(57)【要約】積層造形装置用の一体型の構築および材料供給システム（12）は、積層造形を用いて形成されるべき物体（50）を収容するように適合された構築区画（24）と、物体を形成するための構築材料を貯蔵するように適合された貯蔵区画（22）とを含む。前記構築区画の体積および前記貯蔵区画の体積は、サイズにおいて可変であり、前記システムは、前記貯蔵区画に以前に割り当てられていた体積の少なくとも一部を前記構築区画へ再割り当てするように適合されている。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層造形装置（10）用の一体型の構築および材料供給システム（12）であって、
積層造形を用いて形成されるべき物体（50）を収容するように適合された構築区画（24）と、
前記物体を形成するための構築材料を貯蔵するように適合された貯蔵区画（22）とを含み、
前記構築区画（24）の体積、及び前記貯蔵区画（22）の体積が、サイズにおいて可変であり、
前記システム（12）が、前記貯蔵区画（22）に以前に割り当てられていた体積の少なくとも一部を前記構築区画（24）へ再割り当てする、又は逆もまた同じであるように適合されている、一体型の構築および材料供給システム（12）。
【請求項２】
前記システム（12）が、前記貯蔵区画（22）を前記構築区画（24）から分離する可動分離要素（20）を含む、請求項１に記載のシステム（12）。
【請求項３】
前記分離要素（20）を移動するように適合された駆動ユニット（28）を更に含む、請求項２に記載のシステム（12）。
【請求項４】
前記分離要素が、形成されるべき前記物体（50）を支持するための構築プラットフォーム（20）を構成する、請求項２又は３に記載のシステム（12）。
【請求項５】
前記構築区画（24）が、前記貯蔵区画（22）の上に位置する、請求項１〜４の何れかに記載のシステム（12）。
【請求項６】
前記構築区画（24）の前記体積が増大する速度が、前記貯蔵区画（22）の前記体積が減少する速度と一致する、またその逆も同じである、請求項１〜５の何れかに記載のシステム（12）。
【請求項７】
前記貯蔵区画（22）の最大体積が、前記構築区画（24）の最大体積の１．０倍より小さくなく、及び／又は前記構築区画（24）の最大体積の１．６倍より大きくない、請求項１〜６の何れかに記載のシステム（12）。
【請求項８】
前記構築材料を前記貯蔵区画（22）から前記構築区画（24）の方へ移送するように適合された移送ユニット（30）を更に含む、請求項１〜７の何れかに記載のシステム（12）。
【請求項９】
前記移送ユニット（30）が、ネジ駆動装置（30a、30b）及び／又はコンベヤーベルト及び／又はポンプを含む、請求項８に記載のシステム（12）。
【請求項１０】
請求項３に記載された駆動ユニット（28）を更に含み、前記駆動ユニット（28）が前記移送ユニット（30）に関連して動作するように結合されている、請求項８又は９に記載のシステム（12）
【請求項１１】
前記システム（12）が、前記積層造形装置、特に３Ｄ印刷装置（10）に着脱可能に取り付けられるように適合されている、請求項１〜１０の何れかに記載のシステム（12）。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れかに記載のシステム（12）を含む積層造形装置、特に３Ｄ印刷装置（10）。
【請求項１３】
積層造形のために構築材料を供給する方法であって、
前記構築材料を貯蔵するための貯蔵区画（22）から、積層造形を用いて前記構築材料から物体（50）を形成するための構築区画（24）の方へ前記構築材料を移送し、
前記貯蔵区画（22）から前記構築区画（24）への前記構築材料の前記移送に従って、前記貯蔵区画（22）に以前に割り当てられた体積の少なくとも一部を前記構築区画（24）へ再割り当てすることを含む、方法。
【請求項１４】
前記貯蔵区画（22）を前記構築区画（24）から分離する分離要素（20）を移動させ、それにより前記貯蔵区画（22）に以前に割り当てられた体積の前記一部を前記構築区画（24）へ再割り当てするステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータ可読命令は、請求項１〜１１の何れかに記載されたシステム（12）、又は請求項１２に記載された積層造形装置（10）に結合されたコンピュータにより読み出された際に、前記システム（12）又は前記積層造形装置（10）においてそれぞれ、請求項１３又は１４に記載された方法を実施する、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
積層造形（Additive Manufacturing：ＡＭ）、特に３Ｄ印刷は、積層プロセスを通じて、３Ｄモデル又は他の電子データ源からほぼ任意の形状の３次元物体を作成するための技術に関し、この場合、３Ｄ物体は、コンピュータ制御下で層毎に生成される。多種多様の積層造形技術が開発され、構築材料、堆積技術、及び３Ｄ物体が構築材料から形成される物理的プロセスにおいて異なっている。係る技術は、紫外線光をホトポリマー樹脂へ照射することから、粉末状の半結晶熱可塑性材料を溶融すること、金属粉末の電子ビーム溶融までの範囲にわたる。
【０００２】
積層造形プロセスは通常、製造されるべき物体の３次元コンピュータモデルから始まる。物体のこのデジタル表現は、コンピュータソフトウェアにより、コンピュータ上で層へとスライスされる。各層は、所望の物体の横断面を表し、場合によっては３Ｄプリンタとしても知られているかもしれない積層造形機械へ送られ、この場合、各層は、その前に構築された層の上に構築される。このプロセスは、物体が完成するまで連続して繰り返され、それにより物体が層毎に構築される。幾つかの利用可能な技術は直接的に材料を堆積するが、他のものは、追加の層を形成するために上塗りプロセスを使用し、当該追加の層は更に、物体の新たな横断面を形成するために選択的にパターン形成され得る。
【０００３】
物体が製造される構築材料は、製造技術に依存して変化する可能性があり、粉末材料、ペースト材料、スラリー材料、又は流体（液体）材料からなることができる。構築材料は通常、供給源コンテナにおいて提供され、そこから当該構築材料は、実際の製造が行われる構築領域または構築区画へ移動させる必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】一例による、一体型の構築および材料供給システムを含む積層造形装置の略図である。
【図２ａ】一例による、製造プロセス中の異なる段階における一体型の構築および材料供給システムを示す図である。
【図２ｂ】一例による、製造プロセス中の異なる段階における一体型の構築および材料供給システムを示す図である。
【図２ｃ】一例による、製造プロセス中の異なる段階における一体型の構築および材料供給システムを示す図である。
【０００５】
本明細書で説明される例は、積層造形装置用の一体型の構築および材料供給システムを提供する。一例において、当該システムは、積層造形を用いて形成されるべき物体を収容するように適合された構築区画、及び当該物体を形成するための構築材料を貯蔵するように適合された貯蔵区画を含む。当該構築区画の体積、及び当該貯蔵区画の体積は、サイズ（大きさ）において可変であり、当該システムは、当該貯蔵区画に以前に割り当てられていた体積の少なくとも一部を当該構築区画へ再割り当てする（逆もまた同じ）ように適合されている。
【０００６】
一例という意味での構築区画は、物体が積層造形を用いて形成される任意の空間または領域を意味することができる。構築区画は、閉ざされた空間とすることができるが、代案として構築区画への構築材料の導入および／または製造プロセスにおいて利用され得る放射線源または熱源との構築材料の相互作用を可能にするように、上面において少なくとも部分的に雰囲気に対して開いていてもよい。
【０００７】
貯蔵区画は、当該物体を形成する際に利用される少なくとも１つの構築材料を貯蔵するように適合された開放空間または閉鎖空間を意味することができる。
【０００８】
前記構築区画の体積は、構築材料または余分な材料または製造された物体が全然ない区画の体積を意味すると理解され得る。
【０００９】
同様に、前記貯蔵区画の体積は、構築材料が全然ない貯蔵区画の体積を意味することができる。
【００１０】
前記システムは好適には、前記物体が形成されるにつれて前記構築区画の前記体積を増大させるように適合され得る。
【００１１】
前記システムは好適には、前記物体が形成されるにつれて前記貯蔵区画の前記体積を低減するように適合され得る。
【００１２】
一例に従って、形成されるべき前記物体を収容するように適合された前記構築区画、及び前記物体を形成するための前記構築材料を貯蔵するように適合された前記貯蔵区画は、同じ物理的空間または体積に一体化され、その結果、前記構築区画の体積は、前記貯蔵区画の体積が低減されるにつれて増大されることができ、逆もまた同じである。
【００１３】
一例において、前記システムは、前記構築区画および前記貯蔵区画を含む共通区画を含む。
【００１４】
前記共通区画は、前記貯蔵区画および前記構築区画の双方を収容する共通のハウジングによって画定され得る。
【００１５】
前記システムは、前記貯蔵区画に以前に割り当てられた前記共通区画の部分を、前記構築区画に再割り当てする（逆もまた同じ）ように適合され得る。
【００１６】
本明細書で説明された例に従って、構築区画および貯蔵区画を一体化することは、短い供給経路の利点を有する。貯蔵区画から構築区画までの構築材料の移動距離が低減されるので、汚染物質による構築材料の劣化の可能性がそれに応じて軽減される。最下位置に構築材料を有することは、機械安定性（より低い重心）の点で好ましく、ユーザが貯蔵区画に構築材料を供給することができることを容易にする。かくして、ユーザの利便性が向上する。
【００１７】
同時に、改善された一体型の構築および材料供給システムは、より小型の積層造形装置を提供することを可能にする。形成されるべき物体は、製造が進行するにつれて、より多くの空間を必要とし、それに対して構築材料を貯蔵するために必要とされる空間は次第に少なくなる。逆に、構築区画の体積は、完成した物体が積層造形装置から取り出される際に低減され得るが、貯蔵区画の体積は、後続の物体を形成するための新たな構築材料が追加される際に増大され得る。前記貯蔵区画の体積を犠牲にして前記構築区画の体積を増大させること（逆もまた同じ）は、製造が進行するにつれて体積を柔軟に割り当てることを可能にし、ひいては構築区画および貯蔵区画の（結合した）全体積を最小限にし、それによりスペースを節約する。
【００１８】
形成されるべき前記物体は、積層造形を用いて形成されるのに適している任意の３Ｄ物体とすることができる。
【００１９】
当該システムは更に、前記貯蔵区画を前記構築区画から分離する可動分離要素を含むことができる。
【００２０】
前記分離要素は、前記共通区画またはハウジング内に、移動できるように配置され得る。
【００２１】
構築区画および貯蔵区画および可動分離要素を収容する共通区画を設けることは、製造の進行に従って前記共通区画の前記分離要素の位置を単純に変更することにより、構築区画の体積および貯蔵区画の体積を変更することを可能にする。
【００２２】
前記システムは、前記分離要素を移動させるように適合された駆動ユニットを含むことができる。
【００２３】
多くの積層造形装置は、形成されるべき物体を支持するための構築プラットフォームが標準装備になっている。一般に、構築プラットフォームは動かすことができ、構築材料の追加の層が処理されるにつれて構築プラットフォームの位置を変更する駆動機構に接続される。かくして、構築プラットフォームは、前記構築区画を前記貯蔵区画から分離するための分離要素として好都合に機能することができる。
【００２４】
従って、前記分離要素の一例において、前記分離要素は、形成されるべき前記物体を支持するための、又は前記物体の下に及び／又は前記物体の周囲に形成された構築材料の層を支持するための構築プラットフォームを含む。
【００２５】
一例において、前記構築区画は、前記貯蔵区画の上に位置することができる。
【００２６】
例えば、多くの粉末を用いた積層造形システムは、形成されるべき物体に追加の層が追加されるにつれて下方に移動する構築プラットフォームの上に構築区画を有する。これらシステムにおいて、貯蔵区画は有利には、構築プラットフォームの下に位置することができ、その体積は、製造の進行に従って構築プラットフォームが下方に移動するにつれて、減少することができる。
【００２７】
従って、地表面に近接して構築区画の下に貯蔵区画を設けることは、構築材料の補充も簡素化する。また、低い重心の故に、さらなる安定性を装置に与える。
【００２８】
しかしながら、他の例において、前記構築区画は、前記貯蔵区画の下に位置することができ、又は前記貯蔵区画に隣接して位置することができる。
【００２９】
前記構築区画の体積が増大する速度は、前記貯蔵区画の体積が減少する速度に対応することができ、また逆も同じである。この例の意味での速度は、単位時間あたりの体積変化によって与えられ得る。
【００３０】
前記構築区画の体積および／または前記貯蔵区画の体積は、可変とすることができるが、個々の最大体積は、一定サイズの関係を有することができる。
【００３１】
一例において、前記貯蔵区画の最大体積は、前記構築区画の最大体積の１．０倍より小さくない。
【００３２】
別の例において、前記貯蔵区画の最大体積は、前記構築区画の最大体積の１．６倍より大きくない。
【００３３】
一例において、前記貯蔵区画の最大体積は、前記構築区画の最大体積の１．２倍より小さくない。
【００３４】
一例において、前記貯蔵区画の最大体積は、前記構築区画の最大体積の１．５倍より大きくない。
【００３５】
一例において、一体型の構築および材料供給システムは更に、構築材料を貯蔵区画から構築区画の方へ移送するように適合された移送ユニットを含むことができる。
【００３６】
一例において、前記移送ユニットは、前記共通区画または貯蔵区画または構築区画の側壁に形成された移送チャネルを通じて前記構築材料を移送するように適合される。
【００３７】
一例において、移送ユニットは、構築材料の特質および堅さ（粘度、粘性）に依存して、ネジ駆動装置および／またはコンベヤーベルト及び／又はポンプを含むことができる。
【００３８】
一例において、移送ユニットは、前記分離要素を移動させるように適合された前記駆動ユニットに関連して動作するように結合され得る。
【００３９】
移送ユニットと駆動ユニットを結合することは、積層造形装置において駆動部品の数を低減することを可能にし、ひいてはより簡素で、より丈夫で、より小型の積層造形装置を提供する。
【００４０】
前記移送機構は更に、前記構築区画からの余分な材料を前記貯蔵区画へ移送するように適合され得る。
【００４１】
好適な例において、一体型の構築および材料供給システムは、３Ｄ印刷装置のような積層造形装置に着脱可能に取り付けられるように適合される。
【００４２】
この例に従って、構築プラットフォーム及び構築区画、及び貯蔵区画を含む材料供給システムを含む一体型ユニットは、製造の前に貯蔵区画が構築材料で満ちている状態で、積層造形装置へ挿入されることができ、且つ製造プロセスが完了した後に完成した３Ｄ物体と共に取り外され得る独立ユニットとして提供されることができ、貯蔵区画は、構築された物体のサイズに依存して、空になる又は少なくとも部分的に空になる。これは特に、積層造形装置に構築材料の供給部を備えることの柔軟な方法を提供する。
【００４３】
また、当該改良は、積層造形装置、特に上述の特徴の幾つか又は全てを有するシステムを含む３Ｄ印刷装置に関する。
【００４４】
当該改良は更に、積層造形のために構築材料を供給する方法に関し、当該方法は、前記構築材料を貯蔵するための貯蔵区画から、積層造形を用いて前記構築材料から物体を形成するための構築区画の方へ構築材料を移送するステップを含む。当該方法は更に、前記貯蔵区画から前記構築区画の方への前記構築材料の前記移送に従って、前記貯蔵区画に以前に割り当てられた体積の少なくとも一部を前記構築区画へ再割り当てするステップを含む。
【００４５】
前記貯蔵区画および／または前記構築区画は、上述したような特徴の幾つか又は全てを有する区画（コンパートメント）とすることができる。特に、前記貯蔵区画および／または構築区画は、積層造形装置の区画とすることができる。
【００４６】
必要に応じて、当該方法は更に、前記構築区画において、前記構築材料を用いて前記物体を付加的（積層式）に形成するステップを含むことができる。
【００４７】
前記構築材料は、粉末材料および／またはペースト材料および／またはスラリー材料および／または流体材料からなることができる。
【００４８】
一例において、当該方法は更に、前記構築区画から前記貯蔵区画を分離する分離要素を移動させるステップを含み、それにより、前記貯蔵区画の前記体積を犠牲にして前記構築区画の前記体積が増大し、又は前記構築区画の前記体積を犠牲にして前記貯蔵区画の前記体積が増大する。
【００４９】
前記分離要素を移動させる前記ステップが、前記構築材料を移送する前記ステップに関連して動作するように結合され得る。
【００５０】
前記方法は、一体型の構築および材料供給システム、又は上述した特徴の幾つか又は全てを有する積層造形装置において実施され得る。
【００５１】
当該改良は更に、コンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラム製品に関し、この場合、システム又は上述した特徴の幾つか又は全てを有する積層造形装置に結合されたコンピュータにより読み出される際に、前記コンピュータ可読命令は、前記システム又は積層造形装置においてそれぞれ、上述した特徴の幾つか又は全てを有する方法を実施する。
【００５２】
例は、図１及び図２ａ〜図２ｃに関連して説明される。この例は、選択的レーザ焼結（Selective Laser Sintering：ＳＬＳ）システムに関し、プラスチック粉末、金属粉末、セラミック粉末またはガラス粉末のような粉末材料を、所望の３次元形状を有する塊へと焼結させるためにパワー源としてレーザを使用する積層造形技術である。しかしながら、当該改良は、そのように制限されず、構築材料が粉末、ペースト、スラリー、又は流体であるか否かに関係無く、及びエネルギー源に関係無く、任意の積層造形技術に一般に適している。
【００５３】
図１は、付加的選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）積層造形装置１０の略図である。装置１０は、本発明の一例による、一体型の構築および材料供給システム１２を含む。図１に示されるように、一体型の構築および材料供給システム１２は、側壁１４及び底壁１６により包囲されたバケット（バケツ）の形状を有する。上面は開放しており、これは、構築プラットフォーム２０上に形成される物体（図示せず）に構築材料が付着（塗布）される場所である。側壁１４及び底壁１６は共通区画１８を画定し、その体積は、構築プラットフォーム２０の下の貯蔵区画２２、及び構築プラットフォーム２０の上で側壁１４の高さまでの構築区画２４へと構築プラットフォーム２０により分割される。図１において、構築区画２４の上方境界は、破線により示される。
【００５４】
構築プラットフォーム２０は、構築バケット１２内に移動可能に装着され、共通区画１８において上方および下方に構築プラットフォーム２０を移動するように適合された駆動ユニット２８に、ピストン２６を介して接続される。プラットフォーム２０が共通区画１８において上方および下方に移動する際、貯蔵区画２２の体積Ｖｓ及び構築区画２４の体積Ｖｂは、それに応じて変化する。しかしながら、それらの合計は一定のままであり、共通区画１８の体積Ｖｃに等しく、Ｖｓ＋Ｖｂ＝Ｖｃ＝定数。
【００５５】
貯蔵区画２２は、プラスチック粉末、金属粉末、セラミック粉末またはガラス粉末のような、積層造形プロセス用の構築材料（図１には示されない）を貯蔵するのに役立つ。構築材料は、側壁１４へ組み込まれたネジ駆動装置のような移送ユニット３０を用いて、貯蔵区画２２から構築区画２４へ移送される。移送ユニット３０は、構築材料をローラユニット３２へ移送し、当該ローラユニット３２は、構築プラットフォーム２０にわたって（又は構築材料の以前に形成された層上へ）構築材料の層を形成する働きをする。加熱ユニット３４は、構築区画２４において堆積する粉末を予熱するために含められ得る。
【００５６】
本例において、焼結は、紫外線レーザ又は炭酸ガスレーザのようなレーザ３６、光学レンズ３８及びｘ−ｙ走査ミラー４０を含む光学系を用いて達成される。ｘ−ｙ走査ミラー４０は、レーザ３６から放出されてレンズ３８により集束されたレーザビーム４２を、構築区画２４において堆積された粉末層の表面上の粉末材料の選択された部分上へと方向付ける。レーザビーム４２からのエネルギー入力は、粉末材料を溶解し、それにより当該材料が互いに結合して固体構造を形成する。各横断面が走査された後、構築プラットフォーム２０が１つの層の厚さだけ下げられて、材料の新たな層が、ローラユニット３２を用いて表面上に形成され、当該プロセスは、物体が完成するまで繰り返される。
【００５７】
中央制御装置４４は、ピストン２６及び構築プラットフォーム２０を動かすための駆動ユニット２８、構築材料を貯蔵区画２２から構築区画２４に移送するための移送ユニット３０、製造されるべき物体の表面に構築材料を付着（塗布）するためのローラユニット３２、加熱ユニット３４、レーザ３６及び構築プラットフォーム２０の選択された部分にレーザ４２を方向付けるためのｘ−ｙ走査ミラー４０を制御する。
【００５８】
図２ａ〜図２ｃは、製造プロセス中の異なる段階における一体型の構築および材料供給システム１２を更に詳細に示す。
【００５９】
図２ａは、構築プラットフォーム２０がその最上位置にある最初の段階にある一体型の構築および材料供給システム１２を示す。それ故に、貯蔵区画２２の体積Ｖｓは最大である一方で、構築区画２４の体積Ｖｂはゼロである。
【００６０】
製造が始まると、構築材料が、移送ユニット３０を用いて貯蔵区画２２の底部からローラユニット３２へ移送される。図２ａ〜図２ｃに示された構成において、移送機構３０は、バケット１２の側壁１４に設けられた一対のネジ駆動装置３０ａ、３０ｂを含む。ネジ駆動装置３０ａ、３０ｂが回転すると、粉末材料は、側壁１４の頂部に到達するまで側壁１４を通じて上方に移動し、当該頂部から、ローラユニット３２を用いて構築プラットフォーム２０にわたって広げられる。
【００６１】
しかしながら、ネジ駆動装置３０ａ、３０ｂは移送機構の単なる一例であり、コンベヤーベルト、ドラグ機構、空気輸送方式システム（高濃度低速輸送または低濃度高速輸送など）のような他の機構も使用され得る。
【００６２】
移送ユニット３０の駆動機構４６は、駆動機構４８がピストン２６及び構築プラットフォーム２０を下げる際に、駆動ユニット２８の駆動機構４８に関連して動作するように又は機械的に結合され得る。これにより、駆動ユニット２８を用いて側壁１４を通じて構築材料が上方へ自動的に及び同時に供給されることを可能にすることができる。しかしながら、これは、必ずしも１つの連続動作において生じない。例えば、構築プラットフォーム２０は下げられることができ、次いで構築材料が貯蔵区画２２から外へ移送されることができ、若干遅れて、構築プラットフォーム２０が再び下げられ得る。
【００６３】
流体構築材料は、回転ベーンポンプを用いて移送され得る。代案として又は追加として、流体は、構築プラットフォーム２０が共通区画１８において下方に移動する際に、構築プラットフォーム２０により働かされる動圧を単に用いて、側壁１４のチャネルを通じて移送され得る。この場合、移送ユニット３０用の独立した駆動機構は必要とされないかもしれない。
【００６４】
図２ｂは、構築プラットフォーム２０上に形成されるべき物体５０の製造の進行に従って、構築プラットフォーム２０が共通区画１８内へと部分的に下げられた中間の段階にある一体型の構築および材料供給システム１２を示す。
【００６５】
一般に、物体５０は、プラットフォーム２０上において、固化していない構築材料により取り囲まれているが、これは、説明の明瞭化のために図２ｂと図２ｃに示されていない。
【００６６】
図２ｂの構成において、貯蔵区画の体積Ｖｓは、構築プラットフォーム２０がバケット１２内で下方に移動したのと同じ程度に減少する一方で、構築区画２４の体積Ｖｂは同じ量だけ増加した。
【００６７】
図２ｃは、物体５０が完成した最終段階にある一体型の構築および材料供給システム１２を示す。図２ｂの構成と比べると、構築プラットフォーム２０は、共通区画１８内へ更にもっと下げられている。従って、貯蔵区画２２の体積Ｖｓは、移送ユニット３０を用いて構築区画２４へ移送された構築材料の量に従って、更にもっと低減されている。構築区画２４の体積は、貯蔵区画２２の体積Ｖｓが減ったのと同じ量だけ増加している。
【００６８】
構築の最後に、区画２２の残された粉末は、今後の構築のために再利用され得る。区画２２の余分な粉末は、構築が常に首尾よく完成し且つ最終層において粉末が不足に陥ることを回避することができることを保証するために望ましい。
【００６９】
さて、形成されるべき物体５０は、構築区画２４に堆積された余分な粉末材料から取り除かれ得る。次いで、プラットフォーム２０は、図２ａに示された最初の位置まで上昇することができ、新たな物体が形成され得る。
【００７０】
図１及び図２ａ〜図２ｃの記述から解釈され得るように、一体型の構築および材料供給システム１２は、構築材料を貯蔵するための貯蔵区画２２、及び同じ物理的空間（即ち、共通区画１８）内で物体５０を製造するための構築区画２４を一体化している。構築プラットフォーム２０は、その上の構築区画２４から、その下の貯蔵区画２２を分離する。従って、貯蔵区画２２の体積Ｖｓ及び構築区画２４の体積Ｖｂの双方は、共通区画１８内の構築プラットフォーム２０の位置に従って可変であり変化する。構築プラットフォーム２０が共通区画１８内で下げられるにつれて、貯蔵区画２２の体積Ｖｓは、構築区画２４の体積Ｖｂが増加するのと同じ量だけ減少する。貯蔵区画２２の体積Ｖｓ及び構築区画２４の体積Ｖｂの合計は、一定のままであり、共通区画１８の体積Ｖｃ、即ち構築バケット１２の体積に等しく、即ちＶｓ＋Ｖｂ＝Ｖｃ＝定数。従って、構築プロセスの異なる段階（バケット１２内の構築プラットフォーム２０の異なる位置に対応する）は、共通区画１８が貯蔵区画２２及び構築区画２４へ分割されることに従って、割り当てられる分が単に異なるだけである。
【００７１】
貯蔵区画２２及び構築区画２４を同じ物理的空間へ一体化することは、幾つかの利点を有する。即ち、以下の通りである。
【００７２】
独立した供給コンテナの余分な空間が無駄にならない。従って、積層造形装置１０が小型になり小さくなる。
【００７３】
同時に、貯蔵区画２２から構築区画２４へ構築材料を移送するための供給チャネルが、構築区画２４に近接しており、それにより構築材料の移動距離が低減され、ひいては構築材料の汚染物質による劣化にさらされることが低減される。
【００７４】
また、本発明による一体化は、材料の貯蔵を簡略化し、印刷の清浄度を向上させる。
【００７５】
一体型の構築および材料供給システム１２は、積層造形装置１０の固定構成要素とすることができるが、着脱可能な要素としても設計され得る。後者の場合、粉末堆積物が空になった際に、ユーザにより交換され得る独立した消耗品としても提供され得る。着脱可能な要素は、構築材料が満載の状態で持って来られることができ、且つ挿入される際に積層造形装置１０と係合することができる一体化された構築プラットフォーム２０と共に材料供給部を構成し、そのためピストン２６の運動はプリンタにより制御される。
【００７６】
好適な実施形態の説明および図面は、単に本発明およびそれが引き起こす多くの利点を例示することに役立つが、何らかの制限を意味するとは理解されるべきではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。
【符号の説明】
【００７７】
１０  積層造形装置
１２  一体型の構築および材料供給システム／構築バケット
１４  一体型の構築および材料供給システム１２の側壁
１６  一体型の構築および材料供給システム１２の底壁
１８  共通区画
２０  構築プラットフォーム
２２  貯蔵区画
２４  構築区画
２６  構築プラットフォーム２０のピストン
２８  駆動ユニット
３０  移送ユニット
３０ａ、３０ｂ  移送ユニット３０のネジ駆動装置
３２  ローラユニット
３４  加熱ユニット
３６  レーザ
３８  光学レンズ
４０  ｘ−ｙ走査ミラー
４２  レーザビーム
４４  中央制御装置
４６  移送ユニット３０の駆動機構
４８  駆動ユニット２８の駆動機構
５０  形成されるべき物体
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【国際調査報告】
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