(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】
(24)【登録日】2022-08-22
(45)【発行日】2022-08-30
(54)【発明の名称】プリンタユニット及び3Dプリンタ
(51)【国際特許分類】
B29C 64/205 20170101AFI20220823BHJP
B29C 64/165 20170101ALI20220823BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20220823BHJP
B29C 64/295 20170101ALI20220823BHJP
B29C 64/236 20170101ALI20220823BHJP
【FI】
B29C64/205
B29C64/165
B33Y10/00
B29C64/295
B29C64/236
(21)【出願番号】P 2020560323
(86)(22)【出願日】2020-07-24
(86)【国際出願番号】 CN2020104051
(87)【国際公開番号】W WO2021143092
(87)【国際公開日】2021-07-22
【審査請求日】2020-10-27
(31)【優先権主張番号】202010045621.7
(32)【優先日】2020-01-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202020090431.2
(32)【優先日】2020-01-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202010045636.3
(32)【優先日】2020-01-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202020090456.2
(32)【優先日】2020-01-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202020070335.1
(32)【優先日】2020-01-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202010365331.0
(32)【優先日】2020-04-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】519035045
【氏名又は名称】コーセル インテリジェント マシーナリ リミテッド
【氏名又は名称原語表記】KOCEL INTELLIGENT MACHINERY LIMITED
【住所又は居所原語表記】298# Ningshuo Street Yinchuan,Ningxia 750021(CN)
(74)【代理人】
【識別番号】100081776
【氏名又は名称】大川 宏
(72)【発明者】
【氏名】ファン ポン
(72)【発明者】
【氏名】イー リィウ
(72)【発明者】
【氏名】ヂージュン ヂョウ
(72)【発明者】
【氏名】ジィエンシー レン
(72)【発明者】
【氏名】ジェジュン フェァ
(72)【発明者】
【氏名】バオニン ヤン
(72)【発明者】
【氏名】シー マー
(72)【発明者】
【氏名】ホンジャ マイ
【審査官】清水 研吾
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第106915081(CN,A)
【文献】米国特許出願公開第2016/0332380(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2015/0091208(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B29C 64/00-64/40
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プリンタユニットであって、前記プリンタユニットは、対称配置された材料敷きガイドレール、
少なくとも一つの印刷ガイドレール、
少なくとも一つの材料敷き機構、及び
少なくとも一つの印刷機構を有し、
各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とは、それぞれ対称配置された2つの前記材料敷きガイドレールの間に設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレールには、1つの前記印刷機構が摺動するように設けら
れ、
2つの前記材料敷きガイドレールの間には少なくとも1つの横梁が設けられ、各前記横梁には、1つの前記印刷ガイドレールが対応して装着され、
2つの前記材料敷きガイドレールの間には、2つの前記横梁が摺動するように設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、2つの前記横梁の間には、垂直方向に沿ってアーチ状ガントリ機構がブリッジ接続され、一方の前記横梁には前記印刷機構が装着され、前記印刷機構が前記アーチ状ガントリ機構を介して他方の前記横梁に摺動することを特徴とするプリンタユニット。
【請求項2】
プリンタユニットであって、前記プリンタユニットは、対称配置された材料敷きガイドレール、少なくとも一つの印刷ガイドレール、少なくとも一つの材料敷き機構、及び少なくとも一つの印刷機構を有し、
各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とは、それぞれ対称配置された2つの前記材料敷きガイドレールの間に設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレールには、1つの前記印刷機構が摺動するように設けられ、
2つの前記材料敷きガイドレールの間には少なくとも1つの横梁が設けられ、各前記横梁には、1つの前記印刷ガイドレールが対応して装着され、
2つの前記材料敷きガイドレールの間には、2つの前記横梁が摺動するように設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、2つの前記横梁の一端の間には、水平方向に沿ってアーチ状ガントリ機構がブリッジ接続され、一方の前記横梁には前記印刷機構が装着され、前記印刷機構が前記アーチ状ガントリ機構を介して他方の前記横梁に摺動することを特徴とす
るプリンタユニット。
【請求項3】
各前記横梁の両端と各前記材料敷き機構の両端にはいずれもそれぞれスライダーが装着され、各前記スライダーは前記材料敷きガイドレールに摺動して接続されることを特徴とする請求項
1又は2に記載のプリンタユニット。
【請求項4】
各前記材料敷き機構の側面にはいずれも加熱部品が設けられることを特徴とする請求項
1又は2に記載のプリンタユニット。
【請求項5】
3Dプリンタであって、請求項1~
4のいずれか1項に記載のプリンタユニットを有することを特徴とする3Dプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は2020年1月16日にて、中国特許庁に提出され、出願番号が202010045621.7であり、発明名称が「3Dプリンタ」である中国特許出願、2020年1月16日にて、中国特許庁に提出され、出願番号が202020090431.2であり、発明名称が「3Dプリンタ」である中国特許出願、2020年1月16日にて中国特許庁に提出され、出願番号が202010045636.3であり、発明名称が「プリンタユニット及び3Dプリンタ」である中国特許出願、2020年1月16日にて、中国特許庁に提出され、出願番号が202020090456.2であり、発明名称が「プリンタユニット及び3Dプリンタ」である中国特許出願、2020年1月16日にて、中国特許庁に提出され、出願番号が202020070335.1であり、発明名称が「粉末供給機器及び3Dプリンタ」である中国特許出願、及び2020年4月30日にて、中国特許庁に提出され、出願番号が202010365331.0であり、発明名称が「3Dプリンタ」である中国特許出願の優先権を主張して、その全ての内容は援用されることで、本出願に組み込まれる。
【0002】
[技術分野]
本発明は積層造形製造という技術分野に関わり、特に、プリンタユニット及び3Dプリンタに関わる。
【背景技術】
【0003】
積層造形製造という技術分野において、3Dプリンタの動作原理は、材料敷き機構が原材料を1層敷設し、そして、印刷機構が製品の輪郭形状を1層印刷し、このように繰り返して、層ごとに重畳し、製品全体の印刷を形成し、最後は、ワークボックスを運送することで、製品を取り出し、清掃して、他のワークボックスが続いて印刷する。3D印刷技術は複雑な構成の製品のワンタイム成形を実現できるが、印刷原理方式によって制限されるため、印刷速度に対する制限が相対的に多いことから、印刷効率に影響する。
【発明の概要】
【0004】
これに基づき、従来技術における3Dプリンタの印刷効率が低いという問題に対して、印刷効率が高いプリンタユニット及び3Dプリンタを提供する必要がある。
【0005】
対称配置された材料敷きガイドレール、若干の印刷ガイドレール、若干の材料敷き機構及び若干の印刷機構を有するプリンタユニットであって、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とはそれぞれ対称配置された2つの前記材料敷きガイドレールの間に設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレールには、1つの前記印刷機構が摺動するように設けられる。
【0006】
1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレールの間には少なくとも1つの横梁が設けられ、各前記横梁には、1つの前記印刷ガイドレールが対応して装着される。
【0007】
1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレールの間には、1つの前記横梁が摺動するように設けられ、前記横梁の、前記印刷ガイドレールから離反する側には1つの前記材料敷き機構が設けられる。
【0008】
1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレールの間には、2つの前記横梁が摺動するように設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、各前記横梁の、前記材料敷き機構から離反する側にはいずれも前記印刷機構が装着される。
【0009】
1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレールの間には、1つの前記横梁が摺動するように装着され、前記横梁の両側にはそれぞれ1つの前記材料敷き機構が装着される。
【0010】
1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレールの間には、2つの前記横梁が摺動するように設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、2つの前記横梁の間には、垂直方向に沿ってアーチ状ガントリ機構がブリッジ接続され、一方の前記横梁には前記印刷機構が装着され、前記印刷機構が前記アーチ状ガントリ機構を介して他方の前記横梁に摺動する。
【0011】
1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレールの間には、2つの前記横梁が摺動するように設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、2つの前記横梁の一端の間には、水平方向に沿ってアーチ状ガントリ機構がブリッジ接続され、一方の前記横梁には前記印刷機構が装着され、前記印刷機構が前記アーチ状ガントリ機構を介して他方の前記横梁に摺動する。
【0012】
1つの実施例において、各前記横梁の両端と各前記材料敷き機構の両端にはいずれもそれぞれスライダーが装着され、各前記スライダーは前記材料敷きガイドレールに摺動して接続される。
【0013】
1つの実施例において、各前記材料敷き機構の側面にはいずれも加熱部品が設けられる。
【0014】
3Dプリンタであって、前記実施例のうちのいずれか1項に記載のプリンタユニットを有する。
【0015】
前記プリンタユニット及び3Dプリンタは、若干の印刷ガイドレール、若干の材料敷き機構、及び若干の印刷機構を対称配置された材料敷きガイドレールの間に集積配置することで、各材料敷き機構と各印刷機構とは材料敷きガイドレールに沿って同期往復運動を行うように実現でき、このように、連続印刷を実現でき、効果的に印刷効率を向上させるとともに、機器の設置空間を大幅に節約する。
【0016】
3Dプリンタであって、前記3Dプリンタは、支持フレームと、前記支持フレームに集積配置されるプリンタユニット及びワークボックス機構とを有し、前記プリンタユニットは対称配置された材料敷きガイドレール、若干の印刷ガイドレール、若干の材料敷き機構、及び若干の印刷機構を有し、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とはそれぞれ2つの前記材料敷きガイドレールの間に設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレールには、1つの前記印刷機構が摺動するように設けられ、2つの前記材料敷きガイドレールは前記支持フレームの対称の両側に設けられ、前記ワークボックス機構は集積配置されるワークボックスとジャッキとを有し、前記ジャッキは、前記ワークボックスの底板を垂直方向に沿って昇降するように持ち上げるために用いられ、前記ワークボックスと前記ジャッキとは前記支持フレームの内部に可動に貫設される。
【0017】
1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレールの間には少なくとも1つの横梁が設けられ、各前記横梁には、1つの前記印刷ガイドレールが対応するように装着される。
【0018】
1つの実施例において、前記ワークボックス機構はさらに、前記ジャッキに接続され、前記ワークボックスと前記ジャッキを運送するための可動部品を有する。
【0019】
1つの実施例において、前記可動部品はスライドレールを有し、前記スライドレールは前記支持フレームの内部に延伸するように敷設され、前記ジャッキは前記スライドレールに可動に設けられる。
【0020】
1つの実施例において、前記ジャッキの底部には、前記スライドレールと係合配置される滑車が設けられる。
【0021】
1つの実施例において、前記可動部品は、前記ジャッキの底部に装着されるローラを有する。
【0022】
1つの実施例において、前記支持フレームの内部には、前記ワークボックスを運送するためのローラーコンベヤーが設けられる。
【0023】
1つの実施例において、前記3Dプリンタはさらに、前記支持フレームに装着され、前記印刷機構に接近するように配置される洗浄液タンクを有する。
【0024】
1つの実施例において、前記3Dプリンタはさらに、前記支持フレームの外側に設けられる材料混合機構を有する。
【0025】
1つの実施例において、前記支持フレームにはさらに、前記材料混合機構に接続され、前記材料敷き機構に材料を供給するための一時保存ホッパーが設けられる。
【0026】
前記3Dプリンタは、プリンタユニットの材料敷きガイドレール、印刷ガイドレール、印刷機構及び材料敷き機構を支持フレームに集積配置することで、印刷機構と材料敷き機構とは材料敷きガイドレールに沿って同期往復運動を行うように実現でき、効果的に3Dプリンタの印刷効率を向上させ、ワークボックスとジャッキを一体として集積配置するとともに、全体が可動に支持フレームの内部に貫設されることで、ワークボックスとジャッキとの位置決め回数を減少させ、位置決め要求を下げて、ジャッキとワークボックスの底板との位置決めに影響されず、ワークボックスの底板の水平安定を保証でき、高速の連続印刷を実現するとともに、より効果的な印刷精度を保証できる。
【0027】
支持フレームと、前記支持フレームに集積配置されるプリンタユニット及びワークボックス機構とを有する3Dプリンタであって、
前記プリンタユニットは材料敷きガイドレール、若干の印刷ガイドレール、若干の材料敷き機構、及び若干の印刷機構を有し、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とは前記材料敷きガイドレールに設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレールには、1つの前記印刷機構が摺動するように設けられ、前記材料敷きガイドレールは対になるように配置され、2つの前記材料敷きガイドレールは前記支持フレームの対称の両側に設けられ、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とはそれぞれ2つの前記材料敷きガイドレールの間に設けられ、
前記ワークボックス機構は集積配置されるワークボックスとジャッキとを有し、前記ジャッキは、前記ワークボックスの底板を垂直方向に沿って昇降するように持ち上げるために用いられ、前記ワークボックスと前記ジャッキとは前記支持フレームの内部に可動に貫設される。
【0028】
1つの実施例において、さらに、前記支持フレームと独立するように配置される材料混合プラットフォームを有し、前記材料混合プラットフォームは支持本体と、前記支持本体に配置される材料混合機と、材料を量り取るための計量器と、前記材料を収容し、移転するための材料収容カップとを有する。
【0029】
1つの実施例において、さらに、ガス源ポンプとガス貯蔵装置とを有するガス源生成システムを含み、前記ガス源ポンプと前記ガス貯蔵装置とはパイプを介して連通され、前記パイプ内には逆止弁が設けられ、前記ガス貯蔵装置が前記逆止弁の後方に設けられる。
【0030】
1つの実施例において、前記パイプ内で、前記ガス源ポンプの後方に接続されるように、順にフィルタと圧力安定化弁とが設けられる。
【0031】
1つの実施例において、前記ガス貯蔵装置には、前記ガス貯蔵装置内のガス圧力を検出するための圧力検出装置が設けられる。
【0032】
1つの実施例において、さらにコントローラを有し、前記圧力検出装置と前記ガス源ポンプとはそれぞれ前記コントローラに電気接続され、前記コントローラは前記圧力検出装置がフィードバックした圧力値が第1所定値より小さい場合、前記ガス源ポンプを起動するように制御し、前記圧力検出装置がフィードバックした圧力値が第2所定値に等しい場合、前記ガス源ポンプを停止するように制御するために用いられ、前記第2所定値が前記第1所定値以上である。
【0033】
1つの実施例において、さらに、貯蔵ホッパーと、材料供給上蓋とバルブとを有する材料供給装置を含み、前記貯蔵ホッパーの先端は開口を有し、前記材料供給上蓋は前記貯蔵ホッパーの先端に設けられ、前記開口を開放しまたは遮蔽するために用いられており、前記バルブは前記貯蔵ホッパーの底端に密閉接続されることで、材料投入を制御する。
【0034】
1つの実施例において、前記バルブの材料投入口は、長さが前記材料敷き機構の長さに等しい矩形を呈する。
【0035】
1つの実施例において、前記材料敷き機構の長さは前記ワークボックスの長さより大きい。
【0036】
1つの実施例において、さらに、洗浄液桶と、廃液桶と、樹脂桶と、第1電磁弁と、第2電磁弁と、第3電磁弁と、第1液体材料ポンプと、第2液体材料ポンプと、洗浄位置と、インク加圧位置と、保護位置とを有する液体材料システムを含み、前記洗浄液桶は順に前記第1液体材料ポンプ、前記第2電磁弁を介して前記洗浄位置での洗浄溝に接続され、前記樹脂桶は順に前記第2液体材料ポンプと前記第3電磁弁を介して前記印刷機構の印刷ヘッドに接続され、前記インク加圧位置と前記保護位置での廃液溝が前記廃液桶に接続され、前記洗浄位置での廃液溝は前記第1電磁弁を介して前記廃液桶に接続される。
【0037】
1つの実施例において、前記ワークボックスは前記支持フレームに固定されるワークボックスケースと、前記ワークボックスケースに対して摺動できる可動底板とを有し、前記ジャッキ機構の底部は前記支持フレームに固定接続され、先端は前記ワークボックスの可動底板に固定接続されることで、前記可動底板を垂直方向に沿って昇降させる。
【0038】
1つの実施例において、さらに前記支持フレームの外部に設けられる外部保護筐体を有し、前記外部保護筐体の天井部の、印刷領域に対応する位置には、前記印刷領域を露出させまたは封鎖するための上蓋が設けられる。
【0039】
1つの実施例において、さらに、洗浄ホルダと、スクリーンメッシュと材料受け入れ溝とを有する洗浄プラットフォームを有し、前記材料受け入れ溝は前記洗浄ホルダの下部に可動に装着され、前記スクリーンメッシュは前記洗浄ホルダ内に設けられ、前記材料受け入れ溝の上方に位置する。
【0040】
1つの実施例において、前記支持フレームの底端にはキャスタが装着される。
【0041】
本発明が提供した3Dプリンタは、支持フレームと、プリンタユニットと、ワークボックス機構とを有する。プリンタユニットとワークボックス機構とは支持フレームに集積配置され、プリンタユニットは材料敷きガイドレール、若干の印刷ガイドレール、若干の材料敷き機構、及び若干の印刷機構を有し、各印刷ガイドレールと各材料敷き機構とは材料敷きガイドレールに設けられ、少なくとも1つの印刷ガイドレールには、1つの印刷機構が摺動するように設けられ、ワークボックス機構は集積配置されるワークボックスとジャッキとを有し、ジャッキは、ワークボックスの底板を垂直方向に沿って昇降するように持ち上げるために用いられ、ワークボックスとジャッキとは支持フレームの内部に可動に貫設される。
【0042】
本発明が提供した3Dプリンタによれば、プリンタユニットの材料敷きガイドレール、印刷ガイドレール、印刷機構及び材料敷き機構を支持フレームに集積配置することで、印刷機構と材料敷き機構とが材料敷きガイドレールに沿って同期往復運動を行うことを実現でき、効果的に3Dプリンタの印刷効率を向上させ、ワークボックスとジャッキを一体として集積配置するとともに、全体が可動に支持フレームの内部に貫設されることで、ワークボックスとジャッキとの位置決め回数を減少させ、位置決め要求を下げ、ジャッキとワークボックスの底板との位置決めに影響されず、ワークボックスの底板の水平安定を保証でき、高速の連続印刷を実現するとともに、より効果的な印刷精度を保証できる。前記配置により、構成がコンパクトになり、空間占有が小さくなり、コストが低く、普通の大衆生活で使用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【
図1】1つの実施例のプリンタユニットの立体構成模式図である。
【
図2】他の実施例のプリンタユニットの立体構成模式図である。
【
図3】他の実施例のプリンタユニットの立体構成模式図である。
【
図4】他の実施例のプリンタユニットの立体構成模式図である。
【
図5】他の実施例のプリンタユニットの立体構成模式図である。
【
図6】1つの実施例の3Dプリンタの立体構成模式図である。
【
図7】1つの実施例のワークボックス機構の立体構成模式図である。
【
図8】1つの実施例の、1つの状態にあるジャッキの構成模式図である。
【
図9】1つの実施例の、他の状態にあるジャッキの構成模式図である。
【
図10】他の実施例のワークボックス機構の立体構成模式図である。
【
図11】本発明の1つの具体的な実施例の3Dプリンタの等軸構成模式図である。
【
図13】材料敷き機構と印刷機構とが集積される模式図である。
【
図16】ワークボックスとジャッキ機構との模式図である。
【
図17】洗浄プラットフォームの構成模式図である。
【
図21】材料混合プラットフォームの動作フローの模式図である。
【
図22】3Dプリンタの動作フローの模式図である。
【
図23】本発明が開示した1つの実施例による、粉末供給機器の1つの角度の側面図である。
【
図24】本発明が開示した1つの実施例による、粉末供給機器の他の角度の側面図である。
【
図25】本発明が開示した1つの実施例による、粉末供給機器の原材料収容庫の構成模式図である。
【
図26】本発明が開示した他の実施例による、粉末供給機器の原材料収容庫の構成模式図である。
【
図27】本発明が開示した1つの実施例による、粉末供給機器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0044】
本発明を理解するために、以下、本発明に関する図面を参照して、本発明をより完全に記載する。図面において、本発明の好適な実施形態を示す。ただし、本発明は本明細書に記載の実施形態に限定されず、いろんな異なる形式で実現されてもよい。その逆、これらの実施形態を提供することは、本発明の開示内容に対する理解をより徹底且つ完全にすることを目的とする。
【0045】
本発明の説明において、素子は他の素子「に設けられる」と記述される場合、直接的に他の素子に設けられていてもよく、または、真ん中にある素子が存在してもよい。1つの素子は、他の素子に「接続」されると見なされれば、直接的に他の素子に接続されてもよく、または真ん中にある素子が同時に存在してもよい。本明細書が使用する、「垂直」、「水平」、「左」、「右」、「天井部」、「底部」、「底端」、「先端」などの用語、及び類似の表現は、唯一の実施形態であることを示すものではなく、単に説明を目的とする。
【0046】
別に定義されなければ、本明細書が使用する全ての技術と科学用語とは、本発明の当業者が一般的に理解する意味と同様である。本明細書において、本発明の明細書で使用する用語は、本発明を限定しておらず、単に具体的な実施形態を記載することを目的とする。本明細書が使用する「及び/または」という用語は、1つまたは複数の関連する挙げられた項目のいずれか及び全ての組み合わせを有する。
【0047】
1つの実施形態において、プリンタユニットであって、前記プリンタユニットは、対称配置された材料敷きガイドレール、若干の印刷ガイドレール、若干の材料敷き機構、及び若干の印刷機構を有し、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とはそれぞれ対称配置された2つの前記材料敷きガイドレールの間に設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレールには、摺動するように1つの前記印刷機構が設けられる。
【0048】
1つの実施形態において、プリンタユニットを有する3Dプリンタであって、前記プリンタユニットは、対称配置された材料敷きガイドレール、若干の印刷ガイドレール、若干の材料敷き機構及び若干の印刷機構を有し、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とはそれぞれ対称配置された2つの前記材料敷きガイドレールの間に設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレールには、摺動するように1つの前記印刷機構が設けられる。
【0049】
前記プリンタユニット及び3Dプリンタは、若干の印刷ガイドレール、若干の材料敷き機構、及び若干の印刷機構を対称配置された材料敷きガイドレールの間に集積配置することで、各材料敷き機構と各印刷機構とは材料敷きガイドレールに沿って同期往復運動を行うように実現でき、このように、連続印刷を実現でき、効果的に印刷効率を向上させるとともに、機器の設置空間を大幅に節約する。
【0050】
以下は具体的な実施例を組み合わせて、前記プリンタユニットを説明することで、前記プリンタユニットの発明構想をさらに理解させるものである。前記プリンタユニットは、
図1を参照するように、プリンタユニット10であって、対称配置された材料敷きガイドレール100、若干の印刷ガイドレール200、若干の材料敷き機構300及び若干の印刷機構400を有し、各前記印刷ガイドレール200と前記材料敷き機構300とはそれぞれ対称配置された2つの前記材料敷きガイドレール100の間に設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレール200には、摺動するように1つの前記印刷機構400が設けられる。
【0051】
具体的には、材料敷きガイドレール100と印刷ガイドレール200とはいずれも運動モジュールであり、その具体的な構成について、従来技術における3Dプリンタ用の印刷ヘッドと粉末敷き装置の移植運動モジュールを参照すればよく、本実施例において詳しく説明していない。印刷ガイドレール200と材料敷き機構300との具体的な数は、実際の印刷必要に応じて配置装着されればよい。1つの実施例において、対称配置された2つの材料敷きガイドレール100は間隔をもって印刷機器の支持フレームに設けられる。1つの実施例において、各前記印刷ガイドレール200と各前記材料敷き機構300とは互いに接続されるとともに、対称配置された2つの前記材料敷きガイドレール100の間に設けられる。1つの実施例において、各前記印刷ガイドレール200と各前記材料敷き機構300とは、互いに間隔をもって対称配置された2つの前記材料敷きガイドレール100の間に設けられる。つまり、各前記印刷ガイドレール200と各前記材料敷き機構300との間は、互いに接続されるように設けられてもよく、互いに間隔をもって設けられてもよく、どんな配置方式を採用しても、いずれも材料敷きガイドレールに連れて運動して、同期往復運動を実現できるから、装着方式は、本実施例において具体的には限定されていない。このように、対称配置された材料敷きガイドレール100を起動させることで、材料敷きガイドレール100に装着される材料敷き機構300と印刷ガイドレール200とを同期して運動させることを実現できる。1つの方向のストローク印刷動作を完成した後、さらに、反対方向に運動するように材料敷きガイドレール100を制御すると、対応するように、材料敷き機構300と印刷ガイドレール200とが同期して反対方向に運動することを実現できる。つまり、一定のストローク範囲内で正逆方向に運動するように、材料敷きガイドレール100の運動方向を制御することで、材料敷き機構300と印刷ガイドレール200とのサイクル往復型運動を実現できる。該過程において、実際の印刷の必要に応じて複数の材料敷き機構と印刷ガイドレールを装着することで、印刷と材料敷きとが同期して行われることを実現でき、印刷過程全体を連続に行って、このように、効果的に印刷効率を向上させる。説明しようとするのは、当印刷ガイドレール200の装着数は2以上である場合、少なくともそのうちの1つの印刷ガイドレール200には、摺動するように印刷機構400が設けられることを保証し、このように、印刷機構400が印刷ガイドレール200に沿って移動でき、粉末落とし方向に垂直な方向の印刷動作を実現できる。つまり、一部の印刷ガイドレール200には印刷機構400が配置装着されなくてもよく、このような状況について、以下の実施例を組み合わせて説明すればよい。
【0052】
図1を再び参照するように、1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレール100の間には少なくとも1つの横梁500が設けられ、各前記横梁500には対応するように1つの前記印刷ガイドレール200が装着される。即ち、前記横梁500は印刷ガイドレール200を支持配置する構成である。このように、横梁500を配置することで、印刷ガイドレール200をより安定に装着でき、印刷ガイドレール200と材料敷きガイドレール100との間が互いに運動する際に、影響されることを効果的に避ける。説明しようとするのは、印刷ガイドレール200は直接的に2つの材料敷きガイドレール100の間に設けられてもよく、即ち、支持するための横梁を配置する必要がないが、横梁を配置することは、印刷ガイドレールと材料敷きガイドレールとは運動において、互いに影響されないことをさらに保障できる。
【0053】
図1を続いて参照するように、1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレール100の間には、摺動するように1つの前記横梁500が設けられ、前記横梁500の、前記印刷ガイドレール200から離反する側には、1つの前記材料敷き機構300が設けられる。本実施例において、印刷機構400は横梁500を介して材料敷き機構300に集積配置され、印刷機構400は材料敷き機構300に連れて、材料敷きガイドレール100に沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構300はAB方向に沿って移動し材料敷きを行って、該過程において、印刷機構400は材料敷き機構300に連れて移動するが、印刷を行わず、印刷機構400は材料敷き機構300に連れて戻って、CD方向に沿って移動する際、印刷を実行する。即ち、材料敷き機構300は進む際、材料敷き操作を行っており、戻る際、印刷操作を行う。
【0054】
図2を参照するように、1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレール100の間には、摺動するように2つの前記横梁500が設けられ、前記材料敷き機構300は2つの前記横梁500の間に設けられ、各前記横梁500の前記材料敷き機構300から離反する側にはいずれも前記印刷機構400が装着される。本実施例において、材料敷き機構300の両側にはそれぞれ印刷機構400が設けられ、同一の材料敷きガイドレール100に集積され、2つの印刷機構400は材料敷き機構300に連れて材料敷きガイドレール100に沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構300はEF方向に沿って移動し材料敷きを行う場合、左側の印刷機構400は材料敷き機構300に連れて移動するとともに印刷し、材料敷き機構300はGH方向に沿って戻って材料敷きする場合、右側の印刷機構400は材料敷き機構300に連れて移動するとともに印刷する。即ち、材料敷き機構300が進む際、材料敷き操作を行うとともに印刷しており、そして、戻る際も同じように、同時に印刷操作を行う。このように、材料敷きが終了した後に印刷する必要がなくなり、連続印刷操作を実現でき、印刷効率が相対的に高い。
【0055】
図3を参照するように、1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレール100の間には摺動するように、1つの前記横梁500が装着され、前記横梁500の両側にはそれぞれ1つの前記材料敷き機構300が装着される。本実施例において、印刷機構400が装着される横梁500の両側にそれぞれ1つの材料敷き機構300を配置し、同一の材料敷きガイドレール100に集積することで、印刷機構400は材料敷き機構300に連れて材料敷きガイドレール100に沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、右側の材料敷き機構300はJK方向に沿って移動して材料敷きを行う場合、印刷機構400は右側の材料敷き機構300に連れて移動するとともに印刷し、材料敷き機構300はMN方向に沿って戻って材料敷きを行う場合、印刷機構400は左側の材料敷き機構300に連れて移動するとともに印刷する。即ち、1セットの印刷機構400を配置し、2セットの材料敷き機構300と協働することで、往復方向で連続印刷を実現し、材料敷きはそれぞれ2つの材料敷き機構により実行され、このように、原材料供給のため、印刷操作を中断する必要がなく、印刷操作を絶えず連続させる。
【0056】
図4を参照するように、1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレール100の間には摺動するように2つの前記横梁500が設けられ、前記材料敷き機構300は2つの前記横梁500の間に設けられ、2つの前記横梁500の間には、垂直方向に沿ってアーチ状ガントリ機構600がブリッジ接続され、一方の前記横梁500には前記印刷機構400が装着されるとともに、前記アーチ状ガントリ機構600を介して他方の前記横梁500に摺動する。1つの実施例において、前記アーチ状ガントリ機構600はアーチ状スライドレール610と、前記アーチ状スライドレールの両端に可動に設けられる接続ブロック620とを有し、前記接続ブロック620は前記印刷機構400に可動接続される。具体的には、前記印刷機構400は摺動ブロック410と、前記摺動ブロックに設けられる印刷ヘッド420とを有し、前記摺動ブロック410は前記印刷ガイドレール200に可動に装着される。好適な実施例において、前記摺動ブロック410は前記接続ブロック620に回動接続される。具体的には、摺動ブロック410は印刷ガイドレール200に装着され、印刷ガイドレール200に連れて印刷ヘッドを印刷ガイドレールに沿って往復運動させており、アーチ状ガントリ機構600を介して印刷ヘッドを、他の印刷ガイドレールに運動するように変換しようとする場合、好ましくは、摺動ブロック410を印刷ガイドレールから外して、摺動ブロック410と接続ブロック620との装着角度を回動することで、印刷ヘッドがアーチ状スライドレール610に沿って他側の印刷ガイドレールに摺動する。同じように、摺動ブロックを該側の印刷ガイドレールに装着し、そして印刷ヘッドを該側の印刷ガイドレールに沿って運動させる。本実施例において、材料敷き機構300の上方にアーチ状ガントリ機構600を配置することで、印刷機構400は材料敷き機構300に連れて材料敷きガイドレール100に沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構300と印刷機構400とは同期にOP方向に沿って1層の印刷を完成させた後、印刷機構400はアーチ状ガントリ機構600を介して材料敷き機構300の他側にジャンプし、材料敷き機構300と印刷機構400とはQR方向に沿って戻る場合、相変わらず、材料敷きと印刷とが同期に行われており、機器効率を大幅に向上させる。即ち、1セットの印刷機構400を採用して、アーチ状ガントリ機構600を介して2つの印刷ガイドレール200での装着を実現し、さらに、往復で同時に印刷することを実現する。
【0057】
図5を参照するように、1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレール100の間には摺動するように2つの前記横梁500が設けられ、前記材料敷き機構300は2つの前記横梁500の間に設けられ、且つ2つの前記横梁500の一端の間には、水平方向に沿ってアーチ状ガントリ機構600がブリッジ接続され、一方の前記横梁500には前記印刷機構400が装着されるとともに、前記アーチ状ガントリ機構600を介して他方の前記横梁500まで摺動する。本実施例において、材料敷き機構300の一端の側面にアーチ状ガントリ機構600を配置することで、印刷機構400は材料敷き機構300に連れて材料敷きガイドレール100に沿って往復移動する。好適な実施例において、前記印刷機構400は印刷ヘッド、第1接続部及び第2接続部を有し、前記第1接続部の一端が前記印刷ヘッドに接続され、前記第1接続部が前記印刷ガイドレールに可動に設けられ、前記第2接続部と前記第1接続部とが一体として配置され、前記アーチ状ガントリ機構が前記第2接続部に接続される。このように、2つの横梁500の間に前記アーチ状ガントリ機構600をブリッジ接続することで、前記アーチ状ガントリ機構の一端を印刷機構に接続させ、他端を横梁に接続させ、一側横梁での印刷ガイドレールから摺動し出るように印刷ヘッドを駆動した後、印刷ヘッドが水平方向に設けられるアーチ状ガントリ機構に沿って他側の横梁に摺動し、さらに、第1接続部を他側の横梁での印刷ガイドレールに摺動接続することで、印刷機構が他側の横梁で印刷することを実現する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構300と印刷機構400とは同期にST方向に沿って1層の印刷を完成させた後、印刷機構400はアーチ状ガントリ機構600を介して材料敷き機構300の他側にジャンプし、材料敷き機構300と印刷機構400とはUV方向に沿って戻る場合、相変わらず材料敷きと印刷とが同期に行われて、機器効率を大幅に向上させる。
【0058】
材料敷き機構300が運動過程で印刷機構400に対して発生した振幅影響を減少させるために、
図1をともに参照するように、1つの実施例において、各前記横梁500の両端と各前記材料敷き機構300の両端にはいずれもそれぞれスライダー700が装着され、各前記スライダー700は摺動するように前記材料敷きガイドレール100に接続される。即ち、材料敷きガイドレール100には、それぞれ材料敷き機構300と横梁500に接続される両スライダーが設けられて、このように、材料敷き機構300が運動過程で印刷機構に対して発生した振幅影響を減少させ、印刷精度を向上させることができる。
【0059】
印刷製品の硬化速度を向上させるために、1つの実施例において、
図1をともに参照するように、各前記材料敷き機構300の側面にはいずれも加熱部品800が設けられる。加熱部品800は電気加熱コイルまたは電気加熱ブロックであってもよい。このように、加熱部品800を起動させることで、材料敷き機構の下端で成形する製品に対して高速硬化を行って、印刷効率を向上させる。
【0060】
1つの実施形態において、3Dプリンタであって、前記いずれかの実施例に記載のプリンタユニットを有する。
【0061】
前記プリンタユニット及び3Dプリンタは、若干の印刷ガイドレール200、若干の材料敷き機構300及び若干の印刷機構400を対称配置された材料敷きガイドレール100の間に集積配置することで、各材料敷き機構300と各印刷機構400とは材料敷きガイドレール100に沿って同期往復運動を行うことを実現でき、このように、連続印刷を実現でき、効果的に印刷効率を向上させるとともに、機器の設置空間を大幅に節約する。
【0062】
1つの実施形態において、支持フレーム、前記支持フレームに集積配置されるプリンタユニット、及びワークボックス機構を有する3Dプリンタであって、前記プリンタユニットは対称配置された材料敷きガイドレール、若干の印刷ガイドレール、若干の材料敷き機構及び若干の印刷機構を有し、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とはそれぞれ2つの前記材料敷きガイドレールの間に設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレールには、摺動するように1つの前記印刷機構が設けられ、2つの前記材料敷きガイドレールは前記支持フレームの対称の両側に設けられ、前記ワークボックス機構は集積配置されるワークボックスとジャッキとを有し、前記ジャッキは、前記ワークボックスの底板を垂直方向に沿って昇降するように持ち上げるために用いられ、前記ワークボックスと前記ジャッキとは前記支持フレームの内部に可動に貫設される。
【0063】
前記3Dプリンタは、プリンタユニットの材料敷きガイドレール、印刷ガイドレール、印刷機構及び材料敷き機構を支持フレームに集積配置することで、印刷機構と材料敷き機構とは材料敷きガイドレールに沿って、同期往復運動を行うように実現でき、効果的に3Dプリンタの印刷効率を向上させ、ワークボックスとジャッキを一体として集積配置するとともに、全体が支持フレームの内部に可動に貫設されることで、ワークボックスとジャッキとの位置決め回数を減少させ、位置決め要求を下げ、ジャッキとワークボックスの底板との位置決めに影響されず、ワークボックスの底板の水平安定を保証でき、高速の連続印刷を実現するとともに、より効果的な印刷精度を保証できる。3D印刷技術は、ワークボックスの切換方式によって制限されることによる存在する製品成形の精度が低いという問題を解决する。
【0064】
以下は具体的な実施例を組み合わせて前記3Dプリンタを説明することで、前記3Dプリンタの発明構想をさらに理解する。
図6を参照するように、3Dプリンタ10であって、前記3Dプリンタ10は、支持フレーム100、前記支持フレームに集積配置されるプリンタユニット200、及びワークボックス機構300を有し、前記プリンタユニット200は対称配置された材料敷きガイドレール210、若干の印刷ガイドレール220、若干の材料敷き機構230、及び若干の印刷機構240を有し、各前記印刷ガイドレール220と各前記材料敷き機構230とはそれぞれ2つの前記材料敷きガイドレール210の間に設けられ、少なくとも1つの前記印刷ガイドレール220には、摺動するように1つの前記印刷機構240が設けられ、2つの前記材料敷きガイドレール210は前記支持フレーム100の対称の両側に設けられ、前記ワークボックス機構300は集積配置されるワークボックス310とジャッキ320とを有し、前記ジャッキ320は、垂直方向に沿って昇降するように前記ワークボックス310の底板を持ち上げるために用いられ、前記ワークボックス310と前記ジャッキ320とは前記支持フレーム100の内部に可動に貫設される。
【0065】
具体的には、1つの実施例において、
図6を続いて参照するように、支持フレーム100は若干の支柱110と接続ロッド120とを有し、各支柱110は間隔をもって配置されるとともに、接続ロッド120を介して互いに接続される。好ましくは、支持フレーム100には、X軸方向に沿って3つの支柱が設けられ、Y軸方向に沿って4つの支柱が設けられる。このように形成される支持フレーム100の構成は相対的により安定で、機器材料を効果的に節約できる。さらに、支持フレーム100の対称の両側にはそれぞれ材料敷きガイドレール210が設けられる。具体的には、2つの材料敷きガイドレール210は支持フレーム100の、Y軸方向に沿う支柱110の先端に設けられる。印刷機構240内には、製品輪郭を印刷し形成するための塗装材料が保管されている。材料敷き機構230内には、製品層を敷設するための基本材料が保管され、例えば、基本材料は粉末材料である。1つの実施例において、支持フレーム100の対称の両側には出入口が開けられる。具体的には、出入口は間隔をもって配置される2つの支柱から形成され、ワークボックス機構300の幅が出入口の幅より小さくするように要求し、このように、ワークボックス機構300は支持フレーム100の一側から、支持フレームの内部に摺動し入って、印刷機構と材料敷き機構とはワークボックスで製品を印刷し、印刷した後、支持フレームの他側に摺動し出って、または同側から出入りするように摺動してもよく、ワークボックス機構の具体的な移動経路は、実際の工程配置に応じて確定すればよく、本実施例において具体的には限定されていない。ワークボックス機構300のワークボックスは印刷製品を積載するための機構であり、ジャッキはワークボックスの底板を駆動するための機構であり、印刷機構と材料敷き機構とは協働して印刷動作を行う場合、製品はワークボックスで成形し、ジャッキ機構を介してワークボックスの底板の高さをだんだん下げて、このように、ワークボックスの底板に、印刷製品をだんだん積層する。
【0066】
1つの実施例において、ワークボックス310はジャッキ320の天井部に集積配置される。このように、ジャッキ320とワークボックス310とを一体構成として集積配置することで、全体でワークボックス機構を高速に移転することを実現できる。このように、従来技術においてワークボックスのみを移転する方式に比べると、印刷の待ち時間を効果的に節約でき、即ち、印刷が完了したワークボックスとジャッキとを全体で取り出した後、空いたワークボックスとジャッキとはすぐに所定位置に着く、位置決めの要求を下げて、ジャッキとワークボックスの底板に影響されず、ワークボックスの底板の水平安定を保証して、高速の連続印刷を実現するとともに、より効果的な印刷精度を保証できる。
【0067】
1つの実施例において、
図7をともに参照するように、前記ワークボックス機構300はさらに、前記ジャッキ320が設けられる装着プラットフォーム330を有する。装着プラットフォーム330を配置することで、ジャッキ320を確実に支持できる。1つの実施例において、前記ワークボックス310はハウジング311と、前記ハウジング内に可動に設けられる底板312とを有し、前記底板312が前記ジャッキ320に固定接続される。このように、ハウジング311を配置することで、底板312での印刷製品に対して、材料のオーバーフローを減少させ、製造空間の清潔及び衛生を保障する。そして、底板312をジャッキ320に固定接続することで、底板とジャッキとの間の位置決めの確定に寄与し、底板表面の平滑及び安定を保障することで、底板とジャッキとを可動に突き合わせる場合、複数回の位置決めを行うことによる、底板表面が安定ではないという問題を避け、製品の印刷精度を確保する。
【0068】
1つの実施例において、
図8及び
図9をともに参照するように、ジャッキ320は互いに接続される伝動機構321と運動機構322と、前記伝動機構と前記運動機構を支持配置する固定板323とを有する。1つの実施例において、伝動機構321は空気圧シリンダまたはモータ駆動装置を有する。1つの実施例において、前記運動機構322は油圧伸縮装置またはスクリュ伸縮装置を有する。運動機構322は前記伝動機構321に接続される下部ジャッキ機構3221と上部ジャッキ機構3222とを有し、前記下部ジャッキ機構3221が前記固定板323に接続され、上部ジャッキ機構3222が前記ワークボックスの底板312に接続される。ワークボックスの底板を高くしようとする場合、伝動機構321を起動させ、上部ジャッキ機構3222と下部ジャッキ機構3221とは同時に伸びて、ワークボックスの底板を下げようとする場合、上部ジャッキ機構3222と下部ジャッキ機構3221とは同時に収縮する。このように、伝動機構321により、下部ジャッキ機構3221と上部ジャッキ機構3222との伸び及び収縮を実現し、さらに、ワークボックスの底板を上昇させまたは下降させることを実現する。
【0069】
好ましくは、ジャッキ320はさらに互いに摺動接続される若干のバランス昇降柱324と、前記伝動機構321に装着される若干のスライダー325とを有し、各前記スライダー325は1つの前記バランス昇降柱324が接続される。前記ワークボックスの底板に接近する前記バランス柱324は前記ワークボックスの底板に接続され、前記固定板323に接近するバランス昇降柱324は固定板323に接続される。例えば、固定板に接続されるバランス昇降柱324とワークボックスの底板に接続されるバランス柱324とが互いに直接的に摺動接続される。このような構成は、類似するように、互いに嵌挿される管柱として理解されてもよく、互いに伸びて、または収縮できる。例えば、固定板に接続されるバランス昇降柱324とワークボックスの底板に接続されるバランス柱324との間にはさらに、第3本のバランス昇降柱が設けられる。第3本のバランス昇降柱の具体的な配置数について、運動機構の運動ストロークに応じて確定し増設すればよい。好ましくは、伝動機構321の天井部の対称の両側に前記スライダーを配置し、各前記スライダーは、対応する1つの前記バランス昇降柱に係合接続される。ワークボックスの底板を高くしようとする場合、運動機構322を上昇させるように、伝動機構321を起動させることで、伝動機構の高さ位置が上げられ、スライダーに接続されるバランス柱が上げられ、該バランス柱に接続される他のバランス柱は互い位置ずれるように上げられ、このように、ワークボックスの底板全体を支持する。同じように、ワークボックスの底板を下げようとする場合、伝動機構は、各バランス昇降柱の間を互いに接近させて引き取らせ、ワークボックスの底板の高さ位置を下げることを同期に実現する。
【0070】
ワークボックスをより安定に支持するために、好適な実施例において、
図7を引き続いて参照するように、前記装着プラットフォーム330にはホルダ340が設けられ、前記ホルダ340が前記ワークボックスのハウジング311に接続される。具体的には、前記ホルダ340は前記ハウジングの底辺周縁に装着される。その具体的な接続方式は、固定接続方式または取り外し可能な接続方式であってもよく、具体的な構成は本実施例において限定されていない。このように、ホルダ340を配置することで、ワークボックスをより安定に支持する。人工でワークボックス機構を押し引くために、好適な実施例において、前記ホルダ340には押し引きハンドル341が設けられる。このように、作業者は押し引きハンドル341のみで、ワークボックス機構全体を移動するように、押すことができる。
【0071】
3Dプリンタの1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレール210の間にはそれぞれ若干の印刷ガイドレール220と若干の材料敷き機構230が設けられる。印刷ガイドレール220と材料敷き機構230との具体的な数は、実際の印刷必要に応じて配置装着される。1つの実施例において、材料敷きガイドレール210と印刷ガイドレール220とがいずれも運動モジュールである。運動モジュールの構成について、具体的には従来技術における粉末型3Dプリンタの印刷ヘッド、及び粉末敷き装置の運動モジュール構成を参照すればよく、ここで詳しく説明していない。1つの実施例において、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構とが互いに間隔をもって、対称配置された2つの前記材料敷きガイドレールの間に設けられる。即ち、各前記印刷ガイドレールと各前記材料敷き機構との間は、互いに接続配置されてもよく、互いに間隔をもって配置されてもよく、どんな配置方式を採用しても、いずれも材料敷きガイドレールに連れて運動するから、同期往復運動を実現でき、その装着方式は本実施例において具体的には限定されていない。このように、対称配置された材料敷きガイドレールを起動させることで、材料敷きガイドレールに装着される材料敷き機構と印刷ガイドレールとを同期に運動させることを実現する。1つの方向のストローク印刷動作を完成させた後、さらに反対方向に運動するように、材料敷きガイドレールを制御することで、対応するように材料敷き機構と印刷ガイドレールとが同期に反対方向に運動することを実現できる。つまり、一定のストローク範囲内で正逆方向に運動するように材料敷きガイドレールの運動方向を制御することで、材料敷き機構と印刷ガイドレールとのサイクル往復型運動を実現できる。該過程において、実際の印刷必要に応じて複数の材料敷き機構と印刷ガイドレールを装着することで、印刷と材料敷きとが同期に行われることを実現でき、印刷過程全体を連続に行って、このように、効果的に印刷効率を向上させる。説明しようとするのは、印刷ガイドレールの装着数は2以上である場合、少なくともそのうちの一方の印刷ガイドレール2には摺動するように印刷機構が設けられることを保証し、このように、印刷機構は印刷ガイドレールに沿って移動し、粉末落とし方向に垂直する方向の印刷動作を実現できる。つまり、一部の印刷ガイドレールには印刷機構が配置装着されなくてもよく、このような状況について、以下の実施例を組み合わせて説明すればよい。
【0072】
実施例1:
2つの前記材料敷きガイドレールの間には少なくとも1つの横梁が設けられ、各前記横梁には、1つの前記印刷ガイドレールが対応するように装着される。即ち、前記横梁は印刷ガイドレールを支持配置する構成である。このように、横梁を配置することで、より安定に印刷ガイドレールを装着し、印刷ガイドレールと材料敷きガイドレールとの間が互いに運動する際に影響されることを効果的に避ける。説明しようとするのは、印刷ガイドレールは直接的に2つの材料敷きガイドレールの間に設けられてもよく、即ち、支持するための横梁を配置する必要がないが、横梁を配置することは、印刷ガイドレールと材料敷きガイドレールとが運動中で、互いに影響されないことを一層保障できる。
【0073】
実施例2:
2つの前記材料敷きガイドレールの間には、摺動するように1つの前記横梁設けられ、前記横梁の、前記印刷ガイドレールから離反する側には1つの前記材料敷き機構が設けられる。本実施例において、印刷機構は横梁を介して材料敷き機構に集積配置され、印刷機構は材料敷き機構に連れて材料敷きガイドレールに沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構はAB方向に沿って移動し、材料敷きを行っており、該過程において、印刷機構は材料敷き機構に連れて移動するが、印刷を行わなく、印刷機構は材料敷き機構に連れて戻って、CD方向に沿って移動する場合、印刷を実現する。即ち、材料敷き機構は進む際、材料敷き操作を行って、戻る際、印刷操作を行う。
【0074】
実施例3:
2つの前記材料敷きガイドレールの間には、摺動するように2つの前記横梁が設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、各前記横梁の、前記材料敷き機構から離反する側にはいずれも前記印刷機構が装着される。本実施例において、材料敷き機構の両側にはそれぞれ印刷機構が設けられ、同一の材料敷きガイドレールに集積され、2つの印刷機構は材料敷き機構に連れて材料敷きガイドレールに沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構はEF方向に沿って移動し材料敷きを行う場合、左側の印刷機構は材料敷き機構に連れて移動するとともに印刷し、材料敷き機構はGH方向に沿って戻って材料敷きを行う場合、右側の印刷機構は材料敷き機構に連れて移動するとともに印刷する。即、材料敷き機構が進む際、材料敷き操作を行うとともに印刷して、そして、戻る際も同じように、同時に印刷操作を行う。このように、材料敷きが終了した後に印刷する必要がなくなり、連続印刷操作を実現でき、印刷効率が相対的に高い。
【0075】
実施例4:
2つの前記材料敷きガイドレールの間には、摺動するように、1つの前記横梁が装着され、前記横梁の両側にはそれぞれ1つの前記材料敷き機構が装着される。本実施例において、印刷機構が装着される横梁の両側にそれぞれ1つの材料敷き機構を配置し、同一の材料敷きガイドレールに集積することで、印刷機構は材料敷き機構に連れて材料敷きガイドレールに沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、右側の材料敷き機構はJK方向に沿って移動し材料敷きを行う場合、印刷機構は右側の材料敷き機構に連れて移動するとともに印刷し、材料敷き機構はMN方向に沿って戻って材料敷きを行う場合、印刷機構は左側の材料敷き機構に連れて移動するとともに印刷する。即ち、1セットの印刷機構を配置し、2セットの材料敷き機構と協働することで、往復方向で連続印刷を実現し、材料敷きはそれぞれ2つの材料敷き機構により実行され、このように、原材料供給のため、印刷操作を中断する必要がなく、印刷操作を絶えず連続させる。
【0076】
実施例5:
2つの前記材料敷きガイドレールの間には、摺動するように2つの前記横梁が設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、2つの前記横梁の間には、垂直方向に沿ってアーチ状ガントリ機構がブリッジ接続され、一方の前記横梁には前記印刷機構が装着されるとともに、前記アーチ状ガントリ機構を介して他方の前記横梁まで摺動する。1つの実施例において、前記アーチ状ガントリ機構はアーチ状スライドレールと、前記アーチ状スライドレールの両端に可動に設けられる接続ブロックとを有し、前記接続ブロックは前記印刷機構に可動接続される。具体的には、前記印刷機構は摺動ブロックと、前記摺動ブロックに設けられる印刷ヘッドとを有し、前記摺動ブロックは前記印刷ガイドレールに可動に装着される。好適な実施例において、前記摺動ブロックは前記接続ブロックに回動接続される。具体的には、摺動ブロックは印刷ガイドレールに装着されるとともに、印刷ガイドレールに連れて印刷ヘッドを印刷ガイドレールに沿って往復運動させ、アーチ状ガントリ機構を介して印刷ヘッドを他方の印刷ガイドレールに運動するように変換する場合、好ましくは、摺動ブロックを印刷ガイドレールから外し、摺動ブロックと接続ブロックとの装着角度を回動することで、印刷ヘッドがアーチ状スライドレールに沿って他側の印刷ガイドレールに摺動する。同じように、摺動ブロックを該側の印刷ガイドレールに装着して、そして、印刷ヘッドを該側の印刷ガイドレールに沿って運動させる。本実施例において、材料敷き機構の上方にアーチ状ガントリ機構を配置することで、印刷機構は材料敷き機構に連れて材料敷きガイドレールに沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構と印刷機構とは同期にOP方向に沿って1層の印刷を完成させた後、印刷機構はアーチ状ガントリ機構を介して材料敷き機構の他側にジャンプし、材料敷き機構と印刷機構とはQR方向に沿って戻る場合、相変わらず、材料敷きと印刷とが同期に行われて、機器効率を大幅に向上させる。即ち、1セットの印刷機構を採用して、アーチ状ガントリ機構により、2つの印刷ガイドレールでの装着を実現し、さらに、往復で同時に印刷することを実現する。
【0077】
実施例6:
2つの前記材料敷きガイドレールの間には、摺動するように2つの前記横梁が設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、2つの前記横梁の一端の間には、水平方向に沿ってアーチ状ガントリ機構がブリッジ接続され、一方の前記横梁には前記印刷機構が装着されるとともに、前記アーチ状ガントリ機構を介して他方の前記横梁まで摺動する。本実施例において、材料敷き機構の一端の側面にアーチ状ガントリ機構を配置することで、印刷機構は材料敷き機構に連れて材料敷きガイドレールに沿って往復移動する。好適な実施例において、前記印刷機構は印刷ヘッド、第1接続部、及び第2接続部を有し、前記第1接続部の一端が前記印刷ヘッドに接続され、前記第1接続部が前記印刷ガイドレールに可動に設けられ、前記第2接続部と前記第1接続部とが一体として配置され、前記アーチ状ガントリ機構が前記第2接続部に接続される。このように、2つの横梁の間に前記アーチ状ガントリ機構をブリッジ接続することで、前記アーチ状ガントリ機構の一端を印刷機構に接続させ、他端を横梁に接続させており、一側横梁での印刷ガイドレールから摺動し出るように印刷ヘッドを駆動した後、印刷ヘッドが水平方向に設けられるアーチ状ガントリ機構に沿って他側の横梁に摺動し、さらに、第1接続部を他側の横梁での印刷ガイドレールに摺動接続することで、印刷機構が他側の横梁で印刷することを実現する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構と印刷機構とは同期にST方向に沿って1層の印刷を完成させた後、印刷機構はアーチ状ガントリ機構を介して材料敷き機構の他側に変換されており、材料敷き機構と印刷機構とはUV方向に沿って戻る場合、相変わらず、材料敷きと印刷とが同期に行われて、機器効率を大幅に向上させる。
【0078】
材料敷き機構が運動過程で印刷機構に対して発生した振幅影響を減少させるために、1つの実施例において、各前記横梁の両端と各前記材料敷き機構の両端にはいずれもそれぞれスライダーが装着され、各前記スライダーは前記材料敷きガイドレールに摺動して接続される。即ち、材料敷きガイドレールには、それぞれ材料敷き機構と横梁に接続される両スライダーが設けられて、このように、材料敷き機構が運動過程で印刷機構に対して発生した振幅影響を減少させ、印刷精度を向上させることができる。
【0079】
印刷製品の硬化速度を向上させるために、1つの実施例において、各前記材料敷き機構の側面にはいずれも加熱部品が設けられる。加熱部品は電気加熱コイルまたは電気加熱ブロックであってもよい。このように、加熱部品を起動させることで、材料敷き機構の下端に成形された製品に対して高速硬化を行って、印刷効率を向上させる。
【0080】
このように、プリンタユニットは具体的な動作過程で、実際必要に応じて、印刷ガイドレール、材料敷き機構及び印刷機構が互いに協働する異なる方式を配置することで、機器の印刷効率を大幅に向上させる。
【0081】
前記3Dプリンタは、プリンタユニットの材料敷きガイドレール、印刷ガイドレール、印刷機構及び材料敷き機構を支持フレームに集積配置することで、印刷機構と材料敷き機構とが材料敷きガイドレールに沿って同期往復運動を行うように実現でき、効果的に3Dプリンタの印刷効率を向上させ、ワークボックスとジャッキを一体として集積配置するとともに、全体が支持フレームの内部に可動に貫設されることで、ワークボックスとジャッキとの位置決め回数を減少させ、位置決め要求を下げ、ジャッキとワークボックスの底板との位置決めに影響されず、ワークボックスの底板の水平安定を保証でき、高速の連続印刷を実現するとともに、より効果的な印刷精度を保証できる。
【0082】
ワークボックスを印刷作業位置に効率的に運送することを実現するために、1つの実施例において、
図7~
図10をともに参照するように、前記ワークボックス機構300はさらに、前記ジャッキ320に接続され、前記ワークボックス310と前記ジャッキ320を運送するための可動部品350を有する。1つの実施例において、前記可動部品350はスライドレール351を有し、前記スライドレール351は延伸するように前記支持フレーム100の内部に敷設され、前記ジャッキ320は前記スライドレール351に可動に設けられる。1つの実施例において、前記装着プラットフォーム330の底面の両側にはスライダーは対称配置され、前記スライダーは前記スライドレールに係合配置される。このように、スライドレールに沿って移動するように、スライダーを駆動することで、ジャッキとワークボックスとが全体で印刷作業位置に向いて移動し、または取り出されることを実現できる。1つの実施形態において、前記ジャッキ320の底部には、前記スライドレール351と係合配置される滑車352が設けられる。このように、スライドレールと滑車とが係合するように配置されることで、ワークボックス機構を穏やかに運送することをより高速に実現できる。1つの実施形態において、前記可動部品350は、前記ジャッキ320の底部に設けられるローラ353を有する。このように、ローラ353を駆動することで、ジャッキとワークボックスとが全体で印刷作業位置に向いて移動しまたは取り出されることを実現できる。好ましくは、ローラ353は停止位置規制部品を有する。このように、ワークボックス機構を搬送している中で、確実且つ穏やかに止める。説明しようとするのは、ローラ353と滑車352との構成は異なり、滑車はスライドレールと係合して、回動搬送を実現し、ローラ353は自身の回動を介して直接的にワークボックス機構の搬送を実現する。好ましくは、前記ワークボックス機構300はさらに、前記支持フレーム100における印刷作業位置に設けられる位置規制部品を有する。位置規制部品の配置により、移動するワークボックス機構を動作位置に固定した後、印刷動作を行って、このように、高速に所定位置に着くことを実現し、動作効率を向上させる。
【0083】
1つの実施例において、前記可動部品はさらに開口AGV(図示省略)を有し、記AGVのキャビティには前記ジャッキが収容され、前記AGVの上エッジは前記ワークボックスに接触接続される。AGV(AutomatedGuided Vehicle、無人搬送車)は電磁または光学などの自動案内装置が配置され、所定の案内経路に沿って走行でき、安全保護及びいろんな移載機能を有する搬送車である。前記AGVの上面は中間凹み状であり、中間凹みは前記ジャッキを収容するために用いられ、前記AGVの上面は前記ワークボックスに接触し、前記AGVの外周は封鎖状である。このように、AGVの位置決め精度が高いから、レールなしの運動を実現できるから、可動部品としても適するため、ジャッキ機構を収容するための凹みを配置することで、一体としてのジャッキ機構とワークボックスを前記AGVに固定し、粉末清掃動作を実現しようとするから、粉末清掃動作によるほこりが多いため、好ましくは、AGVが前記ワークボックスに接触し、このように、ワークボックスを支持する作用を果たす一方で、外周が封鎖され、粉末清掃動作を行う場合、粉末とほこりはAGV及びジャッキ機構に入ることがなく、機器の寿命を延長する。
【0084】
ワークボックスをより効果的に支持するために、1つの実施例において、
図6を再び参照し、前記支持フレーム100の内部には、前記ワークボックス310を運送するためのローラーコンベヤー130が設けられる。説明しようとするのは、ワークボックスの底面面積がジャッキの断面面積より大きく、このように、ワークボックスがジャッキに接続される場合、その底面周縁には一定の幅の装着面が保留され、ワークボックスとジャッキ全体が支持フレームに押される場合、ワークボックスの底面の両側辺は自然で前記レールに搭載され、このように、押し速度を加速させる。理解すべきことは、ローラーコンベヤーの配置は、ワークボックスの一部の重量を分解できることで、ワークボックスのジャッキに対する圧力を軽くして、より効果的に前記ワークボックスを支持することを実現する。ここで、説明しようとするのは、ローラーコンベヤー、スライドレール及びロール、またはローラーコンベヤーとローラとは同時に配置されてもよく、それぞれ配置されてもよく、同時配置は好適な方案である。
【0085】
印刷機構を即時に洗浄するために、1つの実施例において、
図6を再び参照するように、前記3Dプリンタは、前記支持フレーム100に装着されるとともに、前記印刷機構240に接近するように配置される洗浄液タンク400を有する。洗浄液タンク400内には洗浄液が保管される。具体的には、洗浄液タンク400には洗浄部材が設けられ、洗浄部材は洗浄液タンク400の洗浄液を吸引し、印刷機構をフラッシングし、具体的な構成について、従来技術における印刷機構洗浄ユニットを参照すればよく、本実施例において具体的には説明していない。
【0086】
印刷材料を便利に混合するために、1つの実施例において、
図6を再び参照するように、前記3Dプリンタはさらに、前記装着フレーム100の外側に設けられる材料混合機構500を有する。具体的には、前記材料混合機構500は材料敷き機構230に接続される。即ち、材料混合機構500を配置することで、機構の使用材料を確認して即時に混合するとともに、材料敷き機構に搬送し、材料敷き操作を行う。
【0087】
二段材料供給を実現し、材料供給の中断を避けるために、1つの実施例において、
図6を再び参照するように、前記装着フレーム100にはさらに一時保存ホッパー600が設けられ、前記一時保存ホッパー600が前記材料混合機構500に接続され、前記材料敷き機構230に材料を供給するために用いられる。具体的には、前記一時保存ホッパー600は接続管路を介して前記材料混合機構500に接続され、このように、一時保存ホッパー600を配置することで、機器構成がコンパクトになり、操作が簡単で便利になり、機動性が強くなり、現場状況に応じて柔軟に使用されてもよい。
【0088】
3Dプリンタの1つの実施例において、前記材料混合機構500はフレームと、前記フレームに設けられる原材料収容庫と、材料搬送装置と、定量装置と、材料混合装置と、一時保存装置とを有し、前記原材料収容庫は材料搬送装置を介して定量装置に連通し、前記定量装置は前記材料混合装置に連通し、前記一時保存装置は前記材料混合装置に連通する。
【0089】
具体的には、粉末供給機器を簡素化し、小さくして、フレームに配置し、全ての装置が集積され、小さい空間で粉末混合動作を完成させ、3Dプリンタに粉末を搬送できる。装置全体はフレームに集積され、小さい空間での配置を実現し、該セットの粉末供給機器は一般的に3Dプリンタの上方に設けられることで、材料が上から下へ流れることに便利しており、現在、該セットの粉末供給を3Dプリンタの側面に配置することで、機器全体の高さを減少させ、小空間での配置を実現する。材料搬送装置を介して、原材料収容庫における粒子状物質、一般的に粉末粒を定量装置に搬送し、定量装置は所定量の粒子状物質を計って、そして、セットとする液体計量装置は、合わせた液体と計られた粒子状物質とを材料混合装置に移転し、材料混合装置において、粒子状物質と液体との均一混合を完成させ、そして、混合した原材料を一時保存装置に移転し、積層造形製造機器のために原材料を提供する。
【0090】
好ましくは、前記定量装置は前記フレームの上部に設けられるとともに、前記フレームを貫通した後、前記フレーム中の材料混合装置に連通し、前記材料混合装置の下部には、前記材料混合装置に連通する前記一時保存装置が設けられ、前記一時保存装置の下部には前記原材料収容庫が設けられ、前記原材料収容庫は前記フレームの下部に設けられる。
【0091】
原材料収容庫、材料搬送装置、定量装置、材料混合装置、及び一時保存装置をいずれもフレームに配置ことで、全体の移動を便利に実現し、実験または移転を便利にして、空間が最大化で利用され、原材料収容庫は一般的に多く収容するから、最下部に設けられ、材料の補充を便利にして、そして、材料搬送装置を介して材料を定量装置に移転し、定量装置は最上方に設けられ、材料の計量精度を保証するとともに、後続の材料が上から下へ順調に流動し移転することに便利し、中間の空間はちょうど材料混合装置を収容でき、材料の均一混合を実現し、一時保存装置の水平の高さは3Dプリンタの粉末敷き装置の高さに合うから、材料の移転を実現する。配置全体はコンパクトで、設計が科学で、空間を最大化に利用し、占有空間を節約する。
【0092】
好ましくは、前記材料搬送装置は負圧材料吸引装置、または真空材料吸引装置、或いはリール搬送装置のうちの少なくとも1つである。
【0093】
材料搬送装置により材料の、下から上への搬送を実現し、効率を向上させ、形状の制限を少なくするために、一般的に、負圧による材料吸引、または真空による材料吸引という形式を利用して移転し、構成と重量を簡素化するために、リールによる搬送という形式を選択し、とにかく、適切な方式を選択して、材料を原材料収容庫から上向きに定量装置に移転する。
【0094】
好ましくは、さらに、前記フレームまたは前記原材料収容庫のうちの少なくとも1つの底部に設けられるとともに、前記フレームまたは前記原材料収容庫のうちの少なくとも1つを移動させる移動装置を有する。
【0095】
移動を便利にするために、前記フレームと前記原材料収容庫の下部に移動装置を配置し、つまり、レールまたは滑車などの、移動を便利にするための装置を配置することで、フレームを便利に移動させ、または原材料収容庫の、フレームに対する出入りを便利にする。
【0096】
好ましくは、前記材料混合装置は桶体と攪拌装置とを有し、前記攪拌装置は前記桶体に設けられ、前記桶体の底面は材料排出口に傾斜する斜面であり、前記材料排出口は前記一時保存装置に連通する。
【0097】
材料混合装置の底面は材料排出口に傾斜するように配置されることは、材料の、一時保存装置への流れを便利にして、混合した材料を完全に排出し、材料の移転をより迅速にする。
【0098】
好ましくは、前記原材料収容庫は少なくとも開口が上向きの2つの独立空間に分けられる。
【0099】
原材料収容庫に保管されるのは、古い粉末と新しい粉末であり、積層造形製造印刷動作を行う場合、新しい粉末と古い粉末とを混合した後使用し、コストを節約でき、新しい粉末と古い粉末とを混合した後、原材料収容庫に保管してもよく、原材料収容庫を2つの空間に分けて、新しい粉末と古い粉末を直接的に個別に保管して、そして、それぞれ比例に応じて、材料搬送装置を介して定量装置に搬送し、均一混合動作を完成させる。
【0100】
好ましくは、前記原材料収容庫の空間は、下が小さく、上が大きい錐形空間であり、前記材料搬送装置の一端は前記原材料収容庫の錐形空間の底部に設けられる。
【0101】
材料搬送装置に合わせて、原材料収容庫における粒子状物質をなるべく完全に移転するために、原材料収容庫の空間は錐形に設計され、材料の減少に連れて、材料は自動に滑り落ちて、材料搬送装置に入って、材料の完全移転をなるべく実現できる。
【0102】
好ましくは、前記フレームは枠体と、位置規制ブロックとを有し、前記枠体の、前記原材料収容庫に対応する位置は一側が開口した形状であり、開口は、前記原材料収容庫の、前記枠体に対する出入りのために用いられ、前記開口の対向する側の前記枠体には、位置規制ブロックが設けられ、前記位置規制ブロックは前記原材料収容庫に弾性接触し、前記位置規制ブロックは可撓弾性材料から製造される。
【0103】
原材料収容庫は押し引きの引き出し状に設計され、フレームへ出入りし、原材料収容庫の重量が重いから、フレームを保護するために、位置規制ブロックを設計し、位置規制ブロックは弾性材料から製造されるため、原材料収容庫はフレームへ出入りする場合、緩衝作用を果たす。
【0104】
好ましくは、前記フレームはさらにガイドホイールを有し、前記枠体の開口の両側には前記ガイドホイールが設けられ、前記ガイドホイールは前記原材料収容庫に接触し、前記ガイドホイールの回転方向は前記原材料収容庫の、前記枠体に対する出入り方向に合う。
【0105】
原材料収容庫の、フレームに対する出入りをより便利にするために、両側のガイドホイールを設計することで、案内作用を果たし、重い原材料収容庫がより迅速且つ安全で、所定位置に着く。
【0106】
好ましくは、さらに、前記材料混合装置の一側に設けられており、前記材料混合装置に連通する液体定量装置を有する。
【0107】
液体定量装置は材料混合装置のために液体を提供し、原材料収容庫における粒子状物質と混合する。
【0108】
3Dプリンタの部材の間の高度集中を便利にするために、3Dプリンタの1つの実施例において、前記支持フレーム100にはさらに電子制御キャビネット700が設けられる。このように、電子制御キャビネット700を前記支持フレームに配置することで、作業者の最寄り操作に寄与して、機器全体を高度集中させ、動作効率をさらに効果的に向上させる。
【0109】
3Dプリンタの1つの実施例において、洗浄部材は隣接配置されるインクジェット機構と引き掻き機構とを有する。インクジェット機構は、印刷ヘッドの吹付インクを収集するためのインク貯蔵プールを有し、インク貯蔵プールにはインク吐出口と負圧口が開けられ、インク吐出口はインク貯蔵プール内のインクを排出するために用いられ、負圧口には負圧吸引部材が装着され、インク貯蔵プールのプール口の周縁には密閉ストリップが設けられることで、印刷ヘッドをしっかりとインク貯蔵プールのプール口に貼り合わせる。具体的には、インク吐出口と負圧口とはいずれもインク貯蔵プールの底端に開けられ、インク吐出口にはインク排出管が装着される。引き掻き機構は洗浄プールと、貫通するように洗浄プールに貫設される回転軸と、回転軸に装着され、インク貯蔵プールから離れた印刷ヘッドを払拭するためのワイパー板と、駆動するように回転軸に接続され、洗浄プールに沿って回動して洗浄するようにワイパー板を制御するための駆動部材とを有する。
【0110】
1つの具体的な実施例において、インクジェット機構は、具体的には、さらにインク貯蔵プールに装着され、インク貯蔵プールを持ち上げまたは下げるように駆動するための持上部材と、固定基台とを有し、持上部材は固定基台に駆動接続される。具体的には、インク貯蔵プール内には、インク貯蔵プール内の大粒子の不純物を濾過するためのスクリーンが装着される。1つの具体的な実施例において、引き掻き機構は、具体的には、回転軸に装着されるクランプを有し、ワイパー板はクランプに挟まれるように装着される。1つの具体的な実施例において、負圧吸引部材は、具体的には負圧管と吸引ポンプとを有し、負圧管はしっかりと負圧口に設けられ、吸引ポンプは負圧管に接続される。具体的には、負圧口は2つを有し、各負圧口には1つの負圧管が設けられる。
【0111】
3Dプリンタの1つの実施例において、印刷機器はさらに、粉末敷き装置擦り洗い機構を有し、粉末敷き装置擦り洗い機構は、第1ホルダと、第2ホルダと、スライドレールと、スライドキャリッジと、持ち上げホルダと擦り洗い部材とを有し、スライドレールはそれぞれ第1ホルダと第2ホルダとの同側に固定され、スライドキャリッジは摺動するようにスライドレールの底部に接続されるとともに、持ち上げホルダが接続され、擦り洗い部材は持ち上げホルダに接続され、粉末敷き装置の粉末掻き底板を擦り洗うために用いられる。1つの実施例において、持ち上げホルダは、具体的には伸縮シリンダを有し、伸縮シリンダの伸縮ロッドの端部はスライドキャリッジの底側に固定され、伸縮シリンダは垂直配置されるとともに、シリンダ台の底部には昇降ホルダが固定され、伸縮シリンダは具体的には伸縮空気圧シリンダであってもよい。昇降ホルダはスライドレールの上方まで延伸されるとともに、水平方向の装着板が接続され、装着板の上面には擦り洗いモジュールが固定され、擦り洗いモジュールの両側にはそれぞれブラシが設けられ、スライドレールの長さの装着方向は、3D印刷粉末敷き装置の粉末掻き底板の長さ方向と同様であり、擦り洗いモジュールとブラシヘッドとは往復移動して、装置の粉末掻き底板の底面を擦り洗う。さらに、印刷機器にはさらに保湿機構と粉末清掃機構が設けられ、保湿機構は印刷ヘッドのノズルに接触配置され、ノズルの潤いを保証するために用いられ、粉末清掃機構はワークボックスに接近するように配置され、印刷の粉末落としを清掃するために用いられる。
【0112】
本発明はさらに3Dプリンタを提供し、以下は
図11~22を参照して、該3Dプリンタの異なる実施例をそれぞれ説明する。
【0113】
1つの実施例において、
図11を参照するように、
図11は本発明の具体的な実施例の3Dプリンタの等軸構成模式図である。本発明が提供した3Dプリンタは、支持フレーム4と、プリンタユニットとワークボックス7機構とを有する。
【0114】
プリンタユニットとワークボックス7機構とは支持フレーム4に集積配置され、プリンタユニットは材料敷きガイドレール5、若干の印刷ガイドレール6、若干の材料敷き機構8、及び若干の印刷機構10を有し、各印刷ガイドレール6と各材料敷き機構8とは材料敷きガイドレール5に設けられており、少なくとも1つの印刷ガイドレール6には、摺動するように1つの印刷機構10が設けられる。ワークボックス7機構は集積配置されるワークボックス7とジャッキとを有し、ジャッキは、ワークボックス7の底板を垂直方向に沿って昇降するように持ち上げるために用いられ、ワークボックス7とジャッキとは支持フレーム4の内部に可動に貫設される。
【0115】
印刷する場合、材料敷き機構8は材料敷きガイドレール5に沿って材料敷きを行って、印刷機構10は1層の粉末敷きが完成した後、印刷ガイドレール6に沿って印刷し、1回の印刷が完成した後、印刷ガイドレール6は材料敷きガイドレール5に沿って一定距離だけ移動した後、印刷機構10は引き続いて印刷ガイドレール6に沿って印刷し、1層の印刷が完了するまで、このようにサイクルする。1つの印刷のサイクルが完成した後、ジャッキ機構19はワークボックス7の底板を一定の高さだけ下げさせ、材料敷き、印刷のサイクルを引き続いて繰り返す。印刷タスクが終了するまで、このように往復する。
【0116】
本発明が提供した3Dプリンタによれば、プリンタユニットの材料敷きガイドレール5、印刷ガイドレール6、印刷機構10、及び材料敷き機構8を支持フレーム4に集積配置することで、印刷機構10と材料敷き機構8とは材料敷きガイドレール5に沿って同期往復運動を行うことを実現し、このように、効果的に3Dプリンタの印刷効率を向上させ、ワークボックス7とジャッキとを一体として集積配置するとともに、全体が支持フレーム4の内部に可動に貫設されることで、ワークボックス7とジャッキとの位置決めの回数を減少させ、位置決め要求を下げ、ジャッキとワークボックス7の底板との位置決めに影響されず、ワークボックス7の底板の水平安定を保証し、高速の連続印刷を実現するとともに、より効果的な印刷精度を保証できる。前記配置により、構成がコンパクトになり、空間占有が小さくなり、コストが低く、普通の大衆生活で使用されることができる。
【0117】
必要に応じて、該3Dプリンタは一般的に材料供給装置9、電気キャビネット、外部保護、材料混合プラットフォーム、及び材料清掃プラットフォームなどを有する。機器フレームの上部には材料敷きガイドレール5が設けられ、機器フレームの上部には材料供給装置9が設けられ、材料敷きガイドレール5には材料敷き機構8と印刷ガイドレール6が装着され、印刷ガイドレール6には印刷機構10が装着され、駆動機構により、材料敷き機構8、印刷機構10を対応する材料敷きガイドレール5及び印刷ガイドレール6に沿って往復運動させ、電気キャビネット11内にはガス源生成、電気制御システムが集積され、外部保護上側蓋は開放されることができ、ワークボックのクリーニングを便利にしており、材料混合プラットフォームは原材料を混合し、混合された原材料を3Dプリンタの材料供給装置9に投入するために用いられ、粉末清掃プラットフォームは印刷製品での余分な原材料を濾過するために用いられる。以下は異なる実施例を利用して、各部分の構成をそれぞれ紹介し、無論、各実施例において、主に他の実施例との相違部分を強調し、各実施例の間の同様または類似部分について、互いに参照すればよい。
【0118】
材料敷きガイドレール5に対して、1つの実施例において、材料敷きガイドレール5は対になるように配置され、2つの材料敷きガイドレール5は支持フレーム4の対称の両側に設けられ、各印刷ガイドレール6と各材料敷き機構8とはそれぞれ2つの材料敷きガイドレール5の間に設けられる。
【0119】
具体的には、材料敷きガイドレール5と印刷ガイドレール6とはいずれも運動モジュールであり、その具体的な構成について、従来技術における3Dプリンタ用の印刷ヘッド及び粉末敷き装置の移植運動モジュールを参照すればよく、本実施例において詳しく説明していない。印刷ガイドレール6と材料敷き機構8との具体的な数は、実際の印刷必要に応じて配置装着される。1つの実施例において、対称配置された2つの材料敷きガイドレール5は間隔をもって印刷機器の支持フレーム4に設けられる。1つの実施例において、各前記印刷ガイドレール6と各前記材料敷き機構8とが互いに接続されるとともに、対称配置された2つの前記材料敷きガイドレール5の間に設けられる。1つの実施例において、各前記印刷ガイドレール6と各前記材料敷き機構8とは互いに間隔をもって、対称配置された2つの前記材料敷きガイドレール5の間に設けられる。即ち、各前記印刷ガイドレール6と各前記材料敷き機構8との間は、互いに接続配置されてもよく、互いに間隔をもって配置されてもよく、どんな配置方式を採用しても、いずれも材料敷きガイドレール5に連れて運動するから、同期往復運動を実現でき、その装着方式は本実施例中具体的には限定されていない。このように、対称配置された材料敷きガイドレール5を起動させることで、材料敷きガイドレール5に装着される材料敷き機構8と印刷ガイドレール6とを同期に運動させることを実現できる。1つの方向のストローク印刷動作を完成させた後、さらに、反対方向に運動するように、材料敷きガイドレール5を制御することで、対応するように、材料敷き機構8と印刷ガイドレール6とが同期に反対方向に運動することを実現できる。つまり、一定のストローク範囲内で正逆方向に運動するように、材料敷きガイドレール5の運動方向を制御することで、材料敷き機構8と印刷ガイドレール6とのサイクル往復型運動を実現できる。該過程において、実際の印刷必要に応じて複数の材料敷き機構8と印刷ガイドレール6を装着することで、印刷と材料敷きとが同期に行われることを実現でき、印刷過程全体を連続に行って、このように、効果的に印刷効率を向上させる。説明しようとするのは、印刷ガイドレール6の装着数は2以上である場合、少なくともそのうちの1つの印刷ガイドレール6には摺動するように印刷機構10が配置されていることを保証し、このように、印刷機構は印刷ガイドレール6に沿って移動し、粉末落とし方向に垂直する方向の印刷動作を実現できる。つまり、一部の印刷ガイドレール6には印刷機構10が配置装着されなくてもよく、このような状況について、以下の実施例を組み合わせて説明すればよい。
【0120】
3Dプリンタの1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレール5の間には少なくとも1つの横梁が設けられ、各前記横梁には、対応するように1つの前記印刷ガイドレール6が装着される。即ち、前記横梁は印刷ガイドレール6を支持配置する構成である。このように、横梁を配置することで、より安定で印刷ガイドレール6を装着し、印刷ガイドレール6と材料敷きガイドレール5との間は互いに運動する際に、影響されることを効果的に避ける。説明しようとするのは、印刷ガイドレール6は直接的に2つの材料敷きガイドレール5の間に設けられ、即ち、支持するための横梁を配置する必要がないが、横梁を配置することは、印刷ガイドレール6と材料敷きガイドレール5とは運動中で互いに影響されないことを一層保障できる。
【0121】
3Dプリンタの1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレール5の間には摺動するように1つの前記横梁が設けられ、前記横梁の前記印刷ガイドレール6から離反する側には、1つの前記材料敷き機構8が設けられる。本実施例において、印刷機構10は横梁を介して材料敷き機構8に集積配置され、印刷機構10は材料敷き機構8に連れて、材料敷きガイドレール5に沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構8は材料敷きガイドレール5に沿って移動して材料敷きを行って、該過程で、印刷機構10は材料敷き機構8に連れて移動するが、印刷を行わなく、印刷機構10は材料敷き機構8に連れて、戻って移動する際、印刷を実現する。即ち、材料敷き機構8は、進む際に材料敷き操作を行って、戻る際に印刷操作を行う。
【0122】
3Dプリンタの他の実施例において、2つの前記材料敷きガイドレール5の間には、摺動するように2つの前記横梁が設けられ、前記材料敷き機構8は2つの前記横梁の間に設けられ、各前記横梁における前記材料敷き機構8から離反する側にはいずれも前記印刷機構10が装着される。本実施例において、材料敷き機構8の両側には、それぞれ印刷機構10が設けられ、同一の材料敷きガイドレール5に集積され、2つの印刷機構10は材料敷き機構8に連れて、材料敷きガイドレール5に沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構8は材料敷きガイドレール5に沿って、右に移動して材料敷きを行う場合、左側の印刷機構10は材料敷き機構8に連れて移動するとともに印刷し、材料敷き機構8は材料敷きガイドレール5に沿って、左に戻って材料敷きを行う場合、右側の印刷機構10は材料敷き機構8に連れて移動するとともに印刷する。即ち、材料敷き機構8が進む際、材料敷き操作を行うとともに印刷して、そして、戻る際も同じように、同時に印刷操作を行う。このように、連続印刷操作を実現でき、材料敷きが終了した後に印刷する必要がなくなり、印刷効率が相対的に高い。
【0123】
3Dプリンタの他の実施例において、2つの前記材料敷きガイドレール5の間には1つの前記横梁が摺動するように装着され、前記横梁の両側にはそれぞれ1つの前記材料敷き機構8が装着される。本実施例において、印刷機構10が装着される横梁の両側にそれぞれ1つの材料敷き機構8を配置し、同一の材料敷きガイドレール5に集積することで、印刷機構10は材料敷き機構8に連れて材料敷きガイドレール5に沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、右側の材料敷き機構8は材料敷きガイドレール5に沿って右に移動して材料敷きを行う場合、印刷機構10は右側の材料敷き機構8に連れて移動するとともに印刷し、材料敷き機構8は材料敷きガイドレール5に沿って左に戻って、材料敷きを行う場合、印刷機構10は左側の材料敷き機構8に連れて移動するとともに印刷する。即ち、1セットの印刷機構10を配置して、2セットの材料敷き機構8と協働することで、往復方向で連続印刷を実現し、材料敷きはそれぞれ2つの材料敷き機構8により実行され、このように、原材料供給のため、印刷操作を中断する必要がなく、印刷操作を絶えず連続させる。
【0124】
3Dプリンタの1つの実施例において、2つの前記材料敷きガイドレール5の間には摺動するように2つの前記横梁が設けられ、前記材料敷き機構8は2つの前記横梁の間に設けられ、2つの前記横梁の間には、垂直方向に沿ってアーチ状ガントリ機構がブリッジ接続され、一方の前記横梁には前記印刷機構10が装着されるとともに、前記アーチ状ガントリ機構を介して他方の前記横梁に摺動する。1つの実施例において、前記アーチ状ガントリ機構は、アーチ状スライドレールと、前記アーチ状スライドレールの両端に可動に設けられる接続ブロックとを有し、前記接続ブロックは前記印刷機構10に可動接続される。具体的には、前記印刷機構10は摺動ブロックと、前記摺動ブロックに設けられる印刷ヘッドとを有し、前記摺動ブロックは前記印刷ガイドレール6に可動に装着される。好適な実施例において、前記摺動ブロックは前記接続ブロックに回動接続される。具体的には、摺動ブロックは印刷ガイドレール6に装着されるとともに、印刷ガイドレール6につれて、印刷ヘッドを印刷ガイドレール6に沿って往復運動させており、アーチ状ガントリ機構を介して印刷ヘッドを他方の印刷ガイドレール6に運動するように変換しようとする場合、好ましくは、摺動ブロックを印刷ガイドレール6から外し、摺動ブロックと接続ブロックとの装着角度を回動することで、印刷ヘッドをアーチ状スライドレールに沿って他側の印刷ガイドレール6に摺動させる。同じように、摺動ブロックを該側の印刷ガイドレール6に装着して、そして、印刷ヘッドを該側印刷ガイドレール6に沿って運動させる。本実施例において、材料敷き機構8の上方にアーチ状ガントリ機構を配置することで、印刷機構10は材料敷き機構8に連れて、材料敷きガイドレール5に沿って往復移動する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構8と印刷機構10とは同期に材料敷きガイドレール5に沿って右に1層の印刷を完成させた後、印刷機構10はアーチ状ガントリ機構を介して材料敷き機構8の他側にジャンプし、材料敷き機構8と印刷機構10とは材料敷きガイドレール5に沿って左に戻る場合、相変わらず、材料敷きと印刷とが同期に行われて、機器効率を大幅に向上させる。即ち、1セットの印刷機構10を採用して、アーチ状ガントリ機構により、2つの印刷ガイドレール6での装着を実現し、さらに、往復で同時に印刷することを実現する。
【0125】
3Dプリンタの他の実施例において、2つの前記材料敷きガイドレールの間には、摺動するように2つの前記横梁が設けられ、前記材料敷き機構が2つの前記横梁の間に設けられ、2つの前記横梁の一端の間には、水平方向に沿ってアーチ状ガントリ機構がブリッジ接続され、一方の前記横梁には前記印刷機構10が装着されるとともに、前記アーチ状ガントリ機構を介して他方の前記横梁に摺動する。本実施例において、材料敷き機構の一端の側面にアーチ状ガントリ機構を配置することで、印刷機構10は材料敷き機構に連れて材料敷きガイドレールに沿って往復移動する。好適な実施例において、前記印刷機構10は印刷ヘッドと、第1接続部と、第2接続部とを有し、前記第1接続部の一端が前記印刷ヘッドに接続され、前記第1接続部は前記印刷ガイドレール6に可動に設けられ、前記第2接続部と前記第1接続部とが一体として配置され、前記アーチ状ガントリ機構が前記第2接続部に接続される。このように、2つの横梁の間に前記アーチ状ガントリ機構をブリッジ接続することで、前記アーチ状ガントリ機構の一端を印刷機構10に接続させ、他端を横梁に接続させており、一側の横梁での印刷ガイドレール6から摺動し出るように、印刷ヘッドを駆動した後、その水平方向に設けられるアーチ状ガントリ機構に沿って他側の横梁に摺動し、さらに、第1接続部と他側の横梁での印刷ガイドレール6とを摺動接続することで、印刷機構10の、他側横梁での印刷を実現する。即ち、正常に運転する場合、材料敷き機構と印刷機構10とは同期に材料敷きガイドレール5に沿って右に1層の印刷を完成させた後、印刷機構10はアーチ状ガントリ機構を介して材料敷き機構の他側にジャンプし、材料敷き機構と印刷機構10とは材料敷きガイドレール5に沿って左に戻る場合、相変わらず、材料敷きと印刷とが同期に行われて、機器効率を大幅に向上させる。
【0126】
材料敷き機構が運動過程中で、印刷機構10に対して発生した振幅影響を減少させるために、1つの実施例において、各前記横梁の両端と各前記材料敷き機構の両端にはいずれもそれぞれスライダーが装着され、各前記スライダーは摺動するように、前記材料敷きガイドレールに接続される。即ち、材料敷きガイドレールには、それぞれ材料敷き機構と横梁に接続される両スライダーが設けられ、このように、材料敷き機構が運動過程中で、印刷機構10に対して発生した振幅影響を減少させ、印刷精度を向上させることができる。
【0127】
印刷製品の硬化速度を向上させるために、1つの実施例において、各前記材料敷き機構の側面にはいずれも加熱部品が設けられる。加熱部品は電気加熱コイルまたは電気加熱ブロックであってもよい。このように、加熱部品を起動させることで、材料敷き機構の下端に成形される製品に対して高速硬化を行って、印刷効率を向上させる。
【0128】
材料敷きガイドレール5に対して、以上はその対になるように配置されるいろんな配置方式を説明し、必要に応じて、材料敷きガイドレール5は単独配置されてもよい。前記実施例と違って、他の実施例において、材料敷きガイドレール5には装着部材が摺動して接続され、印刷ガイドレール6と材料敷き機構8とは、それぞれ対応するように、装着部材に固定接続される。つまり、印刷機構10を材料敷き機構8に集積し、材料敷きガイドレール5のスライダーに接続部材を装着し、接続部材は具体的には接続板24であってもよく、接続板24にはそれぞれ材料敷き機構8と印刷ガイドレール6が装着され、印刷ガイドレール6には印刷機構10が装着される。該実施例において、単一の材料敷きガイドレール5と単一の印刷ガイドレール6を利用すればよく、低いコストで機器の印刷と材料敷きという機能を完成させることを実現する。
【0129】
前記各3Dプリンタの実施例において、さらに支持フレーム4とは独立して配置される材料混合プラットフォームを有し、
図11を参照するように、材料混合プラットフォームは支持本体15と、支持本体15に設けられる材料混合機13と、材料を量り取るための計量器と、材料を収容し及び移転するための材料収容カップ12とを有する。つまり、材料混合プラットフォームは主機器と離れることは、機器の高さを下げる一方で、柔軟な配置を実現できる。計量器は、具体的には電子スケール14であってもよく、必要に応じて、他の計量機器を採用してもよい。混合を必要とする場合、計量器を利用して、適切な原材料及び必要な液体材料を量り取り、材料収容カップ12を利用して材料混合機13に投入し混合する。混合が完了した後、材料収容カップ12を利用して混合した原材料を3Dプリンタの材料供給装置9に投入する。そして、材料供給装置9には混合した原材料が充満されるまで、前記過程を再び行う。支持本体15は、具体的には、上下多層になるように設計される支持プラットフォームであってもよく、その下部には必要な異なる種類の液体材料が配置され、上部には材料混合機13、計量器、材料収容カップ12が配置される。必要に応じて、支持本体15に対して、支持フレーム、または支持キャビネットなどの構成を採用してもよい。
【0130】
前記各3Dプリンタの実施例において、さらに、ガス源ポンプとガス貯蔵装置とを有するガス源生成システムを含み、ガス源ポンプとガス貯蔵装置との間はパイプを介して連通され、パイプ内には逆止弁が設けられ、ガス貯蔵装置は逆止弁の後方に設けられる。つまり、該3Dプリンタは自分でガス源生成システムが付けられる。ガス源ポンプは、具体的には、モータにより気体を発生させ、気体の逆流を防止するために、ガス源ポンプとガス貯蔵装置との間には逆止弁が設けられ、逆止弁は、ガス源ポンプからガス貯蔵装置の方向へ通過することのみを許容する。ガス貯蔵装置は、具体的にはガス貯蔵タンクである。前記構成配置により、自分でガス源が付けられるから、使用シーンに対する要求をさらに下げる。
【0131】
さらに、パイプ内で、ガス源ポンプの後方に接続されるように、順にフィルタと圧力安定化弁が設けられる。つまり、ガス源ポンプの後にフィルタが配置され、フィルタの後に圧力安定化弁が配置され、圧力安定化弁の後に逆止弁が配置され、ガス源ポンプから発生した圧縮空気は、まずフィルタで一次濾過を行って、そして、圧力安定化弁を介して圧力を安定させた後、逆止弁を介してガス貯蔵装置に入って、ガス貯蔵装置内には発生した気体が貯蔵される。
【0132】
さらに、ガス貯蔵装置には、ガス貯蔵装置内のガス圧力を検出するための圧力検出装置が設けられる。圧力検出装置は、具体的には、圧力センサまたは圧力計などであってもよい。圧力検出装置の配置により、ガス貯蔵装置内の圧力をリアタイムに取得でき、ガス貯蔵量に対する制御を行うことができる。
【0133】
自動制御を実現するために、さらにコントローラを有し、圧力検出装置とガス源ポンプとはそれぞれコントローラに電気接続され、コントローラは圧力検出装置がフィードバックした圧力値が第1所定値より小さい場合、ガス源ポンプを起動させるように制御し、圧力検出装置がフィードバックした圧力値が第2所定値に等しい場合、ガス源ポンプを停止させるように制御するために用いられ、第2所定値は第1所定値以上である。圧力検出装置が圧力センサであることを例として、ガス貯蔵装置には、ガス貯蔵装置内のガス圧力を検するための装着圧力センサが設けられ、ガス圧力が第1所定値より小さい場合、モータはガス源ポンプを動作させ、ガス貯蔵装置内のガス圧力が要求を満たし、例えば第2所定値に達する場合、ガス源ポンプの動作が停止する。制御について、具体的にはPID制御を採用でき、圧力センサが採集した、ガス貯蔵装置内のガス圧力により、閉ループフィードバックを形成し、ガス圧力を所定範囲内に安定する。必要に応じて、ガス貯蔵装置は2次フィルタを介してガス使用機器に接続され、つまり、ガス貯蔵装置内の気体は2次フィルタを介してガス使用機器に達する。
【0134】
前記各3Dプリンタは、
図19を参照するように、実施例において、さらに材料供給装置9を有している。材料供給装置9は、貯蔵ホッパー31と、材料供給上蓋22とバルブ32とを有し、貯蔵ホッパー31の先端は開口を有し、材料供給上蓋22は貯蔵ホッパー31の先端に設けられるとともに、開口を開放しまたは遮蔽するために用いられ、バルブ32は貯蔵ホッパー31の底端に密閉接続されることで、材料の投入を制御する。つまり、材料供給上蓋22は貯蔵ホッパー31の上部にあり、バルブ32は貯蔵ホッパー31の下部にある。材料供給上蓋22と貯蔵ホッパー31とは共同で密閉空間を形成することで、貯蔵ホッパー31内の原材料のオーバーフロー、またはその内部の液体材料の揮発を防止する。貯蔵ホッパー31は主に、3Dプリンタの必要な原材料を貯蔵するために用いられ、好ましくは、その容積は
図11におけるワークボックス7の容積以上である。貯蔵ホッパー31は充満される場合、その内部の原材料は、1つの印刷タスクの完成にとって十分である。空間占有などの状況を考慮した上で、貯蔵ホッパー31の容積はワークボックス7の容積より小さくてもよく、そうすれば、1つの印刷タスクの完成過程において、原材料を再び供給しなければならない。
【0135】
さらに、バルブ32の材料投入口は、長さが材料敷き機構8の長さに等しい矩形を呈する。
図19に示すように、バルブ32の材料投入口は矩形を呈して、矩形の長さ、即ち、材料投入口の長さが
図11における材料敷き機構8の長さABに等しく、バルブ32が開放される場合、貯蔵ホッパー31内の下部原材料は全て材料敷き機構8内に落ちて、材料敷き機構8の長さAB全体には原材料が落ちて、材料敷き機構8内は単独に機構を配置する必要がなく、原材料をABに沿って均一に充填する。さらに、材料敷き機構8の長さはワークボックス7の長さより大きく、このように、材料敷き效果を保証する。具体的には、貯蔵ホッパー31内の材料がよりよく落下するために、貯蔵ホッパー31の下部は一定のスロープを有し、貯蔵ホッパー31の下部はだんだん内部に傾斜すれば、その内部の原材料に対して案内作用を果たす。
【0136】
前記各3Dプリンタの実施例において、さらに液体材料システム1を有し、
図20を参照するように、液体材料システム1は洗浄液桶と、廃液桶と、樹脂桶と、第1電磁弁A1と、第2電磁弁A2と、第3電磁弁A3と、第1液体材料ポンプ(ポンプ1)と、第2液体材料ポンプ(ポンプ2)と、洗浄位置3と、インク加圧位置と、保護位置とを有し、洗浄液桶は順に第1液体材料ポンプ、第2電磁弁を介して洗浄位置3での洗浄溝に接続され、樹脂桶は順に第2液体材料ポンプと第3電磁弁を介して印刷機構10の印刷ヘッドに接続され、インク加圧位置と保護位置での廃液溝は廃液桶に接続され、洗浄位置3での廃液溝は第1電磁弁を介して廃液桶に接続される。液体材料システム1の下部には、それぞれ洗浄液桶、廃液桶、樹脂桶という3つの液体材料桶が設けられ、3つの桶内にはそれぞれ洗浄剤、廃液、樹脂(3Dプリンタが噴射した接着剤)が収容される。洗浄液桶は第1液体材料ポンプに接続され、第1液体材料ポンプは第2電磁弁に接続される。洗浄剤を入れる場合、第2電磁弁が開放され、第1電磁弁が閉じられ、第1液体材料ポンプは洗浄液桶内の洗浄剤を洗浄位置3での洗浄溝内に投入し、洗浄溝には液位センサが装着され、液位センサは液位を検出した後、第1液体材料ポンプの動作が停止する。樹脂桶は第2液体材料ポンプに接続され、第2液体材料ポンプはフィルタに接続され、フィルタは第3電磁弁に接続され、第3電磁弁はパイプを介して印刷ヘッドに接続される。樹脂を投入すると、第2液体材料ポンプと第3電磁弁とは同時に開放され、第2液体材料ポンプは樹脂桶内の液体材料を印刷ヘッドの内部に投入することで、印刷ヘッドによる印刷のために用いられる。洗浄位置3、インク加圧位置、保護位置での廃液溝はパイプを介して接続され、廃液桶に入って、洗浄位置3と廃液桶との間には第1電磁弁が接続される。廃液を収集する場合、第2電磁弁は閉じられ、第1電磁弁は開放され、重力作用のため、廃液は廃液桶まで自流し、廃液収集という目的を果たす。
【0137】
前記各3Dプリンタの実施例において、ワークボックス7は支持フレーム4に固定されるワークボックス7のケース、及びワークボックス7のケースに対して摺動できる可動底板とを有し、ジャッキ機構19の底部は支持フレーム4に固定接続され、先端はワークボックス7の可動底板に固定接続されることで、可動底板を垂直方向に沿って昇降させる。具体的には、ワークボックス7はボルトを介して支持フレーム4に固定接続され、その可動底板はジャッキ機構19の上部ドアパネルに固定接続され、例えばネジまたは電磁石を介して固定され、上昇しまたは下降するように、ドアパネルを持ち上げる場合、ワークボックス7の可動底板を運動させ、3Dプリンタの高さ方向での運動を実現する。
【0138】
前記各3Dプリンタの実施例において、さらに、支持フレーム4の外部に設けられる外部保護筐体20を有し、外部保護筐体20の天井部の、印刷領域に対応する位置には、印刷領域を露出させまたは封鎖するための上蓋21が設けられる。説明しようとするのは、印刷領域はワークボックス7の位置を指し、上蓋21の配置により、上蓋21を開放させることで、印刷過程をよりよく観察する一方で、印刷が完成した後、上蓋21を開放させ、作業者は3D機器の正面に立ち、ワークボックス7の上部から、ワークボックのクリーニングを実現できるとともに、3D印刷した製品を取り出すことができる。従って、ガイドレールまたは他の移動機構を配置していなく、ワークボックス7は機器から取り外されなくても、ワークボックのクリーニングを行うことができる。
【0139】
具体的には、外部保護筐体20の天井部の、材料供給装置9に対応する位置には開口が設けられ、材料供給上蓋22は開口の上方に被覆される。外部保護筐体20の、液体材料桶に対応する位置には、液体材料桶扉23が設けられる。
【0140】
前記各3Dプリンタの実施例において、さらに、洗浄プラットフォームを有し、
図17~18を参照するように、洗浄プラットフォームは洗浄ホルダ27と、スクリーンメッシュ28と、材料受け入れ溝29とを有し、材料受け入れ溝29は洗浄ホルダ27の下部に可動に装着され、スクリーンメッシュ28は洗浄ホルダ27内に設けられるとともに、材料受け入れ溝29の上方に位置する。具体的には、材料清掃ホルダの上部にはスクリーンメッシュ28が設けられ、下部には材料受け入れ溝29が設けられる。スクリーンメッシュ28の上部は材料清掃ホルダに当接し、側面は一定のスロープを有する。材料受け入れ溝29にはハンドル30が設けられることで、材料受け入れ溝29を材料清掃ホルダから取り出し、または入れる。スクリーンメッシュ28は3D印刷製品とその表面の余分な原材料を分離するために用いられ、材料受け入れ溝29は3D印刷した製品から清掃した余分な原材料を収集するために用いられる。
【0141】
前記各3Dプリンタの実施例において、支持フレーム4の底端にはキャスタ2が装着されるから、自由に移動できる。機器を他の場所に移動する必要がある場合、クレーン、フォークリフトを必要としなく実現でき、柔軟配置を大幅に実現でき。使用場所に対する空間要求を下げる。
【0142】
前記3Dプリンタを利用して印刷する場合、材料敷き機構8はまず、材料供給装置9の下方に粉末供給を行って、そして、
図13に示すように、CD方向に沿って材料敷きを行って、材料敷きの層数が所定値に達した場合、改めて材料供給装置9の下方に戻って、粉末供給を再び行う。印刷ヘッドは1層の粉末敷きが完成した後、AB方向に沿って印刷し、1回の印刷が完成した後、材料敷きガイドレール5はCD方向に沿って一定距離だけ運動し、印刷ヘッドは引き続いて印刷し、1層の印刷が完了するまで、このようにサイクルする。1つの印刷のサイクルが完成した後、ジャッキ機構19はワークボックス7の可動底板を一定の高さだけ下げて、材料敷き、印刷のサイクルを引き続いて繰り返す。印刷タスクが終了するまで、このように往復する。印刷タスクが完成した場合、材料敷き機構8と印刷機構10とは洗浄位置3に戻って、外部保護の上蓋21を開放させ、余分な原材料を初歩で掃除し、印刷製品を取り出す。材料清掃プラットフォームで、さらに余分なバラ材料を除去する。
【0143】
本出願はさらに粉末供給機器を提供する。
【0144】
従来の3Dプリンタはいずれも工場化の設計であり、大量の粉末供給パイプと3Dプリンタとを連通させ、粉末供給パイプは固定配置され、大きい空間を占有し、これは、規模化の製造に適するが、実験を行って、または小規模で、または普通の部屋に配置される場合、極めて不便になる。従来技術の欠陥に対して、本出願は粉末供給機器及び3Dプリンタを提供し、本出願が開示した1つの態様が解决する1つの技術問題は、実験または小規模に適して、或いは普通の部屋で動作できる粉末供給機器を提供することである。
【0145】
その技術問題を解决するために、本出願が採用した1つの技術案は以下の通り:
粉末供給機器であって、フレームと、前記フレームに設けられる原材料収容庫と、材料搬送装置と、定量装置と、材料混合装置と、一時保存装置とを有し、前記原材料収容庫は材料搬送装置を介して定量装置に連通し、前記定量装置は前記材料混合装置に連通し、前記一時保存装置は前記材料混合装置に連通する。
【0146】
粉末供給機器を簡素化し、小さくしてフレームに配置し、全ての装置(原材料収容庫以外)はともに集積され、小さき空間でも粉末混合動作を完成させるとともに、3Dプリンタに粉末を搬送できる。装置全体(原材料収容庫以外)はともにフレームに集積され、小さい空間での配置を実現し、該セットの粉末供給機器は一般的に、3Dプリンタの上方に設けられることで、材料が上から下へ流れ、現在、該セットの粉末供給機器を3Dプリンタの側面に配置し、機器全体の高さを減少させ、小空間での配置を実現する。1つの好適な実施例において、原材料収容庫はフレームの外側に設けられることで、フレームの装着高さを下げる。原材料収容庫における粒子状物質、一般的に粉末粒を、材料搬送装置により定量装置に搬送し、定量装置は所定量の粒子状物質を計って、さらにセットとする液体計量装置は、合わせた液体と計られた粒子状物質とを材料混合装置に移転し、材料混合装置で粒子状物質と液体との均一混合を完成させ、混合した原材料を一時保存装置に移転し、積層造形製造機器のために原材料を提供する。
【0147】
好ましくは、前記定量装置は前記フレームの上部に設けられ、前記フレームを貫通した後、前記フレームにおける材料混合装置に連通し、前記材料混合装置の下部には、前記材料混合装置に連通する前記一時保存装置が設けられ、前記一時保存装置の下部には前記原材料収容庫が設けられ、前記原材料収容庫は前記フレームの下部に設けられる。
【0148】
原材料収容庫、材料搬送装置、定量装置、材料混合装置、及び一時保存装置をいずれもフレームに配置することで、全体の移動を便利に実現し、実験または移転を便利にして、空間が最大化で利用され、原材料収容庫は一般的に多く収容されるから、最下部に設けられ、材料の補充を便利にして、そして、材料搬送装置を介して材料を定量装置に移転し、定量装置は最上方に設けられ、材料の計量精度を保証するとともに、後続の材料が上から下へ順調に流動し移転することに便利し、中間の空間はちょうど材料混合装置を収容でき、材料の均一混合を実現する。配置全体はコンパクトで、設計が科学で、空間を最大化に利用し、占有空間を節約する。
【0149】
好ましくは、前記材料搬送装置は負圧材料吸引装置、または真空材料吸引装置、或いはリール搬送装置のうちの少なくとも1つである。
【0150】
材料搬送装置により、材料の、下から上への搬送を実現し、効率を向上させ、形状の制限を少なくするために、一般的に、負圧による材料吸引、または真空による材料吸引という形式を利用して移転し、構成と重量を簡素化するために、リールによる搬送という形式を選択し、とにかく、適切な方式を選択して、材料を原材料収容庫から上向きに定量装置に移転する。
【0151】
好ましくは、さらに、前記フレームまたは前記原材料収容庫のうちの少なくとも1つの底部に設けられ、前記フレームまたは前記原材料収容庫のうちの少なくとも1つを移動させる移動装置を有する。
【0152】
移動を便利にするために、前記フレームと前記原材料収容庫の下部に移動装置を配置し、つまり、レールまたは滑車などの、移動を便利にするための装置を配置することで、フレームを便利に移動させ、または、原材料収容庫の、フレームに対する出入りを便利にする。
【0153】
好ましくは、前記材料混合装置は桶体と攪拌装置とを有し、前記攪拌装置は前記桶体に設けられ、前記桶体の底面は材料排出口に傾斜する斜面であり、前記材料排出口は前記一時保存装置に連通する。
【0154】
材料混合装置の底面は材料排出口に傾斜するように配置されることは、材料の、一時保存装置への流れを便利にして、混合した材料を完全に排出し、材料の移転をより迅速にする。
【0155】
好ましくは、前記原材料収容庫は開口が上向きの少なくとも2つの独立空間に分けられる。
【0156】
原材料収容庫に保管されるのは、古い粉末と新しい粉末であり、積層造形製造印刷動作を行う場合、新しい粉末と古い粉末とを混合した後に使用し、コストを節約でき、新しい粉末と古い粉末とを混合した後、原材料収容庫に保管してもよく、原材料収容庫を2つの空間に分けて、新しい粉末と古い粉末を直接的に個別に保管して、それぞれ比例に応じて、材料搬送装置を介して定量装置に搬送し、均一混合動作を完成させる。
【0157】
好ましくは、前記原材料収容庫の空間は、下が小さく、上が大きい錐形空間であり、前記材料搬送装置の一端は前記原材料収容庫の錐形空間の底部に設けられる。
【0158】
材料搬送装置に合うために、原材料収容庫における粒子状物質をなるべく完全に移転し、原材料収容庫の空間は錐形に設計されるから、材料の減少に連れて、材料は自動に滑り落ちて、材料搬送装置に入ることで、材料の完全移転をなるべく実現できる。
【0159】
好ましくは、前記フレームは枠体と、位置規制ブロックとを有し、前記枠体の、前記原材料収容庫に対応する位置は一側が開口した形状であり、開口は、前記原材料収容庫の、前記枠体に対する出入りのために用いられ、前記開口の対向する側の前記枠体には、位置規制ブロックが設けられ、前記位置規制ブロックは前記原材料収容庫に弾性接触し、前記位置規制ブロックは可撓弾性材料から製造される。
【0160】
原材料収容庫は押し引きの引き出し状に設計され、フレームへ出入りし、原材料収容庫の重量が重いから、フレームを保護するために、位置規制ブロックを設計し、位置規制ブロックは弾性材料から製造されるため、原材料収容庫フレームへ出入りする場合、緩衝作用を果たす。
【0161】
好ましくは、前記フレームはさらにガイドホイールを有し、前記枠体開口の両側には前記ガイドホイールが設けられ、前記ガイドホイールは前記原材料収容庫に接触し、前記ガイドホイールの回転方向は前記原材料収容庫の、前記枠体に対する出入り方向に合う。
【0162】
原材料収容庫の、フレームに対する出入りをより便利にするために、両側のガイドホイールを設計することで、案内作用を果たし、重い原材料収容庫がより迅速且つ安全で、所定位置に着く。
【0163】
好ましくは、さらに、前記材料混合装置の一側に設けられ、前記材料混合装置に連通する液体定量装置を有する。
【0164】
液体定量装置は材料混合装置に対して液体を提供し、原材料収容庫における粒子状物質と混合する。
【0165】
3Dプリンタであって、前記いずれの1項に記載の粉末供給機器を有する。
【0166】
前記技術案から分かるように、本出願が開示した1つの態様による有益な效果は、粉末供給機器全体が簡素化且つ簡単になり、移動を便利にして、実験または小規模の3Dプリンタに適することにある。
【0167】
具体的な実施例において、図面23及び図面24に示すように、粉末供給機器であって、フレーム10と、前記フレーム10に設けられる原材料収容庫20と、材料搬送装置30と、定量装置40と、材料混合装置50と、一時保存装置60と、移動装置80と、液体定量装置70とを有する。
【0168】
前記原材料収容庫20は材料搬送装置30を介して定量装置40に連通し、前記定量装置40は前記材料混合装置50に連通し、前記液体定量装置70は前記材料混合装置50に連通し、前記一時保存装置60は前記材料混合装置50に連通する。前記定量装置40は前記フレーム10の上部に設けられるとともに、前記フレーム10を貫通した後、前記フレーム10における材料混合装置50に連通し、前記液体定量装置70は前記材料混合装置50の側に設けられ、前記材料混合装置50の下部には、前記材料混合装置50に連通する前記一時保存装置60が設けられ、前記一時保存装置60の下部には前記原材料収容庫20が設けられ、前記原材料収容庫20は前記フレーム10の下部に設けられる。
【0169】
材料搬送装置30は負圧材料吸引装置、または真空材料吸引装置、或いはリール搬送装置のうちの少なくとも1つである。
【0170】
前記移動装置80は前記フレーム10、または前記原材料収容庫20のうちの少なくとも1つの底部に設けられるとともに、前記フレーム10、または前記原材料収容庫20のうちの少なくとも1つを移動させる。
【0171】
材料混合装置50は桶体と攪拌装置とを有し、前記攪拌装置は前記桶体に設けられ、前記桶体の底面は材料排出口に傾斜する斜面であり、前記材料排出口は前記一時保存装置60に連通する。
【0172】
図面25に示すように、原材料収容庫20は開口が上向きの少なくとも2つの独立空間に分けられる。他の実施形態として、図面26に示すように、原材料収容庫20の空間は下が小さく、上が大きい錐形空間であり、前記材料搬送装置30の一端は、前記原材料収容庫20の錐形空間の底部に設けられる。
【0173】
図面27に示すように、フレーム10は枠体11と、位置規制ブロック12と、ガイドホイール13とを有し、前記枠体11の、前記原材料収容庫20に対応する位置は、一側が開口した形状であり、開口は、前記原材料収容庫20の、前記枠体11に対する出入りのために用いられ、前記開口の対向する側の前記枠体11には、位置規制ブロック12が設けられ、前記位置規制ブロック12は前記原材料収容庫20に弾性接触し、前記位置規制ブロック12は可撓弾性材料から製造され、前記枠体11の開口の両側には前記ガイドホイール13が設けられ、前記ガイドホイール13は前記原材料収容庫20に接触し、前記ガイドホイール13の回転方向は、前記原材料収容庫20の、前記枠体11に対する出入り方向に合う。
【0174】
3Dプリンタであって、前記粉末供給機器を有する。
【0175】
以上の前記実施例の各技術特徴を自由に組み合わせることができ、記載を簡潔にするために、前記実施例における各技術特徴の全ての可能な組み合わせをいずれも記載していないが、これらの技術特徴の組み合わせには矛盾が存在しなければ、いずれも本明細書の記載範囲と見なされる。
【0176】
以上の前記実施例は単に本発明のいくつかの実施形態を表現したものであり、その記載は具体及び詳しいが、そのために発明の特許範囲に対する限定として理解されることはできない。指摘すべきは、当業者にとって、本発明構想から逸脱しない前提で、さらに若干の変形及び改良を行ってもよく、これらはいずれも本発明の保護範囲に属していることである。従って、本発明特許の保護範囲は、添付の請求項を基準とする。
【符号の説明】
【0177】
図面11~22において、符号は以下の通り:
1 ・・・液体材料システム;
2 ・・・キャスタ;
3 ・・・洗浄位置;
4 ・・・支持フレーム;
5 ・・・材料敷きガイドレール;
6 ・・・印刷ガイドレール;
7 ・・・ワークボックス;
8 ・・・材料敷き機構;
9 ・・・材料供給装置;
10 ・・・印刷機構;
11 ・・・電気キャビネット;
12 ・・・材料収容カップ;
13 ・・・材料混合機;
14 ・・・電子スケール;
15 ・・・支持本体;
16 ・・・第1液体材料;
17 ・・・第2液体材料;
18 ・・・第3液体材料;
19 ・・・ジャッキ機構;
20 ・・・外部保護筐体;
21 ・・・上蓋;
22 ・・・材料供給上蓋;
23 ・・・液体材料桶扉;
24 ・・・接続板;
25 ・・・ガイドレールスライダー;
26 ・・・スクリュロッド;
27 ・・・洗浄ホルダ;
28 ・・・スクリーンメッシュ;
29 ・・・材料受け入れ溝;
30 ・・・ハンドル;
31 ・・・粉末貯蔵ホッパー;
32 ・・・バルブ;
図面23~27において、符号は以下の通り:
10 ・・・フレーム;
11 ・・・枠体;
12 ・・・位置規制ブロック;
13 ・・・ガイドホイール;
20 ・・・原材料収容庫;
30 ・・・材料搬送装置;
40 ・・・定量装置;
50 ・・・材料混合装置;
60 ・・・一時保存装置;
70 ・・・液体定量装置;
80 ・・・移動装置。