(57)【要約】【課題】付加製造技術によってセラミック材料製の加工前部片を製造する方法において、広げられた各ペースト層の均一性が向上するように、建造中の部片を破損しうる過剰な掻き均し力を防止し、且つスクレイパー装置の洗浄を容易にすること。【解決手段】本発明によれば、光硬化性ペーストの複数の層が、各層用に定義されたパターンに従って照射により連続して硬化される。第１層が、作業トレイ４の作業面３上に形成される。各層は、硬化される前に、層の形成毎に下降する作業トレイ４上に置かれたペーストの塊２を掻き均すことによって広げられる。少なくとも１つの光硬化性ペーストの層を広げる際に、作業位置にある少なくとも１つのスクレイパーブレードが、その掻き均し動作８、又はいわゆる通過動作に加えて、いわゆる振動動作に従ってその平面内において前後動される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加製造技術によってセラミック材料製の加工前部片を製造する方法であって、光硬化性ペーストの複数の層（２）が、各層用に定義されたパターンに従って照射により連続的に硬化され、第１の層が、作業トレイ（４）の作業面（３）上に形成され、各層が、定義されたパターンに従って硬化される前に、前記作業トレイ（４）上に提供されたペーストの塊を掻き均すことによって広げられ、また前記作業トレイ（４）が、層の形成毎に下降する、製造方法において、
前記光硬化性ペーストの層の少なくとも１つを広げる際に、作業位置にある少なくとも１つのスクレイパーブレードが、その掻き均し動作（８；１０８；２０８）又はいわゆる通過動作に加えて、該通過動作に対して水平及び垂直ないわゆる振動動作に従って、その平面内において前後動されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記通過動作は、前記１つ以上のスクレイパーブレード（８；１０８；２０８）を、広げようとする前記ペーストの塊（２）がビードの形態でもたらされている前記作業面（３）の縁部からその反対側の縁部まで直進水平変位に従って前進させることにより行われ、それにより前記ペーストのビード（２）を前記作業面（３）上で広げることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記通過動作は、前記１つ以上のスクレイパーブレードを、前記作業面に対して垂直であり且つ前記作業面の所定の点に位置する軸線を中心とした枢動運動に従って掃くように動かすことにより行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ペースト（２）のレオロジー特性に従って振動周波数が決定され、前記周波数は、前記ペーストの粘性を低下させるように選択されることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
機械式、圧電式又は電磁式の駆動システムによって、少なくとも１つのスクレイパーブレード（８；１０８；２０８）に振動運動が与えられ、その振動周波数は、前記システムが機械式、圧電式又は電磁式のいずれであるかに応じて、有利には、それぞれ１〜２００Ｈｚ、５００〜５０００Ｈｚ又は１００〜１０００Ｈｚであることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記振動運動は、機械式駆動システムによって、１〜１００Ｈｚの周波数で、特に３５〜５５Ｈｚの周波数で行われることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記振動運動は、０．１〜５ｍｍのストロークで行われることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記振動運動の固有周波数を修正するために、前記１つ以上のスクレイパーブレード（８；１０８；２０８）が２つのばね（２８）間で張力を維持され、有利には、前記１つ以上のブレード（８；１０８；２０８）と、関連する１つ以上のブレードホルダーと、前記ばね（２８）とを含む発振システムの共振周波数で前記１つ以上のブレード（８；１０８；２０８）を振動させることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
１つの又は各ブレード（８；１０８；２０８）の掻き均しエッジが前記ペーストに進入する深さが調節されることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
ただ１つの前記掻き均しブレード（８）が使用されるか、互いに対して平行な連続又は離間した少なくとも２つの掻き均しブレード（１０８；２０８）が使用され、前記ブレード（１０８；２０８）の掻き均しエッジは互い違いの高さに配置され、先頭のブレードの掻き均しエッジ（８）が前記作業面（３）に対して最も高く、前記ブレード（１０８；２０８）の振動周波数が異なり得ることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
（ａ）広げようとする前記ペーストの塊（２）が作業トレイ（４）上に提供され、その後、前記ペースト（２）の第１層が、前記１つ以上のスクレイパーブレード（８；１０８；１２８）を用いて水平方向又は通過方向に沿って掻き均されることにより広げられ、
（ｂ）前記第１層の所望の領域が、該層用に予め定義されたパターンに従った照射によって硬化されて、所望の領域に第１硬化層を形成し、
（ｃ）第２ペースト層（２）が、前記１つ以上のスクレイパーブレード（８；１０８；２０８）を用いて前記通過方向に沿って掻き均されることにより、前記所望の領域内の前記第１硬化層の全体の上に亘って広げられ、
（ｄ）前記第２ペースト層の所望の領域が、該層用に予め定義されたパターンに従った照射によって硬化されて、前記所望の領域内で前記第１層の上に第２硬化層を形成し、
（ｅ）一連の、ペースト層（２）を広げるステップ及び各層の所望の領域を硬化するステップが、前記部片を得るまで必要な回数繰り返され、
ここで、前記ペースト層（２）の少なくとも１つを広げる際に、作業位置にある前記１つ以上のスクレイパーブレード（８；１０８；２０８）が、前記通過方向に対して垂直な水平方向の振動運動に従って前後動される
ことを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
光硬化性ペーストの複数の層を、各層用に定義されたパターンに従って照射により連続的に硬化させる付加製造技術によってセラミック材料製の加工前部片を製造する機械であって、
作業面（３）を有する水平な作業トレイ（４）を取り囲むフレーム（５）と、
少なくとも１つのスクレイパーブレード（８；１０８；２０８）が設けられたポータルフレーム（６）であって、前記フレーム（５）上で、前記作業トレイ（４）の上を移動するようになされ、それにより前記１つ以上のスクレイパーブレード（８；１０８；２０８）の自由エッジ（８ａ）が、前記作業トレイ（４）上の前記ペースト層（２）を掻き均して広げ、前記複数の層が鉛直に重ねられるようになっている、ポータルフレーム（６）と、
前記作業トレイ（４）に対向する照射手段であって、一度広げられた各層を照射して予め定義されたパターンに硬化させた後、後続の層を広げて、順次定義されたパターンに硬化させる照射手段と
を有する製造機械において、
前記１つ以上のブレード（８；１０８；２０８）が、それらの平面内で前後動するように摺動可能に取り付けられ、それにより、前記ポータルフレーム（６）が前記作業面（４）上を通過方向に沿って少なくとも１回通過する間、指定された振動運動である前後運動が確実になされることを特徴とする製造機械。
【請求項１３】
１つ以上のブレードホルダー（７；２０７）を有し、各ブレードホルダー（７；２０７）は、少なくとも１つの前記ブレード（１０８；２０８）を保持し、且つ前記ポータルフレーム（６）上で垂直に動作可能であり、また前記１つ以上のブレードホルダー（７；２０７）は、前記作業トレイ（４）の上方に上昇させた最高部位置に、維持及び変位され得ることを特徴とする、請求項１２に記載の製造機械。
【請求項１４】
前記ブレードホルダーのそれぞれ（７；２０７）が少なくとも１つの水平なレール（１０；２１０）を有し、前記ブレードのそれぞれ（８；１０８；２０８）が、前記少なくとも１つのレール（１０；２１０）上での案内のための少なくとも１つのパッド（１２）を有することを特徴とする、請求項１３に記載の製造機械。
【請求項１５】
機械式、圧電式又は電磁式のシステムによって前記１つ以上のブレード（８；１０８；２０８）の振動運動を駆動する駆動装置を有することを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の製造機械。
【請求項１６】
前記駆動装置が偏心励振機構であり、且つモータ（２７）とディスク（２０）とで構成されるアセンブリを有し、前記ディスク（２０）は、前記通過方向の軸線であるオフセット回転軸線に沿って、前記モータ（２７）によって直接又はベルト（２５）を介して駆動されることを特徴とする、請求項１５に記載の製造機械。
【請求項１７】
前記駆動装置が、モータ（１３７）と、クランク（１３６）と、一端において前記１つ以上のブレード（８；１０８；２０８）の前面に接続され、他端において前記クランク（１３６）に接続された接続ロッド（１３３）とで構成されるアセンブリを有する機構であり、前記クランク（１３６）は、前記通過方向の軸線であるオフセット回転軸線上で前記モータ１３７によって駆動され、前記接続ロッド（１３３）は、前記１つ以上のブレード（８；１０８；２０８）の平面内で変位されることを特徴とする、請求項１５に記載の製造機械。
【請求項１８】
前記駆動装置が、モータと、ブレードに接触しているカムとで構成されたアセンブリを有する機構であり、前記カムは、オフセット回転軸線上で前記モータによって駆動され、前記１つ以上のブレードに対して摺動することで回転して、前記ブレードを前後動させることを特徴とする、請求項１５に記載の製造機械。
【請求項１９】
前記モータが機械制御部によって制御され、有利には、前記振動運動のために調べられた周波数を実現するように電圧制御されることを特徴とする、請求項１６から１８までのいずれか一項に記載の製造機械。
【請求項２０】
前記通過方向に垂直な方向に沿った、前記１つ以上のブレード（８；１０８；２０８）の弾性リターン手段（２８）を有する、請求項１５から１９までのいずれか一項に記載の製造機械。
【請求項２１】
ただ１つのブレード（８）を有すること、又は互いに平行な少なくとも２つの連続又は離間したブレード（１０８；２０８）を有し、前記振動運動の共通の駆動装置、又は各ブレードと関連する駆動装置を備えることを特徴とする、請求項１２から２０までのいずれか一項に記載の製造機械。
【請求項２２】
前記１つ以上のブレードホルダー（７；２０７）が、前記フレーム（５）の上を転動するホイール（９）を有することを特徴とする、請求項１３から２１までのいずれか一項に記載の製造機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、付加製造（ａｄｄｉｔｉｖｅ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）によって部片（ｐｉｅｃｅ）を製造する方法、及びその方法を実施する製造機械に関する。
【０００２】
これらの部片は、特に、セラミック材料製の加工前部片（ｇｒｅｅｎ  ｐｉｅｃｅ）であり、洗浄、結合剤の分離、そして焼結作業が施されることで完成品のセラミック部片となるようになっている。
【背景技術】
【０００３】
付加製造技術はステレオリソグラフィとも呼ばれ、概して、上述したような加工前の部片を得るための以下のステップを含む。
‐  コンピュータ支援設計によって、製造する部片のコンピュータモデルを構築するステップであって、部片の製造中にセラミックが収縮するのを見込んで、このモデルのサイズが、製造する部片のサイズよりも大きくなるように構築するステップ、及び
‐  付加製造技術によって部片を製造するステップ。
この技術によれば、
‐  剛性の支持材又は製造中の部片の上に光硬化性組成物の第１層が形成され、そのような第１層は、概して、少なくとも１つのセラミック材料と、少なくとも１つの分散剤と、少なくとも１つの光硬化性モノマー及び／又はオリゴマーと、少なくとも１つの光開始剤と、そして少なくとも１つの可塑剤とを有する。
‐  光硬化性組成物のこの第１層は、この層のためのモデルから定義されたパターンに従って照射により硬化し、第１ステージを形成する。
‐  第１ステージ上に光硬化性組成物の第２層が形成される。
‐  光硬化性組成物のこの第２層は、この層のために定義されたパターンに従って照射により硬化して第２ステージを形成し、この照射は、分散した光硬化性組成物の自由表面に対するレーザー走査、又はダイオード投影システムによって行われる。
‐  任意選択で上記ステップが繰り返され、それにより加工前の状態の部片が得られる。
【０００４】
本発明は付加製造方法に関し、この付加製造方法における光硬化性組成物はペースト状であって、組成内容は上述したものであり、その粘度は、ゼロずり速度において特に１ｐａ．ｓから無限に変化する。
【０００５】
ペースト処理における製造において、剛性の支持材とは、製造される部片の各層及びペーストを支持する作業トレイである。作業トレイを下降させてペーストを所定の厚さに広げることで各層が形成される。供給されるペーストはタンクに保管され、タンクは、各層に対する所定の量のペーストがピストンによって取り出されることで自動的に空になる。これにより、作業トレイによって予め下降していた製造中の部片の上側の層上に広げられる、ペーストのビードが形成される。
【０００６】
各層は、例えば直線水平方向に前進することで作業トレイの作業面を掃くスクレイパーブレードによって掻き均され、広げられる。
【０００７】
こうした条件下では、その厚さに数十ミクロンから数ミリメートルまでのむらがある不均一な層が形成される。その結果、部片は外観不良となり、その内部に望まれない内部応力が生じることがあるため、製造された部片は破棄しなければならなくなる。
【０００８】
更に、層による建造ステップにおいて顕著な掻き均し力が発生することがあり、これによって建造中の部片が破損してしまう。
【０００９】
特許文献１には、層の厚さが均一となるようにペーストを広げることができる、ローラを用いたスクレイパー装置が開示されている。この装置は、使用後の洗浄に非常に手間がかかることから、粘性組成物に対しては適さず、実用的でないことが分かっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５９０２５３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、こうした不便さに対処すること、つまり、広げられた各ペースト層の均一性が向上するように、建造中の部片を破損しうる過剰な掻き均し力を防止し、且つスクレイパー装置の洗浄を容易にする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的のために、本発明によれば、従来の手法で掻き均すことを可能にする、ブレードの水平方向に掃く動作又は通過動作と、通過動作及び層の建造面に対して水平若しくは垂直な発振動作又は振動動作との組み合わせによって、ペーストの均一な広がりが実現する。発振によって、広げられる層の少なくとも上部に、広げられるペーストを流体化させるのに十分なずり速度（ｓｈｅａｒ  ｓｐｅｅｄ）が与えられ、ずり流動化作用が生じる。これによって、掻き均し力が著しく低減される。
【００１３】
そのため、本発明の主題は、光硬化性ペーストの層を、各層用に定義されたパターンに従って照射により連続的に硬化させ、第１の層が、作業トレイの作業面上に形成され、各層が、定義されたパターンに従って硬化される前に、作業トレイ上に置かれたペーストの塊を掻き均すことで広げられ、また作業トレイが層の形成毎に下降する付加製造技術によってセラミック材料製の加工前部片を製造する方法において、光硬化性ペーストの層の少なくとも１つを広げる際に、作業位置にある少なくとも１つのスクレイパーブレードを、その掻き均し動作又はいわゆる通過動作に加えて、通過動作に対して水平又は垂直な、いわゆる振動動作に従ってその平面内において前後に動かすことを特徴とする方法である。
【００１４】
第１の実施例によれば、通過動作は、１つ以上のスクレイパーブレードを、広げられるペーストの塊がそれに沿ってビードの形態で置かれる作業面の縁部からその反対側の縁部まで、ペーストのビードを作業面上に広げるように、直線水平方向に変位して前進させることにより生じさせてもよい。通過動作は、少なくとも１つのブレードの面に対して垂直である。
【００１５】
第２の実施例によれば、通過動作は、作業面に対して垂直且つ作業面のある点に位置付けられた軸線を中心とした枢動運動に従って、１つ以上のスクレイパーブレードを掃くように動かすことにより生じさせてもよい。
【００１６】
ペーストのレオロジー特性に従って振動周波数が決定され、その周波数はペーストの粘性を低下させるように選択されてもよい。
【００１７】
少なくとも１つのスクレイパーブレードに、機械式、圧電式又は電磁式の駆動システムにより振動運動が与えられ、振動周波数は、システムが機械式、圧電式又は電磁式のいずれであるかに応じて、有利には、それぞれ１〜２００Ｈｚ、５００〜５０００Ｈｚ又は１００〜１０００Ｈｚであってもよい。
【００１８】
特に、振動運動は、機械式駆動システムによって、１〜１００Ｈｚの周波数、特には３５〜５５Ｈｚの周波数で行われてもよい。
【００１９】
振動運動は、０．１〜５ｍｍのストロークで行われてもよい。
【００２０】
振動運動の固有周波数を修正するために、１つ以上のスクレイパーブレードが２つのばね間で張力を維持され、有利には、１つ以上のブレードを、１つ以上のブレードと、それと連係する１つ以上のブレードホルダーと、ばねとを備える発振システムの共振周波数で振動させてもよい。
【００２１】
１つの又は各ブレードの掻き均しエッジがペーストに進入する深さが調節されてもよい。
【００２２】
ただ１つの掻き均しブレードが使用されるか、連続或いは離間して互いに対して平行な少なくとも２つの掻き均しブレードが使用されてもよく、ブレードの掻き均しエッジが互い違い（千鳥状；ｓｔａｇｇｅｒｅｄ）の高さに配置され、先頭のブレードの掻き均しエッジが作業面に対して最も高く、ブレードの振動周波数が異なり得る。
【００２３】
本発明に係る、部片を製造する方法を実施する特定の実施例によれば、
（ａ）広げられるペーストの塊が作業トレイ上に置かれ、その後、ペーストの第１層が、水平方向又は通過方向に沿って１つ以上のスクレイパーブレードを用いて掻き均されることにより広げられ、
（ｂ）第１層の所望の領域が、層用に予め定義されたパターンで照射により硬化し、所望の領域内に第１硬化層が形成され、
（ｃ）第２ペースト層が、通過方向に沿って、１つ以上のスクレイパーブレードを用いて掻き均されることにより、所望の領域内の第１硬化層の全体に亘って広げられ、
（ｄ）第２ペースト層の所望の領域が、層用に予め定義されたパターンで照射により硬化し、所望の領域内で第１層の上に第２硬化層が形成され、
（ｅ）連続する、ペースト層を広げるステップ及び各層の所望の領域を硬化するステップを、部片が得られるまで必要な回数繰り返し、
ここで、ペースト層の少なくとも１つを広げる際に、作業位置にある１つ以上のスクレイパーブレードが、通過方向に対して垂直な水平方向の振動運動に従って前後動される。
【００２４】
本発明は、光硬化性ペーストの層を、各層用に定義されたパターンで照射により連続して硬化させる付加製造技術によってセラミック材料製の加工前部片を製造する機械にも関し、
作業面を備える水平な作業トレイを囲むフレームと、
少なくとも１つのスクレイパーブレードが設けられたポータルフレームであって、作業トレイ上のフレームの上を移動するようになっていることで、１つ以上のスクレイパーブレードの自由エッジが、作業トレイ上のペースト層を掻き均して広げるようになっており、上記層が鉛直に重なるポータルフレームと、
作業トレイに対向する照射手段であって、一度広げられた各層を予め定義されたパターンで照射して硬化させてから後続の層を広げ、続いて後続の層を定義されたパターンで硬化させる照射手段と
を有する機械において、
１つ以上のブレードがその平面内において前後に動くように摺動可能に取り付けられることで、作業面上の通過方向に沿ったポータルフレームの少なくとも１回の通過の間、指定された振動運動である前後運動が確実なものとなる。
【００２５】
この機械は、特に上に定義された方法を実施するようになっている。
【００２６】
１つ以上のブレードは、有利には垂直に移動可能である。
【００２７】
機械は、それぞれが、少なくとも１つのブレードを保持し、ポータルフレーム上で垂直に動作可能な１つ以上のブレードホルダーを備えてもよく、１つ以上のブレードホルダーが、作業トレイの上方に上昇して、最も高い位置に維持され変位しうる。特に、１つ以上のブレードがブレードホルダー上に配置されてもよいし、ブレード毎に１つのブレードホルダーが提供されてもよい。
【００２８】
ブレードホルダーのそれぞれが少なくとも１つの水平なレールを備え、ブレードのそれぞれが少なくとも１つのレール上での案内のための少なくとも１つのパッドを備えてもよい。
【００２９】
機械は、機械式、圧電式又は電磁式のシステムによって１つ以上のブレードの振動運動を駆動する装置を備えてもよい。
【００３０】
第１実施例によれば、駆動装置は、偏心励振機構であって、モータと、通過方向の軸線であるオフセット回転軸線に沿って、直接又はベルトを介してモータによって駆動されるディスクとで構成されるアセンブリを備える。
【００３１】
第２実施例によれば、駆動装置は、モータと、クランクと、一端において１つ以上のブレードの前面に接続され、他端においてクランクに接続された接続ロッドとで構成されるアセンブリを備える機構であり、クランクは、通過方向の軸線であるオフセット回転軸線においてモータ１３７によって駆動され、接続ロッドは、１つ以上のブレードの平面内で変位する。
【００３２】
第３実施例によれば、駆動装置は、モータと、ブレードと接触するカムとで構成されたアセンブリを備える機構であり、このカムは、オフセット回転軸線においてモータによって駆動され、１つ以上のブレードに対して摺動することで回転して、ブレードを前後に動かす。
【００３３】
これらの３つの実施例において、モータは機械制御部によって制御されてもよく、有利には、振動運動のために調べられた周波数を確保するように電圧制御される。例示として、５０Ｈｚの周波数を発生させる３０００回毎分（ｒｐｍ）のモータ速度が挙げられる。
【００３４】
第４実施例によれば、励振機構は圧電式駆動システムである。
【００３５】
第５実施例によれば、励振機構は電磁式駆動システムである。
【００３６】
機械は、有利には、通過方向に垂直な方向に沿った、１つ以上のブレードの弾性リターン手段を備えてもよい。
【００３７】
本発明に係る機械は、振動運動の共通の駆動装置又は各ブレードと連係する駆動装置と共に、ただ１つのブレード８を備えるか、互いに平行な少なくとも２つの連続又は離間したブレードを備えてもよい。
【００３８】
１つ以上のブレードホルダーは、フレームの上を転動するホイールを備えてもよい。
【００３９】
照射手段は、例示に過ぎないが、レーザー、レーザーダイオード、紫外線照射等で構成されてもよい。
【００４０】
本発明の主題をより明確に示すために、添付の図面を参照しながら、例示のみによって幾つかの実施例を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】層毎の付加製造技術を用いた、焼結体の製造機械の第１実施例に係るスクレイパー装置によってペースト層を掻き均す掻き均しサイクルにおける、第１の位置を示す概略斜視図を示す。スクレイパーブレードの平面内における並進変位機構は、図面が複雑にならないよう省略されている。
【図２】層毎の付加製造技術を用いた、焼結体の製造機械の第１実施例に係るスクレイパー装置によってペースト層を掻き均す掻き均しサイクルにおける、第２の位置を示す概略斜視図を示す。スクレイパーブレードの平面内における並進変位機構は、図面が複雑にならないよう省略されている。
【図３】層毎の付加製造技術を用いた、焼結体の製造機械の第１実施例に係るスクレイパー装置によってペースト層を掻き均す掻き均しサイクルにおける、第３の位置を示す概略斜視図を示す。スクレイパーブレードの平面内における並進変位機構は、図面が複雑にならないよう省略されている。
【図４】層毎の付加製造技術を用いた、焼結体の製造機械の第１実施例に係るスクレイパー装置によってペースト層を掻き均す掻き均しサイクルにおける、第４の位置を示す概略斜視図を示す。スクレイパーブレードの平面内における並進変位機構は、図面が複雑にならないよう省略されている。
【図５】層毎の付加製造技術を用いた、焼結体の製造機械の第１実施例に係るスクレイパー装置によってペースト層を掻き均す掻き均しサイクルにおける、第５の位置を示す概略斜視図を示す。スクレイパーブレードの平面内における並進変位機構は、図面が複雑にならないよう省略されている。
【図６】層毎の付加製造技術を用いた、焼結体の製造機械の第１実施例に係るスクレイパー装置によってペースト層を掻き均す掻き均しサイクルにおける、第６の位置を示す概略斜視図を示す。スクレイパーブレードの平面内における並進変位機構は、図面が複雑にならないよう省略されている。
【図７】スクレイパーブレードの上及びブレードホルダーの上に取り付けられている、スクレイパーブレードの並進変位機構を、図１〜図６よりも拡大して且つそれらと同じ角度から示す斜視図を示す。
【図８】図７に対応する正面図を更に拡大して示す。
【図９】図８のＩＸ‐ＩＸ線に沿った断面図を示す。
【図１０】図８のＸ‐Ｘ線に沿った拡大断面図を示す。
【図１１】図８の矢印ＸＩに従う側面図を示す。
【図１２】図８に対応する上面図を示す。
【図１３】図１と同様だが、第２実施例に係る、スクレイパーブレードの並進変位機構がそのブレードホルダー上に見られる図を示す。
【図１４】トリプルスクレイパーブレードの斜視図を示す。
【図１５】図１４に対応する正面図を示す。
【図１６】図１５のＸＶＩ‐ＸＶＩ線に沿った断面図を示す。
【図１７】図１５に対応する上面図を示す。
【図１８】図２と同様だが、そのそれぞれが振動移動を駆動する駆動手段及び弾性リターン手段と連係する２つのスクレイパーブレードを備えるアセンブリを描いた図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１及び図７〜図１２を参照すると、付加製造技術を用いた、セラミック材料製の加工前の物体の製造機械における、水平な作業トレイ４の作業面３上にペースト層２を含むスクレイパー装置１が示されている。
【００４３】
機械のフレーム５に摺動可能に取り付けられたスクレイパー装置１は、図１を見た場合その後方から前方にかけて、ポータルフレーム６と、ポータルフレーム６の前方に鉛直に摺動可能に取り付けられたブレードホルダー７と、水平なスクレイパーエッジを有し、ブレードホルダー７に対して水平且つ横方向及び前後に変位可能に取り付けられたスクレイパーブレード８とを備える。
【００４４】
フレーム５は、作業トレイ４の両側にそれぞれ設置された２つの長尺ブロック５ａを備え、これらのブロック５ａのそれぞれは、その外側面の全体に亘って水平方向に延在する、後述の機能を有するリブ５ｂを備える。
【００４５】
ポータルフレーム６は、上部６ａを備えて２つの下側部６ｂによって延在する、直方体の形状を有するブロック状である。
【００４６】
上部６ａの前面が、側部６ｂのそれぞれとの接合領域において、断面がＵ字形状であって、その翼部が上部６ａの前面と連続する凸部６ｃを備える。これらのＵ字形状断面を形成する溝部６ｄが互いに対向して配置されている。これらの溝部６ｄの機能は後述される。
【００４７】
各側部６ｄは、その基部の周辺に、内部に向かう溝部６ｅを備え、溝部６ｅ内では、フレーム５と連動するブロック５ａが、それに対応するリブ５ｂによって摺動するようになっている。
【００４８】
ブレードホルダー７はＵ字形のプレート状であり、その両側には参照符号７ａが付され、ポータルフレーム６におけるブロック６ａの前面に平行に配置されている。ブレードホルダー７の外縁部がリブ７ｂを支持し、そのリブ７ｂをポータルフレーム６と連係する溝部６ｄ内で摺動させる。ブレードホルダー７は完全なプレートであってもよい。
【００４９】
図１では、ブレードホルダー７の各プレート７ａの基部に凹部７ｃが設けられているのが分かる。各凹部は、水平方向の軸線回りに回転するようになっている円筒状のホイール９の収容部として機能する。これらのホイール９は、ブレードホルダー７が下降した際に、フレーム５の各ブロック５ａの上部の上を転がる高さに配置される。これらのホイール９は、ブレードホルダー７を、フレーム５に対して適切な高さに維持することができる。しかしながら、ホイール９の使用は任意である。
【００５０】
スクレイパーブレード８は、面取り加工された下側エッジ８ａを備える。
【００５１】
また、図１では、トラックガイド又はレール１０が、ブレードホルダー７と一体的に形成されているのが分かる。トラックガイド又はレール１０については図７を参照して説明する。
【００５２】
ここで、図８、図１０及び図１１を参照する。切断ブレード８の面取り加工された切断エッジ８ａは、下側薄肉ストリップ８ｂの一部である。薄肉ストリップ８ｂは、対応する内側凹部８ｃを有するブレード８の内面に対して設けられ、ねじ８ｄによってこのブレード８に取り付けられている。
【００５３】
図１０、図１１及び図１２では、動力化のための締結システム１１も示されている。締結システム１１はブレードホルダー７と連係しており、これを起動することによって、後述する条件下においてブレードホルダー７を上下に動かすことができる。
【００５４】
ここで、図７〜図１１を参照すると、２つの水平方向のガイドレール１０が、その前面及びその下部においてブレードホルダー７と一体的に形成されていることが分かる。
【００５５】
４つのパッド１２が、後述するスクレイパーブレード８の振動運動の際に各レール１０内を摺動可能となる位置に、ねじ１３によって、スクレイパーブレード８の背面と一体的に形成される。
【００５６】
ブレードホルダー７におけるブレード８の並進変位機構について説明する。
【００５７】
三角形状の第１支持部１４が、ブレード８の前面における上部及び側部（図７及び図８を見る場合は右側）に対して設けられ、２つのねじ１５を用いて、その基部によってブレード８に取り付けられる。支持部の上先端部はブレード８を越えて突出している。
【００５８】
支持部１４の外面に対して、支持部１４の側部（図７及び図８を見る場合は左側）から突出する長尺プレート１６が設けられ、取り付けられている。このプレート１６には、水平軸線方向の細長い楕円形の孔１７が設けられ、孔１７には２つの調節ねじ１８が垂直に交差する。調節ねじ１８の機能は後述する。
【００５９】
第２支持部１９は、第１支持部１４と同じ形状を有し、ブレード８の背面に対して設けられることで第１支持部１４に対向する。
【００６０】
２つの支持部１４及び１９の上先端部の間並びにスクレイパーブレード８の上方には、偏心ホイール２０が取り付けられる。このホイール２０のオフセット軸線２１が、ベアリング２２及び２３のそれぞれにおいて回転する。
【００６１】
軸線２１はプレート１４の前側から突出し、その内部に歯付きプーリ２４を受容する。歯付きベルト２５がこの歯付きプーリ２４上を通過し、また、歯付きベルト２５は、モータ２７と連動する歯付きプーリ２６上を通過する。
【００６２】
更に、図７、図８及び図９を参照すると、ブレード８の両側にコイルばね２８が配置されているのが分かる。
【００６３】
各コイルばね２８は、ブレード８の反対側に位置する端部領域２８ａによって、ねじ３０によってブレードホルダー７に取り付けられたケージ２９の円筒状の孔２９ａ内に挿入される。ばね２８の端部は孔２９ａの底部２９ｂに当接する。
【００６４】
ブレード８に近接する端部領域２８ｂは、円筒状のケージ３１の円筒状の孔３１ｂにおける底部３１ａに当接する。円筒状のケージ３１の、ケージ２９の反対側に位置する端部領域は、ブレード８の対応する端部領域を覆うことで、ねじ３２によってブレード８の対応する端部領域に取り付けられる。
【００６５】
ブレード８の振動運動の励振を開始するために、モータ２７を起動し、歯付きベルト２５を駆動する。歯付きベルト２５は、その張力が調節ねじ１８によって調節され、偏心ホイール２０を回転駆動させる。偏心ホイール２０は、ブレード８の交互の並進運動をブレード８の平面内に生じさせる。ばね２８は、それらばね２８間のブレード８の張力を維持することで振動システムの固有周波数を修正するため、ペーストの状態に効果的に対応できる。
【００６６】
図１〜図６を参照し、掻き均しによってペースト層を広げるサイクルを説明する。
【００６７】
（図１）
スクレイパー装置は静止している。スクレイパーブレード８は上昇した状態で固定されている。
【００６８】
（図２）
スクレイパーブレード８は下降し、層の所望の高さに合致すると停止する。
【００６９】
（図３）
スクレイパーブレードを前進させることでペーストが広げられる。スクレイパーブレードは、上述したように、この前進の間、振動運動の励振を受ける。
【００７０】
（図４）
スクレイパーブレードがそのストロークの終わりにほぼ到達している。
【００７１】
（図５）
スクレイパーブレードが上昇し、ペーストから離れ、図６の静止位置に戻される。
【００７２】
得られてきた部片が申し分のないものであることから、各通過におけるペーストの広がりが完璧に均一であることが分かる。
【００７３】
図１３を参照すると、ブレードホルダー７に対するブレード８の振動機構の他の実施例が概略的に示されている。接続ロッド１３３が、その一端がブレード８におけるある位置１３４に取り付けられ、他端がクランク１３６のオフセット位置１３５に取り付けられる。クランク１３６はモータ１３７によって回転駆動され、その軸線は、ブレードホルダー７の一方側（図１３を見る場合右側）に取り付けられる。
【００７４】
ブレード８の振動運動の励振を開始するために、モータ１３７を起動し、ロッド‐クランク接続システムを開始する。ロッド‐クランク接続システムは、ブレード８の前後の並進運動をブレード８の平面内に生じさせる。
【００７５】
なお、図７及び図１３の振動機構は、ブレード８に取り付けられる収容部に収容される圧電ドライバ又は電磁ドライバと置き換えることができる。
【００７６】
図１４〜図１７を参照すると、上述したブレード８の代替実施例であって、その要素がブレード８の各要素の参照符号に１００を加えた参照符号を有するトリプルブレード１０８が示されている。つまり、ここでは３つの下側薄肉ストリップがある（１０８ｂ１、１０８ｂ２及び１０８ｂ３）。薄肉ストリップ１０８ｂ１、１０８ｂ２及び１０８ｂ３は互いに対して設けられ、それぞれが切断エッジ１０８ａ１、１０８ａ２及び１０８ａ３を有する。ブレード１０８に異なる高さで配置されることで、前側のエッジ１０８ａ１は、後続のエッジ１０８ａ２よりも、広げられるペーストの塊の中への進入が浅く、エッジ１０８ａ２は、エッジ１０８ａ３よりも、広げられるペーストの塊の中への進入が浅い。
【００７７】
こうして、掻き均している間にブレードのそれぞれに印加される力が、ブレードが１枚のみの場合よりも小さくなるため、ペーストをより容易に広げることができる。
【００７８】
図１４〜図１７のアセンブリは、単にアセンブリの例示である。下側薄肉ストリップは互いに離間してもよいし、３つのブレードエッジが３つの異なるブレードに属して、１つのブレードのみに支持される下側薄肉ストリップに属さなくてもよい。
【００７９】
図１８を参照すると、１つではなく２つのスクレイパーブレード８及び２０８を備える点で図１〜図６の装置１と異なる装置２００が示されている。
【００８０】
図１８では、装置１の要素と共通の要素には同じ参照符号が付され、異なる要素のみを以下に説明する。
【００８１】
ポータルフレーム６の各凸部６ｃは、以下の例示において、溝部６ｄに対して平行且つ後方に設置される第２溝部２０６ｄを備えるように細長い形状を有する。
【００８２】
これらの溝部２０６ｄは、ブレードホルダー７と同様の第２ブレードホルダー２０７を摺動させる。第２ブレードホルダー２０７の摺動部２０７ａが、溝部２０６ｄ内を摺動するようになっていることが分かる。
【００８３】
有利には、ブレードホルダー２０７は、フレーム５の上を転動するホイール９と同様のホイールを備えてもよい。
【００８４】
ブレード８よりもペーストに深く進入する高さをもつ第２スクレイパーブレード２０８が、ブレードホルダー７の側部２０７ａに取り付けられ、側部７ａと２０７ａとの間に設置される。第２スクレイパーブレード２０８は、ブレード８と同様に、ブレードホルダー２０７のレール２１０内を摺動するようになっているパッドを備える。
【００８５】
ブレード２０８は、先述した駆動手段と同じ力に基づいて、前後の振動運動を行うことが可能である。なお、この駆動手段及び、ブレード８のものと同様の弾性リターン手段は、図１８には示していない。こうして、２つのブレード８及び２０８の振動運動の励振を独立して調節することができる。
【００８６】
装置２００のその他の機能は装置１と同じである。２つのブレード８及び２０８は、振動運動を受けながら、通過前進動作において同時に前進する。
【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】
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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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【外国語明細書】
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