特表 2023-503421 不活性雰囲気下で容器への粉体の移送を可能にする付加製造粉体供給用モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-30

(54)【発明の名称】不活性雰囲気下で容器への粉体の移送を可能にする付加製造粉体供給用モジュール

(51)【国際特許分類】

   B22F 12/52 20210101AFI20230123BHJP

   B22F 10/20 20210101ALI20230123BHJP

   B22F 12/84 20210101ALI20230123BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20230123BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20230123BHJP

   B28B 1/30 20060101ALI20230123BHJP

【ＦＩ】

B22F12/52

B22F10/20

B22F12/84

B33Y10/00

B33Y30/00

B28B1/30

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022528997

(86)(22)【出願日】2020-11-17

(85)【翻訳文提出日】2022-07-14

(86)【国際出願番号】 FR2020052103

(87)【国際公開番号】W WO2021099732

(87)【国際公開日】2021-05-27

(31)【優先権主張番号】1912853

(32)【優先日】2019-11-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517160927

【氏名又は名称】アッドアップ

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(72)【発明者】

【氏名】エル ウアッツァーニ タイビ アリ

(72)【発明者】

【氏名】アンジェル ルドヴィク

【テーマコード（参考）】

4G052

4K018

【Ｆターム（参考）】

4G052DA02

4G052DB12

4G052DC06

4K018CA44

4K018EA51

(57)【要約】

付加製造粉体を供給するための提供モジュール（２）であって、
付加製造粉体を貯蔵するための主ホッパー（２９）であって、前記主ホッパー（２９）内に位置する前記粉体から物体を付加製造するように構成された製造モジュール（４）に接続されるように設計されている、主ホッパー（２９）と、
前記製造モジュール（４）に接続され且つ前記製造モジュール（４）内に位置する前記粉体を受けるように設計されている、前記提供モジュール（２）の入口（２１１）と、
容器（２８）を受け入れるように設計され、シール方式で閉じることができるグローブボックス（２５）と、
前記グローブボックス（２５）内に位置する前記粉体を前記主ホッパー（２９）に移送するように構成された供給回路と、
を備える、提供モジュール（２）において、
前記供給回路とは異なり、前記容器（２８）が前記グローブボックス（２５）内に受けられたときに、前記提供モジュール（２）の前記入口（２１１）から前記容器（２８）に前記付加製造粉体を移送するように構成されている抽出回路を更に備え、
前記グローブボックス（２５）は、前記グローブボックス（２５）が閉じられている間、前記容器（２８）が粉体で満たされると前記容器（２８）を閉じるようにするグローブ（２５１）を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

付加製造粉体を供給するための提供モジュール（２）であって、
付加製造粉体を貯蔵するための主ホッパー（２９）であって、前記主ホッパー（２９）内に位置する前記粉体から物体を付加製造するように構成された製造モジュール（４）に接続されるように設計されている主ホッパー（２９）と、
前記製造モジュール（４）に接続され且つ前記製造モジュール（４）内に位置する粉体を受けるように設計されている、前記提供モジュール（２）の入口（２１１）と、
容器（２８）を受け入れるように設計され、シール方式で閉じることができるグローブボックス（２５）と、
前記グローブボックス（２５）内に位置する粉体を前記主ホッパー（２９）に移送するように構成された供給回路と、
を備えている提供モジュール（２）において、
前記供給回路とは異なる抽出回路であって、前記容器（２８）が前記グローブボックス（２５）内に受けられたときに、前記提供モジュール（２）の前記入口（２１１）から前記容器（２８）に前記付加製造粉体を移送するように構成されている抽出回路を更に備え、
前記グローブボックス（２５）は、前記グローブボックス（２５）が閉じられている間、前記容器（２８）が粉体で満たされると前記容器（２８）を閉じるようにするグローブ（２５１）を含む、
ことを特徴とする提供モジュール（２）。

【請求項2】

前記グローブボックス（２５）が、前記グローブボックス（２５）と前記主ホッパー（２９）との間にドア（２９１）を備え、前記ドアが、前記グローブボックス（２５）と前記主ホッパー（２９）との間で前記供給回路が開いている第１の位置と、前記供給回路が閉じて前記グローブボックス（２５）が前記主ホッパー（２９）からシール状態で分離されている第２の位置と、の間で移動可能である、
請求項１に記載の供給モジュール（２）。

【請求項3】

前記主ホッパー（２９）に接続されたリザーバ（３７）であって、前記主ホッパー（２９）の下方に位置し、製造ダクト（３９２）によって前記製造モジュール（４）に接続されるように設計された出口（３７１）を含む、リザーバ（３７）と、
前記リザーバ（３７）内に位置する付加製造粉体を前記提供モジュール（２）の前記入口（２１１）に向けて再配向するように構成された戻り回路（３９１）と、
前記リザーバ（３７）の前記出口（３７１）から前記提供モジュール（２）の前記入口（２１１）に粉体を吸引するように設計された循環誘導システムと、
を備える、
請求項１又は２に記載の提供モジュール（２）。

【請求項4】

前記抽出回路がダイバータ（２７、３０）を備え、
前記提供モジュール（２）は更に、前記ダイバータ（２７、３０）を前記リザーバ（３７）に接続し、前記ダイバータ（２７、３０）から前記リザーバ（３７）に直接粉体を移送するように設計されたバイパス回路（３１）を備え、
前記バイパス回路（３１）が、
前記提供モジュール（２）の入口（２１１）から到来する付加製造粉体が前記グローブボックス（２５）に向かって選択的に再配向される抽出構成と、
前記提供モジュールの入口（２１１）から到来する付加製造粉体が前記バイパス回路に選択的に再配向されるループバック構成と、
で前記ダイバータ（２７、３０）を構成することができる、
請求項３による提供モジュール（２）。

【請求項5】

付加製造装置（１）であって、
請求項１～４の１項に記載の付加製造粉体を提供する提供モジュール（２）と、
前記主ホッパー（２９）内に位置する前記粉体から物体を付加製造するように構成された製造モジュール（４）と、
を備え、
前記主ホッパー（２９）が、前記製造モジュール（４）に接続され、前記提供モジュール（２）の前記入口（２１１）が、前記製造モジュール（４）に接続されている付加製造装置（１）。

【請求項6】

前記物体が付加製造されているときに固化されない粉体を回収するため、及び回収された前記粉体を前記提供モジュール（２）の入口（２１１）に向けて再配向するための回収システム（５３、５５）を更に備える、
請求項５に記載の付加製造装置（１）。

【請求項7】

請求項１から４の１項に記載の提供モジュール（２）、又は請求項５及び６の何れかに記載の装置を用いて付加製造粉体を移し替える方法であって、
空の容器を前記グローブボックス（２５）に挿入（Ｅ３）し、次いで前記グローブボックス（２５）をシール状態で閉じる（Ｅ４）ステップと、
前記容器に前記提供モジュール（２）の入口（２１１）から移送された付加製造粉体が充填されると、前記グローブボックス（２５）を閉じた間、前記容器を閉じるように前記容器を取り扱う（Ｅ７４）ステップと、
を含む、
移し替える方法。

【請求項8】

前記リザーバ（３７）から前記提供モジュール（２）の入口（２１１）に前記粉体を搬送する（Ｅ６）ステップを含む、
請求項３または４に記載の提供モジュール（２）を用いた請求項７に記載の移し替え方法。

【請求項9】

前記回収システム（５３、５５）から前記提供モジュール（２）の入口（２１１）に粉体を搬送するステップ（Ｐ１）を含む、請求項６に記載の装置を用いた請求項８に記載の付加製造粉体の移し替え方法。

【請求項10】

事前粉体篩い分けステップ（Ｐ３）を含む、請求項７から９の１項に記載の付加製造粉体の移し替え方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、付加製造装置の一般的な分野に関し、より詳細には、保護雰囲気下で付加製造装置に粉体を充填するためのモジュールの分野に関する。

【背景技術】

【0002】

選択的付加製造は、粉体材料（金属粉体、セラミック粉体、その他）の連続した層状の選択された領域を固化することによって、３次元物体を生成するものである。

【0003】

従来、付加製造装置は、不活性且つ制御された雰囲気下で付加製造粉体を充填し、特に反応性粉体の場合に吸入又は爆発の可能性からオペレータを保護するようにしている。

【0004】

そのために、付加製造装置は、通常、グローブボックスを有する粉体充填モジュールを備える。粉体が包装された容器又はポットは、ハウジング内に置かれ、ハウジング内に雰囲気が生成された後、オペレータによって手動で開けられる。

【0005】

従来、付加製造装置はまた、充填モジュールに接続された粉体貯蔵及び提供モジュールを備える。粉体は、充填モジュールから貯蔵及び提供モジュールに移送され、ここで篩い分けられ、次いで、バッファホッパーに入れられて使用を保留する。

【0006】

付加製造装置はまた、貯蔵及び提供モジュールに接続された製造モジュールを備える。粉体は、バッファホッパーから製造モジュールに移送され、ここで層状に分散された後、固化され、３次元オブジェクトを製造する。

【0007】

物体が製造された後、バッファホッパーは、未使用の粉体の特定の残留量を含むことがある。

【0008】

異なる組成の粉体、又は同じ組成で別の粉体製造バッチから流入する粉体から次の製造物体を製造する必要がある場合、未使用の粉体をバッファホッパーから除去する必要がある。

【0009】

現在、付加製造装置から未使用の粉体を排出するために、自動吸引ユニットが使用されている。これらのユニットでは、未使用の粉末を、簡単に移動できるほど少い量で容器に再包装化することはできない。特に、不活性雰囲気下において、搬送可能な容器に未使用の粉体を充填することはできない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の目的は、未使用の粉体を保護雰囲気下で少量で包装することが可能な付加製造装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この目的は、本発明の関連において、付加製造粉体を貯蔵するための主ホッパーであって、前記主ホッパー内に位置する前記粉体から物体を付加製造するように構成された製造モジュールに接続されるように設計されている、主ホッパーと、
前記製造モジュールに接続され且つ前記製造モジュール内に位置する前記粉体を受けるように設計されている、前記提供モジュールの入口と、
容器を受け入れるように設計され、シール方式で閉じることができるグローブボックスと、
前記グローブボックス内に位置する前記粉体を前記主ホッパーに移送するように構成された供給回路と、
を備える、提供モジュールにおいて、
前記供給回路とは異なり、前記容器が前記グローブボックス内に受けられたときに、前記提供モジュールの前記入口から前記容器に前記付加製造粉体を移送するように構成されている抽出回路を更に備え、
前記グローブボックスは、前記グローブボックスが閉じられている間、前記容器が粉体で満たされると前記容器を閉じるようにするグローブを含む、
ことを特徴とする、付加製造粉体を供給するための提供モジュールによって達成される。

【0012】

戻り回路とハウジングの存在により、ハウジング内に置かれた空の容器に粉体を移動させることができる。このようにして、未使用の粉体を移し替えることができる。このような提供モジュールは、有利には、単独で又は組み合わせて考慮される以下の様々な特徴又はステップによって補完される。
すなわち、グローブボックスは、グローブボックスと主ホッパーとの間にドアを備え、ドアが、グローブボックスと主ホッパーとの間で供給回路が開いている第１の位置と、供給回路が閉じてグローブボックスが主ホッパーからシール状態で分離されている第２の位置と、の間で移動可能であり、
主ホッパーに接続されたリザーバであって、主ホッパーの下方に位置し、製造ダクトによって製造モジュールに接続されるように設計された出口を含む、リザーバと、
リザーバ内に位置する付加製造粉体を提供モジュールの入口に向けて再配向するように構成された戻り回路と、
リザーバの出口から提供モジュールの入口に粉体を吸引するように設計された循環誘導システムと、
を備え、
抽出回路がダイバータを備え、
提供モジュールは更に、ダイバータをリザーバに接続し、ダイバータからリザーバに直接粉体を移送するように設計されたバイパス回路を備え、
バイパス回路が、
提供モジュールの入口から到来する付加製造粉体がグローブボックスに向かって選択的に再配向される抽出構成と、
提供モジュールの入口から到来する付加製造粉体がバイパス回路に選択的に再配向されるループバック構成と、
でダイバータを構成することができる。

【0013】

本発明はまた、上記のような付加製造粉体を提供するためのモジュールを備えた付加製造装置に関するものであり、
主ホッパー内に位置する粉体から物体を付加製造するように構成された製造モジュールと、
を備え、
主ホッパーが、製造モジュールに接続され、提供モジュールの入口が、製造モジュールに接続されている。

【0014】

有利には、任意選択的ではあるが、本装置は、物体が付加製造されているときに固化されない粉体を回収するため、及び回収された粉体を提供モジュールの入口に向けて再配向するための回収システムによって補完することができる。

【0015】

本発明はまた、上記に記載されたように、提供モジュールを用いて、又は付加製造装置を用いて付加製造粉体を移し替えるための方法であって、
空の容器をグローブボックス内に挿入し、次いでグローブボックスをシール状態で閉じるステップと、
容器に提供モジュールの入口から移送された付加製造粉体が充填されると、グローブボックスを閉じた間、容器を閉じるように容器を取り扱うステップと、
を含む。このような方法は、有利には、単独で又は組み合わせて考慮される以下の様々なステップ、
すなわち、
粉体をリザーバから提供モジュールの入口に搬送するステップと、
回収システムから提供モジュールの入口に粉体を搬送するステップと、
事前の粉体篩い分けステップと、
によって補完される。

【0016】

本発明の更なる特徴及び利点は、純粋に例示的で非限定的であり且つ添付図面と併せて読まれるべき以下の説明からより明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態による付加製造装置の概略図である。

【図2】付加製造粉体を移替える本発明の一実施形態による方法の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、粉体提供モジュール２と製造モジュール４とを備えた付加製造装置１を示す図である。

【0019】

（提供モジュール）
提供モジュール２は、その上部において、第１のガス排出回路２３に接続された吸引システム２１を備える。吸引システム２１は、吸引システム２１の底部に位置する入口２１１と出口２１３とを有する。吸引システム２１は、入口２１１において、吸引システム２１の内部に向けて吸引力を発生させるように設計される。第１のガス排出回路２３は、吸引力を発生させるための真空ポンプを備えることができる。吸引システム２１は、入口２１１から付加製造粉体を受け取り、これを貯蔵するように設計される。貯蔵された粉体は、吸引システム２１の底部に位置し、出口２１３を介して取り出すことができる。吸引システム２１は、粉体が第１の排出回路２３に入らないように、粉体フィルタを備えることができる。吸引システム２１は、例えばサイクロフィルタ２２のような、粉体をガスから分離することを可能にする装置を備える。粉体を気体から分離するための他の装置としては、フィルタを備えるフィルタチャンバ、サイクロン又は排出ボックスが存在する。

【0020】

提供モジュール２は、吸引システム２１の下方に位置するハウジング２５を備える。ハウジング２５は、チャンバを定める様々な壁を含む。ハウジング２５は、チャンバが装置の外部に対して気密シールされた容積であるように閉じることができる。ハウジングは、ハウジングの内部に配置された物体を移動させて取り扱うことができるように設計されている。特に、ハウジングは、チャンバが閉じている間にチャンバ内の物体を移動させて取り扱うための器具を備える。

【0021】

ハウジング２５は、特に、グローブボックスとすることができる。この場合、ハウジングは、ハウジングの気密性が維持されるように、グローブボックス２５１が設けられる２つのオリフィスを有する。グローブ２５１は、チャンバが閉じている間にチャンバ内の物体を移動させ、取り扱うための器具である。オペレータは、グローブ２５１を装着することにより、グローブボックス２５の内部に位置する物体をグローブボックスの外部から取り扱うことができる。オペレータが取り扱われる物体を観察できるように、グローブボックスの壁を透明にすることができる。

【0022】

特に、物体は、付加製造粉体を収容するように設計された容器又はポット２８であってもよい。容器及びポットは、蓋によって閉じることができる。

【0023】

ハウジングの器具は、チャンバが閉じている間、チャンバ内の容器又はポット２８を移動及び閉鎖するように設計されている。

【0024】

ハウジング２５の壁の１つは、第１のドア２５３を有する。第１のドア２５３は、容器が装置外部からチャンバ内へ、又はチャンバから装置外部へ移動可能な開位置と、チャンバが装置外部からシール状態で分離される閉位置との間で移動可能である。第１のドア２５３は、ハウジングが外部から気密分離されるように閉鎖することができる。また、容器又はポットを閉じるように、蓋を内外に移動させることも可能である。

【0025】

ハウジング２５は、１又は２以上の容器を保管し積み重ねることができる通過領域２５５を備えることができる。

【0026】

ハウジング２５は、酸素センサ２５７を含むことができる。センサ２５７は、ハウジング内の酸素分画を測定するように設計される。

【0027】

ハウジング２５は、空気を供給するための供給回路２５９と、不活性ガスを供給するための供給回路２５１１とを含むことができる。不活性ガスは、特に、二窒素又はアルゴンとすることができる。

【0028】

ハウジング２５は、吸引力を発生させるための真空ポンプを含むことができる第２のガス排出回路２５１３を備えることができる。

【0029】

空気を供給するための供給回路２５９、不活性ガスを供給するための供給回路２５１１、及び第２のガス排出回路２５１３の組立体は、チャンバ内の酸素分画及び不活性ガス分画を制御することを可能にするガスストリーム制御システムを定める。

【0030】

提供モジュール２は、吸引システム２１の下方に位置する計量システム２７を備える。計量システム２７は、吸引システム２１の出口２１３に接続されている。吸引システム２１内に貯蔵され、吸引システム２１の底部に位置する粉体は、出口２１３を介して計量システム２７に向けて抽出することができる。

【0031】

吸引システム２１と計量システム２７との間には、バルブ２４が配置されている。開構成のバルブ２４は粉体の通過を可能にし、閉構成のバルブ２４は、吸引システム２１を計量システム２７からシール状態に分離することを可能にする。吸引システム２１が粉体を吸引しているとき、バルブ２４は閉鎖され、吸引が入口２１１においてのみ発生し、吸引システム２１の内部に向けられるようになる。バルブ２４の閉鎖は、吸引システム２１において粉体の吸引を開始することによって自動的にトリガすることができる。

【0032】

計量システム２７は、計量システム内に貯蔵された粉体から正確な量の粉体を分離することを可能にする。この正確な量は、計量システム２７の出口２７１に供給することができる。出口２７１は、ハウジング２５の内部に配置され、バルブ２８を有する。開構成のバルブ２８は、計量システム２７からハウジング２５の内部に向かって粉体を通過させることができ、閉構成のバルブ２８は、計量システム２７をハウジング２５の内部からシール状態で分離することが可能となる。

【0033】

バルブ２８は、特に、ハウジング２５の第１のドア２５３が開位置にあるときに閉鎖される。

【0034】

計量システムは、例えば、計量スクリューとすることができる。計量スクリューは、従来では水平方向である方向に延びるバレルに組み込まれる。スクリューを動作させ、粉体が吸引装置２１から開放バルブ２４を介して計量装置２７に流れ込むと、粉体はスクリューによってバレルが延びる方向に出口２７１に向かって搬送される。

【0035】

また、計量システムは、２つのバルブを含むエアロックとすることができる。エアロックは、所定の容積を有し、吸引装置２１の側部に位置する第１のバルブを通して粉体が充填される際に、正確な量の粉体を隔離することが可能となる。その後、ある容積の粉体は、ハウジング２５の側部に位置する第２のバルブを介してハウジング２５に移送することができる。

【0036】

ハウジング２５は、ハウジング２５の内側で計量システム２７の出口２７１の下方に粉体の容器を受け入れるように設計された移し替え領域を備えることができる。

【0037】

提供モジュール２は、ハウジング２５の下方に位置する主ホッパー２９を備える。主ホッパー２９は、付加製造粉体を貯蔵することを可能にする容器である。

【0038】

主ホッパー２９は、裁頭円錐形を有する容積を有し、多量の製造粉体を貯蔵することができるように設計されている。主ホッパー２９は、裁頭円錐形の軸が垂直であり、裁頭円錐形の容積がホッパーの底部でより小さな水平断面を有するように配向される。主ホッパー２９は、主ホッパーの底部に位置する出口２９３を有する。

【0039】

ハウジング２５は、チャンバと主ホッパー２９との間に配置され、チャンバ内に位置する粉体を主ホッパー２９に移送可能な開位置と、チャンバを主ホッパー２９からシール状態に分離する閉位置との間で移動可能な第２のドア２９１を備える。

【0040】

第２のドア２９１又は隔離ドア２９１は、例えば隔離バルブ２９１である。第２のドア２９１は、ハウジングと主ホッパーの間に、制御された方法で気密開閉可能な通路を定める。通路は、オペレータがハウジング２５から主ホッパー２９に粉体のポットの内容物を空にすることができるように、垂直方向に向けられ十分に広くすることができる。

【0041】

提供モジュール２は、ダイバータを備える。ダイバータは、１つの入口と２つの出口とを備える。

【0042】

ダイバーの入口は、計量システム２７の入口であり、吸引システム２１の出口２１３に接続されている。ダイバータの第１の出口は、計量システム２７の出口２７１である。

【0043】

ダイバータの第２の出口は、計量システム２７を垂直方向に通過する。第２の出口は、吸引システム２１から注がれた粉体が計量システム２７に到達する方向の継続とすることができる。第２の出口は、バイパス回路３１に接続されている。バイパス回路３１は、ダイバータの第２の出口と主ホッパー２９とを直接接続する。バイパスチャネル３１は、垂直方向に配向され、グローブボックス内を通過することができる。バイパス回路３１を通過した粉体は、ハウジング２５の何れの壁にも到達せず、ハウジング２５の雰囲気と直接接触することはない。詳細には、バルブ２８が閉じている場合、バイパス回路３１を通過する粉体は、ハウジング２５の雰囲気と接触しない。

【0044】

第２の出口は、バルブ３０によって制御される。開構成のバルブ３０は、計量システム２７からバイパスチャネル３１に向けた粉体の通過を許容し、閉構成のバルブ３０は、計量システム２７からバイパスチャネル３１に向けた粉体の通過を阻止する。

【0045】

ダイバータを抽出構成に構成することも可能であり、この場合、計量システムの出口における粉体は、グローブボックス２５に向けて選択的に配向される。この構成では、バルブ３０は閉鎖構成であり、計量システムの出口２７１に向かって粉体を搬送するように計量スクリューが動作設定される。

【0046】

ダイバータをループバック構成に構成することも可能であり、この場合、計量システム２１の出口における粉体は、ダイバータの第２の出口に向かって選択的に配向される。この構成では、バルブ３０は開放構成であり、計量スクリューは静止状態である。

【0047】

従って、ダイバータは、計量システム２７とバルブ３０とによって形成されていると考えることができる。

【0048】

提供モジュール２は、主ホッパー２９の下方に配置された計量装置３３を備える。計量装置３３は、篩３５の内部に含まれるスクリーンを損傷しないように、篩３５に送られる粉体の流量を調節することを可能にする。計量装置３３は、主ホッパーの出口２９３に接続されている。計量装置３３は、計量装置３３の底部に位置する出口３３１を有する。

【0049】

提供モジュール２は、計量装置３３の下方に位置する篩３５を備える。篩３５は、計量装置３３の出口３３１に接続されている。この篩によって、粉体の凝集塊を濾過し、レセプタクル３５１内の残りの粉体からこれら凝集塊を分離することが可能となる。篩は、吸引力を発生させるための真空ポンプを備えることができる第３の排出回路３５３を含む。

【0050】

提供モジュール２は、篩３５の下方に位置するリザーバ３７を備える。リザーバ３７は、大量の製造粉体を貯蔵するように設計された裁頭円錐形を有する容積を有するホッパーとすることができる。このホッパーは、裁頭円錐形の軸が垂直であり、裁頭円錐形の容積がホッパーの底部でより小さい水平断面を有するように配向することができる。リザーバ３７は、リザーバの底部に位置する出口３７１を有する。

【0051】

第２のドア２９１が開位置にあるときに、粉体をグローブボックス２５からリザーバ３７に移送することが可能である。その後、粉体は、グローブボックス２５から、主ホッパー２９、計量装置３３、篩３５、次いで最後にリザーバ３７に順次通過することができる。このようにして、グローブボックス２５内に位置する粉体を主ホッパー２９に、又は更に進んでリザーバ３７に移送するように構成された供給回路を定めることが可能である。ハウジングと主ホッパーの間の通路を定め、制御された方法で気密的に開閉可能な第２のドア２９１は、供給回路を開閉することが可能である。

【0052】

提供モジュール２は、乾燥不活性ガス供給システム３６を備える。供給システム３６は、篩３５に接続されたダクト３５２において乾燥不活性ガスのストリームを供給することができる。ダクト３５２を通過する乾燥不活性ガスのストリームは、下から上に向かって篩を通過する粉体に遭遇するように、下から上方に向けて配向される。ダクト３５２を介して篩３５に到達した不活性ガスのストリームはまた、リザーバ３７の上部に拡散する。

【0053】

ダクト３５２と第３の排出回路３５３は、不活性ガスのストリームが、１つの同じ方向で、ダクト３５２を順次通過し、篩を通過する粉体に遭遇して、最後に第３の排出回路３５３を通過できるように、１つの同じ方向で整列することができる。

【0054】

供給システム３６はまた、リザーバ３７の底部、例えば出口３７１に接続されたダクト３７２において乾燥不活性ガスのストリームを供給することができる。

【0055】

リザーバの出口３７１は、リターン回路３９１に接続されている。リターン回路３９１は、リザーバ３７の出口３７１と吸引システム２１の入口２１１とを接続する。リターン回路３９１は、リザーバ３７の出口３７１とハウジング２５とを接続する。リザーバ３７から吸引システム２１を介して粉体ハウジング２５に向けて粉体を搬送することが可能である。吸引システム２１は、リターン回路３９１を介して、リザーバ３７から吸引システム２１に向けて粉体を吸引することができる。

【0056】

また、リザーバの出口３７１は、製造ダクト３９２に接続されている。製造ダクト３９２は、リザーバ３７の出口３７１と製造モジュール４とを接続し、リザーバ３７に含まれる粉体を製造モジュール４に移送することができるようになる。

【0057】

篩３５は、リザーバ３７に収容されて製造モジュール４に移送される粉体が、製造モジュール４に送られる前にできる限り遅れて篩われるように、リザーバ３７の直上に配置されている。

【0058】

リザーバ３７は、主ホッパー２９よりも小さな容積を有することができる。リザーバ３７の役割は、製造モジュール４又は吸引システム２１の何れかに搬送される直前の粉体を貯蔵することである。リザーバ３７は、バッファホッパーと呼ぶことができる。

【0059】

主ホッパー２９は、１又は２以上の３次元物体の付加製造に必要な製造粉体の大部分を収容するように設計されている。主ホッパー２９に収容された粉体は、製造モジュール４に移送されることが意図される。そのために、主ホッパー２９は、主ホッパー２９に位置する粉体から物体を付加製造するように構成された製造モジュール４に接続されるように設計される。主ホッパー２９は、計量装置３３、篩３５、リザーバ又はバッファホッパー３７、及び最後に製造ダクト３９２を通過する粉体の循環によって、製造モジュールに接続される。

【0060】

提供モジュール２は、粉体を出口３７１から戻り回路３９１又は製造ダクト３９２に分流することを可能にするコントローラ３９を備える。

【0061】

提供モジュール２は、第１のガス排出回路２３上に配置された湿分センサ２０１を備えることができる。この湿分センサ２０１により、吸引システム２１により排出されるガスの湿度レベル、すなわち吸引システム２１の入口２１１の上流側の湿度レベルを知ることが可能となる。

【0062】

提供モジュール２は、主ホッパー２９の上部に配置された湿分センサ２０２を備えることができる。この湿分センサ２０２により、主ホッパー２９内の湿度レベルを知ることができ、主ホッパー２９内に存在する可能性のある粉体の湿度レベルに関する情報を直接提供することができる。

【0063】

提供モジュール２は、乾燥不活性ガス供給システム３６に接続された湿分センサ２０３を備えることができる。この湿分センサ２０３により、篩３５又はリザーバ３７に送られる乾燥不活性ガスの湿度レベルを知ることが可能となる。

【0064】

提供モジュール２は、吸引システム２１を含む循環誘導システムを備える。

【0065】

吸引システム２１は、リザーバ３７から戻り回路３９１を介して吸引システム２１に向かって粉体を吸引することができる。

【0066】

（製造モジュール）
その上部において、製造モジュール４は、第４のガス排出回路４３に接続された第２の吸引システム４１を備える。第２の吸引システム４１は、第２の吸引システム４１の底部に位置する入口４１１及び出口４１３を有する。第２の吸引システム４１は、入口４１１に第２の吸引システム４１の内部へ向けられる吸引力を発生するように設計される。第２の吸引システム４１の入口４１１は、製造ダクト３９２に接続されている。第４のガス排出回路４３は、吸引力を発生させる真空ポンプを備えることができる。第２の吸引システム４１は、第４のガス排出回路４３に粉体が入らないように粉体フィルタを備えることができる。第２の吸引装置４１は、例えばサイクロンなど、粉体をガスから分離することが可能な装置を備える。粉体をガスから分離するための他の装置は、例えば、フィルタを含むフィルタチャンバ、サイクロフィルタ、又は排出ボックスなどが存在する。第２の吸引装置４１は、入口４１１から付加製造粉体を受け取り、これを貯蔵するように設計されている。貯蔵された粉体は、第２の吸引装置４１の底部に位置し、出口４１３を介して取り出すことができる。

【0067】

製造モジュール４は、第２の吸引システム４１の下方に位置するエアロック４５を備える。エアロック４５は、不活性化及び圧力の観点で印刷筐体の混乱を避けるように、プリンタチャンバが第２の吸引システム４１と連通することなく、粉体を移送することを可能にする。

【0068】

製造モジュール４は、３次元物体が製造される筐体４９の両側に１つずつ配置された発散スクリュー４７及び収束スクリュー５１を含む。筐体４９は、プリンタチャンバである。

【0069】

製造モジュール４は、製造終了時に拡散され固化されなかった粉体を回収する粉体回収システムを備える。

【0070】

回収システムは、粉体を吸引するように設計された吸引管５３を備えることができる。吸引管５３は、吸引管の入口を構成する吸引ノズル５３３を備える。粉体は、ノズルにて吸引されて、吸引管５３の出口を構成する管の他端に移送される。製造機械１は、吸引管５３の出口と吸引システム２１の入口２１１とを接続する第１の回収ダクト５３１を備えることができる。

【0071】

回収システムは、収束スクリュー５１から到来する粉体を回収するように設計された余剰空気ロック５５を備えることができる。

【0072】

製造装置１は、余剰エアロック５５と吸引システム２１の入口２１１とを接続する第２の回収ダクト５５１を備えることができる。

【0073】

余剰エアロック５５は、不活性化及び圧力の点で印刷筐体の混乱を避けるように、プリンタチャンバが第２の回収ダクト５５１と連通することなく粉体を移送することを可能にする。

【0074】

製造装置１はまた、回収システムから吸引システム２１に向かって制御された方法で粉体を循環させるように設計された第２のコントローラを備えることができる。この点で、入口２１１は、提供モジュール２の入口と呼ばれることができ、この入口は、製造モジュール４に接続され、製造モジュール４内に配置された粉体を受けるように設計されている。

【0075】

製造装置１は、本明細書で述べた粉体の循環を可能にするために、ダクト３９１、３９２、５３１、５５１の交差点に十分なバルブを備えていることに留意されたい。

【0076】

また、入口２１１からグローブボックス２５に粉体を移送することが可能であることに留意されたい。粉体は、吸引システム２１、吸引システム２１の出口２１３、計量システム２７、抽出構成で構成されたダイバータ２７、３０、及び最後にグローブボックス２５を順次通過する。より具体的には、グローブボックス２５に到達した粉体は、グローブボックス２５に収容された容器に流し込むことができる。このように、供給回路とは異なる抽出回路があり、容器がグローブボックス２５に受けられたときに、提供モジュール２の入口２１１から容器に付加製造粉体を移送するように構成され、抽出回路はダイバータ２７、３０を含む。

【0077】

（充填方法）
提供モジュール２は、以下に説明するステップに従って、製造粉体の充填及び篩い分けを可能にする。初期状態では、ハウジング２５は気密閉鎖されて、容器は入っておらず、主ホッパー２９及びリザーバ３７は粉体が空の状態である。ハウジングと主ホッパーの間で第２のドア２９１によって定められる通路は、最初は気密閉鎖されている。

【0078】

第１のステップＳ１の間、ハウジング内部の酸素分画は、少なくとも１８％に到達するように調節される。酸素センサ２５７は、ハウジング２５の内部の酸素分画の測定値を取得する。測定値に応じて、空気供給回路２５９は、酸素分画を増加させるように作動される。ガス排出回路２５１３は、ハウジング２５内の大気圧を実質的に維持するように作動される。酸素センサ２５７により、ハウジング内の酸素分画が少なくとも１８％であることを保証することが可能である。

【0079】

第２のステップＳ２の間、ハウジング２５のドア２５３が開かれ、粉体の容器が挿入されるか、又は粉体の複数の容器がハウジング２５に挿入される。容器は、ハウジング２５の通過領域２５５に配置することができる。

【0080】

第３のステップＳ３の間、ハウジング２５のドア２５３が閉じられ、ハウジング内の酸素分画が２％未満であるように調節される。不活性ガス供給回路２５１１は、酸素分画を減少させるように作動される。ガス排出回路２５１３は、ハウジング２５内の大気圧を実質的に維持するように作動される。酸素分画を２％未満に減少することは、不活性化と呼ぶことができる。酸素センサ２５７により、ハウジング内の酸素分画が２％未満であることを確保することができる。

【0081】

第４のステップＳ４の間、主ホッパー２９は充填される。隔離ドア２９１は、ハウジングと主ホッパーの間の通路を開放するように作動される。オペレータは、器具２５１によって、通過領域２５５において全体容器を取り扱い、容器が開けられて、容器の内容物が通路を通って主ホッパー２９に注がれるようにする。例えば、オペレータは、ハウジング２５のグローブボックスを装着し、通過領域２５５内の全体容器を把持し、容器を開けて、容器の内容物を通路を通して主ホッパー２９に注ぐ。オペレータは、空の容器を通過領域２５５に戻して、ハウジング内の全ての容器が空になるまで同じように進める。

【0082】

第５のステップＳ５の間、隔離ドア２９１が閉じられ、ハウジングと主ホッパーの間の通路を気密閉鎖するようにする。

【0083】

第６のステップＳ６の間、ハウジング内部の酸素分画は、少なくとも１８％に到達するように調節される。空気供給回路２５９は、酸素分画を増加させるように作動される。ガス排出回路２５１３は、ハウジング２５内の大気圧を実質的に維持するように作動される。酸素センサ２５７により、ハウジング内で酸素分画が少なくとも１８％であることを確保することができる。

【0084】

第７ステップＳ７の間、ハウジング２５のドア２５３は開かれ、粉体の空の容器（複数可）がハウジング２５から取り出される。

【0085】

第８のステップＳ８の間、ハウジング２５のドア２５３が気密閉鎖される。

【0086】

第９のステップＳ９の間、粉体は篩い分けされ、リザーバ３７に貯蔵される。主ホッパー２９に収容された粉体は、計量装置３３を介して篩３５に移送される。篩３５は、粉体を篩い分け、過剰に大きい粉体の塊及び凝集体を抽出する。これらの塊は、レセプタクル３５１に移送され、レセプタクルに貯蔵される。篩い分けられた粉体は、篩３５を通過してリザーバ３７に入り、ここで使用前の粉体が貯蔵される。

【0087】

（移し替え方法）
提供モジュール２は、未使用の製造粉体を移し替えることを可能とする。リザーバ３７に初期配置されている未使用の粉体を移し替えるためのプロセスが、以下のステップに従って記載される。初期状態では、ハウジング２５は、気密閉鎖されており、容器は入っておらず、リザーバ３７には未使用の粉体が収容されている。ハウジングと主ホッパーの間で隔離ドア２９１によって定められる通路は、最初は気密閉鎖されている。

【0088】

未使用の粉体が主ホッパー２９に収容されている場合、リザーバ３７に移送されることに留意されたい。この移送は、任意選択的に、リザーバ３７の容積が未使用の粉体の全てを収容するのに十分でない場合に複数回実施することができる。

【0089】

第１のステップＥ１の間、ハウジング内部の酸素分画は、少なくとも１８％に到達するように調節される。酸素センサ２５７は、ハウジング２５の内部の酸素分画の測定値を取得する。測定値に応じて、空気供給回路２５９は、酸素分画を増加させるように作動される。ガス排出回路２５１３は、ハウジング２５内の大気圧を実質的に維持するように作動される。酸素センサ２５７により、ハウジング内の酸素分画が少なくとも１８％であることを確保することが可能である。

【0090】

第２のステップＥ２の間、ハウジング２５のドア２５３は開かれる。

【0091】

第３のステップＥ３の間、空の容器が挿入され、又は複数の空の容器がハウジング２５に挿入される。容器は、ハウジング２５の通過領域２５５に配置することができる。また、容器の蓋が挿入される。容器は、開いた状態で搬入することができる。特に、容器が不活性雰囲気、すなわち、２％未満の酸素と少なくとも９８％の不活性ガスのガス組成を有する場合、容器は閉鎖状態で搬入することができる。

【0092】

第４のステップＥ４の間、ハウジング２５のドア２５３は気密閉鎖される。第５のステップＥ５の間、ハウジング内の酸素分画は２％以下に調節される。不活性ガス供給回路２５１１は、酸素分画を減少させるように作動される。

【0093】

ガス排出回路２５１３は、ハウジング２５内の大気圧を実質的に維持するように作動される。酸素センサ２５７により、ハウジング内の酸素分画が２％以下であることを保証することが可能である。

【0094】

第６のステップＥ６の間、未使用の粉体は、リザーバ３７又は主ホッパー２９から吸引システム２１に移送される。コントローラ３９は、リザーバの出口３７１が戻り回路３９１に接続されるように作動される。

【0095】

リザーバの上部と下部に接続された不活性ガス供給回路３７２は、未使用の粉体をリターン回路３９１に入れるように作動する。吸引システム２１は、吸引システム２１の内部に向けられる吸引力を入口２１１で発生させるように作動する。この作動設定は、濃相モード、希薄相モード、その他の様々な可能な移送モードに従って行うことができる。循環ダクト内の粉体濃度及びガスストリームの速度は、この目的のために制御することができる。

【0096】

第７ステップＥ７の間、サブステップのシーケンスが実行される。

【0097】

このシーケンスは、抽出構成で構成されたダイバータによって実行される。

【0098】

第１のサブステップＥ７１の間、空の容器が、計量システムの下方の通過領域２５５から移し替え領域に移動される。

【0099】

第２のサブステップＥ７２の間、計量システム２７は、吸引システム２１内に貯蔵された粉体から所定量の粉体を分離するように作動される。この量は、容器の最大容量以下である。

【0100】

第３のサブステップＥ７３の間、計量システムは、粉体を抽出するように作動される。容器の位置によって、粉体がその後で容器に入ることが可能になる。

【0101】

第４のサブステップＥ７４の間、容器及びその蓋が器具２５１を使用して取り扱われ、蓋によって容器を閉じるようにする。オペレータは、蓋によって容器を閉じ、充填された容器を移行領域に配置する。

【0102】

未使用の粉体が吸引システム内に残っている場合、及び空の容器が移行領域に残っている場合、サブステップのシーケンスが再開される。２つの条件が満たされる場合、シーケンスは再開され、サブステップＥ７１、Ｅ７２、Ｅ７３及びＥ７４は、新しい空の容器を用いて実行される。そうでない場合、シーケンスは中断され、第８のステップＥ８が実行される。

【0103】

第８のステップＥ８の間、ハウジング内部の酸素分画は、少なくとも１８％に到達するように調節される。空気供給回路２５９は、酸素分画を増加させるように作動される。ガス排出回路２５１３は、ハウジング２５内の大気圧を実質的に維持するように作動される。酸素センサ２５７により、ハウジング内の酸素分画が少なくとも１８％であることを確保することが可能である。

【0104】

第９のステップＥ９の間、ハウジング２５のドア２５３が開かれる。

【0105】

第１の０のステップＥ１０の間、充填され閉じられた１又は複数の容器が、ハウジング２５から取り出される。

【0106】

第１の１のステップＥ１１の間、ハウジングのドアが気密閉鎖される。

【0107】

提供モジュール２は、主ホッパー２９に粉体の容器を充填することを可能にするハウジング２５と、吸引システム２１、計量システム２７、主ホッパー、粉体計量装置３３、粉体篩３５及びリザーバ３７の両方を備える。

【0108】

製造プロセスが終了したときに、リザーバ３７にまだ粉体が貯蔵されている場合、未使用の粉体は、戻り回路３９１を介して吸引システム２１に搬送することができる。

【0109】

次いで、計量システムの下流側に位置するハウジングの存在により、吸引システム２１からハウジング内に配置された空容器に未使用の粉体を搬送することが可能となる。未使用の粉体を移し替えることが可能である。

【0110】

未使用の粉体は、先行技術よりも小さな部分に再包装化することができる。この小さな部分は、粉体容器と同様に、オペレータが取り扱って移動できる程度に軽量である。この再包装化は、ハウジングによって保護された雰囲気下で実施することができる。

【0111】

計量システム２７とバイパスダクト３１により、粉体を吸引システムからハウジング２５又は主ホッパー２９の何れかに循環させることができることに留意されたい。このようにして、先行技術と同様に、製造モジュール４からの未使用の粉体を再利用する前に、移し替えることなく、再度篩い分けすることが可能である。これは、吸引システム２１が未使用の粉体を吸引し、その後、当該粉体がバイパス導管３１を介して主ホッパー２９に直接移動することができることに起因する。その後、未使用の粉体を篩い分けしてリザーバ３７に貯蔵することができる。

【0112】

（製造モジュールからの粉体を移し替えするための方法）
記載された移し替え方法において、未使用の粉体は、最初はリザーバ３７又は主ホッパー２９内に位置している。

【0113】

また、提供モジュール２は、製造モジュール４に最初に位置する未使用の製造粉体を移し替えることが可能である。この場合、製造粉体は、製造モジュール４に移送され、その後、３次元物体の製造プロセスの間に拡散されていた。このプロセスが終了した時点で固化されておらず且つ製造物体を取り囲んでいる粉体の一部は、吸引管５３を介して回収システムにより回収され、また余剰粉体と呼ばれる非固化粉体の別の一部は、収束スクリュー及び余剰エアロックを介して回収される。

【0114】

ステップＰ１において、未使用の粉体は、吸引システム２１に搬送される。粉体は、吸引システム２１によって吸引され、第１の回収ダクト５３１を通過し又は第２の回収ダクト５５１を通過する。

【0115】

ステップＰ１の終了時、未使用の粉体は、吸引システム２１に収容される。

【0116】

未使用の粉体が廃棄されることになる場合、上記で記載されたステップＥ７～Ｅ１１によって、移し替え方法が継続される。

【0117】

未使用の粉体が後で再利用される場合、未使用の粉体を再度篩い分けした後に移し替えることが望ましい。この場合、移し替えプロセスは、以下のステップを含む。

【0118】

ステップＰ２の間、未使用の粉体は主ホッパー２９に移動され、ダイバータ（２７，３０）は、吸引システム２１に含まれる未使用の粉体がバイパスチャネル３１に搬送されるようにループバック構成で構成される。次いで、未使用の粉体は、吸引システム２１の出口２１３からバイパスチャネル３１を介して主ホッパー２９に向かって流れる。

【0119】

ステップＰ３の間、篩３５は、未使用の粉体を篩い分ける。主ホッパー２９に収容された粉体は、計量装置３３を介して篩３５に移送される。篩３５は、粉体を篩い分け、過剰に大きい粉体の塊及び凝集体を抽出する。これらの塊は、レセプタクル３５１に移送され、レセプタクルに貯蔵される。

【0120】

ステップＰ３の終了時、篩い分けられた粉体は、篩３５から離れ、リザーバ３７に入る。

【0121】

移し替え方法の残りの部分は、既に上に記載されたステップＥ１～Ｅ１１に従う。

【0122】

回収チャネル５３１及び５５１の存在により、回収システムが、製造モジュール２において回収された非固化粉体を吸引システム２１に搬送することが可能である。次いで、この粉体は、例えば粉体の容器など、オペレータにより移動される十分に少量で包装化することができる。

【0123】

次いで、計量システムの下流側に位置するハウジングの存在により、未使用の粉体を吸引システム２１からハウジングに配置された空の容器に注ぐことが可能となる。この場所に配置されるハウジング２５によって、保護雰囲気下で未使用の粉体を移し替えることが可能である。この使用により、廃棄される前にオペレータにより搬送できる量の再包装を保護雰囲気下で行うことが可能となる。

【0124】

この粉体は、移し替えの前に再篩い分けすることができる点を留意されたい。ダイバータ２７、３０により、粉体を吸引システム２１からバイパスダクト３１を介して主ホッパー２９に搬送することが可能である。この未使用の粉体は、その後、篩３５によって再篩い分けすることができる。その後、未使用の篩い分けされた粉体は、リターン回路３９１を介して吸引システム２１に戻される。吸引システム２１から、今回は粉体を再包装化のためにハウジング２５に向けて注ぐことができ、ダイバータ２７、３０は抽出構成で構成されている。従って、その後の再利用の可能性のために貯蔵前にオペレータによって搬送できる量の粉体を保護雰囲気下で再包装化することが可能である。

【図1】

【図2】

【国際調査報告】