(57)【要約】  ３Ｄプリンタがチャンバを有し、チャンバは、入口を通して液体又は固体のプリント材料を得るように、構成されている。チャンバは１つの面に流出開口部を有し、チャンバに螺旋ウォームコンベアが対応づけられており、螺旋ウォームコンベアは、螺旋ウォームコンベア又はチャンバが駆動装置と結合されることによって、入口からチャンバへ達するプリント材料を流出開口部へ供給するように、構成されており、駆動装置は、螺旋ウォームコンベア又はチャンバを回転させて、螺旋ウォームコンベアがチャンバの面から間隔をもってかつそれに対して回転するように、構成されている。螺旋ウォームコンベアが少なくとも１つの移送路と少なくとも１つの搬出移送路を有し、移送路は、プリント材料を径方向外側に位置する入口領域と径方向内側に位置する出口領域との間で出口領域へ向かって移送するように、構成されており、搬出移送路は、プリント材料及びその中に存在するガスを少なくとも出口領域の径方向外側の端縁ゾーンのセクションから離れるように移送するように、配置されかつ構成されている。
2020520316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄプリントヘッド（１００）であって、
−チャンバ（１１０）を有し、前記チャンバが、入口（１１４）を通して液状又は固体のプリント材料（ＤＭ）を得るように、構成されており、
−前記チャンバ（１１０）が、１つの面（１１６）に流出開口部（１２０）を有し、
−前記チャンバ（１１０）に螺旋ウォームコンベア（１３０）が対応づけられており、前記螺旋ウォームコンベアは、前記螺旋ウォームコンベア（１３０）又は前記チャンバ（１１０）が駆動装置（１３２）と結合されることによって、前記入口から前記チャンバ内へ達したプリント材料を前記流出開口部へ供給するように、構成されており、前記駆動装置が、前記螺旋ウォームコンベア又は前記チャンバを回転させて、螺旋ウォームコンベアが前記チャンバの前記面から距離をおいてかつ前記チャンバに対して回転するように、構成されており、
−前記螺旋ウォームコンベアが、
少なくとも１つの移送路（１３６）を有し、前記移送路が、プリント材料（ＤＭ）を径方向外側に位置する入口領域（１４０）と径方向内側に位置する出口領域（１４２）との間で、この出口領域へ向かって移送するように、構成されており、
少なくとも１つの搬出移送路（１４４）を有し、前記搬出移送路が、プリント材料（ＤＭ）及びその中に封入されているガス（Ｇ）を、前記移送路（１３６）の径方向内側に位置する端縁ゾーン（１４６）の少なくとも１つのセクションから離れるように移送するように、配置されかつ構成されている、
３Ｄプリントヘッド。
【請求項２】
前記螺旋ウォームコンベア及び前記チャンバが次のように、すなわち互いに対して回転して、前記プリント材料内に含まれるガス封入物が、前記出口領域の内部へ達する前に、少なくとも前記移送路の径方向内側に位置する前記端縁ゾーンから前記搬出移送路を通して搬出されるように、構成されており、かつ、それによって前記螺旋ウォームコンベアが、主としてほぼガスなしのプリント材料を前記出口領域の内部へ、そしてそこから前記チャンバの前記流出開口部へ移送する、請求項１に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項３】
−前記螺旋ウォームコンベアが、前記流出開口部を有する前記チャンバの前記面へ向いた、ほぼ円形の端面を有し、かつ／又は、
−前記端面が中心を有し、前記中心が前記チャンバの前記面内の前記流出開口部とほぼ整合し、かつ／又は、
−前記螺旋ウォームコンベアの前記端面が、前記チャンバの前記面に対してほぼ平行に配置されており、かつ、前記螺旋ウォームコンベアの径方向内側に位置する前記出口領域が、前記流出開口部に対して距離をおいてかつその近傍で回転するように、方向付けされている、
請求項１又は２に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項４】
−前記移送路内への径方向外側に位置する入口領域が、前記端面についての上面視においてほぼ円形の扇形形状を有する、側方切断部によって形成されており、かつ／又は、
−前記入口領域の、前記移送路の前記入口から離れた側において、前記螺旋ウォームコンベアが、前記移送路及び／又は前記搬出移送路の境界を定める終端側の壁を有しており、前記壁の外側端部がその内側端部に対して、前記端面についての上面視において、前記螺旋ウォームコンベアの回転方向において、先行しており、かつ／又は、
−この壁が、前記移送路内で案内されるプリント材料を、前記螺旋ウォームコンベアの前記中心に位置する前記出口領域へ案内し、かつ／又は、
−この壁が、前記搬出移送路を越えて内側へ向かって張り出す距離だけ延びており、かつ／又は、
−この壁が同様に、前記プリント材料を前記搬出移送路に対して横方向において前記搬出移送路の下方にかつ／又はその中へ案内する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項５】
−前記出口領域が、前記螺旋ウォームコンベアの前記中心長手軸に対して少なくともほぼ同軸に方向づけされかつ前記出口領域を包囲する、リング壁を有しており、
−前記リング壁は、前記壁が前記移送路から前記出口領域へ達する箇所において、開口を有しており、かつ／又は、
−前記開口は、プリント材料が前記移送路から、前記搬出移送路を通過して、前記開口を通して、前記螺旋ウォームコンベアの中心に位置する前記出口領域へ達することができるように、構成されている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項６】
−前記螺旋ウォームコンベアの、前記流出開口部を向いた前記端面が、その周面に前記中心長手軸に対して少なくともほぼ同軸に方向づけされたカラーを有しており、そのカラーが前記移送路の境界を径方向外側へ向かって定め、かつ／又は、
−前記カラーが自由な下方の端縁を有し、前記端縁が、前記流出開口部を備えた前記チャンバの前記面へ向かって前記螺旋ウォームコンベアの前記端面の境界を定め、かつ／又は、
−前記移送路が、前記中心長手軸を少なくとも部分的にまわって延びる天井面を有し、かつ／又は、
−前記移送路の前記天井面が、前記チャンバの前記面から離れた側において、前記移送路の境界を定め、かつ／又は、
−前記移送路が、前記チャンバの前記面へ向かって少なくとも部分的に開放されており、かつ／又は、
−前記移送路の前記天井面が、前記螺旋ウォームコンベアの前記中心長手軸に対して９０°プラス／マイナス２５°までの角度で方向付けされている、
請求項１から５のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項７】
−前記搬出移送路が、前記移送路の前記天井面に比して、前記螺旋ウォームコンベアの前記端面からより離れた距離に位置する天井面を備えており、かつ／又は、
−前記搬出移送路の少なくとも１つのセクションが、前記移送路のセクションに比して、さらに径方向内側に位置しており、かつ／又は、
−前記搬出移送路と前記出口領域とが次のように、すなわち、前記搬出移送路が前記プリント材料に第１の流れ抵抗を提供し、前記出口領域が前記プリント材料に第２の流れ抵抗を提供するように、寸法設計されかつ構成されており、前記第１の流れ抵抗が前記第２の流れ抵抗よりも小さく、かつ、前記出口領域の前記第２の流れ抵抗の大きさは、前記螺旋ウォームコンベアが前記チャンバに対して相対回動する場合に、充分にプリント材料が前記流出開口部へ向かって前記出口領域内へ流入するように、小さい、
請求項１から６のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項８】
−前記移送路の少なくとも１つのセクションが、前記搬出移送路を少なくとも部分的に前記螺旋ウォームコンベアの周方向に包囲し、かつ／又は、
−前記搬出移送路が、前記螺旋ウォームコンベアの中心に位置する前記出口領域を包囲し、かつ／又は、
−プリント材料及び含まれているガスを前記搬出移送路から離れるように移送するために、前記搬出移送路が前記移送路の入口まで又はそれを越えて延びており、かつ／又は、
−前記搬出移送路が、その延びに沿ってその天井面内に少なくとも１つの開口部を有しており、前記開口部が、プリント材料及び含まれているガスを前記搬出移送路から逃がすことを可能にするように、構成されている、
請求項１から７のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッドを有する、３Ｄプリンタであって、前記３Ｄプリントヘッドが、プリント製品のための収容部に対して、少なくとも１つの幾何学的な軸線に沿って移動され、前記３Ｄプリンタに制御装置が対応づけられており、前記制御装置が次のように、すなわち、少なくとも１つの軸駆動装置を用いて３Ｄプリントヘッドを収容部に対して移動させ、かつ／又は、前記螺旋ウォームコンベア用の駆動装置を用いて、前記チャンバに対して前記流出開口部からプリント材料を管理して前記収容部へ放出するように、構成されている、３Ｄプリンタ。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッドを有する、３Ｄプリンタを駆動する方法であって、以下のステップを有する：
−１つの面に流出開口部を有するチャンバを準備し；
−螺旋ウォームコンベアを前記チャンバに対応づけ、
−前記螺旋ウォームコンベアに少なくとも１つの移送路と少なくとも１つの搬出移送路とを設け、
−チャンバに液体又は固体のプリント材料を装填し、
−前記螺旋ウォームコンベアの長手中心軸を中心に、前記チャンバに対する前記螺旋ウォームコンベアの相対回転をもたらし、前記螺旋ウォームコンベアの端面が前記面から間隔をもって配置され、
−前記移送路を用いて径方向外側に位置する入口領域と径方向内側に位置する出口領域との間でプリント材料を移送し、
−プリント材料を、その中に存在するガスと共に、前記出口領域の径方向外側の端縁ゾーンの少なくとも１つのセクションから離れるように移送する、
３Ｄプリンタを駆動する方法。
【請求項１１】
前記チャンバに対する前記螺旋ウォームコンベアの相対回転が次のように、すなわち、前記プリント材料内に存在するガス封入物が前記出口領域の内部へ達する前に、この種のガス封入物が、少なくとも前記出口領域の径方向外側の前記端縁ゾーンから前記搬出移送路内へ離れるように移送されるように、もたらされ、したがって、前記螺旋ウォームコンベアが、主としてほぼガスなしのプリント材料を前記出口領域の内部へ、そしてそこから前記チャンバの流出開口部へ移送する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
−請求項１から９のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッドを有する３Ｄプリンタを用いて、かつ／又は、
−請求項１０又は１１のいずれか１項に記載の方法を用いて、
得られる３Ｄプリント製品（ＤＥ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
３Ｄプリンタ、この種の３Ｄプリンタ内で使用するための３Ｄプリントヘッド、この種の３Ｄプリンタを駆動する方法及びこの種の３Ｄプリンタによって形成されたプリント製品が本明細書において開示される。この３Ｄプリンタは、プリント材料として、顆粒状、粉末状又は液状のプラスチック又は２つ又はそれ以上に分かれるプラスチック系（サーモプラスト、エポキシド、アクリレート、ポリラクチド、アクリルエステル−スチロール−アクリルニトリル、ポリメチルメタアクリレート、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はグリコール改質されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、アクリルニトリル−ブタジエン−スチロール共重合体（ＡＢＳ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリスチロール（ＰＳ）、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）又はそれらの派生物など）、そしてまた低溶融の金属又は金属合金を加工するように、構成されている。また、液状の、又は、光若しくは熱に反応するプラスチックを、ここに開示されるプリントヘッドによって放出して、プリントヘッドに対応づけられた光源又は熱源によって硬化させることも、可能である。ここに開示される３Ｄプリンタ内で、プリント媒体に材料特性（密度［ｇ／ｃｍ3］、Ｅモジュール［ＭＰａ］、伸張度［％］、抗張力［ＭＰａ］、融点［℃］など）を調節するために、テキスタイル材料、ガラス、炭素、金属などからなる粒子又は繊維のような、混和剤を添加することができる。それについての詳細は、請求項内で定義されている；しかし、明細書及び図面は、方法及び装置コンポーネントの構造についての、機能方法についての、及び、変形例についての、関連する記載を含んでいる。
【背景技術】
【０００２】
米国特許出願公開第２０１２／０２３７６３１号明細書は、顆粒を供給される３Ｄプリンタのウォーム供給システムに関する。プリントヘッドから供給すべき顆粒への熱伝達の調整が難しいことによって、顆粒がプリントヘッドの供給通路内又は供給ウォーム内で貼り付くことがあり、それによってプリント材料がプリントヘッド内へ不均一に投入されて、不均一なままでプリントヘッドから流出する。これが、プリント製品の構造を損なう。というのは、形成された層が不均一な層厚又は望ましくない中断を有することがあるからである。
【０００３】
他の技術的背景を示すのが、米国特許第５６５６２３０号明細書（Khoshevis）と米国特許出願公開第２００２／１１３３３１号明細書（Zhang）である。
【０００４】
国際公開第２０１６／０２０１５０号（Stubenruss）は、顆粒粒子及び／又は液体を供給される３Ｄプリントヘッドのための顆粒粒子／液体調節装置に関する。このシステムは、高い材料排出（単位時間あたりのプリント材料の体積）において、きわめて高い精度と均一な層厚とを有する、様々な材料と混和剤からなる高品質のプリント製品を提供する。そのために、そこに開示されている３Ｄプリントヘッドは、（底）面を備えたチャンバを有しており、その面内に流出開口部が設けられている。チャンバ内には螺旋ウォームコンベアが配置されており、それがプリント材料を流出開口部へ供給する。力発生器が螺旋ウォームコンベアをその面の方向へ押しやり、螺旋ウォームコンベアと面の間の間隔は、供給すべきプリント材料の圧力によって調節可能である。
【０００５】
面と螺旋ウォームコンベアとの間の相対的な回転速度は、プリント材料の圧力に従って調節可能である。この配置が、顆粒粒子又は液体を、供給通路を通して、流出開口部を有するプレートを備えたチャンバ内へ案内する。流出開口部を通して、顆粒又は液体から得られた、溶融された又は液状のプリント材料が流出することができる。プリント材料は再び、チャンバ流出開口部の方向へ案内され、又は、プリント材料は、螺旋ウォームコンベアがプレートに対して回転することによって、流出開口部とは逆の方向に移動され、プリント材料の圧力が高すぎる場合には、螺旋ウォームコンベアは作用する力に抗して持ち上がって、螺旋ウォームコンベアの有効性を減少させる。
【０００６】
顆粒若しくは粉末の形状のプリント材料を加工する場合、又は、プラスチック液を使用する場合も、材料内には、プリント材料へ供給される保護ガス、化学的な反応ガス（たとえばマルチ成分プラスチックシステムの場合）、空気、蒸発した水分などの形状のガスが存在する。このガスは、放出されるプリント材料の均一性とそれに伴ってプリント製品の品質をネガティブに損なうことがあり得る。
【０００７】
国際公開第９７／１９７９８号は、支持体部材上に硬化可能な材料の複数の層をパターンに従ってシーケンシャルに載置することによって３次元の実体的な対象を形成する装置に関する。この装置は、押し出された材料を供給するノズル、入口と出口を備えたポンプを有しており、出口がノズルと流体接続しており、かつ硬化可能な材料の、圧力を供給された流れが液体の状態でノズルへ供給される。ポンプと結合された駆動装置がポンプに、ノズルへ可変の圧力供給高さと硬化可能な材料の流れ率とを提供する能力を与える。圧力供給段階は、硬化可能な材料を液体の状態でかつ所定の中間圧力においてポンプの入口へ供給するための、その入口と接続された出口を有している。この中間圧力は、すべての機能的な圧力供給高さ及びポンプの流れ率のために、ポンプを連続的に駆動するために硬化可能な材料の連続的な量が入口へ供給されることを、保証しなければならない。すなわちノズルへの、そしてそれを通る、硬化可能な材料の中断されない流れが保証されなければならない。硬化可能な材料は、圧力供給段階へ固体として供給される。圧力供給段階は、固体を収容してそれを加熱するための導管を有しており、それによって固体が硬化可能な材料の液状の状態へ移行する。推進装置が固体を、硬化可能な材料の液状の状態へ、所定の中間圧力になるように圧力を供給するための導管内へ移動させる。
【０００８】
この配置において、特にガス発生をコントロールするために、圧力供給は少なくとも２つの段階で行われる。国際公開第９７／１９７９８号においては、多くの押し出し材料が押し出し成形機によるその移送の間にガスを遊離させることが、認識された。やや吸湿性である熱可塑性ポリマーは、その溶融温度へ加熱する場合に水蒸気を遊離させる。他の遊離するガスは、軟化剤、モノマー及び酸化生成物であり得る。押し出し成形機の圧力部分内のガスは、押し出し成形機の圧力敏捷性を低下させる。したがって国際公開第９７／１９７９８号の配置においては、フル圧力にされる押し出し材料の体積は、できる限り小さく抑えられる。
【０００９】
そのために、国際公開第９７／１９７９８号において押し出し成形機によって実施される圧力供給プロセスは、２つ以上の段階に分割される。国際公開第９７／１９７９８号の配置において、押し出し成形機の第１の段階において発生したガスは、まだ比較的低い圧力において、第１の段階の出口で分離される。変形例においては、予熱器内で液状の押し出し材料から発生したガスは、接続通路内で押し出し材料から分離されて、第２の圧力供給段への入口に設けられた回転シールを介して押し出し成形機から出てゆく。
【００１０】
国際公開第９７／１９７９８号によれば、第２の圧力供給段階として、円錐状の粘性ポンプ（米国特許第５３１２２２４号明細書も参照）が設けられている。ここでは、液状の押し出し材料が接続通路から回転する排除器へ供給され、その排除器を回転数可変のモータがスリーブ内で回転させ、それによって液状の押し出し材料がノズルと開口部へ向かい、そしてそこから押し出される。第１の段階は、ポンプが高粘性の押し出し材料と共に使用される場合に、ポンプの入口におけるライニング又は空洞化を阻止する。他の第２の段階は、歯車ポンプ、振動ピストンポンプ、回転スライダポンプ、シングル及びダブルスクリューポンプなどを有している。
【００１１】
国際公開第９７／１９７９８号によれば、典型的な押し出し材料デポジション率は、時間あたり０．１と１０ｉｎ3の間（１．６４ｃｍ3から１６４ｃｍ3まで）となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０２３７６３１号明細書
【特許文献２】米国特許第５６５６２３０号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００２／１１３３３１号明細書
【特許文献４】国際公開第２０１６／０２０１５０号
【特許文献５】国際公開第９７／１９７９８号
【特許文献６】米国特許第５３１２２２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
３Ｄプリントヘッドは、様々な品質、変動する水分含有量、ガス成分などを有するプリント材料であっても、一定の高い品質を有するプリント製品に加工できなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そのために３Ｄプリントヘッドには、ここに開示されかつ請求項１内で定義される機能及び形態を有するウォームコンベアが設けられる。
【００１５】
特に３Ｄプリントヘッドはチャンバを有し、チャンバは、入口を通して液体又は固体のプリント材料を得るように、構成されており、チャンバは１つの面に流出開口部を有しており、チャンバに螺旋ウォームコンベアが対応づけられており、螺旋ウォームコンベアが、螺旋ウォームコンベアが駆動装置と結合されることによって、入口からチャンバ内へ達するプリント材料を流出開口部へ供給するように、構成されており、駆動装置は、螺旋ウォームコンベアを螺旋ウォームコンベアの移送方向において面から間隔をおいてかつ面に対して回転させるように、構成されており、螺旋ウォームコンベアは少なくとも１つの移送路と少なくとも１つの搬出移送路とを有しており、移送路は、径方向外側に位置する入口領域と径方向内側に位置する出口領域との間でプリント材料を出口領域へ移送するように、構成されており、搬出移送路は、プリント材料及びその中に存在するガスを移送路の径方向内側の端縁ゾーンのセクションから離れるように移送するように、構成されている。
【００１６】
ここに提示される３Ｄプリントヘッドは、３Ｄプリントヘッドのチャンバ内へ供給される材料はガスを含んでいることがあり得る、又は、加熱若しくは化学反応に基づいてガスを形成することがあり得る、という認識に基づいている。このガスは、チャンバの流出開口部から流出する前に、ウォームコンベア内へ達して、そこで、ウォームコンベアの壁によって囲まれて、集まることがあり得る。このガス封入物は、ウォームコンベア内にあるプリント材料内で合体して１つ又は複数のより大きい気泡になることがあり得る。チャンバ流出開口部を通るウォームコンベアからのプリント材料の体積流は、３Ｄプリントプロセスの間、比較的小さい。プリント材料内にあるこの種の気泡が、チャンバ流出開口部の前の領域内へ達した場合に、この気泡がチャンバ流出開口部へのプリント材料の供給を妨げる。プリントプロセスが乱される。というのは、気泡がチャンバ流出開口部の領域内に留まる間、流出開口部を通るプリント材料がいつもより少なくなる又は全くなくなる。この状況にできる限り効率的に対処するために、ウォームコンベアのここで提示される好ましい形態は、ウォームコンベアがガス封入物を逃がすことによって、できる限りその移送出力を失わないことに、寄与する。これの基礎となる認識は、移送路内で気泡が存在する箇所においては、ウォームコンベアはチャンバ流出開口部の方向に送りを又はそれ以上の送りを行うことができないということである。それによってチャンバ流出開口部からのプリント材料の材料流が損なわれ、極端な場合においては、機能が止まってしまう。ガス封入物によって非常に大きい圧力降下がもたらされ、それによってウォームコンベアは流出開口部を有するチャンバ面からもはや持ち上がらなくなってしまう。最悪の場合においては、チャンバ流出開口部からもはや材料は流出しない。３Ｄプリントヘッドの制御装置が、この障害を認識し又はそれに反応するのはきわめて困難である。プリント製品は、このようにして欠陥箇所を有することになり、使えなくなってしまう。
【００１７】
３Ｄプリントヘッドのここに開示される配置によって、螺旋ウォームコンベアとチャンバを互いに対して回転させて、プリント材料内にあるガス封入物を、それが出口領域の内部へ達する前に、少なくとも移送路の径方向内側の端縁ゾーンから搬出移送路を通して離れるように移送することが、可能である。すなわち螺旋ウォームコンベアは、主としてほぼガスのないプリント材料を出口領域の内部へ、そしてそこからチャンバ流出開口部へ移送する。したがってチャンバ流出開口部からの材料流内の中断は、効果的に減少される又は阻止される。
【００１８】
螺旋ウォームコンベアは、ここに開示される３Ｄプリントヘッドの変形例において、流出開口部を有するチャンバの面へ向いたほぼ円形の端面を有している。代替的又は付加的に、端面が中心を有し、その中心が、チャンバの面内の流出開口部とほぼ整合する。代替的又は付加的に、螺旋ウォームコンベアの端面がチャンバの面に対してほぼ平行に（３０°までの角度で）配置されており、かつ、螺旋ウォームコンベアの径方向内側に位置する出口領域が、流出開口部に対して距離をおいてかつその近傍で回転するように、方向付けされている。
【００１９】
螺旋ウォームコンベアは、ここに開示される３Ｄプリントヘッドの配置の変形例において、径方向外側に位置する、移送路内への入口領域を有しており、入口領域は、端面についての上面視においてほぼ円形の扇形形状を有する、側方切断部によって形成されている。代替的又は付加的に、螺旋ウォームコンベアは入口領域の、移送路の入口から離れた側に、移送路及び／又は搬出移送路の境界を定める終端側の壁を有しており、その壁の外側端部が、端面についての上面視において、螺旋ウォームコンベアの回転方向（チャンバに対する）において、その内側端部に先行する。代替的又は付加的に、この壁は、移送路内で案内されるプリント材料を、螺旋ウォームコンベアの中心に位置する出口領域へ案内する。代替的又は付加的に、この壁は、搬出移送路を越えて内側へ張り出す距離で延びている。代替的又は付加的に、この壁はまた、プリント材料を、搬出移送路に対して横方向に搬出移送路の下方にかつ／又はその中へ案内する。
【００２０】
螺旋ウォームコンベアは、ここに開示される３Ｄプリントヘッドの配置の変形例において、出口領域を有しており、その出口領域は、螺旋ウォームコンベアの中心長手軸に対して少なくともほぼ同軸に方向付けされた、出口領域を包囲するリング壁を有している。リング壁は、壁が移送路から出口領域へ達する箇所に開口を有している。代替的又は付加的に、開口は、プリント材料が、移送路から、搬出移送路を通過して、開口を通して、螺旋ウォームコンベアの中心に位置する出口領域へ達することを可能にするように、構成されている。
【００２１】
螺旋ウォームコンベアは、ここに開示される３Ｄプリントヘッドの配置の変形例において、その周面に、回転軸に対して少なくともほぼ同軸に方向づけされたカラーを有しており、カラーが径方向外側へ向かって移送路の境界を定める。代替的又は付加的に、カラーが自由な下方の端縁を有しており、端縁が、流出開口部を有するチャンバの面へ向かって螺旋ウォームコンベアの端面の境界を定める。代替的又は付加的に、移送路は、少なくとも部分的にウォームコンベアの中心長手軸の回りをまわって延びる天井面を有している。代替的又は付加的に、移送路の天井面は、チャンバの面から離れた側において移送路の境界を定める。代替的又は付加的に、移送路は、チャンバの面へ向かって少なくとも部分的に開放している。代替的又は付加的に、移送路の天井面は、螺旋ウォームコンベアの回転軸に対して９０°プラス／マイナス２５°までの角度で方向付けされている。
【００２２】
螺旋ウォームコンベアは、ここに開示される３Ｄプリントヘッドの配置の変形例において、搬出移送路を有しており、その天井面は、移送路の天井面に比して、螺旋ウォームコンベアの端面からより離れた距離に位置する。したがって封入されたガスを有するプリント材料が出口領域から離れるように流出することが容易になる。代替的又は付加的に、搬出移送路の少なくとも１つのセクションは、移送路のセクションに比して、さらに径方向内側に位置するように配置されている。代替的又は付加的に、搬出移送路と出口領域とは、搬出移送路がプリント材料に第１の流れ抵抗を提供し、出口領域がプリント材料に第２の流れ抵抗を提供し、第１の流れ抵抗が第２の流れ抵抗よりも小さくなるように、寸法設計されかつ構成されている。出口領域の第２の流れ抵抗の大きさは、螺旋ウォームコンベアがチャンバに対して相対的に回転する場合に、充分にプリント材料が流出開口部へ向かって出口領域内へ流れるように、小さい。
【００２３】
螺旋ウォームコンベアは、ここに開示される３Ｄプリントヘッドの配置の変形例において、移送路の少なくとも１つのセクションを有しており、そのセクションが搬出移送路を少なくとも部分的に螺旋ウォームコンベアの周方向に包囲している。代替的又は付加的に、搬出移送路が、螺旋ウォームコンベアの中心に位置する出口領域を包囲している。代替的又は付加的に、プリント材料及び封入されているガスを搬出移送路から離れるように移送するために、搬出移送路は移送路の入口まで又はそれを越えて延びている。代替的又は付加的に、搬出移送路はその延びに沿ってその天井面に少なくとも１つの開口部を有しており、その開口部は、プリント材料及び封入されているガスを搬出移送路から逃がすことを可能にするように、構成されている。
【００２４】
代替的又は付加的に、搬出移送路の少なくとも１つのセクションは、移送路のセクションに比して、さらに径方向内側に位置するように配置されている。したがって少なくとも移送路のセクションは、搬出移送路のセクションよりも多くのプリント材料を移送することができる。したがってプリント材料は、移送路のセクションから出口領域の方向に流れる。
【００２５】
代替的又は付加的に、移送路の少なくとも１つのセクションが、搬出移送路を少なくとも部分的に螺旋ウォームコンベアの周方向に包囲している。変形例において、搬出移送路は、螺旋ウォームコンベアの中心に位置する出口領域を包囲している。さらに、搬出移送路は、プリント材料及び封入されているガスを搬出移送路から離れるように移送するために、移送路の入口まで延びていてもよい。搬出移送路は、その延びに沿ってその天井面に少なくとも１つの開口部を有していてもよく、その開口部を通してプリント材料及び封入された空気を搬出移送路から逃がすことができる。
【００２６】
上述した問題の他の解決法として、上述した特徴の１つ又は複数を備えた３Ｄプリントヘッドを有する、３Ｄプリンタが提案され、そのプリントヘッドはプリント製品のための収容部に対して少なくとも１つの幾何学的な軸線に沿って移動され、３Ｄプリンタに制御装置が対応づけられており、制御装置は、少なくとも１つの軸駆動装置を用いて３Ｄプリントヘッドを収容部に対して移動させるように、構成されている。代替的又は付加的に、プリント材料を流出開口部から管理して収容部へ放出するために、チャンバに対して螺旋ウォームコンベアを移動させるための駆動装置が設けられている。
【００２７】
上述した問題の他の解決法として、３Ｄプリントヘッドを有する３Ｄプリンタを駆動する方法が提案され、方法は以下のステップを有している：
−チャンバを準備し、そのチャンバが１つの面に流出開口部を有しており、
−チャンバに螺旋ウォームコンベアを対応づけ、
−螺旋ウォームコンベアに少なくとも１つの移送路と少なくとも１つの搬出移送路とを設け、
−チャンバに液体又は固体のプリント材料を装填し、
−螺旋ウォームコンベアの中心長手軸を中心に、チャンバに対する螺旋ウォームコンベアの相対的な回転をもたらし、螺旋ウォームコンベアの端面がチャンバの面から距離をおいて配置されており、
−移送路を用いてプリント材料を、径方向外側に位置する入口領域から径方向内側に位置する出口領域へ移送し、
−プリント材料をその中に存在するガスと共に、出口領域の径方向外側の端縁ゾーンの少なくとも１つのセクションから離れるように移送する。
【００２８】
このやり方は、プリント材料内にある気泡がプリント材料と共にチャンバの流出開口部の前の領域内へ達して、そこでプリントプロセスを妨げる危険を減少させる又は排除する。この種の障害の場合においては、流出開口部を通していつもより少ないプリント材料が放出される又は全く放出されないことになる。すなわちウォームコンベアの形態が、ガス封入物の効果的な導出によってウォームコンベアがその移送出力をできるだけ失わないようにすることに、寄与する。
【００２９】
代替的又は付加的に、チャンバに対する螺旋ウォームコンベアの相対的な回転は、螺旋ウォームコンベアがプリント材料内にあるガス封入物を、それが出口領域の内部へ達する前に、少なくとも出口領域の径方向外側の端縁ゾーンから搬出移送路内へ送り出すように、もたらされる。すなわち螺旋ウォームコンベアは、主として少なくともほぼガスのないプリント材料を、出口領域の内部へ、そしてそこからチャンバの流出開口部へ移送する。
【００３０】
上述した問題の他の解決法として、３Ｄプリント製品が提案され、それは、１つ又は複数の上述した装置の態様を有する３Ｄプリントヘッドを備えた３Ｄプリンタによって、かつ／又は、上述した方法の態様の１つ又は複数を有する方法によって、得られる。
【００３１】
１つ又は複数の上述した装置の態様を有する３Ｄプリントヘッドを備えた３Ｄプリンタによって、かつ／又は、１つ又は複数の上述した方法の態様を有する方法によって形成されたこの種のプリント製品又はコンポーネントは、従来のように形成されたプリント製品又はコンポーネントからはっきりと区別可能である。チャンバの流出開口部からのガス排出の減少／阻止によって、ここで得られるプリント製品は、従来のやり方で形成されたプリント製品に比して、ずっと少ない（関連する）ガス封入物を有する又は全く有さない。
【００３２】
従来のように形成されたプリント製品又はコンポーネント内には、たとえばコンポーネントの断面において、プリント材料の個々の層の間にガス封入物がはっきりと見られる。従来のように形成されたプリント製品又はコンポーネントにおいては、プリント材料の層の推移においてもはっきりと隙間が見られる。チャンバの流出開口部からのガス流出も、得られたプリント製品内で同様に直接認識できる。チャンバの流出開口部からプリント製品内へのこの種のガス放出は、プリント製品の表面における凹み／沈下をもたらす、又は、ガス放出がプリント製品の内部に材料欠損として開放した又は閉鎖されたガスポケットをもたらす。最終的にこのガス放出は、結果として、形成されたプリント製品の強度を著しく低下させる。
【００３３】
このような強度の低下は、たとえば超音波検査のような、非破壊材料試験によって証明することもできる。このように証明された欠陥箇所を後から是正することは、プリント製品ができあがっている場合には、著しい手間をかけないとできない。
【００３４】
なお、本明細書においては数値的な範囲及び数値的な値が開示されているが、開示された値の間のすべての数値的な値、及び、上述した範囲内の数値的な下位範囲は、同様に開示されているとみなされる。さらに指摘しておくが、ここに記述されるコンポーネントの種々の寸法の間の比率についての数が記載されているが、ここに記述される種類の各具体的なコンポーネントは、必ずしも、ここに示される種々の寸法の間の各比率及びすべての比率を実現する必要はない。
【００３５】
他の目的、特徴、利点及び適用可能性は、いくつかの実施例と付属の図面についての以下の説明から明らかにされる。記述されかつ／又は画像で示される全ての特徴は、それ自体又は任意の組合せにおいて、請求項又はその帰属におけるそのグループ分けに関係なく、本明細書で開示される対象を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ここに提示される解決法を体現する、３Ｄプリントヘッドの概略的な側断面図である。
【図２】螺旋ウォームコンベアの端面を図１の矢印Ａの方向に見た概略的な上面図である。
【図３】ここに提示される解決法を体現する、３Ｄプリントヘッドを有する３Ｄプリンタの概略的な図である。
【図４】従来のプリント方法によって形成されたプリント製品の部分の写真を示している。
【図５】ここに提示される３Ｄプリントヘッドによって、ここに提示されるプリント方法に従って形成されたプリント製品の部分の写真を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１に示す３Ｄプリントヘッド１００は、カップ形状のチャンバ１１０を有しており、そのチャンバはカバー１１２によって閉鎖される。カバー１１２は、液状又は固体のプリント材料ＤＭをチャンバ１１０へ供給することができるようにするために、入口１１４を有している。プリントヘッド１００用のプリント材料として、顆粒、粉末若しくは液状のプラスチック、又は、２つ以上に分かれたプラスチックシステムのコンポーネント、そしてまた低溶融の金属又は金属合金を使用することができる。カップ形状のチャンバ１１０とカバー１１２は、図示される変形例において鋼からなる。しかしまた、他の材料を使用することもできる。チャンバ１１０は、面１１６（図１においてその底面）に、ノズルとして形成された、プリント材料ＤＭ用の流出開口部１２０を有している。チャンバ１１０の内部に、螺旋ウォームコンベア１３０が配置されている。この螺旋ウォームコンベア１３０は、入口１１４を通してチャンバ１１０内へ達したプリント材料ＤＭを流出開口部１２０へ供給するために、用いられる。そのために、図示される変形例において、螺旋ウォームコンベア１３０は駆動装置１３２と結合されている。駆動装置１３２は、制御装置２００によって、螺旋ウォームコンベア１３０をチャンバ１１０に対して回転させて、それによって螺旋ウォームコンベア１３０、もっと正確に言うと図１におけるその下方の端面１３４がチャンバ１１０の面１１６から間隔をもって回転するように、構成されている。この間隔は、プリント材料ＤＭの種類、その粘性及び場合によってはその混和剤（粒子又はテキスタル材料からなる繊維、ガラス、炭素、金属又は同種のもの）に従って、わずか数１００μｍから数（たとえば２−５）ｍｍである。プリント材料ＤＭが顆粒又は粉末としてチャンバ１１０内へ投入されるとすぐに、プリント材料を溶融させてその粘性を調節するために、チャンバ１１０の底にあるヒートコイル１３８が用いられ、それの加熱出力も同様に制御装置２００によって閉ループ制御される。そのために、これ以上詳細に示されないやり方で、チャンバ内のプリント材料ＤＭの温度が検出されて、制御装置２００へ信号伝達される。
【００３８】
駆動装置１３２が螺旋ウォームコンベア１３０をチャンバ１１０に対して螺旋ウォームコンベア１３０の中心長手軸Ｍを中心に回転させた場合に、液状／液化されたプリント材料ＤＭを径方向外側に位置する入口領域１４０と径方向内側に位置する出口領域１４２の間で出口領域へ向かって移送するために、螺旋ウォームコンベア１３０は少なくとも１つの移送路１３６を有している。さらに、螺旋ウォームコンベア１３０は搬出移送路１４４を有しており、その搬出移送路は、駆動装置１３２が螺旋ウォームコンベア１３０をチャンバ１１０に対して螺旋ウォームコンベア１３０の中心長手軸Ｍを中心に回転させた場合に、プリント材料ＤＭをその中に存在するガスＧと共に移送路１３６の径方向内側の端縁ゾーン１４６から離れるように移送する。
【００３９】
すなわちプリント材料ＤＭ内にあるガス封入物Ｇは、この種のガス封入物Ｇが出口領域１４２の内部へ達する前に、少なくとも移送路１３６の径方向内側の端縁ゾーン１４６から搬出移送路１４４を通して搬出される。すなわち螺旋ウォームコンベア１３０は、主としてほぼガスなしのプリント材料ＤＭを出口領域１４２の内部へ移送し、かつそこからチャンバ流出開口部１２０へ移送する。
【００４０】
見てわかるように、螺旋ウォームコンベア１３０は、流出開口部１２０を有するチャンバ１１０の面１１６へ向いたほぼ円形の端面１３４を有している。端面１３４は中心Ｚを有しており、その中心はチャンバ１１０の面１１６内の流出開口部１２０とほぼ一致する。螺旋ウォームコンベア１３０の端面１３４は、チャンバ１１０の面１１６に対してほぼ平行に配置されている。螺旋ウォームコンベア１３０の径方向内側に位置する出口領域１４２は、チャンバ１１０の流出開口部１２０に対して距離をおいて回転し、端面１３４の中心Ｚとチャンバ１１０の流出開口部１２０は互いに対して整合している。
【００４１】
移送路１３６の前段に、この移送路１３６内への入口領域１４０が配置されている。この入口領域１４０は、端面についての上面視においてほぼ円形の扇形形状を有する、側方切断部によって形成されている（図２を参照）。入口領域１４０の、移送路１３６の入口１２８から離れた側において、螺旋ウォームコンベア１３０は、移送路１３６と搬出移送路１４４を限定する終端側の壁１５０を有している。壁１５０の外側端部１５２は、端面についての上面視において、螺旋ウォームコンベア１３０の回転方向ＤＲにおいて、壁１５０の内側端部１５４よりも前に出ている。この壁１５０は、移送路１３６上にあるプリント材料ＤＭを螺旋セクション形状のルート上で螺旋ウォームコンベア１３０の中心Ｚ内に位置する出口領域１４２へ向かって案内する。この壁１５０は、中心Ｚへ向かって搬出移送路１４４を越えて内側へはりだすように、延びている。壁１５０はまた、矢印Ｐ１又はＰ２によって示されるように、プリント材料ＤＭを搬出移送路１４４に対して横方向にこの搬出移送路の下方に及び／又はその中へ案内する。
【００４２】
螺旋ウォームコンベア１３０の径方向内側に位置する出口領域１４２は、それを包囲する、螺旋ウォームコンベア１３０の中心長手軸Ｍに対して少なくともほぼ同軸に方向づけされたリング壁１４８によって画成されている。リング壁１４８は、壁１５０が移送路１３６から出口領域１４２へ達する箇所に開口１６０を有している。すなわち螺旋ウォームコンベア１３０がチャンバ１１０に対して回転方向ＤＲに回転する場合に、プリント材料ＤＭが移送路１３６から、搬出移送路１４４を通過して、開口１６０を通って、螺旋ウォームコンベア１３０の中心に位置する出口領域１４２へ達することができる。
【００４３】
螺旋ウォームコンベア１３０は、流出開口部１２０へ向いたその端面１３４に、その周面に沿って、中心長手軸Ｍに対して少なくともほぼ同軸に方向付けされたカラー１６４を有しており、そのカラーが移送路１３６を径方向外側へ向かって制限している。図１に示すように、カラー１６４、リング壁１４８及び壁１５０は、螺旋ウォームコンベア１３０の端面１３４において、チャンバ１１０の面１１６の方向へほぼ等しい距離で延びている。そのためにカラー１６４は、下方の自由な端縁１６６を有しており、その端縁が、流出開口部１２０を有するチャンバ１１０の面１１６へ向かって、螺旋ウォームコンベア１３０の端面１３４の境界を定めている。
【００４４】
さらに移送路１３６は、少なくとも部分的に中心長手軸Ｍの回りに延びる天井面１６８を有している。移送路１３６のこの天井面１６８は、移送路１３６の、チャンバ１１０の面１１６から離れた側の境界を定めている。移送路１３６は、チャンバ１１０の面１１６へ向いた側において、チャンバ１１０の面１１６へ向かって開放している。移送路１３６の天井面１６８は、螺旋ウォームコンベア１３０の中心長手軸Ｍに対して約１２０°の角度で、円錐切断面の形状に中心へ向かって立ち上がるように方向付けされている。他の変形例において、移送路１３６の天井面１６８は、螺旋ウォームコンベア１３０の中心長手軸Ｍに対して約９０°に方向付けされている。天井面１６８は、螺旋ウォームコンベア１３０の中心長手軸Ｍへ向かって段階的に上昇する形状を有することもできる。
【００４５】
搬出移送路１４４は、移送路１３６の天井面１６８に比して、螺旋ウォームコンベア１３０の端面１３４からより離れた距離に位置する、天井面１７０を備えている。さらに、搬出移送路１４４は、螺旋ウォームコンベア１３０内において、移送路１３６よりもさらに径方向内側に配置されている。搬出移送路１４４と出口領域１４２は、搬出移送路１４４が出口領域１４２に比してプリント材料ＤＭに小さい流れ抵抗を提供するように、寸法設計されかつ形成されている。出口領域１４２の流れ抵抗はまた、開口１６０の寸法によって定められており、かつ、螺旋ウォームコンベア１３０がチャンバ１１０に対して相対回転する場合に充分にプリント材料ＤＭが流出開口部１２０へ向かって出口領域１４２内へ流入するように、小さく寸法設計されている。螺旋ウォームコンベア１３０とチャンバ１１０の面１１６との間でプリント材料ＤＭ内の圧力が大きくなりすぎ、したがって多すぎるプリント材料ＤＭが流出開口部１２０を介して放出されるようになった場合には、螺旋ウォームコンベア１３０がばね１９０の付勢に抗してチャンバ１１０の面１１６から離れるように持ち上がる。
【００４６】
移送路１３６は、円環セクションの形態を有しており、かつ、同様に円環セクションの形状の搬出移送路１４４を螺旋ウォームコンベア１３０の周方向に包囲している。搬出移送路１４４は、螺旋ウォームコンベア１３０のほぼ円形の中心とそこにある出口領域１４２を包囲している。搬出移送路１４４は、図示される変形例において、開口１６０から移送路１３６の入口１２８まで達しており、そこで入口領域内へ連通し、それによって、プリント材料ＤＭと場合によっては封入されているガスＧが、移送路１３６の径方向内側の端縁ゾーン１４６から遠ざかるように、搬出移送路１４４を通して移送される。プリント材料ＤＭ及びその中に封入されているガスＧは、移送路１３６内のプリント材料ＤＭの流れ方向とは逆の方向に流れる。搬出移送路１４４は、同様に示される変形例において、その延びに沿ってその天井面１７０内に複数の開口部１７６を有しており、それを通してプリント材料ＤＭ及びその中に封入されているガスＧが、搬出移送路１４４から出ることができる。すなわち、プリント材料ＤＭ及びその中に含まれるガスＧが、出口領域１４２内及び流出開口部１２０へ達し得ることが、有効に阻止される。
【００４７】
３Ｄプリントヘッド１００においては、プリント駆動においてわずかな量のプリント材料ＤＭのみが流出開口部１２０から流出する。プリント材料ＤＭと共に、空気の形式のガスＧ、３Ｄプリントヘッド１００内へ投入された不活性ガス、プリント材料ＤＭから流出する水蒸気、軟化剤、モノマー及び酸化生成物も、螺旋ウォームコンベア１３０の移送路１３６内へ達する。螺旋ウォームコンベア１３０の移送路１３６内へは、流出開口部１２０から流出するよりも多くの量のプリント材料ＤＭが取り込まれる。ここに提示される搬出移送路１４４の配置は、一方で、プリント材料ＤＭの余分な量の少なくとも一部が、出口領域１４２内へ達する前に、再び導出されることを許す。プリント材料ＤＭの余分な量の他の部分は、螺旋ウォームコンベア１３０がチャンバ１１０の面１１６から管理されて持ち上がる場合に、移送路１３６から径方向外側へ出てゆくことができる。他方で、ここに提示される搬出移送路１４４の配置によって、チャンバ１１０内の螺旋ウォームコンベア１３０の他のコンポーネントと協働して、有効なやり方で、プリント材料ＤＭ内に含まれたガスＧが、出口領域１４２内へ達することが阻止される。むしろそのガスは、搬出移送路１４４内へ案内されたプリント材料ＤＭと共に再び螺旋ウォームコンベア１３０から導出される。搬出移送路１４４の天井面は、移送路１３６の天井面に比して、面１１６からより離れた距離に位置しているので、プリント材料ＤＭ内に含まれるガスＧは、移送路１３６から出口領域１４２内へと内側へ向かうそのルートにおいて、搬出移送路１４４内へ上昇することができる。そこで、封入されているガスＧは、向流によって搬出移送路１４４の天井面内の開口部１７０へ、又は、移送路１３６の入口領域内のその端部へ、移送される。すなわち封入されたガスＧは、流出開口部１２０を通してのプリント材料ＤＭの管理された流出を損なうことはできない。むしろ、螺旋ウォームコンベア１３０の形態によって、螺旋ウォームコンベアはガス封入物を有効に逃がすことによりその移送出力をできるだけわずかしか失わず、かつ、特にプリント材料ＤＭ内のこのガス封入物Ｇは流出開口部１２０へ達することなく、かつ、プリント製品ＤＥを汚すことがない。
【００４８】
ここに提示される３Ｄプリントヘッド１００を有する３Ｄプリンタは、図３に示すように、この３Ｄプリントヘッドを、プリント製品ＤＥ用の平坦な収容部３００に対して少なくとも１つの幾何学的な軸線ｘ、ｙ、ｚに沿って移動させる。そのために、３Ｄプリンタは、制御装置２００を有しており、その制御装置が、それぞれの軸駆動装置Ｘ−Ａ、Ｙ−Ａ、Ｚ−Ａを用いて３Ｄプリントヘッド１００と収容部３００とを互いに対して移動させ、かつ、チャンバ１００内の螺旋ウォームコンベア１３０のための駆動装置１３２も操作し、それによって、プリント材料が流出開口部１２０から管理されて収容部３００へ放出される。すなわち、３Ｄプリントヘッドを有する３Ｄプリンタによって、かつ、ここに説明されるやり方で、３Ｄプリント製品が得られる。
【００４９】
３Ｄプリントヘッドを有する３Ｄプリンタを用いて、１つ又は複数の上述した装置の態様によって、かつ／又は、１つ又は複数の上述した方法の態様によって形成された、この種のプリント製品又はコンポーネントは、図４及び図５においてはっきりと認識されるように、従来のように形成されたプリント製品又はコンポーネントから明確に区別可能である。２つの試料において、ポリカーボネートからなる層構造が見られ、従来のように形成されたプリント製品（図４）においては、外側に位置するガス封入部ＡＧ及び内側に位置するガス封入部ＩＧが多数存在する。これは、３Ｄプリントヘッドを有する３Ｄプリンタを用いて、１つ又は複数の上述する装置の態様によって、かつ／又は、１つ又は複数の上述する方法の態様を用いて形成された、プリント製品（図５）においては、実際にそうはならない。チャンバ流出開口部からのガス放出の減少／阻止の結果として、ここで得られるプリント製品（図５）は、ずっと少ないガス封入を有する又は実際に（重要な）ガス封入を有さない。
【００５０】
装置及び方法の上述した変形例は、提示される解決の構造、機能及び特性をよりよく理解するためだけに用いられる；それらは開示を実施例に制限するものではない。図は、概略的であって、機能、作用原理、技術的形態及び特徴をはっきりとさせるために、重要な特性及び効果は、一部著しく拡大して示されている。図又はテキスト内に開示されている各機能方法、各原理、各技術的形態及び各特徴は、この開示に含まれる又はそれから生じる、すべての請求項、テキスト内及び他の図内の各特徴と自由かつ任意に組み合わせることができるので、すべての考えられる組合せは、上述した解決法に書き加えられるものである。テキスト内の、すなわち明細書の各セクション内の、請求項内の、すべての個別の形態の間の組合せ及びテキスト内、請求項内及び図内の個々の変形例の間の組合せも、含まれる。上述した装置と方法の詳細は、関連したものとして示されている；しかしそれらは互いに独立しておりかつ互いに自由に組合せ可能であることも、指摘しておく。図に示される個々の部分及びそのセクションの互いに対する比率は、限定するものと考えてはならない。むしろ、個々の寸法及び比率は、図示されるものと異なることができる。請求項も、開示及びそれに伴ってすべての示された特徴の互いに対する組合せ可能性を制限するものではない。すべての図示される特徴は、単独でも、他の特徴との組合せにおいても、ここに明示的に開示されている。
【符号の説明】
【００５１】
１００  ３Ｄプリントヘッド
１１０  カップ形状のチャンバ
１１２  カバー
１１４  入口
ＤＭ    液状又は固体のプリント材料
１１６  面
１２０  流出開口部
１２８  入口
１３０  螺旋ウォームコンベア
１３２  駆動装置
１３４  端面
１３６  移送路
１３８  ヒートコイル
１４０  入口領域
１４２  出口領域
１４４  搬出移送路
１４６  径方向内側の端縁ゾーン
１５０  壁
１５２  壁１５０の外側端部
１５４  壁１５０の内側端部
１４８  リング壁
１６０  開口
１６４  カラー
１６６  自由な端縁
１６８  移送路１３６の天井面
１７０  搬出移送路１４４の天井面
１９０  ばね
２００  制御装置
Ｘ−Ａ、Ｙ−Ａ、Ｚ−Ａ  軸駆動装置
３００  収容部
ＤＭ    プリント材料
Ｇ      ガス封入物
Ｍ      螺旋ウォームコンベア１３０の中心長手軸
ＤＲ    螺旋ウォームコンベア１３０の回転方向
Ｚ      螺旋ウォームコンベア１３０の中心
Ｐ１、Ｐ２  矢印
ＤＥ    プリント製品
ＡＧ    外側に位置するガス封入部
ＩＧ    内側に位置するガス封入部
【図１】
2020520316.tif 000003
【図２】
2020520316.tif 000004
【図３】
2020520316.tif 000005
【図４】
2020520316.tif 000006
【図５】
2020520316.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月8日(2019.7.8)
【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】
３Ｄプリントヘッド（１００）であって、
−チャンバ（１１０）を有し、前記チャンバが、入口（１１４）を通して液状又は固体のプリント材料（ＤＭ）を得るように、構成されており、
−前記チャンバ（１１０）が、１つの面（１１６）に流出開口部（１２０）を有し、
−前記チャンバ（１１０）に螺旋ウォームコンベア（１３０）が対応づけられており、前記螺旋ウォームコンベアは、前記螺旋ウォームコンベア（１３０）又は前記チャンバ（１１０）が駆動装置（１３２）と結合されることによって、前記入口から前記チャンバ内へ達したプリント材料を前記流出開口部へ供給するように、構成されており、前記駆動装置が、前記螺旋ウォームコンベア又は前記チャンバを回転させて、螺旋ウォームコンベアが前記チャンバの前記面から距離をおいてかつ前記チャンバに対して回転するように、構成されており、
−前記螺旋ウォームコンベアが、
少なくとも１つの移送路（１３６）を有し、前記移送路が、プリント材料（ＤＭ）を径方向外側に位置する入口領域（１４０）と径方向内側に位置する出口領域（１４２）との間で、この出口領域へ向かって移送するように、構成されており、
少なくとも１つの搬出移送路（１４４）を有し、前記搬出移送路が、プリント材料（ＤＭ）及びその中に封入されているガス（Ｇ）を、前記移送路（１３６）の径方向内側に位置する端縁ゾーン（１４６）の少なくとも１つのセクションから離れるように移送するように、配置されかつ構成されている、
３Ｄプリントヘッド。
【請求項２】
前記螺旋ウォームコンベア及び前記チャンバが次のように、すなわち互いに対して回転して、前記プリント材料内に含まれるガス封入物が、前記出口領域の内部へ達する前に、少なくとも前記移送路の径方向内側に位置する前記端縁ゾーンから前記搬出移送路を通して搬出されるように、構成されており、かつ、それによって前記螺旋ウォームコンベアが、主としてほぼガスなしのプリント材料を前記出口領域の内部へ、そしてそこから前記チャンバの前記流出開口部へ移送する、請求項１に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項３】
−前記螺旋ウォームコンベアが、前記流出開口部を有する前記チャンバの前記面へ向いた、ほぼ円形の端面を有し、かつ／又は、
−前記端面が中心を有し、前記中心が前記チャンバの前記面内の前記流出開口部とほぼ整合し、かつ／又は、
−前記螺旋ウォームコンベアの前記端面が、前記チャンバの前記面に対してほぼ平行に配置されており、かつ、前記螺旋ウォームコンベアの径方向内側に位置する前記出口領域が、前記流出開口部に対して距離をおいてかつその近傍で回転するように、方向付けされている、
請求項１又は２に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項４】
−前記移送路内への径方向外側に位置する入口領域が、前記端面についての上面視においてほぼ円形の扇形形状を有する、側方切断部によって形成されており、かつ／又は、
−前記入口領域の、前記移送路の前記入口から離れた側において、前記螺旋ウォームコンベアが、前記移送路及び／又は前記搬出移送路の境界を定める終端側の壁を有しており、前記壁の外側端部がその内側端部に対して、前記端面についての上面視において、前記螺旋ウォームコンベアの回転方向において、先行しており、かつ／又は、
−この壁が、前記移送路内で案内されるプリント材料を、前記螺旋ウォームコンベアの前記中心に位置する前記出口領域へ案内し、かつ／又は、
−この壁が、前記搬出移送路を越えて内側へ向かって張り出す距離だけ延びており、かつ／又は、
−この壁が同様に、前記プリント材料を前記搬出移送路に対して横方向において前記搬出移送路の下方にかつ／又はその中へ案内する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項５】
−前記出口領域が、前記螺旋ウォームコンベアの前記中心長手軸に対して少なくともほぼ同軸に方向づけされかつ前記出口領域を包囲する、リング壁を有しており、
−前記リング壁は、前記壁が前記移送路から前記出口領域へ達する箇所において、開口を有しており、かつ／又は、
−前記開口は、プリント材料が前記移送路から、前記搬出移送路を通過して、前記開口を通して、前記螺旋ウォームコンベアの中心に位置する前記出口領域へ達することができるように、構成されている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項６】
−前記螺旋ウォームコンベアの、前記流出開口部を向いた前記端面が、その周面に前記中心長手軸に対して少なくともほぼ同軸に方向づけされたカラーを有しており、そのカラーが前記移送路の境界を径方向外側へ向かって定め、かつ／又は、
−前記カラーが自由な下方の端縁を有し、前記端縁が、前記流出開口部を備えた前記チャンバの前記面へ向かって前記螺旋ウォームコンベアの前記端面の境界を定め、かつ／又は、
−前記移送路が、前記中心長手軸を少なくとも部分的にまわって延びる天井面を有し、かつ／又は、
−前記移送路の前記天井面が、前記チャンバの前記面から離れた側において、前記移送路の境界を定め、かつ／又は、
−前記移送路が、前記チャンバの前記面へ向かって少なくとも部分的に開放されており、かつ／又は、
−前記移送路の前記天井面が、前記螺旋ウォームコンベアの前記中心長手軸に対して９０°プラス／マイナス２５°までの角度で方向付けされている、
請求項１から５のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項７】
−前記搬出移送路が、前記移送路の前記天井面に比して、前記螺旋ウォームコンベアの前記端面からより離れた距離に位置する天井面を備えており、かつ／又は、
−前記搬出移送路の少なくとも１つのセクションが、前記移送路のセクションに比して、さらに径方向内側に位置しており、かつ／又は、
−前記搬出移送路と前記出口領域とが次のように、すなわち、前記搬出移送路が前記プリント材料に第１の流れ抵抗を提供し、前記出口領域が前記プリント材料に第２の流れ抵抗を提供するように、寸法設計されかつ構成されており、前記第１の流れ抵抗が前記第２の流れ抵抗よりも小さく、かつ、前記出口領域の前記第２の流れ抵抗の大きさは、前記螺旋ウォームコンベアが前記チャンバに対して相対回動する場合に、充分にプリント材料が前記流出開口部へ向かって前記出口領域内へ流入するように、小さい、
請求項１から６のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項８】
−前記移送路の少なくとも１つのセクションが、前記搬出移送路を少なくとも部分的に前記螺旋ウォームコンベアの周方向に包囲し、かつ／又は、
−前記搬出移送路が、前記螺旋ウォームコンベアの中心に位置する前記出口領域を包囲し、かつ／又は、
−プリント材料及び含まれているガスを前記搬出移送路から離れるように移送するために、前記搬出移送路が前記移送路の入口まで又はそれを越えて延びており、かつ／又は、
−前記搬出移送路が、その延びに沿ってその天井面内に少なくとも１つの開口部を有しており、前記開口部が、プリント材料及び含まれているガスを前記搬出移送路から逃がすことを可能にするように、構成されている、
請求項１から７のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッド。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッドを有する、３Ｄプリンタであって、前記３Ｄプリントヘッドが、プリント製品のための収容部に対して、少なくとも１つの幾何学的な軸線に沿って移動され、前記３Ｄプリンタに制御装置が対応づけられており、前記制御装置が次のように、すなわち、少なくとも１つの軸駆動装置を用いて３Ｄプリントヘッドを収容部に対して移動させ、かつ／又は、前記螺旋ウォームコンベア用の駆動装置を用いて、前記チャンバに対して前記流出開口部からプリント材料を管理して前記収容部へ放出するように、構成されている、３Ｄプリンタ。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか１項に記載の３Ｄプリントヘッドを有する、３Ｄプリンタを駆動する方法であって、以下のステップを有する：
−１つの面に流出開口部を有するチャンバを準備し；
−螺旋ウォームコンベアを前記チャンバに対応づけ、
−前記螺旋ウォームコンベアに少なくとも１つの移送路と少なくとも１つの搬出移送路とを設け、
−チャンバに液体又は固体のプリント材料を装填し、
−前記螺旋ウォームコンベアの長手中心軸を中心に、前記チャンバに対する前記螺旋ウォームコンベアの相対回転をもたらし、前記螺旋ウォームコンベアの端面が前記面から間隔をもって配置され、
−前記移送路を用いて径方向外側に位置する入口領域と径方向内側に位置する出口領域との間でプリント材料を移送し、
−プリント材料を、その中に存在するガスと共に、前記出口領域の径方向外側の端縁ゾーンの少なくとも１つのセクションから離れるように移送する、
３Ｄプリンタを駆動する方法。
【請求項１１】
前記チャンバに対する前記螺旋ウォームコンベアの相対回転が次のように、すなわち、前記プリント材料内に存在するガス封入物が前記出口領域の内部へ達する前に、この種のガス封入物が、少なくとも前記出口領域の径方向外側の前記端縁ゾーンから前記搬出移送路内へ離れるように移送されるように、もたらされ、したがって、前記螺旋ウォームコンベアが、主としてほぼガスなしのプリント材料を前記出口領域の内部へ、そしてそこから前記チャンバの流出開口部へ移送する、請求項１０に記載の方法。
【国際調査報告】
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