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技術 下レール取り付けおよび適合する上部車輪によるレール汚染にロバストな直接マーキングビルドカート

出願人 ゼロックスコーポレイション
発明者 ポール・エム・フロムアーウィン・ルイーズスティーブン・エム・ラッセルジェフリー・ジェイ・ブラッドウェイジョージ・エム・ロドリゲス
出願日 2016年4月28日 (3年10ヶ月経過) 出願番号 2016-091383
公開日 2016年12月22日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2016-215635
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等のその他の成形、複合成形(変更なし)
主要キーワード リニア電気モータ 付加オブジェクト リニアスライド 中央領 非変形状態 トラックレール 交差処理 回転ガイド
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年12月22日)のものです。
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図面 (9)

課題

解決手段

3次元オブジェクト印刷ステムを通って移動するモバイルカート100は、プラットフォーム102と、レール114の反対側に配置される吐出ヘッド122に対してプラットフォームを配置するために、プラットフォームに動作可能に接続され、印刷システムのレールの下面112と係合するように構成された、少なくとも1つのベアリング104とを含むモバイルカート。カートはさらに、プラットフォームに動作可能に接続され、レールの上面118と係合して、レールの下面に対して少なくとも1つのベアリングを付勢する付勢力を付与するように構成された少なくとも1つの他のベアリングを含み、レールは、吐出ヘッド122によって吐出される材料が、その上の下面に到達するのを阻止するように構成するモバイルカート。

概要

背景

デジタル付加オブジェクト製造としても知られているデジタル3次元オブジェクトの製造は、デジタルモデルから実質的に任意の形状の3次元立体オブジェクトを作成するプロセスである。3次元オブジェクト印刷は、1つ以上の吐出ヘッド基板上に材料の連続層を異なる形状で吐出する、追加のプロセスである。文書プリンタ内のプリントヘッドと同様の吐出ヘッドは、通常、異なる材料のソースに連結されている連続する吐出装置を含む。単一の吐出ヘッド内の吐出装置は、異なる材料のソースに連結することができるか、あるいは各吐出ヘッドを異なる材料のソースに連結して、吐出ヘッド内の吐出装置がすべて、同一の材料の液滴を吐出できるようにすることが可能である。作成されているオブジェクトの一部となる材料は、ビルド材料と呼ばれ、一方、オブジェクト形成のための構造的支持を提供するために使用されるが、後にオブジェクトから除去される材料は、支持材料として知られている。3次元オブジェクト印刷は、切断や穿孔などのサブトラクティブ方式によるワークからの材料の除去に主に依存する従来のオブジェクト形成技術とは区別される。

従来技術の3次元オブジェクト印刷システム10が、図8に示されている。本図では、カートと呼ばれるプラットフォーム14が、トラックレール22上でのスライドによって、図8に示す印刷ステーション26のような、印刷ステーション間の処理方向Pにおけるカートの移動を可能にする、面18(図7)を含む。あるいは、カートは、トラックに沿って転動するように構成された車輪、または他の種類の許容可能な移動機構を含むことができる。本図に示すように、印刷ステーション26は、4個の吐出ヘッド30を含むが、さらに少数またはさらに多い吐出ヘッドが印刷ステーションにおいて使用可能である。カート14がひとたび印刷ステーション26に到達すると、カート14は、印刷ステーションを通って精密レール38へ移行し、精密レール38に沿って移動する。精密レール38は、吐出ヘッド30の下でのカート14の正確な配置および操作を確実にするために、厳しい公差の範囲内で製造される円筒状レール部である。リニア電気モータが、ハウジング42内に設けられて、カート14の下面に接続されているハウジング46内の磁石と相互に作用する。これらのモータは、磁石と相互作用して、印刷ステーション間のトラックレール22に沿って、また印刷ステーション内の精密レール38に沿ってカートを推進させる電磁界を発生させる。カート14が印刷ステーション26の下にあると、カートの動きに同期して、材料の吐出が発生する。電気モータ(図示せず)は、吐出ヘッドが装着されているガントリに動作可能に接続されて、吐出ヘッドをX−Y平面内で移動させる。X−Y平面は、材料の層がオブジェクト内に形成されているときに、カート14の上面に平行かつトラックまたはレール上のカートの動きと直交する。材料の層がオブジェクトを形成するために蓄積するにつれて、追加のモータ(図示せず)は、カート14に対して垂直に印刷ステーション26を移動させる。あるいは、オブジェクトの形成のためにカート14の上面を垂直および水平に移動させる機構を設けることができる。印刷ステーションにより行われる印刷が終了すると、さらなる部品の形成、層の硬化、または他の処理のために、カート14は、別の印刷ステーションに移動する。

システム10の端面図が、図7に示されている。本図は、電動モータハウジング42から、およびその上に延在するレール22の上に載置する面18をより詳細に示す。これらのモータがハウジング46内の磁石と相互作用する電磁場を生成すると、カート14の面18は、トラックレール22に沿ってスライドする。印刷ステーションでは、カート14のベアリング34は、カート14上における構築台の正確な位置決めを容易にするように配列されている精密レール38に接触する。具体的には、ベアリング34は、一方のレール38上に互いに直角に配置されて、カート14の4つの自由度を除去し、他のベアリング34は、他方のレール38上に載置されて、さらに1つの自由度を除去する。重力、およびハウジング46内の電気モータと磁石との間の磁気吸引力は、レール38と接触しているベアリング34を保持する。

カートが吐出ヘッド30の下に存在しないとき、材料の不規則な液滴が吐出ヘッドから落下して、精密レール38およびハウジング42の上に望ましくない残屑および汚染を発生させる可能性がある。汚染物質は、紫外線の存在下で硬化する可能性があるが、紫外線は、印刷システム10の硬化プロセス中、または熱可塑性材料の場合は冷却による硬化プロセス中に使用することができる。このため、汚染材料の層の連続的な堆積を生じることがある。微粒子および他の浮遊物等の他の材料も、印刷システム10のレール38または他の部分に蓄積して、印刷動作を妨げる可能性がある。

概要

3次元オブジェクトプリンタ用のモバイルカートの提供。3次元オブジェクト印刷システムを通って移動するモバイルカート100は、プラットフォーム102と、レール114の反対側に配置される吐出ヘッド122に対してプラットフォームを配置するために、プラットフォームに動作可能に接続され、印刷システムのレールの下面112と係合するように構成された、少なくとも1つのベアリング104とを含むモバイルカート。カートはさらに、プラットフォームに動作可能に接続され、レールの上面118と係合して、レールの下面に対して少なくとも1つのベアリングを付勢する付勢力を付与するように構成された少なくとも1つの他のベアリングを含み、レールは、吐出ヘッド122によって吐出される材料が、その上の下面に到達するのを阻止するように構成するモバイルカート。

目的

作成されているオブジェクトの一部となる材料は、ビルド材料と呼ばれ、一方、オブジェクト形成のための構造的支持を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

次元オブジェクト印刷ステムを通って移動するモバイルカートであって、プラットフォームと、前記プラットフォームに動作可能に接続され、前記印刷システムの吐出ヘッドに対して前記プラットフォームを配置するために、前記印刷システムの少なくとも1つのレールの下面と係合するように構成された少なくとも1つのベアリングと、前記プラットフォームに動作可能に接続され、前記レールの上面と係合して、前記少なくとも1つのベアリングを前記レールの下面に対して付勢する付勢力を付与するように構成された少なくとも1つの他のベアリングと、を含む、モバイルカート。

請求項2

前記プラットフォームは、前記付勢力に応じて、前記プラットフォームに対する前記少なくとも1つの他のベアリングの移動を、前記少なくとも1つのベアリングと前記少なくとも1つの他のベアリングとの間の方向に制約する少なくとも1つのガイドと、前記少なくとも1つのベアリングに前記付勢力を付与する付勢部材と、を含む、請求項1に記載のモバイルカート。

請求項3

前記付勢部材は、前記少なくとも1つの他のベアリングと前記プラットフォームとの間で動作可能に接続されたばねをさらに備え、前記ばねは、前記少なくとも1つのガイドによって制約された前記少なくとも1つの他のベアリングの移動方向に対向して作用するように構成され、配置される、請求項2に記載のモバイルカート。

請求項4

前記少なくとも1つの他のベアリングは、前記プラットフォームと前記少なくとも1つのベアリングとの間の距離を維持するために、前記レールの上面上の汚染物質上を通ることに応じて変形するように構成される、請求項1に記載のモバイルカート。

請求項5

前記少なくとも1つのベアリングはさらに、互いに直角に前記レールの下面と係合するように構成された一対のベアリングを備える、請求項1に記載のモバイルカート。

請求項6

上面および下面を含む少なくとも1つのレールと、前記少なくとも1つのレールの反対側に位置し、3次元オブジェクトを形成するための媒体吐出するように構成された吐出ヘッドと、前記少なくとも1つのレールに沿って移動するように構成されたモバイルカートと、を備え、前記モバイルカートは、プラットフォームと、前記プラットフォームに動作可能に接続され、前記少なくとも1つのレールの前記下面と係合して、前記吐出ヘッドに対して前記プラットフォームを配置するように構成された少なくとも1つのベアリングと、前記プラットフォームに動作可能に接続され、前記少なくとも1つのレールの前記上面と係合して、前記少なくとも1つのレールの前記下面に対して前記少なくとも1つのベアリングを付勢する付勢力を付与するように構成された少なくとも1つの他のベアリングと、を含む、3次元オブジェクト印刷システム。

請求項7

前記少なくとも1つのレールは、一対の平行なレールを含む、請求項6に記載の印刷システム。

請求項8

前記少なくとも1つのレールの長さに沿って延在する、前記少なくとも1つのレールの各々に取り付けられた少なくとも1つの部材をさらに備え、前記少なくとも1つの部材は、前記吐出ヘッドによって吐出される材料から前記少なくとも1つのレールの前記下面を少なくとも部分的に遮断するように構成されている、請求項6に記載の印刷システム。

請求項9

前記少なくとも1つのレールの前記上面はさらに、前記少なくとも1つの他のベアリングがチャネル内で転動し、前記吐出ヘッドによって吐出された材料を捕捉し、また前記吐出ヘッドによって吐出される材料から、前記少なくとも1つのレールの前記下面を遮断することを可能にするように、前記少なくとも1つの他のベアリングを受けるように構成されたチャネルを備える、請求項6記載の印刷システム。

請求項10

前記プラットフォームは、前記付勢力に応じる、前記プラットフォームに対する前記少なくとも1つの他のベアリングの移動を、前記少なくとも1つのベアリングと前記少なくとも1つの他のベアリングとの間の方向に制約する少なくとも1つのガイドと、前記少なくとも1つのベアリングに付勢力を付与する付勢部材と、を含む、請求項6に記載の印刷システム。

技術分野

0001

本開示は、一般に、3次元オブジェクトプリンタに関し、より詳細には、3次元オブジェクトプリンタ用のモバイルカートに関する。

背景技術

0002

デジタル付加オブジェクト製造としても知られているデジタル3次元オブジェクトの製造は、デジタルモデルから実質的に任意の形状の3次元立体オブジェクトを作成するプロセスである。3次元オブジェクト印刷は、1つ以上の吐出ヘッド基板上に材料の連続層を異なる形状で吐出する、追加のプロセスである。文書プリンタ内のプリントヘッドと同様の吐出ヘッドは、通常、異なる材料のソースに連結されている連続する吐出装置を含む。単一の吐出ヘッド内の吐出装置は、異なる材料のソースに連結することができるか、あるいは各吐出ヘッドを異なる材料のソースに連結して、吐出ヘッド内の吐出装置がすべて、同一の材料の液滴を吐出できるようにすることが可能である。作成されているオブジェクトの一部となる材料は、ビルド材料と呼ばれ、一方、オブジェクト形成のための構造的支持を提供するために使用されるが、後にオブジェクトから除去される材料は、支持材料として知られている。3次元オブジェクト印刷は、切断や穿孔などのサブトラクティブ方式によるワークからの材料の除去に主に依存する従来のオブジェクト形成技術とは区別される。

0003

従来技術の3次元オブジェクト印刷システム10が、図8に示されている。本図では、カートと呼ばれるプラットフォーム14が、トラックレール22上でのスライドによって、図8に示す印刷ステーション26のような、印刷ステーション間の処理方向Pにおけるカートの移動を可能にする、面18(図7)を含む。あるいは、カートは、トラックに沿って転動するように構成された車輪、または他の種類の許容可能な移動機構を含むことができる。本図に示すように、印刷ステーション26は、4個の吐出ヘッド30を含むが、さらに少数またはさらに多い吐出ヘッドが印刷ステーションにおいて使用可能である。カート14がひとたび印刷ステーション26に到達すると、カート14は、印刷ステーションを通って精密レール38へ移行し、精密レール38に沿って移動する。精密レール38は、吐出ヘッド30の下でのカート14の正確な配置および操作を確実にするために、厳しい公差の範囲内で製造される円筒状レール部である。リニア電気モータが、ハウジング42内に設けられて、カート14の下面に接続されているハウジング46内の磁石と相互に作用する。これらのモータは、磁石と相互作用して、印刷ステーション間のトラックレール22に沿って、また印刷ステーション内の精密レール38に沿ってカートを推進させる電磁界を発生させる。カート14が印刷ステーション26の下にあると、カートの動きに同期して、材料の吐出が発生する。電気モータ(図示せず)は、吐出ヘッドが装着されているガントリに動作可能に接続されて、吐出ヘッドをX−Y平面内で移動させる。X−Y平面は、材料の層がオブジェクト内に形成されているときに、カート14の上面に平行かつトラックまたはレール上のカートの動きと直交する。材料の層がオブジェクトを形成するために蓄積するにつれて、追加のモータ(図示せず)は、カート14に対して垂直に印刷ステーション26を移動させる。あるいは、オブジェクトの形成のためにカート14の上面を垂直および水平に移動させる機構を設けることができる。印刷ステーションにより行われる印刷が終了すると、さらなる部品の形成、層の硬化、または他の処理のために、カート14は、別の印刷ステーションに移動する。

0004

システム10の端面図が、図7に示されている。本図は、電動モータハウジング42から、およびその上に延在するレール22の上に載置する面18をより詳細に示す。これらのモータがハウジング46内の磁石と相互作用する電磁場を生成すると、カート14の面18は、トラックレール22に沿ってスライドする。印刷ステーションでは、カート14のベアリング34は、カート14上における構築台の正確な位置決めを容易にするように配列されている精密レール38に接触する。具体的には、ベアリング34は、一方のレール38上に互いに直角に配置されて、カート14の4つの自由度を除去し、他のベアリング34は、他方のレール38上に載置されて、さらに1つの自由度を除去する。重力、およびハウジング46内の電気モータと磁石との間の磁気吸引力は、レール38と接触しているベアリング34を保持する。

0005

カートが吐出ヘッド30の下に存在しないとき、材料の不規則な液滴が吐出ヘッドから落下して、精密レール38およびハウジング42の上に望ましくない残屑および汚染を発生させる可能性がある。汚染物質は、紫外線の存在下で硬化する可能性があるが、紫外線は、印刷システム10の硬化プロセス中、または熱可塑性材料の場合は冷却による硬化プロセス中に使用することができる。このため、汚染材料の層の連続的な堆積を生じることがある。微粒子および他の浮遊物等の他の材料も、印刷システム10のレール38または他の部分に蓄積して、印刷動作を妨げる可能性がある。

発明が解決しようとする課題

0006

許容可能な品質を備える3次元オブジェクトを作成するために、吐出ヘッド30の下でのカート14の動作は、正確である必要がある。ベアリング34が精密レール38に接触するところに吐出ヘッドからの材料が集まる場合、カート14の線速度が乱されて、印刷物の品質が影響を受ける。さらに、ハウジング42の上部に材料液滴が集まることで、モータからの放熱に影響を与え、モータの性能および信頼性に影響を及ぼす。したがって、精密レール、モータハウジング、およびモバイルカート上の汚染のリスクを低減する3次元オブジェクト印刷システムの改良は、有益である。

課題を解決するための手段

0007

汚染を減少させ、正確で効率的な印刷を容易にするために、3次元オブジェクト印刷システムは、少なくとも1つのレールと、少なくとも1つのレールの反対側に配置される吐出ヘッドと、少なくとも1つのレールに沿って移動するように構成されるモバイルカートとを含む。少なくとも1つのレールは、上面と下面とを有しており、吐出ヘッドは、少なくとも1つのレールの反対側に配置され、3次元オブジェクトを形成するための媒体を吐出するように構成されている。

0008

モバイルカートは、プラットフォームと、該プラットフォームに動作可能に接続されている複数のベアリングとを含む。少なくとも1つのベアリングは、少なくとも1つのレールの下面と係合して、吐出ヘッドに対してプラットフォームを配置するように構成されている。少なくとも1つの他のベアリングは、少なくとも1つのレールの上面と係合して、少なくとも1つのベアリングを少なくとも1つのレールの下面に対して付勢する付勢力を付与するように構成される。

0009

本開示の上記態様およびその他の特徴は、添付図面と関連させて以下で説明される。

図面の簡単な説明

0010

図1は、本開示による3次元オブジェクト印刷システムを通って移動するモバイルカートの例示的な実施形態の端面図である。
図2は、本開示による3次元オブジェクト印刷システムを通って移動するモバイルカートの別の例示的な実施形態の端面図である。
図3は、本開示による3次元オブジェクト印刷システムを通って移動するモバイルカートのさらなる例示的な実施形態の側面図である。
図4は、本開示による3次元オブジェクト印刷システムを通って移動するモバイルカートのさらに別の例示的な実施形態の端面図である。
図5は、本開示による3次元オブジェクト印刷システムのレールの端部の斜視図である。
図6は、3次元オブジェクト印刷システムを通って、図5のレール上に移動するモバイルカートの例示的な実施形態の側面図である。
図7は、3次元オブジェクト印刷システムを通って移動する従来のモバイルカートの端面図である。
図8は、モバイルカートを使用する従来の3次元オブジェクト印刷システムの斜視図である。

実施例

0011

本実施形態の一般的な理解のために、図面が参照される。図面を通して、同様の要素を示すために、同様の参照数字を用いた。

0012

図1は、3次元オブジェクト印刷システムにおいて処理ステーションから処理ステーションへと移動するモバイルカート100の例示的な実施形態を示している。モバイルカート100は、プラットフォーム102と、第1の複数のベアリング104と、第2の複数のベアリング106と、一対のガイド108と、付勢部材110とを含む。ベアリング104は、プラットフォーム102に動作可能に接続され、印刷システムの一対の平行なレール114および116の下面112と係合し、下面112に沿って移動するように構成される。ベアリング106は、プラットフォーム102に動作可能に接続され、平行なレール114、116の上面118と係合し、上面118に沿って移動するように構成される。ベアリング104および106は、トラック114、116に沿って転動する車輪として構成されているが、摺動面、ならびに平面的、流体的、および磁気的ベアリングなどの他の種類の移動機構も考慮されている。

0013

図1に示す実施形態では、第1の複数のベアリング104には、レール114の下面112と係合するように配置されるベアリング104のペア120が配置され、ペア120内のベアリングは、互いに対して角度をなしている。角度は、たとえば、約20度から約160度の範囲内にあり、特に約50度から約90度、または約70度とすることができる。第2の複数のベアリング106には、レール114、116の内の1つの上面118とそれぞれ係合する一対のベアリング106がそれぞれ配置されている。他の実施形態では、モバイルカート100は、他の個数グループ化されたベアリング104、106を含み、このようなベアリング104、106は、他の個数のレールと係合し、該レールに沿って移動させるように構成および配置することができる。

0014

第1の複数のベアリング104は、プラットフォーム102に対して固定された位置を有するように、プラットフォーム102に動作可能に接続される。吐出ヘッド122が、レール114および116の反対側に配置されており、プラットフォーム102の上面に3次元オブジェクトを形成する材料を吐出するように構成される。レール114および116は、吐出ヘッド122に対して正確に配置され、ベアリング104は、レール114、116の下面112と係合されると、吐出ヘッド122に対してプラットフォーム102を正確に位置決めする。そのような正確な位置によって、3次元オブジェクトを形成するために、吐出ヘッド122は、プラットフォーム102上に材料を正確かつ効率的に吐出することができる。

0015

ベアリング104が下面112と確実に係合するために、ベアリング106はさらに、ベアリング104を下面112に対して付勢する付勢力を付与するように構成されている。本実施例では、付勢部材110によって、付勢力が少なくとも部分的に提供される。本実施形態では、付勢部材110は、1つの端124において各ベアリング106に、他方の端126においてプラットフォーム102に、それぞれ動作可能に接続されるばねである。示されているように、ベアリング106は、プラットフォーム102に対して相対的に移動可能になるように、プラットフォーム102に動作可能に接続されている。ガイド108は、付勢力に応じてのプラットフォームに対するベアリング106の移動を、ベアリング104とベアリング106との間の方向に制約する。本実施形態では、ガイド108は、リニアスライドである。

0016

本実施形態のばね付勢部材110は、ガイド108の長手方向軸線に平行な方向に向けられて、付勢力をベアリング104、106の間の方向に付与することができる。言い換えると、ベアリング104、106がレール114、116上で捕捉されたモバイルカートを保持するように、ガイド108が付勢力により、レール114、116に対して、またベアリング106に向かってベアリング104を付勢することを可能にする。本実施形態では、各ベアリング106にガイド108および付勢部材110をそれぞれ含むが、他の実施形態では、他の個数のガイド108および付勢部材110を含む。一実施形態では、複数の付勢部材110は、各ベアリング106とプラットフォーム102との間に動作可能に接続されている。

0017

上記で説明したように、汚染物質128のような吐出ヘッド122から吐出された材料および他の浮遊物が、トラック114、116上に蓄積する可能性がある。ベアリング106は、プラットフォーム102に対して移動可能であるため、ベアリング106が汚染物質128上に移動すると、ベアリング106はガイド108に沿って移動し、トラック114およびベアリング104から離れる。図1に示すように、右側の他のベアリング106がトラック116から離間するよりも、汚染物質128上を通過する左側のベアリング106はトラック114から離間している。付勢力は、ベアリング104の方向に作用し、したがって汚染物質128に応じて、ベアリング106の運動の方向に抗して、レール114、116の下面112に対するベアリング104の係合を維持する。言い換えれば、第2のベアリング106は、汚染物質を有しているレール114および116の一部の上を通過するモバイルカート100に応じて移動するが、ベアリング106によって付与される付勢力は、プラットフォーム102が吐出ヘッド122に対して適切に位置決めされた状態を確実に維持する。したがって、この構成は、レール114、116の汚染に対してロバストであるモバイルカート100を提供する。

0018

ベアリング104と、レール114および116の下面112との間の堅固な係合が維持されることは、上述のようにロバストなモバイルカート100を提供するのに有益である。一実施形態では、付勢部材110には、予荷重が加えられる。本明細書で使用する「予荷重」は、モバイルカート100がレール114、116上に取り付けられる際、付勢部材110は静止状態ではなく、荷重かけられた状態にあることを意味する。本実施形態では、付勢部材110は、ばねである。ばねは、自然な静止位置を有しており、それによって、ばねの伸長または圧縮の結果、付勢力に抗することになる。モバイルカート100がレール114、116に取り付けられた際に、ばねが静止状態から圧縮または伸張するようにばね付勢部材110を構成することにより、ばねが圧縮あるいは伸張を打ち消すように作用して、予荷重が加えられる。各種付勢部材110に予荷重を加えるための他の許容可能な方法も、考慮される。

0019

実施例では、プラットフォーム102の重量、ガイド108の範囲、付勢部材110の無荷重の構成や配置、または他の許容可能な予荷重の方法によって、付勢部材に予荷重を加えることが可能である。付勢部材110が予荷重を加えられると、汚染物質がレール114、116上に存在しない場合でも、第1のベアリング104がレール114、116の下面112に対して付勢される。

0020

レール114、116の下面112が吐出ヘッド122から離れる方向を向く場合であっても、吐出ヘッド122によって吐出される材料は、種類によっては、たとえば、上面118の周囲を移動し、レール114、116の下面112に蓄積され得る。図1では、各部材130は、レール114、116に固定され、レール114、116の長さ方向に沿って延在する。各部材130は、吐出ヘッド122によって吐出される材料から下面112を少なくとも部分的に遮断するように構成されている。実施例では、レール114上の汚染物質132は、その上の上面118の一部を下って進行した後、部材130によって、下面112に到達するのを阻止された。さらに図1に示すように、他の各部材134はまた、各レール114、116に固定されており、吐出ヘッド122によって吐出される汚染物質136などの材料から、下面112を少なくとも部分的に遮断するように構成されている。本実施形態では、部材130は、プラットフォーム102に面しているレール114、116の一部に配置され、部材134は、プラットフォーム102とは反対側のレール114、116の一部に固定されている。本実施形態では、部材134は、レール114および116をそれぞれ支持するように構成される支持部材である。このような支持部材は、印刷システムの他の支持構造体に接続することができる(図示せず)。部材130および134はともに、流路材料が部材を通過するのを防止するレール114および116の上面118と下面112との間の分離を画定する。本構成は、下面112が汚染物質の存在しない状態を維持し、モバイルカート100が印刷システムを通って円滑かつ正確に移動することを可能にすることを確実にする。別の実施形態(図示せず)では、部材130および/または134は、汚染物質を捕捉するのではなく、レール114、116から材料が離れて移動するのを導くように構成されている。たとえば、部材130または134は、汚染物質の蓄積が、印刷システムの性能に影響を与える可能性がある表面から離れて移動する汚染物質を導く板として作用することが可能である。

0021

図2は、回転ガイド208を有するモバイルカート200の別の例示的な実施形態の側面図である。ガイド208は、ベアリング106の動作を制限して、トラック114および116と平行に延在する軸上のガイド208を中心に回転させる。本実施形態では、ガイド208は、ベアリング106がガイドの周りを回転することを可能にするピン接続を含むが、曲線軌道を含む他の許容可能なタイプの回転ガイドも考慮されている。本実施形態におけるばね部材は、引張/圧縮ばね210A、ねじりばね210B、または回転要素に作用する他の種類の許容可能なばねとすることができる。カート200が汚染物質228上を通過すると、ベアリング106は、トラック114から遠ざかる方向に押圧される。ガイド208は、ベアリング106の結果として生じる動作を、ガイド208の周りの回転となるように導き、ばね210Aは、ベアリング104がトラック114に対して付勢されるようにする。

0022

図3は、回転ガイド308を有するモバイルカート300の別の例示的な実施形態の側面図である。ガイド308は、ベアリング106を制限して、トラック114を横断する交差処理方向に延在する軸の周りでガイド308を中心に回転させる。本実施形態では、ガイド308は、ベアリング106がガイドの周りを回転することを可能にするピン接続を備えるが、他の許容可能な種類の回転ガイドは、曲線軌道等を含む。本実施形態におけるばね部材は、引張/圧縮ばね310A、ねじりばね310B、または回転要素に作用する他の種類のばねとすることができる。カート300が汚染物質328上を通過すると、ベアリング106は、トラック114から遠ざかる方向に押圧される。ガイド308は、ベアリング106を導いて、ガイド308を中心に回転させ、ばね310Aは、トラック114に対してベアリング104を付勢する。

0023

図4は、3次元印刷システムを通って移動するモバイルカート400のさらに別の例示的な実施形態を示す。モバイルカート400は、プラットフォーム402と、第1の複数のベアリング104と、第2の複数のベアリング406とを備える。ベアリング104はプラットフォーム402に動作可能に接続され、したがってプラットフォーム402に対して固定された位置にあり、レール414および416の下面112に沿って転動するように構成されている。ベアリング406はまた、プラットフォーム402に動作可能に接続され、したがってプラットフォーム402に対して固定の位置にあり、レール414および416の上面418に係合するように構成されている。下面112と係合した状態で、ベアリング104は、レール414、416と対向して位置決めされる吐出ヘッド122に対して、プラットフォーム402を配置する。ベアリング406は、レール414、416の上面418上の汚染物質の上を通過するベアリングに応じて変形するように構成される。たとえば、図4に示すように、左ベアリング406は、レール414に蓄積された汚染物質410上を通過する領域に応じて変形する領域408を有している。

0024

一実施形態では、ベアリング406は、弾性材料から少なくとも部分的に形成されるので、ベアリング406は、領域408の弾性変形による付勢力を付与することができる。言い換えれば、左ベアリング406は、変形されていない形状の復元に向かって作用する。ベアリング406は、プラットフォーム402に動作可能に接続され、プラットフォーム402に対して固定された位置にあるので、この復元力は、レール414、416の下面112に対してベアリング104を付勢するように作用する。したがって、ベアリング406は、汚染物質上を通過するのに応じて変形するが、プラットフォーム402は、吐出ヘッド122に対するその位置を維持する。

0025

一実施形態では、ベアリング406には、予荷重が加えられる。たとえば、ベアリング406は、モバイルカート400がレールに沿って移動していない場合は変形されない状態となっており、レール414、416の上面418は、少なくとも部分的にベアリング406を変形するように構成されている。汚染物質が存在しない場合であっても、本構成は、下面112に対してベアリング104を付勢する。この相互作用により、モバイルカート400は、レール414、416に沿って円滑かつ正確に移動することが可能になる。

0026

上述のように、レール414、416の上面418に到達する吐出ヘッド122から吐出された材料が、下面112に移動するのを阻止することは、有益である。レール414、416の上面418は、ベアリング406を受けて、ベアリング406がチャネル内を転動可能なように構成されるチャネル430を画成し、また吐出ヘッド122によって吐出される材料または他の汚染物質を捕捉して、そのような汚染物質が上面418から下面112へ移動するのを阻止するように構成される。本実施形態では、汚染物質がチャネルの中央領域に引き込まれるように、チャネル430は、上面418に半円形切欠によって画成されるが、チャネルの他の許容可能な形状も考慮される。

0027

一部の3次元オブジェクト印刷システムでは、図8に関連して上述された印刷システム10のように、精密レール38は、モバイルカート14に対して操作を行う印刷ステーション26を有する印刷システムの一部を貫通して延在するだけである。印刷システムの他の部分では、モバイルカート14は、たとえば摺動面18を介して、レール22に沿って移動可能である。上述したモバイルカート100、200、300、および400のようなモバイルカートが精密レールに沿って移動していない場合、第2の複数のベアリングは、無荷重または変形されない状態であってもよい。図8に示す印刷システム10では、精密レール38は、平坦な端部を有する。このような構成において、カート14がレール上を移動する際に精密レール38と係合する第2の複数のベアリングは、無荷重/非変形状態から荷重/変形状態へ、速やかに遷移する。本構成はまた、第1の複数のベアリングに作用する付勢力の急激な変化を誘導する。付勢力のこのような急激な遷移と変化が、カート、およびカート上に形成されるオブジェクトを乱し、または損傷する可能性がある。さらに、そのような遷移により、一時的にカート14が不安定となって、さらに長い精密レール38が必要となり、したがって印刷ステーションに到達する前にカート14を十分に安定させることができるようになっている。付勢力の遷移と付与を平滑化することが、有益である。

0028

図5は、3次元オブジェクト印刷システム用のレール500の端部502の例示的な実施形態を示し、第1の端部502は、テーパ504を含む。テーパ504は、レール500の範囲で第1の直径を有し、第1の直径よりも大きく、モバイルカートの第1および第2の複数のベアリングと段階的に係合するように構成されている、第2の直径に遷移する。モバイルカート300がレール500の第1の端部502に達すると、モバイルカートがテーパ504に沿って移動する際に付勢力を徐々に付与するように、テーパ504は、モバイルカート300の第2の複数のベアリング506、508と段階的に係合していく。

0029

図6は、モバイルカート300がレール500の端部502でテーパ504と段階的に係合する、例示的な実施形態を示す。図6では、ベアリング506はテーパ504を越えて移動しており、レール500に対して完全に付勢され、ベアリング508は、テーパ504を通過しているので、部分的にのみレール500に対して付勢される。モバイルカート300が第1の端部502を通過すると、第2の複数のベアリング506、508は、完全に係合し、付勢力が全面に付与される。付勢力を徐々に付与すると、モバイルカートを、レール500上に滑らかに遷移させることができる。

0030

カート300上で精密な印刷操作を行う前に、カート300は、レール500の平坦部上になければならず、すなわちカート300は、レール500の第1の端部502を越えて移動していなければならない。したがって、レール500のテーパ504は、吐出ヘッドのような印刷ステーションを含む印刷システムの領域を越えて延在するので、吐出ヘッドに到達すると、カート300は完全にレール500の平坦部上にある。

0031

一実施形態では、レール500は、第1の端部と反対側の、第2のテーパを有する第2の端部をさらに含み、第2のテーパは、モバイルカートがレール500から円滑に遷移するのを可能にするために、レール500の第2の範囲で、第2の直径から第1の直径に遷移する。他の実施形態では、テーパ504の反対側のレール500の端部は、平坦な端部である。

0032

図5に示すように、テーパ504は、円錐形の断面形状を有しているが、他の実施形態では、許容可能なテーパ形状には、ランプ半径、ステップ面取り等が挙げられる。一実施形態では、レール500は、テーパ504とレール500の残りの部分との間の遷移を滑らかに補正する半径または面を含む。このような平滑化された遷移は、遷移でのカート300の振動を低減し、カートが、より短時間でレール500の平坦部上に、レール500の短い範囲にわたって安定することを可能にする。

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