤシステムと；
コンベヤシステムに係合された複数の構築モジュールであって、粉末層化システムから粉末を受けて一時的に保持し、１）空洞を画成する１つまたはそれ以上の側壁、および２）空洞内に配置された徐々に高さ調節可能なプラットフォーム（パンチ）を含む構築モジュールと；
少なくとも１つの構築ステーションであって、１）空洞内に増分粉末層を形成し、少なくとも１つの粉末充填ヘッド、少なくとも１つの粉末スプレッダ、および少なくとも１つの粉末溜めを含む少なくとも１つの粉末層化システム、ならびに２）増分粉末層に少なくとも１つの所定のパターンに従って液体を付加し、少なくとも１つの液体供給システム、および少なくとも１つの所定のパターンに従って液体を付着させる少なくとも１つのプリントヘッドを含む少なくとも１つのプリントシステムを含む、少なくとも１つの構築ステーションと；
少なくとも１つの上側パンチを含む少なくとも１つのパンチシステムとを含み、
コンベヤシステムは、複数の構築モジュールを少なくとも１つの粉末層化システムから少なくとも１つのプリントシステムへ繰り返し輸送し、
これにより、３次元プリント構築システムは：１）構築モジュールにおける構築ラップごとに少なくとも１つのプリント増分層を形成し；２）構築モジュールにおける構築サイクルごとに単一の３ＤＰ物品を形成し；３）構築モジュールにおける構築サイクルごとに複数の３ＤＰ物品を形成し；または４）１つまたはそれ以上の３次元プリント物品、および場合により、構築モジュールおける構築サイクルごとにプリントされていないルース（非結合または部分的にのみ結合した）粉末を含む３ＤＰ床を形成する、３次元プリント構築システムと；
ｂ）場合により、１）１つまたはそれ以上のプリント増分層；２）１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品；または３）１つまたはそれ以上の３ＤＰ床からルース粉末を分離する少なくとも１つの取入れシステムと；
ｃ）場合により、１）不完全に形成されたインプロセス３ＤＰ物品の１つまたはそれ以上のプリント増分層；２）プリント後の１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品；または３）１つまたはそれ以上の３ＤＰ床から液体を除去する少なくとも１つの液体除去システムとを含む、３次元プリント装置アセンブリを提供する。
【００６４】
本発明の一部の実施形態は：１）少なくとも１つの液体除去システムが存在し、２）装置アセンブリは、１つまたはそれ以上の３次元プリント物品を包装する少なくとも１つの包装システムをさらに含み；３）コンベヤシステムは、複数の構築モジュールを少なくとも１つの粉末層化システムから少なくとも１つのプリントシステムへ直線状に繰り返し輸送することにより、デカルト座標プリントを促し、または半径方向に繰り返し輸送することにより、極座標プリントを促し；４）装置アセンブリは、プリントされていない粉末を回収、および場合により再利用するための粉末回収システムをさらに含み；５）装置アセンブリは液体検出器をさらに含み；６）液体検出器は、１つまたはそれ以上のプリント増分層および／もしくは１つまたはそれ以上のプリント物品内における液体の存在を検出し；７）装置アセンブリは検査システムをさらに含み；８）検査システムは、１つまたはそれ以上のプリント増分層および／もしくは１つまたはそれ以上のプリント物品内のプリントの完全性を判定し、かつ／もしくは粉末が１つまたはそれ以上の増分層に適切に付加されたか否かを判定するプリント粉末検査システムであり；９）プリントの完全性を判定することは、１つまたはそれ以上の所定のパターンに従って１つまたはそれ以上の増分層に液体が正確に付加されたか否かを判定すること、および／もしくは所定の量に従って液体が１つまたはそれ以上の増分層に正確に付加されたか否かを判定することの少なくとも一方を含み；１０）検査システムは、１つまたはそれ以上のプリント物品が、正確な大きさ、形状、重量、外観、密度、含有量および／もしくは色を有するか否かを判定するプリント物品検査システムであり；１１）検査システムは、プリントヘッドにより粉末に付加される液体の液滴を監視する液体付加検査システムであり；１２）検査システムは１つまたはそれ以上のカメラを含み；１３）カメラが、可視波長カメラ、紫外線波長カメラ、近赤外線波長カメラ、Ｘ線カメラ、および赤外線波長カメラからなる群からそれぞれ独立して選択され；ならびに／または１４）装置アセンブリは、プリントされていない粉末を回収および再利用するための粉末回収システムを除外するものを含む。
【００６５】
本発明は、本明細書に開示された実施形態、下位実施形態、および態様のすべての組み合わせを含む。したがって、本発明は、本明細書に詳細に開示され、広く開示され、または狭く開示された実施形態および態様、ならびにそれらの組み合わせ、ならびに前記実施形態および態様の個々の要素の下位の組み合わせを含む。本発明は、本明細書に記載され、または特許請求の範囲に明記された２つ以上の要素の組み合わせであってよい。本発明は、実質的に本明細書に記載される通りである。一部の実施形態では、本発明は、実質的に１つまたはそれ以上の図面に記載される通りである。
【００６６】
本発明のその他の特徴、利点、および実施形態が、例を伴う以下の説明から当業者に明らかになろう。
【００６７】
以下の図面は本説明の一部をなし、特許請求される発明の例示的な実施形態を説明するものである。これらの図面は、必ずしも縮尺通りに描かれたものではなく、本明細書でさらに説明される本発明の一般的な原理を示すためのものである。提示した図面を特に参照しながら特定の実施形態について以下で説明するが、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、他の実施形態が可能である。当業者は、本明細書の図面および説明に照らして、必要以上の実験を行うことなく本発明を実施することができよう。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１Ａ〜図１Ｄは、複数の物品がルース粉末の単一の床にプリントされた、特許文献１３５の３次元プリント装置アセンブリの先行技術の開放床構築モジュールの上面図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｇは、本発明の構築モジュールの上面図である。
【図３】本発明の例示的な３次元プリント装置アセンブリ（または装置）の上面図である。
【図４】本発明の例示的な３次元プリント装置アセンブリ（または装置）の上面図である。
【図５−１】図５Ａ〜図５Ｉは、単一の３ＤＰ物品を空洞内で調製するためのインプロセス使用中における、図３の例示的な３次元プリント装置アセンブリ（または装置）の上面図である。
【図５−２】図５−１の続き
【図６】本発明の別の例示的な３次元プリント装置アセンブリ（または装置）の斜視図である。
【図７】本発明の別の例示的な３次元プリント装置アセンブリ（または装置）の上面図である。
【図８】本発明の別の例示的な３次元プリント装置アセンブリ（または装置）の斜視図である。
【図９】図９Ａ〜図９Ｉは、圧縮されていない３ＤＰ物品を空洞内で調製するためのインプロセス使用中における、例示的なパンチシステム、例示的な粉末層化システム、および例示的な液体付着（プリント）システムの部分断面側面図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｃは、圧縮された３ＤＰ物品を空洞内で調製するためのインプロセス使用中における、例示的なパンチシステムの部分断面側面図である。
【図１１】図１１Ａ〜図１１Ｅは、圧縮された３ＤＰ物品をそれぞれの空洞内で調製するためのインプロセス使用中における、４つの異なる例示的なパンチシステムの部分断面側面図である。
【図１２】図１２Ａ、図１２Ｂは、３ＤＰ物品を空洞から排出するためのインプロセス使用中における、例示的なパンチシステムの部分断面側面図である。
【図１３】特許文献１４２および特許文献１４３による、先行技術の一軸圧縮された３ＤＰ剤形の斜視図である。
【図１４】図１４Ａ、図１４Ｂは、多孔率（密度）が異なる領域または増分層を含む、本発明の例示的な３ＤＰ物品の斜視図である。
【図１５】図１５Ａ〜図１５Ｂは、本発明の例示的な３ＤＰ物品の断面側面図である。図１５Ｃは、本発明の例示的な３ＤＰ物品の上面図である。図１５Ｄは、本発明の例示的な３ＤＰ物品の斜視図である。図１５Ｅは、本発明の例示的な３ＤＰ物品の断面側面図である。
【図１６】本発明の例示的な液体除去システム、下側パンチ、および構築モジュールの部分断面側面図である。
【図１７】本発明の例示的な液体除去システム、下側パンチ、および構築モジュールの部分断面側面図である。
【図１８】本発明の別の例示的な３次元プリント装置アセンブリ（または装置）の斜視図である。
【図１９】図１９Ａは、本発明の例示的な構築モジュール、高さ調節可能なプラットフォーム、および下側パンチの部分断面側面図である。図１９Ｂは、本発明の例示的な構築モジュール、高さ調節可能なプラットフォーム、および下側パンチの側面図である。
【図２０】本発明の例示的な粉末層化システムおよび構築モジュールの部分断面側面図である。
【図２１】例示的な粉末層化システムおよび複数のレセプタクルを有する例示的なタレットの上面図である。
【図２２】本発明の３ＤＰ装置の部分断面斜視図である。
【図２３】本発明の３つの異なる例示的な３ＤＰ装置アセンブリ（または装置）の斜視図である。
【図２４】本発明の３つの異なる例示的な３ＤＰ装置アセンブリ（または装置）の斜視図である。
【図２５】本発明の３つの異なる例示的な３ＤＰ装置アセンブリ（または装置）の斜視図である。
【図２６】本発明の例示的なパンチシステムおよび例示的な構築モジュールの部分断面側面図である。
【図２７】本発明の例示的な３ＤＰ装置アセンブリ（または装置）の上面図である。
【図２８】レーストラックコンベヤ、複数の構築ステーション、および物品移送システムを有する例示的な連続３ＤＰ装置アセンブリの上面図である。
【図２９】直線コンベヤおよび複数の構築ステーションを有する別の例示的な連続３ＤＰ装置アセンブリの上面図である。
【図３０】直線コンベヤ、複数の構築ステーション、および物品移送システムを有する別の例示的な連続３ＤＰ装置アセンブリの上面図である。
【図３１】コンベヤ、構築ステーション、および物品移送システムを有する別の例示的な連続３ＤＰ装置アセンブリの一部の上面図である。
【図３２】水平変位によるセグメント式コンベヤ、複数の構築ステーション、および物品移送システムを有する例示的な連続３ＤＰ装置アセンブリの上面図である。
【図３３】垂直変位によるモジュール式コンベヤおよび構築ステーションを有する例示的な連続３ＤＰ装置アセンブリの側面図である。
【図３４】コンベヤ、複数の粉末層化システム、複数のプリントシステム、複数のパンチシステム、複数の乾燥システム、コンピュータコントローラ、物品移送システム、および場合により１つまたはそれ以上の検査システムを有する例示的な連続３ＤＰ装置アセンブリの上面図である。
【図３５】装置アセンブリの様々な部材を通した３ＤＰ物品の動きを示す全体的なプロセスフロー図である。
【図３６】例示的な多空洞３次元プリント装置アセンブリの例示的なレイアウトの上面図である。
【図３７】例示的な多空洞構築モジュールの斜視図である。
【図３８】例示的なプリントシステムの側面図である。
【図３９】プリントシステムのプリントヘッド内におけるプリントモジュールの例示的なレイアウトの底面斜視図である。
【図４０】異なるプリントヘッドにおけるプリントモジュールの代わりの例示的なレイアウトの底面図である。
【図４１】例示的な粉末層化システムの側面図である。
【図４２】インプロセス使用中における粉末層化システムおよび多空洞構築モジュールの斜視図である。
【図４３】例示的な多空洞構築モジュール、ならびに粉末層化システムおよびプリントシステムを含む構築ステーションの部分上面図である。
【図４４】図４４Ａ〜図４４Ｄは、プリントヘッドおよびその配置の様々な異なる実施形態の上面図である。
【図４５】例示的な物品乾燥システムの断面側面図である。
【図４６】例示的な物品包装システムの側面図である。
【図４７】本発明の装置アセンブリの動作の例示的な論理フローを示す図であり、図４７から図４８に進み、図４８から図４９に進み、図４９から図４７に戻る。
【図４８】本発明の装置アセンブリの動作の例示的な論理フローを示す図であり、図４７から図４８に進み、図４８から図４９に進み、図４９から図４７に戻る。
【図４９】本発明の装置アセンブリの動作の例示的な論理フローを示す図であり、図４７から図４８に進み、図４８から図４９に進み、図４９から図４７に戻る。
【図５０】粉末層化システムの動作の例示的な論理フローを示す図である。
【図５１】プリントシステムの動作の例示的な論理フローを示す図である。
【図５２】剤形の設計の例示的な論理フローを示す図である。
【図５３】インプロセス層パンチシステムおよびインプロセス層乾燥システムを有する３ＤＰシステムの一般的な動作の例示的な論理フローを示す図である。
【図５４】パンチシステムがどの動作を実行する予定であるかに応じたパンチシステムの動作の例示的な論理フローを示す図である。
【図５５】パンチシステムにより並進運動動作を実行するための例示的な論理フローを示す図である。
【図５６】パンチシステムにより圧縮動作を実行するための例示的な論理フローを示す図である。
【図５７】パンチシステムによりマーキングまたは成形動作を実行するための例示的な論理フローを示す図である。
【図５８】タレットディスクアセンブリの斜視図である。
【図５９】図５８のタレットディスクアセンブリの断面側面図である。
【図６０】着脱可能なタレットディスクを使用する３ＤＰ装置アセンブリの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
本発明は、３次元プリントプロセスによる物品の製造に有用な装置アセンブリおよびシステムを提供する。アセンブリおよびシステムは、小規模／少量、中規模／中量、および大規模／大量の物品の調製に適している。３次元プリント（３ＤＰ）プロセスは、表面に粉末増分層を形成すること、続いて層に液体をプリント／付加すること、次いで、表面に３ＤＰ物品を形成する、または１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品およびルース粉末を含むプリント粉末床を形成するのに十分な回数だけ、形成およびプリントする工程を繰り返すことを含む。物品に残っている過剰な／望ましくない液体が除去され、ルース粉末があれば、物品から分離された後に収集される。
【００７０】
本明細書で使用されるとき、３ＤＰとは、３次元プリントする、３次元プリントされる、または他のそのような変化形を意味する。本明細書で使用されるとき、「空洞３次元プリント」または「空洞３ＤＰ」または「ｃ３ＤＰ」は、各空洞内で各物品（または増分層）を囲むプリントされていない粉末がほとんどもしくは全くないか、または各空洞内で各物品を囲む最小のルース粉末がある状態で、層ごと（増分層ごと）のアセンブリ工程が、個々の物品に合うようにサイズ決めされた１つまたはそれ以上の空洞内で実施される３次元プリントを意味する。言い換えると、内周（縁部）により画成された上面視を有する空洞には粉末層が充填され、結合流体が少なくとも空洞の内周に隣接する粉末層の外周に付加されて、あるとしても最小量のプリントされていない粉末のみが空洞表面とプリント粉末との間に残るように物品を形成する。
【００７１】
本発明に関して本明細書で使用されるとき、別段指定されていない限り、用語「タンピング」は用語「圧縮」と交換可能に使用される。タンピングはパンチシステムにより行われ、これにより、空洞内のインプロセス３ＤＰ物品の１つまたはそれ以上の増分層または粉末層が圧縮される。パンチシステムは、空洞に重なる上側パンチと、空洞内に配置された下側パンチまたは高さ調節可能な下側プラットフォームとを含む。一部の実施形態では、タンピングは：ａ）下側パンチもしくはプラットフォームを空洞内で下降させる前に上側パンチを空洞内で下降させる；ｂ）下側パンチもしくはプラットフォームを空洞内で下降させる距離よりも大きい距離だけ上側パンチを空洞内で下降させる；ｃ）上側パンチを空洞内で上昇させる前に下側パンチもしくはプラットフォームを空洞内で上昇させる；またはｄ）上側パンチを空洞内で上昇させる距離よりも大きい距離だけ下側パンチもしくはプラットフォームを空洞内で上昇させることにより行われる。本発明のプロセスは１つまたはそれ以上のタンピング工程を含むことができる。
【００７２】
本明細書で使用されるとき、「並進運動する」または「並進運動」（または他の変化形）は、パンチシステムの使用により１つまたはそれ以上の増分層を空洞内で垂直に（かつ直線的に）変位させ、または動かす動作または結果を指す。並進運動することおよび並進運動は、非圧縮または基本的に非圧縮動作であり、これにより、空洞内の３ＤＰ物品または１つまたはそれ以上の層が、パンチシステムの使用によって上方または下方に押されるが、３ＤＰ物品の体積は基本的に変化しないものと考えられる。一部の実施形態では、並進運動は：ａ）上側パンチおよび下側パンチもしくはプラットフォームを空洞内で同一距離もしくは略同一距離だけ下降させる；またはｂ）上側パンチおよび下側パンチもしくはプラットフォームを空洞内で同一距離もしくは略同一距離だけ上昇させることにより行われる。一部の実施形態では、並進運動のタイミングは：ａ）下側および上側パンチが略同時に動く；ｂ）下側パンチが上側パンチより前に下方運動で動く；ｃ）上側パンチが下側パンチより前に上方運動で動くことにより実現する。
【００７３】
本明細書で使用されるとき、「マーキング」とは、少なくとも１つの隆起した、または低くなった特徴を増分層（増分粉末層であってもプリント増分層であっても）の表面に形成して、表面が厳密な平坦面でなくなるように、すなわち非平坦面になるようにする動作を指す。マーキングは、層の表面をパンチ（またはプラットフォーム）に接触させて表面に窪みが作られるようにすることによって達成される。このマーキングの意味は、物品の選択外部領域における液滴を排除して非結合粉末を空にすることによる陥凹した特徴の作成のような、３ＤＰにより実現される、以前の非接触マーキング（「非接触３ＤＰマーキング」）とは異なる。そのような非接触３ＤＰマーキングは、特許文献１４５に記載されている。３ＤＰ中のマーキングのそのような非接触技法は、単独で、または本明細書に記載のマーキングと組み合わせて、オプションと考えることができる。
【００７４】
増分層に関して本明細書で使用されるとき、「成形」とは、増分層の１つまたはそれ以上の表面の形状または層全体の形状を変更して、増分層の上面および下面の両方ともが平坦な平行面にならないようにする動作を指す。増分層の両面は平坦であっても平坦でなくてもよいが、同時に平坦な平行面にはならない。両面は同時に平坦であってもよいが、非平行である。輪郭付け、エンボス加工、デボス加工された表面は非平坦面と考えられる。成形は、増分層の１つまたはそれ以上の表面をパンチ（またはプラットフォーム）に接触させて、増分層の上面および下面の両方ともが平坦な平行面ならないようにすることにより達成され、輪郭付け、エンボス加工、またはデボス加工された表面の１つまたはそれ以上を含むことができる。
【００７５】
本発明のプロセスは、１つまたはそれ以上の並進運動工程、１つまたはそれ以上のタンピング（圧縮）工程、１つまたはそれ以上のマーキング工程、および／または１つまたはそれ以上の成形工程を含むことができる。
【００７６】
一般に、３ＤＰ装置アセンブリ、装置、またはシステムは、１つまたはそれ以上の３次元プリント構築システム、１つまたはそれ以上の取入れシステム、および場合により１つまたはそれ以上の液体除去システムを含む様々なサブシステムを含む。装置アセンブリは、１つまたはそれ以上の３次元プリント構築システム、１つまたはそれ以上の取入れシステム、１つまたはそれ以上の液体除去（乾燥）システム、および場合により１つまたはそれ以上の他のシステムを含むことができる。一部の実施形態では、装置アセンブリは、１つまたはそれ以上のパンチシステム、１つまたはそれ以上の排出システム、１つまたはそれ以上の粉末回収システム、１つまたはそれ以上の制御システム、１つまたはそれ以上の構築モジュールまたはコンベヤ位置決めシステム、１つまたはそれ以上のコンベヤ駆動モータ、１つまたはそれ以上の物品移送システム、１つまたはそれ以上の検査システム、および１つまたはそれ以上の床移送システムからなる群から選択された１つまたはそれ以上の（サブ）システムをさらに含む。３ＤＰ装置アセンブリ、装置、またはシステムは、上記システムの一部またはすべてを含むことができる。例えば、空洞３ＤＰ装置アセンブリ、装置、またはシステムのある実施形態では、空洞に入る粉末材料の略すべてが、分離される余分な粉末がほとんどまたは全くない状態で、空洞内に形成されるそれぞれの物品に組み込まれるため、取入れシステムを有する必要はない。
【００７７】
本明細書で使用されるとき、「３次元プリント構築システム」は、一般に、コンベヤシステム、少なくとも１つの構築モジュール、少なくとも１つの構築ステーション、および場合により１つまたはそれ以上の他の部材を含む。３次元プリント構築システムの機能は、構築モジュール内の粉末多層床から１つまたはそれ以上の３次元プリント物品を形成することである。一部の実施形態では、３ＤＰ構築システムは構築サイクルごとに単一の３ＤＰ物品を空洞（レセプタクル）内に形成する。１つまたはそれ以上、または複数の構築モジュールは、１つまたはそれ以上の構築ステーションを通過する所定の経路に沿って構築モジュールを案内するように適用されたコンベヤシステムに係合される。構築モジュールは粉末層化システム（領域）へ案内され、粉末増分層が空洞内に形成される。その後、構築モジュールがプリントシステム（領域）へ案内され、所定のパターンに従って結合流体が粉末増分層に付加されて、部分的または完全に結合された粉末層（プリント増分層）を形成する。
【００７８】
構築モジュールを案内する工程、粉末増分層を形成する工程、および層に液体を付加してプリント増分層を形成する工程は、プロセスの単一の構築ラップであると考えられる。構築ラップが繰り返されて、１つのラップからのプリント増分層が前または後のラップからのプリント増分層に接着するようになっている。構築ラップは構築モジュールにおいて、サイクルごとに単一の３ＤＰ物品を構築モジュール内に形成する、または１つまたはそれ以上の３次元プリント物品およびルース粉末を含む３次元プリント床を形成するのに十分な回数だけ繰り返され、３次元プリント物品は少なくとも２つのプリント増分層を含む。
【００７９】
粉末に付加された液体は、構築ラップ間の周囲条件下で十分に乾燥していても乾燥していなくてもよい；したがって、構築ラップ間に液体除去工程が含まれていてもよい。一部の実施形態では、結合流体の付着後にインプロセス増分層を乾燥させるために、乾燥器が構築ステーション内に存在する。そのような実施形態では、構築ラップは、構築モジュールを案内する工程、増分粉末層を構築モジュール内に形成する工程、液体を粉末層に付加してプリント増分層を形成する工程、およびプリント層を乾燥器に晒す工程を含む。しかしながら、構築ラップ中に増分層が十分に乾燥しない場合には、すべての構築ラップの完了後、すなわち構築サイクルの完了後にオプションの液体除去工程を行って、３次元プリント物品になるようにしてもよい。言い換えると、構築サイクルが完了した３ＤＰ物品を、必要であれば物品乾燥器で乾燥させることができる。
【００８０】
コンベヤシステムは、構築ラップ中および構築ラップ間に所定の進路／経路を通って１つまたはそれ以上の構築モジュールを案内するように適用される。固体材料を第１の位置から第２の位置へ、かつ第１の位置へ戻して搬送するのに有用な略いずれかのシステムを使用することができる。一部の実施形態では、コンベヤシステムは、循環、直線、往復、または振動コンベヤシステムである。一部の実施形態では、循環コンベヤシステムは、構築モジュールを第１の位置から第２の位置へ、次いで第１の位置へ戻して案内する。一部の実施形態では、コンベヤシステムは、構築モジュールを１つまたはそれ以上の構築ステーションを通して繰り返し案内する循環または反復コンベヤシステムである。一部の実施形態では、直線コンベヤシステムは、構築モジュールを第１の構築ステーションから第２の構築ステーションへ、かつ場合により１つまたはそれ以上の他の構築ステーションへ案内する。一部の実施形態では、振動システムは、１つまたはそれ以上の構築モジュールを少なくとも１つの構築ステーションを通して第１の方向へ案内した後、１つまたはそれ以上の構築モジュールを少なくとも１つの構築ステーションを通して反対方向へ案内する。
【００８１】
図１Ａ〜図１Ｄは、複数の物品がルース粉末の単一の床にプリントされた、特許文献１３５の３ＤＰ装置アセンブリの先行技術の開放床構築モジュールの上面図である。図１Ａの開放床システムは、単一の空洞（２）を有する構築モジュール（１）を含み、空洞（２）内に複数の３ＤＰ物品（３）がプリントされ、かなりの量のプリントされていない粉末（４）を残す。空洞の上面視を画成する内周（縁部）は、プリント粉末床における３ＤＰ物品の外周と同様の形状ではない。図１Ｂの開放床システムは図１Ａの開放床システムと非常に類似している。この開放床システムは構築モジュール（５）と空洞（６）とを含み、空洞（６）内に複数の３ＤＰ物品（７）がプリントされ、かなりの量のプリントされていない粉末（８）を残す。図１Ｃの開放床構築モジュール（１０）を使用して、複数の三角形の３ＤＰ物品を調製することができる；しかしながら、依然としてかなりの量のプリントされていない粉末（１１）があり、これを廃棄または再利用しなければならない。図１Ｄの構築モジュール（１２）およびプリントされていない粉末（１３）にも同じことが当てはまる。図１Ｃおよび図１Ｄは、形状およびパッキングの利点により物品間の間隔がはるかに密であることを示すが、物品同士の結合を防ぐために、プリントされていない粉末が依然として物品間にいくらか必要である。図１Ａ〜図１Ｄのプリントパターンは異なっているが、いずれもかなりの量のプリントされていない粉末を残し、これを物品から分離した後に再利用または廃棄しなければならない。これは、それぞれの空洞の上面視の内周が、それぞれの３ＤＰ物品の平面視の外周に隣接していないからである。したがって、先行技術の開放床システムは、バルク粉末をかなり無駄にし、かなりの量のバルク粉末を廃棄または再利用する必要があるという重大な欠点を有する。開放床システムの別の重大な欠点は、プロセスの取入れ工程中に２つの異なるバルク粉末が混合されるため、２つの異なるバルク粉末を使用して層を形成するときはいつでも、プリントされていない粉末を再利用することができず、プリントされていない粉末を廃棄する必要があることである。この重大な欠点は、バルク粉末の廃棄を最小限にし、またはなくしつつ、異なるバルク粉末から作られた増分層を含む３ＤＰ物品をプリントすることができる、本発明の空洞３ＤＰシステムにより克服される。
【００８２】
しかしながら、本発明の空洞３ＤＰシステムは、バルク粉末の廃棄または再利用の必要を最小限にし、さらにはなくすことができる。図２Ａ〜図２Ｇは、本発明の構築モジュールおよびそれぞれの空洞（レセプタクル）の上面図である。図２Ａの構築モジュール（１５）は空洞を含み、空洞の上面視は内周（縁部１７）により画成される。３ＤＰ物品（１８）は空洞内にプリントされる。３ＤＰ物品（１８）の平面視の外周は、空洞の上面視の内周に近似する。構築サイクル中、結合流体がそれぞれの粉末層の外周に付加されて、結合流体が空洞の内周に隣接する（または内周から最小限離間する）ようになっている。その結果、廃棄または再利用が必要なバルク粉末はほとんどまたは全くない。図２Ｂの構築モジュール（２０）は、空洞およびプリントパターンが円形ではなく六角形であることを除いて図２Ａの構築モジュールと同様に動作する。図２Ｃの構築モジュール（２１）は、空洞およびプリントパターンが円形ではなくハート形であることを除いて図２Ａの構築モジュールと同様に動作する。
【００８３】
図２Ｄの構築モジュール（２２）は、空洞の外周を画成する縁部（２３Ａ）を有する本体（２３）を含む。高さ調節可能なプラットフォームは、空洞内に配置され、空洞の上面視と同様の形状の上面視を有する。構築モジュールはまた、それぞれの縁部（周囲２４Ａ、２５Ａ）により画成された、高さ調節不可能なスタンド（２４、２５）を含む。この構成により、３ＤＰ物品（２６）は、環状部分（２６Ｂ）および連結部分（２６Ａ）を含む。したがって、本発明の空洞３ＤＰシステムは、先行技術の３ＤＰシステム（開放床３ＤＰシステムなど）の表面特徴よりも鮮明な表面特徴を有する３ＤＰ物品を調製するために使用することができ、空洞の粉末を最終物品に組み込む速度をはるかに高くしてこれを行うことができる。
【００８４】
開放床システムの改良された代替例として、図２Ｅの構築モジュール（３０）は複数の空洞（レセプタクル、３１〜３４）を含み、その空洞内にそれぞれの単一の３ＤＰ物品（３５）が形成される。本発明の構築モジュールは本体と複数の空洞とを含むことができ、各空洞の上面視は、空洞にプリント予定の３ＤＰ物品の平面視に近似する縁部により画成され、構築モジュールは、高さ調節可能なプラットフォーム（またはパンチ）を各構築空洞内にさらに含み、プラットフォーム（またはパンチ）の上面視はそれぞれの空洞の上面視に近似する。図２Ｆの構築モジュール（３６）は改良された開放床システムのためのものである。構築モジュールは、上面視が縁部（３８）により画成された空洞を含み、縁部（３８）は空洞内にプリントされた物品（３７）の平面視の外周に近似するようになっている。図２Ｆの細長い例では、縁部（３８）の対向部分（３９）が互いに非常に密に離間しているか、または接触している。
【００８５】
図２Ｇの構築モジュール（４０）は、構築モジュールの本体の縁部（４１）により画成された上面視を有する空洞を含む。物品（４２）の平面視の外周の形状は、縁部（４１）の形状に近似する。
【００８６】
図２Ａ〜図２Ｇの改良されたシステムは、大量のプリントされていない粉末を廃棄または再利用する必要がない。
【００８７】
図３の３ＤＰ装置アセンブリ（または装置）（４５）は、粉末層化領域（Ｚ−１）、プリント領域（Ｚ−２）、液体除去領域（Ｚ−３）、およびパンチ領域（Ｚ−４）を含む。アセンブリは、固定本体と、それぞれの空洞を有する複数の構築モジュール（４８）を含むコンベヤ（４７）とを含む。コンベヤは、構築ラップごとに領域（Ｚ−１）から領域（Ｚ−２）、領域（Ｚ−３）、領域（Ｚ−４）へと進む矢印（Ａ）の方向の遠回り経路で構築モジュールを案内する。アセンブリはまた、パンチ領域と略一体の排出領域を含み、３ＤＰ物品はそれぞれの空洞から排出される。
【００８８】
図４の３ＤＰ装置アセンブリ（または装置）（５０）は、排出領域（Ｚ−５）がパンチ領域（Ｚ−４）から離れていることを除いて図３の３ＤＰ装置アセンブリ（または装置）と同様である。この場合、アセンブリは２つの（完全または部分）パンチシステムを含むことができる。完全パンチシステムは：ａ）上側パンチおよび場合により空洞内の下側パンチ；またはｂ）上側パンチおよび空洞内の高さ調節可能な下側プラットフォームを含む。部分パンチシステムは：ａ）上側パンチ；ｂ）空洞内の下側パンチ；またはｃ）空洞内の高さ調節可能な下側プラットフォームを含む。
【００８９】
図５Ａ〜図５Ｉは、単一の３ＤＰ物品をそれぞれの空洞（Ｃ−１〜Ｃ−８）内で調製するためのインプロセス使用中における、図３の例示的な３次元プリント装置アセンブリ（または装置）の上面図である。図５Ａ（段階Ｉ）では、粉末層が粉末層化領域（Ｚ−１）内で空洞（Ｃ−１）に加えられる。コンベヤを時計方向に前進させて空洞（Ｃ−２）を領域（Ｚ−１）内に配置することにより、空洞（Ｃ−２）はその粉末層を受け、空洞（Ｃ−１）はプリント領域（Ｚ−２）に接近する（図５Ｂ、段階ＩＩ）。コンベヤを再び時計方向に前進させる（図５Ｃ、段階ＩＩＩ）ことにより、空洞（Ｃ−３）がその粉末層を受け、空洞（Ｃ−２）はプリント領域（Ｚ−２）に接近し、空洞（Ｃ−１）内の層がプリントされる。コンベヤを再び時計方向に前進させる（図５Ｄ、段階ＩＶ）ことにより、空洞（Ｃ−４）がその粉末層を受け、空洞（Ｃ−３）はプリント領域（Ｚ−２）に接近し、空洞（Ｃ−２）内の層がプリントされ、空洞（Ｃ−１）は乾燥領域（Ｚ−３）に接近する。コンベヤを再び時計方向に前進させる（図５Ｅ、段階Ｖ）ことにより、空洞（Ｃ−５）がその粉末層を受け、空洞（Ｃ−４）はプリント領域（Ｚ−２）に接近し、空洞（Ｃ−３）内の層がプリントされ、空洞（Ｃ−２）は乾燥領域（Ｚ−３）に接近し、空洞（Ｃ−１）内のプリント層が乾燥される。コンベヤを再び時計方向に前進させる（図５Ｆ、段階ＶＩ）ことにより、空洞（Ｃ−６）がその粉末層を受け、空洞（Ｃ−５）はプリント領域（Ｚ−２）に接近し、空洞（Ｃ−４）内の層がプリントされ、空洞（Ｃ−３）は乾燥領域（Ｚ−３）に接近し、空洞（Ｃ−２）内のプリント層が乾燥され、空洞（Ｃ−１）はパンチ領域（Ｚ−４）に接近する。コンベヤを再び時計方向に前進させる（図５Ｇ、段階ＶＩＩ）ことにより、空洞（Ｃ−７）がその粉末層を受け、空洞（Ｃ−６）はプリント領域（Ｚ−２）に接近し、空洞（Ｃ−５）内の層がプリントされ、空洞（Ｃ−４）は乾燥領域（Ｚ−３）に接近し、空洞（Ｃ−３）内のプリント層が乾燥され、空洞（Ｃ−２）はパンチ領域（Ｚ−４）に接近し、空洞（Ｃ−１）内の増分層が下方へ並進運動して、粉末層化領域（Ｚ−１）にあるときに追加の粉末を受けるための空間をその上方に作成する。コンベヤを再び時計方向に前進させる（図５Ｈ、段階ＶＩＩＩ）ことにより、空洞（Ｃ−８）がその粉末層を受け、空洞（Ｃ−７）はプリント領域（Ｚ−２）に接近し、空洞（Ｃ−６）内の層がプリントされ、空洞（Ｃ−５）は乾燥領域（Ｚ−３）に接近し、空洞（Ｃ−４）内のプリント層が乾燥され、空洞（Ｃ−３）はパンチ領域（Ｚ−４）に接近し、空洞（Ｃ−２）の増分層が下方へ並進運動し、空洞（Ｃ−１）は粉末層化領域（Ｚ−１）に接近する。上記の工程は、この特定の実施形態の単一の構築ラップを定義する。構築ラップは、複数のプリント増分層を含む３ＤＰ物品を形成するのに必要な回数だけ繰り返される。構築サイクルの完了後、各物品はそれぞれの空洞から排出される。例えば、図５Ｉは、排出段階の開始を示す。空洞（Ｃ−８）のインプロセス（未完成）物品が粉末層化領域（Ｚ−１）に接近しているが、空洞（Ｃ−１）の完成した物品は排出されていることに留意されたい。コンベヤを再び時計方向に前進させる（図５Ｊ）ことにより、空の空洞（Ｃ−１）は、別の粉末層を受ける準備のために粉末層化領域（Ｚ−１）に接近して、別の３ＤＰ物品の形成を開始する。
【００９０】
図６は、それぞれの領域（Ｚ−１）の粉末層化システム（５６）、それぞれの領域（Ｚ−２）のプリントシステム（６０）、それぞれの領域（Ｚ−３）の乾燥システム（６１）、およびそれぞれの領域（Ｚ−４）のパンチシステム（６３）を含む、別の例示的な３次元プリント装置アセンブリ（または装置）（５５）の斜視図である。粉末供給システムまたは溜め（５７）を含む粉末層化システムは、少なくとも１つの支持部（５８）によって定位置に保持される。乾燥システムは、少なくとも１つの支持部（６２）によって定位置に保持される。プリントシステムおよびパンチシステムも、支持部（図示せず）によって定位置に保持される。アセンブリは固定本体（６７）を含み、固定本体（６７）内で、モータ駆動装置（６６）とそれぞれの空洞（６８）を有する複数の構築モジュールとを含むコンベヤ（６９、この場合タレット）が回転（スピン）して、プロセス領域の各々を通して空洞を連続して案内する。パンチシステム（６３）は、空洞の周囲に近似する周囲を有する先端を持つパンチ（６４）を含み、パンチが空洞に摺動して出入りできるようになっている。完成した物品は、排出ポート（６５）またはシュートを通して排出される。
【００９１】
図７は、本発明の別の例示的な３次元プリント装置アセンブリ（または装置）（７０）の上面図である。この３次元プリント装置アセンブリ（または装置）は、粉末層化領域／システム（Ｚ−１）、第１のパンチ領域／システム（Ｚ−６）、プリント領域／システム（Ｚ−２）、乾燥領域／システム（Ｚ−３）、および第２のパンチ領域／システム（Ｚ−４）を含む。アセンブリ（７０）のシステムの順序が（Ｚ−１）→（Ｚ−６）→（Ｚ−２）→（Ｚ−３）→（Ｚ−４）として示されているが、順序は（Ｚ−１）→（Ｚ−２）→（Ｚ−６）→（Ｚ−３）→（Ｚ−４）、または（Ｚ−１）→（Ｚ−２）→（Ｚ−３）→（Ｚ−６）→（Ｚ−４）、または（Ｚ−１）→（Ｚ−２）→（Ｚ−３）→（Ｚ−６）、または（Ｚ−１）→（Ｚ−２）→（Ｚ−３）→（Ｚ−４）であってもよい。
【００９２】
第１のパンチシステムを使用して、対応する領域内の空洞で材料を並進運動させる、または圧縮することができる。第１のパンチシステムを使用して、材料の表面を平滑化することもできる。第１のパンチシステムを使用して、プリント前に材料の表面を形成または成形する、すなわち表面を輪郭付け、エンボス加工、デボス加工、または他の方法でマーキングすることもできる。
【００９３】
第２のパンチシステムを使用して、対応する領域内の空洞で材料を並進運動させる、または圧縮することができる。第２のパンチシステムを使用して、排出または追加のプリント前に材料の表面を形成または成形する、すなわち表面を輪郭付け、エンボス加工、デボス加工、または他の方法でマーキングすることもできる。第２のパンチシステムを使用して、３ＤＰ物品を空洞から排出することもできる。
【００９４】
図８は、本発明の例示的な３ＤＰ装置アセンブリ（または装置）（７１）の斜視図である。これはそれぞれの領域／システムの配置または配列に関して図７のアセンブリ／装置と同様であるが；図８のアセンブリは、第１（Ｚ−６）および第２（Ｚ−４）のパンチシステムの代替実施形態を示す。
【００９５】
第１のパンチシステムは上側パンチ（７２）と下側パンチ（７３）とを含む。これらは破線で示される。２つのうちの一方が存在しなくても両方が存在してもよく、すなわち第１のパンチシステムが上側パンチおよび／または下側パンチを含むことができるからである。
【００９６】
第２のパンチシステムは上側パンチ（６３）と下側パンチ（７４）とを含む。これらは破線で示される。２つのうちの一方が存在しなくても両方が存在してもよく、すなわち第２のパンチシステムが上側パンチおよび／または下側パンチを含むことができるからである。第２のパンチシステムを使用して、３ＤＰ物品をそれぞれの空洞から上方または下方に押し出すことにより、３ＤＰ物品を排出することができる。
【００９７】
図９Ａ〜図９Ｉは、圧縮されていない３ＤＰ物品の増分層を空洞内で調製するためのインプロセス使用中における、例示的なパンチシステム、例示的な粉末層化システム（８１）、例示的な構築モジュール（８３）（空洞を有する）、および例示的な液体付着（プリント）システム（９０）の部分断面側面図である。
【００９８】
図９Ａでは、第１のプリント増分層（８５）が構築モジュール（８３）の空洞内に既に形成されている。粉末層化システム（８１）は、プリント層上にルース粉末（８６）が充填されているものとして示される。下側パンチ（８４）は空洞内に配置され、インプロセス材料を定位置に維持するのを助ける。その後、空洞は上側パンチ（８６、図９Ｂ）を含むオプションの第１のパンチシステムに案内され、この上側パンチをルース粉末上に下降させて（矢印Ｊ、図９Ｃ）、その表面を平滑化、輪郭付け、修正、またはマーキングすることができる。その後、上側パンチを上昇させ（矢印Ｋ、図９Ｄ）、空洞をプリントシステム（９０、図９Ｅ）に案内し、このプリントシステムは粉末層に結合流体（９１）の液滴を付着させて、インプロセス（未完成）３ＤＰ物品（９２）が２つのプリント増分層を含むようにする。オプションの乾燥工程（図示せず）の後、空洞を第２のパンチシステムに案内し（図９Ｆ）、この第２のパンチシステムはインプロセス物品（９２）を空洞内で下方へ（矢印Ｊ）、空洞に加える予定の次の増分粉末層の垂直高さ（厚さ）に対応する垂直距離だけ並進運動させる。上側パンチを上昇させた（矢印Ｋ、図９Ｇ）後、空洞を粉末層化システムに案内し、別の増分粉末層（９３、図９Ｈ）を充填することにより、インプロセス物品（９４、図９Ｉ）を空洞内に残す。
【００９９】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、図９Ｆ〜図９Ｇに示す工程の代替実施形態を示す。ここでは、下側パンチを下降させることなく、または下側パンチを下降させる前に上側パンチを空洞内に下降させる（矢印Ｊ、図１０Ｂ）ことにより、インプロセス物品（９２、図１０Ａ）が圧縮されて、圧縮インプロセス物品（５）を形成する。これにより、次の層を受けるための空間が空洞内に作成される（図１０Ｃ）。粉末層化に基づく３ＤＰ技術において３ＤＰ物品の形成工程中に最初にパンチを使用することにより、圧縮および非圧縮プリント増分層を含む３ＤＰ物品の形成が可能になる。したがって、本発明は、１つまたはそれ以上の圧縮プリント増分層および１つまたはそれ以上の非圧縮プリント増分層を含む３ＤＰ物品も提供する。
【０１００】
インプロセス３ＤＰ物品に接触する上側および下側パンチの表面はこれまで述べた実施形態では平坦なものとして示されているが、パンチの表面は非平坦であってもよく、すなわち希望に応じた形状（輪郭）であってよい。上側パンチ（９６、図１１Ａ）は、対応する凹面（９８）を増分層に形成する凸の下面（９７、表面）を含む。図１１Ｂの上側（９６）および下側（９９）パンチの両方は、対応する凹面をインプロセス物品に形成する凸面を含む。上側パンチ（１００、図１１Ｃ）は、対応する相補凸面（１０２）を増分層に形成する凹の下面（１０１、表面）を含む。図１１Ｄの上側（１００）および下側（１０４）パンチの両方は、対応する相補凸面（１０３）を増分層に形成する凹面を含む。図１１Ｅの上側（１１８）および下側（１１９）パンチの両方は、相補する複雑な輪郭面（１１４）を増分層に形成する複雑な輪郭面を有する。
【０１０１】
粉末層化に基づく３ＤＰ技術において輪郭（非平坦）面を有するパンチを最初に使用することにより、部分的にまたは不均一に圧縮されたプリント増分層を含む３ＤＰ物品を形成することができる。したがって、本発明はまた、１つまたはそれ以上の部分的もしくは不均一に圧縮されたプリント増分層を含むか、または１つまたはそれ以上の部分的もしくは不均一に圧縮されたプリント増分層および１つまたはそれ以上の非圧縮プリント増分層を含む３ＤＰ物品を提供する。本発明はまた、１つまたはそれ以上の輪郭（非平坦）プリント増分層を含むか、または１つまたはそれ以上の輪郭プリント増分層および１つまたはそれ以上の非輪郭（平坦）プリント増分層を含む３ＤＰ物品を提供する。
【０１０２】
他のパンチ面が考えられる。パンチ面は、隆起した（場合により凹んだ）文字、数字、または他の記号を含み、３ＤＰ物品の外側または内側増分層に刻印を与えることができる。この刻印は、パンチ面の輪郭を反転させて反映する（すなわち、パンチ面の隆起した特徴は増分層に低くなった特徴を作成し、パンチ面の低くなった特徴は増分層に隆起した特徴を作成する）。パンチ面は、３ＤＰ物品の内側または外側増分層を作成し刻印するという同様の目標を有する特定のパターンまたはテクスチャを含むことができる。ある実施形態では、パンチ面の特徴のパターンまたはテクスチャにより、２つ以上の増分層からの粉末を３ＤＰ物品の同一水平スライス内で混合することができる。例えば、異なるそれぞれの粉末を有する２つの連続した増分層がある場合、各粉末がそれ自体のそれぞれの層内に実質的に残るのではなく、一方または両方の粉末が、隆起した、または陥凹した特徴を有する非平滑パンチ面の動作によって変位されたときに、隣接する増分層内へ上方または下方にずれることができる。ある実施形態では、これは、第１の粉末を含む即席（ｉｎｓｔａｎｔ）増分層に作成され、その後次の粉末散布工程（ｐｏｗｄｅｒ  ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  ｓｔｅｐ）で第２の粉末が充填される窪みを含むことができ、または、これは、第１の粉末を含み、第２のそれぞれの粉末を有する次の増分層に割り当てられた空間内へ延びる即席増分層内の隆起領域を含むことができる、または両方の組み合わせである。
【０１０３】
パンチシステムを使用して３ＤＰ物品を空洞から排出することができる。図１２Ａ〜１２Ｂは、下側パンチを使用して、３ＤＰ物品（１０５）を、構築モジュール（１２３）内の空洞から上方へ（矢印Ｋ）押し出すことにより、空洞から排出する様子を示す。その後、排出された物品を、物品移送システムにより構築モジュールから離れる方へ案内することができる。
【０１０４】
図１３は、特許文献１４２および特許文献１４３による先行技術の一軸圧縮３ＤＰ剤形（１０６Ｂ）の斜視図であり、非圧縮３ＤＰ剤形（１０６Ａ）は、構築サイクルの完了後および乾燥サイクルの完了後に一軸圧縮される。全増分層の形成後に剤形全体が均一に一軸圧縮されたため、一軸圧縮剤形（１０６Ｂ）全体は、均一に圧縮されたプリント増分層のみを含む。一軸圧縮剤形は、圧縮および非圧縮プリント増分層の組み合わせを含まない。一軸圧縮剤形は、不均一に圧縮されたプリント増分層、または不均一に圧縮されたプリント増分層と非圧縮プリント増分層との組み合わせを含まない。
【０１０５】
しかしながら、本発明のアセンブリ（装置）および方法により、複雑な内側および外側幾何形状を有する粉末層化に基づく３ＤＰ物品の形成が可能になる。図１４Ａの３ＤＰ物品（１０７）は、非圧縮プリント増分層（１０８）および圧縮プリント増分層（１０９）を含む。図１４Ｂの３ＤＰ物品（１１０）は、非圧縮プリント増分層の第１のセクション（１１１）（第１の最低密度セクション）、軽度に圧縮されたプリント増分層の第２のセクション（１１２）（第２の中間密度セクション）、およびより高度に圧縮されたプリント増分層の第３のセクション（１１３）（第３の最高密度セクション）を含む。変化する幾何形状を有する圧縮および非圧縮プリント増分層を含む他の３ＤＰ物品を調製してもよい。
【０１０６】
図１５Ａの３ＤＰ物品（１１５）は、上側および下側高密度セクション（１１７）と中間低密度セクション（１１６）とを含む。図１５Ｂの３ＤＰ物品（１２０）は、第１のバルク粉末を含む第１のセクション（１２１）と第２のバルク粉末を含む第２のセクション（１２２）とを含み、これらの粉末は組成が異なる。
【０１０７】
非平坦パンチ面を使用することにより、エンボス加工またはデボス加工された表面特徴を有する粉末層化に基づく３ＤＰ物品の調製が可能になる。図１５Ｃの３ＤＰ物品（１２４）は、デボス加工（低くなった）特徴（１２５）を有する面を含む。図１５Ｄの３ＤＰ物品（１２６）は、対応するエンボス加工（隆起した）特徴（１２８）を有する対向面を含む。
【０１０８】
図１５Ｃの３ＤＰ物品（１２４）を修正して、プリント増分層に２つ以上のバルク粉末組成を含むようにしてもよい。図１５Ｅは、第１の結合流体が付着した第１のバルク粉末から各々作られた、下側（１２４ｂ）および上側（１２４ａ）プリント層を含む３ＤＰ物品（１２４）の断面側面図である。上側層は、非平坦面（エンボス加工面）を有するパンチを使用することにより作成された空間（１２５）を含む。空間には、層（１２４ａ、１２４ｂ）の第１のバルク粉末とは組成が異なる第２のバルク粉末が充填されている。その結果、プリント増分層（１２４ａ）は、第１のバルク粉末および第１の結合流体から作られた少なくとも１つの第１の部分（領域）と、第２のバルク粉末および第２の結合流体から作られた少なくとも１つの第２の部分（領域）とを含む。第１および第２の部分は水平に隣接する（直接隣接する）。第１のバルク粉末は第２のバルク粉末とは異なる。第１および第２の結合流体は同一であっても異なっていてもよい。差異は組成および／または物理的特性の差異であってよい。
【０１０９】
図１６は、本発明の例示的な液体除去システム（１３０）、下側パンチ（１３８）、および構築モジュールの部分断面側面図である。この液体除去システム（乾燥器）は、インプロセス３ＤＰ物品の調製中にプリント増分層から液体を除去するのに特に適している。液体除去システムは、空気を供給源（１３２）から目標増分層（１３７）の表面まで案内するためのダクト（１３３）を有する本体（１３１）を含む。乾燥器は、場合により、空気の温度を感知するための温度センサ（１３５）を含む。案内された空気が予め加熱されていない場合、本体（１３１）内の１つまたはそれ以上の加熱要素（１３４）を用いて空気を加熱することができる。乾燥器のプロセス領域から上昇する湿り空気を、排気システム（１３６）により取り込んでプロセス領域から除去することができる。
【０１１０】
代替液体除去システム（１４０、図１７）は、１つまたはそれ以上の加熱要素（１４１）を含み、これは、熱伝導的に（ｔｈｅｒｍｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ）空洞に隣接する位置で構築モジュール内に埋め込まれた乾燥プロセス領域および／または１つまたはそれ以上の加熱要素（１４２）に重なる。
【０１１１】
本発明の３ＤＰ装置アセンブリ／装置を様々な実施形態で提供することができる。図１８は、粉末層化領域／システム（Ｚ−１）、第１のパンチ領域／システム（Ｚ−６）、プリント領域／システム（Ｚ−２）、乾燥領域／システム（Ｚ−３）、排出領域／システム（Ｚ−４）、駆動モータ／システム（１５７）、高さ調節器（１５４）、回転コンベヤおよび構築モジュールシステム（１４６、１４７）と複数の空洞（１４９）との組み合わせ、ならびに固定本体（１４８）を含むアセンブリ／装置（１４５）を示す。第１のパンチシステムは、上側パンチ（１５０）と下側パンチ（１５９）とを含む。システムはまた、第２の下側パンチ（１５８）を含み、第２の下側パンチ（１５８）は、３ＤＰ物品を上方へ押して押出機構（１６１）が３ＤＰ物品をシュート（１５６）に向けることができるようにすることによって、３ＤＰ物品をそれぞれの空洞から排出する。駆動モータはコンベヤを駆動し、コンベヤは空洞を１つの領域から別の領域へ案内する。高さ調節器（１５４）は、各空洞内で高さ調節可能なプラットフォームの高さを調節する。
【０１１２】
図１９は、回転コンベヤおよび構築モジュールシステム（１４６、１４７）とそれぞれの空洞（１６３）、高さ調節器（１５４）、および下側回転駆動装置（１７１）との組み合わせの部分断面側面図である。コンベヤ（１４７）は、回転すると、コンベヤ（１４７）に係合された構築モジュール（１４６）を回転させる。この特定の実施形態では、構築モジュールは高さ調節可能なプラットフォーム（１６８）を含み、このプラットフォーム（１６８）は、コンベヤ（１４７）の相補的にねじ付されたナット（１６５）および相補的にねじ付されたボア（１６２）に係合されたねじ付本体（１６９）を有する。ナット（１６５）の外周部は高さ調節器（１５４）の足部またはホイール（１６６）に一時的に接触することにより、ナットを回転させ、プラットフォーム（１６８）の高さを構築モジュールの上面に関して下降させる（矢印Ｍ）。あるいは、高さ調節器（１５４）を用いてナット（１６５）を必要な方向に回転させることにより、またはねじ付本体（１６９）の底部を、必要な方向に回転する（矢印Ｏまたは矢印Ｐ）下側回転駆動装置（１７１）に係合させることにより、プラットフォームを上昇（矢印Ｎ）または下降（矢印Ｍ）させることができる。
【０１１３】
粉末層化システムは、通常、粉末スプレッダ、粉末フィーダ、および粉末溜めを含む。図２０は、溜め（１７６）、フィーダ（１７７）、ホッパ（１７８）、およびスプレッダとしても機能する本体（１８１）を含む粉末層化システム（１７５）を示す。粉末層化システムは、粉末をホッパから空洞内に落下させることより空洞内に粉末層を形成する。スプレッダは、必要であれば粉末を空洞内に広げ、かつ余分な粉末を空洞から除去する。
【０１１４】
図２１は、支持部（１８７）と、パドルホイールスプレッダ（１８９）が内部に配置された中空本体またはシュラウド（１８６）とを含む代替粉末層化システム（１８５）の上面図である。使用中、ホッパ（１８８）に充填された粉末がスプレッダ内に落下し、スプレッダは粉末をスプレッダの真下の空洞に落下させる。スプレッダは高速回転して余分な粉末を空洞から除去し、空洞内の粉末の表面を平滑化する。空洞（Ｃ−１〜Ｃ−８）にはこのような方法で繰り返し充填される。
【０１１５】
図２２の装置アセンブリ／装置（１９５）は駆動システム（２０８）を含み、この駆動システム（２０８）は、コンベヤと構築モジュールシステム（２００）との組み合わせを高速回転／回転させて、その空洞が粉末層化システム（２０１）、プリントシステム（２０４）、乾燥システム（２０５）、およびパンチシステム（１９５）の真下に案内されるようにする。粉末層化システムは、アセンブリ／装置（１９５）のカバー（１９７）の口（２０３）を通って充填可能な溜め（２０２）を有する。カバーは、固定プラットフォーム（１９９）に取り付けられた支持部（１９８）により支持される。乾燥システムは、湿り空気を、乾燥領域から管を通して、かつカバー（１９７）の口（２０６）から外へ除去する排気システムを含む。３ＤＰ物品は空洞からシュート（２０９）へ排出され、シュート（２０９）は物品をプロセスのさらに下流へ、例えば乾燥または除塵に向けて進める。様々な部材は、コンピュータ（２０７）でそれらの動作を同期させる。
【０１１６】
アセンブリ／装置（１９５）を有する構築ラップは、コンベヤが完全に一周することを必要とし、１０のプリント増分層を含む３ＤＰ物品はコンベヤの１０の構築ラップ（１０回転）を必要とするようになっている。しかしながら、システムの様々な部材を必要に応じて配置して、コンベヤの回転に関して所望のプロセス工程を提供することができる。
【０１１７】
図２３のアセンブリ／装置（２１０）は複数のプロセスステーション（破線で囲まれている）を含み、各ステーションは、粉末層化システム（２１４）、プリントシステム（２１５）、乾燥システム（２１６）、およびパンチシステム（２１７）を順に含む。このアセンブリは、コンベヤ（２１２）の長さに沿って連続して配置された少なくとも１０のプロセスステーション（５つは図示され、５つは図示せず）を含む。これは、１０のプリント増分層を含む３ＤＰ物品を調製するために、コンベヤ（駆動システム（２１１）により駆動される）の一回転のみが必要であることを意味する。このアセンブリはまた、各空洞の真下に下側パンチを含むが、空洞の上方には１０の上側パンチのみを含む。言い換えると、本発明のアセンブリは、下側パンチよりも少ない上側パンチを含むことができ、すなわち、部分および完全パンチシステムを含むことができる。
【０１１８】
図２４のアセンブリ／装置（２２０）は、各プロセスステーションが粉末層化システム（２１４）、パンチシステム（２１７）、プリントシステム（２１５）、乾燥システム（２１６）を順に含み、すなわちパンチシステムが図２３のアセンブリ／装置に関して異なる動作順序で配置されている点で、図２３のアセンブリ／装置とは異なる。さらに、このオプションの実施形態は、下側パンチ（２２１）が上側パンチ（２１７）の真下にのみ位置するため、各空洞の真下に下側パンチを必要としない。他の下側パンチはオプションである。しかしながら、このアセンブリも、１０のプロセスステーション（５つは図示され、５つは図示せず）を含む。
【０１１９】
図２５のアセンブリ／装置は、８のプロセスステーションを含み、各プロセスステーションは、粉末層化システム、第１のパンチシステム（２２８）、プリントシステム、乾燥システム、および第２のパンチシステム（２２７）を順に含む。図２４のように、このアセンブリは各空洞の真下に下側パンチを必要としない。
【０１２０】
図２６は、上側パンチシステム（２３１）、上側パンチ駆動装置（２３２）、上側パンチ（２３３）、支持部（２３４）、プラットフォーム（２３５）、ベース（２３６）、コンベヤ駆動装置（２４４）、コンベヤ（２４０）、構築モジュール（２４１）、空洞（２４２）、下側パンチ駆動装置（２４０）、下側パンチ（２４５）、下側パンチアクチュエータ（２３７）、および連結部（２３８、２４３）を含むアセンブリ（２３０）のより詳細な部分断面側面図である。構築モジュールは、ブッシング、軸、コレット、シート、ダイ、または他の同様のデバイスであってよく、コンベヤが、各々空洞を内部に有する複数のそのようなデバイスを含むようになっている。構築モジュールはコンベヤの座部（２３９）内に配置される。上側および下側パンチは、互いにかつ空洞と位置合わせされる。本実施形態では、下側パンチは、空洞内の高さ調節可能なプラットフォームに実質的に相当する。動作中、空洞はパンチ間に配置される。上側パンチ駆動装置（２３２）は上側パンチ（２３３）を上昇および下降させる（矢印Ｑ）。下側パンチ駆動装置（２４０）は、軸（２３８）を連結部（２４３）に横断方向に（矢印Ｔ）係合させることによりアクチュエータ（２３７）が駆動装置（２４０）に連結された後に、下側パンチ（２４５）を上昇および下降させる（矢印Ｒ）。代替実施形態では、下側パンチ駆動装置（２４０）は取り外され、アクチュエータ（２３７）は下側パンチに係合した後にパンチを直接上昇および下降させる。
【０１２１】
複数の構築ステーションを含む本発明のアセンブリ／装置は、組成が異なる増分層を含む３ＤＰ物品を調製するのに特に適している。一部の実施形態では、３ＤＰ物品は：ａ）第１のバルク粉末を含む少なくとも第１のプリント増分層、および異なる第２のバルク粉末を含む少なくとも第２のプリント増分層；ｂ）第１の組成を含む少なくとも第１のプリント増分層、および異なる第２の組成を含む少なくとも第２の増分プリント流体；ｃ）第１の結合流体からの少なくとも１つの成分を含む少なくとも第１のプリント増分層、および第２の結合流体からの少なくとも１つの異なる成分を含む少なくとも第２の増分プリント流体；またはｄ）これらの組み合わせを含む。
【０１２２】
本発明はまた、第１の組成を含む少なくとも第１のプリント増分層と、異なる第２の組成を含む少なくとも第２のプリント増分層とを含む３ＤＰ物品を調製するためのプロセスであって、ａ）少なくとも１つの第１のプリント増分層を形成する工程と；ｂ）少なくとも１つの第２の増分層を形成する工程とを含み、１）第１のプリント増分層を形成するために使用されるバルク粉末が、第２のプリント増分層を形成するために使用されるバルク粉末とは異なり；２）第１のプリント増分層を形成するために使用されるプリント流体が、第２のプリント増分層を形成するために使用されるプリント流体とは異なり；または３）１）および２）の組み合わせであり、形成されたときに３ＤＰ物品を囲む１つまたはそれ以上のバルク粉末の実質的な余剰分がないプロセスを提供する。
【０１２３】
図２７は、本体（２５１）、複数の構築モジュールおよびそれぞれの空洞（２５３、一部が破線で示される）を有するコンベヤ（２５２）、支持システム（２５４）、排出システム（２６０）、および複数の構築ステーション（２６１、例示的なものが破線で囲まれている）を含み、構築ステーションが粉末層化システム（２５６）、プリントシステム（２５７）、インプロセス層乾燥システム（２５８）、およびパンチシステム（２５９）を含む本発明の代替アセンブリ／装置（２５０）の上面図である。アセンブリ／装置（２５０）は４つの構築ステーションを含む。本実施形態では、コンベヤの単一のサイクルにより４つの構築ラップを提供する。それぞれの構築ステーションのバルク粉末は、別の構築ステーションのバルク粉末と同一であっても異なっていてもよい。それぞれの構築ステーションの結合流体は、別の構築ステーションの結合流体と同一であっても異なっていてもよい。希望に応じて、このアセンブリ／装置を使用して、組成が異なる２つ、３つ、４つ以上のプリント増分層を含む３ＤＰ物品を調製することができる。
【０１２４】
図２８は、循環コンベヤ（２６６）と、それぞれの空洞（図示せず）を有する複数の構築モジュールと、排出装置（２７４）およびシュート（２７３）を含む少なくとも１つの排出システムと、粉末層化システム（２６９）、プリントシステム（２７０）、インプロセス層乾燥システム（２７１）、およびパンチシステム（２７２）を各々含む複数の構築ステーション（２６７、２６８）とを含む代替アセンブリ／装置（２６５）の上面図である。本実施形態では、コンベヤの単一のサイクルにより２つの構築ラップを提供する。それぞれの構築ステーションのバルク粉末は、別の構築ステーションのバルク粉末と同一であっても異なっていてもよい。それぞれの構築ステーションの結合流体は、別の構築ステーションの結合流体と同一であっても異なっていてもよい。希望に応じて、このアセンブリ／装置を使用して、組成が異なる２つ以上のプリント増分層を含む３ＤＰ物品を調製することができる。
【０１２５】
図２９は、直線コンベヤ（２７６）と、それぞれの空洞（図示せず）を有する複数の構築モジュールと、少なくとも１つの排出システム（図示せず）と、粉末層化システム、プリントシステム、インプロセス層乾燥システム、およびパンチシステムを各々含む複数の構築ステーション（２７７、２７８）とを含む代替アセンブリ／装置（２７５）の一部の上面図である。構築モジュールは、構築ステーション（矢印Ｖ）を通して連続して案内される。それぞれの構築ステーションのバルク粉末は、別の構築ステーションのバルク粉末と同一であっても異なっていてもよい。それぞれの構築ステーションの結合流体は、別の構築ステーションの結合流体と同一であっても異なっていてもよい。希望に応じて、このアセンブリ／装置を使用して、組成が異なる２つ以上のプリント増分層を含む３ＤＰ物品を調製することができる。
【０１２６】
図３０は、往復（振動）コンベヤ（２８１）と、それぞれの空洞（図示せず）を有する複数の構築モジュールと、排出装置（２８５）およびシュート（２８４）を含む少なくとも１つの排出システムと、粉末層化システム、プリントシステム、インプロセス層乾燥システム、およびパンチシステムを各々含む複数の構築ステーション（２８２、２８３）とを含む代替アセンブリ／装置（２８０）の上面図である。本実施形態では、コンベヤは、構築ステーションを通して構築モジュールを前後（矢印ＷおよびＸ）に案内する。それぞれの構築ステーションのバルク粉末は、別の構築ステーションのバルク粉末と同一であっても異なっていてもよい。それぞれの構築ステーションの結合流体は、別の構築ステーションの結合流体と同一であっても異なっていてもよい。希望に応じて、このアセンブリ／装置を使用して、組成が異なる２つ以上のプリント増分層を含む３ＤＰ物品を調製することができる。
【０１２７】
図３１は、コンベヤ（２９１）と、それぞれの空洞（図示せず）を有する複数の構築モジュールと、少なくとも１つの排出システム（図示せず）と、少なくとも２つの粉末層化システム（２９３）、少なくとも２つのプリントシステム（２９４）、少なくとも１つのプロセス層乾燥システム（２９５）、少なくとも１つのパンチシステム（２９６）、および少なくとも１つの排出システム（２９７、２９８）を含む少なくとも１つの構築ステーション（２９２）とを含む代替アセンブリ／装置（２９０）の一部の上面図である。構築モジュールは、第１の粉末層化システムを通して第１のプリントシステム、第２の粉末層化システム、第２のプリントシステム、および層乾燥システムへ案内される。別のパンチシステム（図示せず）を第１のプリントシステムと第２の粉末層化システムとの間に配置してもよい。そのような場合、構築モジュールは、第１の粉末層化システムを通して第１のプリントシステム、第１のパンチシステム、第２の粉末層化システム、第２のプリントシステム、および層乾燥システムへ案内される。
【０１２８】
図３２は、モジュール式コンベヤ（３０１）と、それぞれの空洞（図示せず）を有する複数の構築モジュールと、少なくとも１つの排出システム（３１３、３１４）と、少なくとも２つの構築ステーション（３０２、３０３）と、少なくとも２つの構築モジュール移送手段（３１０〜３１２、３１６〜３１８）とを含む代替アセンブリ／装置（３００）の上面図である。構築ステーションは、粉末層化システム（３０４）、プリントシステム（３０５）、第１のパンチシステム（３０６）、プロセス層乾燥システム（３０７）、および第２のパンチシステム（３０８）を含む。コンベヤの第１の部分により、構築モジュールは１つの構築ステーションの各システムを通して案内され（矢印Ｙ）、その後、移送手段を用いてコンベヤの別の部分へ移送される。完成した３ＤＰ物品は、排出システムおよびパンチシステム（３１５）により排出される。したがって、単一のコンベヤサイクルにより２つの構築ラップを提供する。
【０１２９】
図３３（側面図）のアセンブリ／装置（３２０）は、直線および循環（矢印Ｚ）モジュール式コンベヤの組み合わせを用いた構築モジュール（３２５ａ〜３２５ｅ）の垂直変位をもたらす。モジュール（３２５ａ）はコンベヤの循環部分に、構築ステーション（３２６）の粉末層化システム（３２１）、プリントシステム（３２２）、層乾燥システム（３２３）、およびパンチシステム（３２４）を通して装填される。その後、モジュールを垂直に変位させ（３２５ｂ）、循環させて（３２５ｃ、３２５ｄ）構築ステーションの入口点に戻す。プリントが完了したとき、モジュール（３２５ｅ）は構築ステーションから離れる方へ案内される。したがって、本発明は、少なくとも１つの直線領域と少なくとも１つの循環領域とを含むモジュール式（セグメント化）コンベヤシステムの組み合わせを含む３ＤＰアセンブリ／装置を提供する。したがって、単一のコンベヤサイクルにより１つの構築ラップを提供する。
【０１３０】
図３４は、本体（３３１）と、複数の空洞（３３３）を有するコンベヤ（３３２）と、コンベヤを１つの位置から次の位置へ前進させるための駆動手段（３４０）と、コンピュータコントローラ（３４１）と、排出システム（３３９）と、粉末層化システム（３３４）、プリントシステム（３３５）、乾燥システム（３３６）、およびパンチシステム（３３７）を各々含む２つの構築ステーションとを含む、本発明の代替アセンブリ／装置（３３０）の上面図である。システムは、増分粉末層および／またはプリント層のインプロセス監視機能のための１つまたはそれ以上の検査システム（３３８）をさらに含む。したがって、単一のコンベヤサイクルにより２つの構築ラップを提供する。それぞれの構築ステーションのバルク粉末は、別の構築ステーションのバルク粉末と同一であっても異なっていてもよい。それぞれの構築ステーションの結合流体は、別の構築ステーションの結合流体と同一であっても異なっていてもよい。希望に応じて、このアセンブリ／装置を使用して、組成が異なる２つ以上のプリント増分層を含む３ＤＰ物品を調製することもできる。
【０１３１】
排出装置（排出システム）は、固体材料を１つの位置から別の位置へ動かすための実質的に任意の手段、特に固体をコンベヤから取り外すように適用されたシステムを含むことができる。排出装置は、ロッド、バー、プレート、ダイバータ、または他の固定もしくは関節移動手段を含むことができ、これは、物品を持ち上げるまたは押す、または他の方法で移送して、装置、システム、または部材の１つのセクションから退出させ、かつ場合により別のセクションに入れるためのものである。排出装置は、第１の位置では、物品を構築システムから離れる方へ向けず、第２の位置では物品を構築システムから離れる方へ向ける。
【０１３２】
３ＤＰ物品は、構築システムの下流でさらに処理される。図３５は、３ＤＰ物品収集システム（３４６）、３ＤＰ物品乾燥システム（３４７）、３ＤＰ物品除塵システム（３４８）、および３ＤＰ物品包装システム（３４９）を含むプロセス領域／システム（３４５）の一般化された配列を示す。これらのシステムの各々は、１つまたはそれ以上の物品を一度に処理することができる。３ＤＰ物品収集システム（３４６）の図はバルク容器の重量充填を示すが、すべての他の収集手段が考えられ、これらを図３５に示すものに類似した配列で展開することができるため、この図は象徴的なものにすぎない。
【０１３３】
図３６は、例示的な多空洞３次元プリント装置アセンブリ（３５０）の上面図であり、多空洞３次元プリント装置アセンブリ（３５０）は、コンベヤシステムに係合された複数の構築モジュール（３５５）を１つまたはそれ以上の構築ステーションのそれぞれの構築領域を通して所定の経路に沿って案内するコンベヤ（３５１）を含み、構築モジュール（３５５）は、ａ）構築モジュール内に増分粉末層を形成する少なくとも１つの粉末層化システム（３５２）と；ｂ）所定のパターンに従って液体（結合流体）を構築モジュール内の増分粉末層に付着させる少なくとも１つのプリントシステム（３５３）とを含む。構築モジュールは、粉末層化システムからの粉末を受けて一時的に保持する。循環コンベヤシステムは連続ループシステムを形成し、この連続ループシステムは、構築モジュールを少なくとも１つの粉末層化システムから少なくとも１つのプリントシステムへ繰り返し輸送し／循環させて構築モジュールの空洞内に３ＤＰ床を形成する、または１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品を形成する。例示的なコンベヤシステムは、少なくとも１つの駆動装置（３５８）と複数のコンベヤモジュール（３５１ａ）とを含むことにより、セグメント化またはモジュール式コンベヤシステムを形成する。コンベヤモジュールは対応する構築モジュールに係合され、所定の経路に沿って矢印Ａ１の方向に案内される。
【０１３４】
図３６に示す装置アセンブリは、空洞３ＤＰプロセスを介して第１の組の３ＤＰ物品のプリントを終了し、第２の組の３ＤＰ物品の３Ｄプリントを開始している。第１の構築サイクルの最後から送られた完成したばかりの３ＤＰ物品が構築モジュール（３５１ａ）内にあり、第２の組の最初は構築モジュール（３５５Ｌ）内のプリント増分層から始まる。構築モジュール（３５５ａ）は、各々それぞれの空洞内にある６つの３ＤＰ物品を含む。空洞３ＤＰ内で、３ＤＰ物品の上面視は、この特定の実施形態では正方形で示されるそれぞれの空洞の上面視に近似する。構築モジュール（３５５、３５５ａ〜３５５Ｌ）は、所定の進路に沿って案内されると、構築モジュールおよび完成した３ＤＰ物品または完成したばかりの３ＤＰ物品を一度に１つまたはそれ以上、３ＤＰ構築システムから離れる方へ移送する物品移送システム（３５７）を通過する。構築モジュールは、本体（３５６ａ）と、高さ調節可能な構築プラットフォーム（３５６ｂ）が各々の内部に配置された複数の空洞を有する上面（３５６ｃ）とを含む。構築モジュール（３５５ｈ）は、粉末を受ける準備が整う。
【０１３５】
図では、構築モジュール（３５５ｊ）は粉末層化システムの粉末分配領域を通過している。構築モジュール（３５５ｋ）は粉末層化システムとプリントシステムとの間に示される。図では、次の構築ラップの第１の構築モジュールである構築モジュール（３５５Ｌ）は、プリントシステムのプリント領域を通過している。少なくとも１つまたはそれ以上のコンピュータおよび１つまたはそれ以上のユーザインターフェース（３５４）を含む制御システムを使用して、装置アセンブリの様々な部材およびシステムの動作を制御し、統合する（調和させる）ことができる。一部の実施形態では、コンベヤシステム、構築モジュールの高さ調節可能なプラットフォーム、少なくとも１つの粉末層化システム、および少なくとも１つのプリントシステムの各々の動作が制御システムにより制御される。一部の実施形態では、床移送システムの動作は制御システムにより制御される。
【０１３６】
装置アセンブリは、３ＤＰ物品（および場合により対応する構築モジュール）を一度に１つまたはそれ以上、３ＤＰ構築システムから離れる方へ移送する物品および／または構築モジュール移送システム（３５７）をさらに含むことができる。例示的な移送システムは、物品移送領域内の２つ以上の３ＤＰ物品または構築モジュールを同時に除去する。
【０１３７】
一部の実施形態では、３次元プリント装置アセンブリは：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
複数の構築モジュールを案内するように適用されたコンベヤシステムと；
コンベヤシステムに係合され、粉末層化システムから粉末を受けて一時的に保持することができ、１つまたはそれ以上の空洞を各々含む複数の構築モジュールと；
１）構築ステーションの粉末分配領域に一時的に配置された構築モジュール内に増分粉末層を形成するように適用された少なくとも１つの粉末層化システム；および２）構築ステーションのプリント領域において構築モジュール内に一時的に配置された増分粉末層に所定のパターンに従って液体を付加するように適用された少なくとも１つのプリントシステムを含む少なくとも１つの構築ステーションとを含み；
コンベヤシステムは、構築モジュールを少なくとも１つの粉末層化システムの粉末分配領域から少なくとも１つのプリントシステムのプリント領域へ繰り返し輸送して、構築モジュール内に１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品を形成する３次元プリント構築システムと；
ｂ）完成した３ＤＰ物品（および／または構築モジュール）を一度に１つまたはそれ以上、３ＤＰ構築システムの構築領域から離れる方へ移送する少なくとも１つの物品（および／または構築モジュール）移送システムと；
ｃ）装置アセンブリの１つまたはそれ以上のシステムの動作を制御する少なくとも１つの制御システムと；
ｄ）場合により、少なくとも１つの液体除去システムと；
ｅ）場合により、１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品を一度に包装するように適用された少なくとも１つの包装システムとを含む。
【０１３８】
構築モジュールは、粉末層化システムにより内部に付着された粉末を受けて保持する。一部の実施形態では、構築モジュールは、構築モジュールの上面の空洞内に配置された高さ調節可能なプラットフォーム（または下側パンチ）を含み、空洞は側壁と縁部とにより画成される。側壁と組み合わせた高さ調節可能なプラットフォームにより、粉末のための空洞を形成する。プラットフォームは徐々に上昇または下降する。粉末は空洞内およびプラットフォーム上に配置される。
【０１３９】
図３７は、本体（３６１）と、１つまたはそれ以上の空洞（３６２）と、それぞれの空洞内に配置された１つまたはそれ以上高さの調節可能なプラットフォーム（パンチ）（３６５）に係合されて、プラットフォーム（パンチ）（３６５）を上昇および下降させるように適用された高さ調節器（３６４）とを含む、例示的な構築モジュール（３６５）を示す。構築モジュールをコンベヤシステムに恒久的または着脱可能に係合させてもよい。図では、構築モジュールの本体および空洞が矩形であるが、これらは必要に応じた形状であってよい。空洞３ＤＰシステムでは、空洞の上面視が、空洞内にプリント予定の３ＤＰ物品の平面視に近似する。高さ調節器は、１つまたはそれ以上の高さ調節器を含むことができる。一部の実施形態では、高さ調節器は徐々に高さ調節可能であるため、高さ調節可能なプラットフォームも徐々に高さ調節可能になる。一部の実施形態では、徐々に高さ調節可能な部材またはシステムは、構築モジュールに粉末層を配置する前および／もしくは後、ならびに構築モジュールに次の粉末層を配置する前に１つまたはそれ以上の増分だけ上昇する。
【０１４０】
増分の高さ（したがって増分層の厚さ）を様々な方法で制御することができる。一部の実施形態では、高さ調節器はコンピュータ制御され、これにより、コンピュータは、高さ調節手段の上昇または下降を、増分の大きさおよび／または増分の数だけ制御する。増分の大きさ（高さ、垂直変位）は、増分層から増分層へ変化しても、増分層から増分層へ同一であっても、これらの組み合わせであってもよい。一部の実施形態では、増分の大きさが、構築サイクルの各増分層（構築ラップ）について同一であるか、構築サイクルの１つまたはそれ以上の増分層について異なるか、またはこれらの組み合わせである。
【０１４１】
垂直増分の大きさは、構築プラットフォームの前の初期位置、または粉末充填ヘッドの高さ調節器、または両方に対するものであってよい。例えば、プラットフォームは、構築モジュールの上面に対して第１の位置まで第１の増分だけ空洞内で下降される。プリント増分層が、第１の構築ラップ中に第１の位置でプラットフォームに形成される。次に、プラットフォームは、第１の位置にあった場合に対して、第２の位置まで第２の増分だけ下降される。第２の構築ラップ中に第２の位置にある間に、別のプリント増分層がプラットフォームに形成される。構築サイクルが完了するまで、このプロセスが繰り返される。
【０１４２】
垂直増分の大きさは、構築モジュールの空洞内におけるプラットフォームの１つまたはそれ以上の絶対位置に対するものであってよい。例えば、構築モジュールは、空洞内または空洞に隣接して垂直に分散された複数のエンコーダを含むことができる。その後、第１の垂直増分の大きさが、第１のエンコーダに関するプラットフォームの絶対位置（絶対垂直距離）により定義される。プラットフォームが目標の第２の垂直位置まで第２の増分だけ下降されると、この目標の第２の垂直位置は、第２のデコーダに関するプラットフォームの絶対垂直距離に従って決定され、または絶対垂直距離により定義される。この種の絶対位置決めは、以下の通り例示される。目標増分が構築モジュールの上面よりも０．５０ｍｍ低い場合、プラットフォームは０．５０ｍｍ下降するように指令される。次の目標増分を追加の０．２５ｍｍにする場合には、プラットフォームは構築モジュールの上面よりも０．７５ｍｍ低い深さまで下降するように指令され、最初の０．５ｍｍの増分に対して０．２５ｍｍ下降するように指令されるのではない。この手法は、一般に、軽度の位置決めエラーが解決され、または少なくとも蓄積されないため、相対運動（０．５００、次に０．２５０）の使用よりも優れている。
【０１４３】
増分の高さを、パンチシステムの下側および／または上側パンチの相対垂直変位により制御してもよい。一部の実施形態では、上側および下側パンチ（プラットフォーム）を同一方向に同一距離だけ下降させ、垂直距離は増分の高さに対応する。一部の実施形態では、上側パンチを第１の距離だけ下降させ、下側パンチを第２の距離だけ下降させ、第１の距離は第２の距離よりも大きく、距離の差が増分の高さに対応するようになっている。一部の実施形態では、上側パンチを第１の距離だけ下降させ、下側パンチを第２の距離だけ下降させ、第１の距離は第２の距離よりも大きく、その後、下側および上側パンチの両方が上昇して、増分の高さが下側パンチによって動く垂直距離の純変化に対応するようになっている。一部の実施形態では、１つまたはそれ以上の垂直運動を上側および下側パンチにより行うことができ、増分の高さは空洞内の固体材料の上面から空洞の側壁の上面の高さまでの相対垂直距離に対応する。一部の実施形態では、増分層の高さ（厚さ）は、空洞の上部と空洞内の固体材料（すなわち前の粉末層または前の増分層）の上部との間の垂直距離に等しい。
【０１４４】
空洞内のプラットフォーム（または下側パンチ）の高さを、サーボモータまたは他のそのような手段により制御、変更、または調節することができる。
【０１４５】
図４１に示す例示的な粉末層化システム（３８１）は、支持部（テーブル、フレーム、本体、３８４）に取り付けられ、少なくとも１つの粉末充填ヘッド（３８２）、少なくとも１つの粉末溜め（３８７）、および粉末フィーダ駆動装置（３８４）により駆動される少なくとも１つの粉末フィーダ管（３８３）を含む。粉末フィーダ管（３８３）は、粉末溜めから粉末充填ヘッドへ粉末を移送する。粉末フィーダ管は、駆動モータと、ねじ式の軸、例えばシェンク型フィーダに見られるような螺旋状のブレード／ベーンを持つオーガまたは軸を含むことができる。粉末層化システムは、構築モジュールが粉末分配領域（３８６、層化領域とも呼ばれる）を通過するときに粉末を供給し、場合により増分粉末層を形成する。
【０１４６】
一部の実施形態では、粉末充填ヘッドが、粉末充填ヘッド本体、少なくとも１つの粉末充填ヘッドホッパ、および少なくとも１つの粉末スプレッダを含む。ホッパは粉末フィーダ管から材料を受けて粉末の一時供給部を形成し、この粉末は、場合により粉末充填ヘッド撹拌器により撹拌される。粉末充填ヘッド撹拌器の代わりに粉末充填ヘッド分散プレートであってもよい。一部の実施形態では、ホッパは、表面の幅にわたって、かつ下方へ構築モジュール上に均一に粉末を分散させる溝付き内面を有するシュート（図示せず、または分散プレート）に置き換えられる。一部の実施形態では、粉末充填ヘッドは、粉末スプレッダと粉末スプレッダより下方の表面（構築モジュールの上面、高さ調節可能なプラットフォーム、または前の粉末層など）との間の相対距離を制御するように適用された少なくとも１つの粉末高さコントローラをさらに含む。オプションの分散バー（またはプレート、図示せず）を、充填ヘッド本体の出口と粉末スプレッダ（ローラ）との間に配置してもよい。分散バーは、粉末スプレッダが接触する前に粉末層にわたって粉末をより良好に分散させるように機能し、これにより、増分粉末層が形成される。
【０１４７】
粉末高さコントローラは、粉末スプレッダを上昇または下降させて、プラットフォーム（下側パンチ）上に配置された粉末層またはプラットフォーム上の前の粉末層の厚さを増減することができる。例えば、プラットフォーム（下側パンチ）が第１の増分だけ下降され、粉末高さコントローラが同一の増分または別の第２の増分だけ上昇されると、置かれた粉末の厚さは第１および第２の増分の合計に近似する。プラットフォームが第１の増分だけ下降され、粉末高さコントローラが第２の増分だけ下降されると、置かれた粉末の厚さは、第１の増分から第２の増分を引いた差に近似する。あるいは、粉末スプレッダは粉末高さコントローラと協働して、先に置かれた粉末層を圧縮することができる。これは、第１の構築ラップ中に第１の厚さを有する粉末層を最初に置き、粉末高さコントローラおよび粉末スプレッダを下降させた後、下降された粉末スプレッダの下に粉末層を通すことにより、粉末層を圧縮することによって達成され得る。
【０１４８】
一部の実施形態では、粉末スプレッダは円筒形ローラであり、その軸は、粉末層化システムを通る構築モジュールの直線運動方向と反対の半径方向の運動方向を有する。例えば、円筒の表面は、下にある構築モジュールが円筒の下を通る第２の方向と反対の第１の直線方向を有する。一部の実施形態では、粉末スプレッダは円筒形ローラ、バー、ロッド、プレート、または真直ぐな平滑縁部である。他の構成の粉末充填ヘッドを使用してもよい。
【０１４９】
粉末充填ヘッドから排出される粉末の量または速度を、１つまたはそれ以上の制御により調整することができる。粉末が粉末充填ヘッドから排出されて広がり、増分粉末層を形成するときに、粉末排出フィードバックコントローラが、粉末スプレッダにおける粉末の蓄積を監視することができる。粉末が放出される速度が高すぎると、過剰な量の粉末が粉末スプレッダに蓄積して、粉末スプレッダが粉末を不適切に広げるおそれがある。そのときに、フィードバックコントローラが信号を送ることにより、粉末充填ヘッドからの粉末排出速度を低下させる。逆に、フィードバックコントローラは、粉末排出速度が低すぎると感知すると、信号を送って粉末排出速度を増加させる。フィードバックコントローラは、１つまたはそれ以上の視覚センサ、レーザセンサ、音響センサ、または機械センサ、またはこれらの組み合わせを使用することができる。粉末供給源からの重量制御などの他の制御手法を単独で、または上記の手法と組み合わせて使用してもよい。
【０１５０】
コンベヤモジュールは、本体と、係合手段（雄および／または雌）と、構築モジュールに着脱可能または恒久的に係合するように適用された１つまたはそれ以上の構築モジュール係合手段とを含む。一部の実施形態では、コンベヤの隣接するセグメント（モジュール）が係合手段により旋回可能に係合されて、セグメントが軸の周りを旋回できるようになっている。係合手段はヒンジ式ジョイントであるが、他の係合を使用してもよい。
【０１５１】
図４２は、複数の空洞を含む構築モジュールの個々の空洞（３９４）内にバルク粉末を付着させる粉末層化システム（３９０）の斜視図である。バルク粉末は導管（３９２）を用いてホッパ（３９１）に充填される。層化システムは粉末を空洞内に付着させるが、システムは場合により、構築モジュールの上面から余分な粉末を除去することにより、構築モジュールの空洞内のみにルース粉末を残す粉末除去システムをさらに含むことができる。
【０１５２】
図４３は、粉末充填ヘッド（３９７）およびプリントヘッド（３９９）を含む部分構築ステーションの上面図であり、プリントヘッド（３９９）の下方で、コンベヤモジュール（３９５）および対応する構築モジュール（３９６）が粉末分配領域およびプリント領域のそれぞれを通って矢印Ｑ１の方向へ動く。複数の空洞を含む構築モジュールの運動方向に対して横断方向に配置された充填ヘッドは、粉末増分層（４０１）を１つまたはそれ以上の空洞内に空洞の幅にわたって配置するときに、（前記面に向かって、または前記面から離れて垂直に動くことができる場合であっても、構築モジュールの上面を画成する面に関して）横断方向および長手方向に固定のままである。充填ヘッド（３９７）はスプレッダ（３９８、破線で示す）およびホッパを含む。構築モジュールは、矢印Ｑ１の方向に動くことにより、構築モジュールの運動方向に対して横断方向に配置されたプリントヘッド（３９９）およびプリントモジュール（４００）の真下のプリント領域を通過する。プリントヘッドは、構築モジュールの上面を画成する面に関して横断方向、長手方向、および垂直に固定のままである。プリントモジュールは所定のパターンに従って粉末増分層に液体を付加することにより、それぞれの空洞にプリント増分層（４０２）を形成する。例示的なプリントヘッドは、構築モジュールの空洞の幅にまたがる単一のプリントモジュール（４００、破線で示す）を含む。
【０１５３】
図３８は、プリントシステムのプリント領域で液体（結合流体）を粉末層に付加する例示的なプリントシステムを示す。一部の実施形態では、デカルト座標システムに従って、または極座標システム（動径システム、円筒座標システム、円座標システム、または球座標システム）に従って液体が付加される。例示的なプリントシステムは、構築モジュール内で増分粉末層に液体を付着させる少なくとも１つのプリントヘッド（３７２）と、１つまたはそれ以上の液体溜めから少なくとも１つのプリントヘッドへ液体を案内する少なくとも１つの液体供給システムとを含む。一部の実施形態では、プリントシステムは、複数のプリントヘッド、複数の液体供給システム、複数の溜め、またはこれらの組み合わせを含む。一部の実施形態では、プリントシステムは、単一のプリントヘッド、複数の液体供給システム、および複数の溜めを含む。
【０１５４】
図３８のプリントヘッドは、液体の液滴の流れを、構築モジュールが通過するプリント領域（３７４）内へ向ける。例示的なシステムは、フレームまたはガントリ（３７１）を含み、これにより、プリントヘッド（３７２）が、プリント中の構築モジュールの運動方向に対して横断方向である、矢印Ｄ１の方向へ並進運動する／動くことができる。プリントシステムを支持部（３７３）に取り付けることができる。プリントヘッドの並進運動を、手動で、またはコンピュータ制御動作により行うことができる。一部の実施形態では、液体を粉末増分層に付加するときにプリントヘッドが固定である。これは、液体がプリントラップ中に粉末層に付加されるときに、プリントヘッド（特にプリントモジュール）が、プリント中、すなわち液体付加中の構築モジュールの運動方向に対して、構築面に関して横断方向である方向へ動かないことを意味する。このようなプリント手段は、プリントヘッド（特にプリントモジュール）が、プリント中に構築モジュールの運動方向に対して横断方向である方向へ前後に動く従来のシステムとは異なる。
【０１５５】
プリントヘッドは、液体を粉末層に付着させる１つまたはそれ以上のプリントモジュールを含むことができる。プリントヘッドは、対応するプリント領域を形成する複数のプリントモジュールを含むことができる。プリントヘッドが複数のプリントモジュールを含むとき、プリントモジュールの配置／レイアウトは必要に応じたものであってよい。図３９のプリントヘッド（３７５）は、各々が複数のプリントモジュールを含む複数の縦列に配置された複数のプリントモジュール（３７６）を含む。粉末はプリントモジュールにわたって矢印Ｅ１の方向に通り、プリント方向がプリントモジュールの水平形状に対して横断方向になるようにする。
【０１５６】
プリントモジュールの他の適切な配置が図４０に示される。プリントヘッド（３７９）は単一のプリントモジュールを含む。プリントヘッド（３８０）は、互いに水平にずれた２つの群（３８０ａ、３８０ｂ）で対になった４つのプリントモジュールを含む。プリントヘッド（３７８）は、プリントモジュール（３８０ａ、３８０ｂ）が水平により広く、プリントモジュール（３７８ａ）よりも水平に大きくずれ；さらにプリントモジュールが互い水平にずれていることを除いて、ヘッド（３８０）にやや類似している。プリントヘッド（３７７）は、プリントモジュールの２つの直線方向および横断方向にずれた群（７７ａ、３７７ｂ）を含む。矢印Ｅ１の方向に見ると、２つの群の隣接する縁部が重なっている（各群が破線に重なる）。
【０１５７】
モジュール（３７８）について示したようにプリントモジュールをずらすことにより、プリントヘッドの見掛けの全体プリント解像度を高めることができる。プリントモジュールは、全体プリント密度／解像度を高めるために、プリントヘッドに対して千鳥配置、交差配置、サーベル状配置（ｓａｂｅｒｅｄ）、または傾斜配置でずれていてもよい。例えば、各プリントモジュールのプリント解像度が７５ｄｐｉ（ｄｒｏｐｓ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）の場合には、プリントヘッド（３７８）の見掛けの全体プリント解像度が７５ｄｐｉ、１５０ｄｐｉ、２２５ｄｐｉ、３００ｄｐｉ、３７５ｄｐｉ、４５０ｄｐｉ、またはさらに高くなり得る。各プリントモジュールのプリント解像度が１００ｄｐｉである場合には、プリントヘッド（３７８）の見掛けの全体プリント解像度は１００ｄｐｉ、２００ｄｐｉ、３００ｄｐｉ、４００ｄｐｉ、またはさらに高くなり得る。一部の実施形態では、プリントヘッドのプリント解像度は、プリントヘッド内に含まれるプリントモジュールのプリント解像度と同一であるか、またはそれよりも高い。一部の実施形態では、プリントヘッドのプリント解像度は、プリントヘッド内に含まれる１つまたはそれ以上のプリントモジュールのプリント解像度の倍数である。一部の実施形態では、プリントヘッドのプリント解像度は、プリントヘッド内に含まれるプリントモジュールのプリント解像度よりも低い。
【０１５８】
プリントヘッド内における１つまたはそれ以上のプリントモジュールの配置を必要に応じて修正して、所望のプリント結果をもたらすことができる。図４４Ａに示すプリントヘッド（４０５）は、横断方向および長手方向変位（プリントヘッドの運動方向に関して）で配置された４つのプリントモジュール（４０６）を含む。４つのプリントモジュールは共に、構築モジュールの空洞の幅にまたがる。図４４Ｂの実施形態（４０７）は、４つのプリントモジュール（４０８）が横断方向にのみ変位し、長手方向には変位しない点で、図４４Ａの実施形態とは異なる。
【０１５９】
一部の実施形態では、増分層に液体を付加するとき、すなわちプリントするときに、１つまたはそれ以上のプリントヘッドが固定である。１つまたはそれ以上のプリントヘッドは、特に、プリント時の構築モジュール（したがって粉末増分層）の直線運動方向に関して横断方向および長手方向に固定であり得る。特定の実施形態は、ａ）プリントがデカルト座標アルゴリズムに従って実行される、ｂ）構築モジュールが、プリント中にプリントモジュール（および１つまたはそれ以上のプリントヘッド）の配置に対して垂直な直線方向へ動く、ｃ）プリント時（粉末増分層に液体を付加するとき）にプリントヘッドおよび１つまたはそれ以上のプリントモジュールが固定であり、構築モジュールの運動方向に関して横断方向または長手方向である方向へ動かない、ならびに／またはｄ）プリントが極座標アルゴリズムに従って実行されるものを含む。
【０１６０】
本発明の３次元プリントシステム／アセンブリは、デカルト座標および／または極座標に基づくプリントシステムおよびアルゴリズムを使用する。プリント時にプリントヘッドを横断方向および／または長手方向に動かす他のシステムと異なり、本発明のプリントヘッドはプリント中に略固定であってよい（が、固定である必要はない）。用語「横断方向」は、プリントヘッドの真下の構築モジュールの運動方向に関して決定され、構築モジュールがプリント領域を通って案内される方向に略垂直であることを意味する。用語「長手方向」は、プリントヘッドの真下の構築モジュールの運動方向に関して決定され、構築モジュールがプリント領域を通って案内される方向に略平行であることを意味する。プリントヘッドの真下の粉末層の幅にわたる液体の付加が、個々にまたは共に粉末層の幅の少なくとも７５％、８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９７．５％、または少なくとも９９％を横切る１つまたはそれ以上のプリントモジュールを使用することにより達成される。この場合には、粉末層の「幅」は、プリントヘッドの真下の構築モジュールの運動方向に対して横断方向である方向に沿って決定され、用語「長さ」は、プリントヘッドの真下の構築モジュールの運動方向に平行な方向に沿って決定される。言い換えると、単一のプリントヘッドが幅を横切ることができ、または互いに横断方向に隣接する複数のプリントヘッドが粉末層の幅を横切ることができる。
【０１６１】
特定の実施形態では、プリントヘッドは複数のプリントモジュールを含み、これらのプリントモジュールは、増分粉末層および／または構築モジュールの空洞の幅に個々ではまたがらないが、共にまたがる。一部の実施形態では、１つまたはそれ以上のプリントモジュールは共に、構築モジュールの空洞の幅の少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも７５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、またはすべてにまたがる。特定の実施形態では、構築モジュールが第１の方向へ動き、液体が増分粉末層に付加されるときにプリントヘッドが固定である。特定の実施形態では、プリントが、主にまたは専らデカルト座標アルゴリズムに従って実行される。例えば、アルゴリズムがコンベヤの直線（非半径方向、真直ぐな）方向に対するプリント流体の液滴の付加を制御して、プリントヘッドがコンベヤの直線運動方向に関して平行（長手方向）または垂直（横断方向）である方向に液滴を付加するようにする。コンベヤおよび対応する構築モジュールのみが、プリントヘッドおよび構築ヘッドの真下で真直ぐな直線方向へ動く。
【０１６２】
本発明の代替実施形態が図４４Ｃに示され、プリントヘッド（４０９）が、増分粉末層および／または構築モジュールの空洞の幅にまたがらない１つまたはそれ以上または複数のプリントモジュールを含む。このプリントヘッドは、プリント時（粉末増分層に液体を付加するとき）に固定であるか、または粉末に液体を付加しつつ、構築モジュールの運動方向に関して横断方向に動く。プリントヘッド（図４０および図４４Ｃの３７７、３７８、３８０、４０９）のプリントモジュールは、複数のプリントヘッドのジェットを交互配置させてプリント床にわたるプリント密度を増加させるように配置される。例えば、本来のプリント密度が１００ｄｐｉの個々のプリントモジュールを共に交互配置させて、４つのプリントヘッドが共に４００ｄｐｉのプリント密度をもたらすようにする。
【０１６３】
一部の実施形態では、図４４Ｄに示すようなプリントモジュールのクラスタが、その全範囲が粉末層の幅の一部のみを覆うように配置されて、粉末層の全幅を覆うために複数のプリントヘッド（交互配置されたジェットを有するプリントモジュールのクラスタを各々含む）が必要であるようになっている。例えば、５〜７．５インチ幅である粉末床または層の幅を覆うために、２．５インチのみに共にまたがるプリントモジュールのクラスタを各々有する３つのプリントヘッド（４１０）を、水平にずらして配置する必要がある。
【０１６４】
少なくとも１つのプリントシステムは、所定のプリントパターンに従って、またはランダムに粉末増分層に液体を付加することができる。パターンは増分層から増分層へ同一であっても、プリント物品の１つまたはそれ以上の増分層について異なっていてもよい。一般に、２つの隣接する（すなわち、同一の３ＤＰ物品設計内で垂直に隣接する）プリントパターンは、少なくとも２つの重なったプリント部分を含み、一方のプリント増分層が他方のプリント増分層の上に形成されると、１つのプリント増分層のプリント／結合粉末の少なくとも一部が、隣接するプリント増分層のプリント／結合粉末の少なくとも一部に接着（結合）するようになっている。このようにして、複数の積層された隣接するプリント増分層が互いに接着することにより、完全にまたは部分的に結合した粉末の複数の隣接するプリント増分層を含む３次元プリント物品を形成する。３次元プリント物品は、アンダカット、張出し、空洞、孔、およびその他のこのような機能を含むことができるが、物品の複合容積を形成し満たすために、隣接するプリント増分層のプリント部分の少なくとも一部は互いに接着していなければならない。
【０１６５】
プリントシステムは、増分粉末層に液体を付加するときにデカルト座標および／または極座標に基づくプリントアルゴリズムを使用する。システムは、コンピュータと、１つまたはそれ以上のプリントジョブを含む関連するソフトウェアとを含む。プリントジョブは、特に、増分層の厚さとプリント物品の増分層にプリント予定の所定のパターンとについての情報を含む。プリントジョブは、液体の液滴の作成および増分粉末層への配置について、プリントヘッド（プリントモジュール）に層ごとの命令を与える。プリントジョブは、積層されたときに所定の３次元画像（物体）を共に形成する一連の２次元画像（スライス）に基づく。
【０１６６】
特定の機構に縛られることなく、ＣＡＤプログラムなどを用いて目標の３次元物品が設計される。目標物品の仮想画像が、薄くスライスされた複数の積層画像（本明細書で「２次元」画像と呼ばれる）に仮想的にスライスされ、各２次元画像は実際に増分粉末層の厚さとなる。画像スライスの厚さの合計は、目標物品の総「高さ」に等しい。その後、各２次元「画像」が、その画像について所定のプリントパターンを共に画成するプリント命令のサブセットに変換される。プリント命令のすべてのサブセットがつなぎ合わされて、プリントを制御するためにコンピュータにより使用されるプリント命令の最終セットを形成する。増分層厚さ、所定のパターンの２次元形状、および目標物品の形状に加えて、プリント命令の最終セットはまた、プリントヘッドの真下の構築モジュールの線速度、増分粉末層への液体の付加速度、増分粉末層の長さおよび幅、構築モジュールの空洞の寸法、構築モジュールの高さ調節可能なプラットフォームの増分高さ調節、粉末充填ヘッドへの粉末の装填速度、増分層を形成するための構築モジュールへの粉末の装填速度、供給溜めから充填ヘッドへの粉末の移送速度、各増分層にプリント予定の２次元画像の解像度、各増分層への液体の付加回数、増分層の１つまたはそれ以上の特定位置への１つまたはそれ以上の特定の液体の付加、各構築モジュールに関する液体付加の開始および停止、プリント予定の物品の数、装置アセンブリ内の構築モジュールの数、プリント予定の構築モジュールの数、構築モジュールのプラットフォームが下降する速度、構築サイクル全体に対して粉末送達を開始および停止するタイミング、レベリングデバイス（ローラ）の回転速度、およびその他のこのようなパラメータの指定または考慮を含む。
【０１６７】
装置アセンブリは、１つまたはそれ以上のコントローラを含む制御システムを含む。特定の機構に縛られることなく、コンベヤの固定点に位置するホーミングスイッチが、構築モジュールの群の「第１の」構築モジュールの位置に関する参照点を与える。そこから、コンピュータが、コンベヤのサイズ、構築モジュールの間隔、および構築モジュールの寸法を知ることによって、その群における構築モジュールの残りの部分の位置を判定することができる。制御システムは、コンベヤに対する１つまたはそれ以上の構築モジュールの位置を特定する近位センサをさらに含みもよい。制御システムは、装置アセンブリの様々な部材の動作の同期を促す同期装置を含む。コンベヤのトラック（線）速度および目標厚さおよび増分層の幅を考慮することにより、コンピュータは、ある供給速度で構築モジュールに粉末を充填するように粉末層化システムに指示することができる。ラップの一部の後、または１つもしくは２つの較正ラップの後、粉末供給速度が持続していてもよい。適切な増分粉末層が形成されると、増分層への液体の付着を開始することができる。近位センサは構築モジュールの前縁を感知した後、プリントシステムに命令を送る。プリントシステムを制御するコンピュータは、１組のプリント命令（特に、目標プリント解像度（密度）、増分層にプリント予定の画像（パターン）、液体付着の目標速度、付着予定の液体の数、プリントヘッドおよびプリントモジュールの寸法、トラック速度、目標３Ｄプリント物品を形成するためにプリント予定の１組の画像（パターン）、目標物品の有孔性もしくは密度、またはその他のこのようなパラメータを含むことができる）、および例えば、プリント命令において画像ファイルを消費するプリント速度および画像ファイルをプリントする解像度を設定するパルスを与えるためにホイールエンコーダにより発生される信号を考慮する。層化およびプリント命令ごとのプリントの後に、構築サイクルが完了する。
【０１６８】
本明細書で説明したように、粉末システムは、粉末フィーダおよび構築モジュールへの適切な粉末供給速度を決定する１つまたはそれ以上のフィードバックコントローラを含むことができる。同様に、プリントシステムは、プリント流体（液体）が付加および／または消費される速度を判定する１つまたはそれ以上のフィードバックコントローラを含むことができ、したがって、液体付加速度を制御することができ、液体溜めを再装填することもできる。
【０１６９】
乾燥器などの液体除去システムは、１つまたはそれ以上の相対湿度コントローラ、温度コントローラ、およびコンベヤ速度コントローラを含むことができる。したがって、システムは、乾燥時間および乾燥条件を調節して、所望の水分レベルを含むプリント物品を提供することができる。液体除去システムは、伝導、対流、または放射などの１つまたはそれ以上の熱伝達機構を使用してもよい。
【０１７０】
一部の実施形態では、装置アセンブリの１つまたはそれ以上の部材はコンピュータ制御される。コントローラは、コンピュータ化コントローラ、電子コントローラ、機械コントローラ、またはこれらの組み合わせからそれぞれ独立して選択される。一部の実施形態では、制御システムは、１つまたはそれ以上のコンピュータ化コントローラ、１つまたはそれ以上のコンピュータ、１つまたはそれ以上のコンピュータのための１つまたはそれ以上のユーザインターフェースを含む。一部の実施形態では、３次元プリント構築システムの１つまたはそれ以上の部材はコンピュータ制御される。一部の実施形態では、コンベヤシステム、構築モジュールの高さ調節可能なプラットフォーム、少なくとも１つの粉末層化システム、および少なくとも１つのプリントシステムは、コンピュータ制御される。一部の実施形態では、装置アセンブリは、コンピュータ化コントローラにより与えられる命令に従って、粉末層および液体のプリント液滴を所定のパターンに広げるように適用される。一部の実施形態では、所定のパターンは、画素を含む１つまたはそれ以上の２次元画像ファイルに基づく。一部の実施形態では、２次元画像ファイルは、ある画素が液滴の分配を示し、他の画素が液滴の分配がないことを示すように構成される。一部の実施形態では、２次元画像ファイルは異なる色の画素を含み、異なる液体の分配、または液体の分配がないことを示す。
【０１７１】
図４７〜図４９は、本発明の例示的な実施形態の動作のフローチャートである。プロセスは、例えば、操作者またはコンピュータなどの電子部材により開始される。操作者はシステムおよびアセンブリ部材を起動してそれらの状態を確認し、システムおよびアセンブリ部材が同期された後、システム（アセンブリ）は動作準備が整う。３次元プリント予定の製品の必要に応じて、プリント流体および粉末がそれぞれのシステムに装填される。プリント流体および粉末のレベルが確認され、必要な量があるときに、コンベヤ動作が開始される。
【０１７２】
図４８に移り、構築モジュールの粉末供給速度および輸送速度（コンベヤ速度）が適用され、構築モジュールが粉末を受けることになっているか否かを判定する問合せを行う。粉末を受けることになっている場合、プラットフォームを下降させ、構築モジュールが粉末充填ヘッドの下を通るときに、粉末層が構築モジュールに付着される。粉末を受けることになっていない場合、構築モジュールは粉末を受けない。その後、粉末層がプリント画像を受けることになっているか否かを判定する問合せを行う。プリント画像を受けることになっている場合、構築モジュールがプリントヘッドの下を通過するときに、２次元パターンが層にプリントされる。プリント画像を受けることになっていない場合、構築モジュールはプリント溶液を受けない。コンベヤに取り付けられたすべての構築モジュールが処理されたか否か、すなわち構築ラップが完了したか否か、または構築モジュールが別の粉末層を受けることになっているか否かを判定する問合せを行う。すべての構築モジュールが処理されてはいない場合、未処理の構築モジュールが処理される。すべての構築モジュールが処理された場合、すなわち構築ラップが完了した場合、構築サイクルが完了したか否かを判定する問合せを行う。構築サイクルが完了していない場合、１つまたはそれ以上の追加の構築ラップが行われる。構築サイクルが完了した場合、構築モジュールは、図４９に説明するように、３ＤＰ物品（および／または構築モジュール）の取出しの準備が整う。完成した３ＤＰ物品が取り出され、乾燥システムへ移送される。すべての３ＤＰ物品が取り出された後、図４７に従って、追加の構築サイクルが行われるか否かを判定する問合せを行う。追加の構築サイクルが行われない場合、プロセスを終了する。追加の構築サイクルが行われる場合、次の構築サイクルプロセスを開始する。
【０１７３】
図５０は、プラットフォーム層の増分が構築ラップおよび構築サイクル内で制御される様子を詳述する、例示的なサブルーチンを示す。この例では、層厚さ（増分）が製品の定義により与えられる。既に置かれた粉末層の数に従って、累積厚さが計算される。プラットフォーム（パンチ）を計算された厚さまで下降させ、判定を行って、プラットフォームが所定の許容範囲内で正確な位置にあることを確認する。その後、特定の構築ラップにおけるすべての構築モジュールのプラットフォームが正確な位置まで下降したか否かを判定する問合せを行う。下降していない場合、プラットフォームが必要に応じて調節される。下降した場合、構築サイクルのすべての層が完全であるか否かを判定する問合せを行う。すべての層が完全でない場合、構築サイクルが完全になるまで、この図のプロセスが必要に応じて構築層の各々について繰り返される。
【０１７４】
図５１は、プリントシステムの動作を詳述する例示的なサブルーチンを説明する。構築プロセスが開始され、必要な量のプリント流体が溜めに装填される。１組の画像ファイルが特定され、コンベヤ動作が開始される。動作中に、プリント流体のレベルが監視されて、必要に応じてプリント流体を補充できるようになっている。構築モジュールがプリントヘッドの真下を通るときに、構築モジュールがプリント画像を受けるか否かを判定する問合せを促すトリガ信号が発生される。構築モジュールがプリント画像を受けない場合、トリガ信号は無視される。構築モジュールがプリント画像を受ける場合、プリント画像ファイルが受けられて処理され、画像画素の縦列（構築モジュールの動きの軸に沿って位置合わせされた画素）が、プリントヘッドの特定のジェットに割り当てられる。加えて、コンベヤの線速度と、プリント予定の画像の意図するプリント密度とを考慮して、画像画素の横列がプリントヘッドに送られる。その後、プリントヘッドは、プリント命令ごとに、構築モジュールの粉末層へプリント流体液滴を送達する。その後、すべての構築モジュールが処理されたか否かを判定する問合せを行う。この問合せを構築ラップおよび／または構築サイクルレベルについて繰り返すことができる。構築サイクルが完了したとき、プロセスを終了することができる。必要であれば、プリントヘッドを後退させて、洗浄することができる。
【０１７５】
図５２は、剤形を設計し、その層厚さおよびその画像ファイル（２次元プリントパターン）を判定するための例示的なプロセスのフローチャートである。コンピュータを用いて、またはコンピュータなしでプロセスを行うことができる。特定の３次元構造を有し、薬物の目標用量を含む剤形が設計される。適切な目標粉末層厚さが選択され、剤形の高さが目標増分粉末層厚さにより分割されて、剤形の調製に必要な粉末層の数を提供する。剤形内の層およびその位置に基づき、必要に応じて各層に初期２次元パターン、すなわち画像ファイルが割り当てられ、最終的に、１組のプリント命令がプリントシステムにより使用されて、対応するプリント増分層を作成する。各層に割り当てられた画像ファイルを入力することができ、または画像ライブラリから読み出すことができる。画像ライブラリからのアーカイブ画像が必要であるか否かを判定するために、システムは、必要に応じてすべての層に画像ファイルが割り当てられたか否かを問い合わせる。すべての層に画像ファイルが割り当てられた場合、剤形の設計が完了し、プロセスを終了する。すべての層に画像ファイルが割り当てられていない場合、システムは特定の層に必要な画像が画像ライブラリに存在するか否かを問い合わせる。画像がライブラリに存在する場合、画像ファイルがライブラリから読み出され、それぞれの粉末層に割り当てられる。その後、システムは、必要に応じてすべての層に画像ファイルが割り当てられたか否かを再び問い合わせ、剤形の設計が完了するまで必要に応じて論理ループが継続される。画像ファイルが画像ライブラリに存在しない場合、新しい画像ファイルが作成され、場合により画像ライブラリに記憶され、それぞれの層に割り当てられて、剤形の設計が完了するまで必要に応じて論理ループが継続される。１つまたはそれ以上の層が画像ファイルを全く必要としないことがあり、これは剤形の調製中に特定の層がプリントされないことを意味することを理解されたい。
【０１７６】
インプロセスパンチシステムおよびインプロセス乾燥システムを含む３ＤＰシステムの動作の一般的なフローチャートが図５３に示される。システムは、（別の）増分層を形成すべきかどうかを判定する。増分層を形成すべきでない場合、構築動作を終了し、３ＤＰ物品を排出する。増分層を形成すべきである場合、システムは粉末層をレセプタクル内に形成し、結合流体を粉末層に付着させるべき（プリントすべき）かどうかを判定する。結合流体を粉末層に付着させるべきである場合、システムは結合流体を付着させ、構築動作を継続する。結合流体を粉末層に付着させるべきでない場合、システムは構築動作を継続し、インプロセス乾燥システムを用いて層を乾燥させるべきかどうかを判定する。層を乾燥させるべきである場合、システムは層を乾燥させ、構築動作を継続する。層を乾燥させるべきでない場合、システムは構築動作を継続し、層をパンチングすべきかどうかを判定する。層をパンチングすべきである場合、システムは層をパンチングし、構築動作を継続する。層をパンチングすべきでない場合、システムは（別の）増分層を形成すべきかどうかを判定する。この動作ループは、増分層がそれ以上形成されなくなるまで継続する。
【０１７７】
１つまたはそれ以上の層をインプロセスでパンチングする場合、図５４の一般的なフローチャートをパンチシステムのすべて動作について使用することができる。ここで、システムは、層を並進運動、圧縮、マーキング、または成形すべきであるかどうかを判定する。これらの動作の１つまたはそれ以上の完了後、構築動作が継続される。
【０１７８】
並進運動中のパンチシステムの動作の一般的なフローチャートが図５５に示される。パンチシステムは、層を空洞内で並進運動させる目標垂直距離を含む情報を受ける。次いで、下側（および場合により上側）パンチを目標垂直距離だけ動かして、層を空洞内で並進運動させる。上側パンチを使用した場合、上側パンチは垂直に後退され、構築動作が継続される。
【０１７９】
圧縮中のパンチシステムの動作の一般的なフローチャートが図５６に示される。パンチシステムは、空洞内の１つまたはそれ以上の層を圧縮する目標圧縮厚さを含む情報を受ける。次いで、下側および／または上側パンチを動かして、目標厚さを達成する。その後、システムは、層も空洞内で垂直に並進運動させなければならないか否かを判定する。層も並進運動させなければならない場合、並進運動が実行され、動作が継続される。層を並進運動させる必要がない場合、動作が継続され、上側パンチを使用した場合、上側パンチは垂直に後退され、構築動作が継続される。
【０１８０】
マーキングまたは成形中のパンチシステムの動作の一般的なフローチャートが図５７に示される。パンチシステムは、上側パンチの目標垂直下降および／または下側パンチの目標垂直上昇を含む情報を受ける。次いで、下側および／または上側パンチを動かして目標距離を達成する。その後、システムは、層も空洞内で垂直に並進運動させなければならないか否かを判定する。層も並進運動させなければならない場合、並進運動が実行され、動作が継続される。層を並進運動させる必要がない場合、動作が継続され、上側パンチを使用した場合、上側パンチは垂直に後退され、構築動作が継続される。
【０１８１】
一部の実施形態では、床移送システムまたは物品移送システムは、３ＤＰ床（３ＤＰ物品）を１つまたはそれ以上の液体除去システム、１つまたはそれ以上の取入れシステム、および／または１つまたはそれ以上の包装システムへ移送するように適用される。一部の実施形態では、移送システムは、コンベヤシステム、液体除去システム、または両方と一体化される。
【０１８２】
液体除去システムは、１つまたはそれ以上の構築モジュール、１つまたはそれ以上の完成した３ＤＰ物品、および／または１つまたはそれ以上のインプロセス３ＤＰ物品を受け、そこから液体を除去するように適用される。液体除去システムは、構築モジュールの１つまたはそれ以上が通って案内されるプロセス領域であってよい。例えば、図６の液体除去システム（６１）は、インプロセス３ＤＰ物品のプリント増分層からの液体を除去するまたは減少させることができる。あるいは、液体除去システムは、３次元プリント床が周囲条件下で配置され乾燥される一時保持または保管領域などの、３次元プリント構築システムに直接関連しない別のプロセス領域であってもよい。一部の実施形態では、液体除去システムが１つまたはそれ以上の乾燥器である。
【０１８３】
図４５は、液体除去システムとして適した乾燥器（４１５）の代替実施形態を示す。乾燥器は、複数の加熱要素（４１７）およびコンベヤシステム（４１８）が含まれるハウジング（４１６）を含む。ハウジングは入口（４２０）および出口（４１９）を含み、これらを通って、３ＤＰ物品および場合によりそれぞれの構築モジュールがコンベヤにより案内される。一部の実施形態では、乾燥器は、入口および／または出口のための１つまたはそれ以上のカバー（４２１）を含む。乾燥器は、場合により、蒸気を除去する排気システム（４２３）および／または加熱空気を乾燥器に与える加熱空気源（４２４）をさらに含む。
【０１８４】
一部の実施形態では、３次元プリント床は、ルース粉末と１つまたはそれ以上の３次元プリント物品とを含む。本発明の装置アセンブリは、１つまたはそれ以上の３次元プリント物品からルース粉末を分離するように適用された１つまたはそれ以上の取入れシステムをさらに含むことができる。一部の実施形態では、取入器が、ルース粉末収集手段と３次元プリント物品収集手段とを含む。一部の実施形態では、取入器は、３次元プリント床を受けるように適用された振動面および／または周回面を含む。一部の実施形態では、取入器は１つまたはそれ以上の解凝集器を含む。
【０１８５】
一部の実施形態では、装置アセンブリは、取り入れられた物品からルース粉末を除去するように適用された１つまたはそれ以上の除塵器をさらに含む。一部の実施形態では、除塵器は１つまたはそれ以上のエアブラシを含む。除塵器システムは、フレーム、エアディスペンサを有する受けプラットフォーム、フレームに可動に係合し、床移送領域に重なる床移送機構、吸引器、解凝集器、除塵器、プリント物品コレクタ、および粉末コレクタを含む。システムはまた、少なくとも１つのエアブラシを含むことができる。物品（または構築モジュール）移送機構は、トラックに沿って並進運動するように適用された取付具を含むことができる。床移送機構はまた、３ＤＰ物品を受けて一時的に保持するように適用された空洞を含むレセプタクルを含むことができる。レセプタクルは、レセプタクルおよび物品移送機構の本体に係合された往復機関によって垂直に往復することができる。動作中に、コンベヤは、１つまたはそれ以上の物品をレセプタクルの真下および物品移送領域に案内して位置させて、物品を空洞と位置合わせする。その後、レセプタクルは、３次元プリント床の略すべてを空洞内で保持するのに十分な量だけ輸送トレイ上へ下降する。次いで、吸引器が、導管および空洞の有孔プレートにより、物品の上方で物品を吸引し、これにより、レセプタクルの空洞内に１つまたはそれ以上のプリント物品を残しつつ、ルース粉末の大部分を除去する。その後、床移送機構は、空洞内のプリント物品に空気流を向けてプリント物品から追加のルース粉末を放出するのを助けるように適用された１つまたはそれ以上のエアブラシ上で、プリント物品を摺動／並進運動させる。粉末コレクタは、ルース粉末および吸引器によって収集されない他の固体材料を受けるように適用される。物品移送機構は、解凝集器に重なるまで動き続ける。その後、吸引器をオフにし、プリント粒子が解凝集器のプロセストレイに落下する。解凝集器は、プリント物品から凝集物を除去して収集し、解凝集されたプリント物品を提供するように適用される。次いで、物品移送機構は、追加の物品の装填および処理に備えて元の位置に戻る。
【０１８６】
除塵器はまた、解凝集されたプリント物品から塵を除去して収集し、除塵されたプリント物品を提供するように適用された振動プロセストレイを含むことができる。完成したプリント物品はプリント物品コレクタへ案内される。除塵器および／または解凝集器は、ルース粉末および／または凝集物を収集するための固体コレクタをさらに含むことができる。
【０１８７】
除塵器システムは、ハウジング、レセプタクル、引出し、エンクロージャ、エンクロージャ内にある１つまたはそれ以上のエアジェット、例えばエアナイフ、エンクロージャの入口、およびエンクロージャの出口を含む。取り入れられた１つまたはそれ以上のプリント物品を有する有孔構築トレイが、引出し内に配置され、次いでこの引出しが入口を介してエンクロージャに押し込まれることにより、略密閉された除塵領域を形成する。１つまたはそれ以上のエアジェットは、加圧空気をプリント物品に向け、これにより、プリント物品にくっついていたルース粗粉末およびルース微粉末が、プリント物品から払い落とされる。ルース粉末はレセプタクル内に落下し、エアジェットにより放出される空気流と共に出口へ案内される。除塵されたプリント物品は、引出しを開けることによって取り出される。回収されたルース粉末は容器内に収集される。ルース粉末の収集は、手動で、機械的に、ならびに／または真空システムおよび／もしくは空気処理システムを用いて行うことができる。除塵器システムおよび／または取入器システムを、より大きいエンクロージャ内に配置して、プロセス領域内における塵の広がりを最小限にしてもよい。
【０１８８】
構築サイクル、乾燥、取入れ、解凝集および／または除塵中に収集されたルース粉末、凝集物、または微粒子を配置または混合して、回収されたバルク材料を形成することができ、このバルク材料を粉砕（場合により）し、未使用のプリントされていないバルク材料の供給部に戻して再利用することができる。このようなバルク材料回収システムは、バルク材料を１つの位置から別の位置へ移送するための、１つまたはそれ以上の真空システム、１つまたはそれ以上の加圧空気システム、１つまたはそれ以上の非真空機械システム、１つまたはそれ以上の手動システム、またはこれらの組み合わせを含むことができる。一部の実施形態では、空洞３ＤＰアセンブリは取入器および粉末再利用システムを除外する。
【０１８９】
製造中に固体物品を１つの位置から別の位置へ案内するのに有用なコンベヤシステムは、例として、モジュール式コンベヤ、非モジュール式コンベヤ、連続コンベヤ、隣接コンベヤ、コンベヤベルト、カム、パレットコンベヤ、またはリンクコンベヤが挙げられる。これらの組み合わせを使用してもよい。
【０１９０】
図４６は、１つまたはそれ以上の３次元プリント物品（４３０）を包装するように適用された例示的な包装システム（４２５）の側面図である。システムは、コンベヤ（４２８）上に配置された３次元プリント物品を提供するホッパ（４２６）を含む。物品は、１つまたはそれ以上の物品をパッケージ（４２９）内に配置する包装モジュール（４７２）を通って案内される。適切な包装システムは、びん、ブリスタパック、管、箱、およびその他のこのような容器を使用することができる。
【０１９１】
装置アセンブリの様々な部材およびシステムは、金属、プラスチック、ゴム、またはこれらの組み合わせなどの耐久材料から作られた部材を含む。一部の実施形態では、可能であれば、装置アセンブリの部材が３０４または３１６ステンレス鋼を含む。
【０１９２】
図５８は、複数のレセプタクル（空洞）（４４２）を有する着脱可能な上側タレットディスク（またはプレート；４４１）と、上側ディスクのそれぞれの空洞に垂直に位置合わせされた複数のそれぞれの下側パンチ（高さ調節可能なプラットフォーム、４４４）を有する下側タレットディスク（またはプレート；４４３）とを含む、タレットディスクアセンブリ（４４０）の斜視図である。上側プレートは、下側プレートに着脱可能に係合され、下側プレートから取り外す、または下側プレート上に装着することができる（矢印Ｒ）。下側プレートは、場合により着脱可能である。
【０１９３】
図５９は、タレットディスクアセンブリ（４４０）の断面斜視側面図である。下側ディスクは上側ディスクに係合され、動作中にタレットアセンブリ全体を回転（高速回転）させる駆動軸（４４５）に係合される。駆動軸が示されるが、タレットアセンブリを作動および高速回転させる任意の他の手段を使用してもよい。下側ディスクは、動作中に上側ディスクのそれぞれのレセプタクル内へ上昇するパンチ（徐々に高さ調節可能なプラットフォーム）を有する。
【０１９４】
タレットディスクアセンブリの上側ディスクおよび／または下側ディスクは着脱可能であり得るため、装置アセンブリは、タレットディスク交換システムをさらに含むことができる。図６０は、タレットディスク（４５１）を取り外し、装着する（矢印Ｓ）タレットディスク交換システム（４５２）を含む３ＤＰ装置アセンブリ（４５０）を示す。一部の実施形態では、交換システム（４５２）はまた、軸の周りを回転して（矢印Ｔ）タレットディスクを取り外し、再装着する。
【０１９５】
粉末は、医薬用途または非医薬用途に適した１つまたはそれ以上の材料を含むことができる。一部の実施形態では、粉末は、１つまたはそれ以上の医薬賦形剤、１つまたはそれ以上の医薬活性剤、またはこれらの組み合わせを含む。一部の実施形態では、３次元プリント物品は、前述したように、医薬品剤形、医療デバイス、医療用インプラント、またはその他のこのような物品を含む。
【０１９６】
３次元プリント物品に含まれる例示的なタイプの医薬賦形剤は、例として、限定されないが、キレート剤、防腐剤、吸着剤、酸性化剤、アルカリ化剤、消泡剤、緩衝剤、着色剤、電解質、風味剤、研磨剤、塩、安定剤、甘味剤、張性調節剤、接着防止剤、結合剤、希釈剤、直接圧縮賦形剤、崩壊剤、流動促進剤、潤滑剤、不透明化剤、可塑剤、その他の医薬賦形剤、またはこれらの組み合わせを含む。
【０１９７】
３次元プリント物品に含まれ得る例示的なタイプの非医薬賦形剤は、例として、限定されないが、灰、粘土、セラミック、金属、ポリマー、生物材料、プラスチック、無機材料、塩、その他のこのような材料、またはこれらの組み合わせを含む。
【０１９８】
一部の実施形態では、粉末が、１つまたはそれ以上の、２つまたはそれ以上の、３つまたはそれ以上、４つまたはそれ以上、５つまたはそれ以上、６つまたはそれ以上、７つまたはそれ以上、８つまたはそれ以上、９つまたはそれ以上、１０またはそれ以上または複数の成分を含み、各成分がそれぞれ独立して選択される。一部の実施形態では、装置アセンブリが、１つまたはそれ以上、２つまたはそれ以上、３つまたはそれ以上、４つまたはそれ以上、５つまたはそれ以上、６つまたはそれ以上、７つまたはそれ以上、８つまたはそれ以上、９つまたはそれ以上、１０またはそれ以上、または複数の粉末（または固体成分）溜めを含む。
【０１９９】
医薬活性剤は、一般に、動物、細胞、ヒト以外の動物、およびヒトに系統的または局所的な効果を生じさせる、生理活性物質または薬理活性物質を含む。活性剤が存在するとき、このような活性剤を使用することができる。活性剤の例示的な分類は、例として、限定されないが、殺虫剤、除草剤、防虫剤、酸化防止剤、植物成長インスチゲータ、殺菌剤、触媒、化学試薬、食品、栄養素、化粧品、ビタミン、不妊抑制剤、生殖能インスチゲータ、微生物、香味料、甘味料、洗浄剤、およびその他の医薬用、獣医用、園芸用、家庭用、食用、調理用、農業用、化粧用、工業用、クリーニング用、製菓用および香味用化合物を含む。
【０２００】
述べるときはいつでも別段指定されていない限り、用語「活性剤」は、中性形態、イオン性形態、塩形態、塩基性形態、酸性形態、天然形態、合成形態、ジアステレオマ形態、異性体、エナンチオマ的に純粋な形態、ラセミ体、水和物、キレート形態、誘導体形態、アナログ形態、光学活性形態、光学強化形態、遊離塩基形態、遊離酸形態、位置異性体、非結晶形態、無水形態および／または結晶形態を含む、あらゆる形態の活性剤を含む。
【０２０１】
３次元プリント剤形は、１つ、２つまたはそれ以上の異なる活性剤を含むことができる。活性剤の特定の組み合わせを提供することができる。活性剤の一部の組み合わせは：１）第１の薬効分類の第１の薬物および同一の薬効分類の異なる第２の薬物；２）第１の薬効分類の第１の薬物および異なる薬効分類の異なる第２の薬物；３）第１のタイプの生物学的活性を有する第１の薬物および略同一の生物学的活性を有する異なる第２の薬物；４）第１のタイプの生物学的活性を有する第１の薬物および異なる第２のタイプの生物学的活性を有する異なる第２の薬物を含む。活性剤の例示的な組み合わせを本明細書で説明する。
【０２０２】
活性剤は、抗生物質、抗ヒスタミン剤、うっ血除去剤、消炎剤、駆虫剤、抗ウイルス剤、局所麻酔剤、抗真菌剤、抗アメーバ剤、抗トリコモナス剤、鎮痛薬、抗関節炎薬、抗喘息薬、抗凝血薬、抗痙攣薬、抗うつ薬、糖尿病治療薬、抗腫瘍薬、抗精神病薬、神経弛緩薬、血圧下降薬、催眠鎮静薬、鎮静薬、抗不安抗うつ薬、抗パーキンソン薬、筋弛緩薬、抗マラリア薬、ホルモン剤、避妊薬、交感神経様作用薬、血糖下降薬、抗脂血薬、眼科用剤、電解剤、診断薬、消化管運動促進薬、胃酸分泌抑制薬、潰瘍治療薬、鼓腸抑制薬、尿失禁治療薬、心血管薬、またはこれらの組み合わせなどの活性剤からそれぞれ独立して選択することができる。これらおよびその他の有用な薬物の分類の説明および各分類における種の一覧が、その全体を参照によって本明細書に組み入れるＭａｒｔｉｎｄａｌｅ，Ｔｈｅ  Ｅｘｔｒａ  Ｐｈａｒｍａｃｏｐｏｅｉａ、第３１版（Ｔｈｅ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｐｒｅｓｓ、Ｌｏｎｄｏｎ  １９９６）に見られる。
【０２０３】
上記の一覧は、網羅的なものとみなすべきではなく、本発明の範囲内で考えられる多くの実施形態の例にすぎない。多くの他の活性剤が本発明の粉末に含まれる。
【０２０４】
粉末に付加される液体は、溶液または懸濁液であってよい。液体は、水性担体、非水性担体、有機担体、またはこれらの組み合わせを含むことができる。水性担体は、水または水性緩衝液であってよい。非水性担体は、有機溶媒、低分子量ポリマー、油、シリコーン、その他の適切な材料、アルコール、エタノール、メタノール、プロパノール、イソプロパノール、ポリ（エチレングリコール）、グリコール、その他のこのような材料、またはこれらの組み合わせであってよい。用語「流体」、「プリント流体」、「結合流体」、および「液体」は、３ＤＰの一部として送達される液体を指すために交換可能に使用することができる。
【０２０５】
一部の実施形態では、装置アセンブリは、１つまたはそれ以上、２つまたはそれ以上、３つまたはそれ以上、４つまたはそれ以上、または複数の液体溜めを含む。液体は着色されていても着色されていなくてもよい。液体は、顔料、塗料、染料、毛染め剤、インク、またはこれらの組み合わせを含むことができる。
【０２０６】
液体は、液体に溶解された１つまたはそれ以上の溶質を含みもよい。粉末および／または液体は、１つまたはそれ以上の結合剤を含むことができる。
【０２０７】
本明細書の例示的な実施形態は、網羅的なものとみなすべきではなく、本発明によって考えられる多くの実施形態のうちのごく一部を示すにすぎない。
【０２０８】
本明細書で使用されるとき、用語「約」は、示された値の±１０％、±５％、または±１％以内の値を意味するものと考えられる。
【０２０９】
本明細書で使用されるとき、ボールねじの「リード精度」は、関連技術で認識されるように、親ねじナットの規定の距離と実際の移動距離との差を意味するものである。これは、規定の移動距離に対する誤差として表され、ボールねじの精度定格の決定を助ける。「リード精度Ｖ３００ｐ」は、３００ｍｍの移動長に対する変動を意味するものである。
【０２１０】
本明細書で引用されたすべての文献の開示全体を、参照によって組み入れる。
【実施例１】
【０２１１】
以下の材料および手順を使用して、唾液で速やかに溶解される３次元プリント剤形を調製する。
【０２１２】
少なくとも１つの医薬担体を含む粉末が粉末溜めに装填される。液体および少なくとも１つの活性成分を含む流体が流体溜めに装填される。装置アセンブリが操作されると、構築モジュールを１つまたはそれ以上の構築ステーションに繰り返し通過させることにより、プリント粉末の複数の積層増分層が順次、構築モジュール内に形成される。一般的に、４〜５０のプリント増分粉末層が形成され、互いに接着して、１つまたはそれ以上の物品がルース粉末に囲まれた、またはルース粉末に埋め込まれたプリント床を形成する。プリント床を乾燥器で乾燥させる。取入器を用いてプリント物品がルース粉末から分離される。その後、場合により、除塵器を用いてプリント物品が除塵される。次いで、プリント物品が場合により包装される。
【０２１３】
上記は、本発明の特定の実施形態の詳細な説明である。例示の目的で本発明の特定の実施形態について本明細書で説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことができることを理解されたい。したがって、本発明は添付の特許請求の範囲によるものを除いて限定されない。本開示に照らして、必要以上の実験を行うことなく、本明細書に開示され特許請求されたすべての実施形態を作成し、実行することができる。
【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５−１】
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【図５−２】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年6月6日(2017.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元プリント物品を調製する方法であって：
ａ）高さ調節可能な下側プラットフォーム（またはパンチ）を含むレセプタクル内に１つまたはそれ以上の粉末層を形成する工程であって、粉末は少なくとも１つの結合剤を含む工程と；
ｂ）レセプタクル内で結合流体を１つまたはそれ以上の粉末層に付着させて、少なくとも１つの結合剤の粒子を結合させ、１つまたはそれ以上のプリント増分層を形成する工程と；
ｃ）３ＤＰ物品の完成前に、少なくとも１つの上側パンチを含むパンチシステムにより、レセプタクル内で１つまたはそれ以上のプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、または成形する工程と；
ｄ）工程ａ）およびｂ）、および場合により工程ｃ）を繰り返して、３ＤＰ物品の形成を完了する工程とを含む前記方法。
【請求項２】
３次元プリント物品を調製する方法であって：
ａ）高さ調節可能な下側プラットフォーム（またはパンチ）を含むレセプタクル内に１つまたはそれ以上の粉末層を形成する工程であって、粉末は少なくとも１つの結合剤を含む工程と；
ｂ）結合流体を１つまたはそれ以上の粉末層に付着させて、少なくとも１つの結合剤の粒子を結合させ、プリントされていないルース粉末および１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品に対応する１つまたはそれ以上のプリント増分層を含むプリント床を形成する工程と；
ｃ）１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品の完成前に、少なくとも１つの上側パンチを含むパンチシステムにより、レセプタクル内で１つまたはそれ以上のプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、または成形する工程と；
ｄ）工程ａ）およびｂ）、および場合により工程ｃ）を繰り返して、１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品の形成を完了する工程とを含む前記方法。
【請求項３】
１）追加の工程ｃ）は工程ａ）および工程ｂ）の間に実行され；
２）工程ｃ）は工程ｂ）の前に実行され；
３）プロセスは、工程ｂ）の後に乾燥工程をさらに含み、工程ｃ）の実行前に１つまたはそれ以上のプリント増分層内の結合流体の量を減少させるようにし；
４）工程ａ）およびｂ）は繰り返され、工程ｃ）は３ＤＰ物品の調製中に少なくとも一度実行され；
５）工程ａ）、ｂ）、およびｃ）は各々、３ＤＰ物品の調製中に少なくとも一度繰り返され；
６）プロセスの工程の最小シーケンスは：ｉ）工程ａ）、工程ｂ）、乾燥、工程ｃ）、および工程ｄ）；ｉｉ）工程ａ）、工程ｃ）、工程ｂ）、乾燥、工程ｃ）、および工程ｄ）であり；ならびに／または
７）工程ｃ）はレセプタクルが固定である間に実行される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの圧縮、マーキング、および／または成形領域を含む３ＤＰ物品を調製する方法であって：
ａ）結合流体と少なくとも１つの結合剤を含む粉末とからプリント増分層を形成する工程と；
ｂ）３ＤＰ物品の形成（プリント）の完了前にパンチシステムによりプリント増分層を圧縮、マーキング、および／または成形する工程であって、パンチシステムは少なくとも１つの上側パンチを含む工程とを含む前記方法。
【請求項５】
工程ａ）の前または工程ｂ）の後に別のプリント増分層を形成する工程をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
圧縮、マーキング、および／または成形工程は、ａ）３ＤＰ物品の各プリント増分層；またはｂ）３ＤＰ物品のプリント増分層の少なくとも１つだがすべてには満たないプリント増分層で実行される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
３ＤＰ物品を調製する方法であって：
ａ）粉末層を空洞内に形成する工程であって、粉末層は少なくとも１つの結合剤を含む工程と；
ｂ）空洞内の粉末層に液体を付着させ、またはプリントして、少なくとも１つの結合剤の粒子を結合させ、プリント増分層を形成する工程と；
ｃ）少なくとも１つの上側パンチを含むパンチシステムにより、粉末層および／またはプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形する工程とを含む前記方法。
【請求項８】
工程ａ）およびｂ）が繰り返されて複数のプリント増分層を形成する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
工程ｃ）が少なくとも一度繰り返される、請求項１〜５、７または８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
３ＤＰ物品を調製する方法であって：
ａ）粉末層を空洞内に形成する工程であって、粉末層は少なくとも１つの結合剤を含む工程と；
ｂ）空洞内の粉末層に液体を付着させ、またはプリントして、少なくとも１つの結合剤の粒子を結合させ、プリント増分層を形成する工程と；
ｃ）別の粉末層を空洞内に形成する工程と；
ｄ）少なくとも１つの上側パンチを含むパンチシステムにより、粉末層およびプリント増分層を同時に並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形する工程とを含む前記方法。
【請求項１１】
工程ａ）およびｂ）、および場合により工程ｃ）が繰り返されて複数のプリント増分層を形成する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
工程ｄ）が少なくとも一度繰り返される、請求項１〜５、７、８、１０または１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形の前または後にプリント増分層を乾燥させる工程をさらに含む、請求項１〜５、７、８、１０または１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
空隙率（密度）が異なる領域を有する３次元プリント（３ＤＰ）物品であって、各領域が１つまたはそれ以上のプリント増分層を含み、少なくとも１つの領域が圧縮され、別の領域が圧縮されていない前記物品。
【請求項１５】
ａ）複数のプリント増分層が存在し、少なくとも１つのプリント増分層が圧縮され；
ｂ）複数のプリント増分層が存在し、少なくとも１つのプリント増分層が圧縮層であり、少なくとも１つのプリント増分層が圧縮されていない（非圧縮）層であり；または、
ｃ）複数のプリント増分層が存在し、複数の圧縮されていないプリント増分層が存在する、請求項１４に記載の物品。
【請求項１６】
少なくとも１つの圧縮層が均一に圧縮され、少なくとも１つの圧縮層が不均一に圧縮され、またはこれらの組み合わせである、請求項１４または１５に記載の物品。
【請求項１７】
３ＤＰ装置アセンブリ（システムまたは装置）であって：
それぞれのレセプタクルおよび高さ調節可能なプラットフォームを含む複数の構築モジュールを案内するコンベヤシステムと；
複数の構築モジュール内に粉末層を形成する少なくとも１つの粉末層化領域（またはシステム）と；
結合流体を粉末層に付着させる少なくとも１つの結合流体付加領域（またはシステム）と；
少なくとも１つの上側パンチを含む少なくとも１つのパンチ領域（またはシステム）とを含む前記３ＤＰ装置アセンブリ。
【請求項１８】
乾燥領域（またはシステム）と排出（物品移送）領域（またはシステム）とをさらに含む、請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
ａ）粉末レセプタクルは、粉末層化領域にあるときに粉末を受けて粉末層をレセプタクル内に形成し；
ｂ）レセプタクルが結合流体付加領域にあるときに結合流体が粉末層に付加されて、プリント増分層をレセプタクル内に形成し；かつ
ｃ）レセプタクル内の粉末層またはプリント増分層がパンチ領域でパンチングされ、該パンチングにより、粉末層またはプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形することができる、請求項１７または１８に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
ａ）１つまたはそれ以上のプリント増分層が、パンチ領域で並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形され；
ｂ）１つまたはそれ以上のプリント増分層がパンチ領域で圧縮されず；または、
ｃ）１つまたはそれ以上のプリント増分層が、パンチ領域で並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形され、１つまたはそれ以上の増分層が、パンチ領域で並進運動、圧縮、マーキング、および／または成形されない、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
レセプタクルは：
ａ）粉末層化領域から結合流体付加領域へ、次いでパンチ領域へ動き；
ｂ）粉末層化領域からパンチ領域へ、次いで結合流体付加領域へ動き；
ｃ）粉末層化領域から結合流体付加領域へ、次いで粉末層化領域へ戻った後、パンチ領域へ動き；または
ｄ）粉末層化領域から結合流体付加領域、乾燥領域へ、次いでパンチ領域へ動く、請求項１７または１８に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
３次元プリント装置アセンブリであって：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
少なくとも１つの粉末レセプタクルおよび該レセプタクル内に配置された高さ調節可能なプラットフォーム（またはパンチ）を含む少なくとも１つの構築モジュールと；
粉末をレセプタクル内に付着させることにより粉末層を形成するための少なくとも１つの粉末層化システムと；
結合流体を粉末層に付着させてプリント増分層を形成する少なくとも１つの結合流体付着システムと；
レセプタクル内で粉末層またはプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、または成形するための少なくとも１つのパンチシステムであって、少なくとも１つの上側パンチを含むパンチシステムと、
少なくとも１つの構築モジュールを、粉末層化システム、流体付着システム、およびパンチシステムへ案内するコンベヤシステムとを含む、３次元プリント構築システムを含む前記３次元プリント装置アセンブリ。
【請求項２３】
ａ）プリント増分層をその形成後にインプロセス乾燥するための少なくとも１つの層乾燥システム；および／または
ｂ）３ＤＰ物品の形成完了後に３ＤＰ物品を乾燥させるための少なくとも１つの物品乾燥システムをさらに含む、請求項１７、１８または２２のいずれか１項に記載の装置アセンブリ。
【請求項２４】
ａ）装置アセンブリ（または装置）は、複数の構築モジュールを案内するように適用されたコンベヤシステムをさらに含み；
ｂ）装置アセンブリは、１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品を受けて３ＤＰ物品から液体を除去する少なくとも１つの液体除去システム（物品乾燥システム）をさらに含み；
ｃ）構築システムは、構築サイクルの完了前、すなわち増分層の形成の間に、１つまたはそれ以上の増分層から液体を除去する少なくとも１つの液体除去システム（層乾燥システム）をさらに含み；
ｄ）装置アセンブリ（または装置）は、３ＤＰ物品を一度に１つまたはそれ以上、３次元プリント構築システムから離れる方へ移送する物品移送システムをさらに含み；
ｅ）装置アセンブリ（または装置）は、３ＤＰ物品からルース粒子を除去する除塵システムをさらに含み；
ｆ）装置アセンブリ（または装置）は、１つまたはそれ以上の制御システムをさらに含み；
ｇ）装置アセンブリ（または装置）は、１つまたはそれ以上の検査システムをさらに含む、請求項１７、１８または２２のいずれか１項に記載の装置アセンブリ。
【請求項２５】
ａ）コンベヤシステムは、少なくとも１つの粉末層化システム、少なくとも１つのプリントシステム、および少なくとも１つのパンチシステムの間で構築モジュールを繰り返し輸送して、構築モジュール内に少なくとも１つの物品を形成し；
ｂ）コンベヤシステムは、少なくとも１つの粉末層化システム、少なくとも１つのプリントシステム、少なくとも１つの層乾燥システム、および少なくとも１つのパンチシステムの間で構築モジュールを繰り返し輸送して、構築モジュール内に少なくとも１つの物品を形成し；
ｃ）コンベヤシステムは、少なくとも１つの粉末層化システムおよび少なくとも１つのプリントシステムの間で構築モジュールを繰り返し輸送して、構築モジュール内に少なくとも１つの物品を形成し；または
ｄ）これらの組み合わせである、請求項１７、１８または２２のいずれか１項に記載の装置アセンブリ。
【請求項２６】
３次元プリント装置アセンブリであって：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
複数の構築モジュールを案内し、位置決めコントローラおよび複数の構築モジュール係合部を含むコンベヤシステムと；
コンベヤシステムに係合された複数の構築モジュールであって、粉末層化システムから粉末を受けて一時的に保持し、１）空洞を画成する１つまたはそれ以上の側壁、および２）空洞内に配置された徐々に高さ調節可能なプラットフォーム（下側パンチ）を含む構築モジュールと；
少なくとも１つの構築ステーションであって、１）空洞内に増分粉末層を形成し、少なくとも１つの粉末充填ヘッド、少なくとも１つの粉末スプレッダ、および少なくとも１つの粉末溜めを含む、少なくとも１つの粉末層化システム、ならびに２）増分粉末層に少なくとも１つの所定のパターンに従って液体を付加し、少なくとも１つの液体供給システム、および少なくとも１つの所定のパターンに従って液体を付着させる少なくとも１つのプリントヘッドを含む少なくとも１つのプリントシステムを含む構築ステーションと；
少なくとも１つの上側パンチを含む少なくとも１つのパンチシステムとを含み、
コンベヤシステムは、複数の構築モジュールを少なくとも１つの粉末層化システムから少なくとも１つのプリントシステムへ繰り返し輸送し、
これにより、３次元プリント構築システムは：１）構築モジュールにおける構築ラップごとに少なくとも１つのプリント増分層を形成し；２）構築モジュールにおける構築サイクルごとに単一の３ＤＰ物品を形成し；３）構築モジュールにおける構築サイクルごとに複数の３ＤＰ物品を形成し；または４）１つまたはそれ以上の３次元プリント物品、および場合により、構築モジュールにおける構築サイクルごとにプリントされていないルース（非結合または部分的にのみ結合した）粉末を含む３ＤＰ床を形成する、３次元プリント構築システムを含む前記３次元プリント装置アセンブリ。
【請求項２７】
ａ）１）１つまたはそれ以上のプリント増分層；２）１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品；または３）１つまたはそれ以上３ＤＰ床からルース粉末を分離する少なくとも１つの取入れシステム；および／または、
ｂ）１）不完全に形成されたインプロセス３ＤＰ物品の１つまたはそれ以上のプリント増分層；２）プリント後の１つまたはそれ以上の３ＤＰ物品；または３）１つまたはそれ以上の３ＤＰ床から液体を除去する少なくとも１つの液体除去システムとをさらに含む、請求項１７、１８、２２または２６のいずれか１項に記載の３次元プリント装置アセンブリ。
【請求項２８】
３次元プリント装置アセンブリであって：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
第１の周囲により画成された上面視を有し、かつレセプタクル内に配置された高さ調節可能なプラットフォーム（またはパンチ）を有する粉末受けレセプタクルを含む少なくとも１つの構築モジュールと；
レセプタクル内に粉末を付着させることにより粉末層を形成するための少なくとも１つの粉末層化システムと；
結合流体を粉末層に付着させてプリント増分層を形成するための少なくとも１つの結合流体付着システムと；
第１の周囲の上面視に近似する上面視を持つ第２の周囲により画成された上側または下側平面視を有する少なくとも１つの上側パンチを含む少なくとも１つのパンチシステムと、
少なくとも１つの構築モジュールを、粉末層化システム、結合流体付着システム、およびパンチシステムへ案内するコンベヤシステムとを含む、３次元プリント構築システムを含む前記３次元プリント装置アセンブリ。
【請求項２９】
３次元プリント装置アセンブリであって：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
複数の構築モジュールを案内するコンベヤシステムと；
コンベヤシステムに係合された複数の構築モジュールであって、粉末層化システムから粉末を受けて一時的に保持し、１）各々の上面視がそれぞれの第１の周囲により画成された１つまたはそれ以上の空洞を画成する１つまたはそれ以上の側壁、および２）空洞内に配置された徐々に高さ調節可能なプラットフォーム（下側パンチ）を含む構築モジュールと；
少なくとも１つの構築ステーションであって、１）空洞内に増分粉末層を形成し、少なくとも１つの粉末充填ヘッド、少なくとも１つの粉末スプレッダ、および少なくとも１つの粉末溜めを含む、少なくとも１つの粉末層化システム、ならびに２）増分粉末層に少なくとも１つの所定のパターンに従って液体を付加し、少なくとも１つの液体供給システム、および少なくとも１つの所定のパターンに従って液体を付着させる少なくとも１つのプリントヘッドを含む少なくとも１つのプリントシステムを含み、所定のパターンはそれぞれの第１の周囲に近似する第２の周囲を含む構築ステーションとを含み、
コンベヤシステムは、複数の構築モジュールを少なくとも１つの粉末層化システムから少なくとも１つのプリントシステムへ繰り返し輸送し、
これにより、３次元プリント構築システムは：前記１つまたはそれ以上の空洞についての構築サイクルごとにせいぜい単一の３ＤＰ物品を形成する、３次元プリント構築システムを含む前記３次元プリント装置アセンブリ。
【請求項３０】
少なくとも２つのプリント増分層を含む３次元プリント（３ＤＰ）物品であって：
少なくとも１つのプリント増分層が第１の領域および水平に隣接する第２の領域を含み；
第１の領域は第１のバルク粉末および第１の結合流体から調製され；
第２の領域は第２のバルク粉末および第２の結合流体から調製され；
第１のバルク粉末は第２のバルク粉末とは異なる前記３次元プリント物品。
【請求項３１】
ａ）第１の結合流体と第２の結合流体とは同一であり；
ｂ）第１の結合流体と第２の結合流体とは異なる、請求項３０に記載の物品。
【請求項３２】
ａ）第１の結合流体と第２の結合流体とは異なる組成を有し；かつ／または
ｂ）第１のバルク粉末と第２のバルク粉末とは異なる組成を有する、請求項３０または３１に記載の物品。
【請求項３３】
３次元プリント物品を調製する方法であって：
ａ）高さ調節可能な下側プラットフォーム（または下側パンチ）を含むレセプタクル内に１つまたはそれ以上の粉末層を形成する工程であって、レセプタクルの上面視の内周およびプラットフォーム（または下側パンチ）の上面視の外周が物品の平面視の外周に近似する工程と；
ｂ）レセプタクル内で１つまたはそれ以上の粉末層の周囲または周囲近くに結合流体を付着させて、外周がレセプタクルの内周に近似する上面視を有するプリントパターンにより画成された１つまたはそれ以上のプリント増分層を形成する工程と；
ｃ）３ＤＰ物品の完成前に、上側または下側パンチシステムにより、レセプタクル内で１つまたはそれ以上のプリント増分層を並進運動、圧縮、マーキング、または成形する工程と；
ｄ）工程ａ）およびｂ）、および場合により工程ｃ）を繰り返して、３ＤＰ物品の形成を完了する工程とを含む前記方法。
【請求項３４】
所定のパターンは第１の周囲に近似する第２の周囲を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
３次元プリント装置アセンブリであって：
ａ）３次元プリント構築システムであって：
第１の周囲により画成された上面視を有し、かつレセプタクル内に配置された高さ調節可能なプラットフォーム（またはパンチ）を有する粉末受けレセプタクルを含む少なくとも１つの構築モジュールと；
レセプタクル内に粉末を付着させることにより粉末層を形成するための少なくとも１つの粉末層化システムと；
結合流体を粉末層に付着させてプリント増分層を形成するための少なくとも１つの結合流体付着システムであって、第１の周囲に近似する上面視を持つ第２の周囲を含むパターンに従って流体が付着される結合流体付着システムとを含む、３次元プリント構築システムを含む前記３次元プリント装置アセンブリ。
【請求項３６】
第１の周囲の上面視に近似する上面視を持つ第２の周囲を含むパターンに従って結合流体が付着される、請求項２８に記載のアセンブリ。
【請求項３７】
コンベヤは、多段コンベヤ、タレットアセンブリ、ベルトコンベヤ、ホイールコンベヤ、ローラコンベヤ、チェーンコンベヤ、ワイヤメッシュコンベヤ、プレートコンベヤ、スラットコンベヤ、磁気コンベヤ、バケットコンベヤ、カートオントラックコンベヤである、請求項１７、１８、２２、２６、２８または２９のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項３８】
タレットアセンブリは、複数のレセプタクルを含む着脱可能な上側ディスクと、上側ディスクのそれぞれのレセプタクルに垂直に位置合わせされた複数のパンチ（徐々に高さ調節可能なプラットフォーム）を含む下側ディスクとを含む、請求項３７に記載のアセンブリ。
【請求項３９】
タレットディスク交換システムをさらに含む、請求項３７に記載のアセンブリ。
【請求項４０】
結合流体は少なくとも１つの結合剤を含む、請求項１〜５、７、８、１０、１１、３３、３４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４１】
粉末は少なくとも１つの結合剤を含む、請求項３３または３４に記載の方法。
【請求項４２】
結合流体は少なくとも１つの結合剤を含む、請求項１７、１８、２２、２６、２８、２９、３５、３６のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項４３】
粉末は少なくとも１つの結合剤を含む、請求項１７、１８、２２、２６、２８、２９、３５、３６のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【国際調査報告】
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