(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】2021509140
(43)【公表日】20210318
(54)【発明の名称】3次元(3D)オブジェクト印刷用の材料を送出するためのシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
   B22F 3/16 20060101AFI20210219BHJP
   B29C 64/153 20170101ALI20210219BHJP
   B29C 64/205 20170101ALI20210219BHJP
   B33Y 10/00 20150101ALI20210219BHJP
   B33Y 30/00 20150101ALI20210219BHJP
   B22F 3/105 20060101ALI20210219BHJP
【FI】
   !B22F3/16
   !B29C64/153
   !B29C64/205
   !B33Y10/00
   !B33Y30/00
   !B22F3/105
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】37
(21)【出願番号】2020524462
(86)(22)【出願日】20181104
(85)【翻訳文提出日】20200501
(86)【国際出願番号】IL2018051170
(87)【国際公開番号】WO2019092695
(87)【国際公開日】20190516
(31)【優先権主張番号】62/582,327
(32)【優先日】20171107
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】15/869,395
(32)【優先日】20180112
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】520141955
【氏名又は名称】シャフィル、 アーロン ロニ
【氏名又は名称原語表記】SHAFIR, Aaron Roni
【住所又は居所】イスラエル国 テル アビブ 6969201 ヘイル ハミッシュマー ストリート 1
【住所又は居所原語表記】1 Heil Hamishmar Street, 6969201 Tel Aviv Israel
(74)【代理人】
【識別番号】100120662
【弁理士】
【氏名又は名称】川上 桂子
(74)【代理人】
【識別番号】100216770
【弁理士】
【氏名又は名称】三品 明生
(72)【発明者】
【氏名】シャフィル、 アーロン ロニ
【住所又は居所】イスラエル国 テル アビブ 6969201 ヘイル ハミッシュマー ストリート 1
【テーマコード(参考)】
4F213
4K018
【Fターム(参考)】
4F213AB13
4F213AC04
4F213WA25
4F213WB01
4F213WL02
4F213WL25
4F213WL32
4F213WL74
4K018AA03
4K018AA14
4K018BA02
4K018BA08
4K018CA44
4K018EA51
4K018EA60
(57)【要約】
少なくとも1つの3D物体を印刷するための3次元(3D)印刷システムに複数の粉末層を送出するための送出システムであって、該送出システムが丸形の感光性外表面を有する回転可能なドラムと;前記粉末を貯蔵するための容器を備えるホッパーユニットであって、前記回転可能なドラムの前記感光性外表面に前記粉末を分注するように構成されている、ホッパーユニットとを備えている。前記送出システムは、導電性外表面を有する移動可能な送出プレートを備える送出ユニットと、該送出プレートを前記3D印刷システムの加工チャンバに移動させるためのエンジンと、前記回転可能なドラムを帯電するように構成された1つ又は複数の帯電電極と、前記送出プレートを帯電するように構成された帯電ユニットと、を備えている。前記移動可能な送出プレートはさらに、以下のように構成されている、前記分注された複数の層を前記回転可能なドラム外表面から前記送出プレートの導電性外表面に電気的且つ連続的に引き付けるように構成され、且つ該引き付けられた複数の層を加工チャンバ内部側に電気的に反発することにより、前記引き付けられた複数の層を加工チャンバに移転するように構成されている。
【選択図】図2A
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の粉末層を少なくとも1つの3Dオブジェクトを印刷するための3次元(3D)印刷システムへ送出するための送出システムであって、
丸形の感光性外表面を有する回転可能なドラムと、
粉末を格納するための容器を備えるホッパーユニットであって、前記回転可能なドラムの前記感光性外表面上に前記粉末を分注するように構成されたホッパーユニットと、
導電性外表面を有する移動可能な送出プレートを備える送出ユニットであって、該送出プレートを前記3D印刷システムの加工チャンバに移動させるためのエンジンに接続可能である送出ユニットと、
前記回転可能なドラムを帯電させるように構成された1つ又は複数の帯電電極と、
前記送出プレートを帯電するように構成された帯電ユニットと、を備え、
前記移動可能な送出プレートが、前記複数の層を前記回転可能なドラム外表面からその導電性外表面へ電気的かつ連続的に引き付けるようにさらに構成され、かつ
前記引き付けられた複数の層を前記加工チャンバ内部へ電気的に反発することにより、前記吸引き付けられた複数の層を加工チャンバに移転するようにさらに構成されている、システム。
【請求項2】
前記導電性外表面が、絶縁材料の1つ又は複数の層でコーティングされる、請求項1に記載のシステム。
【請求項3】
前記粉末が、非導電性又は導電性粉末材料を含む、請求項1に記載のシステム。
【請求項4】
前記ホッパーユニットが、絶縁材料の1つ又は複数の層を含む、請求項1に記載のシステム。
【請求項5】
前記回転可能なドラムが、前記回転可能なドラムの前記感光性外表面をクリーニングするように構成されたクリーニングユニットを備えている、請求項1に記載のシステム。
【請求項6】
前記送出ユニットが、前記送出プレートの表面をクリーニングするように構成されたクリーニングユニットを備えている、請求項1に記載のシステム。
【請求項7】
前記複数の層をそれぞれ受容するための丸形の感光性外表面を有する複数の回転可能なドラムであって、該複数の回転可能なドラムのそれぞれが、
前記ホッパーユニットであって、各ホッパーユニットが、前記粉末又は他の1つ又は複数の種類の粉末を貯蔵するための前記容器を備えている前記ホッパーユニットと、
前記それぞれの感光性外表面をクリーニングするように構成されたクリーニングユニットと、
前記複数の回転可能なドラムの各それぞれの回転可能なドラムに静電荷を印加するように構成された1つ又は複数の帯電電極と、
各エネルギーユニットが、前記少なくとも1つの3Dオブジェクトの事前定義された画像構造に従って前記感光性外表面を放電するために、前記それぞれの感光性外表面に向かって光ビームを選択的に放射するように構成されたエネルギー源を含む、エネルギー走査ユニットと、を備え、そして
前記移動可能な送出プレートが、前記複数の回転可能なドラムから前記複数層を連続的かつ電気的に引き付けて前記プレート外表面に1つの粉末層を形成し、且つ当該1つの粉末層をレイヤーバイレイヤー(layer by layer)に、前記粉末層を前記加工チャンバ内部に電気的に反発することによって、前記加工チャンバに移転するように構成された、請求項1に記載のシステム。
【請求項8】
前記加工チャンバが、前記複数の層を受容し、段階的に降下されるように構成された加工面と、前記複数の層を融合するためのエネルギーヘッドとを備えている、請求項1に記載のシステム。
【請求項9】
前記エネルギーヘッドが、前記成形された3Dオブジェクトのモデルの選択された断面領域に対応する前記複数の層の各層の所与の領域に、各層がその下の層に固定されるように前記モデルの前記選択された断面領域のCAD断面データに従って、集束レーザービームを当てるように構成されたレーザーヘッドである、請求項8に記載のシステム。
【請求項10】
前記前記3D印刷システムが、圧縮システムである、請求項7に記載のシステム。
【請求項11】
前記圧縮システムが、
空洞を有する容器と、
前記送出プレートから前記複数の層を受容するための受容表面と、
前記受容した複数の層を押圧し、且つ緻密な粉末層を形成するためのトッププレスと、を備えている、請求項10に記載のシステム。
【請求項12】
前記緻密な粉末層が焼結される、請求項11に記載のシステム。
【請求項13】
前記緻密な粉末層の1つが、焼結されないことがあり得る材料を含む、請求項12に記載のシステム。
【請求項14】
複数の粉末層を3D印刷システムに送出して1つ又は複数の3Dオブジェクトを生成する方法であって、該方法が、
感光表面を有する少なくとも1つのドラムを回転させることと、
前記感光性表面においてホッパーユニットから前記複数の層を受容するための前記少なくとも1つの回転ドラムを帯電させることと、
前記少なくとも1つのドラムに関して接線方向に送出ユニットを加工チャンバに移動させることであって、当該送出ユニットが、平坦な導電性外表面を有する移動可能な送出プレートを備えている、移動させることと、
前記少なくとも1つのドラムの前記感光性表面から前記複数の層を連続的に引き付けるために前記送出プレートを帯電させることと、
前記複数の層を前記加工チャンバ内部に反発するために、いったん前記送出プレートが前記加工チャンバの上方又は近傍に配置されると、前記送出プレートの電気的極性を切り替えることと、を含む方法。
【請求項15】
前記1つ又は複数の3Dオブジェクトを作成するためにエネルギーユニットによって前記反発された複数の層を融合することを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記反発された複数の層のそれぞれを圧縮することを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項17】
前記圧縮された複数の層を焼結することを含む、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記複数の層が第1の種類の粉末材料および第2の種類の粉末材料を含み、この場合当該第2の粉末材料が当該第1の粉末材料よりも高い焼結温度を有する、請求項16に記載の方法。
【請求項19】
前記回転可能なドラム速度と同期する速度で前記送出ユニットを移動させることを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項20】
少なくとも1つの3Dオブジェクトを印刷するために複数の粉末層を送出するための送出システムであって、該送出システムが、
複数の回転可能なドラムであって、当該複数の回転可能なドラムのそれぞれが、前記複数の層をそれぞれ受容するための感光性外表面を有し、当該複数の回転可能なドラムのそれぞれが、
ホッパーユニットであって、1つ又は複数の材料を粉末の形態で貯蔵するための容器を備える、ホッパーユニットと、
前記複数の回転可能なドラムの前記それぞれの感光性外表面をクリーニングするように構成されたクリーニングユニットと、
前記回転可能なドラムに静電荷をそれぞれ印加するように構成された1つ又は複数の帯電電極と、を備える、複数の回転可能なドラムと、
走査エネルギーユニットであって、前記少なくとも1つの3Dオブジェクトの事前定義された画像構造に従って前記感光性外表面を放電するために、前記複数の回転可能なドラムの前記それぞれの感光性外表面に向けて光ビームを選択的に放射するように構成されるエネルギー源を備えている走査エネルギーユニットと、
導電性外表面を有する移動可能な送出プレートを備える送出ユニットであって、前記送出プレートを前記3D印刷システムの加工チャンバに移動させるためのエンジンに接続可能である、送出ユニットと、
前記送出プレートを帯電するように構成された帯電ユニットと、を備え、そして
前記移動可能な送出プレートが、前記複数の回転可能のドラムから前記複数の層を連続的かつ電気的に引き付けて、複数の粉末材料のうちの1つの層を当該プレートの外表面に形成し、且つ前記材料の層を加工チャンバ内部に電気的に反発することにより当該複数の粉末材料のうちの1つの層をレイヤーバイレイヤー(layer by layer)に加工チャンバに移転するように構成されている、送出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[相互関連]
本出願は、「フェーズ・アレイコヒーレントハイパワーレーザーを使用する3次元金属印刷システム及び方法(THREE DIMENSIONAL METAL PRINTING SYSTEMS AND METHODS USING PHASE ARRAY COHERENT HIGH−POWER LASER)」と題された、2017年11月7日出願の米国仮特許出願番号第62/582,327号に対する優先権の利益を主張するものであり、上記出願の内容全体を参照により本明細書に援用する。
【0002】
本発明は、一般に、3次元印刷システム及び方法に関し、特に、材料を3D印刷システムに移転するためのシステム及び方法に関する。
【0003】
[参照により援用]
本明細書で言及されているすべての出版物、特許、及び特許出願は、あたかも個々の出版物、特許、又は特許出願のそれぞれが参照により援用されることが具体的かつ個別に示されたかのように、参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【0004】
3次元(3D)印刷は、積層造形又は付加製造(AM)とも呼ばれ、人気が高まっている。技術の進歩に伴い、積層造形技術を通じて3Dモデルを形成する様々な方法が提案されている。一般に、積層造形技術では、コンピューター支援設計(CAD)などのソフトウェアからの3Dモデルの設計情報を使用して、連続的に積み重ねられた複数の薄い断面(準2次元)に変換する。3Dプリントの一般的な方法の1つは、粉末を使用して、それらを所望の形状に固化することである。従来の3D印刷方式及びシステムの例えば、は、例えば、金属又はポリマー粉末を一緒に溶融及び融合するための高出力密度レーザーを含む選択的レーザー溶融法(SLM)又はDMLS(直接金属レーザー焼結法)を含む。
【0005】
近年、2次元(2D)印刷で使用される電子写真方式及びシステムは、3D印刷方式において実装された。従来技術の(2D)印刷によれば、電子写真システムは光導電性材料でコーティングされた導電性支持ドラムを含み、この場合静電潜像は、均一に帯電させ、次に光源によって光導電層を像通りに露光することによって形成される。次に、該静電潜像は現像ステーションに移動され、そこで光導電性絶縁体の非帯電領域にトナーが塗布されて、可視画像が形成される。次に、形成されたトナー画像は、基材(例えば、印刷用紙)に転写され、熱又は圧力で基材に固着される。
【0006】
電子写真を使用して3次元部品を印刷する積層造形システムの一例は、「転写媒体サービスループを備えた電子写真ベースの積層造形システム(Electrophotography−based additive manufacturing system with transfer−medium service loops)」と題された米国特許第8,488,994号に例示されている。回転可能な光伝導体構成要素は、該回転可能な光伝導体構成要素の表面上の材料の層を現像するように構成された現像ステーション、回転可能な光伝導体構成要素の表面から現像された層を受容するように構成された回転可能な転写媒体、及び該回転可能な転写媒体からレイヤーバイレイヤー(layer by layer)に現像層を受容するように構成されたプラテンを含む。積層造形システムはまた、回転可能な転写媒体の全回転の正味の回転速度を実質的に定常状態に維持しながら、回転可能な転写媒体の部分を異なるライン速度で移動させるように構成される複数のサービスループを含む。
【0007】
図1は、先行技術に基づいて、3D印刷システムにおいて粉末の形態で材料を分注するための選択的レーザー溶融法(SLM)システム100を示す。該システム100は、融合容器101と、粉末容器102と、該粉末容器102から該融合容器101に分注された粉末層の像を融合するためのレーザービームを放射するように構成されたレーザーヘッド103とを含む。具体的には、動作中にいったん単層(例えば、最上層)の融合プロセスが完成すると、キャリアプレート108(粉末104及び印刷モデル105を保持する)が下方に移動する一方、キャリアプレート108が上方に移動し、ローラ109又はプレートが粉末容器102から融合容器101へ粉末層を分注してレーザーヘッド103によって融合される。
【発明の詳細な説明】
【0008】
本発明の第1の実施形態により、少なくとも1つの3Dオブジェクトを印刷するために複数の粉末層を3次元(3D)印刷システムに送出するための送出システムが提供され、該送出システムは、丸形の感光性外表面を有する回転可能なドラムと、粉末を格納するための容器を備えるホッパーユニットであって、前記回転可能なドラムの前記感光性外表面上に前記粉末を分注するように構成されたホッパーユニットと、導電性外表面を有する移動可能な送出プレートを備える送出ユニットであって、該送出プレートを前記3D印刷システムの加工チャンバに移動させるためのエンジンに接続可能である送出ユニットと、前記回転可能なドラムを帯電させるように構成された1つ又は複数の帯電電極と、前記送出プレートを帯電するように構成された帯電ユニットと、を備え、前記移動可能な送出プレートが、前記複数の層を前記回転可能なドラム外表面からその導電性外表面へ電気的かつ連続的に引き付けるようにさらに構成され、かつ前記引き付けられた複数の層を前記加工チャンバ内部へ電気的に反発することにより、前記引き付けられた複数の層を加工チャンバに移転するようにさらに構成されている。
【0009】
いくつかの実施形態において、前記送出プレートの導電性外表面は、絶縁材料の1つ又は複数の層でコーティングされている。
【0010】
多くの実施形態において、前記粉末は非導電性又は導電性粉末材料を含む。
【0011】
多くの実施形態において、前記ホッパーユニットは、1つ又は複数の絶縁材料の層を含む。
【0012】
多くの実施形態において、前記回転可能なドラムは、当該回転可能なドラムの前記感光性外表面をクリーニングするように構成されたクリーニングユニットを備えている。
【0013】
多くの実施形態において、前記送出ユニットは、前記送出プレートの表面をクリーニングするように構成されたクリーニングユニットを備えている。
【0014】
多くの実施形態において、前記送出システムは、前記複数の層をそれぞれ受容するための丸形の感光性外表面を有する複数の回転可能なドラムであって、当該複数の回転可能なドラムのそれぞれが、前記ホッパーユニットであって、各ホッパーユニットが、前記粉末又は他の1つ又は複数の種類の粉末を貯蔵するための前記容器を備えている前記ホッパーユニットと、前記それぞれの感光性外表面をクリーニングするように構成されたクリーニングユニットと、前記複数の回転可能なドラムの各それぞれの回転可能なドラムに静電荷を印加するように構成された1つ又は複数の帯電電極と、各エネルギーユニットが、前記少なくとも1つの3Dオブジェクトの事前定義された画像構造に従って前記感光性外表面を放電するために、前記それぞれの感光性外表面に向かって光ビームを選択的に放射するように構成されたエネルギー源を含む、エネルギー走査ユニットと、を備え、そして前記移動可能な送出プレートが、前記複数の回転可能なドラムから前記複数層を連続的かつ電気的に引き付けて前記送出プレート外表面に1つの粉末層を形成し、且つ当該1つの粉末層をレイヤーバイレイヤー(layer by layer)に、前記粉末層を前記加工チャンバ内部に電気的に反発することによって、前記加工チャンバに移転するように構成されている。
【0015】
多くの実施形態において、前記加工チャンバは、前記複数の層を受容し、段階的に降下さように構成された加工表面と、前記複数の層を融合するためのエネルギーヘッドとを備えている。
【0016】
多くの実施形態において、前記エネルギーヘッドは、前記成形された3Dオブジェクトのモデルの選択された断面領域に対応する前記複数の層の各層の所与の領域に、各層がその下の層に固定されるように前記モデルの前記選択された断面領域のCAD断面データに従って、集束レーザービームを当てるように構成されたエネルギーヘッドである。
【0017】
多くの実施形態において、前記3D印刷システムは圧縮システムである。
【0018】
多くの実施形態において、前記圧縮システムは、空洞を有する容器と、前記送出プレートから前記複数の層を受容するための受容表面と、前記受容した複数の層を押圧し且つ緻密な粉末層を形成するためのトッププレスと、を備えている。
【0019】
多くの実施形態において、前記緻密な粉末層が焼結される。
【0020】
多くの実施形態において、前記緻密な粉末層の1つが、焼結されないことがあり得る材料を含む。
【0021】
本発明の第2の態様によれば、複数の粉末層を3D印刷システムに送出して1つ又は複数の3Dオブジェクトを生成する方法が提供され、該方法は、感光表面を有する少なくとも1つのドラムを回転させることと、前記感光性表面においてホッパーユニットから前記複数の層を受容するための前記少なくとも1つの回転ドラムを帯電させることと、前記少なくとも1つのドラムに関して接線方向に送出ユニットを加工チャンバに移動させることであって、当該送出ユニットが、平坦な導電性外表面を有する移動可能な送出プレートを備えている、移動させることと、前記少なくとも1つのドラムの前記感光性表面から前記複数の層を連続的に引き付けるために前記送出プレートを帯電させることと、前記複数の層を前記加工チャンバ内部に反発するために、いったん前記送出プレートが前記加工チャンバの上方又は近傍に配置されると、前記送出プレートの電気的極性を切り替えることと、を含む。
【0022】
多くの実施形態において、前記方法は、前記反発された複数の層を、前記1つ又は複数の3Dオブジェクトを作成するためのエネルギーユニットによって融合することを含む。
【0023】
多くの実施形態において、前記方法は、前記反発された複数の層のそれぞれを圧縮することを含む.
【0024】
多くの実施形態において、前記方法は、前記圧縮された複数の層を焼結することを含む。
【0025】
多くの実施形態において、前記複数の層は、第1の種類の粉末材料及び第2の種類の粉末材料を含み、該第2の粉末材料は、該第1の粉末材料よりも高い焼結温度を有する。
【0026】
多くの実施形態において、前記方法は、前記回転可能なドラム速度と同期する速度で前記送出ユニットを移動させることを含む。
【0027】
本発明の第3の実施形態により、少なくとも1つの3Dオブジェクトを印刷するために複数の粉末層を送出するための送出システムが提供され、該送出システムが、複数の回転可能なドラムであって、当該複数の回転可能なドラムのそれぞれが、前記複数の層をそれぞれ受容するための感光性外表面を有し、当該複数の回転可能なドラムのそれぞれが、ホッパーユニットであって、1つ又は複数の材料を粉末の形態で貯蔵するための容器を備える、ホッパーユニットと、前記複数の回転可能なドラムの前記それぞれの感光性外表面をクリーニングするように構成されたクリーニングユニットと、前記回転可能なドラムに静電荷をそれぞれ印加するように構成された1つ又は複数の帯電電極と、を備える、複数の回転可能なドラムと、走査エネルギーユニットであって、前記少なくとも1つの3Dオブジェクトの事前定義された画像構造に従って前記感光性外表面を放電するために、前記複数の回転可能なドラムの前記それぞれの感光性外表面に向けて光ビームを選択的に放射するように構成されるエネルギー源を備えている走査エネルギーユニットと、導電性外表面を有する移動可能な送出プレートを備える送出ユニットであって、前記送出プレートを前記3D印刷システムの加工チャンバに移動させるためのエンジンに接続可能である、送出ユニットと、前記送出プレートを帯電するように構成された帯電ユニットと、を備え、そして
前記移動可能な送出プレートが、前記複数の回転可能のドラムから前記複数の層を連続的かつ電気的に引き付けて、複数の粉末材料のうちの1つの層を当該プレートの外表面に形成し、且つ前記材料の層を加工チャンバ内部側に電気的に反発することにより当該複数の粉末材料のうちの1つの層をレイヤーバイレイヤー(layer by layer)に加工チャンバに移転するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【0028】
本開示の実施形態の原理が利用される例示的な実施形態を述べる以下の詳細な説明、及び添付の図面を参照することによって本開示の特徴及び利点のより良い理解が、得られるであろう。
【0029】
【図1】従来技術に従って、粉末の層を使用して3Dモデルを印刷するためのシステムを示す図である。
【図2A】実施形態により、静電法を使用して三次元印刷ユニットの加工チャンバに1つ又は複数の材料を送出するように構成された送出システムを示す概略図である。
【図2B】実施形態により、走査ユニットを備える送出システムを示す概略図である。
【図2C】実施形態により、複数の種類の材料で作られる3Dオブジェクトを印刷するための複数材料送出システムを示す概略図である。
【図2D】実施形態により、回転ドラムに材料を送給するように構成されたホッパーユニットを示す概略図である。
【図3】実施形態により、送出システムの動作コマンドなどのソフトウェア要素及びハードウェア要素を含む要素を概略的に示す高レベルのブロック図である。
【図4A】実施形態により、電子写真法を使用して1つ又は複数の材料を送出するための方法のフローチャートを示す。
【図4B】実施形態により、様々な段階での送出プレートを示す概略図である。
【図4C】実施形態により、ホーム(原点)位置での送出システムを図示する概略図である。
【図5】実施形態により、電子写真法を使用して複数の材料を3次元印刷システムに送出するように構成された単一のドラムを備える複数材料送出システムを示す概略図である。
【図6】別の実施形態による、複数の材料送出システムの概略図を示す。
【図7】実施形態により、真空を利用する複数の材料送出システムの概略図を示す。
【図8】実施形態による、図7の送出プレートの断面の概略図を示す。
【図9A】は、実施形態により、真空法を使用して複数の材料を送出するための方法のフローチャートを示す。
【図9B】実施形態による、各送出ステップにおける送出システムの状態の概略上面図を示す。
【図10】従来技術による、ダイプレスシステム100の断面図である。
【図11】実施形態により、3Dオブジェクトを生成するためのシステムを示す概略図である。
【図12】実施形態により、少なくとも2つの材料を圧縮システムに送出し、1つ又は複数の3Dオブジェクトを生成するための方法のフローチャートを示す。
【図13】本開示のいくつかの実施形態による方法及び装置との組み込みに適したコンピュータシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下の説明では、本発明の様々な態様が説明される。説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために特定の詳細が示されている。本発明の本質的な性質に影響を与えることなく詳細が異なる本発明の他の実施形態があることは、当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、図に示され、明細書に記載されているものに限定されず、添付の特許請求の範囲に示されているとおりであり、適切な範囲は、上記の特許請求の範囲の最も広い解釈によってのみ決定される。
【0031】
本明細書で使用される場合、同様の文字は同様の要素を指す。
【0032】
したがって、本明細書で使用される場合、「光導電性」という用語は、感光性にも関連し得る。
【0033】
本明細書に開示される構成は、改良された3D印刷送出方法、システム、及び装置を提供するために、多くの方法のうち1つ又は複数を組み合わせることができる。本明細書に開示される構成の1つ又は複数の構成要素は、多くの方法で互いに組み合わせることができる。
【0034】
いくつかの実施形態によれば、静電法を使用して単一の種類の粉末を3D印刷システムの加工チャンバに移転することを含む、3Dモデルを印刷するための方法及びシステムが提供される。
【0035】
他の実施形態によれば、粉末の形態で複数の層を移転するための方法及びシステムが提供され、この場合、前記複数の層は、少なくとも1つの3Dオブジェクトを印刷するための2つ以上の材料(例えば、異なる粉末材料)を含み得る。送出システムは、例えば、丸形の感光性外表面を有する回転可能なドラムと、前記1つ又は複数の材料を格納するための容器を備えるホッパーユニットであって、前記回転可能なドラムの前記感光性外表面上に前記粉末を分注するように構成される、ホッパーユニットと、例えば、絶縁可能である平坦な導電性外表面を有する移動可能な送出プレートを備える送出ユニットであって、前記送出プレートを加工チャンバに移動させるためのエンジンに接続可能である送出ユニットと、前記回転可能なドラム及び前記移動可能な送出プレートに静電荷を印加するように構成された1つ又は複数の帯電電極と、を備え、前記移動可能な送出プレートは、前記複数の分注された材料の層を前記回転可能なドラム外表面から前記送出プレートの前記導電性外表面に電気的に且つ連続的に引き付けるように、且つ前記引き付けられた材料の層を3D印刷システムの加工チャンバに、前記材料の層を該加工チャンバ内部側に電気的に反発することによって、レイヤーバイレイヤー(layer by layer)に移転するようにさらに構成される。
【0036】
別の実施形態により、真空吸引法を使用して粉末を加工チャンバーに送出することを含む、3Dモデルを印刷するための方法及びシステムが提供される。
【0037】
場合によっては、前記粉末は、誘電体材料又は液体でコーティング又は包含される。該誘電体材料は、例えば、ナノコンポジット又はコーティングを構成するポリエステル又はワックスで作られたナノ粒子を含み得る。
【0038】
図2Aは、実施形態により、静電法を使用して3次元印刷ユニットの加工チャンバ290に1つ又は複数の材料を送出するように構成された送出システム200を示す。該システム200は、事前定義された回転速度に従って1つ又は複数のモータ201によって、例えば、反時計回りに回転し、且つ材料(例えば、粉末の形態で)の1つ又は複数の層を、ホッパーユニット213から該材料を電気的に引き付けることにより受容するように構成される光導電性又は感光体ドラム214などの回転光導電性又は感光体構成要素を備えている。システム200は、感光体ドラム214から材料を移動させ且つ引き付けるように構成された移動可能な送出プレートなどの送出プレート218を備える送出ユニット205をさらに備えている。これに加えて、該送出プレート218は、引き付けられた材料の1つ又は複数の層を加工チャンバ290まで移転するように構成される。加工チャンバ290では、該材料が例えば、レーザー源295などのエネルギー源によって溶融される。代替的に、送出された材料の1つ又は複数の層は、3Dモデルを形成するための既知の3D印刷又は圧縮方法に従って押圧され得る。
【0039】
いくつかの実施形態によれば、ドラム214は、例えば、シャフト208の周りを回転するように構成されている。該シャフト208は、これに対応して駆動モータ201に接続される。該駆動モータ201はシャフト208を反時計回りに回転するように構成されている。場合によっては、ドラム214は一定の速度で回転され得る。
【0040】
ドラム214は、円筒形状又は他の形状を有してもよく、銅、アルミニウムなどの導電性材料を含み得、又はそれらから作製され得る。ドラム214は、例えば、帯電ユニット219などの帯電手段によって静電的に均一に帯電されるように構成された丸形の感光体又は光導電性外表面216などの表面を含む。
【0041】
場合によっては、表面216は、導電性ドラム214の円周表面の周りに延びる薄いフィルムであり、アモルファスシリコン、セレンなどの1つ又は複数の光導電性材料から得られる。表面216は、例えば、ドラム214の右側に配置されたホッパーユニット213から分注される粉末の形態で、静電吸引力を使用して1つ又は複数の材料を受容するように構成されている。
【0042】
いくつかの実施形態によれば、ホッパーユニット213は、例えば、粉末207の形態で1つ又は複数の材料を格納するための容器又はカートリッジ209と、帯電し且つ回転した表面216により引き付けられた粉末207を放出するための1つ又は複数のチャネルとを備えている。いくつかの実施形態によれば、ホッパーユニット213は、容器209から粉末を受容し、且つ粉末207がドラム214上の非帯電領域に電気的に付着している状態で回転するように構成されたドラム221を備えている。
【0043】
場合によっては、ホッパーユニット213は、粉末を帯電させるように構成された現像ブレード257を備えていてもよい。具体的には、現像ブレード257は、ホッパードラム221の上部に取り付けられ得る。現像ブレード257は、例えば、クロム又は同様の材料を有するステンレス鋼の1つの層を含み得る。
【0044】
いくつかの実施形態によれば、粉末207は、現像ブレード257との摩擦中に電気的に帯電され得る、そして粉末207が容器209から分注され、ドラムに付着される(例えば、引き付けられる)と、粉末は擦られかつ現像ブレードによって静電的に帯電される。この分注された粉末は、ドラム216の帯電領域と同じ電荷で帯電しているので、粉末207は、帯電領域から除去され、エネルギー走査ユニット270によって露光された領域においてのみドラムに付着される。
【0045】
いくつかの実施形態において、粉末は、絶縁材料でコーティングされた導電性材料を含むか、又はそれから作られてもよい。
【0046】
ドラム214は、その径方向表面上に、回転するドラム214に近接していて、先の分注サイクルから残留した粒子を表面216からクリーニングするためのクリーニングユニット217を備えてもよい。場合によっては、クリーニングユニット217に近接して、システム200は、例えば、光ビームを表面216に向けることによってドラムを放電するための放電ユニット223を備えてもよい。いくつかの実施形態によれば、帯電ユニット219は、回転されるドラム及び/又は表面216を帯電させるように構成された、ローラチャージ(例えば、コロナワイヤ、スコロトロン、帯電ローラ、及び他の静電帯電装置)を含んでもよい。
【0047】
いくつかの実施形態によれば、送出プレート218は、1つ又は複数のエンジンを使用して、例えば、軌道に沿って加工チャンバ290に向かって方向232に移動するように構成されている。場合によっては、送出プレート218は、リニアアクチュエータ又はリニアピストンなどのアクチュエータに接続されている。場合によっては、送出プレート218は、ギヤ伝動装置又はネジ組立体によって、モータの軸方向運動を回転運動に変換するように構成されたモータなどの回転システムに接続されてもよい。
【0048】
いくつかの実施形態によれば、送出プレート218は、ドラム214に接して(例えば、XYZ軸のX軸に平行に)矢印232の方向に、且つ加工チャンバ290に向かって、ドラム214の上方に位置付け及び移動される。ドラム216の回転速度及び送出プレート218の速度は、送出プレート218がドラム216の上又は下に位置付けされるとすぐに分注された材料を受容し、整然としたまっすぐな層を維持するために、例えば、プロセッサ250によって同期される。
【0049】
場合によっては、送出プレート218は、長方形又は他の形状を有し得、銅、アルミニウムなどの伝導性材料から作製され得る。実施形態により、送出プレート218は、ドラム214から粉末層264を引っ張る電荷を有する帯電器237によって帯電することができるように伝導性材料から作製される。場合によっては、送出プレートは、銅、アルミニウム又は銅などの導電性材料で作製された、導電性の平坦な外表面を含んでもよい。場合によっては、送出プレートは、数ミクロン、例えば、1〜5ミクロンの厚さを有し得る。
【0050】
いくつかの実施形態によれば、送出プレート218は、絶縁材料の1つ又は複数の層を含んでもよい。具体的には、導電性材料からなる粉末材料が3Dオブジェクトを生成するために使用される場合、送出プレート218の底部(例えば、粉末と接触している送出プレート外表面203)は、粉末の電荷が送出プレートに流れるのを防ぐように構成された、例えば、1〜20ミクロンの絶縁材料の薄層279を含んでもよい。
【0051】
いくつかの実施形態によれば、送出プレート218は、先の送出サイクルから残留した材料粒子を表面213からクリーニングするために例えば、送出プレート218の下の遠位端の1つ(例えば、左遠位端)に位置するクリーニングユニット247を備えている。
【0052】
いくつかの実施形態によれば、加工チャンバ290は、上昇又は降下し、材料の層を送出プレートから受容するように構成された(粉末層を受容するための)キャリアプレート291を備えている。
【0053】
いくつかの実施形態によれば、送出システム200は、感光性外表面を放電するためのドラムのそれぞれの感光性外表面に向かって選択的に光ビーム放射するためにレーザー又は撮像装置などの走査又はエネルギー手段を使用しないでホッパーユニットからドラムの表面に粉末の形で材料を分注するように構成されている。したがって、粉末送出プロセスを強化及び加速する。
【0054】
いくつかの実施形態によれば、エネルギー源295は、3Dオブジェクトの層を作成するために材料層264などの1つ又は複数の熱可融性材料を霧化するように構成されたファイバ位相アレイコヒーレント高出力レーザーなどのレーザー源であり得る。又は、層内の画像を融合するための既知の電子ビーム溶解(EBM)法を使用する。
【0055】
動作中、複数の粉末層(例えば、均質層)が、ホッパーユニット213からドラム214の円周表面216全体又は実質的に全体に連続的に分注される。次のステップで、送出プレート218は、回転した表面216から粉末を引き付けるための帯電器237によって、粉末の電荷と反対の電荷、例えば、プラスに帯電され得る。帯電段階に続いて、送出プレート218は、加工チャンバ290に向かって移動(例えば、水平に、例えば、X軸に沿って)開始する。送出プレートがドラムの上又は部分的に上に位置するときに(例えば、回転しているドラムの接線方向に又は近接して)、材料の粉末層が送出プレート表面203に電気的に引き付ける。次のステップで、送出プレート218は、回転しているドラムから加工チャンバ290まで移動を継続して、いったん送出プレート218が加工チャンバ290の上に来ると、帯電器237は送出プレートの電荷極性を切り替える。例えば、帯電器237はプレートの電荷を放電させ、送出プレートが以前に持っていた電荷と反対の電荷でプレートを帯電する。そこで、粉末と送出プレートの両方に同じ極性がロードされるため、粉末は送出プレートから電気的に反発し、加工チャンバ290に落下する。
【0056】
したがって、各送出サイクルにおいて、粉末層は、送出プレート218から反発され、加工チャンバ290において受容される。その後、受容された各粉末層は、例えば、エネルギーユニットによって別々に融合されるか、または3Dオブジェクト画像のそれぞれの3D断面画像に応じて押圧手段によって圧縮される。
【0057】
いくつかの実施形態により、3Dオブジェクトの最終構造又は断面は、加工チャンバ290において形成され、送出プレート又はドラムにおいては形成されないことが強調される。
【0058】
図2Bは、別の実施形態によりシステム210を示す概略図である。システム210は、前述のシステム200のすべての要素を提示するが、例えば、レーザー源などのエネルギー源241を備えるエネルギー走査ユニット270をさらに含み、該エネルギー走査ユニット270は、3Dオブジェクトの事前定義された画像構造に従って走査ユニット270を制御するためのプロセッサユニット250と通信する。走査ユニット270は、事前定義された画像構造に従って表面216を放電するためにドラム214が(例えば、反時計回りに)回転するにつれて、静電帯電した表面216に向けてプロセッサユニット250に従って、ミラーユニット251を介して光ビーム243を選択的に放射するように構成される。この選択的に放電された箇所は、粉末をコンテナチューブから落下させ、表面216に電気的に付着されて3DCADモデルに従ってモデル断面の層を形成する。分注された粉末264は、帯電された送出プレート218に向かって回転され、該帯電された送出プレート218は分注された粉末216を引き付けてそれを加工チャンバ290に送出する。
【0059】
いくつかの実施形態によれば、エネルギー源は、走査レーザー(例えば、ガス又は固体レーザー)光源、発光ダイオード(LED)アレイ露光装置、及び2D電子写真システムで従来から使用されている他の露光装置であってよい。代替の実施形態において、エネルギー源に適した装置には、帯電したイオン又は電子をドラム表面216に選択的に直接堆積させて潜像電荷パターンを形成するように構成されたイオン蒸着システムが含まれる。
【0060】
図2Cは、実施形態により、複数の種類の材料から作製された3Dオブジェクト293を印刷するための複数材料送出システム260を示す。該送出システム260は、粉末の形態で異なる種類の材料207A、207B、207Cなどの複数の材料を加工チャンバ290へ、例えば、同時に、送出するように構成されている。該複数材料送出システム260は、少なくとも2つのドラム、例えば、3つのドラム214A、214B及び214Cを備えている。いくつかの実施形態によれば、各ドラムは、図2Bに示されるユニットを含む。具体的には、これらの3つのドラム214A、214B、及び214Cは、それぞれ、例えば、異なる粉末材料207A、207B、及び207Cを含む3つのホッパーユニット213A、213B及び213Cと、3つのクリーニングユニットと、3つの放電器ユニット219A、219B、219Cと、3つの走査ユニット270A270B及び270Cとを含む。送出システム260は、複数送出システム260の構成要素をホストコンピュータ282から受信した印刷命令に基づいて同期式に動作させるように構成されているマイクロプロセッサベースのエンジン制御システム及び/又はデジタル制御プロセッサシステムなどの1つ又は複数のプロセッサを含む1つ又は複数の制御ユニット280をさらに備えている。ホストコンピュータ282は、コントローラ280と通信して送出命令(及び他の動作情報)を提供するように構成された1つ又は複数のコンピュータベースのシステムである。場合によっては、コントローラは、粉末の加工チャンバへの送出をスケジュール設定及び/又は同期させるためのプリンタコントローラ283と通信し得る。例えば、えば、ホストコンピュータ282は、所望の3Dモデルに関連する情報をプロセシングコントローラ280及び283に転送し得、したがって、コントローラ280は、送出層の各サイクルでコントローラ283をスケジュール設定し、それによりシステム260が加工チャンバ290へレイヤーバイレイヤー(layer by layer)に迅速に送出できるようにする。
【0061】
場合によっては、材料207A、207B及び207Cは、チタン、アルミニウム、ステンレス鋼又はニッケル基の超合金からなる群から選択されてもよい。
【0062】
図2Dは、いくつかの実施形態により、材料207、例えば、粉末粒子の形態の導電性材料を回転中のドラム216に供給するように構成されたホッパーユニット273を示す概略図である。該ホッパーユニット273は、材料207を格納するための箱又は立方体として成形された容器276を備えている。該該容器276は、ABSプラスチック、セラミック又は既知の絶縁材料などの絶縁材料から作製され得る。他の実施形態において、帯電した材料の電荷の散乱を防止するために、例えば、えば、容器内部の1つ又は複数の接触ゾーンにおいて、1つ又は複数の絶縁材料を含むか又はそれによって内部を被覆してもよい。
【0063】
動作中、材料207は、例えば、容器276の底部に配置された1つ又は複数の電極ユニット277によって、例えば、数十万ボルト(例えば、5,000〜200,000ボルト)の高電位で帯電されてもよい。場合によっては、すべて又は実質的にすべての粉末粒子207には同じ電荷をかけられているため、互いに反発し、粉末粒子207の粒子の雲が形成される。この電荷をかけられた粉末がドラム216に到達すると、既存の方法と同様にレーザースキャナーでマークされた領域に付着される。
【0064】
いくつかの実施形態によれば、粉末粒子207は、例えば、1〜5ミクロンの範囲の厚さを有する薄い誘電材料でコーティングされてもよい。代替的には、ナノ粒子が誘電特性を有する場合、粉末粒子207は、粉末粒子の外表面に付着したナノ粒子を含んでもよい。場合によっては、粉末が帯電している。場合によっては、粉末の単一の粒子は、3〜100ミクロンの粒径を有し得る。ナノ粒子コーティングは、粉末に静電属性を提供し、融合プロセス中に蒸発する可能性がある。ナノ粒子は、粉末207に付着され得る。
【0065】
場合によっては、粉末粒子は非導電性材料であってもよい。
【0066】
図3は、実施形態により、送出システム300の動作コマンドのようなソフトウェア要素及びハードウェア要素を含む、要素を概略的に示す高レベルブロック図である。該システム300は、コントローラ301と通信して送出及び印刷命令317(及び他の動作情報)を提供するように構成された1つ又は複数のコンピュータを利用したシステムを備えるコンピューティングユニットを備えている。
【0067】
例示的な方法400の送出及び印刷プロセスを実施するための命令317は、例えば、コンピューティングユニット内の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に格納することができる。コンピューティングシステムによって実行されると、この命令はコンピューティングシステムに、事前定義されたデータに基づいて送出及び印刷システムの実行方法を実施させることができる。いくつかの実施形態において、該非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、一時的又は恒久的にデータ又はプログラムを記憶するために使用される1つ又は複数の物理装置である。例えば、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体には、フラッシュメモリ、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、CD−ROM、DVD、フラッシュメモリ装置、磁気ディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、及びクラウドコンピューティングを利用した記憶装置が含まれる。
【0068】
本開示のいくつかの実施形態により方法及び装置との組み込みに適したコンピューティングシステムが図13に示されている。
【0069】
コントローラは、各断面がそれぞれの粉末材料ごとの複数層画像を含む、例えば、複数の薄い断面(準2次元)に変換された3次元コンピュータ化モデル(例えば、STL[標準テンプレートライブラリ]形式ファイルなど)などの情報を含む3Dデータ311を受信するように構成されている。例えば、3種類の粉末材料を含む3Dモデルの場合、3つの断面画像が層毎に提供される。コントローラは、好ましくは次の順序で、送出システムを動作させるためのコマンド302〜307を提供するために受信した情報を分析する。ただし、コマンドは異なる順序で動作される場合があることに注意されたい。
【0070】
コマンド302は、各ドラム214A、214B及び214Cのユニットを、例えば、同期的に動作させるための以下の命令を含む。
ドラムクリーニングユニット217A、217B、217Cを動作させる;
静電帯電ユニット219A、219B、219Cを動作させる;及び
ホッパーユニット213A、213B、213Cを動作させる。
【0071】
コマンド303は、ドラムエンジンを動作させるための1つ又は複数の命令を含む。場合によっては、コマンド303は、速度制御命令及び位置命令を含む。例えば、コントローラは、加工チャンバ290内での正確な層堆積に必要な場所において粉末が送出プレート218に貼り付くように粉末をドラムに付着させるのが望ましいポイントまでドラムを回転させる命令をドラムに発することができる。
【0072】
コマンド304は、各ドラム214A、214B及び214Cのユニットを、例えば、同期的に動作させるための以下の命令を含む:
ドラムクリーニングユニット217A、217B、217Cを動作させる。帯電ユニット219A、219B、219Cを動作させる。ホッパーユニット213A、213B、213Cを動作させる。
【0073】
コマンド304は、ドラム表面上の選択されたポイントを例えば、電子写真で露光することにより所望の画像を形成するためにエネルギー走査ユニットを各ドラム表面上の選択されたポイント(例えば、ピクセル単位で)に誘導するためのデータを含む。該データには、ドラム毎の3Dモデルのスライスされた2D画像が含まれる場合がある。例えば、図2Cは、例えば、3つの異なる材料207A、207B及び207Cを含む複数の層297を融合することによって、作成された3Dオブジェクト293のサンプル断面2D画像を示す。
【0074】
コマンド302〜304の各々は、ドラム及びそれぞれの走査ユニットを動作させる。
【0075】
コマンド305は、ドラム214A、214B及び214Cから分注された粉末を受容し且つ受容した粉末を移転して加工チャンバ290において融合又は押圧するために送出プレート218を動作させるための1つ又は複数の命令を含む。コマンド305は、以下の命令を含み得る。
【0076】
送出プレートを関連する位置(例えば、P0、PI ...P5)に移動させる。
送出プレートを帯電させる;
送出プレートを放電させる;
送出プレートのクリーニングユニット247を動作させる。
【0077】
コマンド306は、送出プレート218及びキャリアプレート291の位置及び速度を制御及び同期させるための命令を含む。例えば、命令は、キャリアプレートエンジンの持ち上げ速度と同期されたドラムエンジン回転数を含む。
【0078】
コマンド307は、加工チャンバ290において粉末層を選択的に融合するための3Dオブジェクト(例えば、オブジェクト293)の、例えば、スライス層の1つ又は複数の画像の形式のデータを含む。そして、送出された粉末を融合するための加工チャンバのエネルギーユニット295(又は押圧ユニット)を動作させる。
【0079】
図4Aは、実施形態により、電子写真法及び静電法を使用して1つ又は複数の材料を送出するための方法400のフローチャートを示す。この方法は、3つのドラムを備える送出システムに関するが、3つより少ない又は多いドラムを備える他の任意の送出システムにも関し得る。
【0080】
ステップ412〜414において、システムユニットが起動される。この起動段階は以下のステップを含む:ステップ412において、各ドラムのクリーニングユニット、静電帯電ユニット及びホッパーユニットが起動される。ステップ414において、それぞれのドラムのモータ201が、所定の速度に従って各ドラムを回転させるために起動される。ステップ416において、ユニットは、1つ又は複数の種類の材料を加工チャンバ290に移転するために準備された「ホーム」(原点)位置に移転される。例えば、図4Cは、3つの種類の材料(例えば、粉末A、B及びC)を加工チャンバ490に送出する準備ができた「ホーム」位置にある3D印刷システム400の斜視図を示す。加工チャンバ290は、送出システム481の左側に近接して3D印刷システム400の遠位左側に配置されてもよい、したがって、「ホーム」位置では送出プレート218は、送出システム481の右側に近接する遠位右側に配置される。したがって、キャリアプレート406は、送出システム481から第1の粉末層を受容するための加工チャンバ490の上部レベルに位置付けされる。
【0081】
ステップ422〜428に示される次の段階において、層分注サイクルが始まる。ステップ422において、データがコントローラから各ドラムのそれぞれの走査ユニットに送信される。該データには、各ドラムの表面上の放電領域の画像を生成するために、したがって各ドラムへのデータに基づいて材料を各ドラムに電気的に付着するために各材料の各層の2D画像にスライスされた3DCADファイルデータが含まれている。ステップ424において、データ(例えば、画像融合データ)がコントローラから融合ユニットに送信される。該データは、加工チャンバにおいて粉末層を選択的に融合するために例えば、3D部品のスライス層の1つ又は複数の画像の形態の情報を含む。ステップ426において、送出プレート218は、例えば、ドラムの回転表面216A、216B及び216Cから分注された粉末を引き付けるために、例えば、帯電器237によって例えば、正に帯電される。
【0082】
以下のステップにおいて、ホッパーユニットから材料を引き付けるためにドラムが回転しているとき(例えば、反時計回り)に、帯電ユニット241A、241B及び241Cがそれぞれ表面を静電的に帯電させるために連続的に動作される。したがって、送出プレート218は、回転しているドラムから粉末層を静電的に引き付けるために、ドラムに向かって及びその上方(例えば、接線方向)に矢印232の方向に前進する。具体的には、ステップ432において、エネルギー走査ユニット270Aは、ドラム表面の選択された領域を露光するために光ビームをドラム214Aに放射するように起動され、ステップ433において、ホッパーユニットからの材料207Aは、ドラム表面の露光領域に引き付けられる。ステップ434において、送出プレートはステップ435においてドラムの表面から材料を引き付けるために第1のドラム214Aに向かって及びその上を移動する。例えば、図4Bに示されるように、送出プレートは、点P1から点P2まで移動し、点P2は第1のドラム214Aの上のP0から距離L2に位置し、材料207Aをドラム214Aから送出プレート表面に引き付ける。PIは、送出プレート上の最初の粉末画像点として定義され得る。
【0083】
いくつかの実施形態によれば、送出プレート速度は次式で求められる。
V:プレートの速度= N*D*PI(M/Min)
ここで、
D:ドラム外径(M)
N:ドラムの回転速度(RPM)
【0084】
ステップ436において、走査ユニット240Bは、ドラム表面Bの選択された領域を露光し且つステップ437においてドラムの表面から材料を引き付けるために、ドラム214Bに光ビームを放射する。ステップ438において、送出プレートは、第2の材料を収集するために第2のドラムBに向かって移動し続ける。具体的には、図4Bに示すように、送出プレートは、点P2から点P3に移動し、点P3は第2のドラム214Bの上方のP0から距離L3に位置し、材料207Bをドラム214Bから送出プレート218表面に引き付ける。ステップ439において、ホッパーユニット209Bからの材料207Bは、したがって、ドラム表面の露光領域に引き付けられる。ステップ442において、走査ユニット270Cは、ドラム表面Cの選択された領域を露光し且つステップ443において材料をドラム表面から引き付けるために光ビーム443Cをドラム214Cに放射する。ステップ444において、送出プレート218は、ステップ445において第3の材料207Cを収集するために第3のドラムCに向かって移動し続ける。具体的には、図4Bに示すように、送出プレートの遠位端は点P3から点P4に向かって移動し、点P4は第3ドラム214Cの上方のP0から距離L4に位置し、材料207Cをドラム214Cから送出プレート表面に引き付ける。
【0085】
場合によっては、粉末は、送出プロセス時間を短縮するために、1つ又は複数のドラムから送出プレート218に同時に送出され得る。例えば、ステップ435がまだ動作中であるときにステップ439は動作されてもよい、したがって、ステップ435及び439の両方がまだ動作中であるときいステップ445は動作中であってもよい。
【0086】
それぞれのドラムからの送出プレート218による材料のすべての層の蓄積に続いて、送出プレート218は、ステップP4において点P4から加工チャンバ290まで連続的に移動し且つ送出プレートの点P1は点P5に位置付けられるので送出プレートの底部に付着された材料画像は、加工チャンバ(例えば、加工チャンバの空洞を覆う)の上に設置される。ステップ460において、送出プレート218が放電され、反対のマーク(例えば、送出プレートの電気極性を切り替える)で帯電される。その結果、ステップ462において、材料の層が送出プレート218から電気的に反発され且つキャリアプレート206上に分注される。ステップ470において、クリーニングユニットが起動され且つクリーニングユニットが取り残された粉末又は加工チャンバへ分注されなかった材料画像の非移転部分を除去するとステップ472において点P5から点P0(原点位置)に後退する。ステップ480において、分注された粉末層がエネルギーユニットレーザーヘッドによって融合され且つステップ482において、キャリアプレート291(現在融合されている粉末を保持する)が層厚さSだけ縦(Y)軸方向に降下される。
【0087】
ステップ490において、分注された層のインデックス番号に関して二分決定を行うことができる。それが最終層(例えば、すべての3Dオブジェクト層が加工チャンバにおいて移転及び融合された場合)である場合には、印刷プロセスが完了し且つステップ492においてキャリアプレートが加工チャンバ490の最大上部レベルまで持ち上げられ戻される。最終層ではない場合には、ステップ416において次の層を送出するためにプロセスが継続する。
【0088】
図5は、実施形態により、電子写真法を使用する3次元印刷システムに複数の材料を送出するように構成された複数材料送出システム500を示す。該システム500は、所定の回転速度に従って1つ又は複数のモータにより、例えば、反時計回りに回転するように構成された単一の感光体ドラム514を備えている。場合によっては、該ドラムは一定の速度で回転する。ドラムは、円筒形又は他の形状を有してもよく且つ銅、アルミニウム、N?ビニルカルバゾール(例えば、有機モノマー)からなる有機光導電体などの導電性材料を含むか又はそれらで作製されてもよい。ドラム514は、セレンなどの1つ又は複数の光導電材料でコーティングされ且つ例えば、静電帯電器523などの帯電手段によって静電的に帯電されるように構成された光導電性表面516などの表面を含む。
【0089】
いくつかの実施形態によれば、システム500は、ドラム表面516に電気的に付着されることになる異なる種類の材料を供給するための複数のホッパーユニットを備えている。システム500は、事前定義された画像構造に従って表面上の選択的位置を放電するための複数のそれぞれの走査ユニットをさらに備えている。
【0090】
具体的には、いくつかの実施形態によれば、システムは、ドラムの周囲を覆うために円周面516の周りに位置付けされた4つのホッパーユニット513A、513B、513C及び513Dと、ドラム表面516上の選択された位置をマークするためのそれぞれの走査ユニットとを備えている。より具体的には、ホッパーユニット513A、513B、513C及び513Dの各々は、したがって、例えば、4つの異なる種類の粉末材料といった材料を格納するための容器と、帯電した回転表面によって引き付けられた粉末を放出するための1つ又は複数のチャネルとを備えている。いくつかの実施形態によれば、ホッパーユニット513A、513B、513C及び513Dの各々は、容器から粉末を受容し且つ粉末がドラム514上の非帯電領域に電気的に付着して(例えば、レーザーマークに従って)且つドラム上の帯電領域から反発されている間回転するように構成されたドラムを備えている。
【0091】
ドラム514は、その半径方向表面上に、クリーニングユニット517を備えてもよい。該クリーニングユニット517はドラム514をクリーニングして先の印刷サイクルから残留した粒子を除去するためのもので回転ドラムと連絡している。場合によっては、クリーニングユニット517に近接して、システム500は、例えば、光ビームを表面516に向けることによってドラム514を放電/帯電させるための放電器/帯電器ユニット523(例えば、コロナワイヤ、スコロトロン、帯電ローラ、及び他の静電帯電装置)を備えてもよい。
【0092】
多くの実施形態において、送出システムの動作原理は、以下の属性のうちの1つ又は複数を含む。ドラム514は、放電器/帯電器ユニット523がドラムを帯電している間回転する。次のステップにおいて、ドラム上に画像を作成する光ビーム(例えば、レーザービーム)を放射することにより、走査ユニット540Aなどの第1の走査ユニットによってドラムが走査される。レーザーがドラムに当たると、画像に従って、ドラムの特定の領域が放電される。ドラムの帯電に続いて、例えば、負に帯電した粉末を有するドラムを備える第1のホッパーユニット513Aは、第1の種類の材料の粉末部分564がドラム514の非帯電領域に(例えば、レーザーマークに従って)電気的に付着され且つ負電荷を含むドラムの領域から反発される間、回転する。次のステップで、ドラムが矢印501の方向に回転すると、走査ユニット540Bは、例えば、順次に、第2の種類の粉末部分567を電気的に付着させるためにドラムに向かって光を発する。これに応じて、第3及び第4の種類の粉末部分569及び粉末部分571は、エネルギー走査ユニット540C及び540Dによって表面に電気的に付着される。次のステップにおいて、例えば、第1の回転サイクルが完了すると、例えば、正に帯電している送出プレート531は、分注された粉末部分564、567、569及び571を受容し且つ材料A、B、C及びDなどの複数の材料を含む粉末の第1の層を生成するための加工チャンバ590に向かって矢印511の方向にそれらを移転するためにドラムに接近する(例えば、ドラム514に対して接線方向に上に移動する)。
【0093】
図6は、別の実施形態により、複数材料送出システム600の概略図を示す。送出システム600は、例えば、粉末形態の複数材料を直接吸引し、且つこれらの材料を加工チャンバ690に送出するように構成された光導電性表面622を有する光導電プレート618などの送出プレートを備えている。該送出プレート618は、材料を収集し且つそれらを加工チャンバ690に送出するために所定の速度で送出プレートを起動及び移動させるためのリニアアクチュエータ639などの1つ又は複数のエンジンを使用して矢印625の方向に移動し得る。
【0094】
いくつかの実施形態によれば、システム600は、送出プレート618の下に配置された、図2Cに示されるユニットのような複数のホッパーユニット及び走査ユニットを備えている。例えば、システム600は、表面622に電気的に付着されることになる3つの異なる種類の材料(例えば、粉末の形態)を供給するための3つのホッパーユニット613A、613B及び613Cを含み得る。システムはさらに、それぞれの走査ユニット、例えば、光ビームを放出し且つ所定の画像構造に従って表面上の選択的な位置を放電するための3つの走査ユニット670A、670B及び670Cを含み得る。
【0095】
システム600は、先の印刷サイクルから残った粒子を除去して送出プレート618をクリーニングするために送出プレート618の遠位右端の下方に配置されたクリーニングユニット617をさらに備えている。場合によっては、クリーニングユニット617に近接して、システム600は、例えば、光ビーム622を表面622へ向けることによってプレート618を放電・帯電するための放電器/帯電器ユニット623(例えば、コロナワイヤ、スコロトロン、帯電ローラ、及び他の静電帯電装置)を備えてもよい。
【0096】
多くの実施形態において、送出システムの動作原理は、以下の属性のうちの1つ又は複数を含む。送出プレート618は、帯電器623によって帯電され、且つ送出プレートの底面622の必要な領域の一部に画像を作成する光ビーム(例えば、レーザービーム)を放射することによって送出プレート618の底面622の選択された領域を走査(例えば、放電)する第1走査ユニット670Aへ及びその上を矢印625の方向に移動する。光ビームが表面622に当たると、表面622の特定の領域が放電され、それに応じて第1の種類の材料がホッパーユニット613Cから電気的に引き付けられ且つ表面622の非帯電領域に電気的に付着される。次のステップにおいて、送出プレート618は、第2の種類の材料を電気的に付着させるために表面622に向かって光を放射する第2の走査ユニット670Bに移動し続ける。それに応じて、第3の種類の材料は第3の走査ユニット670Cによってホッパーユニット613Cから表面622に電気的に付着される。該第3の走査ユニット670Cは、表面622の底部に付着された3つの種類の材料を含む粉末層の像672の形成を完了させる。次のステップにおいて、送出プレート618は加工チャンバ690に移動し且ついったんプレート618が加工チャンバ690の真上に位置付けられると、送出プレート618は、例えば、電源ユニット、例えば、放電器ユニット669により反対のマークで帯電される。その結果、粉末層の像672は、送出プレート618から加工チャンバ690の加工プレート601まで電気的に反発される。サイクルの終わりに、分注された層が、例えば、融合され、送出プレート618は3Dオブジェクトの次の層を送出するために後退する。いくつかの実施形態によれば、送出プレート618が後退すると、クリーニングユニット617は先の印刷サイクルから残留した粒子を取り除く。
【0097】
図7は、実施形態により、複数材料送出システム700の概略図を示す。該システム700は、例えば、3Dオブジェクトの事前定義されたスライス2D画像に従って送出プレートの底部722において1つ又は複数の材料を吸引及び保持するように構成された送出プレート720を含む。システム700は、材料を受容し、この受容した材料を保持し、加工チャンバに移転するための真空法を利用する。具体的には、送出プレート720は、密閉空洞745と、送出プレート720をポンプ730に接続するための入口パイプ728とを備え、密閉空洞745から空気を吸引して外部圧力と比較して空洞内部に低圧を形成して真空密閉空洞745を生成する真空又は吸引空気パイプなどを含む。システム700はさらに、送出プレート720の底部を覆って封止するための封止材料750を備えている。いくつかの実施形態において、システム700は、該封止材料を回転、格納及び付着するための自動封止テープローラ752を含む。該自動封止テープローラ752は、コントローラから受けた命令に従って、例えば、各送出サイクルの開始時に封止材料を自動的に解放し、封止材料を送出プレート720(例えば、送出プレート底部)に付着するように構成される。システムは、所定の位置で封止材料を自動的に切断するための切断ツール754をさらに備えている(例えば、使用済の封止材料がすでに孔を有し、したがって使用できないため、材料の各層が加工チャンバに移転された後に切断が行われる)。場合によっては、切断された使用済み材料を廃液容器に回収し、プレートの下部に新しい封止材料を付着する。いくつかの実施形態において、自動封止テープローラ752及び切断ツール754は、互いに近接して配置され、送出プレート720の底部遠位端に取り付けられる。場合によっては、封止材料は、薄いナイロン又は10〜50ミクロンの厚さを有するPVC及びLDPEなどの他の材料で作製されてよい、送出プレート底部722を封止するためのサイズ及び形状を有してもよい。例えば、送出プレート720は幅50〜70cmの長方形形状を有してもよく、したがって、封止材料は送出プレート720の底部を覆うのに適合するサイズを有してもよい。自動封止テープローラ752は、回転ドラムを含む当技術分野で既知の任意の種類のものとすることができる。適切なテープの非限定的な例には、封止ローラ軸に取り付けられ、プレートの横行速度に応じて回転的に解除されるモータが含まれる。
【0098】
いくつかの実施形態によれば、システム700は、例えば、図2Cの下に配置された、例えば、図2Cに示されているユニットなど、複数のホッパーユニット及び走査ユニットを備えている。例えば、システム700は、表面722に吸引により付着されるべき例えば、3つの異なる種類の材料を供給するための3つのホッパーユニット713A、713B及び713Cを含み得る。システム700は、それぞれの走査ユニット、例えば、えば、事前定義された画像構造に従って密封表面上の選択的な位置に孔を形成する光ビームを放射するための3つの走査ユニット740A、740B及び740Cをさらに備え得る。システム700は、先行の印刷サイクルから残留した粒子を送出プレートからクリーニングするために、例えば、送出プレート720の遠位左端の下に配置されたクリーニングユニット717をさらに備えている。
【0099】
図8は、実施形態により、図7の送出プレート720の断面の概略図を示す。送出ユニット820は、上部封止層860と、外部空気圧に対して低い空気圧を有する空洞845と、複数の孔814を含む底部層と、該底部層(例えば、孔814)を覆うための封止材料850を含む封止層とを備え得る。いくつかの実施形態によれば、各孔814のサイズは、粉末の単一粒子のサイズよりも小さくしているため、空洞845への粉末の通過を阻止するが、空気が孔814を通過して空洞845に流入することを可能にしている。例えば、場合によっては、粉末の単一粒子の直径は10〜20ミクロンの範囲であり、したがって、各孔814の直径は、空洞845への粉末のアクセスを防ぐために10ミクロン未満とする必要がある。
【0100】
場合によっては、封止層は、ゴムなどの弾性材料で作製され得、底部層は、セラミック又は他の低摩擦材料で作製され得る。
【0101】
図9Aは、実施形態により、真空法を用いて複数の材料を送出するための方法900のフローチャートを示す。図9Bは、実施形態により、各送出ステップでの送出システム700の状態の概略上面図を示す。ステップ910において、例えば、送出プレートを封止空洞から空気を吸引するためのパイプに接続することによって、真空封止空洞が作成される。ステップ920において、送出プレートが起動され且つ例えば、矢印725の方向に加工チャンバに移動される。ステップ930において、封止材料850(例えば、ナイロン)が、例えば、送出プレートの底面に締結される。場合によっては、図9Bのステージ1に示されるように、封止材料850は、自動封止テープローラ752から解放され、送出プレートに締結される。ステップ940において、封止層は穿孔され事前定義された画像に従って封止表面上の層(例えば、複数のナイロン孔)に開口部が形成される。場合によっては、表面上に画像を形成するために封止表面上の選択された領域にレーザービームを放射するように構成されたレーザー源などの、1つ又は複数のスキャナーによって孔が形成される。例えば、図9Bのステージ2に示されているように、第1の孔921は、送出プレートの底面にあるスキャナー(例えば、走査ユニット740A)によって形成される。ステップ950において、粉末が穿孔封止材料へ吸引され粉体画像を形成する。具体的には、図9Bのステージ3に示すように、いったん送出プレートが図7の第1のホッパーユニット713Aを通過すると、第1の種類の粉末がホッパーユニットから送出プレートの底面にある図8の孔814に吸引される。孔のサイズは粉末のサイズよりも小さいので、粉末はプレートの表面に残留し、画像921’を形成する。ステップ960において、事前定義された画像に従って、以下の種類の粉末を送出プレートに付着させるために吸引プロセスが繰り返される。例えば、図9Bのステージ3〜6に示されるように、第2の種類の粉末は、孔931に吸引され、粉末画像931’を形成する。ステップ970において、それぞれのホッパーユニットからの送出プレートによるすべての材料(例えば、A、B及びC)の蓄積及び付着に続いて、送出プレートは加工チャンバに向かって引き続いて移動し、加工チャンバの上に位置決めされるので、取り付けられた送出プレートの底部に付着した粉末の画像は加工チャンバ(例えば、加工チャンバの空洞を覆うように)の上に位置付けられる。ステップ980において、吸引パイプが送出プレートから切り離され、且つ/又はスイッチが切られ、その結果、粉末が送出プレートから加工チャンバに落下する。ステップ985において、粉末の次の層を移転するために、送出プレートが「ホーム(原点)」位置に後退される。追加的に、例えば、送出プレートが「ホーム」(原点)位置に後退するにつれて、送出プレート表面は、クリーニングユニット717によってクリーニングされる。ステップ990において、分注された層のインデックス番号に関して二分決定を行うことができる。それが最終層(例えば、すべての3Dオブジェクトレイヤーが加工チャンバにおいて移転及び融合された)である場合には、印刷プロセスが完了し、キャリアプレートが加工チャンバ490の最大上部レベルまで折り返し持ち上げられる。それが最終層でない場合には、プロセスが継続し、受容層は次の層を収集及び送出するためにステップ920に戻る。
【0102】
[3Dオブジェクトを形成するための圧縮方法及び圧縮システム]
炭化タングステンなどの硬質金属の3次元オブジェクト製造のための様々な方法及びシステムが近年利用可能になった。3D金属製造プロセスの最も一般的な方法の1つはダイプレスである。この方法は、粉末の形態の金属を緻密な金属粉末形態に圧縮すること、及びこの圧縮形態を焼結して3D金属物体を生成することを含む。焼結ステップ後の完全に形成された製品の中空領域と断面を避けるために圧縮ステップが必要である。
【0103】
具体的には、硬質金属又は炭化物又はチタンなどの粉末は、そのような粉末を一対のプレス金型の間又はパンチとダイのアセンブリの間でプレスする手段によって所望の形状に形成される。このようなプレス法で用いられる金型には、寸法精度が要求される。
【0104】
図10は、従来技術に従ったダイプレスシステム1000の断面図である。このシステムは、ホッパー1040から粉末形態で分注された金属を受容するためのダイキャビティ1010と、この分注された粉末をプレスするためのトップパンチ1020及びボトムプレス1030を備えている。運転中、金属粉末は、ダイ空洞1110が充填されるまで、ホッパー1040(例えば、シューホッパー)によってダイ空洞1010に送給される。次のステップにおいて、トップパンチ1020が粉末を下方に押圧して緻密な粉体フォームを形成する。その後、トップパンチはダイ空洞1010から持ち上げられる一方、コンパクト粉体をダイ空洞から放出させるためにボトムパンチは上方に移動する。これに応じて、各コンパクト粉体は、固化プロセスを完了するための焼結プロセスに移される。送出プロセスは、受容された金属粉末ごとに繰り返される。
【0105】
従来の圧縮方法及びシステムは、少なくともいくつかの点で理想的ではない可能性がある。従来の3D圧縮方法は、要求された3Dオブジェクトを生成するために要求製品に応じて特定の事前定義された固定空洞モデルを含むみため、丸みを帯びた形状のモデルは3D正方形オブジェクトの形成に使用できないことは明らかである。
【0106】
追加的に、粉末をいくつかのダイカストに効果的に配置することが困難であるため、従来の圧縮方法及びシステムは通常、各圧縮動作サイクルで単一のオブジェクトを提供する一方、現在の方法及びシステムは、単一の圧縮サイクルにおいて複数の分離した3Dオブジェクトを同時に圧縮し得る。
【0107】
図11は、実施形態により、1つ又は複数の3Dオブジェクトを生成するためのシステム1100を示す概略図である。該システム1100は、図2Cの前述のシステム260のすべての要素を提示するが、エネルギーユニット295の代わりに、システム1100は、3D緻密な粉体オブジェクトを形成するための圧縮システム1120を備えている。有利なことに、該圧縮システムは、3Dオブジェクトを生成するために事前定義されたモデルを必要とせず、3Dオブジェクトを記述するコンピューターデータに従って少なくとも2つの材料を使用して3Dオブジェクトを構築し、未固化材料の連続した層を押圧システムへ分注することにより、3Dオブジェクトを形成し得る。加えて、本発明のシステム及び方法は、押出成形の幾何学的制限のために、従来技術の方法に従って製造されない可能性がある複雑な幾何形状を含む3Dオブジェクトを生成し得る。例えば、3Dオブジェクトには、外部からアクセスできない内部空洞スペースが含み得る。これらの幾何形状は、ナイフなどの硬質金属切削工具の熱放散にとって重要な場合がある。具体的には、熱応力はこれらのツールの最も重要な故障要因である。さらに、これらのナイフの侵食のほとんどは、切断中に摩擦の結果としてナイフを加熱することによって引き起こされ、また液体冷却剤を輸送するための内部ラインを含む例外的な形状を使用することによりナイフの加熱を減らすことが可能となり、したがって、使用時間を延長することが可能である。
【0108】
いくつかの実施形態によれば、システム1100は、例えば、粉末の形態の1つ又は複数の未固化材料を含む連続した層を加工チャンバ1119に移転するように構成された電子写真送出システム1110などの送出システムを備えている。加工チャンバ1119は、空洞を有する容器1132、連続した層(例えば、粉末の形態)を受容するための受容表面1125、及び緻密な粉末層を形成する分注される粉末層のそれぞれを押圧するためのトッププレス1130を備える圧縮システム1120を含み得る。
【0109】
場合によっては、1回の操作で層全体を圧縮できるように、トッププレスのサイズを加工表面より少し大きくする必要がある。トッププレスの運動及び動力は、例えば、機械的モータによって、又は油圧ピストンによって生成される圧力によって行うことができる。
【0110】
いくつかの実施形態によれば、送出システム1100は、複数の種類の材料を分注するための複数のドラムを備えている。例えば、システム1100は、複数の材料を受容し、それらの材料をレイヤーバイレイヤー(layer−by−layer)に加工チャンバ1120に移転するように構成された静電送出プレート1132に2つの種類の材料を分注するための2つのドラム1114A、1114Bを備え得る。例えば、第1のドラム1114Aは、カーバイド切削工具などの3Dカーバイドオブジェクトの形状を形成するためのカーバイドを含む第1の種類の材料1121(例えば、粉末の形態)を分注し得る。第2のドラム1114Bは、粒状材料などの焼結手段では処理され得ない第2の種類の材料1123(例えば、粉末の形態)を分注し得る。該粒状材料は、処理された第1の種類の材料1121のためのシェル又は外部サポートとして使用される砂又は亜硝酸チタンなどの微細に分割された岩石及び鉱物粒子から構成され得る。
【0111】
場合によっては、第2の材料は、第1の材料よりも高い焼結温度を有し、したがって、第1の材料の焼結温度では融合せず、粉末形態のままである。
【0112】
2つの未固化材料を含む連続した層は、送出プレート1132によって加工表面1125に移転され得る、またトッププレスによって圧縮されて緻密な粉体を形成する。圧縮された材料は、焼結システムに移転されるか、又は加熱手段を使用して加工チャンバ1119において局所的に加熱される。該加熱手段は第2の材料が粉体フォームのままである状態で第1の材料(例えば、カーバイト)を硬化させ、したがって、準備された3Dオブジェクトを抜き取ることを許容する。
【0113】
図12は、実施形態により、少なくとも2つの材料を粉末の形態で圧縮システムに送出し、1つ又は複数の3Dオブジェクトを生成するための方法1200のフローチャートを示す。ステップ1210において、第1の粉末材料が送出プレートに塗布され、ステップ1220において、第2の材料が送出プレートに塗布され、2つの未固化層を含む層を形成する。実施形態により、材料(例えば、第1の材料)の少なくとも1つは、他の材料(例えば、非粒状材料)から形成された3Dオブジェクトのためのシェル又はフレームを形成する焼結プロセスの影響を受けないように十分に高い溶融温度を有する粒状材料など、焼結しない材料である。例えば、粒状材料の焼結温度は、他の(例えば、第2の)材料の焼結温度より高くなければならない。2つの材料は、例えば、3Dオブジェクトのスライス層の1つ又は複数の画像の形態の情報を含むコンピュータ制御プロセッサなどの1つ又は複数のプロセッサから受信したデータに従って送出プレートに分注される。材料は、図2A〜2Cに示されるような静電法を使用して、又は少なくとも2つの材料を圧縮システムに移転するために図5〜8に示される他の方法及びシステムに従って送出され得る。ステップ1230において、2つの材料を含む層が、送出プレートから加工チャンバ(例えば、加工表面に)に分注される。ステップ1240において、分注された層が圧縮される。例えば、トッププレス1120は、矢印1131の方向に加工面に向かって降下し、分注された層を押圧する。ステップ1250において、分注された層のインデックス番号に関して二分決定を行うことができる。それが最終層(例えば、すべての3Dオブジェクトレイヤーが加工チャンバに移転されて圧縮された)である場合、ステップ1260において、例えば、焼結オーブンを使用して圧縮された層が焼結され、材料(例えば、カーバイト材料)の1つから1つの固体塊を含む3Dオブジェクトを成形する。それが最終層でない場合、プロセスはステップ1210において次の層を送出するために継続する。
【0114】
場合によっては、粉末層の焼結することは、第1の粉末材料の焼結温度で第1の粉末材料及び第2の粉末材料を焼結することを含む。
【0115】
2つの材料の使用は、使用され得る可能な3Dオブジェクトの単なる一例であることが強調される。2つより多い材料であってそのうちの1つの材料が粒状材料である材料を含む3Dオブジェクトも使用することが可能である。
【0116】
また、図2、3、5〜12に示されている送出システムの構成要素は、好ましくは、動作中に周囲光がシステムの構成要素に透過することを防止する閉囲可能ハウジング(図示せず)内に保持されることも強調される。
【0117】
本明細書ではドラムとして記述されているが、光導電体ドラムは、代替として、ローラ、ベルトアセンブリ、又は他の回転可能なアセンブリであってもよい。
【0118】
本開示は、本開示の方法を実施するようにプログラムされているコンピュータ制御システムを提供する。図13は、本開示のいくつかの実施形態による方法及び装置との組み込みに適したコンピュータシステムの一例を概略的に示している。
【0119】
コンピュータシステム1301は、例えば、ホストコンピュータ282であってもよく、又は図2のプロセッサ又はコントローラを含んでもよい。コンピュータシステム1301は、例えば、質問及び回答、応答、統計分析など、本開示の情報の様々な態様を処理することができる。コンピュータシステム1301は、ユーザの電子装置、又は電子装置に対して遠隔に位置するコンピュータシステムであってもよい。電子装置は、モバイル電子装置とすることができる。
【0120】
コンピュータシステム1301は、シングルコア又はマルチコアプロセッサ、又は並列処理のための複数のプロセッサであり得る中央処理装置(CPU、本明細書では「プロセッサ」及び「コンピュータプロセッサ」とも)1305を含む。コンピュータシステム1301はまた、メモリ又はメモリロケーション1310(例えば、ランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ、フラッシュメモリ)と、電子記憶ユニット1315(例えば、ハードディスク)と、1つ又は複数の他のシステムと通信するための通信インターフェース1320(例えば、ネットワークアダプタ)と、キャッシュ、他のメモリ、データストレージ、及び/又は電子ディスプレイアダプタなどの周辺装置1325と、を含む。メモリ1310、記憶ユニット1315、インターフェース1320及び周辺装置1325は、マザーボードなどの通信バス(実線)を介してCPU1305と通信する。記憶ユニット1315は、データを記憶するためのデータ記憶ユニット(又はデータリポジトリ)とすることができる。コンピュータシステム1301は、通信インターフェース1320の助力によって、コンピュータネットワーク(「ネットワーク」)1330に動作可能に結合することができる。ネットワーク1330は、「インターネット」、「インターネット」と通信するインターネット及び/又はエクストラネット、又はイントラネット及び/又はエクストラネットとすることができる。ネットワーク1330は、電気通信及び/又はデータネットワークとする場合もある。ネットワーク1330は、クラウドコンピューティングなどの分散コンピューティングを可能にすることができる1つ又は複数のコンピュータサーバーを含むことができる。ネットワーク1330は、場合によっては、コンピュータシステム1301の助力によって、ピアツーピアネットワークを実装することができ、これによってコンピュータシステム1301に結合された装置がクライアント又はサーバとして挙動することが可能になり得る。
【0121】
CPU1305は、プログラム又はソフトウェアで具現化することができる一連の機械可読命令を実行することができる。命令は、メモリ1310などのメモリ位置に格納され得る。命令は、CPU1305に向けることができ、これによって引き続いて、本開示の方法を実施するようにCPU1305をプログラムするかあるいは構成し得る。CPU1305によって実行される動作の例は、取り出し、復号、実行、及び書き戻しを含むことができる。
【0122】
CPU1305は、集積回路などの回路の一部とすることができる。システム1301の1つ又は複数の他の構成要素を回路に含めることができる。場合によっては、回路は特定用途向け集積回路(ASIC)である。
【0123】
記憶ユニット1315は、ドライバ、ライブラリ、及び保存されたプログラムなどのファイルを記憶することができる。記憶ユニット1315は、例えば、ユーザの設定及びユーザプログラムなどのユーザデータを記憶することができる。場合によっては、コンピュータシステム1301は、イントラネット又は「インターネット」を介してコンピュータシステム1301と通信するリモートサーバ上に配置されるなど、コンピュータシステム1301の外部にある1つ又は複数の追加のデータ記憶ユニットを含むことができる。
【0124】
コンピュータシステム1301は、ネットワーク1330を介して1つ又は複数のリモートコンピュータシステムと通信することができる。例えば、コンピュータシステム1301は、ユーザ(例えば、親)のリモートコンピュータシステムと通信することができる。リモートコンピューターシステム及びモバイル通信装置の例には、パーソナルコンピューター(例えば、ポータブルPC)、スレート又はタブレットPC(例えば、Apple(登録商標)iPad、Samsung(登録商標)Galaxy Tab)、電話、スマートフォン(例えば、Apple(登録商標)iPhone、Android対応機種、Blackberry(登録商標)))、携帯情報端末(PDA)、ウェアラブル医療装置(例えば、Fitbits)、又は医療装置モニター(例えば、発作モニターなど)が挙げられる。ユーザは、ネットワーク1330を用いてコンピュータシステム1301にアクセスすることができる。
【0125】
本明細書に記載される方法は、例えば、メモリ1310又は電子記憶ユニット1315などのコンピュータシステム1301の電子記憶場所に記憶された機械(例えば、コンピュータプロセッサ)実行可能コードによって実現され得る。機械実行可能コード又は機械読み取り可能コードは、ソフトウェアの形で提供できる。使用中、コードは、プロセッサ1305によって実行できる。場合によっては、コードを、記憶ユニット2185から検索することができ、プロセッサ1305により容易にアクセスできるためのメモリ1310に格納することができる。状況によっては、電子記憶ユニット1315を排除することができ、機械実行可能命令はメモリ1310に記憶される。
【0126】
コードは、事前コンパイルして且つコードを実行するように適合されたプロセッサを有するマシンに使用するため構成することができ、あるいは実行時にコンパイルすることができる。コードは、コードを事前コンパイルされた方法又はコンパイル済みの方法で実行可能にするように選択できるプログラミング言語で提供できる。
【0127】
コンピュータシステム1301など、本明細書で提供されるシステム及び方法の態様は、プログラミングで具現化することができる。技術の様々な態様は、典型的には、機械(又はプロセッサ)実行可能コード及び/又はあるタイプの機械可読媒体で担持されるか又は具現化される関連データの形の「製品」又は「物品」と考えることができる。機械で実行可能なコードは、メモリ(例えば、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ)又はハードディスクなどの電子記憶ユニットに保存できる。「記憶」型媒体としては、コンピュータ、プロセッサなどの有形メモリのいずれか又はすべて、又は様々な半導体メモリ、テープドライブ、ディスクドライブなど、それらの関連モジュールを挙げることができ、ソフトウェアプログラミングのためにいつでも非一時的記憶を提供し得る。ソフトウェアの全部又は一部は、「インターネット」又は他の様々な遠距離通信ネットワークを通じて通信されることはたまにはがある。このような通信は、例えば、えば、あるコンピュータ又はプロセッサから別のコンピュータへ、例えば、管理サーバ又はホストコンピュータからアプリケーションサーバのコンピュータプラットフォームへのソフトロードを可能にし得る。したがって、ソフトウェア要素を担持し得る別の種類の媒体は、有線及び光陸上通信線ネットワークを介して及び様々なエアリンクを通じて、ローカル装置間の物理インターフェース全体で使用されるような、光波、電波及び電磁波を含む。有線又は無線リンク、光リンクなどの、そのような波を搬送する物理的要素も、ソフトウェアを担持する媒体と見なすことができる。本明細書で使用されるように、非一時的で有形の「記憶」媒体に限定されない限り、コンピュータ又は機械「読み取り可能媒体」などの用語は、実行のためにプロセッサに命令を提供することに関与する任意の媒体を指す。
【0128】
したがって、コンピュータ実行可能コードなどの機械可読媒体は、有形の記憶媒体、搬送波媒体又は物理伝送媒体を含むがこれらに限定されない多くの形態を取ることができる。不揮発性記憶媒体は、図面に示されるデータベースなどを実装するために使用され得るような、任意のコンピュータなどの任意の記憶装置などの、例えば、光ディスク又は磁気ディスクを含む。揮発性記憶媒体は、そのようなコンピュータプラットフォームのメインメモリなどの動的メモリを含む。有形の伝送媒体には、同軸ケーブル;コンピュータシステム内のバスを構成するワイヤーを含む、銅線と光ファイバが含まれる。搬送波伝送媒体は、電気信号又は電磁信号、又は無線周波数(RF)及び赤外線(IR)データ通信中に生成されるような音響波又は光波の形態をとることがある。したがって、コンピュータ可読媒体の一般的な形態には、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、その他の磁気媒体、CD−ROM、DVD又はDVD−ROM、他のいかなる光媒体、パンチカード紙テープ、孔のパターンのある他のいかなる物理的な記憶媒体、RAM、ROM、PROM及びEPROM、FLASH−EPROM、他のいかなるメモリチップ又はカートリッジ、データ又は命令を搬送する搬送波、そのような搬送波を輸送するケーブル又はリンク、又はコンピュータがプログラミングコード及び又はデータをそこから読み取ることができる他のいかなる媒体が含まれる。これらの形態のコンピュータ可読媒体の多くは、実行のため、プロセッサに1つ又は複数の命令の1つ又は複数のシーケンスを搬送することに関与する可能性がある。
【0129】
コンピュータシステム1301は、例えば、質問及び回答、分析結果、推奨を提供するためのユーザーインターフェース(UI)1340を備える電子ディスプレイ1335を含むか、又はそれと通信することができる。UIの例には、グラフィカルユーザインターフェース(GUI)やWebベースのユーザーインターフェースが含まれるが、これらに限定されない。
【0130】
さらなる実施形態において、3D印刷システムの処理ユニットは、装置の機能を実行する1つ又は複数のハードウェア中央処理ユニット(CPU)を含むデジタル処理装置であってもよい。さらに別の実施形態において、デジタル処理装置は、実行可能な命令を遂行するように構成されたオペレーティングシステムをさらに備えている。いくつかの実施形態において、デジタル処理装置は、任意選択でコンピュータネットワークに接続される。さらなる実施形態において、デジタル処理装置は、ワールドワイドウェブにアクセスするように、任意選択で「インターネット」に接続される。さらに別の実施形態において、デジタル処理装置は、任意選択でクラウドコンピューティングインフラストラクチャに接続される。他の実施形態において、デジタル処理装置は、任意選択でイントラネットに接続される。他の実施形態において、デジタル処理装置は、任意選択で、データ記憶装置に接続される。
【0131】
本明細書の記載に従って、適切なデジタル処理装置には、非限定的な例として、サーバコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、サブノートブックコンピュータ、ネットブックコンピュータ、ネットパッドコンピュータ、セットトップコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、「インターネット」アプライアンス、モバイルスマートフォン、タブレットコンピュータ、携帯情報端末、ビデオゲームコンソール、及び車両が含まれる。当業者は、多くのスマートフォンが本明細書に記載されているシステムでの使用に適していることを認識するであろう。当業者はまた、任意のコンピュータネットワーク連結性を有する選択されたテレビが、本明細書に記載されたシステムでの使用に適していることを認識するであろう。適切なタブレットコンピュータには、当業者には既知である、ブックレット、スレート、及び変換可能な構成を備えたものが含まれる。
【0132】
いくつかの実施形態において、デジタル処理装置は、実行可能な命令を遂行するように構成されたオペレーティングシステムを含む。オペレーティングシステムは、例えば、プログラムとデータを含むソフトウェアであって、装置のハードウェアを管理し、アプリケーションの実行のためのサービスを提供する。当業者は、適切なサーバオペレーティングシステムが、非限定的な例として、FreeBSD、OpenBSD、NetBSD(登録商標)、Linux、Apple(登録商標)、Mac OS XServer(登録商標)、Oracle(登録商標)Solaris(登録商標)、WindowsServer(登録商標)、及びNovell(登録商標)NetWare(登録商標)。当業者は、適切なパーソナルコンピュータオペレーティングシステムが、非限定的な例として、Microsoft(登録商標)、Windows(登録商標)、Apple(登録商標)Mac OS X(登録商標)、UNIX(登録商標)、及びGNU/Linux(登録商標)などのUNIX様オペレーティングシステムを含むことを認識するであろう。いくつかの実施形態において、オペレーティングシステムは、クラウドコンピューティングによって提供される。当業者はまた、適切なモバイルスマートフォンオペレーティングシステムが、非限定的な例として、Nokia(登録商標)Symbian(登録商標)OS、Apple(登録商標)iOS(登録商標)、Research In Motion(登録商標)BlackBerry OS(登録商標)、Google(登録商標)Android(登録商標)、Microsoft(登録商標)Windows Phone(登録商標)OS、Microsoft(登録商標)WindowsMobile(登録商標)OS、Linux(登録商標)、及びPalm(登録商標)WebOS(登録商標)を含むことを認識するであろう。
【0133】
いくつかの実施形態において、装置は、記憶及び/又はメモリ装置を含む。記憶及び/又はメモリ装置は、データ又はプログラムを一時的又は恒久的に格納するために使用される1つ又は複数の物理的な装置である。いくつかの実施形態において、装置は揮発性メモリであり、格納された情報を維持するために電力を必要とする。いくつかの実施形態において、装置は、不揮発性メモリであり、デジタル処理装置に電力が供給されていないときに格納された情報を保持する。さらなる実施形態において、不揮発性メモリは、フラッシュメモリを含む。いくつかの実施形態において、不揮発性メモリは、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)を含む。いくつかの実施形態において、不揮発性メモリは、強誘電体ランダムアクセスメモリ(FRAM)を含む。いくつかの実施形態において、不揮発性メモリは、相変化ランダムアクセスメモリ(PRAM)を含む。他の実施形態において、装置は、非限定的な例として、CD−ROM、DVD、フラッシュメモリ装置、磁気ディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、及びクラウドコンピューティングベースのストレージを含む記憶装置である。さらなる実施形態において、記憶装置及び/又はメモリ装置は、本明細書で開示されるような装置の組み合わせである。
【0134】
いくつかの実施形態において、デジタル処理装置は、可視情報をユーザに送信するためのディスプレイを含む。いくつかの実施形態において、ディスプレイは陰極線管(CRT)である。いくつかの実施形態において、ディスプレイは液晶ディスプレイ(LCD)である。さらなる実施形態において、ディスプレイは、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ(TFT−LCD)である。いくつかの実施形態において、ディスプレイは、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイである。様々なさらなる実施形態において、OLEDディスプレイは、パッシブマトリックスOLED(PMOLED)又はアクティブマトリックスOLED(AMOLED)ディスプレイである。いくつかの実施形態において、ディスプレイはプラズマディスプレイである。他の実施形態において、ディスプレイはビデオプロジェクタである。さらに別の実施形態において、ディスプレイは、本明細書に開示されているような装置の組み合わせである。
【0135】
いくつかの実施形態において、デジタル処理装置は、ユーザから情報を受信するための入力装置を含む。いくつかの実施形態において、入力装置はキーボードである。いくつかの実施形態において、入力装置は、非限定的な例として、マウス、トラックボール、トラックパッド、ジョイスティック、ゲームコントローラ、又はスタイラスを含むポインティング装置である。いくつかの実施形態において、入力装置は、タッチスクリーン又はマルチタッチスクリーンである。他の実施形態において、入力装置は、音声又は他のサウンド入力を取り込むためのマイクロフォンである。他の実施形態において、入力装置は、運動入力又は視覚入力を取り込むためのビデオカメラである。さらに別の実施形態において、入力装置は、本明細書に開示されているような装置の組み合わせである。
【0136】
いくつかの実施形態において、本明細書で開示されるシステムは、任意選択でネットワーク化されたデジタル処理装置のオペレーティングシステムによって実行可能な命令を含むプログラムでエンコードされた1つ又は複数の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含む。さらなる実施形態において、コンピュータ可読記憶媒体は、デジタル処理装置の有形構成要素である。さらに別の実施形態において、コンピュータ可読記憶媒体は、デジタル処理装置から任意選択で取り外し可能である。
【0137】
いくつかの実施形態において、コンピュータ可読記憶媒体は、非限定的な例として、CD−ROM、DVD、フラッシュメモリ装置、ソリッドステートメモリ、磁気ディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、クラウドコンピューティングシステムサービスなどを含む。場合によっては、プログラム及び命令は、恒久的、実質的に恒久的、半恒久的、又は非一時的に媒体にエンコードされる。いくつかの実施形態において、本明細書で開示されるシステムは、少なくとも1つのコンピュータプログラム、又はその使用を含む。コンピュータプログラムには、特定のタスクを実行するために書き込まれた、デジタル処理装置のCPUで実行可能な一連の命令が含まれている。コンピュータ可読命令は、特定のタスクを実行するか、特定の抽象データの種類を実装する、関数、オブジェクト、アプリケーションプログラミングインターフェース(API)、データ構造などのプログラムモジュールとして実装され得る。本明細書で提供される開示に照らして、当業者は、コンピュータプログラムが種々の言語の種々のバージョンで書かれ得ることを認識するであろう。
【0138】
コンピュータ可読命令の機能性は、様々な環境で希望通りに組み合わせるか、又は分散させることができる。いくつかの実施形態において、コンピュータプログラムは、1つの命令シーケンスを含む。いくつかの実施形態において、コンピュータプログラムは、複数の命令シーケンスを含む。いくつかの実施形態において、コンピュータプログラムは、1つの場所から提供される。他の実施形態において、コンピュータプログラムは、複数の場所から提供される。様々な実施形態において、コンピュータプログラムは、1つ又は複数のソフトウェアモジュールを含む。様々な実施形態において、コンピュータプログラムは、部分的又は全体的に、1つ又は複数のウェブアプリケーション、1つ又は複数のモバイルアプリケーション、1つ又は複数のスタンドアロンアプリケーション、1つ又は複数のウェブブラウザプラグイン、拡張、アドイン、又はアドオン、又はそれらの組み合わせを含む。
【0139】
いくつかの実施形態において、コンピュータプログラムは、モバイルデジタル処理装置に提供されるモバイルアプリケーションを含む。いくつかの実施形態において、モバイルアプリケーションは、製造時にモバイルデジタル処理装置に提供される。他の実施形態において、モバイルアプリケーションは、本明細書で記載されるコンピュータネットワークを介してモバイルデジタル処理装置に提供される。
【0140】
いくつかの実施形態において、本明細書で開示されるシステムは、ソフトウェア、サーバ、及び/又はデータベースモジュール、又はそれらの使用を含む。本明細書で提供される開示を考慮して、ソフトウェアモジュールは、当技術分野で既知の機械、ソフトウェア、及び言語を使用して、当業者に既知の技法によって作成される。本明細書に開示されているソフトウェアモジュールは、多くの方法で実装される。様々な実施形態において、ソフトウェアモジュールは、ファイル、コードのセクション、プログラミングオブジェクト、プログラミング構造、又はそれらの組み合わせを含む。さらなる様々な実施形態において、ソフトウェアモジュールは、複数のファイル、コードの複数のセクション、複数のプログラミングオブジェクト、複数のプログラミング構造、又はそれらの組み合わせを含む。様々な実施形態において、1つ又は複数のソフトウェアモジュールは、非限定的な例として、ウェブアプリケーション、モバイルアプリケーション、スタンドアロンアプリケーションを含む。いくつかの実施形態において、ソフトウェアモジュールは、1つのコンピュータプログラム又はアプリケーション内にある。他の実施形態において、ソフトウェアモジュールは、1つより多くのコンピュータプログラム又はアプリケーション内にある。いくつかの実施形態において、ソフトウェアモジュールは、1つのマシン上でホストされる。他の実施形態において、ソフトウェアモジュールは、1つより多くのマシン上でホストされる。さらなる実施形態において、ソフトウェアモジュールは、クラウドコンピューティングプラットフォーム上でホストされる。いくつかの実施形態において、ソフトウェアモジュールは、1つの場所の1つより多くのマシン上でホストされる。他の実施形態において、ソフトウェアモジュールは、1つより多くの場所の1つより多くのマシン上でホストされる。
【0141】
いくつかの実施形態において、本明細書で開示されるシステムは、1つより多くのデータベース、又はその使用を含む。本明細書で提供される開示を考慮して、当業者は、本明細書で説明されるように、多くのデータベースが情報の格納及び検索に適していることを認識するであろう。様々な実施形態において、適切なデータベースには、非限定的な例として、リレーショナルデータベース、非リレーショナルデータベース、オブジェクト指向データベース、オブジェクトデータベース、エンティティ関係モデルデータベース、連想データベース、及びXMLデータベースが含まれる。いくつかの実施形態において、データベースはインターネット利用である。さらなる実施形態において、データベースはウェブベースである。さらに別の実施形態において、データベースはクラウドコンピューティングベースである。他の実施形態において、データベースは、1つより多くのローカルコンピュータ記憶装置に基づく。
【0142】
上記の説明において、実施形態は、本発明の1つの実施例、又は実装形態である。「1つの実施形態(one embodiment)」、「一実施形態(an embodiment)」又は「いくつかの実施形態(some embodiments)」の様々な様相は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すとは限らない。
【0143】
本発明の様々な特徴を単一の実施形態の文脈において説明され得るが、これらの特徴はまた、別個に、又は任意の適切な組合せで提供され得る。逆に、本発明は、明確にするために別個の実施形態の文脈において本明細書に記載され得るが、本発明はまた、単一の実施形態で実施され得る。
【0144】
本明細書における「いくつかの実施形態(some embodiments)」、「実施形態」、「一実施形態(an embodiment)」、「1つの実施形態(one embodiment)」、又は「他の実施形態(other embodiments)」への言及は、これらの実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、又は特性が、少なくともいくつかの実施形態に含まれるが、本発明の必ずしもすべての実施形態に含まれるとは限らないことを意味する。
【0145】
本明細書で使用される表現法及び用語法は、限定として解釈されるべきではなく、記述的目的のみのためであることを理解されたい。
【0146】
本発明の教示の原理及び使用は、付随する説明、図及び実施例を参照してよりよく理解され得る。
【0147】
本明細書に記載されている詳細は、本発明の適用に対する制限を構成しないことを理解されたい。
【0148】
さらに、本発明は様々な方法で遂行又は実践することができ、本発明は上記の説明で概説したもの以外の実施形態で実施できることを理解されたい。
【0149】
「含んだ(including)」、「備えた(comprising)」、「構成されるconsisting」という用語及びその文法上の変形例は、1つ又は複数の構成要素、特徴、ステップ、又は整数又はそれらの群の追加を排除するものではなく、これらの用語は構成要素、特徴、ステップ又は整数を指定するものとして解釈されることを理解されたい。
【0150】
明細書又は特許請求の範囲が「1つの追加の(an additional)」要素に言及する場合、それは1つより多くの追加の要素が存在することを排除するものではない。
【0151】
請求項又は明細書が「1つのA」又は「1つの(an)」要素に言及する場合、そのような言及は、その要素の1つだけが存在すると解釈されないことを理解されたい。構成要素、機能、構造、又は特性が含まれ「得る(may)」、「可能性がある(might)」、「できる(can)」、又は「可能性がある(could)」と仕様に記載されている場合、その特定の構成要素、機能、構造、又は特性を含むことが要求されないことを理解されたい。適用可能な場合、状態図、流れ図、又はその両方を使用して実施形態を説明することができるが、本発明はそれらの図又は対応する説明に限定されない。例えば、フローは、図示された各ボックス又は状態を通って、又は図示及び説明されたのとまったく同じ順序で移動する必要はない。本発明の方法は、選択されたステップ又はタスクを手動で、自動で又はこれらの組み合わせで遂行又は完了することによって実施され得る。
【0152】
特許請求の範囲及び明細書に提示された説明、実施例、方法及び材料は、限定として解釈されるべきではなく、むしろ例示としてのみ解釈されるべきである。本明細書で使用される技術用語及び科学用語の意味は、特段に定義されない限り、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるべきである。本発明は、本明細書に記載されているものと同等又は類似の方法及び材料を用いた試験又は慣行において実施することができる。
【0153】
本発明を限られた数の実施形態に関して説明してきたが、これらは、本発明の範囲に対する制限として解釈されるべきではなく、好ましい実施形態のいくつかの例証として解釈されるべきである。他の可能な変形例、修正例、及び応用例もまた、本発明の範囲内である。したがって、本発明の範囲はこれまでに説明されてきたことによって制限されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びそれらの法的同等物によって制限されるべきである。この明細書で言及されているすべての出版物、特許、特許出願は、あたかも個々の出版物、特許、又は特許出願が参照により本明細書に援用されることが具体的かつ個別に示されたかのように、参照によりその全体が本明細書に援用される。これに加えて、本出願における参考文献の引用又は特定は、そのような参考文献が本発明の先行技術として利用可能であることの承認として解釈されてはならない。セクションの見出しが使用されている限りにおいて、それらは必ずしも限定的であると解釈されるべきではない。本開示の方法及びシステムは、1つ又は複数のアルゴリズムによって、及び本明細書で開示されるような1つ又は複数のプロセッサで提供される命令を用いて実施することができる。アルゴリズムは、中央処理装置2305による実行と同時にソフトウェアを介して実施することができる。アルゴリズムは、例えば、ランダムフォレスト、グラフィカルモデル、サポートベクターマシン又はその他とすることができる。
【0154】
上記のステップは、1つの実施例に従った1つのシステムの1つの方法を示しているが、当業者は、本明細書に記載されている教示に基づいて多くの変形例を認識するであろう。これらのステップは、異なる順序で完了され得る。ステップは追加又は削除され得る。ステップの一部にはサブステップが含み得る。ステップの多くのは、プラットフォームに有益である限り何度でも繰り返され得る。
【0155】
本明細書で説明される実施例のそれぞれは、1つ又は複数の他の実施例と組み合わせることができる。さらに、1つ又は複数の実施例の1つ又は複数の構成要素を他の実施例と組み合わせることができる。
【0156】
詳細な説明には多くの具体的な細情報が含まれているが、これらは本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではなく、単に本開示の異なる実施例及び態様を例示するものとして解釈されるべきである。本開示の範囲は、上に詳細に論じられていない他の実施形態を含むことが正当に評価されるべきである。当業者に明らかである他の様々な修正例、変更例及び変形例は、本明細書に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に提供される本開示の方法及び装置の構成、動作及び詳細において行われ得る。
【0157】
本開示の好ましい実施形態が本明細書に示され説明されてきたが、そのような実施形態が実施例としてのみ提供されていることは当業者には明らかであろう。本開示の範囲から逸脱することなく、多数の変形例、変更例、及び代用例が当業者には明らかであろう。本明細書に記載される本開示の実施形態に対する様々な代替が、本発明の範囲から逸脱することなく使用され得ることが理解されるべきである。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物によってのみ定義されるものとする。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【国際調査報告】