特許 5976213 構成要素を開梱する方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5976213

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】構成要素を開梱する方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 67/00 20060101AFI20160809BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20160809BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20160809BHJP

【ＦＩ】

   B29C67/00

   B33Y10/00

   B33Y30/00

【請求項の数】20

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2015-520959(P2015-520959)

(86)(22)【出願日】2013年7月9日

(65)【公表番号】特表2015-527227(P2015-527227A)

(43)【公表日】2015年9月17日

(86)【国際出願番号】EP2013064501

(87)【国際公開番号】WO2014009376

(87)【国際公開日】20140116

【審査請求日】2015年2月20日

(31)【優先権主張番号】102012106141.6

(32)【優先日】2012年7月9日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】514326904

【氏名又は名称】エクスワン ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100104765

【弁理士】

【氏名又は名称】江上 達夫

(74)【代理人】

【識別番号】100107331

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 聡延

(72)【発明者】

【氏名】ミューラー，アレクサンダー

(72)【発明者】

【氏名】ホクスマン，ライナー

【審査官】 辰己 雅夫

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００８４８１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２０５３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５０８７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６６５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４７８１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ６７／００−６７／０６

Ｂ２２Ｆ３／１０５

Ｂ２２Ｆ３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

構成要素（１１）と共に構築空間（５）に配置されて前記構成要素（１１）を囲む、緩く未固結状態の粒子材料の粒子材料充填剤（９）から、積層造形法によって製造される構成要素（１１）を開梱する方法であって、前記構築空間（５）は、前記構成要素（１１）を含む前記粒子材料充填剤（９）が配置される構築プラットフォーム（７）によって下方に区切られており、
前記構成要素（１１）を開梱するために、前記構成要素（１１）を囲む前記粒子材料充填剤（９）は流動床に移動されることで前記緩く未固結状態の粒子材料が流動化され、前記流動化された未固結状態の粒子材料は、前記構築空間（５）から前記構築プラットフォーム（７）を介して下方に排出され、
前記流動床を生成するために、前記粒子材料充填剤（９）が流体のボトムアップによって貫流されて、前記緩く未固結状態の粒子材料が前記流体によって緩められて流動化されることで前記流動床を形成するように、下方から前記粒子材料充填剤（９）に前記構築プラットフォームを介して流体が導入され、
一又は複数の粒子材料排出貫通孔（１３）は、開閉メカニズム（１７、１７´、１７´´）によって選択的に開閉できる前記構築プラットフォーム（７）に形成され、前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔（１３）は、前記流動化された未固結状態の粒子材料を排出する前記開閉メカニズムによって開けられるので、前記流動化された未固結状態の粒子材料は、前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔（１３）を介して下方に排出されることを特徴とする方法。

【請求項2】

前記開閉メカニズムは、前記構築プラットフォーム（７）に実質的に平行に配置され、且つ一又は複数の貫通孔（１７ａ）を備えて閉位置と開位置との間で前記構築プラットフォーム（７）に対して動かすことができる多孔シート又は多孔板（１７）を備えており、該多孔シート又は多孔板（１７）は、前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔（１３）を介して下方に前記流動化された未固結状態の粒子材料を排出させるように、前記開位置に構築プラットフォーム（７）に対して動かされることを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記開閉メカニズムは、一又は複数の回転ディスク（１７´）を備えており、該一又は複数の回転ディスクは、前記構築プラットフォーム（７）の下側（７ｂ）に回転可能に配置され、夫々が第１回転位置と第２回転位置との間を回転可能に移動でき、また夫々が複数の貫通孔（１７ａ´）を備え、
前記複数の貫通孔は、前記第１回転位置で、複数の関連する前記粒子材料排出貫通孔（１３）と一列に整列され、また前記第２回転位置で前記構築プラットフォーム（７）によって覆われることで前記複数の関連する粒子材料排出貫通孔（１３）が閉じられ、
該一又は複数の回転ディスク（１７´）は、前記複数の関連する粒子材料排出貫通孔（１３）を開けて前記流動化された未固結状態の粒子材料を前記粒子材料排出貫通孔（１３）及び前記貫通孔（１７ａ´）を介して下方に排出させるように、前記第２回転位置から前記第１回転位置に回転されることを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記開閉メカニズムは、前記粒子材料排出貫通孔（１３）の数に対応する数のクロージャを備えており、前記クロージャは、夫々に関連する粒子材料排出貫通孔（１３）を選択的に閉じたり解放したりするように構成され、且つクロージャが前記関連する粒子材料排出貫通孔（１３）を閉じる閉位置と前記各クロージャが前記関連する粒子材料排出貫通孔（１３）を解放する開位置との間で、前記構築プラットフォーム（７）に対して垂直に及び／又は水平に移動可能であり、前記クロージャは、前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔（１３）を介して前記流動化された未固結状態の粒子材料を下方に排出させるために、前記構築プラットフォーム（７）に対して前記閉位置から前記開位置に動かされることを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記流動化された未固結状態の粒子材料は、前記構築空間（５）から前記構築プラットフォーム、むしろ前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔（１３）を介して下方に吸引されずに排出されることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記構築プラットフォーム（７）は、前記流体を前記構築プラットフォームから前記粒子材料充填剤（９）に導入する複数の流体流入口を備えることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記構築プラットフォーム（７）は、前記流体を前記粒子材料充填剤（９）に導入する複数の流体導入ノズル（１５）を備えることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記構築プラットフォーム（７）は、少なくとも複数の部位で多孔質に形成され、前記流体は、前記構築プラットフォーム（７）の複数の孔を介して前記粒子材料充填剤（９）に導入されることを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記未固結状態の粒子材料を緩めて流動化させることで前記流動床を形成するように、前記流体が下方から瞬間的に前記粒子材料充填剤（９）に導入されて、複数の経時的に連続する流体インパルスを生成することを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記複数の流体導入ノズル（１５）は、前記粒子材料排出貫通孔（１３）が開けられる場合と閉じられる場合の両方の場合において、前記開閉メカニズムによって解放されることを特徴とする請求項７に記載の方法。

【請求項11】

前記複数の孔の少なくとも主要部分は、前記粒子材料排出貫通孔（１３）が開けられる場合と閉じられる場合の両方の場合において、前記開閉メカニズムによって解放されることを特徴とする請求項８に記載の方法。

【請求項12】

請求項１から１１のうちのいずれか一項に記載されるように製造される前記構成要素（１１）を開梱する方法と組み合わせて、積層造形法によって一又は複数の構成要素（１１）を製造する方法であって、
前記積層造形法では、上面図において、全ての構成要素（１１）は、例えば単一の水平構成要素層で前記構築空間（５）に並んで製造され、並びに／或いは、
前記構成要素（１１）及び前記複数の構成要素（１１）の一又は複数又は全ては、夫々、前記積層造形法で各構成要素（１１）と共に形成される各支持体又は保持構造を備えており、これにより、前記複数の構成要素（１１）の開梱時に、前記流動化された未固結状態の粒子材料が、前記構築空間（５）から下方に排出される際、前記各構成要素（１１）の破損及び／又は該構成要素によって前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔（１３）が覆われることが回避されることを特徴とする方法。

【請求項13】

前記積層造形法では、一又は複数の保持フレームが更に形成され、一又は複数の構成要素が、夫々、各支持体又は保持構造を介して保持されており、並びに／或いは、
複数の構成要素（１１）は、各支持体又は保持構造によって互いに接続されており、並びに／或いは、
前記構成要素（１１）及び前記複数の構成要素（１１）の一又は複数又は全ては、夫々、各支持体又は保持構造を介して前記構築プラットフォーム（７）に接続され、及び／又はそれらの上に支持されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

請求項１から１３のうちのいずれか一項に記載の方法で用いられる装置であって、構築ボックス（１）と、流動床生成装置と、制御装置とを備えており、
前記構築ボックス（１）は、
該構築ボックス（１）の内部空間に配置される構築空間（５）を円周側で区切る垂直円周壁（３）と、
前記構築空間（５）を下方に区切る構築プラットフォーム（７）であって、
該構築プラットフォーム（７）では、一又は複数の粒子材料排出貫通孔（１３）が、流動化された未固結状態の粒子材料を前記構築ボックス（１）から排出するために形成されるような構築プラットフォーム（７）と、
前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔（１３）を選択的に開閉する構成される開閉メカニズムと、
を有しており、
前記流動床生成装置は、前記構成要素（１１）を囲む前記粒子材料充填剤（９）を流動床に移動させることで前記緩く未固結状態の粒子材料が流動化され、前記流動化された未固結状態の粒子材料が前記構築空間（５）から下方に排出できるように構成されており、前記流動床生成装置は、前記粒子材料充填剤が前記導入された流体のボトムアップによって貫流されて、前記緩く未固結状態の粒子材料が前記導入された流体によって緩められ且つ流動化されることで流動床を形成するように前記流動床を生成するために、下方から前記粒子材料充填剤（９）に前記構築プラットフォームを介して流体を導入するように構成される流体導入装置を備え、
前記制御装置は、前記構成要素（１１）を囲む前記粒子材料充填剤（９）を流動床に移動させることで前記緩く未固結状態の粒子材料が流動化され、前記流動化された未固結状態の粒子材料が前記構築空間（５）から下方に排出できるように、前記構成要素（１１）を開梱するために、前記流動床生成装置を制御するように構成されることを特徴とする装置。

【請求項15】

前記制御装置は、前記開閉メカニズムが前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔（１３）を開けることで前記流動化された未固結状態の粒子材料が前記構築空間（５）から下方に排出できるように、全構成要素（１１）を開梱するために、前記開閉メカニズムを制御するように更に構成されることを特徴とする請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔（１３）は、吸引装置無しで形成されるので、前記粒子材料排出貫通孔（１３）を開けた後に、前記流動化された未固結状態の粒子材料が、前記粒子材料排出貫通孔（１３）を介して吸引されずに前記構築空間（５）から排出されることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の装置。

【請求項17】

前記垂直円周壁（３）の内側（３ａ）は、粒子材料排出貫通孔（１３）が存在しないように構成されるので、前記構成要素（１１）を開梱するために、前記流動化された未固結状態の粒子材料が、前記構築空間（５）から下方にのみ排出されることを特徴とする請求項１４から１６のうちのいずれか一項に記載の装置。

【請求項18】

前記構築プラットフォーム（７）は、前記流体を前記構築プラットフォームから前記粒子材料充填剤（９）に導入できる複数の流体流入口を備えており、並びに／或いは、
前記流体導入装置は、前記構築プラットフォーム（７）に一体化され、前記流体を前記粒子材料充填剤（９）に導入するように構成される複数の流体導入ノズル（１５）を備えており、並びに／或いは、
前記構築プラットフォーム（７）は、少なくとも複数の部位で多孔質に形成されて前記流体導入装置を部分的に形成するので、前記流体が前記構築プラットフォーム（７）の複数の孔を介して前記粒子材料充填剤（９）に導入することができることを特徴とする請求項１４から１７のうちのいずれか一項に記載の装置。

【請求項19】

前記制御装置は、前記流体を緩めて流動化することで前記流動床を生成するように、前記流体導入装置が前記流体を下方から瞬間的に前記粒子材料充填剤（９）に導入して、パルス的に又はクロック的に複数の経時的に連続する流体インパルスを生成するように、前記流体導入装置を制御するように更に構成されることを特徴とする請求項１４から１８のうちのいずれか一項に記載の装置。

【請求項20】

前記開閉メカニズムは、前記複数の流体導入ノズル（１５）及び／又は前記複数の孔の少なくとも主要部分が、前記粒子材料排出貫通孔（１３）が開けられる場合と閉じられる場合の両方の場合において、解放されるように形成されることを特徴とする請求項１８に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構成要素を囲む緩く未固結状態の粒子材料の粒子材料充填剤から積層造形法（アディティブマニュファクチャリング法）によって製造された構成要素を開梱（アンパック）する方法及び装置の技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

製造される構成要素が粒子材料／粉体材料から層状に構成される積層造形法は多く存在する。この点では、各粒子材料層は、その所定の部分領域で選択的に凝固されるので、構成要素は、順に並んで少なくとも一部が重なる複数の選択的凝固部分領域から構築されてよい。例として、例えば、所謂３次元印刷又は選択的レーザー焼結があげられる。積層造形法（又は積層製造法）は、所謂ラピッドプロトタイピングに加えて、例えば所謂ラピッドツーリング又は所謂ラピッドマニュファクチャリングを含む。製造される構成要素は、例えば鋳型又は鋳物用中子であってよい。粒子材料は、例えば砂であってよい。しかしながら、当然のことながら、他の粒子材料も用いられ、他の構成要素がこの方法によって製造されてよい。

【0003】

このような粉体ベース構成要素積層製造では、製造される対象物は、構築プロセス中に緩い粒子材料に埋め込まれる。よって、構築プロセスの終わりに向けて、（少なくとも一の）構成要素が、緩い粒子材料の粒子材料充填剤によって囲まれる。製造プロセスに続いて、構成要素は、粒子材料充填剤から取り出されなければならず、又は緩く未固結状態の粒子材料から分離されなけれければならない。これは、所謂構成要素の「開梱（アンパック）」と称される。この所謂構成要素の開梱の後は、付着する粒子材料残留物を取り除くために、その（微細）クリーニングが続いてよい。この点では、未固結状態の粒子材料（又は「非結合性」粒子材料）は、各層の凝固部分領域の外側の粒子材料を参照する。即ち、例えば各層の印刷又は焼結領域の外側の粒子材料、或いは印刷又は焼結されていない粒子材料である。

【0004】

開梱は、例えば高性能吸引装置によって緩い粒子材料を吸引することによって行われてよい。このために、例えば構成要素の完成に続いて、又は構築プロセスの完了に続いて、第１の対象物は、例えば手動で構築ボックスから取り出し可能になるまで、適切な吸引装置（例えば所謂吸引ランス又は吸引ホース）によって上方から露出される。そして次の対象物について、吸引せずに取り出し等が行われる。この点では、オペレータは、全ての構成要素を順に露出させて取り出さなければならない。場合によっては、複数の構成要素は、一平面で同時に吸引無しであってよく、それから取り出される。

【0005】

この点では、吸引装置によって緩い粒子材料を時間をかけて吸引することは好ましくない。これは、特に未固結状態の粒子材料を大量に受ける構築空間又は構築ボックスが大きい場合に当てはまる。特に手動で吸引する場合、対象物が吸引装置に接触して破損するという更なる危険がある。例えば粒子材料の吸引がロボットアームで達成される吸引プロセスの自動化は、相当の努力がなければ難しいが、それは、ロボットにおける新規で複雑なシークエンスプログラミングが、新たな対象物に対して必要とされるからである。吸引方法の他の欠点は、粒子材料が、相当の努力がなければ吸引後に容器に回収されないことである。これは、通常、粒子材料を吸引流／空気流から分離する分離器又は適切な分離装置において起きる。他の欠点は、吸引される粒子材料に接触する構成要素の全て（例えば吸引ランス、吸引ホース、分離器等）が、特に、砂等の非常に粗い粒子材料の場合に広範囲で摩耗してしまうことである。

【0006】

構成要素は、例えば、所謂構築プラットフォーム上に構築されてよく、従って、粒子材料充填剤及びそこに受けられる構成要素は、構築プロセスの終わりに構築プラットフォーム上に配置される。一方、構築プラットフォームは、所謂構築ボックスに受けられてよい。容易に注入可能な粒子材料又は十分に注入可能な粒子材料充填剤に対しては、且つ比較的小さい構築ボックスの場合には、構成要素を砂から解放するために、又は構成要素を粒子材料充填剤から開梱するために、構築プラットフォームに形成される選択的に閉鎖可能な貫通孔を開ければその点については十分であってよく、緩い粒子材料が構築空間から下方に落下／滴下する。特定の場合には、粒子材料は、（例えば振動によって）更にゆるませることなく排出／滴下されてよい。しかしながら、多くの場合、緩い粒子材料は、各開口部の真上の領域から排出されるのみであるので、複数の空洞が各開口部の上に形成される。この場合、更なる粒子材料が排出されることはない（各開口部上の所謂「架橋現象」）。これらの場合、粒子材料は、構成要素を破損させることなく、例えば振動によって緩められなければならない。これは、特に構築ボックスが大きい場合に問題である／幾つかの困難を含む場合がある。加えて、緩い粒子材料のある部分のみが、この方法で排出可能であり、粒子材料の残留物が大量に構築ボックスに留まる場合がある。

【0007】

例えば、ＷＯ２００７／１３９９３８Ａ２（例えばその図３Ａから図３Ｃを参照）は、互いに垂直に離れて配置され、その孔が水平方向に互いに対してオフセットに配置される二の多孔板の使用を開示する。対象物の構築後、下側多孔板の下側が真空にされ、よって粒子材料は下方に吸引される。二の多孔板は、互いに対して垂直方向又は水平方向に可動であるように構成されてよい。言い換えれば、上側多孔板は、複数の排出口を有する構築プラットフォームを形成する。ここで、排出口は、オフセットである下側多孔板によって（構築プロセス中）閉じられている。本実施形態の欠点は、例えば、架橋する傾向にある粒子材料（上記参照）は、このような方法で確実には排出できないことである。下方からの吸引によって、中空空間が吸引開口部の上に形成されてよく、中空空間の上の材料が排出されることはない。ある状況下では、架橋形成は、例えば構築ボックス側壁又は構築プラットフォームでの強振動によって回避又は解決される場合がある。しかしながら、これらの振動は、構成要素に対して不利であり、この点では構成要素の破損が容易に起こる場合がある。

【0008】

ＵＳ２００８／０２４１４０１Ａ１も、構築チャンバから構築プラットフォームを介して未固結状態の粒子材料を下方に排出するように構成される構築プラットフォームを開示する。例えばその図１を参照されたい。ＵＳ２００８／０２４１４０１Ａ１によれば、構築プラットフォームは、スクリーン又は格子部材を備えており、その開口部は、構築プロセス中、複数の下フラップによって閉じられる。構築プロセス後にフラップを開けることで、未固結状態の粒子材料は、十分に注入可能である限り、構築チャンバから排出できる。

【0009】

その他、多くの開梱方法が知られている。例えば、ＵＳ２００１／００４５６７８Ａ１（例えばその図５Ａから図７ｃを参照）は、格子又はスクリーン部材をを有する構築プラットフォームの提供を開示する。構築プロセスの終わりでは、その上に配置され構成要素が埋め込まれる紛体充填剤とともに、格子部材は、構成要素が開梱される独立した後処理チャンバに、構築空間から横方向に移動する。このために、格子部材は、後処理チャンバにおいて、振動を生じさせて未固結状態の粒子材料を振るい落とすために、格子部材を前後に移動させる複数のロール上に配置される。更に、上方から構成要素に対して送風するために、送風器が後処理チャンバに設けられる。これに関連して、二の別々のチャンバ、即ち構築チャンバと後処理チャンバが用いられ、粒子材料充填剤は、実際の開梱前に一のチャンバから他のチャンバに動かされなければならない。

【0010】

ＵＳ２００２／００９０４１０Ａ１は、一方で、（第１の側で）空気が横方向に吹き込まれ、他方で、（第１の側とは逆の第２の側で）構築材料が構築空間（又は構築ボックス）の垂直円周壁又は構築空間側壁を介して吸引によって横方向に取り出される開梱方法を開示する。ＵＳ２００２／００９０４１０Ａ１によれば、未固結状態の粒子材料は、該未固結状態の粒子材料の横吹き式の送風と相まって吸引される。このために、側壁及び全構築ボックスは、対応して高くなるように寸法取りされなければならない。なぜなら、吹き込み／吸引用の横方向開口部は、構築プロセス中、構築プラットフォーム及び格子部材の夫々の下に位置すべきだからである。加えて、構成要素は、格子部材上で構築され、粒子材料は、高さ調節可能なプラットフォームを下方に移動させることで格子部材の開口部が解放された後に、構成要素の開梱プロセス中、格子部材の複数の孔を介して落下してよい。粒子材料の流動性を上げるために、支持振動も提案されている。

【0011】

他の開梱方法は、ＷＯ２００５／０２５７８０から知られている。この文献は、構成要素の製造後に構築プラットフォームを吸引位置に移動させ、その後横方向吸引流によって構成要素を開梱し、それにより未固結状態の構築材料が取り出され、形成体及びキャリア又は構築プラットフォームが冷却されることを提示する。この場合にも、側壁及び全構築ボックスは、対応して高くなるように寸法取りされなければならない。

【0012】

ＷＯ０１／１０６３１Ａ２は、多孔質に構成され、又は複数の開口部を備える構築プラットフォームであって、ガスが複数の孔又は開口部の夫々を介して底部から吹き込まれ、一種の流動床を生成し、且つ製造される対象物を囲む紛体を緩める構築プラットフォームを開示する。緩い粒子材料は、構築空間の傾斜に関連して、例えば構築プラットフォームを上方に動かすことによって構築空間から上方に取り出される。例えばｗｏ０１／１０６３１Ａ２の図３及び図４を参照されたい。構築空間の上側開口部を介して構築材料を取り出すことは、特に構築空間の寸法が大きい場合には、複合的且つ複雑である。加えて、流動床が存在する場合に構築空間を傾斜させる結果、複数の構成要素が流動床で移動し、例えば互いに又は構築空間の円周壁と衝突し／ぶつかり、構成要素を破損させる結果となる場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、緩い粒子材料を、簡単にもかかわらず確実に取り出すことができ、例えば大きい構築空間又は大きい構築ボックスに対しても、構成要素を粒子材料充填剤から（又は構成要素及び粒子材料充填剤を受ける構築空間又は構築ボックスから）簡単に取り出すことができる方法及び装置の夫々を提供することを課題とする。

【0014】

また本発明は、例えば大きい構築空間又は大きい構築ボックスに対しても、構成要素を粒子材料充填剤から迅速に開梱できる方法及び装置を提供することを課題とする。

【0015】

また本発明は、例えば大きい構築空間又は大きい構築ボックスに対しても、構成要素を粒子材料充填剤から穏やかに開梱できる、即ち構成要素の破損の可能性を少なくとも減少できる方法及び装置を提供することを課題とする。

【0016】

また本発明は、粒子材料充填剤からの構築要素の開梱が、簡単且つ容易に自動化され、又は制御的に行われる方法及び装置を提供することを課題とする。

【0017】

また本発明は、例えば大きい構築空間又は大きい構築ボックスに対しても、注入が不適切な粒子材料充填剤からさえ／からも構成要素が開梱できる方法及び装置を提供することを課題とする。

【0018】

また本発明は、相対的に大きい構築空間からも構成要素が確実に開梱できる方法及び装置を提供することを課題とする。

【0019】

また本発明は、例えば粒子材料を再利用するために、構成要素から分離される粒子材料が容易に回収できる方法及び装置を提供することを課題とする。

【0020】

また本発明は、開梱中に生じる粒子材料に接触する装置の摩耗及び引裂を、低レベルに保つことができる方法及び装置を提供することを課題とする。

【0021】

また本発明は、開梱が比較的高さの低い構築ボックスで行われる方法及び装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0022】

これらの課題の少なくとも一つを解決するために、本発明は、請求項１に係る構成要素を開梱する方法と、請求項１４に係る装置を提供する。本発明に係る方法及び本発明に係る装置の更なる実施形態が、従属項に説明される。

【0023】

本発明は、構成要素と共に構築空間に配置されて前記構成要素を囲む、緩く未固結状態の粒子材料の粒子材料充填剤から、積層造形法によって製造される構成要素を開梱する方法であって、前記構成要素を開梱するために、前記構成要素を囲む前記粒子材料充填剤は流動床に移動されることで前記緩く未固結状態の粒子材料が流動化され／流動形態で存在し、前記流動化された未固結状態の粒子材料は、前記構築空間から下方に排出される方法を記載する。

【0024】

構成要素は、例えば３次元印刷法によって、或いは例えば選択的レーザー焼結によって製造されてよい。しかしながら、他の積層造形法、例えば粉体ベース製造法も想像できる／可能である。当業者はこの種の製造法に精通しており、これらの方法とは、例えば上記の文献に記載されている。例えば、構成要素は、構築空間で粒子材料／粉体材料から層状に構成されてよい（充填剤が構成要素と共に受けられる請求項１に係る構築空間は、構成要素が先に製造される構築空間（その限界を含む）と同一であってよいが、常に同一でなくてもよいことに留意されたい）。この点では、各粒子材料層がその所定の部分領域で選択的に固結されることで、構成要素は、順に並んで少なくとも一部が重なる、複数の選択的固結／凝固部分領域から構築できる。例えば、製造する構成要素は、先ず第１粒子材料層を構築空間の所謂構築プラットフォーム上に塗布することにより、粒子材料から層状に構築されてよい。構築空間は、横方向垂直円周壁によって周方向に区切られてよく、上方に開口していてよい。構築空間は、構築プラットフォームによって下方に区切られてよい。構築プラットフォームは、例えば高さ調節可能に円周壁に受けられてよい。例えば、構築空間は、例えば構築ボックスに一体化された構築ボックス走行ドライブによって例えば可動である、所謂構築ボックスによって形成／規定されてよい（或いは、構築ボックスは固定（静止）状態で構成されてよい）。所謂コーターによって第１粒子材料層を構築プラットフォームに塗布後、第１粒子材料層は、例えば適切な印刷装置によって、例えば適切な結合剤を刷り込むことにより、その部分領域で選択的に固結／凝固されてよい。次に、構築プラットフォームが一層の厚さだけ下方に下げられ、第２粒子材料層が第１粒子材料層に塗布され、第２粒子材料層がその部分領域で選択的に固結されてよい。これらのステップは、構成要素が完成するまで繰り返されてよい。このような方法で用いる適切な印刷装置、適切なコーター、適切な構築ボックス及び適切なプラントの夫々については、例えば以下の出願／特許に記載されており、その開示内容はこの参照によってここに組み込まれる。即ち、ＤＥ１０２００９０５６６９５、ＤＥ１０２００９０５６６８８、ＤＥ１０２００９０５６６８９、ＤＥ１０２００９０５６６８６、ＤＥ１０２００９０５６６９６、ＤＥ１０２００９０５６６９４、及びＤＥ１０２００９０５６６８７である。

【0025】

一又は複数の構成要素は、構築プロセス／製造プロセスの終わりに粒子材料充填剤に配置されてよい。複数の構成要素は、例えば構築空間内部で共通水平層又は板に配置されてよく（この場合、複数の構成要素は同時に又は隣り合って製造されている）、及び／又は構築空間の内部で順に垂直方向に配置されてよい（この場合、複数の構成要素は順に製造されている）。

【0026】

よって、少なくとも一の構成要素は、（連続する粒子材料層のうちの選択的固結部分領域の）固結状態の粒子材料から作成されてよく、例えば鋳型又は鋳物用中子であってよく、例えば砂鋳型又は砂鋳物用中子であってよい。

【0027】

粒子材料又は構築材料は、例えば砂粒子を備えてよい。例えば砂粒子は、石英砂粒子、酸化アルミニウム砂粒子、ジルコン砂粒子、オリビン砂粒子、ケイ酸砂粒子、クロマイト砂粒子及びそれらの組合わせからなる群から選ばれる粒子材料に用いられてよい。しかしながら、粒子材料は、例えば金属又は合成材料粒子の、その他の構築粒子を備えてよく、従って本発明砂粒子の使用に限定されない。粒子材料は、平均粒子サイズが９０から２５０μｍであり、例えば平均粒子サイズが９０から２００μｍであり、例えば平均粒子サイズが１１０から１８０μｍである構築粒子を有してよい。構成要素を主に構成する所謂構築粒子に加えて、粒子材料は、例えば複合バインダーの紛体成分である添加剤を備えてよい。

【0028】

構築空間における少なくとも一の構成要素の製造後、構成要素は、例えば一又は複数又は全ての側（円周側、上方、下方）に向かって緩く未固結状態の粒子材料によって囲まれる、粒子材料充填剤に埋め込まれる。少なくとも一の構成要素は、所謂開梱ステップで未固結状態の粒子材料から十分に遊離できる。言い換えれれば、構成要素は十分に露出できる。この点では、未固結状態の粒子材料という文言は、他の粒子とつながっていないので構成要素を形成できる粒子、即ちある層の各選択的固結部分領域の外部の粒子を参照する。開梱後、むしろ未固結状態の粒子材料の排出後、対象物／構成要素は、例えば手動で又は自動化された方法で（例えば把持装置又はロボットによって）構築空間又は構築ボックスから取り出されてよい。

【0029】

本発明によれば、前記構成要素を開梱するために、前記構成要素を囲む前記粒子材料充填剤は流動床に移動されることで前記緩く未固結状態の粒子材料が流動化され／流動形態で存在し、前記流動化された未固結状態の粒子材料は、前記構築空間から下方に排出される。

【0030】

よって、製造プロセス後に利用可能に存在する固体／充填粒子材料は、緩められて（例えば完全に）流動化状態にされ、従って以前固体であった粒子材料充填剤は、ここで流動化され、よって流体のような又は液体のような特徴を有する。流動化状態又は流動床状態では、未固結状態の粒子材料は、構築空間から対応する排出貫通孔を介して下方に容易に排出されてよい。例えば（例えば真空にせずに）自由に排出されてよい。注入が不適切な／困難な粒子材料充填剤でさえ、流動化後、むしろその流動床への移動後に、構成要素から容易に分離でき、構成要素は、比較的大きい構築空間又はそこに配置される粒子材料からでさえも確実に開梱できる。

【0031】

例えば、粒子材料は、流動床が形成されるまで構築空間から排出されなくてよい。しかしながら、例えばできる限り排出開口部から滴下させるために、（できる限り）流動床が存在する前に既に部分的に緩い粒子材料を排出することもできる。そして、残りの粒子材料が、（流動床を生成することで）流動化されてよく、よって流動化形態で存在する粒子材料は排出できる。

【0032】

本発明の（少なくとも一の）構成要素の開梱プロセスでは、例えば粒子材料充填剤における未固結状態の粒子材料が、少なくとも、次に、即ち開梱プロセス後に（少なくとも一の）構成要素を（手動で又は自動化された方法で）把持でき、且つ構築空間から取り出すことができるような量だけ、構築空間から排出されてよい。例えば、構成要素の少なくとも一部、例えば主要部分は、開梱プロセス後に露出される。即ち、未固結状態の粒子材料によって、もはや覆われない。よって、開梱方法では、構成要素は十分に露出される。本発明の開梱プロセスでは、粒子材料充填剤の未固結状態の粒子材料の主要部分（半分より多い）は、例えば構築空間から排出されてよい。例えば、少量の未固結状態の粒子材料が、構築空間に留まってよい。

【0033】

当業者は流動床及びその生成に精通している。この点では、固体／充填又は休止充填剤／床は、流体のボトムアップによって貫流される。この点では、充填剤は、特定流速（所謂流動化点）から流動床に変化する。流速が更に増加される場合には、粒子は、特定点から又は特定流速で含気性に運ばれるであろう。即ち、粒子は、構築空間から上方に排出されるであろう。緩い粒子材料流動床は、緩い粒子材料の固体又は休止粒子材料充填剤と比べて、容量が大きい、或いは構築空間において高さが高い。流動床よりも高密度である構成要素は、流動床で下方に沈降してよい。

【0034】

流動床は、例えば全開梱プロセス中、又は例えば全開梱プロセスの主要期間にわたり、（間欠的に又は少なくとも一気に）少なくとも形成されて／形成されたままで又は存在してよい。即ち、本発明の方法は、例えば粒子材料充填剤が、少なくとも開梱の期間中（即ち流動床が保持される間）、流動床の形態で存在し、粒子材料充填剤／このような方法で流動化された流動床の粒子材料が、構築空間から下方に排出される場合を含む。

【0035】

本発明によれば、流動化された未固結状態の粒子材料は構築空間から下方に排出される。これにより、未固結状態の粒子材料は、特に、構築空間が大きい場合に、構築空間から確実に且つ迅速に排出されてよい。構築空間の上側開口部を介して構築材料を横方向に排出すること又は取り出すことは、例えば完全に省かれてよい。構築プラットフォームは、例えば構成要素の構築後に配置される構築空間の下部領域に留まってよい。

【0036】

よって、構成要素は、先ず構築空間で製造でき、次に信頼できる方法でこの構築空間から開梱できる。この点では、構築空間は、対応プラントにおける構成要素の構築後に、対応プラントから開梱ステーションに動かされる可動構築ボックスによって形成されてよい。そこで、構成要素は、本発明の方法を用いて、確実に且つ安全に開梱できる。或いは、開梱プロセスは、構成要素を構築するプラント又は構築ボックスの構築位置で直接行われてもよい。

【0037】

本発明によれば、構築空間は、構成要素を含む粒子材料充填剤が配置される構築プラットフォーム（例えば、高さ調節可能に構築区間又は構築ボックスに受けられる構築プラットフォーム）によって下方に区切られ、流動化された未固結状態の粒子材料は、構築プラットフォームを介して下方に排出される。よって構築プラットフォームは、粒子材料排出底部として構成される。構築プラットフォームは、構築ボックスの統合部であってよく、また構築ボックスに一体化されてよい。

【0038】

即ち、構成要素は、例えば構築材料／粒子材料を構築プラットフォームに層状に加えることで、重なる複数の層を形成することにより、また流動性の結合剤を各層に対する所定の部分領域に、次の層に添加する前に添加することにより、先ず構築プラットフォーム上で製造されてよく、構築材料の粒子は、所定の部分領域で結合剤によって互いに結合される。製造後、構成要素と該構成要素を囲む粒子材料充填剤は、構築プラットフォームの上／上方に配置され、流動化された未固結状態の粒子材料は、構築プラットフォームを介して下方に排出できる。言い換えれば、未固結状態の粒子材料は、構築空間から構築プラットフォームを介して下方に流出／滴下できる。未固結状態の粒子材料、若しくはその十分な又は主要の部分は、構成要素から分離でき、効率的に且つ確実に構築空間から取り出すことができる。

【0039】

次に、構成要素は、必要であれば（例えば、構築プラットフォームが下方に動かされるのにあわせて、粒子材料充填剤の流動化が起きる）、例えば構築プラットフォームが幾らか上方に動かされた後に、手動で又は自動化された方法で構築空間から取り出されてよい。そして、構築空間から取り出された構成要素は、更なるクリーニング又は更なる処理ステップがなされてよい。

【0040】

一又は複数の粒子材料排出貫通孔は、開閉メカニズムによって随意的に／選択的に開閉できる前記構築プラットフォームに形成され、前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔は、前記流動化された未固結状態の粒子材料を排出する前記開閉メカニズムによって／を動作させることで開けられるので、前記流動化された未固結状態の粒子材料は、前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔（を介して下方に排出される。製造プロセス中、一又は複数の粒子材料排出貫通孔は、開閉メカニズムによって閉じられてよいので、連続する粒子材料層は、安全に且つ確実に構築プラットフォーム上に形成できる。よって、構築プラットフォームは、例えば、多孔板によって形成されてよく、或いは一又は複数の排出貫通孔が（垂直に又は板の厚さ方向に伸びて）形成されるそのような板を備えてよい。開閉メカニズムによって、多孔板／構築板の貫通孔は、夫々、選択的に開閉されてよい。当業者は、例えばＵＳ２００８／０２４１４０４（フラップ）又はＷＯ２００７／１３９９３８Ａ２（重なって配置され、互いにオフセットである二の多孔板）から、基本的にこのような開閉メカニズムを知っている。構築プラットフォームには、例えばその中央に単一の排出貫通孔を形成／提供すれば十分であってよい。迅速且つ均一な排出を確保するためには、構築プラットフォームに複数の排出貫通孔が形成されてよい。例えば、複数の排出貫通孔は、構築プラットフォームに均等に分散されてよい。例えば、複数の排出貫通孔は組み合わされて、隣接する排出貫通孔の個別グループ／配列にされてよく、これも続いて構築プラットフォームに均等に分散される。

【0041】

前記開閉メカニズムは、例えば、前記構築プラットフォームに実質的に平行に（例えば構築プラットフォームの上又は下に、例えばそれに隣接して、又はそこから少し離れて）配置され、且つ一又は複数の貫通孔（例えば粒子材料排出貫通孔の数に対応する数の貫通孔）を備えて例えば水平及び／又は垂直に移動可能に、（粒子材料排出貫通孔が塞がれる又は覆われる、例えば構築空間に存在する粒子材料が多孔シート又は多孔板によって（例えば直接的に、又は蓄積された／積み上げられた粒子材料により間接的に）、一又は複数の粒子材料排出貫通孔を介して下方に排出されることを防ぐ閉位置と、（粒子材料排出貫通孔が解放される、例えば構築空間に存在する粒子材料が一又は複数の粒子材料排出貫通孔及び一又は複数の貫通孔を介して下方に排出される）開位置との間で、前記構築プラットフォーム（７）に対して動かすことができる多孔シート又は多孔板を備えており、該多孔シート又は多孔板は、前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔を介して下方に前記流動化された未固結状態の粒子材料を排出させるように、前記開位置に構築プラットフォームに対して動かされてよい。

【0042】

或いは、前記開閉メカニズムは、一又は複数の回転ディスクを備えており、該一又は複数の回転ディスクは、前記構築プラットフォームの下又は下側に回転可能に配置され、夫々が（例えばそれらの軸の周り（それ自体の上での回転）に）第１回転位置と第２回転位置との間を回転可能に移動でき、また夫々が複数の貫通孔を備え、前記第１回転位置で複数の関連粒子材料排出貫通孔と一列に整列され、また前記第２回転位置で前記構築プラットフォームによって覆われることで前記関連粒子材料排出貫通孔が（回転ディスクによって）閉じられており、該一又は複数の回転ディスクは、前記粒子材料排出貫通孔を開けて前記流動化された未固結状態の粒子材料を前記粒子材料排出貫通孔及び前記貫通孔を介して下方に排出させるように、前記第２回転位置から前記第１回転位置に回転されてよい。単一の回転ディスク、例えば構築プラットフォームに対して中央に配置される回転ディスクで十分であってよい。しかしながら、複数の回転ディスクが設けられてよい。これらは、構築プラットフォームに均等に分散されてよい。複数の回転ディスクは、例えばリニアドライブによって第２回転位置から第１回転位置まで移動できるように機械的に連結されてよい。機械的連結は、ヒンジ付ロッドのロッド機構によって達成されてよい。複数の回転ディスクは、例えば関連回転ディスク及びロッドに対してヒンジ式に動く各連結アームによって、プッシュ／プルロッド２３により連結されてよい。プッシュ／プルロッドは、連結された回転ディスクを第１及び第２回転位置の間で共に動かすように、該プッシュ／プルロッドを駆動／移動させるリニアドライブに接続されてよい。複数のプッシュ／プルロッドは、リニアドライブによって駆動されるクロスコネクション又はクロスバーによって連結されてよい。一の回転ディスク又は複数の回転ディスクは、例えば構築プロセス中の歪みから回転ディスクを保護するために、補強板又は補強シートとして働く他の板又はシートによって下方に支持されてよい。

【0043】

更なる代替として、前記開閉メカニズムは、粒子材料排出貫通孔の数に対応する数のクロージャを備えており、前記クロージャは、夫々に関連する粒子材料排出貫通孔を選択的に閉じたり解放したりするように構成され、且つクロージャが前記関連する粒子材料排出貫通孔を閉じる閉位置と前記各クロージャが前記関連粒子材料排出貫通孔を解放する開位置との間で、前記構築プラットフォームに対して垂直に及び／又は水平に前後に移動可能であり、前記クロージャは、前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔を介して前記流動化された未固結状態の粒子材料を下方に排出させるために、前記構築プラットフォームに対して前記閉位置から前記開位置に動かされてよい。クロージャは、例えばロッドアセンブリ又は板によって例えば機械的に接続／連結されることにより、例えば閉位置から開位置に共に前後に移動可能であってよい。クロージャは、例えば構築プラットフォームの下に配置されてよい。全て又は複数（即ち少なくとも一部）のクロージャは、例えば複数のプラグ又はストッパを備えて／であってよく、該複数のプラグ又はストッパは、閉位置で関連粒子材料排出貫通孔に（少なくとも一部）配置されることで粒子材料が排出されるのを防ぎ、且つ閉位置から開位置まで垂直下方に移動できる。この点では、ストッパは、閉位置で各孔の円周壁の少なくとも一部に直接封着（又は該壁に当接）してもよく、或いは（例えば環状ギャップが粒子材料を通過させないので、若しくは環状ギャップが粒子材料によって充填されている又は塞がれているので、或いは環状ギャップは、構築プラットフォームの下に形成されて、粒子材料の（更なる）排出を防ぐ円錐状の堆積物の生成という結果になる／に寄与するので）、各孔の円周壁に対して粒子材料が排出されるのに十分小さい環状ギャップを形成してもよい。例えば、クロージャがプラグとして形成される場合、各関連粒子材料排出貫通孔を円錐状に構成することが有利である場合があり、各開口部は、上方に先細である。これに関連して、各ストッパは、例えば関連孔に反して円錐状に形成されてよい。例えば、各プラグは、ゴムで作られてよい。加えて又は或いは、全て又は複数（即ち少なくとも一部）のクロージャは、例えば複数のカバー／蓋又はディスクであって／を備えてよく、該複数のカバー／蓋又はディスクは、閉位置で関連粒子材料排出貫通孔を少なくとも一部覆うことで粒子材料が排出されるのを防ぎ、且つ閉位置から開位置まで垂直及び／又は水平に移動できる。

【0044】

しかしながら、他の適切な開閉メカニズムが用いられてもよい。

【0045】

代替又は追加の実施形態によれば、前記流動化された未固結状態の粒子材料は、前記構築空間から前記構築プラットフォーム、又は前記粒子材料排出孔を介して下方に吸引されずに排出される。言い換えれば、粒子材料は、吸引によって取り出されない。即ち、粒子材料排出貫通孔を真空にしたり吸引したりすることはないが、流動化された未固結状態の粒子材料は、例えば重力のみにより、粒子材料排出貫通孔を介して自由に排出する／流れる。従って、粒子材料は、粒子材料排出貫通孔を開ける／閉じることのみにより、構成要素から排出／分離できる。真空発生装置と、及び該真空発生装置から粒子材料排出貫通孔までの対応する接続ホースとの両方を省くことができるが、それにもかかわらず構成要素を確実に開梱できる。例えば、粒子材料は、前記構成要素から分離される前記未固結状態の粒子材料が回収される前記構築空間の下に配置された回収容器に流入されてよい（例えば粒子材料は、粒子材料排出貫通孔から直接且つ自由に回収容器に落下又は滴下されてよい）。そこから、未固結状態の粒子材料は、例えば任意の粒子材料処理ステップの後に、製造プロセス（積層造形法、例えば構成要素を製造するラピッドプロトタイピング法）に復帰又は再循環できる。

【0046】

代替又は追加の実施形態によれば、前記構成要素を開梱するために、前記流動化された未固結状態の粒子材料は、前記構築プラットフォーム、又はその前記粒子材料排出貫通孔を主に介して又はそれのみを介して前記構築空間から下方に排出される。言い換えれば、粒子材料は、前記構成要素を開梱するために、横方向には排出されない。即ち構築ボックスの垂直側壁／円周壁を介さない。これにより、構築ボックスの複雑な構成が回避されてよい。よって、構築ボックスの側壁／円周壁の内側は、孔無しで構成されてよい。即ち、側壁／円周壁の内側には、孔、特に粒子材料排出貫通孔が設けられる必要はない。例えば、横吹き式の送風及び／又は吸引は、本発明の方法の使用時に、完全に省かれてよいが、それにもかかわらず構成要素を確実に開梱できる。例えば、粒子材料は、前記構成要素から分離される前記未固結状態の粒子材料が回収される前記構築空間の下に配置された回収容器に排出又は滴下されてよい。上記のように、そこから、未固結状態の粒子材料は、例えば任意の処理ステップの後に、製造プロセス（積層造形法、例えば構成要素を製造するラピッドプロトタイピング法）に復帰又は再循環できる。

【0047】

一般に、粒子材料は、構成要素から分離される未固結状態の粒子材料が回収される構築空間の下に配置された回収容器に排出又は滴下されてよい。このように回収される構築材料は、例えばスクリューコンベアである例えばコンベアによって処分又は再利用／再循環されてよい。

【0048】

粒子材料充填剤の流動化又は粒子材料充填剤の流動床への移動は、構築プラットフォームを介して又はそれから開始されるので、構築プラットフォームは、流動化底部及び粒子材料排出底部と同時に構成される。よって、構築要素を開梱するために、緩い粒子材料は流動化され、或いは構築プラットフォームから開始する又はそれを介して流動床に移動され、構築プラットフォームを介して流動化状態又は流動床状態で同時に構築空間から排出される。例えば、流体流は、構築プラットフォームを介して上方に導入され、粒子流は、構築プラットフォームを介して同時に排出される。

【0049】

即ち、本発明によれば、構築プラットフォームは、所謂流動化底部として構成される。即ち、構築プラットフォームは、その情報に配置される粒子材料充填剤を流動床に移動させるように構成される。よって、粒子材料固体充填剤の流動化と流動化された粒子材料の排出との両方が、特に同時に、構築プラットフォームを介して、またそこから開始して生じる。このような流動化底部は、例えば複数の流体噴射ノズル及び／又は流体貫流孔である流動化手段を備えてよい。以下を参照されたい。流動化手段は、構築プラットフォームに均等に分散されてよく、並びに／或いは排出貫通孔、排出貫通孔のグループ夫々の間（例えば回転ディスクの間）に配置されてよい。

【0050】

よって、実施形態によれば、粒子充填剤を流動化する流体は、構築プラットフォームを介して粒子材料充填剤に導入されてよく、流動化された未固結状態の粒子材料は、構築プラットフォームの粒子材料排出貫通孔を介して同時に下方に排出されてよい。

【0051】

粒子材料充填剤は、（加圧）流体を用いて流動床に移動される。流動床を生成するために、前記粒子材料充填剤が流体のボトムアップによって貫流されて、前記緩く未固結状態の粒子材料が前記流体によって緩められて流動化されることで前記流動床を形成する方法で（例えば圧力で又は流速で）、前記構築プラットフォームを介して下方から前記粒子材料充填剤（９）に流体が導入される。任意には、流体は、支持体としての充填剤に横方向に吹きこまれてよい。流体は、例えば、ガス又はガス混合物であってよい。例えば、流体は空気であってよく、又は空気を含んでよい。例えば、流体は、不活性ガスであってよく、又は不活性ガスを含んでよい。流体は、粒子材料充填剤及びその中に含まれる構成要素の夫々尾を冷却又は加熱するように調節されてよい。構築空間に供給される流体の圧力又は流速又は体積流量は、特に粒子材料充填剤が流動床に移動され、開梱プロセス中の少なくとも所定期間（例えば主要期間）は流動床状態で保持されるようにように調整又は制御されてよい。

【0052】

このために、構築プラットフォーム（又は流動化底部）は、前記流体を前記構築プラットフォームから前記粒子材料充填剤に導入する（例えば複数の孔又はノズル又はチャネルにより形成される）、複数の流体流入口を備えてよい。例えば、前記構築プラットフォーム（又は流動化底部）は、前記流体を前記粒子材料充填剤に導入する複数の流体噴射ノズル／導入ノズルを備えてよい。例えば、複数の流体噴射ノズルは、構築プラットフォームに一体化されてよい。例えば、流体噴射ノズルは、構築プラットフォームに均等に分散されてよい。或いは又は加えて、前記構築プラットフォームは、少なくとも複数の部位で多孔質に形成され、前記流体は、前記構築プラットフォームの複数の孔を介して前記粒子材料充填剤に導入されてよい。即ち、構築プラットフォームは、例えば、多孔体から作成されてよく、例えば多孔質焼結板から作成されてよい。或いは、構築プラットフォームは、構築プラットフォームの対応する窪みに挿入され、例えば構築プラットフォームに均等に分散する、一又は複数の多孔質インサート（例えば多孔質焼結インサート）を備えてよい。複数のノズルの排出口及び／又は孔は、充填剤の粒子材料が複数のノズルの排出口及び／又は孔の夫々を介して下方に落下するように構成／寸法取りされてよい。即ち、複数のノズルの排出口及び／又は孔は、充填剤の粒子よりも小さいように寸法取りされてよい。従って、複数のノズルの排出口及び／又は孔は、構成要素の製造プロセス中に閉じられる必要はなく、製造プロセス中に（例えば、充填剤を冷却又は加熱するために、或いは粒子構成要素を充填剤から排出するために）流体を充填剤及び構築空間の夫々に導入するために用いられてよい。更なる代替として、貫通チャネルが構築プラットフォームの厚さ方向に設けられてよく、充填剤に対向するその各開口部は、粒子の落下を防ぐスクリーンによって閉じられているが、流体を上方に流すことが可能である。

【0053】

流体は、例えばコンプレッサ又はポンプによって加圧されてよく、その後例えば複数の孔及び／又はノズルを介して、構築空間に供給されてよい。或いは、流体は、圧力タンクから取り出されて、例えば複数の孔及び／又はノズルを介して、構築空間に供給されてよい。

【0054】

上記のように、構成要素を開梱するために構築空間に供給される流体の流速又は圧力は、緩く未固結状態の粒子材料が流体によって緩められて流動化されることにより流動床を形成するように、制御／設定／調整されてよい。例えば、構築空間に供給される流体の流速又は圧力は、全開梱プロセス中、又は開梱プロセスの少なくとも主要部分中に、流動床が生成及び保持されるように、制御／設定／調整される。流動床は、全開梱プロセス中、又は開梱プロセスの少なくとも主要部分中に存在する。

【0055】

（粒子材料充填剤及び流動床夫々の高さが減少するにつれて）開梱プロセス中、流体の流速又は圧力を徐々に減少させることが必要とされて／適当であってよいので、粒子材料の上方への排出が回避される。例えば、構築ボックスは、構築ボックス及びその中に含まれる粒子材料充填剤の重量を夫々決定するように秤量セル上に位置してよく、流体の流速又は圧力は、決定された重量に応じて制御／設定／調整できる。或いは、粒子材料充填剤の高さをスキャン／検知する充填レベルセンサが例えば設けられてよい。

【0056】

流体は、例えば連続的に（例えば一定の又は連続的に減少する圧力で）、及び／又は衝撃無く供給されてよい。

【0057】

或いは、流体が下方から瞬間的に前記粒子材料充填剤に導入されて、例えばパルス的に又はクロック的に複数の経時的に連続する流体インパルスを生成してよい。これにより、不均等性及び異なる／変動する乱れが、粒子材料充填剤及び流動床の夫々にもたらされ、それにより、境界領域に存在する粒子材料及び／又は構成要素のアンダーカットは、更に良好に流動化されてよい。複数の流体インパルスは、一定の又は変動する振動数を有してよい。複数の流体インパルスは均等な強度であってよく、又は異なる強度を有してよい。

【0058】

本発明の実施形態によれば、流動化底部の流動化手段（即ち、例えば流体噴射ノズル及び／又は孔）は、少なくとも粒子材料排出貫通孔が開いている際に開閉メカニズムによって解放される。即ち、流動化底部の流動化手段（即ち、例えば流体噴射ノズル及び／又は孔）は、粒子材料排出貫通孔が開いている場合には開閉メカニズムによって塞がれず、覆われない。

【0059】

本発明の他の実施形態によれば、流動化底部の流動化手段（即ち、例えば流体噴射ノズル及び／又は孔）は、粒子材料排出貫通孔が開けられる場合と閉じられる場合の両方の場合において、開閉メカニズムによって解放される。これにより、流動化底部の流動化手段は、構成要素の構築プロセス／製造プロセス中に用いられてもよい。加えて、流動床は、ここで粒子材料排出貫通孔が開けられる前に生成されてよい。即ち、この場合、既に流動床が存在しているので、粒子材料は、粒子材料排出貫通孔が開けられる／解放される際に流れることができる。

【0060】

流体に加えて、粒子材料充填剤を緩めるために更なる方法が用いられてよい。例えば、音波が付加的に用いられてよく、又は振動装置が付加的に用いられてよく、これにより、円周壁及び／又は構築プラットフォームの振動が生じる。しかしながら、本発明の方法は、このような付加的な方法を用いずに実施されてよい。

【0061】

構成要素を開梱する上記の方法は、積層造形法によって一又は複数の構成要素を製造する方法と組み合わされてよく、前記積層造形法では、上面図において、全ての構成要素は、例えば単一の水平構成要素層で前記構築空間に互いに隣り合って（即ち、重ならずに）製造される。これにより、例えば一の構成要素が、その下に位置する他の構成要素上に落下する／たるむことが回避されるという事実によって、流動化された粒子材料を排出する際に構成要素の破損を回避できる。

【0062】

加えて又は代替として、前記構成要素及び前記複数の構成要素の一又は複数又は全ては、前記積層造形法で各構成要素と共に形成される各支持体又は保持構造を備えており、これにより、前記複数の構成要素の開梱時に、前記流動化された未固結状態の粒子材料が、前記構築空間から下方に排出される際、前記各構成要素の破損及び／又は該構成要素によって一又は複数の粒子材料排出貫通穴が覆われることが回避されてよい。即ち、構成要素のみでなく、その支持体又は保持構造も、積層造形法によって製造される。

【0063】

例えば、構成要素は脚部を備えてよいので、構成要素は、その脚部によって構築プラットフォーム上に支持され、その上に安全に着地されてよい。

【0064】

例えば、一又は複数の保持フレームが積層造形法で更に形成されてもよく、一又は複数の構成要素が、夫々、各支持体又は保持構造を介して保持される。この種の保持フレームは、例えば材料閉鎖／結合又は形態適合により構成要素を支持してよい。この点では、ドイツ公開特許出願ＤＥ１０２００７０３３４３４Ａ１（→閉鎖／結合）と、出願番号が１０２００１０５１３４７．７であるドイツ特許出願が参照される。これによると、共に形成された保持フレーム及び各構成要素は係合され、未固結状態の粒子材料を受ける環状ギャップ（例えばキャップ状ギャップ）を形成するので、構成要素は、遊びなく保持フレームで保持される（即ち、環状ギャップに受けられる粒子材料は、一旦構成要素が開梱されても、環状ギャップに留まる）。この種の保持フレームは、構築ボックスからの構成要素を取り出しを容易にするが、構成要素のたるみを制御又は目標とすること、及び／又は開梱プロセス中に構成要素を保護することにも寄与してよい。

【0065】

例えば、複数の構成要素は、各支持体又は保持構造によって互いに接続されてよい。よって、これらの構成要素が互いの上に落下する又は互いに衝突することを防ぐことができる。

【0066】

前記構成要素及び前記複数の構成要素の一又は複数又は全ては、夫々、各支持体又は保持構造を介して上記構築プラットフォームに接続され、及び／又はそれらの上に支持されてよい。

【0067】

本発明は、上記の方法のいずれか一の方法で用いられる装置（所謂開梱装置）であって、構築ボックスと、流動床生成装置と、制御装置とを備えており、前記構築ボックスは、該構築ボックスの内部空間に配置される構築空間を円周側で区切る垂直円周壁と、前記構築空間を下方に区切る構築プラットフォームであって（該構築プラットフォームは、例えば高さ調節可能に、例えば構築ボックス又は円周壁に受けられてよく、或いは円周壁は、構築プラットフォーム上に配置されてよく、構築プロセス中に例えば共に形成されてよい）、該構築プラットフォームでは、一又は複数の粒子材料排出貫通孔が、流動化された未固結状態の粒子材料を前記構築ボックスから排出するために形成されるような構築プラットフォームと、前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔を随意的に／選択的に開閉する構成される開閉メカニズムと、を有しており、前記流動床生成装置は、前記構成要素を囲む前記粒子材料充填剤を流動床に移動させることで前記緩く未固結状態の粒子材料が流動化され、前記流動化された未固結状態の粒子材料が前記構築空間から下方に排出できるように構成されており、前記制御装置は、前記構成要素を囲む前記粒子材料充填剤を流動床に移動させることで前記緩く未固結状態の粒子材料が流動化され、前記流動化された未固結状態の粒子材料が前記構築空間から下方に排出できるように、前記構成要素を開梱するために、前記流動床生成装置を制御するように構成される（例えばプログラムされる）ことを特徴とする装置を更に提供する。

【0068】

前記制御装置は、例えば、前記構成要素を囲む前記粒子材料充填剤を流動床に移動させて流動床を所定期間保持するように、前記構成要素を開梱するために、前記流動床生成装置を制御するように構成されてよい（例えばプログラムされてよい）。前記制御装置は、例えば、前記構成要素を囲む前記粒子材料充填剤を、全て（例えば一気に又は間欠的に）、全開梱プロセスの少なくとも半分の間（又は全開梱期間中）、（例えば該期間の７０％よりも長く、例えば該期間の８０％よりも長く、例えば該期間の９０％よりも長く）流動床に移動させるように、前記構成要素を開梱するために、前記流動床生成装置を制御するように構成されてよい（例えばプログラムされてよい）。

【0069】

前記制御装置は、前記開閉メカニズムが前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔を開ける／解放することで前記流動化された未固結状態の粒子材料が前記構築空間から下方に排出でき、前記構成要素から分離される前記未固結状態の粒子材料が回収される前記構築空間の下に配置された回収容器に回収できるように、全構成要素を開梱するために、前記開閉メカニズムを制御するように更に構成されてよい（例えばプログラムされてよい）。粒子材料排出貫通孔の（以前の）閉位置からの解放は、例えば粒子材料充填剤の流動化の直前、同時、又は直後に行われてよい。即ち、制御装置は、先ず流動床生成装置を制御してよい。或いは流動床生成装置及び開閉メカニズムを同時に制御してよい。或いは、先ず開閉メカニズムを制御してよい。ある状況下では、粒子材料が流動化される／流動化が完了するまで粒子材料排出貫通孔を解放しないほうが有利である場合がある。なぜなら、この場合、上にかかる重量が減少するため、開閉メカニズムをより容易に開ける／扱うことが可能であるからである。

【0070】

加えて又は或いは、前記一又は複数の粒子材料排出貫通孔は、例えば、吸引装置無しで形成されるので、前記粒子材料排出貫通孔を開けた後に、前記流動化された未固結状態の粒子材料が、前記粒子材料排出貫通孔を介して吸引されずに前記構築空間から排出されてよい。即ち、本実施形態の粒子材料排出貫通孔は、真空生成装置及び吸引装置の夫々と流体接続されていない。例えば、粒子材料回収容器は、上方に開口する構築ボックスの下に設けられてよく、粒子材料は、粒子材料排出貫通孔から回収容器に自由に滴下される（例えば自由落下で、例えば単に重力の結果として、例えば粒子材料回収容器と粒子材料排出貫通孔との間にパイプは設けられない）。

【0071】

加えて又は或いは、前記垂直円周壁の前記内側は、粒子材料排出貫通孔が存在しないように構成されてよいので、前記構成要素を開梱するために、前記流動化された未固結状態の粒子材料が、前記構築空間から下方にのみ排出され、前記構成要素から分離される前記未固結状態の粒子材料が回収される前記構築空間の下に配置された例えば回収容器に回収される。従って、円周壁に形成される複数の排出口を選択的に閉じる精巧且つ複合的な開閉メカニズムは、必要とされない。

【0072】

加えて又は或いは、前記開閉メカニズムは、前記方法（一又は複数の回転ディスク、或いは多孔シート／多孔板又はクロージャ）に関して上記のように構成されてよい。

【0073】

流動床生成装置は、構築プラットフォームによって形成される流動化底部を備えてよく、その流動化底部から又は流動化底部を介して、構成要素を囲む粒子材料充填剤は流動床に移動できる。言い換えれば、流動化底部又は構築プラットフォームは、粒子材料充填剤を流動床に移動させるように構成され、このために、流動化底部は、所謂流動化手段を備える。このために、流動化底部は、例えば複数の流体噴射ノズル及び／又は流体噴射孔を備えてよい。以下を参照されたい。よって、構築プラットフォームは、そこから粒子材料を排出するように、且つ粒子材料充填剤を流動化／旋回させるように、同時に働く（又はむしろそれに対応して構成される）。よって、構築プラットフォームは、流動化床生成装置における排出メカニズム及び流動化メカニズムの夫々両方の部分を形成する。

【0074】

前記流動床生成装置は、前記粒子材料充填剤が前記噴射／導入された流体のボトムアップによって貫流されて、前記緩く未固結状態の粒子材料が前記噴射／導入された流体によって緩められ且つ流動化されることで流動床を形成するように前記流動床を生成するために、下方から前記粒子材料充填剤前記構築プラットフォームを介して流体を噴射／導入するように構成される流体噴射装置／導入装置を備える。

【0075】

前記制御装置は、例えば、前記粒子材料充填剤が前記噴射／導入された流体のボトムアップによって貫流されて、前記緩く未固結状態の粒子材料が前記噴射／導入された流体によって緩められ且つ流動化されることで流動床を形成するような圧力又は流速で、下方から構築プラットフォームを介して粒子材料充填剤に流体を噴射／導入するように、構成要素を開梱するために、前記流動床生成装置又は流体噴射装置／導入装置を制御するように構成されてよい（例えばプログラムされてよい）。言い換えれば、圧力又は流速又は体積流量の制御／調整は、例えば、制御装置において、流体が構築空間に供給されるように行われてよい。

【0076】

流体噴射装置は、構築プラットフォーム（又は流動化底部）に一体化されて、構築プラットフォームを介して流体を粒子材料充填剤に導入するように構成される、例えば複数の流体噴射ノズルを備えてよい。

【0077】

加えて又は或いは、前記構築プラットフォーム（又は流動化底部）は、少なくとも複数の部位で多孔質に形成されて流体噴射装置を一部形成してもよいので、前記流体は、前記構築プラットフォームの複数の孔を介して前記粒子材料充填剤に導入されてよい。この場合、流体チャンバが構築プラットフォームの下に形成されてよく、流体チャンバに、加圧された流体が供給され、流体チャンバから該流体が構築プラットフォームの複数の孔を介して粒子材料充填剤に導入される。

【0078】

流体噴射装置は、例えば加圧流体を受ける圧力タンク又はポンプ又はコンプレッサである、例えば流体を加圧する装置（「加圧流体源」）を更に（流動化底部及び複数の流体噴射ノズル及び／又は孔に加えて）備えてよい。加えて、流体噴射装置は、例えば対応のパイプシステムを備えてよく、該パイプシステムは、加圧流体源及び流動化底部（又は複数の流体噴射ノズル及び／又は孔）に流体接続しており、例えば一又は複数の開閉又は調整装置（例えば一又は複数のバルブ）を備えている。

【0079】

加えて又は或いは、前記制御装置は、前記流体を緩めて流動化することで前記流動床を形成するように、前記流体導入装置が構成要素を開梱するために前記流体を下方から瞬間的に前記粒子材料充填剤に導入して、例えばパルス的に又はクロック的に複数の経時的に連続する流体インパルスを生成するように、前記流体噴射装置を制御するように更に構成されてよい。これにより、不均等性又は不規則性が生じる場合がある。

【0080】

前記開閉メカニズムは、例えば前記複数の流体導入ノズル及び／又は前記複数の孔である流動化底部の流動化手段が、前記粒子材料排出貫通孔が開けられる場合と閉じられる場合の両方の場合において、解放されるように構成されてよい。よって、構築プラットフォーム及び流動化底部の流動化手段は、夫々、例えばプロセスガスを構築空間に導入するために（しかしながら低圧で）、構築プロセス中にも用いられてよい。

【0081】

本発明の更なる特徴及び利得は、本発明のある原理を示す働きを共にする、以下の詳細な説明と、ここに組み込まれた添付図面に、詳細に示され記載される。

【0082】

以下、本発明が、図面を参照して、異なる実施形態に基づき、詳細に示される。

【図面の簡単な説明】

【0083】

【図1】図１ａ及び図１ｂは、本発明の第１実施形態に係る構成要素を開梱する方法及び装置を模式的に示す図である。

【図2】図２ａから図２ｅは、本発明の第２実施形態に係る構成要素を開梱する装置を模式的に示す図である。

【図3】図３ａ及び図３ｂは、本発明の第１実施形態に類似する、本発明の第３実施形態に係る構成要素を開梱する方法及び装置を模式的に示す図であるが、本実施形態によれば、開閉メカニズムを（共に）形成する多孔板（例えば水平可動な「スライド板」）は、構築プラットフォームの下に配置される。

【図4】図４ａ及び図４ｂは、本発明の第４実施形態に係る構成要素を開梱する方法及び装置を模式的に示す図であるが、開閉メカニズムは、構築プラットフォームの貫通孔の数に対応する数のクロージャをプラグの形態で備える。

【発明を実施するための形態】

【0084】

図１ａは、垂直側壁／円周壁３を有する構築ボックス１を示し、これにより構築空間５が円周側で区切られる。また一又は複数の構成要素が、積層造形法によって層状に構築されてよい。側壁３及び構築空間５は、夫々、例えば、平面図において矩形に形成されてよい。構築空間５及び構築ボックス１は、夫々上方に開口している。しかしながら、構築空間は、本発明の構成要素を開梱する方法が実施される間、図示しない任意のカバーによって上方に閉じられていてもよい。構築空間５は、高さ調節可能に構築ボックス1に受けられる構築プラットフォーム７によって、下方に区切られている。言い換えれば、構築プラットフォーム７は、構築空間５の底部を形成する。構築空間５及び構築ボックス１夫々では、ここでは緩い砂である、緩く未固結状態の粒子材料の粒子材料充填剤９が、構築プラットフォーム７上／上方で受けられる。複数の構成要素１１が、粒子材料充填剤９に埋め込まれているが、ここでは例として二の鋳物用中子が埋め込まれている。もちろん一の構成要素１１のみが粒子材料充填剤９に埋め込まれていてもよい。

【0085】

構築プラットフォーム７は、複数の粒子材料排出口／排出貫通孔１３を備える。よって、構築プラットフォーム７は、多孔板と称されてよい。粒子材料排出貫通孔１３は、例えば、構築プラットフォーム７に穴を開けられてよい。粒子材料排出貫通孔１３は、流動化された未固結状態の粒子材料が、（開口）粒子材料排出貫通孔１３を介して構築空間５から下方に自由に例えば吸引されずに排出するように寸法取りされる。図１ｂも参照されたい。粒子材料排出貫通孔１３は、例えば、流動化粒子材料が均一に且つ迅速に排出するように、構築プラットフォーム７に分散している。

【0086】

本発明の本実施形態によれば、未固結状態の粒子材料は、風で飛ばされることも、粒子材料排出貫通孔１３（又は他の場所）を介して吸引されることもないが、未固結状態の粒子材料は、流動化され、例えば粒子材料排出貫通孔１３のみを介して単に重力により粒子材料排出貫通孔１３を吸引したり真空にしたりすることなく流動状態又は流動床状態で構築空間５及び構築ボックス１の夫々から自由に排出される。従って、構築空間５及び構築ボックス１夫々の垂直側壁３は、本発明の本実施形態によれば穴無しで形成される。

【0087】

図１ｂに示すように、上方に開口する例えば回収トレイである回収容器１９が、構築空間５及び構築ボックス夫々の下に配置されてよい。この中に、未固結状態の粒子材料が、重力の結果（自由落下で）、排出又は滴下する。

【0088】

ここで、構築プラットフォーム７は、粒子材料排出底部として働き、これを介して、流動化粒子材料は、構成要素を開梱するために粒子材料排出貫通孔１３を介して排出されてよい。

【0089】

構築プラットフォーム７は、複数の流体流入口を更に備える。ここで、複数の流体流入口は、構築プラットフォーム７に受けられる又はそこに一体化される複数の流体噴射ノズル１５によって形成される。例えば、流体噴射ノズル１５は、対応する複数の貫通孔、例えば構築プラットフォーム７の複数の貫通孔を介して挿入される。流体噴射ノズル１５を用いて、例えば空気又は他のガス又はガス混合物が、構築プラットフォーム７を介して粒子材料充填剤に下方から供給されることで粒子材料充填剤が流体のボトムアップによって貫流され、その結果、流動床に移動されてよい。流体噴射ノズル１５の排出口又はそれにより形成される流体流入口は、例えば、粒子材料充填剤の粒子が、流体流入口を介して構築空間から下方に排出されないように寸法取りされてよい。二の構成要素１１を開梱するために、加圧空気が、流体噴射ノズル１５又は図１ａに示す加圧空気ポートに加えられる。流体噴射ノズル１５に供給されて粒子材料充填剤に流入する空気流の圧力又は流速は、粒子材料充填剤が流動床に移動され、流動状態で保持されるように設定／制御／調整される。このために、加圧空気ポートは、コンプレッサ等の図示しない加圧空気源に、図示しないパイプシステムを介して接続されてよい。

【0090】

ここで、従って構築プラットフォーム７は、所謂、流動化底部として付加的に働き、これにより、むしろこれを介して、粒子材料固定床が、粒子材料流動床に移動可能である。流動床生成装置の流動化底部形成部は、流動床又は構築プラットフォーム７に一体化される複数のノズル１５の他に、パイプシステムを含む上記コンプレッサを付加的に備えてよい。更に、流動床生成装置は、図示しない制御装置に接続されてよく、該制御装置は、ここでは空気である流体が十分に高圧で粒子材料充填剤に導入されることで該充填剤が流動床に移動されるように、流体構成要素１１を開梱する、即ち開梱動作を行う流動床生成装置を制御するように構成される。

【0091】

構築ボックス１は、排出口貫通孔１３を随意的／選択的に開閉する開閉メカニズムを更に備える。図１ａでは、構築プラットフォーム７の排出口貫通孔１３は、によって閉じられおり、一方構築プラットフォーム７の排出口貫通孔１３は、図１ｂでは開閉メカニズムによって解放されている。排出貫通孔１３は、構築プラットフォーム上に層状に連続的に粒子材料を加えるように、製造プロセス中、開閉メカニズムによって閉じられていてよい。

【0092】

本発明の本実施形態によれば、開閉メカニズムは、多孔シート又は多孔板１７を備え、そこに複数の第１貫通孔１７ａ及び複数の第２貫通孔１７ｂが形成されている。ここで、第１貫通孔１７ａの数は、構築プラットフォーム７の排出口貫通孔１３の数に対応する。第１貫通孔１７ａの形状及びサイズは、排出口貫通孔１３の形状及びサイズに実質的に等しくてよい。第２貫通孔１７ｂの数は、流体噴射ノズル１５の数に対応する。ここで、各第２貫通孔１７ｂは、粒子材料充填剤に対向する関連流体噴射ノズル１５の排出口側／排出口表面よりもサイズが大きくなるように形成されることで、流体噴射ノズル１５は、開閉メカニズムの閉位置（図１ａ）及び開位置（図１ｂ）の両方で解放される。これにより、ノズル１５は、構築プロセス中や排出貫通孔１３を開ける前にも適用／使用されてよい。

【0093】

排出貫通孔１３を選択的に開閉するために、多孔板１７は水平に動かされる。開位置（又は排出位置）では、構築プラットフォーム７の排出口貫通孔１３は、第１貫通孔１７ａと一列に整列されることで、構築材料又は粒子材料が構築空間から滴下する。一方、閉位置（又は構築位置）では、排出口貫通孔１３は、多孔板７によって覆われている。図１ａ及び図１ｂに示すように、ノズル１５は、多孔板１７によって常に解放されている。

【0094】

加えて、上記の図示しない制御装置は、充填剤９が流動床に存在するとすぐに、粒子材料を滴下させるように多孔板１７を水平に移動させることにより、開閉メカニズムが排出貫通孔１３を開閉させるように開閉メカニズムを制御するために、開閉メカニズムと通信してよい。

【0095】

図１ａ及び図１ｂに示す構築ボックス／装置の動作、及び本発明の本実施形態に係る開梱方法の夫々について、以下に詳細を述べる。二の構成要素１１の構築に続き、これらの構成要素は、図１に示すように、緩く未固結状態の粒子材料の粒子材料充填剤９と共に構築空間５に存在し、それに囲まれている。

【0096】

構成要素１１を開梱するために、粒子材料充填剤９は、ここで先ず粒子材料流動床に移動されることで緩く未固結状態の粒子材料が流動形態で存在し、この流動床状態で保持される。流動化された未固結状態の粒子材料は、次に構築空間５から、即ち、構築プラットフォーム７を介して、むしろその粒子材料排出貫通孔１３を介して、（流動床状態で）下方に排出される。図１ｂを参照されたい。

【0097】

このために、粒子材料排出貫通孔１３は、流動化された未固結状態の粒子材料を排出するために、流動床が形成された後に開閉メカニズムによって開けられる。このために、多孔シート１７は、図１ａに係る閉位置から図１ｂに係る開位置に水平に動かされることで、流動化された未固結状態の粒子材料は、一又は複数の粒子材料排出貫通孔１３を介して下方に排出され、回収容器１９に回収される。

【0098】

図１ｂに示すように、流動化された未固結状態の粒子材料は、この点において吸引なく、構築空間５から下方に排出される。更に、流動化された未固結状態の粒子材料は、本実施形態によれば、構築空間５から下方にのみ排出される。

【0099】

流動床を生成するためには、粒子材料充填剤９が流体のボトムアップによって貫流されて、緩く未固結状態の粒子材料が流体によって緩められて流動化されることで流動床を形成するように、ここでは空気である流体が粒子材料充填剤９に下方からノズルを用いて導入される。この点では、流体の圧力は、本実施形態によれば、粒子材料が流体によって流動床に移動されるように、制御又は調整される。粒子材料の上方への排出を防ぐために、粒子材料流動床の量又は高さが構築空間で減少するとともに、圧力を減少させることが適切である。

【0100】

加えて、流体が、本実施形態によれば下方から瞬間的に粒子材料充填剤９に導入されて、例えばパルス的に又はクロック的に複数の経時的に連続する流体インパルスを形成し、それにより不均等性を生じる。

【0101】

本発明の本実施形態によれば、構成要素は、流動化粒子材料の開梱又は排出によって構成要素に破損が生じないように、また排出貫通孔１３が沈降する構成要素１１によって少なくとも完全には覆われないように、製造プロセス中、構築空間に構築又は配置される。

【0102】

示された方法によれば、全構成要素１１は、水平方向から見た際（図１ａ参照）に、一の構成要素層で隣り合って製造／配置されることで、一の構成要素が、他の構成要素上にたるみ、破損させることを回避できる。

【0103】

必要であれば、複数の構成要素１１のうちの少なくも一の構成要素は、積層造形プロセスにおいて各構成要素１１と共に形成される各支持体又は保持構造（図示せず）を備えてよく、これにより、構成要素１１の開梱時に、流動化された未固結状態の粒子材料が構築空間５から下方に排出される際、各構成要素１１の破損及び／又は該構成要素によって一又は複数の粒子材料排出貫通穴１３が覆われることが回避できる。

【0104】

この種の支持体又は保持構造は、例えば、構築プラットフォーム７及び多孔板１７夫々の上で（少なくともたるんだ状態で）構成要素１１を支持可能な小さい脚部を備えてよい。脚部は、構築プラットフォーム７及び開閉メカニズム夫々に対してスペーサとして働いてもよい。

【0105】

或いは又は加えて、一又は複数の保持フレームが積層造形法で形成されてもよく、一又は複数の構成要素が、夫々、各支持体又は保持構造を介して保持される。

【0106】

或いは又は加えて、複数の構成要素１１は、各支持体又は保持構造によって互いに接続されてよく、構成要素１１をこのように互いに離して保持される。

【0107】

或いは又は加えて、少なくとも一の構成要素１１は、その支持体又は保持構造を介して構築プラットフォーム７又は開閉メカニズムに接続されてよく、或いはそれらによって（例えば既に開梱プロセス以前に）支持されてよい。

【0108】

図１ａ及び図１ｂに示す実施形態では、多孔板１７は、構築プラットフォームの上に配置される。これは、例えば、粒子材料が、多孔板（又は水平可動な「スライド板」）を押し付けることで、多孔板の構築プラットフォームへの封着に役立つという利点がある。加えて、（薄い）構築プラットフォームの貫通穴１３ではなく、（薄い）多孔板／スライド板の開口部のみが、構築プロセスの初期に充填される。

【0109】

しかしながら、多孔板１７は、図３ａ及び図３ｂに示すように、代わりに構築プラットフォームの下に配置されてもよい。これは、例えば、多孔板／スライド板が粒子材料を排出するために動かされている間は、スライド板の近くで直接的に力が構成要素に作用することがないという利点がある。これに関連して、図３ａにおいて、多孔板１７と構築プラットフォーム７との間にギャップが形成されてよい。即ち、多孔板は、構築プラットフォームに直接当接する必要はない。ここで、粉体材料は、多孔板の開口部から滴下することなく、多孔板上とギャップ内の夫々で止まる。

【0110】

上記両方の場合（水平スライド板上又は下）では、スライド板は、孔１７ａ及び１３を整列位置に合わせるように、また多孔板１７で孔１３を閉じるように、例えば接続可能ドライブ（例えばサーボモーター又はリフティングマグネット）によって水平面で動かされてよい。

【0111】

多孔板１７が構築プラットフォーム７の下に配置される場合、多孔板は、付加的に又は代わりに、垂直方向に移動可能に形成されてよい。そして、孔１７ａ及び１３は、いつでも一列に整列しないように配置されてよい。孔１７ａ及び１３は、夫々、閉位置よりも開位置において、垂直方向に、孔１３及びプラットフォームから更に遠く離れているので、各バルク円錐体は、閉位置において関連孔１７ａの前で止まり、開位置において関連孔１７ａに到達し、従って粉体材料は孔１３及び１７ａを介して滴下する。

【0112】

他の実施形態（図示せず）によれば、流体噴射ノズル１５は、厚さ方向に構築プラットフォーム２を介して伸びる複数の流体噴射孔（以降「孔」）によって完全に又は一部置換されてよい。そして流体は、複数の孔を介して粒子材料充填剤９に導入される。このために、例えば複数の多孔質インサートが、構築プラットフォーム７の各孔又はボーリング孔に挿入されてよく、或いは、全構築プラットフォームが、多孔質板で形成されてよい。多孔質インサート又は多孔質板は、例えば多孔質焼結インサート又は多孔質焼結板であってよい。

【0113】

上記の他の実施形態の組合わせも可能である。即ち、例えば流体噴射ノズル及び／又は流体噴射孔を有する構築プラットフォームである。

【0114】

図２ａから図２ｅは、本発明の第２実施形態に係る積層造形法によって製造される構成要素を開梱する装置を示す。この点では、図１ａ及び図１ｂと同じ参照符号を有する類似又は同等の特徴が提供される。以下、主に本発明の第１実施形態との違いについて記載する。

【0115】

本装置は、構築ボックス１を備える。構築ボックス１は、垂直円周壁３を有し、これにより、構築ボックス１の内部空間に配置される構築空間５が円周側で区切られる。また、構築空間５を下方に区切る構築プラットフォーム７は、高さ調節可能に構築ボックス１及び円周壁３に夫々受けられ、複数の粒子材料排出貫通孔１３は、流動化された未固結状態の粒子材料を構築ボックス１から排出するために構築プラットフォーム７に形成される。また、開閉メカニズムは、粒子材料排出貫通孔１３を選択的に開閉するように構成される。

【0116】

少なくとも一の構成要素は、積層造形プロセスによって構築ボックス１に構築されてよく、その構成要素は、（図１ａ及び図１ｂに示すように）製造された後に、緩く未固結状態の粒子材料の粒子材料充填剤によって囲まれている。粒子材料は、少なくとも製造された構成要素が構築ボックス１から捕まれて取り出されるために十分に露出する程度に、流動化された後に粒子材料排出貫通孔１３を介して構築ボックスから排出されてよい。粒子材料排出貫通孔１３は組み合わされて、本実施形態に係る複数グループの粒子材料排出貫通孔１３にされる。構築プラットフォーム上側７ａの上面図を示す図２ｃと、構築プラットフォーム下側７ｂの上面図を示す図２ａを参照されたい。本実施形態によれば、全部で２８グループの粒子材料排出貫通孔１３が設けられる。粒子材料排出貫通孔１３は、各グループで丸く配置される。複数グループの粒子材料排出貫通孔１３は、構築プラットフォーム７に均等に分散される。

【0117】

本発明の本実施形態によれば、開閉メカニズムは、複数の回転ディスク１７´を備え、ここでは粒子材料排出貫通孔１３のグループの数に対応する２８の回転ディスクを備える。回転ディスク１７´は、図２ａ、図２ｂ、図２ｄ、及び図２ｃにおいて明確に分かる。回転ディスク１７´は、構築プラットフォーム７の下側７ｂから回転可能にぶら下がっており、夫々が第１回転位置（図１ａ及び図２ｄ参照）と第２回転位置（図２ｂ及び図２ｅ参照）との間を前後に回転可能に移動できる。各回転ディスク１７´は、第１回転位置では、粒子材料排出貫通孔１３の関連グループにおける複数の関連粒子材料排出貫通孔１３と一列に整列し、第２回転位置では、構築プラットフォーム７によって覆われている（即ち、関連グループの関連粒子材料排出貫通孔１３と一列に整列していない）複数の貫通孔１７ａ´を備えているので、粒子材料排出貫通孔１３は、関連回転ディスク１７´によって閉じられる。

【0118】

よって回転ディスク１７´は、粒子材料排出貫通穴１３を開けて流動化された未固結粒子材料を粒子材料排出貫通穴１３及び貫通穴１７ａ´を介して下方に排出させるように、第２回転位置から第１回転位置へ回転されてよい。回転ディスクは、機械的に連結され、第１及び第２位置の間で共に／同時に移動可能である。このために、複数の回転ディスク１７´又は続けて配列された一列の回転ディスク１７´は、例えば関連回転ディスク１７´及びロッド２３に対してヒンジ式に動く各連結アーム２１によって、プッシュ／プルロッド２３を介して連結されてよい。ここで、四列の回転ディスク１７´が設けられるので、クロスコネクション又はクロスバー２５を介してヒンジ式に動く四のプッシュ／プルロッド２３が設けられる。クロスバー２５は、リニアドライブ２７によって駆動されるので、リニアドライブは、クロスバー２５、プッシュ／プルロッド２３及び各連結アーム２１を介して、第１及び第２回転位置の間で、相互接続された回転ディスクを共に／同時に動かす。ここで、回転ディスクは、下方に任意の補強シートによって支持され、そのシートには、円弧に沿って配置されて孔１７ａ´を少なくとも大部分において露出させる四のスリットが、各回転ディスクに対して形成される。

【0119】

開梱装置は、構成要素を囲む粒子材料充填剤を流動床に移動させることで緩く未固結状態の粒子材料が流動化され、流動化された未固結状態の粒子材料が構築空間から下方に排出されるように構成される流動床生成装置を更に備える。ここで、流動床生成装置は、第１実施形態に類似して、粒子材料充填剤が噴射された流体のボトムアップによって貫流されて、緩く未固結状態の粒子材料が噴射された流体によって緩められ且つ流動化されることで流動床を形成するように流動床を生成するために、粒子材料充填剤に構築プラットフォームを介して下方から流体を飛ばすように構成される流体噴射装置を備える。ここで、流体噴射装置は、第１実施形態と同様に、構築プラットフォーム７に一体化され、構築プラットフォーム７を介して流体を粒子材料充填剤に導入するように構成される複数の流体噴射ノズル１５を備える。ノズルは、複数グループの排出貫通穴１３の間、及び複数の回転ディスク１７´の間の夫々に配置される。よって、構築プラットフォームは、再び流動化底部として構成される。或いは、構築プラットフォーム７は、少なくとも複数の部位で多孔質に形成されて流体噴射装置を部分的に形成するので、流体が構築プラットフォームの複数の孔を介して粒子材料充填剤に導入されてよい。

【0120】

流体噴射装置は、第１実施形態に類似して、加圧空気源と、加圧空気をノズル１５に供給する対応のパイプシステムを更に備えてよい。

【0121】

開梱装置は、構成要素を囲む粒子材料充填剤を流動床に移動させることで緩く未固結状態の粒子材料が流動化され、流動化された未固結状態の粒子材料が構築空間から下方に排出されるように構成要素を開梱する流体噴射装置を、制御するように構成される制御装置（図示せず）を更に備える。例えば、制御装置は、所定の圧力又は所定の流速で流体を構築空間に供給／導入するように、流体噴射装置を制御するように構成されてよい。この点では、制御装置は、例えば、流体噴射装置が流体を下方から瞬間的に粒子材料充填剤に導入して、例えばパルス的に又はクロック的に複数の経時的に連続する流体インパルスを生成するように、流体噴射装置を制御するように構成されてよい。

【0122】

制御装置は、粒子材料排出貫通孔１３を開けることで流動化された未固結状態の粒子材料が構築空間５から下方に排出するように構成要素を開梱する開閉メカニズムを、制御するように更に構成されてよい。即ち、リニアドライブ２７が制御装置によって制御されてよい。

【0123】

粒子材料排出貫通孔１３は、本実施形態に係る吸引装置無しでも形成されるので、粒子材料排出貫通孔１３を開けた後に、流動化された未固結状態の粒子材料が、粒子材料排出貫通孔１３を介して吸引されずに構築空間５から排出され、（第１実施形態に対して図１ｂに示すように）例えば構築空間５の下に配置される回収容器１９に回収される。垂直円周壁３の内側３ａは、本実施形態の粒子材料排出貫通孔１３が存在しないようにも構成されるので、構成要素を開梱するために、流動化された未固結状態の粒子材料が、構築空間５から下方にのみ排出される。また本実施形態によれば、開閉メカニズムは、流体噴射ノズル１５が、粒子材料排出貫通孔１３が開けられる場合と閉じられる場合の両方の場合において、解放されるように構成される。

【0124】

図４ａ及び図４ｂは、他の開閉メカニズムを模式的に示す。本発明の本実施形態によれば、開閉メカニズムは、構築プラットフォーム７の貫通孔１３の数に対応する数のクロージャを、ここでは構築プラットフォームの下に配置される複数のプラグ１７´´の形態で備える。複数のプラグ１７´´は、夫々に関連する粒子材料排出貫通孔を選択的に閉じたり（図４ａ）、開けたり（図４ｂ）するように形成され、各プラグ１７´´が関連粒子材料排出貫通孔に受けられる閉位置と、各クロージャが関連粒子材料排出貫通孔１３から下方に動かされて関連粒子材料排出貫通孔１３を解放する開位置との間で、構築プラットフォーム７に対して垂直に移動可能である。プラグ１７´´は、流動化された未固結状態の粒子材料を粒子材料排出貫通孔１３を介して下方に排出させるように、構築プラットフォームに対して閉位置から開位置に動かされる。ここで、複数のプラグは、ここでは複数のロッドの配列又は板１８を介して機械的に接続／連結されることによって、閉位置から開位置に共に移動可能である。閉位置では、プラグ１７´´は、各孔の円周壁の少なくとも一部に直接封着（又は当接）してもよく、或いは（例えば環状ギャップが粒子材料を通過させないという事実、若しくは環状ギャップが粒子材料によって覆われている又は塞がれているという事実、或いは環状ギャップは、構築プラットフォームの下に形成されて、粒子材料の（更なる）排出を防ぐバルク円錐体の生成という結果になる／に寄与するという事実により）、各孔の円周壁に対して粒子材料が排出されるのに十分小さい環状ギャップを形成してもよい。図４ａ及び図４ｂに示すように、粒子材料排出貫通孔１３は、本実施形態によれば円錐状に形成されてよい。この点では、各開口部は、上方に先細である。これに関連して、各プラグは、例えば関連孔１３に反して円錐状に形成されてもよい。例えば、各プラグは、ゴムで作られてよい。

【0125】

図示しない他の実施形態では、クロージャは、例えばプラグの代わりに構築プラットフォーム７の下又は上に配置され、閉位置で孔１３を覆うことにより粒子材料の排出を防ぐディスク又はカバーとして形成されてよい。

【0126】

本発明の実施形態に係る上記の記述は、図示及び説明のためのものである。本発明を網羅し、開示された形態に限定するものではなく、上記の教示に照らして、当然多くの変更例やバリエーションが可能である。本発明の範囲は、ここに添付された特許請求の範囲及びそれらの同等物によって規定されるものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】