特許 6972297 三次元プリンタ

(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】6972297

(24)【登録日】2021年11月5日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】三次元プリンタ

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/321 20170101AFI20211111BHJP

   B29C 64/357 20170101ALI20211111BHJP

   B29C 64/153 20170101ALI20211111BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20211111BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20211111BHJP

   B29C 64/165 20170101ALI20211111BHJP

   B29C 64/255 20170101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   B29C64/321

   B29C64/357

   B29C64/153

   B33Y10/00

   B33Y30/00

   B29C64/165

   B29C64/255

【請求項の数】15

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2020-503025(P2020-503025)

(86)(22)【出願日】2017年7月28日

(65)【公表番号】特表2020-527493(P2020-527493A)

(43)【公表日】2020年9月10日

(86)【国際出願番号】US2017044320

(87)【国際公開番号】WO2019022754

(87)【国際公開日】20190131

【審査請求日】2020年1月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】511076424

【氏名又は名称】ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．

【氏名又は名称原語表記】Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ．

(74)【代理人】

【識別番号】100087642

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100082946

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 昭広

(74)【代理人】

【識別番号】100195693

【弁理士】

【氏名又は名称】細井 玲

(72)【発明者】

【氏名】シャーク，ウェズレイ，アール

(72)【発明者】

【氏名】イングリッシュ，クリス，エム

(72)【発明者】

【氏名】ミランダ，シャノン

(72)【発明者】

【氏名】スワイア，ケヴィン，イー

【審査官】 ▲高▼村 憲司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０６７０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１９８９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４８２３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ６４／００ − ６４／４０

Ｂ３３Ｙ １０／００ − ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

三次元（３Ｄ）プリンタであって、
上面及び底面を備えた外側ハウジングと、
少なくとも部分的に前記外側ハウジング内で当該三次元プリンタと一体化され、当該三次元プリンタの造形エンクロージャの上端よりも下に配置されたカートリッジ収容部であって、材料カートリッジを受け取り、印刷の際に、前記材料カートリッジから材料を造形材料として利用できるようにするカートリッジ収容部と、
前記カートリッジ収容部の下に配置され、前記カートリッジ収容部に保持された前記材料カートリッジから搬送された前記造形材料を受け取る材料容器と、
前記材料容器から前記造形材料を当該三次元プリンタの上部に輸送する搬送システムと
を含む、三次元（３Ｄ）プリンタ。

【請求項2】

前記造形材料は、前記材料カートリッジから前記材料容器へ重力によって搬送される、請求項１に記載の三次元プリンタ。

【請求項3】

前記三次元プリンタは、前記造形エンクロージャと、造形台とを含み、前記造形台上の造形材料から三次元物体を形成し、
前記搬送システムは、空気搬送システムを含む、請求項１または請求項２に記載の三次元プリンタ。

【請求項4】

前記造形台にわたって造形材料を分配する造形材料付与装置を含み、
前記空気搬送システムは、造形材料を前記造形材料付与装置に輸送するものである、請求項３に記載の三次元プリンタ。

【請求項5】

前記造形材料付与装置は、前記カートリッジ収容部よりも前記外側ハウジングの前記上面に近い位置に配置された粉体スプレッダーを含む、請求項４に記載の三次元プリンタ。

【請求項6】

前記造形台よりも上に配置され、前記造形台上の造形材料の連続した層を選択的に固化することにより、三次元物体を形成する選択的固化モジュールを含み、
固化は、溶融、焼結、若しくは融着、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項３に記載の三次元プリンタ。

【請求項7】

前記カートリッジ収容部は、前記上面よりも前記底面に近い位置に配置されている、請求項１〜６の何れか一項に記載の三次元プリンタ。

【請求項8】

前記カートリッジ収容部は、前記外側ハウジングの前記底面から５０８．０ｍｍを超える上方に配置されている、請求項７に記載の三次元プリンタ。

【請求項9】

前記カートリッジ収容部は、前記外側ハウジングの前記底面から１０６６．８ｍｍ未満だけ上方に配置されている、請求項１〜６の何れか一項に記載の三次元プリンタ。

【請求項10】

三次元（３Ｄ）プリンタであって、
上面及び底面を備えた外側ハウジングと、
前記外側ハウジング内に一体化され、前記上面よりも前記底面に近い位置に配置されたカートリッジ収容部であって、当該三次元プリンタから材料カートリッジ内に造形材料を受け取るように、かつ、前記材料カートリッジから造形材料を利用できるように、前記材料カートリッジを保持するためのカートリッジ収容部と、
前記カートリッジ収容部の下に配置され、前記カートリッジ収容部に保持された前記材料カートリッジから搬送された前記造形材料を受け取る材料容器と、
前記材料容器から前記造形材料を造形エンクロージャよりも上の当該三次元プリンタの上部領域に搬送するための一体型搬送システムと
を含む、三次元（３Ｄ）プリンタ。

【請求項11】

前記外側ケーシング内の前記造形エンクロージャと、前記三次元プリンタが三次元物体を印刷するときに造形材料を受け取るための前記造形エンクロージャと、前記外側ハウジングの前記底面から４３１．８ｍｍから１０６６．８ｍｍまでの範囲内の高さに配置された前記カートリッジ収容部とを含む、請求項１０に記載の三次元プリンタ。

【請求項12】

前記一体型搬送システムは、空気搬送システムを含む、請求項１０または請求項１１に記載の三次元プリンタ。

【請求項13】

少なくとも部分的に前記造形エンクロージャ内にある造形台を含み、その上に前記造形材料から三次元物体が形成される、請求項１０〜１２の何れか一項に記載の三次元プリンタ。

【請求項14】

三次元（３Ｄ）プリンタを動作させる方法であって、
リサイクル材料を含む供給材料から三次元物体を印刷し、
前記三次元プリンタのカートリッジ収容部の下に配置されたリサイクル材料容器から前記三次元プリンタの上部へ前記リサイクル材料を提供し、前記カートリッジ収容部は、造形エンクロージャの上端よりも下に配置されており、
前記三次元物体の前記印刷から余分な材料をリサイクル材料として、前記カートリッジ収容部に保持されたリサイクル材料カートリッジの中に受け取り、
前記カートリッジ収容部に保持された前記リサイクル材料カートリッジから搬送された前記リサイクル材料を前記リサイクル材料容器の中に受け取ること
を含む方法。

【請求項15】

前記三次元物体を印刷することは、前記三次元プリンタの前記造形エンクロージャに関連する造形台上の前記供給材料から前記三次元物体を形成することを含み、
前記三次元プリンタの上部へ前記リサイクル材料を提供することは、前記リサイクル材料を空気搬送システムによって前記造形台よりも上に提供することを含み、
前記カートリッジ収容部は、前記三次元プリンタの上面よりも前記三次元プリンタの底面に近い位置に配置されている、請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

積層造形（ＡＭ）は、三次元物体を形成するための三次元（３Ｄ）印刷を含む場合がある。特に、三次元プリンタは、コンピュータ制御下で材料の連続した層を付加することにより、三次元物体を生成することができる。実際、一部の積層造形プロセスでは、物体を製造するために、コンピュータ制御下で材料の連続した層が形成される。材料は、粉末であっても、粉末状の材料であってもよく、これには例えば、金属、プラスチック、複合材料その他の粉末が含まれる。物体は、種々の形、すなわち幾何形状を有する場合があり、三次元モデルや他の電子データソースのようなモデルを利用して生成される。製造には、レーザー溶融、レーザー焼結、電子ビーム溶融、又は熱融着などが、必要となる場合がある。モデルと自動制御により、階層化された製造及び付加製造が可能となる。製品に関しては、積層造形によれば、プロトタイプはもちろん、中間製品や最終製品も、製造することができる。応用例としては、航空宇宙（例えば、航空機）、機械部品、医療機器（例えば、インプラント）、自動車部品、ファッション製品、構造金属及び導電性金属、セラミック、導電性接着剤、半導体デバイス、及び他の応用例が挙げられる。

【図面の簡単な説明】

【0002】

下記の詳細な説明では、図面を参照して、特定の例について説明する。

【図1】本技術の例による三次元プリンタのブロック図である。

【図2】本技術の例による三次元プリンタのブロック図である。

【図3】本技術の例による三次元プリンタのブロック図である。

【図4】本技術の例による三次元プリンタのブロック図である。

【図5】本技術の例による三次元プリンタの概略図である。

【図6】本技術の例による三次元プリンタを動作させる方法のブロックフロー図である。

【図7】本技術の例による三次元プリンタの概略図である。

【図8】本技術の例による三次元プリンタプロセスの概略図である。

【図9】本技術の例による三次元プリンタの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0003】

詳細な説明
三次元プリンタは、粉体のような造形材料から、造形面上に三次元物体を形成することができる。ユーザーは、三次元プリンタの上部に造形材料を投入するために、比較的重いことがある造形材料のコンテナや袋を、自分の腰よりも上まで持ち上げることがある。例えば、ユーザーは、造形台を含む造形室よりも上にある袋やコンテナから造形材料を造形室に移したり、造形材料を造形室に直接入れたりすることがある。

【0004】

これに対し、本技術の例は、三次元プリンタでの造形材料の取り扱いに関するものであり、三次元プリンタにおける三次元プリンタの下部での造形材料の受け取りに関する。また、一部の例では、ユーザーは、造形材料を収容した取り外し可能なカートリッジの形で、造形材料をプリンタに投入することができる。また、三次元プリンタでの造形材料の取り扱いは、新しい材料及びリサイクル材料の取り扱いを含む場合がある。

【0005】

三次元プリンタの一例は、外側ハウジングと、少なくとも部分的に外側ハウジング内で三次元プリンタと一体化されたカートリッジ収容部とを有する。カートリッジ収容部は、外側ハウジングの上面よりも外側ハウジングの底面に近い位置に配置される。また、カートリッジ収容部は、上面及び底面から等距離に配置されてもよい。他の例では、カートリッジ収容部は、底面よりも上面に近い位置にあってもよい。一例では、カートリッジ収容部は、上面と底面の間の中間点よりも僅かに上にあり、例えば、中間点よりも１５２．４ミリメートル未満だけ上にある。カートリッジ収容部は、取り外し可能な材料カートリッジを受け取り、印刷の際に、材料カートリッジから造形材料を造形材料として利用できるようにする。三次元プリンタは、造形材料を三次元プリンタの上部に輸送するための空気搬送システムを含む。

【0006】

三次元プリンタの別の例は、外側ケーシングを含み、外側ケーシング内に一体化された造形エンクロージャを有している。造形エンクロージャは、造形バケット、造形室、又は造形コンテナなどであってよい。造形エンクロージャは、三次元プリンタが三次元物体を印刷し、すなわち生成するための造形材料を受け取る。さらに、三次元プリンタは、外側ケーシング内に一体化され、外側ケーシングの上面よりも外側ケーシングの底面に近い位置に配置されたカートリッジ収容部を含む。カートリッジ収容部は、三次元プリンタから材料カートリッジ内に造形材料を受け取るための取り外し可能な材料カートリッジを受け取り、当該材料カートリッジから造形材料を利用できるようにするものである。三次元プリンタ内に一体化された搬送システムは、造形エンクロージャよりも上の三次元プリンタの上部領域に、造形材料を搬送し、すなわち輸送する。

【0007】

三次元プリンタを動作させる方法の一例は、造形材料から三次元物体を印刷し、すなわち形成することを含む。これは、例えば、新しい造形材料とリサイクル材料の１以上から三次元物体を印刷し、すなわち形成することを含む場合がある。この方法は、三次元プリンタのカートリッジ収容部に配置されたリサイクル材料カートリッジから三次元プリンタの上部へ、造形材料を提供することを含む。カートリッジ収容部は、三次元プリンタの上面よりも三次元プリンタの底面に近い位置に配置される。最後に、この方法は、三次元物体の印刷から余分な材料を、カートリッジ収容部内のリサイクル材料カートリッジの中に受け取ることを含む。

【0008】

例には、造形台によって、造形材料から三次元物体を形成することができる三次元プリンタが含まれる。造形台は、造形エンクロージャに関連する場合がある。造形エンクロージャは、造形バケット、造形コンテナ、又は造形室などであってよい。三次元プリンタは、造形材料を造形エンクロージャ及び造形台のための供給装置まで輸送するための内部搬送システムを有する場合がある。以下で説明するように、一部の例では、搬送システムは、造形材料を、造形エンクロージャよりも少なくとも部分的に上に配置された選択的固化モジュールまで運ぶ。

【0009】

特定の例では、搬送システムは、材料カートリッジ若しくは材料容器、又はそれら両方から造形材料を受け取ることができる。実際、三次元プリンタは、材料カートリッジを保持するカートリッジ収容部を含む場合がある。カートリッジ収容部は、空洞、レセプタクル、スロット、スリーブ、又はそれらの任意の組み合わせであってよい。材料カートリッジは、造形材料を格納するためのエンクロージャであってもよい。この場合も、三次元プリンタは、その材料から三次元物体を形成する。材料は、金属、プラスチック、ポリマー、ガラス、セラミック、又は他の材料であってもよい。カートリッジ収容部に保持された材料カートリッジは、三次元プリンタから材料を受け取り、三次元物体を印刷する際に、三次元プリンタが材料を利用できるようにする。

【0010】

カートリッジ収容部の１つは、新しい材料を含む第１のカートリッジを受け取ることができる。別のカートリッジ収容部は、リサイクル材料を含む第２のカートリッジを受け取ることができ、あるいは、空のカートリッジを受け取り、三次元プリンタ内から余分な造形材料、すなわち未定着の造形材料を、リサイクル材料として収集することができる。そのようなリサイクル材料は、現在または以前の印刷ジョブの際に、焼結も融着もされなかった造形エンクロージャからの余分な材料であってよい。動作中、三次元プリンタは、造形動作中及び造形動作後に、リサイクル材料を回収することができる。リサイクル材料の一部は、後続の印刷動作の際に、再利用することができる。一般に、約８０％のリサイクル材料を２０％の新しい材料と混合することができるが、１００％の新しい材料を使用してもよいし、１００％のリサイクル材料を使用してもよいし、又はそれらの間の混合物を使用してもよい。時間が経つにつれて、プリンタ内に保管されているリサイクル材料の量は増加してゆき、その一部をプリンタから除去しなければならなくなる。

【0011】

リサイクル材料カートリッジは、将来の使用に備えて、取り外して保管されてもよいし、あるいは、廃棄されてもよい。新しい、すなわち新規の材料カートリッジが、三次元プリンタによって空になった場合、その空の新しい材料カートリッジを第２のカートリッジ収容部に挿入し、未融着のリサイクル材料を受け取ることができる。三次元プリンタは、材料カートリッジと造形エンクロージャの何れか一方から受け取った新しい材料又はリサイクル材料を格納するために、独立した内部容器のような容器を含む場合がある。特定の例では、これらの容器は、三次元プリンタから取り外し、中身を空にできる場合がある。あるいは、これらの容器は、容器内に格納されている造形材料を造形エンクロージャ、材料カートリッジ、又は他の容器に供給することにより、中身を空にできる場合がある。また、一部の例では、容器に材料が十分に充填されている場合、三次元プリンタは、材料カートリッジを挿入せずに動作することができる。また、特定の例では、材料カートリッジを三次元プリンタ内で回転させることで、三次元プリンタ内に長期間格納されていた材料の凝集をほぐすことができる。

【0012】

三次元プリンタは、材料カートリッジを受け取る１以上の材料カートリッジ収容部又はスロットを有する場合がある。単一のスロットしか存在しない場合、スロットは、三次元プリンタに材料を提供したり、三次元プリンタから材料を除去したりするための、材料カートリッジを保持する場合がある。２つのスロットを備えた三次元プリンタの例は、「新しい」材料用に１つのスロットを有し、「リサイクル」材料用に第２のスロットを有する場合がある。他の例では、材料カートリッジ用に３以上のスロットを有する場合や、別の内部容器との間で相互に経路接続された単一のスロットのみを有する場合もある。新しい、すなわち新規の材料スロットは、三次元物体の印刷の際に造形エンクロージャに材料を供給し、若しくは提供するための材料カートリッジを保持することができる。これに対し、リサイクル材料スロットは、三次元プリンタ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ことができる。リサイクル材料スロット内の材料カートリッジに入れる材料は、三次元物体の印刷時に残った、すなわち、使用されなかった余剰材料であってよい。新しい材料カートリッジが完全に使い果たされた場合、例えば、三次元プリンタが新しい材料カートリッジの中身を消費した場合、空になった新しい材料カートリッジは、ユーザーによって取り外され、後で別の目的のために、リサイクル材料スロットで使用することができる。一例では、この空のカートリッジは、スロット内、すなわちリサイクルスロット内でリサイクル材料カートリッジとして機能することができ、印刷ジョブ中及び／又は印刷ジョブの終了時に、プリンタから例えば未使用粉末のような未使用材料を受け取ることができる。その後、リサイクル材料スロット内のリサイクル材料を含む材料カートリッジは、印刷の際に、リサイクル材料を供給し、又は提供することができる。この場合も、三次元プリンタの例は、３以上のカートリッジスロットを有する場合がある。

【0013】

空になった新しい材料カートリッジのユーザーによる取り外しは通常、空になった後すぐに又は空になった直後に行われるため、三次元プリンタは、別の新しい材料カートリッジから新しい材料の補充を受けることができる。ただし、空のカートリッジ、すなわち現在「リサイクル」されているカートリッジの再取り付け又は再使用は、ある程度の時間の間、できない場合がある。空のリサイクルカートリッジは、プリンタから材料をカートリッジに入れることが必要になるまで、保管される場合がある。言い換えれば、ユーザーは、この空のリサイクルカートリッジを、将来の使用に備えて、保持する場合がある。実際、ユーザーは、空のリサイクルカートリッジや部分的に空のリサイクルカートリッジの多くを保管する場合がある。三次元プリンタは、空のカートリッジ又は完全に満杯ではないリサイクルカートリッジをスロット、すなわちリサイクル材料スロットに再取り付けするように、ユーザーに要求する場合がある。また、異なる時点で複数の材料タイプが三次元プリンタによって使用される場合があるため、ラベル、マーキング、インジケータ、又はその他の技術によれば、リサイクルカートリッジ内のリサイクル材料タイプの考慮が、可能になる場合がある。

【0014】

リサイクルカートリッジスロット又は収容部内のリサイクル材料カートリッジは、搬送システム又は造形エンクロージャから余分な造形材料を受け取ることができる。実際、三次元プリンタのリサイクル材料カートリッジ及び関連スロットは、造形エンクロージャから余分な材料を受け取ることができ、したがって、余分な材料を取り除くことが可能となる。実際、三次元プリンタの単一のスロット又は第２のスロット内のリサイクルカートリッジは、印刷中又は印刷後に、造形エンクロージャから余分な造形材料を受け取ることができる。完全な印刷動作には、造形室からの未融着の粉末の除去が必要となる場合がある。

【0015】

説明したように、完全又は部分的に充填されたリサイクルカートリッジは、造形エンクロージャにリサイクル材料を供給してもよいし、将来の使用等に備えて、取り外されてもよい。リサイクル材料を含むこれらのカートリッジの一部は、プリンタ内の所定の場所に残したままにされる場合もあれば、取り外され、保管若しくは廃棄される場合もある。リサイクル材料が充填されたこれらのリサイクルカートリッジの一部は、例えば、三次元プリンタにおいてリサイクル材料が不足した場合（例えば、リサイクル材料を新しい材料とを混合して印刷の際に使用する場合）のような将来の使用に備えて、取り外して保管されてもよい。材料カートリッジ用の単一のスロットを備えた三次元プリンタの特定の例では、新しい材料カートリッジをそのスロットに挿入し、その中身を内部保管容器に移すことができる。その後、そのカートリッジは、リサイクル材料の受け取り側になることができる。

【0016】

図１は、本技術の例による三次元プリンタ１００のブロック図である。三次元プリンタ１００は、造形台１０４上の造形材料の連続した層の種々の部分を選択的に固化させるための選択的固化モジュール１０２を含む場合がある。選択的固化モジュール１０２は、造形エンクロージャの上方に配置される場合がある。造形エンクロージャと造形台１０４は、合わせて、造形ユニットを構成することができる。造形ユニットは、操作上取り外し可能であってもよいし、操作上取り外し可能でなくてもよい。三次元プリンタは、造形材料カートリッジを保持するためのカートリッジ収容部１０６をさらに含む場合がある。カートリッジ収容部１０６は、空洞、レセプタクル、スロット、スリーブ、又はそれらの任意の組み合わせであってよい。カートリッジは、材料を格納するためのエンクロージャである材料カートリッジであってもよい。材料カートリッジは、造形エンクロージャから余分な材料を受け取り、三次元物体の印刷の際に、造形エンクロージャが材料を利用できるようにする。代替的又は追加的に、内部保管コンテナ又は容器に格納された材料が、造形エンクロージャに供給される場合がある。三次元物体の印刷は、カートリッジ収容部１０６に挿入された材料カートリッジから排出された材料から三次元物体を形成することを含む場合がある。材料は、例えば、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から構成された粉末であってもよい。

【0017】

三次元プリンタ１００は、材料カートリッジによって利用可能になった材料を受け取るための供給容器、又は分配容器を含む場合がある。粉末スプレッダーは、供給容器から材料を受け取り、その材料を、造形エンクロージャ内の造形台１０４の表面にわたって分散させることができる。光源又はレーザーのようなエネルギー源は、造形台１０４上の材料を焼結、溶融、又は融着させることにより、三次元物体の第１の層を形成することができる。粉末スプレッダーは、次の層のために、造形台１０４の表面にわたって更なる材料を分散させることができる。追加された材料を焼結、溶融、又は融着することによって、三次元物体の次の層を形成することができる。これらの動作を、三次元物体が完全に形成され、若しくは実質的に完全に形成されるまで繰り返し、継続することができる。一例では、プリンタは、造形材料の層の固化される種々の部分に対応するパターンの融着剤を印刷するためのプリントヘッドをさらに含む場合がある。融着剤は、光源又は熱源からエネルギーを吸収することにより、融着剤が印刷された造形材料を十分に加熱し、溶融及び融着させることができる。プリントヘッドは、プリンタ１００の底面から４３１．８ミリメートルから１０６６．８ミリメートルまでの間の高さにある薬剤収容部に装填された薬剤から薬剤を引き出すことができる。

【0018】

カートリッジ収容部１０６は、リサイクルカートリッジ収容部であってもよい。したがって、カートリッジは、リサイクル材料カートリッジであってもよい。リサイクル材料カートリッジは、リサイクル材料を含むことができる。リサイクル材料は、三次元印刷の後に残った、すなわち余分な未溶着の材料であってよい。リサイクルカートリッジ収容部のようなカートリッジ収容部１０６は、造形エンクロージャ及び造形台１０４が、リサイクル材料カートリッジからリサイクル材料を利用できるようにする。この場合も、造形エンクロージャ内では、造形台１０４上のリサイクル材料から、三次元物体が形成される。

【0019】

三次元プリンタの外側ハウジングは、上面１０８及び底面１１０を有する場合がある。外側ハウジングの上面１０８は、三次元プリンタが置かれている地面から最も遠い外側ハウジングの領域であってもよい。外側ハウジングの底面１１０は、三次元プリンタが置かれている地面に最も近い外側ハウジングの領域であってもよい。言い換えれば、底面１１０は、三次元プリンタが配置され、又は置かれている地面、床、又は表面に最も近い外側ハウジングの表面又は一部であってもよい。実際、一例では、底面１１０は、地面又は床と接触している場合がある。

【0020】

カートリッジ収容部１０６は、選択的固化モジュール１０２よりも低い高さにある。搬送システムは、カートリッジ収容部１０６内の材料カートリッジ、又は材料容器から選択的固化モジュールまで、造形材料を輸送する。一部の例では、三次元プリンタ１００の外側ハウジング内に一体化されたカートリッジ収容部１０６は、上面１０８よりも底面１１０に近い位置に配置される場合がある。カートリッジ収容部１０６のこの低い位置によれば、アクセスの容易さを向上させることができ、カートリッジをカートリッジ収容部１０６に装填するユーザーの労力を低減することができる。一例では、一体型搬送システムとは、三次元プリンタ１００の外側ハウジング内にある搬送システムを指している。一例では、一体型搬送システムは、三次元プリンタ１００の外部に配置されていない搬送システムを指している。

【0021】

図２は、本技術の例による三次元プリンタ２００のブロック図である。同様の符号が付された要素は、図１に関して説明したとおりである。

【0022】

三次元プリンタ２００は、新しい材料カートリッジを保持するための新しいカートリッジ収容部２０２を含む場合がある。新しいカートリッジ収容部２０２は、三次元物体の印刷の際に、造形エンクロージャが、新しい材料カートリッジから新しい材料を利用できるようにする。プリンタ２００は、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カートリッジ収容部２０４をさらに含む場合がある。リサイクルカートリッジ収容部２０４は、三次元物体の印刷の際に、造形エンクロージャが、リサイクル材料カートリッジからリサイクル材料を利用できるようにする。三次元プリンタ２００は、リサイクル材料に対する新しい材料の指定された比率で、新しい材料及びリサイクル材料を、造形エンクロージャに供給することができる。この比率は、重量比であっても、体積比であっても、又は他の比率であってもよい。この比率は、ゼロ（例えば、新しい材料なし、すべてリサイクル材料）から１．０（例えば、すべて新しい材料、リサイクル材料なし）までの範囲を有する場合がある。例えば、重量比又は体積比のような比率は、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等の範囲を有する場合がある。一例では、造形エンクロージャへの供給材料は、重量に基づいて２０％が新しい材料であり、８０％がリサイクル材料であり、０．２５の重量比を生成する場合がある。別の例では、造形エンクロージャへの供給材料は、体積に基づいて２０％が新しい材料であり、８０％がリサイクル材料であり、０．２５の体積比を生成する場合がある。

【0023】

三次元プリンタの外側ハウジングは、上述のように、上面１０８及び底面１１０を有する場合がある。三次元プリンタ内の搬送システムにより、三次元プリンタ１００は、選択的固化モジュール１０２よりも低い位置に、新しいカートリッジ収容部２０２及びリサイクルカートリッジ収容部２０４を備えることができる。新しいカートリッジ収容部２０２及びリサイクルカートリッジ収容部２０４は、三次元プリンタ１００の外側ハウジング内に一体化され、上面１０８よりも底面１１０に近い位置に配置される場合がある。新しいカートリッジ収容部２０２及びリサイクルカートリッジ収容部２０４のこれらの低い位置によれば、アクセスの容易さを向上させることができ、カートリッジ収容部２０２及び２０４に新しいカートリッジ又はリサイクルカートリッジをそれぞれ装填するユーザーの労力を低減することができる。カートリッジ収容部２０２及び２０４の位置は、三次元プリンタ２００の上面１０８よりも低い。一部の例では、新しいカートリッジ収容部２０２及び２０４の位置は十分に高く、ユーザーが材料カートリッジを収容部２０２又は２０４内に取り付け又は挿入するときに、ユーザーがしゃがんだり、屈んだりする必要が一般にないように構成される。一例では、新しいカートリッジ収容部２０２は、一般的ユーザーのほぼ膝の高さに配置される場合がある。一例では、新しいカートリッジ収容部２０２は、一般的ユーザーのほぼ腰の高さ、又は、膝の高さと腰の高さとの間に配置される場合がある。

【0024】

図３は、本技術の例による三次元プリンタ３００のブロック図である。同様の符号が付された要素は、図１及び図２に関して説明したとおりである。

【0025】

三次元プリンタ３００は、プリンタ３００の内部に、新しいカートリッジ収容部２０２の近くに配置された新しい材料容器３０２を含む場合があり、新しいカートリッジ収容部２０２内の新しい材料カートリッジから新しい材料を受け取ることができる。同様に、リサイクル材料容器３０４は、プリンタ３００の内部に、リサイクルカートリッジ収容部２０４の近くに配置される場合があり、リサイクルカートリッジ収容部２０４内の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ことができる。

【0026】

新しい材料及びリサイクル材料は、新しい材料容器３０２及びリサイクル材料容器３０４にそれぞれ、重力によって供給され、又は搬送される場合がある。図３は、新しいカートリッジ収容部２０２及びリサイクルカートリッジ収容部２０４よりも下に、新しい材料容器３０２及びリサイクル材料容器３０４を示している。一例では、新しい材料容器３０２及びリサイクル材料容器３０４は、新しい材料カートリッジ収容部２０２及びリサイクル材料カートリッジ収容部２０４よりも上に、それぞれ配置される場合がある。これらの容器は、重力以外の搬送システムにより、それらの間で材料を輸送するように機能する場合がある。一部の例では、空気搬送システムのようなこの搬送システムの使用により、新しい材料カートリッジ収容部２０２やリサイクルカートリッジ収容部２０４を、新しい材料容器３０２やリサイクル材料容器３０４よりも外側ハウジングの底面に近い位置に配置することが可能になる。

【0027】

図４は、本技術の例による三次元プリンタ４００のブロック図である。同様の符号が付された要素は、図１、図２、及び図３に関して説明したとおりである。

【0028】

三次元プリンタ４００は、新しい材料容器３０２から分配容器４０２へ新しい材料を搬送するとともに、リサイクル材料容器３０４から分配容器４０２へリサイクル材料を搬送するための搬送システムを含む場合がある。搬送システムは、空気搬送システムであっても、機械的搬送システムであっても、粉体が重力等で移動されるシステムであってもよい。分配容器４０２は、新しい材料及びリサイクル材料を選択的固化モジュール１０２に供給することができる。一部の例では、分配容器４０２は、搬送システムの構成要素である。

【0029】

三次元プリンタ４００は、例えば造形エンクロージャ及び造形台１０２から材料を回収するための回収容器４０４を有する場合がある。そのように回収された材料は、１００％リサイクル材料として分類される場合もあれば、新しい材料に対するリサイクル材料の指定された比率を有する回収材料として分類される場合もある。他の分類が、適用されてもよい。回収材料が１００％リサイクル材料として分類される第１の例として、図示の例において回収容器４０４は、第２のリサイクル容器と呼ばれ、又は特徴付けられる場合がある。さらに、回収容器４０４は、リサイクル材料又は回収材料が冷めるまでの滞留時間を提供することができる。回収容器４０４に回収され、格納された材料は、現在の印刷ジョブ又は後続の印刷ジョブ中に、造形台１０２に戻されることができる。

【0030】

一例では、リサイクル容器３０４が満杯である場合、回収容器４０４が、リサイクル材料を受け取ってもよい。あるいは、満杯のリサイクル材料カートリッジから格納されたリサイクル材料を回収容器４０４に追加し、リサイクル材料が三次元プリンタ４００によって消費されるようにしてもよい。搬送システムは、回収容器４０４から分配容器４０２へリサイクル材料を搬送することができる。実際、回収容器４０４からの材料は、分配容器４０２に追加される場合がある。例えば、分配容器４０２内のリサイクル材料に対する新しい材料の指定された比率が、維持される場合がある。

【0031】

図５は、本技術の例による三次元プリンタ５００の概略図である。同様の符号が付された要素は、図１、図２、図３、及び図４に関して説明したとおりである。

【0032】

三次元プリンタ５００は、造形エンクロージャ５０２を含む場合があり、造形エンクロージャ５０２は、造形台１０４に関連する場合があり、造形台１０４の上に、供給材料から三次元物体５０４が形成される。説明したように、供給材料又は造形材料は、新しい材料、リサイクル材料、及び他の材料から構成される場合がある。造形エンクロージャ５０４は、造形バケット、造形室、造形コンテナ、又は造形ハウジング等であってよい。

【0033】

プリンタ５００は、造形台１０４上の造形材料の連続した層を選択的に固化することにより、三次元物体５０４を形成する選択的固化モジュール５０６を含む場合がある。例えば、選択的固化モジュール５０６は、熱源、光源、レーザー等のエネルギー源を含む場合がある。したがって、造形材料を固化させるための選択的固化モジュール５０６とは、エネルギー源から造形台１０４上の造形材料にエネルギーを加えることにより、造形材料を焼結し、溶融し、及び／又は融着し、三次元物体５０４を形成するモジュール５０６を意味する場合がある。

【0034】

選択的固化モジュール５０６は、造形台１０４の上面にわたって供給材料又は造形材料を分配する造形材料付与装置５０８を含む場合がある。造形材料付与装置５０８の例としては、粉末スプレッダー、粉末スプレッダーアーム、粉末スプレッダーローラー、又は他のタイプの付与装置が挙げられる。また、一部の例では、造形材料付与装置５０８は、選択的固化モジュール５０６内のキャリッジ上に置かれ、キャリッジによって移動される場合がある。選択的固化モジュール５０６は、キャリッジ上又は一部の例ではプリントバーであるような他のキャリッジ上に、エネルギー源のようなさらに別の構成要素を含む場合がある。最後に、特定の例では、造形材料付与装置５０８は、選択的固化モジュール５０６の構成要素ではなく、代わりに、造形エンクロージャ５０２よりも高いプリンタ５００の上部に配置された独立した構成要素であってもよい。

【0035】

材料を格納するために、三次元プリンタ５００は、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３０２と、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３０４とを含む場合がある。材料カートリッジ５１６は、新しい材料やリサイクル材料を有する場合もあれば、プリンタ５００に挿入する前は、空である場合もある。さらに、プリンタ５００は、新しい材料及びリサイクル材料を輸送するための搬送システム５１０を含む場合がある。搬送システム５１０は、空気搬送システム、機械的搬送システム、真空システム、重力搬送システム、振動搬送システム、ベルト搬送システム、又はオーガーシステム等、あるいは、それらの任意の組み合わせを含む場合がある。図示の例では、新しい材料容器３０２からの新しい材料、及びリサイクル材料容器３０４からのリサイクル材料は、搬送システム５１０の脚部に供給することができる。新しい材料及びリサイクル材料は、三次元プリンタの中を通って選択的固化モジュール５０６に向かって上に進行することができる。新しい材料及びリサイクル材料が搬送システム５１０を通って移動する際に、新しい材料とリサイクル材料とが一列に混合され、すなわち、それらを搬送システム５１０内で混合することができる。

【0036】

プリンタ３００は、造形エンクロージャ５０２から造形材料を回収するための第２の搬送システム５１２を含む場合がある。一部の例では、空気搬送システムや真空システムのような第２の搬送システム５１２は、真空を使用して、造形エンクロージャ５０２からこぼれ出た、すなわち余分な造形材料を引き出す。特定の例では、第２の搬送システム５１２は、造形エンクロージャ５０２から真空によって造形材料を受け取るために、造形エンクロージャ５０２の底部に導管マニホールドを含む。一例では、このマニホルドは、周囲真空と呼ばれることがある。図示の例では、第２の搬送システム５１２を介して、余分な造形材料を造形エンクロージャ５０２から回収容器４０４又は他の目的地へ搬送することができる。

【0037】

回収容器４０４に回収される材料は、印刷ジョブの実行中に造形エンクロージャ５０２から収集された造形材料であってもよい。一例では、造形台１０４からの偶発的な粉末のこぼれは、同じ印刷ジョブの間に、回収粉末として造形エンクロージャ５０２に戻すことができる。なぜなら、回収粉末は一般に、その印刷ジョブに対して指定された新しい材料に対するリサイクル材料の比率を有しているからである。他の例では、造形エンクロージャ５０２からの余分な造形材料は、その印刷ジョブの間に及び／又は後に回収容器４０４に回収され、回収された材料は、例えば１００％リサイクル材料として分類される。

【0038】

回収容器４０４は、造形エンクロージャから来る材料の最初の目的地として選択される場合がある。一例では、この材料は、比較的高温であるが、もっと低い温度であれば安定する粉末であってもよい。一例では、この材料を、第２の搬送システム５１２を介して最初の回収材料目的地としての回収容器４０４に送ることにより、高温の材料を冷却するための回収容器４０４内の滞留時間が得られる。冷却後、回収容器４０４内の材料は、搬送システム５１０によって、選択的固化モジュール５０６、リサイクルカートリッジ収容部２０４内のリサイクルカートリッジ、又はリサイクル材料容器３０４等へ輸送することができる。

【0039】

この場合も、一部の例について示したように、回収容器４０４は、印刷ジョブ中ではなく、印刷ジョブが完了した後に、造形エンクロージャ５０２から余分な未使用粉末を受け取る。一例では、リサイクル材料は、後続の印刷ジョブまで造形エンクロージャ５０２に戻されない場合がある。一例では、リサイクル材料は、三次元物体５０４が取り除かれ、次の三次元物体５０４が形成されるまで、造形エンクロージャ５０２に戻されない場合がある。一部の例では、リサイクル容器３０４、リサイクルカートリッジ、又は回収容器４０４に到達した材料は、その材料の一部が三次元物体５０４に使用されなかった新しい材料である場合であっても、リサイクル材料として分類される場合がある。

【0040】

三次元プリンタ５００は、フロントアクセスパネル５１４を有するプリンタの外側ハウジング又はケーシングとともに示されている。プリンタ５００の内部の一部が見えている。これらのアクセスパネル５１４を閉じることにより、三次元プリンタ５００の種々の構成要素を隠し、さらには、保護することができる。特定の例では、例えばアクセスパネル５１４の内部のような三次元プリンタの外部ハウジングの内部にある、又は部分的に内部にある構成要素は、三次元プリンタ５００内に一体化されていると見なされる場合がある。

【0041】

一例では、三次元プリンタ５００は、上面１０８及び底面１１０を有する外側ハウジングを含む。カートリッジ収容部２０２は、外側ハウジング内に一体化され、上面１０８よりも底面に近い位置に配置される場合がある。カートリッジ収容部２０２を使用して、造形材料を有する材料カートリッジを保持することができる。三次元プリンタ５００は、造形材料を選択的固化モジュール５０６に搬送するための搬送システム５１０を含む場合がある。一例では、カートリッジ収容部２０２は、外側ハウジングの底面１１０から５０８．０ミリメートルよりも上に配置される場合がある。一例では、カートリッジ収容部２０２は、外側ハウジングの底面１１０から上方に４３１．８ミリメートルから１０６６．８ミリメートルまでの範囲の高さに配置される場合がある。一例では、カートリッジ収容部２０２は、外側ハウジングの底面１１０から１０６６．８ミリメートル未満の位置に配置される場合がある。一例では、造形ユニットは、外側ハウジングの底面１１０から１０１６．０ミリメートルの高さにあり、カートリッジ収容部２０２は、それよりも下に配置される場合がある。最後に、図５は、カートリッジ収容部２０２又はカートリッジ収容部２０４に挿入することができる材料カートリッジ５１６を示している。図示のカートリッジは、一例に過ぎず、新しい材料又はリサイクル材料のような材料を収容し、又は保持するためのコンテナ又はハウジング５１８を含む場合がある。特定の例では、材料カートリッジ５１６は、材料カートリッジ５１６のユーザーによる持ち上げや、カートリッジ収容部２０２又は２０４に対するユーザーによるカートリッジ５１６の挿入を可能にするハンドルを有している。一例において、ハンドルによれば、材料カートリッジ５１６を収容部２０２又は２０４に挿入し、カートリッジ５１６を収容部２０２又は２０４内に固定するときに、ユーザーがカートリッジ５１６を回転させることも可能になる場合がある。

【0042】

図６は、本技術の例による三次元プリンタを動作させる方法６００のブロックフロー図である。ブロック６０２で、この方法は、リサイクル材料を含む供給材料から三次元物体を印刷することを含む。供給材料は、新しい材料をさらに含む場合がある。印刷は、造形材料のような供給材料から三次元物体を形成し、すなわち生成することを含む場合がある。実際、三次元物体の印刷は、三次元プリンタの造形台上の供給材料から、三次元物体を形成することを含む場合がある。一部の例では、三次元物体は、層ごとに形成され、これには、エネルギー源を使用して、造形台上の供給材料を融着し、焼結し、又は溶融する三次元プリンタが必要とされる場合がある。

【0043】

ブロック６０４で、この方法は、三次元プリンタのカートリッジ収容部に配置されたリサイクル材料カートリッジから三次元プリンタの上部へリサイクル材料を提供することを含む。例えば、この方法は、空気搬送システムによってリサイクル材料を造形台の上方に提供することを含む場合がある。また、この方法では、カートリッジ収容部は、三次元プリンタの上面よりも三次元プリンタの底面に近い位置に配置される。

【0044】

ブロック６０６で、この方法は、三次元物体の印刷から余分な材料を、カートリッジ収容部内のリサイクル材料カートリッジの中に受け取ることを含む。例えば、そのように受け取られる余分な材料は、三次元プリンタの造形エンクロージャ又は造形台から回収された余分な材料であってよい。

【0045】

この場合も、新しい材料及びリサイクル材料からなる供給材料から、三次元物体を印刷することができる。供給材料は、ゼロから１．０までの範囲内で、新しい材料に対するリサイクル材料の特定の重量比又は体積比を有することができる。例えば、重量比は、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等の範囲を有する場合がある。新しい材料は、三次元プリンタ内の新しい材料カートリッジを有する新しい材料カートリッジ収容部によって提供される場合がある。代替的又は追加的に、新しい材料容器が、新しい材料を格納し、及び提供してもよい。一部の例では、新しい材料容器を使用する場合、新しい材料容器は、新しい材料カートリッジよりも下に配置され、新しい材料容器は、新しい材料カートリッジによって補充されてもよい。

【0046】

新しい材料容器及びリサイクル材料容器を有する三次元プリンタでは、三次元物体の印刷の際に、新しい材料及びリサイクル材料が、新しい材料容器及びリサイクル材料容器から造形エンクロージャへ運ばれる場合がある。新しい材料とリサイクル材料は、造形エンクロージャへ運ばれるときに、リサイクル材料に対する新しい材料の指定された比率、又は望ましい比率を有する供給材料として、一列に混合される場合がある。この場合も、この比率は、重量比であっても、体積比であっても、又は他の比率であってもよい。また、供給材料は、造形エンクロージャに直接供給される代わりに、分配容器を介して、造形エンクロージャよりも上にある造形材料付与装置や選択的固化モジュールに運ばれてもよい。一部の例では、分配容器は、粉末スプレッダーや粉末スプレッダーアームのような造形材料付与装置を介して、供給材料を造形エンクロージャに供給する場合がある。

【0047】

本書に記載した技術によれば、三次元プリンタは、新しい材料、リサイクル材料、又は、新しい材料とリサイクル材料との混合物を、適宜選択することができる。この閉ループ材料ハンドリングシステムによれば、外界に失われる粉末を減らすことができる。一部の例では、外部の専用リソース、プリンタとは別の床面積、又は外部機器を使用して、粉体を混合したり、未融着の粉体から三次元物体を取り出したりすることが、できない場合がある。

【0048】

また、本明細書に記載した技術によれば、リサイクル材料の取り扱いを容易にすることができる。三次元プリンタ内のリサイクル材料をカートリッジに搭載して取り外し、将来の使用に備えて、保管することができる。さらに、三次元プリンタに対して材料を追加したり削除したりするための技術が、種々の例で提供される。特定の例では、リサイクル材料が、外部汚染物質を実質的に含まない状態に維持され、実質的に閉ループの材料取り扱いにより、未知の材料が三次元プリンタに入る可能性を低減することができる。

【0049】

図７は、本技術の例による三次元プリンタ７００の概略図である。三次元プリンタ７００は、上面７０２及び底面７０４を有する外側ハウジング又はケーシングを有する。図示の例では、上面７０２及び底面７０４はそれぞれ、プリンタ７００の外側ハウジングが配置され、又は置かれているた床又は表面と概ね平行であってもよい。三次元プリンタは、少なくとも部分的に外側ハウジング内で三次元プリンタ内に一体化されたカートリッジ収容部７０６を有し、材料カートリッジ（図示せず）を受け取って、保持する。カートリッジ収容部７０６は、上面７０２よりも底面７０４に近い位置に配置されている。

【0050】

三次元プリンタ７００は、造形エンクロージャ７０８内で、造形材料から三次元物体を造形台７１０上に構築することができる。具体的には、三次元プリンタ７００は、選択的固化モジュール７１２を使用して、造形台７１０上の造形材料から三次元物体を生成することができる。造形材料は、カートリッジ収容部７０６に保持された材料カートリッジからの材料を含む場合がある。また、図示の例では、カートリッジ収容部７０６は、上面７０２よりも底面７０４に近い位置に配置されている。

【0051】

プリンタは、一体型搬送システム７１４により、カートリッジ収容部７０６に保持された材料カートリッジ内から選択的固化モジュール７１２へ材料を移動させることができる。一例では、搬送システム７１４は、空気搬送システムである。また、この例では、カートリッジ収容部７０６は、選択的固化モジュール７１２よりも低い高さにある。

【0052】

一部の例では、カートリッジ収容部７０６は、プリンタ７００の外側ハウジング又はケーシングの底面７０４から、上方約５０８．０ミリメートルから約１０６６．８ミリメートルまでの範囲内の距離７１６にある。距離７１６は、底面７０４に対する垂直距離であってもよい。図示の例では、この距離７１６は、カートリッジ収容部７０６と上面７０２との間の距離７１８未満である。距離７１８は、距離７１６と平行であってもよい。一例では、距離７１８は、７６２．０ミリメートルから１２７０．０ミリメートルまでの範囲内にある。

【0053】

図８は、本技術の例による積層造形（ＡＭ）システム８００の概略図である。積層造形システム８００は、モデリングシステム８０２と、三次元プリンタ８０４とを含む。三次元プリンタ８０４は、先の図に示された１以上の三次元プリンタに類似するものであってよい。積層造形システム８００は、デジタル技術を使用する材料プリンタのような三次元プリンタ８０４によって実施される、三次元印刷を必要とする場合がある。特定の例では、三次元印刷のような積層造形（ＡＭ）によれば、デジタルモデルから三次元立体物を形成することができる。実際、積層造形システム８００は、三次元印刷に備えて、モデルを受け取ったり、受け取ったモデルを準備したり、又はモデルを生成したりするためのモデリングシステム８０２を含む場合がある。モデルは、三次元モデルであってもよい。また、層ごとの印刷に備えて、モデルは、「スライス」される場合がある。デジタルデータは、モデル以外の電子データソースから取得される場合がある。

【0054】

モデルソース又は他の電子ソースは、三次元プリンタ８０４が、材料を堆積させ、材料の一部を融着し、焼結し、溶融し、固化すること等により、部品又は製品を種々の層の形で構築するためのデジタル三次元設計データを提供することができる。このような積層造形（ＡＭ）は、例えば固体ブロックからワークピースを削り出すことすることとは、対照的である。三次元プリンタ８０４は、モデルに応じて、例えば粉末形態の材料を使用して、層ごとに製品を構築することができる。一定範囲の種々の金属、プラスチック、複合材料を使用することができる。材料の固体ブロックから開始され、余分な部分を切り取ることによって完成部品を作成する除去的製造技術とは異なり、積層造形によれば、三次元設計モデルとして表された幾何形状から、層ごとに部品を構築することができる。特定の例では、除去的製造技術や除去的機械加工が、三次元印刷と組み合わせて使用されてもよい。

【0055】

積層造形システム８００は、三次元立体物を印刷するための１つ以上のプリンタ８０４を含む。立体物は、製品である場合があり、製品は、完全な製品であっても、製品の一部であっても、プロトタイプ等であってもよい。この場合も、三次元印刷によれば、デジタルファイルから三次元立体物を作成することができる。物体の作成は、物体が作成されるまで、材料の連続した層を積層することによって行うことができる。場合によっては、これらの各層は、最終的な物体の薄くスライスされた水平断面のように見える場合がある。三次元印刷は、レーザー、電子ビーム、光、紫外線、放射線、赤外線、近赤外線、熱、加熱ランプ等のようなエネルギー源により、材料又は粉末を焼結し、溶融し、融着し、又は融合することを含む場合がある。実際、三次元印刷は、選択的層焼結（ＳＬＳ）、選択的熱焼結（ＳＨＳ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、熱融着、又は他の積層造形印刷技術を含む場合がある。

【0056】

三次元プリンタ８０４は、選択的固化モジュール８１０及び造形台８０８が造形材料を利用できるようにするために、取り外し可能な材料カートリッジを保持するカートリッジ収容部８０６を含む。カートリッジ収容部８０６は、プリンタ８０４内の比較的低い位置に配置されている。例えば、カートリッジ収容部は、プリンタ８０４の上端よりもプリンタ８０４の下端に近いような、プリンタ８０４の比較的低い部分にある場合がある。

【0057】

三次元プリンタ８０４は、造形台８０８を含み、その上に、粉体のような造形材料から三次元物体が印刷され、形成される。造形台８０８は、造形エンクロージャ（図示せず）に関連する場合がある。三次元物体を製造する際には、新しい粉末及びリサイクル粉末が、造形台８０８に供給される場合がある。また、三次元プリンタ８０４は、造形台８０８の隣りに、かつ造形台８０８よりも上に、選択的固化モジュール８１０を含む。選択的固化モジュール８１０は、融着、焼結、融解、固化等を実施し、それらによって、造形台８０８上の造形材料から三次元物体を生成する。材料は、搬送システム８１２により、三次元プリンタ８０４の中を通して移動される。搬送システム８１２は、造形材料を選択的固化モジュール８１０へ輸送する。

【0058】

積層造形システム８００は、三次元物体の仕上げその他の処理を実施するための後処理システム８１４を含む場合がある。後処理システム８１４は、支持体除去、粉末除去、サンディング、ビーズブラスト、蒸気平滑化、塗装、電気めっき、金属加工、研磨などを含む場合がある。これらの後処理機能の一部は、三次元プリンタ８０４と一体化されてもよい。

【0059】

図９は、本技術の例による三次元プリンタ９００の概略図である。三次元プリンタ９００は、選択的固化モジュール９０２と、造形台９０４とを含む場合がある。造形エンクロージャ９０３は、造形台に関連する場合がある。一部の例では、造形エンクロージャ９０３は、造形台９０４を少なくとも部分的に含む。供給材料又は造形材料（例えば、粉末）は、選択的固化モジュール９０２に提供されてもよいし、造形エンクロージャ９０３に提供されてもよい。

【0060】

マニホルド９０６は、造形エンクロージャ９０３から、例えば三次元物体の一部にならなかった粉末のような余分な材料又は余分な粉末を、回収材料９０８として引き出すことができる。マニホルド９０６は、真空ポンプ、ブロワー、蒸気ジェット、又はそれらの任意の組み合わせのような動力構成要素９１１に動作可能に結合される場合がある。回収材料９０８は、マニホルド９０６及び動力構成要素９１１によって、回収容器９１０へと運ばれる場合がある。回収材料９０８と搬送流体（例えば、空気）は、分離システム９０７を通って流れることができる。分離システムは、回収材料９０８から搬送流体９０９を分離するためのサイクロンやフィルターなどを含む場合がある。分離された搬送流体９０９は、動力構成要素９１１を通して、外界に排出されてもよいし、別の処理に備えて他の機器に送出されてもよい。分離システム９０７又は回収容器９１０は、回収材料９０８から比較的大きい粒子（例えば、塊になった粒子や部分的に融着された粒子）を分離するためのふるい、スクリーン、フィルターなどを含む場合がある。

【0061】

回収材料９０８は、参照符号９３８で示されるように回収容器９１０を迂回して、供給搬送システムによって、例えば参照符号９１２で示されるように、リサイクルカートリッジ収容部９１４内の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９１６へ輸送される場合がある。リサイクル材料容器９１６は、リサイクルカートリッジ収容部９１４内のリサイクル材料カートリッジによって補充されてもよい。同様に、新しい材料容器９１８は、新しいカートリッジ収容部９２０内の新しい材料カートリッジによって補充されてもよい。リサイクルカートリッジ収容部９１４及び新しいカートリッジ収容部は、プリンタ９００の上端よりもプリンタ９００の下端に近い位置に配置される場合がある。

【0062】

また、回収材料９０８は、リサイクル材料９２４や、新規の、すなわち新しい材料９２６と組み合われてもよい。リサイクル材料容器９１６及び新しい材料容器９１８は、リサイクル材料９２４及び新しい材料９２６を、それぞれ提供することができる。一部の例では、リサイクル材料９２４及び新しい材料９２６は、リサイクル材料９２４に対する新しい材料９２６の望ましい比率、又は指定された比率（例えば、重量比又は体積比）が得られるように、提供される場合がある。回収材料９０８は、リサイクル材料９２４に対する新しい材料９２６の望ましい比率、又は指定された比率を有する場合があり、すなわち、リサイクル材料として分類される場合がある。分配容器９３０及び熱融着システム９０２に供給される供給材料９２８は、リサイクル材料９２４、新しい材料９２６、又は回収材料９０８、あるいはそれらの任意の組み合わせを含む場合がある。特定の例では、供給材料９２８が分配容器９３０への経路上にあるときに、種々の材料９２４、９２６、及び９０８は、一列に混合される場合がある。

【0063】

一部の例では、供給材料９２８は、回収材料容器９１０からの回収材料９２２、リサイクル材料容器９１６からのリサイクル材料９２４、及び新しい材料容器９１８からの新しい材料９２６を含む場合がある。回収材料９２２を有しない例又は動作では、材料が分配容器９３０へ輸送されるときに、新しい材料９２６及びリサイクル材料９２４は、供給材料９２８を形成することができる。分配容器９３０は、供給材料９２８を造形材料９３２として熱融着システム９０２に提供することができる。あるいは、分配容器９３０は、造形材料９３２を造形台９０４に提供してもよい。制御システムによって、リサイクル材料に対する新しい材料の指定された比率を有する供給材料９２８の組成や造形材料９３２の組成が可能となる。制御システムは、新しい材料容器９１８及びリサイクル材料容器９１６から分配される材料の重量又は体積を測定することにより、指定された比率で分配することができる。

【0064】

図示の例では、回収材料９２２、リサイクル材料９２４、及び新しい材料９２６が、供給材料９２８として、分配容器９３０に供給される場合がある。三次元プリンタ９００は、分配容器９３０及び造形エンクロージャ９３０への供給材料９２８の輸送を可能にする搬送システムを含む場合がある。一部の例では、空気搬送システムが使用される。その場合、空気搬送システムは、真空構成要素９３４を含む場合があり、真空構成要素９３４は、蒸気ジェット、ブロワー、又はそれらの任意の組み合わせであってよい。空気搬送用の空気９３６は、真空構成要素９３４（複数可）を通して排出することができる。造形台９０４上に三次元物体を印刷する際には、供給材料９３２から搬送用空気の大部分又は全部を差し引いたものが、例えば重力若しくはエアフロ―などにより、分配容器９３０から造形エンクロージャ９０３へ、又は他のプリンタ構成要素へ流れることができる。一例では、供給造形材料は、分配容器９３０から造形材料付与装置へと流れ、造形材料は、造形エンクロージャ９０３にある造形台９０４にわたって広げられる。特定の例では、造形材料付与装置は、投与ボックス及び粉末スプレッダーを含む。

【0065】

本技術は、様々な修正及び代替形態の影響を受け入れる余地があり、上で説明した例は、例として示したものである。本技術は、本明細書に開示された特定の例に限定されることを意図していないことを理解されたい。実際、本技術には、本技術の範囲内に入るすべての代替物、修正物、及び均等が含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】