(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元（３Ｄ）プリンタであって、
前記３Ｄプリンタからのリサイクル材料を着脱可能なリサイクル材料カートリッジへ受け入れるための前記着脱可能なリサイクル材料カートリッジを保持するためのリサイクル材料カートリッジ受容部であって、前記受け入れたリサイクル材料は、前記着脱可能なリサイクル材料カートリッジと共に前記３Ｄプリンタから取り除かれることができ、且つ前記３Ｄプリンタ用の構築材料として前記着脱可能なリサイクル材料カートリッジから利用可能にされ得る、リサイクル材料カートリッジ受容部と、
前記構築材料から３Ｄ物体を形成するために前記３Ｄプリンタの構築プラットフォーム上の構築材料の選択された部分上へ印刷液体を吐出するための印刷アセンブリと、
前記印刷アセンブリのための印刷液体を、着脱可能な液体カートリッジから利用可能にするために前記着脱可能な液体カートリッジを保持するための液体カートリッジ受容部と、
印刷液体を前記印刷アセンブリに供給するための伝達システムとを含む、３Ｄプリンタ。
【請求項２】
前記３Ｄ物体を形成するために、前記構築プラットフォーム上の前記構築材料に及び前記構築材料の選択された部分上に吐出された印刷液体にエネルギーを印加するためのエネルギー源を含み、前記印刷アセンブリは、印刷液体を吐出するためのノズルを有するプリントバーを含み、前記伝達システムはポンプを含む、請求項１に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項３】
前記ポンプは、容積型ポンプを含み、前記伝達システムは、印刷液体用のリザーバ容器を含み、印刷液体を供給するための前記伝達システムは、印刷液体を前記液体カートリッジ受容部における前記着脱可能な液体カートリッジから前記印刷アセンブリに供給するための伝達システムを含み、前記３Ｄプリンタは、前記３Ｄ物体を形成するために前記構築プラットフォーム上の構築材料の選択された部分の逐次の層を溶融することができる、請求項２に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項４】
印刷液体は、熱溶融剤、溶融剤、着色溶融剤、硬化剤、結合剤、ディテーリング剤、着色剤、又はそれらの任意の組み合わせを含み、前記液体カートリッジ受容部は、第１の印刷液体を含む印刷液体を前記着脱可能な液体カートリッジから利用可能にするために第１の液体カートリッジ受容部を含み、前記３Ｄプリンタは、第２の印刷液体を含む印刷液体を着脱可能な第２の液体カートリッジから利用可能にするために前記着脱可能な第２の液体カートリッジを保持するための第２の液体カートリッジ受容部を更に含み、前記第２の印刷液体が前記第１の印刷液体と異なる、請求項１〜３の何れか１項に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項５】
前記着脱可能なリサイクル材料カートリッジから構築材料を受け取るための貯蔵容器であって、前記構築材料は、プラスチック、ポリマー、金属、ガラス、セラミック又はそれらの任意の組み合わせを含む粉末を含む、貯蔵容器と、
構築材料を前記貯蔵容器から構築材料アプリケータに移送することを容易にするための空気輸送システムであって、前記貯蔵容器および前記空気輸送システムは前記３Ｄプリンタの内部にある、空気輸送システムと、
前記構築プラットフォームにわたって構築材料を分散させるための前記構築材料アプリケータとを含む、請求項１〜４の何れか１項に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項６】
前記構築材料を受け取るための前記構築プラットフォームと、
前記構築プラットフォームと関連付けられた構築筐体とを含み、
前記着脱可能なリサイクル材料カートリッジは、リサイクル材料を貯蔵するためのコンテナを含み、前記リサイクル材料カートリッジ受容部は、キャビティ、レセプタクル、スロット、又はスリーブ、或いはそれらの任意の組み合わせを含み、前記着脱可能なリサイクル材料カートリッジへ受け入れられたリサイクル材料は、前記構築筐体から回収された余分な構築材料を含む、請求項１〜５の何れか１項に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項７】
新しい材料カートリッジからの新しい材料を３Ｄプリンタ用の構築材料として利用可能にするために前記新しい材料カートリッジを保持するための新しい材料カートリッジ受容部を更に含み、前記３Ｄプリンタは、リサイクル材料および新しい材料を含む構築材料を前記構築プラットフォームに供給する、請求項１〜６の何れか１項に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項８】
前記新しい材料カートリッジ受容部における前記新しい材料カートリッジから新しい材料を受け取るための新しい材料容器と、
前記リサイクル材料カートリッジ受容部における前記着脱可能なリサイクル材料カートリッジからリサイクル材料を受け取るためのリサイクル材料容器とを含み、前記構築材料を供給するための３Ｄプリンタは、新しい材料とリサイクル材料の重量または体積に基づいた０．２から０．８の範囲内の所定の比率で新しい材料およびリサイクル材料を含む構築材料を前記構築プラットフォームに供給することを含む、請求項７に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項９】
三次元（３Ｄ）プリンタであって、
構築プラットフォームにわたって構築材料を分散させるための構築材料アプリケータと、
前記構築プラットフォーム上の構築材料から３Ｄ物体を形成するために、前記構築プラットフォーム上の構築材料上へ印刷液体を吐出してエネルギーを印加するための熱溶融システムと、
リサイクル材料を前記３Ｄプリンタから、着脱可能なリサイクル材料カートリッジへ受け入れ且つ前記３Ｄプリンタから前記リサイクル材料を取り除くために、又は前記構築材料アプリケータのための構築材料として前記リサイクル材料を前記着脱可能なリサイクル材料カートリッジから利用可能にするために前記着脱可能なリサイクル材料カートリッジを保持するためのリサイクル材料カートリッジ受容部と、
新しい材料カートリッジからの新しい材料を構築材料として利用可能にするために前記新しい材料カートリッジを保持するための新しい材料カートリッジ受容部と、
前記熱溶融システムのために印刷液体を着脱可能な印刷液体カートリッジから利用可能にするために前記着脱可能な印刷液体カートリッジを保持するための印刷液体カートリッジ受容部と、
印刷液体を前記熱溶融システムに移送するためにリザーバ容器を含む印刷液体伝達システムとを含む、３Ｄプリンタ。
【請求項１０】
前記熱溶融システムのために第２の印刷液体を含む印刷液体を着脱可能な第２の印刷液体カートリッジから利用可能にするために前記着脱可能な第２の印刷液体カートリッジを保持するための第２の印刷液体カートリッジ受容部を含み、前記熱溶融システムは、３Ｄ物体を形成するために前記構築プラットフォーム上の構築材料の逐次の層の部分を選択的に溶融し、前記印刷液体は、溶融を促進するための溶融剤を含み、前記第２の印刷液体は、溶融を抑制するためのディテーリング剤を含み、前記構築材料は、新しい材料およびリサイクル材料を含む、請求項９に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項１１】
前記構築プラットフォームを含み、前記熱溶融システムは、前記構築プラットフォーム上に３Ｄ物体を形成するために、構築材料に印刷液体を吐出するためのプリントバーと、構築材料に及び構築材料上に吐出された印刷液体にエネルギーを印加するためのエネルギー源とを含み、前記印刷液体伝達システムは、印刷液体を前記熱溶融システムに移送するための容積型ポンプを含み、前記リザーバ容器は、前記リザーバ容器内の印刷液体のレベルを示すためのセンサを含み、前記印刷液体は、溶融剤、ディテーリング剤、着色剤、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項９に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項１２】
三次元（３Ｄ）プリンタを動作させる方法であって、
輸送システムを介して、前記３Ｄプリンタの着脱可能なリサイクル材料カートリッジから構築材料として利用可能にされたリサイクル材料を粉末スプレッダに移送し、構築プラットフォームと関連付けられた構築筐体から回収された余分な構築材料を前記着脱可能なリサイクル材料カートリッジへ受け入れ、その結果、前記回収された余分な構築材料は、前記３Ｄプリンタから取り除かれるか、又は構築材料として利用可能にされるためのリサイクル材料として使用されることができ、
前記輸送システムを介して、前記３Ｄプリンタの新しい材料カートリッジから構築材料として利用可能にされた新しい材料を前記粉末スプレッダに移送し、
前記粉末スプレッダを介して、前記構築プラットフォーム上に構築材料を配置し、構築材料は、前記新しい材料および前記リサイクル材料を含み、
印刷液体カートリッジを前記３Ｄプリンタへ受け入れ、
前記３Ｄプリンタのポンプを介して、印刷液体を前記印刷液体カートリッジからプリントバーへ供給し、
前記プリントバーを介して、印刷液体を前記構築プラットフォーム上の構築材料上へ吐出することを含む、方法。
【請求項１３】
構築材料から３Ｄ物体を形成するために、前記構築プラットフォーム上の構築材料にエネルギーを印加し、構築材料上へ吐出された印刷液体にエネルギーを印加することを含み、前記印刷液体を吐出することは、コンピュータ制御下の前記プリントバーを介して、前記構築プラットフォーム上の構築材料の選択された部分上に印刷液体を吐出することを含み、前記ポンプは容積型ポンプを含み、前記印刷液体は、溶融剤、硬化剤、結合材、ディテーリング剤、着色剤、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記リサイクル材料および前記新しい材料を移送することは、新しい材料とリサイクル材料の所定の比率を有する構築材料を供給することを含み、前記輸送システムは、空気輸送システムを含む、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記リサイクル材料を移送することは、前記着脱可能なリサイクル材料カートリッジから前記３Ｄプリンタのリサイクル材料容器へリサイクル材料を受け入れることを含み、前記新しい材料を移送することは、前記新しい材料カートリッジから前記３Ｄプリンタの新しい材料容器へ新しい材料を受け入れることを含み、前記３Ｄプリンタは、前記印刷液体カートリッジを受容する第１の印刷液体カートリッジ受容部、及び第２の印刷液体カートリッジを受容する第２の印刷液体カートリッジ受容部を含む、請求項１２〜１４の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
背景
三次元（３Ｄ）印刷は、３Ｄ物体を作成することができる。特に、３Ｄプリンタは、粉末のような構築材料の逐次の層を構築プラットフォームに追加することができる。３Ｄプリンタは、３Ｄ物体を作成するためにコンピュータ制御下で各層の部分を選択的に凝固させることができる。当該材料は、粉末、又は金属、プラスチック、複合材料および他の粉末を含む粉末状材料であることができる。形成される物体は、様々な形状および幾何学的構成であることができ、３Ｄモデルのようなモデル又は他の電子データ源によって作成され得る。製造は、レーザ溶融、レーザ焼結、電子ビーム溶融、熱溶融、及び加熱焼結などを含むことができる。モデル及び自動制御は、積層製造および積層造形を容易にすることができる。３Ｄ印刷された物体は、中間物または最終使用製品、並びに試作品であることができる。製品用途には、航空宇宙部品、機械部品、医療装置（例えば、インプラント）、自動車部品、流行商品、構造用金属および導電性金属、セラミック、及び他の用途が含まれ得る。
【０００２】
特定の例が、以下の詳細な説明において図面に関連して説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】本教示の例による、３Ｄプリンタのブロック図である。
【図２】本教示の例による、３Ｄプリンタのブロック図である。
【図３】本教示の例による、３Ｄプリンタのブロック図である。
【図４】本教示の例による、３Ｄプリンタのブロック図である。
【図５】本教示の例による、３Ｄプリンタの略図である。
【図６】本教示の例による、３Ｄプリンタの図である。
【図７】本教示の例による、３Ｄプリンタを動作させる方法のブロック流れ図である。
【図８】本教示の例による、３Ｄプリンタの図である。
【図９】本教示の例による、３Ｄプリンタの印刷液体供給システムのブロック流れ図である。
【図１０】本教示の例による、３Ｄプリンタの印刷液体供給システムの斜視図である。
【図１１】本教示の例による、３Ｄプリンタのブロック図である。
【図１２】本教示の例による、内部に挿入された印刷液体カートリッジを有する３Ｄプリンタのカートリッジ受容部アセンブリの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
詳細な説明
三次元プリンタは、粉末のような構築材料から３Ｄ物体を形成することができる。３Ｄ物体を作成する３Ｄプリンタのコストは、構築材料のコストに関連付けられるかもしれない。かくして、３Ｄプリンタは、構築材料としてリサイクル材料を利用することが望まれるかもしれない。更に、幾つかの用途に関して、場合によっては製品純度、強度および仕上がりのような理由で新しい材料を利用することに利益があるかもしれない。
【０００５】
幾つかの３Ｄプリンタに関して構築材料としてリサイクル材料および新しい材料を混合するために、ユーザは、追加の床面積および３Ｄプリンタの外部の機器を利用するかもしれない。また、ユーザは、印刷された３Ｄ物体を３Ｄプリンタから取り出す際に周辺機器資源にも依存するかもしれない。増大したコストは、構築材料を混合するために及び取り出すためにプリンタの外部の専用資源によって生じるかもしれない。更に、混合、追加および取り出しの際の構築材料の手作業は、環境による構築材料の二次汚染という結果になるかもしれない。幾つかの３Ｄプリンタは、材料カートリッジに構築材料を貯蔵しない。
【０００６】
本教示の特定の例は、構築材料の内部ハンドリング又は一体型ハンドリングを有し、構築材料を収容するために材料カートリッジを利用することができる３Ｄプリンタを提供する。従って、構築材料の手作業および関連した環境による構築材料の二次汚染が低減され得る。実際には、本明細書の例は、構築材料としてリサイクル材料および新しい材料を混合するために内蔵型ハンドリングを提供する３Ｄプリンタを含むことができる。本明細書において、例示的な３Ｄプリンタは、印刷された３Ｄ物体の取り出しの際に余分な又は未溶融の構築材料の回収などに内蔵型ハンドリングを提供することもできる。プリンタ一体型輸送システムは、例えば、３Ｄプリンタ内で内部的に材料を輸送するための閉ループ又は実質的に閉ループの材料ハンドリングシステムを含むことができる。３Ｄプリンタの特定の例は一般に、粉末を混合する又は未溶融粉末から３Ｄ物体を取り出すために、外部専用資源、プリンタから離れた広い床面積、又は外部機器を利用しなくてもよい。
【０００７】
本明細書の例は、プリンタに構築材料を追加するために材料カートリッジに貯蔵された構築材料を提供する。材料カートリッジは、構築材料を収容するためのハウジング又はキャニスターであることができる。３Ｄプリンタの材料カートリッジ受容部は、材料カートリッジを保持することができる。３Ｄプリンタは、材料から３Ｄ物体を形成することができる。材料は、金属、プラスチック、ポリマー、ガラス、セラミック又は他の材料の１つ又は複数から作成され得る。
【０００８】
更に、幾つかの例において、３Ｄプリンタ内のリサイクル材料は、プリンタに内部的に保持された材料カートリッジへ充填され得る。実際には、カートリッジ受容部における材料カートリッジは、３Ｄプリンタからの構築材料を受け取ることができ、並びに３Ｄ物体の印刷のために、材料を３Ｄプリンタに利用できるようにすることができる。回収された材料（以降、回収材料と称する）またはリサイクル材料で充填されたカートリッジは、プリンタから取り外されて、将来使うために保管され得る。かくして、幾つかの例は、構築材料の収容された追加および収容された取り除きを行うことができる。特定の例を挙げると、リサイクル材料は、実質的に外部汚染のない状態のままであることができる。閉ループ材料ハンドリングは、３Ｄプリンタなどに入る未知の材料の危険性を低減することができる。
【０００９】
本例は、構築材料を材料カートリッジから利用可能にするために及び３Ｄプリンタから材料カートリッジへ構築材料を受け入れるために、着脱可能な材料カートリッジを保持するための一体型カートリッジ受容部を有する３Ｄプリンタを含む。また、３Ｄプリンタは、材料カートリッジ受容部により保持された材料カートリッジから構築材料を受け取るために内部貯蔵容器も含むことができる。更に、３Ｄプリンタ内に一体化された、空気輸送システムのような内部輸送システムが、３Ｄ印刷のために貯蔵容器から構築材料を移送することができる。
【００１０】
着脱可能な材料カートリッジを保持する３Ｄプリンタ材料カートリッジ受容部は、スロット、レセプタクル、キャビティ、及びスリーブなどであることができる。既に述べたように、３Ｄプリンタは、印刷のために材料カートリッジから構築材料として材料を供給することができる。また、３Ｄプリンタは、３Ｄ印刷からの余分な構築材料のような材料を、材料カートリッジへ受け入れることもできる。３Ｄプリンタは、２個以上の材料カートリッジ受容部を含むことができる。例えば、前述した材料カートリッジ受容部は、リサイクル材料カートリッジ受容部であることができる。３Ｄプリンタは、印刷のために新しい材料を構築材料として利用可能にする新しい材料カートリッジ受容部を更に含むことができる。３Ｄ印刷に関して、３Ｄプリンタの１つ又は複数の輸送システムが、例えば、粉末スプレッダ、構築筐体、又は構築プラットフォームに対する新しい材料およびリサイクル材料を含む構築材料の移送を容易にすることができる。
【００１１】
２個のカートリッジ受容部を有する３Ｄプリンタにおいて、一方のカートリッジ受容部は、新しい材料を収容する第１の材料カートリッジを受容することができる。他方のカートリッジ受容部は、リサイクル材料を収容する第２の材料カートリッジを受容することができるか、又は３Ｄプリンタから構築材料を収集するための空のカートリッジを受容することができる。リサイクル材料は、３Ｄ物体の生成中に溶融されない、構築筐体からの余分な材料であることができる。幾つかの例において、プリンタは、３Ｄ物体の生成後、溶融された構築材料から未溶融の構築材料を分離するための構築材料再利用システムを含むことができる。リサイクル材料は、再利用される材料または再利用材料、リサイクルされる材料、余分な材料、及び未溶融材料などと呼ばれ得る。
【００１２】
リサイクル材料カートリッジは、将来使うために又は廃棄されるために、取り外され及び保管され得る。更に、ひとたび新しい材料カートリッジ（新鮮な材料カートリッジ）が３Ｄプリンタにより空にされたならば、空の新しい材料カートリッジは、未溶融材料またはリサイクル材料を受け取るために、第２のカートリッジ受容部へ挿入され得る。更に、３Ｄプリンタは、新しい材料カートリッジから受け取った新しい材料（新鮮な材料）を貯蔵するために、又はリサイクル材料カートリッジ又は構築筐体から受け取ったリサイクル材料を貯蔵するために、複数の内部容器を含むことができる。一具現化形態において、新しい材料カートリッジ（例えば、新鮮な粉末コンテナ）が内部容器またはホッパへと空にされ、プリンタにより使用される新鮮な又は新しい材料は、３Ｄ物体を形成するためにプリンタの構築材料としてこの内部容器から取られる。しかしながら、別の具現化形態において、内部容器またはホッパは存在せず、新鮮な又は新しい材料が、３Ｄ物体を形成するためにプリンタの新しい構築材料カートリッジから直接的に取られる。
【００１３】
材料カートリッジは、材料カートリッジ受容部（例えば、スロット）から関連して動作するように着脱可能であることができる。述べられたように、内部に材料カートリッジを有するスロットは、３Ｄプリンタに材料を提供し、３Ｄプリンタから材料を回収することもできる。特定の例において、３Ｄプリンタは、２個のスロットを有することができ、１番目は「新しい」材料用であり、２番目は「リサイクル」材料用である。他の例は、材料カートリッジのために３個以上のスロット、又は材料カートリッジ（単数）のための単一のスロットを有することができる。新しい又は新鮮な材料スロットは、３Ｄ物体の印刷のために構築筐体の構築材料として新しい材料を利用可能にする材料カートリッジを保持することができる。対照的に、リサイクル材料スロットは、構築筐体からのように、３Ｄプリンタから材料を受け取る材料カートリッジを保持することができる。リサイクル材料スロットの材料カートリッジに入る材料は、３Ｄ物体の印刷からの使い残しの余剰材料であることができる。また、リサイクル材料スロットは、３Ｄ物体の印刷のために構築筐体の構築材料としてリサイクル材料を利用可能にするために材料カートリッジを保持することもできる。
【００１４】
完全に又は部分的に充填されたリサイクル材料カートリッジは、構築筐体にリサイクル材料を供給する、又は将来使うために取り除かれることができるなどである。言い換えれば、リサイクル材料で充填されたこれらカートリッジの幾つかは、プリンタのスロットの所定位置に存続することできる、又は取り除かれて保管され得る、又は廃棄され得る。リサイクル材料で充填されたこれらリサイクルカートリッジの幾つかは、３Ｄプリンタが新しい材料と混合されて印刷中に利用または消費されるべきリサイクル材料が足りない場合に将来使うために、取り除かれて保存され得る。材料カートリッジ用の単一のスロットを備える３Ｄプリンタの特定の例において、新しい材料カートリッジは、スロットへ挿入され、その内容物がプリンタの内部貯蔵容器へ出され得る。次いで、カートリッジは、リサイクル材料の受容器になることができる。
【００１５】
一具現化形態において、プリンタへ投入される材料は、新しい材料である。材料の投入は、外部リサイクル材料を場合によっては又は断続的に含むことができるが、リサイクル材料は、プリンタに対する外部投入として追加されるよりもむしろプリンタから一般的に取り除かれ得る。やはり、リサイクル材料は、印刷動作の結果としてもたらされ、内部的に貯蔵され得る。もたらされるリサイクル材料の量は、内部貯蔵容量を超える可能性があり、プリンタから除去され得る。実際には、リサイクル材料カートリッジ及び３Ｄプリンタの関連するスロットの目的は、構築筐体から余分な材料を受け取ることであり、それ故にプリンタからの余分な材料の取り出しを容易にすることができる。言い換えれば、３Ｄプリンタの単一のスロット又は第２のスロットにおけるリサイクルカートリッジは、印刷後に構築筐体から余分な材料を受け取ることができる。余分な材料は、３Ｄ物体へ融合しなかった、構築筐体からの構築材料であることができ、リサイクル材料として分類され得る。
【００１６】
３Ｄ印刷は、熱溶融システム及び構築プラットフォームを介して行われることができる。プリンタ輸送システムは、印刷用の材料を移送することができる。３Ｄプリンタは、構築プラットフォームにわたって層毎に構築材料を分散させる（distribute：分配する、散布する）ために、粉末スプレッダ又は粉末スプレッダアームのような構築材料アプリケータを含むことができる。構築材料アプリケータは、構築筐体および構築プラットフォームに対する粉末の受け取り及び放出または分散を容易にするための追加の構成要素を含むことができる。
【００１７】
熱溶融システムは、３Ｄ物体を形成するために構築プラットフォーム上の構築材料を溶融するための熱処理ユニット又はモジュールであることができる。プリンタの熱溶融システムの少なくとも一部は、構築プラットフォームを備える構築筐体の上に存在することができる。熱溶融システムは、構築プラットフォーム上の構築材料上へ溶融剤および他の薬剤のような印刷液体を吐出するために、プリントバーのような印刷アセンブリを含むことができる。印刷アセンブリは、構築プラットフォーム上の構築材料から３Ｄ物体を生成するために、構築プラットフォーム上の構築材料上へ印刷液体を吐出することができる。プリントバーは、印刷液体を吐出するためのノズルを有することができる。プリントバーは、３Ｄ物体を層毎に形成するために３Ｄモデルの制御下で、構築材料表面の特定の箇所または領域に印刷液体を吐出することができる。幾つかの例において、印刷アセンブリは、３Ｄ物体を層毎に形成するために構築材料の選択された部分を凝固させる又は融合（溶融）するためにエネルギー源のコンピュータ制御下で、構築材料の逐次の層の選択された部分上へ印刷液体を吐出することができる。コンピュータ制御は、形成されている物体の３Ｄモデル毎であることができる。
【００１８】
熱溶融システムは、構築材料へ、ひいては印刷液体が構築材料に塗布された箇所または領域において構築材料（例えば、粉末）の融合を容易にするために構築材料上へ吐出された印刷液体へ、熱または光のようなエネルギーを印加するためのエネルギー源を含むことができる。特定の例において、エネルギー源は、構築プラットフォーム上の構築材料にわたって実質的に均一にエネルギーを印加することができる。幾つかの例において、溶融剤としての印刷液体は、印刷液体が塗布されている構築材料によるエネルギーの吸収を増大させることができる。また、熱溶融システムは、構築プラットフォーム上の構築材料の上にプリントバー又はエネルギー源を保持する、移動させる、及び位置決めするために、キャリッジ（単数または複数）のような１つ又は複数の移動装置も含むことができる。
【００１９】
かくして、本明細書の例は、構築材料の粉末の３Ｄプリンタ処理（ハンドリング）、並びに３Ｄ物体を形成するために印刷液体およびエネルギーを介した構築材料の３Ｄプリンタ熱溶融を行う。先に述べたように、構築材料は、新しい又は新鮮な材料、並びにプリンタから回収されたリサイクル材料を含むことができる。３Ｄプリンタは、構築筐体および３Ｄプリンタが構築材料から３Ｄ物体を形成する関連した構築プラットフォームを含むことができる。後述されるように、プリンタは、３Ｄ物体の各層が印刷または形成される際に構築プラットフォームを増分的に降下させることができる。更に、本教示の例は、溶融剤、ディテーリング剤、及び着色剤などを含む印刷薬剤のような印刷液体の内部伝達を有する３Ｄプリンタを提供する。
【００２０】
実際には、３Ｄプリンタは、印刷液体を利用可能にする液体伝達システムを含むことができる。３Ｄプリンタは、液体伝達システム及び印刷アセンブリのために印刷液体を液体カートリッジから利用可能にするために、着脱可能な液体カートリッジを保持するための液体カートリッジ受容部を有することができる。幾つかの例において、当該伝達システムは、印刷液体を印刷アセンブリに供給するためのポンプを含む。
【００２１】
図１は、３Ｄ物体を形成するために構築材料上へ印刷液体を吐出するための印刷アセンブリ１０２を有する３Ｄプリンタ１００である。構築材料の逐次の層毎に、印刷アセンブリ１０２は、構築材料の選択された部分上へ印刷液体を吐出することができる。一例において、３Ｄプリンタ１００は、構築材料の熱溶融（融合）を介して層毎に３Ｄ物体を形成する。
【００２２】
印刷アセンブリ１０２は、プリントバー又はプリントヘッド、或いは他のタイプの印刷アセンブリを含むことができる。印刷アセンブリは、印刷液体を吐出するための印刷ノズルを有するプリントバーであることができる。ノズルは、ダイ又はプリントヘッド上に又はプリントバーの他の基礎構造上に配置され得る。
【００２３】
３Ｄプリンタ１００は、印刷アセンブリ１０２に印刷液体を供給するための液体伝達システム１０４を含む。やはり、印刷液体は、印刷薬剤または他の化合物を含むことができる。特定の例において、液体伝達システム１０４は、印刷アセンブリ１０２に印刷液体を供給するための原動力を提供するための少なくとも１つのポンプ１０６を含むことができる。他の例において、ポンプ１０６は、利用されないが、代わりに重力または他の原動力が、印刷液体を印刷アセンブリ１０２に伝達するために利用される。
【００２４】
３Ｄプリンタ１００は、関連して動作するように着脱可能な印刷液体カートリッジを受容および保持するための少なくとも１つの液体カートリッジ受容部１０８を含む。液体カートリッジ受容部１０８は、印刷液体カートリッジを受容および固定するためのスロット、レセプタクル、又はキャビティであることができる。印刷液体カートリッジは、印刷液体を貯蔵するコンテナであることができ、ユーザにより液体カートリッジ受容部１０８へ挿入される。動作中、液体伝達システム１０４は、液体カートリッジ受容部１０８により保持された印刷液体カートリッジから印刷液体を受け取ることができる。
【００２５】
最後に、３Ｄプリンタ１００は、関連して動作するように着脱可能な材料カートリッジを受容および保持するための少なくとも１つの材料カートリッジ受容部１１０も有することができる。幾つかの例において、材料カートリッジは、材料カートリッジがプリンタから取り外される際に構築材料が環境に漏出する又は漏れることを防ぐ又は低減するためにシール（封止）される又は実質的にシールされ得る。そのような事は、清浄および材料の便利なハンドリングを容易にすることができる。材料カートリッジ受容部１１０は、材料カートリッジを受容および固定するためのスロット、レセプタクル又はキャビティであることができる。材料カートリッジは、構築材料（例えば、粉末）を貯蔵するコンテナであることができ、ユーザにより材料カートリッジ受容部１１０へ挿入される。材料カートリッジ受容部１１０は、例えば３Ｄプリンタの構築プラットフォームのためにを含む３Ｄ印刷のために、材料を構築材料として材料カートリッジから利用可能にすることができる。特定の例において、材料カートリッジ受容部１１０は、３Ｄ印刷からの余分な構築材料を材料カートリッジへ受け入れることができる。
【００２６】
要約すれば、３Ｄプリンタ１００は、３Ｄプリンタ１００から粉末のような構築材料を材料カートリッジへ受け入れるために及び構築材料を材料カートリッジから利用可能にするために着脱可能な材料カートリッジを保持するための材料カートリッジ受容部１１０を含む。プリンタ１００は、３Ｄ物体を構築材料から層毎に形成するために３Ｄプリンタ１００の構築プラットフォーム上の構築材料の選択された部分上に印刷液体を吐出するための印刷アセンブリ１０２を含む。プリンタ１００は、印刷アセンブリ１０２のために液体カートリッジから印刷液体を利用可能にするために着脱可能な液体カートリッジを保持するための液体カートリッジ受容部１０８を含む。プリンタ１００は、印刷液体を印刷アセンブリ１０２に供給するために少なくともポンプ１０６又は重力を利用する伝達システム１０４を含む。
【００２７】
図２は、構築材料から３Ｄ物体を生成するために構築プラットフォーム上の構築材料上へ印刷液体を吐出するためのノズル２０４を備える印刷アセンブリ２０２を有する３Ｄプリンタ２００である。印刷アセンブリ２０２は、３Ｄ物体の関連した層を形成するために構築プラットフォームに塗布された構築材料の層の選択された部分に印刷液体を塗布することができる。印刷アセンブリ２０２は、３Ｄ物体の逐次の層を形成するために構築プラットフォーム上の構築材料の逐次の塗布または層の選択された部分上に印刷液体を吐出することができる。動作中、３Ｄプリンタ２００は、３Ｄ物体の各層が形成される際に構築プラットフォームを増分的に降下させることができる。
【００２８】
印刷液体は、溶融剤、ディテーリング剤、着色剤、インク、染料、顔料、キャリヤ、色素、及び熱可塑性物質などを含むことができる。印刷アセンブリ２０２は、プリントバー又は他のタイプの印刷アセンブリを含むことができる。印刷アセンブリは、印刷液体を吐出するための印刷ノズル２０４を有するプリントバーであることができる。ノズル２０４は、プリントバーの基礎構造上に存在する又は当該基礎構造の構成要素であることができる。基礎構造は、例えば、ダイ、ピン、プリントヘッド又は他の基礎構造であることができる。
【００２９】
印刷アセンブリ２０２又はプリントバー上の印刷ノズル２０４の数は、数百または数千、又はそれ以上に及ぶことができる。一例において、ノズルの数は５００個未満のノズルである。別の例において、印刷ノズル２０４の数は、１００００個のノズルから７００００個のノズルの範囲内である。更に別の例において、印刷アセンブリ２０２は、少なくとも３００００個の印刷ノズル２０４を有するプリントバーである。
【００３０】
各ノズル２０４の直径は、７０μｍ（ミクロン）以下くらい小さくすることができる。直径は、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、３０μｍ又は５０μｍ、或いはそれらの間の任意の値であることができる。一例において、ノズル直径は、５μｍから３０μｍの範囲内である。各ノズル２０４の直径は、７０μｍより大きくすることができる。
【００３１】
ノズル２０４を介した印刷液体の吐出は、圧力差、ポンプ、サーマル又は熱、加熱要素、熱バブル又はバブルジェット、及び圧電などによって行うことができる。加熱要素が利用される場合、加熱要素は、幾つかの例において抵抗器であることができる。圧電技術は、電圧または電流の印加を用いる圧電性結晶を含むことができる。
【００３２】
既に述べたように、印刷アセンブリ２０２は、構築プラットフォームにわたって分散された構築材料の逐次の層上へ印刷液体を吐出することができる。印刷アセンブリ２０２は、形成されている３Ｄ物体の個々の層を生成するためにコンピュータ制御下で構築材料の各層の選択された部分上に印刷液体を吐出することができる。コンピュータ制御は、生成されるべき３Ｄ物体のモデル（例えば、３Ｄモデル）毎であることができる。
【００３３】
３Ｄプリンタ２００は、構築材料から３Ｄ物体を形成するために構築プラットフォーム上の構築材料にエネルギーを印加するためのエネルギー源２０６を含む。構築材料の選択された部分上へ吐出された印刷液体の存在は、構築材料のそれら部分が選択的に凝固または融合（溶融）されるように、構築材料のこれら部分へのエネルギー伝達を高めることができる。エネルギー源２０６は、光源、赤外線光源、近赤外線光源、放射線源、熱源、及び加熱ランプなどを含むことができる。印刷アセンブリ２０２と連係するエネルギー源２０６は、構築プラットフォーム上の構築材料から３Ｄ物体を層毎に印刷することができる。
【００３４】
３Ｄプリンタ２００は、関連して動作するように着脱可能な印刷液体カートリッジを受容および保持するための少なくとも１つの液体カートリッジ受容部２０８を含む。前の図面に関連して述べられたように、液体カートリッジ受容部２０８は、印刷液体カートリッジを受容および固定するためのスロット、レセプタクル、又はキャビティであることができる。図のように、印刷液体は、熱溶融を促進するための溶融剤、溶融を抑制するためのディテーリング剤（例えば、水など）、着色剤、及び他の化合物のような印刷液体であることができる。動作中、液体伝達システム２１０は、液体カートリッジ受容部２０８により保持された印刷液体カートリッジから印刷液体を受け取ることができる。
【００３５】
３Ｄプリンタ２００は、印刷アセンブリ２０２に印刷液体を供給するために液体伝達システム２１０を含む。特定の例において、当該液体伝達システム２１０は、印刷アセンブリ２０２に印刷液体を供給するために、少なくとも１つのポンプ２１２及び導管２１４を含むことができる。１つ又は複数のポンプ２１２は、容積型ポンプ、遠心力ポンプ、及び軸流ポンプなどであることができる。容積型ポンプの例は、隔膜ポンプ又は歯車ポンプを含む。他のタイプの容積型ポンプが利用され得る。更に、特定の例において、ポンプ２１２は、利用されないが、代わりに印刷液体は、重力または他の原動力によって供給される。伝達システム２１０は、印刷液体をポンプ２１２又は重力によって供給することができる。更に、導管２１４は、チューブ、パイプ、チャネル、管継手、及びバルブなどを含むことができる。最後に、伝達システム２１０は、印刷液体を受け取って印刷液体を利用可能にするための容器（単数または複数）（例えば、リザーバ（単数または複数））を含むことができる。
【００３６】
更に、３Ｄプリンタ２００は、関連して動作するように着脱可能な、構築材料用の材料カートリッジを受容および固定するための少なくとも１つの材料カートリッジ受容部２１６も有することができる。前の図面に関連して説明されたように、材料カートリッジ受容部２１６は、３Ｄ印刷のための、例えば３Ｄプリンタの熱溶融モジュール又は構築プラットフォームのための構築材料として材料カートリッジからの材料を利用可能にすることができる。幾つかの例において、材料カートリッジ受容部２１６は、３Ｄ印刷からの、例えば構築プラットフォームと関連した構築筐体から又は再利用容器またはリサイクル容器からの余分な構築材料を材料カートリッジへ受け入れることができる。既に述べたように、３Ｄ印刷からの余分な構築材料で充填された材料カートリッジは、３Ｄプリンタ２００から構築材料を取り除くために材料カートリッジ受容部２１６から取り外され得る。代案として、プリンタ２００において内部的に回収された余分な材料で充填された材料カートリッジは、受容部２１６に留まり、３Ｄ印刷のためのリサイクル材料として当該余分な構築材料を利用可能にすることができる。
【００３７】
３Ｄプリンタ２００は、材料カートリッジから３Ｄ印刷への構築材料の移送を容易にするための輸送システム２１８を含むことができる。輸送システム２１８は、３Ｄプリンタ２００と一体化され、３Ｄプリンタ２００のハウジング内の内部に存在することができる。幾つかの例において、輸送システム２１８は、空気輸送システムを含む。機械的、振動、及びオーガー供給などのような、他のタイプの輸送システムが、利用され得る。空気輸送が利用される場合、空気輸送は、幾つかの例において希薄相の状態であることができる。更に、特定の例において、輸送システム２１８は、３Ｄ印刷のために構築材料を供給するために分配容器またはホッパを含む。
【００３８】
図示された例において、３Ｄプリンタ２００は、輸送システム２１８又は分配容器から構築材料を受け取るための粉末ハンドリングシステム２２０を含む。粉末ハンドリングシステム２２０は、例えば、所望量の構築材料を構築材料アプリケータに供給するためのロータリフィーダ及び供給投与装置を含むことができる。粉末スプレッダのような構築材料アプリケータは、構築プラットフォームにわたって投与される構築材料を分散させることができる。係る構築材料の投与（dosing：１回分ずつに分けて供給）および広げることは、３Ｄ物体が層毎に形成される際に構築プラットフォームに加えられる構築材料の逐次の層に関して繰り返され得る。
【００３９】
図３は、３Ｄ物体を印刷または形成するために構築プラットフォーム上で構築材料の逐次の層の部分を選択的に凝固または融合するための熱溶融システム３０２を有する３Ｄプリンタ３００である。動作中、３Ｄプリンタ３００は、３Ｄ物体を生成するために構築プラットフォーム上に構築材料（例えば、粉末）を配置することができる。幾つかの例において、熱溶融システム３０２は、３Ｄ物体を形成するために構築プラットフォームの上で少なくとも部分的に機能することができる。
【００４０】
本明細書の説明の態様は、プリンタ１００、２００、３００及び選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）プリンタ又は電子ビーム溶解（ＥＢＭ）プリンタのような後続の図面のプリンタに適用可能であることができる。言い換えれば、熱溶融システム３０２はさらに広く見れば、エネルギー（例えば、レーザ、電子ビームなど）を構築プラットフォーム上の構築材料に印加することによってＳＬＳまたはＥＢＭ、或いは他の３Ｄ印刷技術を実行することができる選択的凝固モジュールであることができる。他の例において、プリンタ１００、２００、３００及び後続の図面におけるプリンタは、ＳＬＳプリンタ又はＥＢＭプリンタではない。代わりに、熱溶融システム３０２は、印加エネルギー及び印刷液体を介して、選択的凝固のための融合を実施する。他の構成が適用可能である。全体で、構築プラットフォームは、例えば、プリンタ３００の内部の輸送システムから粉末の固体粒子のような構築材料を受け取ることができる。熱溶融モジュール３０２である又は熱溶融モジュール３０２を含むことができる選択的凝固モジュールは、３Ｄ物体を生成または形成するために固体粒子を層毎に３Ｄ物体の形状へ凝固させる（例えば、焼結、溶解、溶融（融合）など）ことができる。
【００４１】
熱溶融システム３０２は、３Ｄ物体の形成を容易にするために構築材料の選択された部分上へ印刷液体を吐出するために、プリントバーのような印刷アセンブリ３０４を含むことができる。熱溶融システム３０２は、３Ｄ物体を層毎に形成するために構築材料の選択された部分を融合または凝固するために、構築材料に、ひいては構築材料上へ吐出された印刷液体にエネルギーを印加するためのエネルギー源３０６を含む。利用される場合、印刷液体は、印刷液体が存在する構築材料の部分に対するエネルギーの印加、吸収、伝達、又は伝熱を高めることができる。更に、熱溶融システム３０２は、構築プラットフォームの上で印刷アセンブリ３０４又はエネルギー源３０６を位置決めするために、キャリッジのような１つ又は複数の移動装置を含むことができる。
【００４２】
熱溶融システム３０２は、構築プラットフォーム上に３Ｄ物体を形成するために、構築プラットフォーム上の構築材料にエネルギーを印加するためのエネルギー源３０６を含むことができる。エネルギーの印加は、３Ｄ物体を生成するために構築プラットフォーム上の構築材料の逐次の層の部分を選択的に凝固させる（例えば、焼結、溶解、溶融（融合）など）ことができる。エネルギー源３０６は、光源、熱源、放射線源、レーザ源、加熱ランプ、ハロゲンランプ、電子ビーム源、赤外線（ＩＲ）光源、近赤外線光源、及び紫外線（ＵＶ）光源などであることができる。
【００４３】
３Ｄ物体への構築材料の凝固において印刷液体を利用する３Ｄプリンタ３００の例として、凝固は、構築プラットフォーム上の構築材料の溶融（融合）、結合、及び硬化などを含むことができる。例えば、溶融は、溶融剤としての印刷液体または他の印刷薬剤を用いた熱溶融であることができる。熱溶融の場合、構築材料は、ポリマー、プラスチック、金属、及びセラミックなどを含む様々な材料であることができる。熱溶融を用いる一例において、構築材料は、ポリアミド又はナイロンを含む。３Ｄ物体を形成するための構築材料の結合に関しては、構築材料は、例えば、石こう（ジプサム）粉末、硫酸カルシウム二水塩、又は類似の材料を含むことができる。印刷液体は、例えば、構築プラットフォーム上に３Ｄ物体を生成するために石こう粉末または類似の粉末を結合するための印刷薬剤を含むことができる。凝固としての硬化の例は、例えば、構築プラットフォームに印加される、構築材料の各層の選択された部分のＵＶ硬化を含むことができる。
【００４４】
３Ｄプリンタ３００は、印刷アセンブリ３０４に印刷液体を供給するための液体伝達システム３０８を有する。更に、プリンタ３００は、印刷液体カートリッジをそれぞれ受容および保持するための複数の液体カートリッジ受容部３１２を有する。受容部３１２は、印刷液体カートリッジを固定するためのスロット、キャビティ、又はレセプタクルであることができる。伝達システム３０８は、液体カートリッジ受容部３１２における印刷液体カートリッジからの印刷液体を印刷アセンブリ３０４に供給することができる。更に、後述されるように、印刷液体リザーバが、液体カートリッジ受容部３１２と関連付けられ得る。言い換えれば、液体伝達システム３０８は、液体カートリッジ受容部３１２へ挿入された液体カートリッジから印刷液体を受け取るための印刷液体リザーバを含むことができる。
【００４５】
更に、３Ｄプリンタ３００は、３Ｄ印刷用の構築粉末のような構築材料を収容する材料カートリッジを受容および保持するための少なくとも２個の材料カートリッジ受容部３１４及び３１６を含む。幾つかの例において、新しい材料カートリッジが、各受容部３１４及び３１６へそれぞれ挿入されることができ、３Ｄプリンタ３００は、構築材料として新しい材料を提供するための２個の新しい材料カートリッジに依存する。また、リサイクル材料カートリッジが、各受容部３１４及び３１６へそれぞれ挿入されることができ、３Ｄプリンタ３００は２個のリサイクル材料カートリッジに依存する。プリンタ３００は、３Ｄ印刷用の構築材料として、受容部３１４及び３１６における材料カートリッジからの材料の移送を容易にするために、空気輸送システムのような一体型輸送システム３１８を含むことができる。
【００４６】
一例において、一方の材料カートリッジ受容部３１４が、新しい材料カートリッジ受容部であり、他方の材料カートリッジ受容部３１６が、リサイクル材料カートリッジ受容部である。しかしながら、留意されるべきは、カートリッジ受容部３１４及び３１６は、特定の例において新しい材料またはリサイクル材料の専用に固定されなくてもよい。言い換えれば、プリンタ３００は、カートリッジ受容部３１４及び３１６の個々の動作指定（例えば、新しい材料またはリサイクル材料）でもって柔軟性を提供する導管またはダクト及び関連した制御バルブ（単数または複数）を含むことができる。
【００４７】
新しい材料カートリッジが実質的に又は完全に使い果たされる場合、例えば３Ｄプリンタ３００が材料カートリッジの内容物を消費した場合、材料カートリッジは、ユーザにより取り除かれ、リサイクル材料スロット又は受容部３１６において後で使用するために別の目的で使用され得る。一例において、リサイクル材料受容部３１６におけるリサイクル材料カートリッジとしての空のカートリッジは、印刷ジョブの終わりにプリンタから余分な又は未溶融の粉末を受け取ることができる。次いで、リサイクル材料を収容する、リサイクル材料受容部３１６における材料カートリッジは、印刷のためにリサイクル材料を供給または提供することができる。
【００４８】
空になった新しい材料カートリッジをユーザが取り除くことは一般に、空になった後すぐに又は即座に行われることができ、そのため３Ｄプリンタ３００は、挿入されるべき別の新しい材料カートリッジから追加の新しい材料で補充され得る。しかしながら、空で今は「リサイクル」カートリッジの再取り付け及び再使用は、しばらくの間、行われないかもしれない。空のリサイクルカートリッジは、リサイクル材料が３Ｄプリンタ３００により受け取られることになるまで、プリンタ３００から離れて保管され得る。言い換えれば、ユーザは、プリンタ３００により将来使うためにプリンタ３００の外部の保管庫にリサイクルカートリッジを保持することができる。実際には、ユーザは、空のリサイクルカートリッジの多くを保管することができる。３Ｄプリンタ３００は、リサイクル材料受容部３１６のようなスロットに空の又は完全に満杯でないリサイクルカートリッジを再取り付けするようにユーザに要求することができる。更に、複数の材料タイプが、別の時刻に３Ｄプリンタにより利用されることができ、それ故にラベル、マーキング、インジケータ、又は他の技術が、リサイクルカートリッジのリサイクル材料タイプの明細の説明を容易にすることができる。実際には、２個の材料または２個のリサイクル材料が、一方は基材で他方は流れ補助剤（flow aide）等のように異なることができる。
【００４９】
また、３Ｄプリンタ３００は、３Ｄプリンタ３００のハウジング内に新しい材料容器３２０及びリサイクル材料容器３２２の双方を有することもできる。また、プリンタ３００は、プリンタ３００内に追加の材料容器も有することができる。新しい材料容器３２０は、新しい材料受容部３１４へ挿入された新しい材料カートリッジから構築材料として新しい材料を受け取ることができる。リサイクル材料容器３２２は、リサイクル材料受容部３１６へ挿入されたリサイクル材料カートリッジから構築材料としてリサイクル材料を受け取ることができる。幾つかの例において、リサイクル材料容器３２２は、３Ｄ印刷から回収された余分な構築材料を受け取ることができる。係る回収材料は、構築筐体または再利用容器などからリサイクル材料容器３２２に流入することができる。幾つかの例において、プリンタ３００は、３Ｄ物体の生成後、溶融した構築材料から未溶融構築材料を分離するための構築材料再利用システムを含むことができる。更に、特定の例において、容器３２０及び３２２は、プリンタ３００から関連して動作するように着脱可能であることができる。
【００５０】
内部材料容器３２０又は３２２が利用される場合、輸送システム３１８が、３Ｄ印刷に備えて移送するために材料容器３２０及び３２２から材料を受け取ることができる。一般に、構築プラットフォーム上で処理された構築材料の各層は、新しい構築材料とリサイクル構築材料の混合物であることができるが、構築プラットフォーム上の構築材料または構築材料の層は、特定の例において、全て新しい材料または全てリサイクル材料であってもよい。
【００５１】
輸送システム３１８は、構築プラットフォーム及び関連する構築筐体のためのような３Ｄ印刷のために構築材料を放出するために輸送システム３１８の端部に又は当該端部の近くに分配容器を含むことができる。そうするために、一例において、輸送システム３１８は、構築筐体および構築プラットフォームに構築材料を供給することができる供給ハンドリングシステム３２４に、分配容器を介して構築材料を供給することができる。
【００５２】
輸送システム３１８は、３Ｄ印刷用の構築材料として新しい材料およびリサイクル材料の双方を移送することができる。輸送システム３１８は、新しい材料とリサイクル材料の所定の比率を有する構築材料を供給することができる。比率は、ゼロ（例えば、新しい材料が無く、全てリサイクル材料）から１．０（例えば、全て新しい材料で、リサイクル材料が無い）までの範囲にわたることができる。比率は、重量比、体積比、又は他のタイプの比率であることができる。重量比または体積比としての比率は、０．０１〜０．９９、０．０５〜０．９５、０．１〜０．９、０．１５〜０．８５、０．２〜０．８、０．２５〜０．７５、０．３〜０．７等の範囲を有することができる。特定の例において、分配容器を介した供給は、重量２０％の新しい材料および重量８０％のリサイクル材料であることができ、０．２５の重量比を生じる。別の例において、供給は、体積２０％の新しい材料および体積８０％のリサイクル材料を有し、０．２５の体積比を生じる。
【００５３】
既に述べたように、３Ｄプリンタ３００は、輸送システム３１８又は分配容器から構築材料を受け取るために供給ハンドリングシステム３２４を含むことができる。供給ハンドリングシステム３２４は、構築プラットフォーム上の構築材料の各層のために所望量の構築材料を供給することができる。供給ハンドリングシステム３２４は、構築プラットフォームにわたって構築材料を分散させるために構築材料アプリケータ３２６を含むことができる。構築材料アプリケータ３２６は、粉末スプレッダ、粉末スプレッダアーム、機械的アーム、又はローラなどを含むことができる。更に、幾つかの例において、構築材料アプリケータ３２６は、図示されたように供給ハンドリングシステム３２４の構成要素ではないが、代わりに供給ハンドリングシステム３２４から分離した構成要素である。また、構築材料アプリケータ３２６は、キャリッジのような移動装置により移動することができる。そうだとしたら、移動装置は、熱溶融システム３０２における移動装置であることができる。構築材料アプリケータ３２６は、専用の移動装置に設けられることができ、又はエネルギー源３０６又は印刷アセンブリ３０４と移動装置を共用することができる。
【００５４】
供給ハンドリングシステム３２４は、分配容器の放出部の近く又は当該放出部にフィーダ又はバルブを含むことができる。フィーダは、例えばロータリバルブであることができる。また、供給ハンドリングシステム３２４は、ロータリフィーダバルブを介して分配容器から構築材料を受け取る投与容器または投与ボックスのような追加の供給装置も含むことができる。投与容器は、ロータリフィーダバルブに又は当該ロータリフィーダバルブの近くに配置され得る。構築材料は、投与された構築材料を構築プラットフォームにわたって広げるために、投与容器から、例えば構築材料アプリケータ３２６のために構築プラットフォームに隣接する表面に放出することができる。係る投与および広げることは、構築プラットフォームに加えられる構築材料の層毎に繰り返され得る。
【００５５】
図示されたように、３Ｄプリンタ３００は、３Ｄ物体を形成するために構築材料を受け取るための構築プラットフォームを有することができる。一例において、構築プラットフォームは、着脱可能であり、３Ｄプリンタは、３Ｄプリンタに挿入される構築プラットフォーム無しで製造および販売され得る。また、３Ｄプリンタは、３Ｄプリンタが３Ｄ物体を形成する構築プラットフォームを少なくとも部分的に含む又は当該構築プラットフォームと関連付けられ得る構築筐体も有することができる。構築筐体は、構築バケット、構築チャンバ、及び構築ハウジングなどであることができる。構築筐体および構築プラットフォームは、プリンタの構築ユニットの構成要素であることができる。図示されたように、特定の例に関して、構築ユニットは、３Ｄプリンタから関連して動作するように着脱可能であることができる。
【００５６】
全体で、３Ｄプリンタ３００は、複数の構築材料カートリッジ及び印刷液体カートリッジを受容するためのインターフェースを含むことができる。更に、プリンタ３００は、選択的凝固モジュール又は熱溶融モジュール３０２を有することができる。プリンタは、印刷された物体を未溶融材料から分離するための構築ユニット処理モジュールも含むことができる。更に、３Ｄプリンタ３００は、分離された３Ｄ物体が未溶融材料の取り出し後に回収され得る３Ｄ印刷済み物体回収区域を含むことができる。材料カートリッジインターフェースの１つ、例えば受容部３１４は、新鮮な構築材料の第１のカートリッジを受容することができる。別のカートリッジインターフェース、例えば受容部３１６は、プリンタからの材料の回収を容易にするために未溶融のリサイクルされる構築材料を収集するための補充可能カートリッジを受容することができる。このように、３Ｄプリンタは、３Ｄ印刷済み物体およびリサイクルされる構築材料のための別個の出力を提供する。
【００５７】
リサイクル材料カートリッジは、取り除かれて、将来使うために保管される又は処分され得る。ひとたび新鮮な材料カートリッジが３Ｄプリンタにより空にされたならば、空の新鮮な材料カートリッジは、未溶融のリサイクルされる構築材料を受け取るための空のリサイクル材料カートリッジとして第２のカートリッジインターフェース（例えば、受容部３１６）へ再挿入され得る。最後に、構築材料カートリッジは、或る期間にわたって貯蔵された構築材料の塊をほぐすためにプリンタ内で自動的に刺激を与えられ得る。
【００５８】
本技術の一例が、材料カートリッジを受容するために少なくとも１つのカートリッジ受容部（例えば、スロット、レセプタクル、キャビティなど）を有する３Ｄプリンタを対象にする。３Ｄプリンタは、印刷用の構築材料として、材料カートリッジから材料を供給することができる。また、３Ｄプリンタは、３Ｄ印刷から余分な構築材料のような材料を材料カートリッジへ受け入れることもできる。３Ｄプリンタの輸送システムは、例えば、３Ｄプリンタが３Ｄ物体を印刷する構築プラットフォームを少なくとも部分的に含む又は当該構築プラットフォームと関連付けられ得る、構築筐体（例えば、構築チャンバ、構築バケットなど）に新しい材料およびリサイクル材料を移送することを容易にすることができる。プリントバーのような印刷アセンブリは、３Ｄ物体を印刷するために構築プラットフォーム上の構築材料の逐次の層の部分を選択的に溶融（融合）するために、構築プラットフォーム上の構築材料上へ印刷液体（例えば、印刷薬剤）を吐出することができる。プリンタは、構築材料に、ひいては構築プラットフォーム上の構築材料の選択された部分を溶融するために構築プラットフォーム上の構築材料上へ吐出された印刷液体にエネルギーを印加するためのエネルギー源（例えば、加熱ランプ、赤外線光源など）を含むことができる。プリンタは、印刷液体を利用可能にするための伝達システムを含むことができる。複数の印刷薬剤または他の化合物が、印刷液体として利用され得る。
【００５９】
図４は、３Ｄ物体４０４を形成するための構築プラットフォーム４０２を有する３Ｄプリンタ４００である。３Ｄプリンタ４００は、構築プラットフォーム４０２に構築材料を塗布し、構築プラットフォーム４０２上の構築材料から３Ｄ物体を生成することができる。構築プラットフォーム４０２は、３Ｄプリンタ４００の構築筐体（図示せず）と関連付けられ得る。幾つかの例において、構築筐体は、構築プラットフォーム４０２をすくなとも部分的に含むことができる。更に、構築筐体および関連する構築プラットフォーム４０２は共に、構築ユニットを構成することができる。特定の例において、構築ユニットは、関連して動作するように着脱可能であることができる。実際には、図４は構築プラットフォーム４０２を示すが、プリンタ４００は、着脱可能な構築ユニットを有する例において、構築プラットフォーム４０２無しで製造および販売され得る。他の例において、構築ユニットは、関連して動作するように着脱可能であることが意図されない。
【００６０】
３Ｄプリンタ４００は、構築プラットフォーム４０２用の構築材料の供給のために材料カートリッジを保持するための１つ又は複数の材料カートリッジ受容部４０６を含むことができる。また、プリンタ４００は、カートリッジ受容部（単数または複数）４０６における材料カートリッジ（単数または複数）から構築材料を受け入れるためにプリンタ４００と一体化された１つ又は複数の材料容器４０８も含むことができる。プリンタ４００は、材料容器（単数または複数）４０８から、又は材料カートリッジ受容部（単数または複数）４０６における材料カートリッジ（単数または複数）から構築材料を移送するために一体型輸送システム４１０を含むことができる。幾つかの例において、輸送システム４１０は、空気輸送システムであることができる。
【００６１】
図示された例において、輸送システム４１０は、構築材料を供給ハンドリングシステム４２４に移送する。例えば、輸送システム４１０は、供給容器または分配容器のような容器を介して、構築材料をプリンタ４００の供給ハンドリングシステム４２４へ伝達することができる。分配容器の出口におけるフィーダは、供給ハンドリングシステム４２４に構築材料を放出または供給することができる。当該出口は、容器の固体放出ポート又は放出口であることができる。容器から構築材料を受け取って構築材料を供給ハンドリングシステム４２４に供給するフィーダは、ロータリバルブ、スクリューフィーダ、又はオーガーなどであることができる。
【００６２】
供給ハンドリングシステム４２４は、構築材料をフィーダ又は分配容器から受け取って所定量を構築プラットフォーム４０２に供給するために、投与装置またはコンテナのような供給装置４２６を含むことができる。所定量は、所定の体積または所定の重量であることができる。幾つかの例において、所定量は、固定される、又はフィーダの動作条件により、又は投与コンテナの容量などにより、少なくとも部分的に決定され得る。更に、構築材料の所定量は、構築プラットフォーム４０２上の構築材料の逐次の層のために供給装置４２６によって繰り返して放出され得る。
【００６３】
投与コンテナとしての供給装置４２６は、例えば、構築プラットフォーム４０２のために構築材料を放出する投与ボックスであることができる。供給装置４２６は、例えば、構築プラットフォーム４０２にわたって構築材料を分散させるために、粉末スプレッダのような構築材料アプリケータのために所定量の構築材料を放出することができる。一例において、供給装置４２６は、構築プラットフォーム４０２に隣接するプリンタ４００の表面に構築材料を放出する。構築材料アプリケータは、当該表面から構築プラットフォーム４０２を横切るまで構築材料を移動させるために当該表面を横切って移動することができる。
【００６４】
図示された例において、３Ｄプリンタ４００は、３Ｄ物体４０４を生成するために構築プラットフォーム４０２上の構築材料の目標とされる部分を溶融するための印刷アセンブリ４１４及びエネルギー源４１６を有する熱溶融システム４１２を含む。印刷アセンブリ４１４は、構築材料の目標とされる部分上に印刷液体を吐出するためのノズルを有するプリントバーを含むことができる。構築材料の目標とされる部分または選択された部分上に印刷液体が存在することは、構築プラットフォーム４０２上の構築材料のこれら部分への、エネルギー源４１６からのエネルギーの伝達を高めることができる。動作中、構築材料の逐次の層の目標とされる部分は、３Ｄモデル又は他の電子データ源に基づいてコンピュータ具現化形態によって選択され得る。
【００６５】
かくして、プリントバーのような印刷アセンブリ４１４は、３Ｄ物体４０４の層のために構築プラットフォーム４０２上の構築材料上へ、印刷液体（例えば、溶融剤）を選択的に吐出することができる。やはり、選択的吐出は、生成されるべき物体４０４の３Ｄ物体モデルに基づくことができる。光源または熱源のようなエネルギー源４１６が、印刷液体および構築材料に対するエネルギーの印加によって３Ｄ物体４０４の層を形成するために、構築プラットフォーム４０２上の材料を選択的に溶融する又は当該材料の選択的溶融をもたらすことができる。粉末スプレッダ又は他の構築材料アプリケータは、次の層を形成するために構築プラットフォーム４０２の表面にわたってより多くの構築材料を分散させることができる。印刷アセンブリ４１４は、次の層を形成するために、構築プラットフォーム４０２上の構築材料上へ印刷液体を更に吐出することができ、エネルギー源４１６がエネルギーを印加することができる。実際には、追加の構築材料が、３Ｄ物体の次の層を形成するために選択的に溶融され得る。この繰り返される構築プラットフォーム４０２上への構築材料の分散および構築プラットフォーム４０２上の構築材料上への溶融剤の吐出（及びエネルギーの印加）は、３Ｄ物体４０４が形成されるまで、逐次の層にわたって継続することができる。３Ｄプリンタ４００は、構築材料の各逐次の層上の目標とされる部分が溶融されて、３Ｄ物体４０４が層毎に形成される際、例えばピストンを介して、構築プラットフォーム４０２を増分的に降下させることができる。
【００６６】
３Ｄプリンタ４００は、印刷液体カートリッジを保持するために印刷液体カートリッジ受容部４１８を含む。プリンタ４００は一般に、複数の係る受容部４１８を含む。一例において、プリンタ４００は、７個の個別の印刷液体カートリッジを受容するために少なくとも７個の印刷液体カートリッジ受容部４１８を有する。印刷液体カートリッジ受容部４１８は、伝達システム４２０のために、挿入された印刷液体カートリッジからの印刷液体を利用可能にすることができる。印刷液体は、溶融剤、硬化剤、結合剤、ディテーリング剤、着色剤、溶融着色剤、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【００６７】
３Ｄプリンタ４００は、印刷液体カートリッジ受容部４１８における印刷液体カートリッジから印刷アセンブリ４１４に印刷液体を供給するために伝達システム４２０を含むことができる。幾つかの例において、伝達システム４２０は、印刷液体を輸送するための原動力を提供するために少なくとも１つのポンプ４２２を含むことができる。更に、伝達システム４２０は、サージ能力、供給容量、及び滞留時間などを提供することができる液体容器（例えば、コンテナ、リザーバなど）を有することができる。更に、係る液体容器を利用する伝達システム４２０の場合、伝達システム４２０は、液体カートリッジ受容部４１８における液体カートリッジから液体容器へ印刷液体を移動させるためのポンプ４２２、及び液体容器から印刷アセンブリ４１４へ印刷液体を伝達するための別のポンプ４２２を含むことができる。
【００６８】
図５は、熱溶融モジュール５０２及び構築プラットフォーム５０４を含む３Ｄプリンタ５００である。構築筐体５０３は、構築プラットフォーム５０４と関連付けられ得る。幾つかの例において、構築筐体５０３は、構築プラットフォーム５０４を少なくとも部分的に含む。３Ｄプリンタ５００は、供給輸送システムを介して、供給材料または構築材料（例えば、粉末）を構築プラットフォーム５０４に供給することができる。特に、プリンタ供給輸送システムは、分配容器５３０を介して、供給構築材料を粉末ハンドリングシステム（図示せず）に供給することができる。粉末ハンドリングシステムは、例えば、構築材料アプリケータ用の供給投与装置、又は構築プラットフォーム５０４にわたって供給構築材料を分散させるための粉末スプレッダを含むことができる。かくして、供給輸送システムは、構築プラットフォーム上の構築材料に印刷液体およびエネルギーを印加するための熱溶融モジュール５０２のために構築材料を提供することを容易にすることができる。
【００６９】
本明細書で使用される限り、構築材料としての用語「粉末」は、例えば、３Ｄ印刷プロセスの印刷ジョブ中に層状に積み重ねられて、溶融剤を介して溶融され得る粉末材料または粉末状材料を意味することができる。粉末材料は、粉末材料の幾つかあるタイプの中で、例えば、粉末半結晶熱可塑性材料、粉末金属材料、粉末プラスチック材料、粉末複合材料、粉末セラミック材料、粉末ガラス材料、粉末樹脂材料、又は粉末ポリマー材料であることができる。
【００７０】
プリンタ５００は、回収材料５０８として構築筐体５０３から余分な構築材料または余分な粉末（例えば、３Ｄ物体の部分になっていない粉末）を回収するためにマニホールド５０６を含むことができる。例において、そのようなことは、３Ｄ物体の生成が完了した後に行われる。一例において、構築筐体５０３からの余分な材料のこの回収は、３Ｄ物体の生成の完了後または印刷ジョブの完了後に行われる。別の例において、余分な構築材料の係る回収は、印刷ジョブ中および印刷ジョブの完了後の双方で行われる。
【００７１】
マニホールド５０６は、真空ポンプ、ブロワー、ベンチュリ、排出装置、水蒸気噴流、又はそれらの任意の組み合わせのような、原動力構成要素５１１に関連して動作するように結合され得る。プリンタ５００は、マニホールド５０６を介して及び原動力構成要素５１１により、回収材料５０８を再利用容器５１０に輸送することができる。回収材料５０８及び輸送流体（例えば、空気、ガスなど）は、分離システム５０７を流れることができる。分離システム５０７は、回収材料５０８から輸送流体５０９を分離するために、サイクロン、フィルタなどを含むことができる。分離された輸送流体５０９は、原動力構成要素５１１を介して、例えば環境に、又は追加の処理のための他の機器に放出され得る。分離システム５０７又は再利用容器５１０は、より大きな粒子（例えば、塊になった又は部分的に溶融された粒子）を回収材料５０８から分離するために、ふるい（単数または複数）、スクリーン（単数または複数）、フィルタ（単数または複数）などを含むことができる。
【００７２】
特定の例において、回収材料５０８は、参照符号５３８により示されるように、再利用容器５１０を迂回することができる。そうだとしたら、回収材料５０８は、供給輸送システムを介して、例えば、参照符号５１２により示されるように、リサイクルカートリッジ受容部５１４におけるリサイクル材料カートリッジへ、又はリサイクル材料容器５１６へ移送され得る。また、リサイクル材料容器５１６は、リサイクルカートリッジ受容部５１４におけるリサイクル材料カートリッジにより供給され得る。同様に、新しい材料容器５１８は、新しいカートリッジ受容部５２０における新しい材料カートリッジにより供給され得る。幾つかの例において、リサイクルカートリッジ受容部５１４及び新しいカートリッジ受容部は、プリンタ５００の上部よりもプリンタ５００の底部に近づいて配置され得る。
【００７３】
更に、プリンタ５００は、回収材料５０８をリサイクル材料５２４及び新鮮な又は新しい材料５２６と混ぜ合わせることができる。リサイクル材料容器５１６及び新しい材料容器５１８はそれぞれ、リサイクル材料５２４及び新しい材料５２６を供給することができる。幾つかの例において、リサイクル材料５２４及び新しい材料５２６は、新しい材料５２６とリサイクル材料５２４の所望の又は所定の比率（例えば、重量比または体積比）を与えるように供給され得る。回収材料５０８は、新しい材料５２６とリサイクル材料５２４の所望の又は所定の比率を有することができ、又は例えば、１００％リサイクル材料として分類され得る。熱溶融システム５０２及び構築プラットフォーム５０４のために分配容器５３０に供給された供給材料５２８は、リサイクル材料５２４、新しい材料５２６、又は回収材料５０８、或いはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。特定の例において、様々な材料５２４、５２６及び５０８は、供給材料５２８が分配容器５３０への経路にいる際にインラインで混ざることができる。
【００７４】
幾つかの例において、供給材料５２８は、再利用材料容器５１０からの回収材料５２２、リサイクル材料容器５１６からのリサイクル材料５２４、及び新しい材料容器５１８からの新しい材料５２６を含むことができる。回収材料５２２を用いない例または動作において、新しい材料５２６及びリサイクル材料５２４は、材料が分配容器５３０に移送される際に、供給材料５２８を形成することができる。分配容器５３０は、供給材料５２８を構築材料５３２として構築プラットフォーム５０４に供給することができる。特定の例において、構築材料５３２は、構築プラットフォーム５０４にわたって構築材料５３２を広げるために、供給装置または投与装置を介して分配容器５３０から構築材料アプリケータに放出することができる。
【００７５】
制御システムは、新しい材料とリサイクル材料の所定の比率を有する供給材料５２８組成物および構築材料５３２組成物を容易にすることができる。制御システムは、例えば、新しい材料容器５１８及びリサイクル材料容器５１６から分配される材料の重量または体積（容積）の計量しながらの供給または調整を適応させることにより、所定の比率の供給を容易にすることができる。
【００７６】
図示された例において、先に述べたように、再利用材料５２２、リサイクル材料５２４、及び新しい材料５２６は、供給材料５２８として分配容器５３０に供給され得る。３Ｄプリンタ５００は、供給材料５２８の分配容器５３０に対する及び構築筐体５０３に対する移送を容易にするために輸送システムを含むことができる。輸送システムは、プリンタ５００内で一体化された内部輸送システムであることができる。
【００７７】
幾つかの例において、輸送システムは、空気輸送システムを含む。そうだとしたら、空気輸送システムは、ブロワー、ベンチュリ、排出装置、又は水蒸気噴流、或いはそれらの任意の組み合わせであることができる真空構成要素５３４を含むことができる。空気輸送システムは、濃密相または希薄相であることができる。濃密相である場合、空気輸送システムは、正圧輸送または負圧輸送であることができる。真空構成要素（単数または複数）を有する図示された例において、空気輸送システムは、濃密相負圧または真空であることができる。空気輸送の空気５３６は、真空構成要素（単数または複数）５３４を介して放出される。輸送空気５３６の大部分または全てを引いた供給材料５３２は、例えば、重力、エアーフローなどにより、分配容器５３０から構築筐体５０３へ、又は構築プラットフォーム５０４上の３Ｄ物体の印刷のための他のプリンタ構成要素へ流れることができる。一例において、供給構築材料は、構築筐体５０３における構築プラットフォーム５０４にわたって構築材料５３２を広げる構築材料アプリケータへと、分配容器５３０から流出する。特定の例において、構築材料アプリケータは、投与ボックス及び粉末スプレッダを含む。
【００７８】
また、３Ｄプリンタ５００は、印刷液体の内部伝達も行うことができる。例えば、プリンタ５００は、液体カートリッジ受容部５４０及び別の液体カートリッジ受容部５４２を有することができる。プリンタ５００は、示された２個に加えて追加の液体カートリッジ受容部を有することができる。液体カートリッジ受容部５４０及び５４２はそれぞれ、印刷液体カートリッジを受容することができる。印刷液体カートリッジは、印刷液体を収容することができる。
【００７９】
幾つかの例において、印刷液体は、構築材料の溶融を促進するための溶融剤を含むことができる。一例において、溶融剤は、構築材料の融解または溶融を促進するために近赤外線光を吸収する。溶融剤は、構築プラットフォーム５０４上の構築材料の加熱および溶融を促進するための光のようなエネルギーを吸収するように調整され得る。溶融剤は、光または放射線を吸収する粒子を保持するためのビヒクル又はキャリヤ（担体）を含むことができる。また、印刷液体は、構築プラットフォーム５０４上の構築材料の溶融を抑制するディテーリング剤も含むことができる。印刷液体は、黒色、シアン、マゼンタ、及び黄色などのような色を含む着色剤を含むことができる。幾つかの例において、構築材料は一般に白色であることができるが、形成される際の３Ｄ物体は、灰色のような、白色以外の色であることができる。着色剤としての印刷液体は、外観上の理由および他の理由で塗布され得る。また、印刷液体は一般に、透明または薄い色合いであることができる。印刷液体は、有色素インク、及び特別に調製されたインクなどを含むことができる。最後に、既に述べたように、印刷液体は、結合剤または硬化剤などであることもできる。
【００８０】
３Ｄプリンタ５００は、液体カートリッジ受容部５４０及び５４２における印刷液体カートリッジから熱溶融モジュール５０２へ印刷液体を供給するために、プリンタ５００の内部に液体伝達システム５４４を含むことができる。特に、液体伝達システム５４４は、熱溶融モジュール５０２の印刷アセンブリに印刷液体を供給することができる。例において、印刷アセンブリは、構築プラットフォーム５０４上の構築材料上へ印刷液体を吐出するための印刷ノズルを有するプリントバーである。
【００８１】
液体伝達システム５４４は、液体伝達システム５４４の導管を通じて印刷液体を熱溶融モジュール５０２へ押し動かす又は輸送するための揚程または圧力差のような原動力を提供するために、少なくとも２個のポンプ５４６及び５４８を含むことができる。一例において、第１のポンプ５４６は、第１の液体カートリッジ受容部５４０における印刷液体カートリッジから印刷液体を受け取り、第２のポンプ５４８は、第２の液体カートリッジ受容部５４２における印刷液体カートリッジから印刷液体を受け取る。ポンプ５４６及び５４８は、容積型ポンプ又は遠心力ポンプ、又は他のタイプのポンプであることができる。
【００８２】
幾つかの例において、液体伝達システム５４４は、印刷液体を保持するために、リザーバのような容器を含むことができる。例えば、図示された例において、伝達システム５４４は、第１の液体カートリッジ受容部５４０における印刷液体カートリッジから利用可能にされた印刷液体を受け取るために第１の液体容器を含むことができる。伝達システム５４４は、第２の液体カートリッジ受容部５４２における印刷液体カートリッジから利用可能にされた印刷液体を受け取るために第２の液体容器を含むことができる。そうだとしたら、特定の例の場合、図示された第１のポンプ５４６は、２個のポンプ（第１の液体容器の一方の上流および第１の液体容器の他方の下流）を表すことができる。同様に、図示された第２のポンプ５４８は、２個のポンプ（第２の液体容器の一方の上流および第２の液体容器の他方の下流）を表すことができる。
【００８３】
図６は、３Ｄプリンタ６００であり、その３Ｄプリンタ６００は、その前部アクセスパネル６０２が開かれて、３Ｄプリンタ６００の内部を見ることができる状態で示されている。３Ｄプリンタ６００は、構築筐体６０４を含むことができる。構築筐体６０４は、３Ｄ物体６０８が、上述されたように新しい材料およびリサイクル材料の混合物からなる供給材料から形成される構築プラットフォーム６０６と関連付けられ得る。３Ｄプリンタ６００は、新しい材料を新しい材料カートリッジから３Ｄプリンタ６００へ構築材料として利用可能にするために新しい材料カートリッジを受容および保持する新しいカートリッジ受容部６１０を含むことができる。３Ｄプリンタ６００は、構築筐体６０４から回収された余分な材料を受け入れるためのリサイクル材料カートリッジを受容および保持するためにリサイクルカートリッジ受容部６１２を含むことができる。更に、リサイクルカートリッジ受容部６１２は、リサイクル材料をリサイクル材料カートリッジから３Ｄプリンタ６００へ３Ｄ印刷用の構築材料として利用可能にすることができる。更に、プリンタ６００は、内部リサイクル容器またはホッパが満杯であり、満杯の内部リサイクル容器からのリサイクル材料で充填されることができる空の又は部分的に空の材料カートリッジを挿入するようにユーザに命令する時を決定することができる。
【００８４】
特定の例において、新しいカートリッジ受容部６１０又は他の構成要素は、新しい材料カートリッジ内の新しい粉末材料の集塊を防止する、低減する、分解する又は取り除くために新しい材料カートリッジを回転させることができる。同様に、リサイクル材料カートリッジは、リサイクル材料カートリッジ内の粉末リサイクル材料の集塊を防止する又は低減するためにリサイクルカートリッジ受容部６１２において回転され得る。係る回転が利用される場合、一例において、新しい材料カートリッジ及びリサイクル材料カートリッジは、カートリッジが回転しながら充填または空にされ得る。一例において、プリンタ６００及びカートリッジ受容部６１０及び６１２は、集塊を低減するために材料カートリッジの回転を行わない。
【００８５】
３Ｄプリンタ６００は、新しいカートリッジ受容部６１０における新しい材料カートリッジから新しい材料を受け取るために、プリンタ６００の内部に新しい材料容器６１４を含むことができる。プリンタ６００は、リサイクルカートリッジ受容部６１２におけるリサイクル材料カートリッジからリサイクル材料を受け取るために、プリンタ６００の内部にリサイクル材料容器６１６を含むことができる。新しい材料容器６１４からの新しい材料およびリサイクル材料容器６１６からのリサイクル材料は、第１の輸送システム６２１に供給され得る。例えば、新しい材料は、新しい材料容器６１４から、例えば重力の助力によって、フィーダを介して第１の輸送システム６２１の導管に流れることができる。同様に、リサイクル材料は、供給材料容器６１６から、例えば重力の助力によって、フィーダを介して第１の輸送システム６２１の導管に流れることができる。各容器６１４及び６１６の固体放出部に配置された個々のフィーダは、ロータリバルブ、スクリューフィーダ、及びオーガーなどであることができる。
【００８６】
新しい材料およびリサイクル材料は、材料が第１の輸送システム６２１を介して移動する際に、インラインで混ざる又は混合することができる。一例において、バッフル又は静的ミキサーのような混合装置は、輸送導管においてインラインで利用される。別の例において、第１の輸送システム６２１は、混合装置を使用せずに混合を促進することができる比較的高い速度で材料が輸送される空気輸送システムである。新しい材料およびリサイクル材料の混合物６２０は、第１の輸送システム６２１を介して構築プラットフォーム６０６に供給され得る。
【００８７】
図６において、破線のボックスは、構築筐体６０４及び構築プラットフォーム６０６の上を関連して動作するように移動する構成要素を含む幾つかの構成要素を含むことができる熱溶融モジュール６２４を表現したものである。熱溶融モジュール６２４は一般に、構築プラットフォーム６０６上の構築材料にエネルギーを印加するためにエネルギー源を含むことができる。エネルギー源からのエネルギーは、３Ｄ物体６０８の層（単数または複数）を形成するために構築材料に印加され得る。特定の例において、構築プラットフォーム６０６の上のエネルギー源の移動、及びエネルギーの印加は、コンピュータ制御下で行われ得る。
【００８８】
また、熱溶融モジュール６２４は、構築プラットフォーム６０６上の構築材料上へ印刷液体を吐出するためにプリントバー６２５も含むことができる。幾つかの例において、プリントバー６２５は、印刷液体を吐出するためのノズルを有することができる。更に、プリントバー６２５は、印刷される３Ｄ物体６０８の各層を形成する際に、構築材料上の特定の箇所、ライン又は領域を溶融するために構築材料のこれら部分に印刷液体を吐出することができる。構築プラットフォーム６０６の上でのプリントバー６２５の移動および位置決め、及び印刷液体の吐出は、コンピュータ制御下で３Ｄモデルに従って行われ得る。
【００８９】
３Ｄプリンタ６００は、プリントバー６２５に印刷液体を供給するためにプリンタ６００の内部に又は当該プリンタ６００と一体化された印刷液体伝達システム６３６を含むことができる。印刷液体伝達システム６３６は、プリンタ６００に挿入された着脱可能な印刷液体カートリッジから印刷液体を受け取ることができる。例えば、プリンタ６００は、印刷液体カートリッジを保持するための液体カートリッジ受容部（例えば、スロット又はキャビティ）のアセンブリ６３８を含むことができる。実際には、アセンブリ６３８は、複数の液体カートリッジを受容するための複数の受容部を有することができる。伝達システム６３６は、印刷液体カートリッジを保持するための液体カートリッジ受容部を有するアセンブリ６３８へ挿入された印刷液体カートリッジから印刷液体を受け取ることができる。伝達システム６３８は、印刷液体カートリッジから印刷液体を受け取るために及び印刷液体を熱溶融モジュール６２４又はプリントバー６２５に供給するために、ポンプ、導管、容器またはリザーバ、及び他の構成要素を含むことができる。
【００９０】
図６に示された例において、３Ｄプリンタ６００は、ドア又はアクセスパネル６０２及び上面６２２を有する。実際には、プリンタ６００は一般に、プリンタ６００の構成要素を収容するための部分的または全体の筐体を有することができる。幾つかのプリンタ６００の構成要素は、容易に着脱可能または関連して動作するように着脱可能であることができる一方で、他のプリンタ６００の構成要素は、より静的であることができ、又は定期的に取り除かれないことが意図され得る。最後に、例えば、参照符号６１８及び６２０により示された導管は、第１の輸送システム６２１を介した材料または粉末の全般的な流れを表現したものである。材料の係る流れ及び第１の輸送システム６２１と関連付けられるプリンタ６００の導管（例えば、パイプ、チューブなど）、管継手、及びバルブは、幾つかの例において、プリンタ６００の内側に収容され得る。
【００９１】
余分な構築材料（例えば、凝固していない材料）は、構築筐体６０４から回収され得る。例えば、第２の輸送システム６２９が、余分な構築材料６２８を構築筐体６０４の底部（又は他の部分）から再利用容器６２６へ回収または輸送することができる。幾つかの例において、第２の輸送システム６２９は、余分な構築材料６２８を回収するために構築筐体６０４に真空を適用する。特定の例において、余分な材料６２８は、当該余分な材料が再利用容器６２６に入る前に、より大きな粒子、及び空気などを取り除くために、第２の輸送システム６２９の一部として、又は再利用容器６２６と関連付けられるものとして、フィルタリング、分離、又は他の処理を受けることができる。
【００９２】
第１の輸送システム６２１は、回収材料を、再利用容器６２６の底部における放出部から、リサイクル材料または再利用材料６１８として、リサイクルカートリッジ受容部６１２におけるリサイクル材料カートリッジへ又はリサイクル材料容器６１６へ移送することができる。幾つかの例において、再利用容器６２６は、第２のリサイクル容器として表示され得る。更に、又は再利用容器６２６が存在しない場合、構築筐体６０４から回収された余分な材料６２８は、第１の輸送システム６２１へ、例えば再利用材料６１８を輸送する第１の輸送システム６２１の導管（単数または複数）へ直接的に進むことができる。
【００９３】
構築ユニット処理モジュールは、構築筐体６０４及び構築プラットフォーム６０６を含む構築ユニットを包含する又は含むことができる。構築プラットフォーム６０６は、凝固していない粉末が構築プラットフォーム６０６を通って流れることを可能にするための開口（穴）を有することができる。更に、構築ユニット処理モジュールは、構築プラットフォーム６０６から余分な構築材料（例えば、凝固していない粉末）を取り除くために、ふるい、偏心質量または中心を外れた質量を有するモータのような振動源、エアーフロー装置、及び他の構成要素を含むことができる。構築プラットフォーム６０６上に配置された３Ｄ物体６０８は、余分な材料または粉末が構築筐体６０４から取り除かれた後に、加速的に冷えることができる。言い換えれば、３Ｄ物体６０８は、周囲の余分な構築材料が除去された状態で、より速く冷えることができる。このように、構築ユニット処理モジュールは、例えば、余分な構築材料を取り除くことにより、冷却プロセスを管理することができる。構築ユニット処理モジュールは、構築筐体６０４から余分な材料６２８の放出を行うことができる。
【００９４】
印刷ジョブの終わりに、及び余分な又は凝固していない材料または粉末の大部分または全てが構築筐体６０４から取り除かれた後に、構築筐体６０４は、３Ｄ物体６０８の外側に固い皮を付けられた部分的に凝固された粉末を有する３Ｄ物体６０８を含むことができる。特定の例において、この部分的に凝固された粉末は、構築ユニット処理モジュールの一部であることができるビードブラスター、ブラシ又は他のツールにより除去され得る。部分的に凝固された粉末は、構築筐体６０４から除去され得る。部分的に凝固された粉末は、構築筐体６０４において、又は３Ｄ物体が構築筐体６０４から取り除かれた後に、３Ｄ物体から除去され得る。
【００９５】
更に、幾つかの例において、プリンタ６００は、３Ｄ印刷済み物体回収区域を有することができる。実際には、ひとたび凝固していない粉末の一部または大部分が３Ｄ物体６０８から（及び構築筐体６０４から）取り除かれれば、３Ｄ物体６０８は、これらの例において、３Ｄ印刷済み物体回収区域を介して回収され得る。動作中、構築プラットフォーム６０６は、ユーザが３Ｄ物体６０８を回収することができるように、構築筐体６０４の上部の方へ回収区域まで、手動で又は自動的に、例えば下部のピストンを介して持ち上げられ得る。一例において、この３Ｄ印刷済み物体回収区域は、３Ｄプリンタ６００の上部開口または側部開口を通じてユーザ又は機械によりアクセスされ得る。開口は、３Ｄプリンタ６００の外側ハウジング又はケーシングを貫通することができる。幾つかの例において、当該区域は、３Ｄプリンタ６００の蓋または着脱可能な上部を持ち上げることによりアクセスされ得る。他の例において、３Ｄプリンタのドア（単数または複数）が、当該区域にアクセスするために開かれ得る。
【００９６】
回収区域は、何らかの残っている自由な構築材料または粉末を３Ｄ物体６０８から除去するための及び構築プラットフォーム６０６を清浄化するためのツールを含むことができる。また、３Ｄ印刷済み物体回収区域は、印刷済み３Ｄ物体を保管するためのコンテナ、当該区域を照明するための光源、及び印刷済み３Ｄ物体の回収中に、余分な構築材料が３Ｄプリンタ６００を出ることを防止または低減するためにエアーフローを提供するための装置なども含むことができる。
【００９７】
最後に、図６は、カートリッジ受容部６１０又は６１２へ挿入され得る材料カートリッジ６３４を示す。示されたようなカートリッジ６３４は、単なる例であり、上面６３２を有することができ、新しい材料またはリサイクル材料のような材料を収容または保持するためのコンテナ又はハウジング６３０を含む。特定の例において、上面６３２は、ユーザが材料カートリッジ６３４を持ち上げて、受容部６１０又は６１２に材料カートリッジ６３４を固定するために受容部６１０又は６１２へ材料カートリッジ６３４を挿入することを容易にするためのユーザインターフェースを有することができる。
【００９８】
図７は、３Ｄプリンタを動作させる方法７００である。ブロック７０２において、方法は、輸送システムを介して構築材料を粉末スプレッダ及び構築プラットフォームに移送することを含む。輸送システムは、特定の例において、空気輸送システムであることができる。移送される構築材料は、３Ｄプリンタに挿入されたリサイクル材料カートリッジから利用可能にされたリサイクル材料を含むことができる。更に、方法７００は、構築プラットフォームと関連付けられた構築筐体から回収された余分な構築材料をリサイクル材料カートリッジへ受け入れることを含むことができる。
【００９９】
輸送システムを介して粉末スプレッダに移送された構築材料は、３Ｄプリンタの新しい材料カートリッジから利用可能にされた新しい材料を含むことができる。リサイクル材料および新しい材料の移送は、新しい材料とリサイクル材料の所定の比率（例えば、重量比または体積比）を有する構築材料を供給することを含むことができる。一例において、所定の比率は、０．２から０．８の範囲内の重量比または体積比である。この範囲を超える比率が利用されてもよい。実際には、場合によっては、粉末スプレッダに移送された構築材料は、全て新しい材料（例えば、１の比率）または全てリサイクル材料（例えば、０の比率）であることができる。
【０１００】
更に、特定の例において、リサイクル材料の移送は、リサイクル材料カートリッジから、３Ｄプリンタのリサイクル材料容器へリサイクル材料を受け入れることを含むことができる。同様に、新しい材料を移送することは、新しい材料カートリッジから、３Ｄプリンタの新しい材料容器へ新しい材料を受け入れることを含むことができる。輸送システムは、リサイクル材料容器および新しい材料容器から、それぞれリサイクル材料および新しい材料を受け取ることができる。
【０１０１】
ブロック７０４において、方法は、粉末スプレッダを介して構築材料を構築プラットフォーム上に配置することを含み、当該構築材料は、新しい材料およびリサイクル材料を含む。ブロック７０６において、方法は、印刷液体カートリッジを３Ｄプリンタへ受け入れることを含む。幾つかの例において、３Ｄプリンタは、印刷液体カートリッジを受容する第１の印刷液体カートリッジ受容部、及び第２の印刷液体カートリッジを受容する第２の印刷液体カートリッジ受容部を含むことができる。
【０１０２】
ブロック７０８において、方法は、重力または３Ｄプリンタのポンプを介して、印刷液体を印刷液体カートリッジからプリントバーへ供給することを含む。ポンプが利用される場合、ポンプは、容積型ポンプ（例えば、隔膜ポンプ、歯車ポンプなど）又は他のタイプのポンプであることができる。ブロック７１０において、方法は、プリントバーを介して、構築プラットフォーム上の構築材料上へ印刷液体を吐出することを含む。印刷液体の吐出は、コンピュータ制御下でプリントバーを介して、構築プラットフォーム上の構築材料の選択された部分上へ印刷液体を吐出することを含むことができる。印刷液体は、溶融剤、硬化剤、結合剤、ディテーリング剤、着色剤、着色溶融剤、インク、顔料、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。最後に、方法７００は、構築プラットフォーム上の構築材料にエネルギーを印加すること、ひいては構築材料から３Ｄ物体を形成するために構築材料上へ吐出された印刷液体にエネルギーを印加することも含むことができる。
【０１０３】
図８は、３Ｄ物体を生成するために印刷液体および構築材料を受け取る３Ｄプリンタ８００である。構築材料は粉末であることができる。プリンタ８００は一般に、ハウジングを有することができ、印刷液体および構築材料のハンドリングのための構成要素をハウジングの内部に有する。プリンタ８００は蓋８０４及びドア又はアクセスパネル８０６を有する。蓋８０４の上面は、参照符号８０２により示される。
【０１０４】
プリンタ８００は、３Ｄ印刷用の印刷液体を受け取る及び供給するための印刷液体供給システム８０８を含む。当該供給システム８０８は、着脱可能な印刷液体カートリッジ８１２を受容および固定するためのカートリッジ受容部アセンブリ８１０を含む。当該供給システム８０８は、カートリッジ受容部アセンブリ８１０へ挿入された印刷液体カートリッジから収集された印刷液体を保持するための複数の容器またはリザーバを有するリザーバアセンブリ８１４を含む。当該容器は、印刷液体の供給能力またはサージ能力を提供することができる。印刷液体は、当該容器またはリザーバから、３Ｄ印刷に、例えば構築筐体および構築プラットフォーム上の印刷アセンブリ又はプリントバーに供給され得る。
【０１０５】
３Ｄプリンタ８００は、着脱可能な材料カートリッジ８１８を保持するための材料カートリッジ受容部８１６を含むことができる。プリンタ８００は、２個以上の材料カートリッジ受容部８１６を有することができる。材料カートリッジ受容部８１６は、材料を、３Ｄ印刷用（例えば、構築プラットフォーム用）の構築材料として、材料カートリッジ８１８から利用可能にすることができる。幾つかの例において、また、材料カートリッジ受容部８１６は、３Ｄ印刷から、例えば構築筐体から又は内部再利用材料容器から構築材料を材料カートリッジ８１８へ受け入れることもできる。
【０１０６】
また、プリンタ８００は、材料カートリッジ受容部８１６へ挿入された材料カートリッジ８１８から構築材料を受け取ることができる内部材料容器を有する隔室８２０も含むことができる。幾つかの例において、一方の内部容器は、新しい材料容器であることができ、他方の内部容器はリサイクル材料容器であることができる。特定の例において、また、プリンタ８００は、再利用材料容器または第２のリサイクル材料容器として内部容器を有する隔室８２２も含むことができる。隔室８２０及び８２２における内部材料容器の他の構成が適用可能である。更に、特定の例において、内部材料容器は、隔室８２０及び８２２に対するユーザアクセスを介して関連して動作するように着脱可能であることができる。
【０１０７】
最後に、図示された例において、プリンタ８００は、プリンタ８００のコンピューティングシステムと関連付けられたユーザ制御パネル８２４を含む。制御パネル８２４及びコンピューティングシステムは、プリンタ８００の制御機能を行うことができる。更に、３Ｄ印刷の際の３Ｄ物体の製造は、コンピュータ制御下で行われ得る。モデル及び自動制御は、積層製造および積層造形を容易にすることができる。モデルは、例えばコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデル、類似のモデル、又は他の電子データ源であることができる。コンピュータシステムは、ハードウェアプロセッサ及びメモリを有する。ハードウェアプロセッサは、マイクロプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＡＳＩＣ又は他の回路、及びプリンタ制御カード（単数または複数）などであることができる。プロセッサは、１つ又は複数のプロセッサであることができ、１つ又は複数のコアを含むことができる。メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及びキャッシュなどのような揮発性メモリを含むことができる。メモリは、ハードドライブ、及び読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などのような不揮発性メモリを含むことができる。コンピュータシステムは、メモリに格納されて、プリンタ８００の動作を管理するために及び本明細書で説明される様々な技術を容易にするためにプロセッサにより実行されるコード（例えば、命令、ロジックなど）を含むことができる。
【０１０８】
図９は、３Ｄプリンタ内に一体化された印刷液体供給システム９００である。供給システム９００は、液体カートリッジ９０２を保持するための液体カートリッジ受容部を含むことができる。図示された例において、供給システム９００は、貯蔵容器、及びリザーバなどであることができる容器９０４を含む。供給システム９００は、液体カートリッジ９０２から容器９０４に印刷液体を移送することを容易にするための第１のポンプ９０６を含む。供給システム９００は、容器９０４からの印刷液体を３Ｄプリンタの印刷アセンブリ９０８に供給することができる。供給システム９００は、容器９０４から印刷アセンブリ９０８に印刷液体を移送することを容易にするための第２のポンプ９１０を含むことができる。
【０１０９】
ポンプ９０６及び９１０は、容積型ポンプ、隔膜ポンプ、歯車ポンプ、遠心力ポンプ、及び軸流ポンプなどであることができる。特定の例において、ポンプ９０６及び９１０の一方または双方は、利用されなくてもよいが、代わりに印刷液体は、重力または他の原動力を介して供給される。更に、供給システム９００は、重力、或いは１つ又は複数のポンプ９０６及び９１０を介して印刷液体の移送または伝達を容易にするために、チューブ、パイプ及びチャネルのような導管を含み、関連する導管継手、及びバルブなども含む。
【０１１０】
図１０は、図８の印刷液体供給システム８０８の一例である。供給システム８０８は、着脱可能に印刷液体カートリッジ８１２を保持するためのカートリッジ受容部アセンブリ８１０を有する。カートリッジ受容部アセンブリ８１０は、複数の印刷液体カートリッジ８１２を固定するための複数の受容部スロットを含む。図示された例において、アセンブリ８１０は、７個の印刷液体カートリッジ８１２をそれぞれ保持するための７個の受容部スロットを含む。第１の行１００２は、４個の受容部スロット及び内部に挿入された関連する個々の印刷液体カートリッジ８１２を有する。第２の行１００４は、３個の受容部スロット及び内部に挿入された関連する個々の印刷液体カートリッジ８１２を有する。カートリッジ受容部アセンブリ８１０は、印刷液体カートリッジを保持するために７個より少ない又は７個より多い受容部スロットを有することができる。
【０１１１】
また、供給システム８０８は、印刷液体カートリッジ８１２から印刷液体を受け取るための容器１００６又はコンテナを有するリザーバアセンブリ８１４も含む。リザーバとしての容器１００６又はコンテナは、個々の印刷液体カートリッジ８１２に対応することができる。この例において、リザーバアセンブリ８１４の第１の行１００８は、４個の容器１００６を含む。第２の行１０１０は、３個の容器１００６を含む。一例において、各容器１００６は、蓋の付いたリザーバのタブ型容器であることができ、この場合、蓋がリザーバのタブ型容器に対してシールされている。供給システム８０８は、供給システム８０８及びそのアセンブリ８１０及び８１２を３Ｄプリンタ（例えば、図８の３Ｄプリンタ８００を参照）へ挿入して固定するためのブラケット１０１２又は他の結合装置を含むことができる。
【０１１２】
更に、供給システム８０８は、印刷液体の伝達のために、例えば供給システム８０８の後部１０１４に、ポンプ、他の機器、管継手、バルブ、ベント、及び導管などを含むことができる。一例において、ポンプは、容積型ポンプまたは隔膜ポンプである。供給システム８０８は、液体カートリッジ８１２から関連する容器１００６に印刷液体を移送することを容易にするために個別のポンプを含むことができる。更に、供給システム８０８は、容器１００６から３Ｄプリンタの印刷アセンブリに印刷液体を供給するために追加の個別のポンプを含むことができる。
【０１１３】
一例において、供給システム８０８は、印刷アセンブリのプリントバーにおいて導管マニホールドを含む。マニホールドは、プリントバーに印刷ノズルをプリントヘッド又はダイに印刷液体を分配することができる。異なるダイは、異なる個々の印刷液体を受け取ることができる。更に、特定の例において、容器１００６と印刷アセンブリとの間に関連して動作するように配置されたポンプ及び導管が、容器１００６とプリントバーとの間で液体を再循環することができる。
【０１１４】
更に、印刷液体供給システム８０８は、印刷アセンブリ、プリントバー又はプリントヘッドに対する印刷液体の入口圧力を調整するための１つ又は複数の圧力制御装置を有することができる。更に、リザーバ容器１００６は、リザーバ容器１００６内の印刷液体のレベル又は高さを示すためにレベルセンサを有することができる。印刷液体供給システム８０８は、追加の器具類または制御装置を利用することができる。
【０１１５】
印刷液体供給システム８０８は、レベルセンサと関連付けられた、及び印刷液体供給システム８０８の他の装置または機能と関連付けられたコントローラを有することができる。幾つかの例において、コントローラは、３Ｄプリンタのコンピュータシステムと連動することができる。コントローラは、プロセッサ、マイクロプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、プロセッサにより実行されるコードを格納するメモリ、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プリント基板（ＰＣＢ）、プリント回路アセンブリ（ＰＣＡ）、プリント板ユニット（ＰＣＢＡ）、プリンタコントローラカード、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は他のタイプの回路を含むことができる。ファームウェアが利用され得る。ファームウェアは、例えば読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）又はフラッシュメモリへプログラミングされたような、コントローラに埋め込まれたコードであることができる。ファームウェアは、コントローラハードウェア用の命令またはロジックであることができ、コントローラによる制御、監視、及びデータ操作などを容易にすることができる。一例において、コントローラは、ＰＣＡ又はＰＣＢＡである。更に、印刷液体カートリッジ８１２は、最初の印刷液体充填量、現在の印刷液体充填量、プリンタファミリ、及び他のデータに関するデータを格納するデータ記憶デバイス又はセキュリティチップを有することができる。
【０１１６】
図のように、液体カートリッジ受容部アセンブリ８１０は、各印刷液体カートリッジ８１２用の液体カートリッジ受容部を有する。同様に、幾つかの例において、リザーバアセンブリ８１４は、各印刷液体カートリッジ８１２から印刷液体を受け取るための個々の容器１００６を有する。かくして、例において、供給システム８０８は、３Ｄプリンタにより利用される印刷液体のタイプ毎に印刷液体カートリッジ８１２を受容し、利用される印刷液体のタイプ毎に関連するリザーバ容器１００６を有することができる。
【０１１７】
各カートリッジ８１２用（各印刷液体のタイプ用）の個々の容器１００６は、プリンタ８００が、構築を完了するために、例えば３Ｄ物体を形成することに関する印刷ジョブを完了するために適切な印刷液体容量を有することを容易にすることができる。容器１００６は、印刷液体用のリザーバとして機能することができ、それ故に個々の印刷液体カートリッジ８１２の印刷液体を使い果たした場合に３Ｄプリンタの動作を行うことができる。言い換えれば、幾つかの例においてリザーバ容器１００６を用いて、３Ｄ印刷は、印刷液体カートリッジ８１２が枯渇した場合に継続することができる。例えば、これらの例において、３Ｄ印刷は、空のカートリッジ８１２を満杯のカートリッジ８１２と交換する際に、中断または一時停止されない。実際には、その時間中、リザーバ容器１００６は印刷液体を供給することができる。
【０１１８】
更に、印刷ジョブの開始前に、ユーザは、カートリッジ受容部アセンブリ８１０のカートリッジ受容部へ印刷液体カートリッジ８１２を挿入することができ、３Ｄプリンタは、カートリッジ８１２を関連するリザーバ容器１００６に注ぐことができる。次いで、ユーザは、空のカートリッジ８１２を満杯のカートリッジ８１２と交換することができ、印刷ジョブ又は構築を開始することができる。
【０１１９】
幾つかの異なる印刷液体供給システム８０８が適用可能である。例えば、供給システム８０８は、冗長な印刷液体カートリッジ８１２を有することができる。供給システム８０８は、より少ない印刷液体容器１００６を有することができる、又は印刷液体容器１００６がなくてもよい。
【０１２０】
供給システム８０８は、直列に又は「デイジーチェーン接続された」容器１００６を含むより多くの印刷液体容器１００６を有することができる。例えば、２個の容器１００６が、印刷液体カートリッジ８１２から印刷液体を供給するために直列になることができる。例えば、当該直列において及び第２の容器より低い位置に配置されることができる第１の容器は、印刷液体カートリッジ８１２から印刷液体を受け取る。当該直列において、例えば印刷アセンブリのプリントバーより上の第１の容器より高い位置に配置され得る第２の容器は、第１の容器から印刷液体を受け取る。この例において、第２の容器は、印刷液体をプリントバーに放出する。係る一連の２個以上の印刷液体リザーバ容器１００６は、プリントバーに印刷液体を供給するためのポンピングの具現化形態を容易化することができる。
【０１２１】
図１１は、熱溶融システム１１０２、及び３Ｄ印刷の際に３Ｄ物体１１０６を形成するための構築プラットフォーム１１０４を有する３Ｄプリンタ１１００である。例において、前述の図面の説明において示されたように、熱溶融システム１１０２の大部分または全ては、構築プラットフォーム１１０４の上に配置され得る。更に、図示された本例において、プリンタ１１００は、着脱可能な印刷液体カートリッジを受容するために及び印刷液体カートリッジから熱溶融システム１１０２に印刷液体を供給するために印刷液体供給システム１１０８を有する。
【０１２２】
この例において、プリンタ１１００は、構築プラットフォーム１１０４と関連付けられた構築筐体１１１０を有する。特定の例において、構築プラットフォーム１１０４は、プリンタ１１００が構築筐体１１１０内で構築プラットフォーム１１０４を上げ下げできるように、ピストン（図示せず）上に存在することができる。幾つかの例において、プリンタ１１００は、構築プラットフォーム１１０４の上面が構築筐体１１１０上側部分に到達する又は構築筐体１１１０から外へ延びるように、ピストンを介して構築プラットフォーム１１０４を持ち上げることができる。
【０１２３】
更に、プリンタ１１００は、余分な構築材料または未溶融の粉末が構築プラットフォーム１１０４を通って流れる開口（穴）を有するように構築プラットフォーム１１０４を含む又は包含することができる構築ユニット処理モジュール１１１２を含む。処理モジュール１１１２は、３Ｄ物体１１０６を取り扱う及び未溶融粉末を処理するための構成要素１１１１４を含むことができる。構成要素１１１４は、未溶融粉末を処理するために、フィルタ、ふるい、分離装置、振動源、偏心質量を有するモータ、及びエアーフローを提供するための装置などであることができる。
【０１２４】
動作中、印刷ジョブの完了後、形成された３Ｄ物体１１０６及び周囲の構築材料は冷えることができる。３Ｄ物体１１０６は、未溶融粉末が構築筐体１１１０から取り除かれる際に加速的に冷えることができる。更に、形成された３Ｄ物体１１０６は、構築ユニット処理モジュール１１１２の構成要素１１１４の幾つかでもって処理され得る。例えば、余分な構築材料（例えば、未溶融粉末）が取り除かれた後、構築筐体１１１０内の印刷済み３Ｄ物体１１０６は、３Ｄ物体１１０６の外側に固い皮を付けた部分的に溶融した粉末を有するかもしれない。この部分的に溶融した粉末は、ビードブラスター、ブラシ又は他のツールのような構成要素１１１４を介して又は用いて取り除かれ得る。
【０１２５】
プリンタ１１１０は、３Ｄ印刷済み物体回収区域１１１６を有することができる。構築プラットフォーム１１０４は、手動で又は自動的に当該回収区域１１１６の方へ持ち上げられ得る。言い換えれば、構築プラットフォーム１１０４は、構築プラットフォーム１１０４上の印刷済み物体１１０６をユーザ又は機械に提供するために構築筐体１１１０の方へ及び構築筐体１１１０の上部に持ち上げられ得る。一例において、ユーザは、プリンタ１１００のハウジングの上面１１１８にある蓋を持ち上げることにより、当該回収区域１１１６にアクセスすることができる。別の例において、ハウジングの側部１１２０のドア又は開口部が、当該回収区域１１１６に対するアクセスを提供することができる。
【０１２６】
当該回収区域１１１６は、３Ｄ物体１１０６、及び例えば構築筐体１１１０を含む下にある構築区域を清浄化するために構成要素１１２２を含むことができる。構成要素１１２２は、印刷済み物体１１０６から構築材料または粉末を除去するための及び構築区域を清浄化するためのツールを含むことができる。構成要素１１２２は、プリンタ１１００により形成された又は形成されるべき印刷済み物体１１０６及び他の印刷済み３Ｄ物体を保管するためのコンテナを含むことができる。構成要素１１２２は、区域１１１６を照明するためのライト、印刷済み物体回収中にプリンタ１１００のハウジングから出るかもしれない構築材料の量を低減するようにエアーフローを提供するための空気装置またはファンのような他の機器を含むことができる。
【０１２７】
最後に、プリンタ１１００は、３Ｄ印刷用の構築材料を供給する及び３Ｄ印刷から材料を受け取るための材料カートリッジを保持するための一体型カートリッジ受容部１１２４を有することができる。プリンタ１１００は、２個以上のカートリッジ受容部１１２４を有することができる。プリンタ１１００は、構築材料を受け取る、貯蔵する及び供給するための、ホッパ又はコンテナのような一体型材料容器を更に含むことができる。
【０１２８】
図１２は、図８に示されたような、内部に挿入された印刷液体カートリッジ８１２を有する３Ｄプリンタ８００の印刷液体供給システム８０８のカートリッジ受容部アセンブリ８１０の一例である。図示された例において、カートリッジ受容部アセンブリ８１０は、７個の個別の印刷液体カートリッジを受容するための７個のスロットを有する。この例において、３Ｄプリンタ及びその印刷アセンブリは、挿入された印刷液体カートリッジ８１２に及びその上に示された文字列により示された印刷液体のタイプを利用する。しかしながら、３Ｄプリンタ及びカートリッジ受容部アセンブリ８１０は、他のタイプの印刷液体のために、及び７個より多い又は７個より少ないスロットを有するように構成され得る。更に、３Ｄプリンタは、例えば印刷液体カートリッジが空になる又はほぼ空になる際に、交換されるべきであることを示すために、１つ又は複数の受容された印刷液体カートリッジ用のインジケータ１２００を含むことができる。図示された例において、インジケータ１２００は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。他のタイプのインジケータ１２００が適用可能である。
【０１２９】
幾つかの例において、印刷液体は、構築材料の溶融を促進するための溶融剤を含むことができる。一例において、溶融剤は、構築材料の融解または溶融を促進するために近赤外線光を吸収する熱溶融剤である。溶融剤は、３Ｄプリンタの構築プラットフォーム上の構築材料の加熱および溶融を促進するための光のようなエネルギーを吸収するように調整され得る。溶融剤は、光または放射線を吸収する粒子を保持するためのビヒクル又はキャリヤを含むことができる。溶融剤は、構築材料の熱溶融を容易にすることに加えて又はその代わりに、構築材料との反応に依存することができる。
【０１３０】
また、印刷液体は、構築プラットフォーム上の構築材料の溶融を抑制するディテーリング剤も含むことができる。ディテーリング剤の幾つかの例は、水を含む。印刷液体は、黒色、シアン、マゼンタ、及び黄色などのような色を含む着色剤を含むことができる。また、着色剤は、着色溶融剤であることもできる。着色剤のような印刷液体は、外観上の理由および他の理由で塗布され得る。印刷液体は、顔料インク、及び特殊製法によるインクなどを含むことができる。最後に、印刷液体は、結合剤または硬化剤などであることもできる。
【０１３１】
要約すれば、例は、構築材料を３Ｄプリンタから材料カートリッジへ受け入れるために及び構築材料を材料カートリッジから利用可能にするために着脱可能な材料カートリッジを保持するための材料カートリッジ受容部を有する３Ｄプリンタを含む。構築材料は、プラスチック、ポリマー、金属、ガラス、セラミック又はそれらの任意の組み合わせを含む粉末を含むことができる。材料カートリッジは、構築材料を貯蔵するためのコンテナであることができる又は当該コンテナを有することができる。材料カートリッジ受容部は、キャビティ、レセプタクル、スロット、又はスリーブ、或いはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。一例において、材料カートリッジへ受け入れられる構築材料は、構築筐体から回収された余分な構築材料を含むことができる。３Ｄプリンタは、材料カートリッジから構築材料を受け取るための貯蔵容器を含むことができる。３Ｄプリンタは、貯蔵容器から構築材料アプリケータに構築材料を移送することを容易にするために、空気輸送システムのような輸送システムを有することができ、この場合、貯蔵容器および空気輸送システムは、３Ｄプリンタの内部にある。構築材料アプリケータは、構築材料を構築プラットフォームにわたって分散させることができる。実際には、３Ｄプリンタは、構築材料を受け取るために構築プラットフォームを有することができる。また、３Ｄプリンタは、構築プラットフォームと関連付けられた前述の構築筐体も有することができる。幾つかの例において、材料カートリッジ受容部は、リサイクルカートリッジ受容部であることができ、この場合、材料カートリッジは、リサイクル材料を構築材料として利用可能にするためのリサイクル材料カートリッジである。そうだとしたら、３Ｄプリンタは、新しい材料カートリッジからの新しい材料を構築材料として利用可能にするために新しい材料カートリッジを保持するための新しい材料カートリッジ受容部を更に含むことができる。特定の例において、３Ｄプリンタは、リサイクル材料および新しい材料を含む構築材料を構築プラットフォームに供給する。特定の例において、構築プラットフォームに対するこの構築材料の供給は、新しい材料とリサイクル材料の重量または体積に基づいた所定の比率を有することができる。一例において、所定の比率は、０．２〜０．８の範囲内である。この範囲を超える所定の比率が適用可能である。３Ｄプリンタは、新しいカートリッジ受容部における新しい材料カートリッジから新しい材料を受け取るための新しい材料容器、及びリサイクルカートリッジ受容部におけるリサイクル材料カートリッジからリサイクル材料を受け取るためのリサイクル材料容器を有することができる。
【０１３２】
３Ｄプリンタは、構築材料から３Ｄ物体を形成するために３Ｄプリンタの構築プラットフォーム上の構築材料の選択された部分上に印刷液体を吐出するための印刷アセンブリを含む。印刷アセンブリは、印刷液体を吐出するためのノズルを有するプリントバーである又は当該プリントバーを含む。３Ｄプリンタは、印刷アセンブリのために印刷液体を液体カートリッジから利用可能にするために着脱可能な液体カートリッジを保持するための液体カートリッジ受容部を含む。プリンタは、印刷液体を印刷アセンブリに供給するためのポンプを含む伝達システムを含む。特定の例において、伝達システムは、液体カートリッジ受容部における液体カートリッジからの印刷液体を印刷アセンブリに供給する。ポンプは、容積型ポンプ又は他のタイプのポンプであることができる。伝達システムは、印刷液体用のリザーバ容器を含むことができる。印刷液体は、熱溶融剤、溶融剤、硬化剤、結合剤、ディテーリング剤、着色剤、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。３Ｄプリンタは、構築プラットフォーム上の構築材料にエネルギーを印加するためのエネルギー源を含むことができ、それ故に、構築材料の選択された部分上に吐出された印刷液体にエネルギーを印加して、３Ｄ物体を形成することができる。３Ｄプリンタは、３Ｄ物体を形成するために、構築プラットフォーム上の構築材料の選択された部分の逐次の層を溶融することができる。最後に、液体カートリッジ受容部は、第１の印刷液体を含む印刷液体を液体カートリッジから利用可能にするための第１の液体カートリッジ受容部であることができる。そうだとしたら、３Ｄプリンタは、第２の印刷液体を含む印刷液体を第２の液体カートリッジから利用可能にするために着脱可能な第２の液体カートリッジを保持するための第２の液体カートリッジ受容部を更に含むことができ、第２の印刷液体は第１の印刷液体と異なる。
【０１３３】
別の例は、３Ｄプリンタの構築プラットフォームにわたって構築材料を分散させるための構築材料アプリケータを有する３Ｄプリンタを含む。３Ｄプリンタは、構築材料を３Ｄプリンタから着脱可能な材料カートリッジへ受け入れるために、及び構築材料アプリケータ及び構築プラットフォームのために、構築材料を着脱可能な材料カートリッジから利用可能にするために着脱可能な材料カートリッジを保持するための材料カートリッジ受容部を有する。プリンタは、２個以上の材料カートリッジ受容部を有することができる。更に、構築材料アプリケータ及び構築プラットフォームに供給される構築材料は、新しい材料およびリサイクル材料を含むことができる。更に、３Ｄプリンタは、構築プラットフォーム上の構築材料から３Ｄ物体を形成するために、構築プラットフォーム上の構築材料上へ印刷液体を吐出するための熱溶融システムを含む。幾つかの例において、印刷液体は、溶融剤、ディテーリング剤、着色剤、着色溶融剤、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。特定の例において、熱溶融システムは、印刷液体を吐出するためのプリントバーを含む。また、熱溶融システムは、構築材料にエネルギーを印加する、ひいては構築プラットフォーム上に３Ｄ物体を形成するために構築材料上へ吐出された印刷液体にエネルギーを印加するエネルギー源も含むことができる。例において、熱溶融システムは、３Ｄ物体を形成するために構築プラットフォーム上の構築材料の逐次の層の部分を選択的に溶融する。
【０１３４】
３Ｄプリンタは、熱溶融システムのために印刷液体を印刷液体カートリッジから利用可能にする着脱可能な印刷液体カートリッジを保持するための印刷液体カートリッジ受容部を有する。一具現化形態において、３Ｄプリンタは、熱溶融システムのために、第２の印刷液体を含む印刷液体を第２の印刷液体カートリッジから利用可能にするために着脱可能な第２の印刷液体カートリッジを保持するための第２の印刷液体カートリッジ受容部を有することができ、この場合、この例示的な具現化形態における第１の印刷液体は、溶融を促進するための溶融剤を含み、第２の印刷液体は溶融を抑制するためのディテーリング剤を含む。更に、３Ｄプリンタは、印刷液体を熱溶融システムに移送するための、ポンプ及びリザーバ容器を含む印刷液体伝達システムを有する。一例において、リザーバ容器は、リザーバ容器内の印刷液体のレベルを示すためのセンサを有する。特定の例において、ポンプは、隔膜ポンプ又は歯車ポンプのような容積型ポンプ、又は他のタイプの容積型ポンプである。他の例において、ポンプは、遠心力ポンプ又は軸流ポンプなどであることができる。更に他の例において、印刷液体伝達システムは、ポンプを利用しないが、代わりに印刷液体を液体カートリッジから印刷アセンブリに移送するために重力または他の原動力に依存する。また、印刷液体供給システムは、リザーバ容器を利用しなくてもよいが、例えば印刷液体の同じタイプの冗長な印刷液体カートリッジを収容することができる。他の例において、リザーバ容器は、液体カートリッジ受容部における液体カートリッジからの印刷液体を印刷アセンブリに供給するために直列の２個のリザーバ容器であることができる。
【０１３５】
本技術は、様々な変更形態および代替形態の影響を受けやすいが、上述された例は、一例として示された。理解されるべきは、本技術は、本明細書に開示された特定の例に制限されることが意図されていない。実際には、本技術は、本技術の範囲内に入る全ての代替案、変更態様、及び等価物を含む。
【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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