JP7503555B2 - 積層造形で使用される印刷ヘッドの寿命を延ばすための方法およびシステム - Google Patents
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Description
この出願は、2018年12月26日に出願された米国仮特許出願第62/784,852号の35USC119(e)に基づく優先権の利益を主張し、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本発明は、積層造形(Additive Manufacturing:AM)の分野、より具体的には、限定されないが、3次元(3D)インクジェットプリンタの3Dインクジェット印刷ヘッドの信頼性および寿命を向上させるためのシステムおよび方法に関する。
3Dインクジェットプリンタは通常、1つまたは複数の印刷ヘッドを介して構築材料を液体の形で分配し、次に材料を固化してオブジェクトの形状を定義する。液体は、例えば、光硬化性液体、例えば、印刷トレイ上に堆積され、紫外線(UV)放射線などの放射線への曝露を通じて重合および/または固化される光重合性製剤であり得る。通常、印刷ヘッドは、目詰まりしやすい小さな開口部を有するノズルを介して、構築材料の小さな液滴を排出する。1つまたは複数のノズルが詰まると、これらのノズルは構築材料を堆積するために利用できなくなり(つまり、無効になり)、印刷プロセス全体に深刻な影響を及ぼし得て、それにより構築対象の印刷品質が低下する。ほとんどの場合、損傷した印刷ヘッドの交換は、プリンタのすべての機能を復元するために必要であり、頻繁に行うと、全体的な印刷コストに大きな影響を及ぼし得る。
Claims (48)
- 1つまたは複数のノズルアレイを含む印刷ヘッドを介して、構築材料を層ごとに堆積することと、印刷中の指定された期間内に少なくとも1回、三次元(3D)オブジェクトの所与のコンピュータ支援設計(CAD)モデルにしたがって前記3Dオブジェクトを形成するためにその堆積が必要でない場合であっても、構築材料を堆積するために、前記印刷ヘッドの各々を定期的にアクティブ化することと、を含む、3Dオブジェクトを印刷する方法。
- 印刷ヘッドをアクティブ化することは、前記印刷ヘッドのすべてのノズルから構築材料を堆積させることによって行われる、請求項1に記載の方法。
- 印刷ヘッドをアクティブ化することは、前記印刷ヘッドのノズルのうちの少なくとも一部から構築材料を堆積させることによって行われる、請求項1に記載の方法。
- 印刷ヘッドをアクティブ化することは、前記印刷ヘッドのノズルアレイから構築材料を堆積させることによって行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記指定された期間は、前記印刷ヘッドを含む印刷ブロックが構築トレイ全体のフルスキャンまたはパスを実行するのに必要な時間である、請求項1に記載の方法。
- 前記指定された期間は、前記3Dオブジェクトの1つの層を構築するのに必要な時間である、請求項1に記載の方法。
- 前記指定された期間は、前記3Dオブジェクトの特定の数の層を構築するのに必要な時間である、請求項1に記載の方法。
- 前記特定の数の層は、前記印刷ヘッドの数に等しいかまたはそれよりも少ない、請求項7に記載の方法。
- 前記特定の数の層は、前記ノズルアレイの数に等しいかまたはそれよりも少ない、請求項7に記載の方法。
- 前記指定された期間は、前記3Dオブジェクトを構築するのに必要な時間である、請求項1に記載の方法。
- 前記指定された期間は、5分未満、1分未満および30秒未満から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記3Dオブジェクトは、バルク領域および表面領域を含む、請求項1に記載の方法。
- 表面領域の構築材料は、前記CADモデルによって提供されるデータにしたがって堆積され、バルク領域を形成する構築材料は、指定された期間内に少なくとも1回、前記印刷ヘッドの各々がアクティブ化されるように堆積される、請求項12に記載の方法。
- バルク領域の構築材料の一部は、前記CADモデルにより提供されるデータにしたがって選択された印刷ヘッドによって堆積され、バルク領域の構築材料の別の部分は、前記データにしたがって選択されていない印刷ヘッドによって堆積される、請求項12に記載の方法。
- 前記印刷ヘッドは、支持材料を含む印刷ヘッドと、モデリング材料を含む複数の印刷ヘッドとを含み、モデリング材料を含む前記印刷ヘッドの各々は、アクティブ化されてバルク領域の層を形成する、請求項12に記載の方法。
- モデリング材料を含む前記印刷ヘッドの各々は、特定の順序にしたがってアクティブ化される、請求項15に記載の方法。
- バルク領域の層を形成するようにアクティブ化される印刷ヘッドが、モデリング材料を含む他のすべての印刷ヘッドがバルク領域の層を形成するためにアクティブ化された1回だけ、バルク領域の別の層を形成するようにアクティブ化されるように、前記特定の順序は、連続順序である、請求項16に記載の方法。
- 前記特定の順序は、ランダムな順序である、請求項16に記載の方法。
- 印刷中に3Dオブジェクトを支持するための支持構造を形成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 支持構造の構築材料の一部は、モデリング材料を堆積する印刷ヘッドによって堆積される、請求項19に記載の方法。
- 構築材料の一部は、3Dオブジェクトおよび支持構造の外側の場所に堆積される、請求項19に記載の方法。
- 前記場所は、3Dオブジェクトが印刷されない印刷トレイ上の場所である、請求項21に記載の方法。
- 前記場所は、パージまたはサービスステーションである、請求項21に記載の方法。
- 請求項1~23のいずれか1項に記載の方法を実行するように構成されたコンピュータ可読プログラムを有する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品。
- 請求項24に記載のコンピュータ可読プログラム製品を含む三次元(3D)印刷システム。
- コントローラと、1つまたは複数のノズルアレイを含む印刷ヘッドとを含む3D印刷システムであって、前記3D印刷システムは、構築材料を層ごとに堆積することによって三次元(3D)オブジェクトを形成するように構成され、前記コントローラは、前記3D印刷システムによる印刷中、指定された期間内に少なくとも1回、前記3Dオブジェクトの所与のコンピュータ支援設計(CAD)モデルにしたがって前記3Dオブジェクトを形成するためにその堆積が必要でない場合であっても、構築材料を堆積するために、前記印刷ヘッドの各々を定期的にアクティブ化するように構成される、三次元(3D)印刷システム。
- 前記コントローラは、印刷ヘッドのすべてのノズルをアクティブ化するように構成される、請求項26に記載の3D印刷システム。
- 前記コントローラは、印刷ヘッドのノズルのうちの少なくとも一部をアクティブ化するように構成される、請求項26に記載の3D印刷システム。
- 前記コントローラは、印刷ヘッドのノズルアレイをアクティブ化するように構成される、請求項26に記載の3D印刷システム。
- 前記指定された期間は、前記印刷ヘッドを含む印刷ブロックが構築トレイ全体のフルスキャンまたはパスを実行するのに必要な時間である、請求項26に記載の3D印刷システム。
- 前記指定された期間は、前記3Dオブジェクトの1つの層を構築するのに必要な時間である、請求項26に記載の3D印刷システム。
- 前記指定された期間は、前記3Dオブジェクトの特定の数の層を構築するのに必要な時間である、請求項26に記載の3D印刷システム。
- 前記特定の数の層は、前記印刷ヘッドの数に等しいかまたはそれよりも少ない、請求項32に記載の3D印刷システム。
- 前記特定の数の層は、前記ノズルアレイの数に等しいかまたはそれよりも少ない、請求項32に記載の3D印刷システム。
- 前記指定された期間は、前記3Dオブジェクトを構築するのに必要な時間である、請求項26に記載の3D印刷システム。
- 前記指定された期間は、5分未満、1分未満および30秒未満から選択される、請求項26に記載の3D印刷システム。
- 前記3Dオブジェクトは、バルク領域および表面領域を含む、請求項26に記載の3D印刷システム。
- 前記コントローラは、前記CADモデルによって提供されるデータにしたがって、構築材料を堆積して前記表面領域を形成するように前記印刷ヘッドをアクティブ化するように構成され、前記コントローラは、前記印刷ヘッドの各々が、指定された期間内に少なくとも1回アクティブ化されるように、構築材料を堆積してバルク領域を形成するように前記印刷ヘッドをアクティブ化するように構成される、請求項37に記載の3D印刷システム。
- 前記コントローラは、前記CADモデルによって提供されるデータにしたがって、構築材料を堆積して前記バルク領域の一部を形成するように前記印刷ヘッドをアクティブ化するように構成され、前記コントローラは、前記データに関係なく、構築材料を堆積してバルク領域の別の部分を形成するように前記印刷ヘッドをアクティブ化するように構成される、請求項37に記載の3D印刷システム。
- 前記印刷ヘッドは、支持材料を含む印刷ヘッドと、モデリング材料を含む複数の印刷ヘッドとを含み、前記コントローラは、モデリング材料を含む前記印刷ヘッドの各々をアクティブ化して前記バルク領域の層を形成するように構成される、請求項37に記載の3D印刷システム。
- モデリング材料を含む前記印刷ヘッドの各々は、特定の順序にしたがってアクティブ化される、請求項40に記載の3D印刷システム。
- バルク領域の層を形成するようにアクティブ化される印刷ヘッドが、モデリング材料を含む他のすべての印刷ヘッドがバルク領域の層を形成するためにアクティブ化された1回だけ、バルク領域の別の層を形成するようにアクティブ化されるように、前記特定の順序は、連続順序である、請求項41に記載の3D印刷システム。
- 前記特定の順序は、ランダムな順序である、請求項41に記載の3D印刷システム。
- 前記コントローラは、印刷ヘッドをアクティブ化して、印刷中に3Dオブジェクトを支持するための支持構造を形成するようにさらに構成される、請求項26に記載の3D印刷システム。
- 前記コントローラは、モデリング材料を堆積する印刷ヘッドをアクティブ化して、前記支持構造の一部を形成するように構成される、請求項44に記載の3D印刷システム。
- 前記コントローラは、印刷ヘッドをアクティブ化して、3Dオブジェクトおよび支持構造の外側の場所に構築材料を堆積させるように構成される、請求項44に記載の3D印刷システム。
- 前記場所は、3Dオブジェクトが印刷されない印刷トレイ上の場所である、請求項46に記載の3D印刷システム。
- 前記場所は、パージまたはサービスステーションである、請求項46に記載の3D印刷システム。
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