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図面 (20)

課題

長繊維補強添加材製造における材料を切断するためのシステム及び方法を提供する。

解決手段

熱溶解積層法システムの中で使用される材料を切断するための方法、装置及びシステムが提供され、それらは1つ又は複数の穿孔を含むリボンを備える。材料が少なくとも1つの穿孔を通過し、リボンの移動が材料を切断する。追加の実施形態は、1つ又は複数のブレード構造を含むディスクを備え、各ディスクが少なくとも1つの空隙部を形成する。材料が少なくとも1つの空隙部を通過し、ディスクの回転移動が材料を切断する。追加の実施形態は、ガイドシャフトの1組の平行なレールに結合されたスライダを含むスライダ−クランク機構を備える。スライダは、材料を切断するために、レールの長さに沿って移動する。また別の実施形態は、少なくとも1つのロッドに結合された1つ又は複数の回転可能なブレード構造を備える。ブレード構造の回転によって、各回転中にブレード構造が押出し材料に交差し、押出し材料を切断する。

概要

背景

多くの製造工程では、材料が、溶解、結合及び/又は切断を含む様々な工程を通って成形される必要がある可能性がある。例えば、溶解フィラメント製造(FFF)としても公知である、熱溶解積層法FDM)は、モデリングプロトタイプ及び製造応用のために一般に使用される添加材製造工程である。そのような製造工程は、3Dプリンティング、モデリング及び製造のための技術として増々使用されている。FDMは、層の中に材料を据えることによる添加材の原理で動作する。モデル及び/又は部品は、平坦にされた少量の溶融材料及び/又は支持材料押出しノズルから押し出すことによって典型的に製造されて、ノズルから押出し後に、材料が硬化するにつれて層を形成する。

典型的には、熱可塑性フィラメント又は金属ワイヤなどの材料は、流れのオン及びオフ切り替えることができる押出しノズルに供給される。熱可塑性プラスチックは、そのガラス遷移温度を超して溶融状態まで加熱され、次いで押出しヘッドによって蒸着される。

いくつかの実施例では、添加材製造工程中に、押出し材料を所望の長さで切断する必要がある場合がある。例えば、押出し材料が繊維補強フィードストックである場合、単に繊維補強フィードストックを停止させるだけでは、フィードストックを押出機から分離するためには十分ではない。したがって、そのような場合、フィードストックをきれいに分離するために、押出機又はノズルの下流に切断機構が必要である。しかし、添加材製造工程の中で、モデル及び/又は部品が、密閉空間内で迅速に組み立てられるので、切断が手動又は典型的な切断装置によって行われることは非実用的である場合がある。したがって、様々な製造工程内で、迅速で、自動化され、妨害しない、製造材料を切断するための装置又は方法が必要である。

概要

長繊維補強添加材製造における材料を切断するためのシステム及び方法を提供する。熱溶解積層法システムの中で使用される材料を切断するための方法、装置及びシステムが提供され、それらは1つ又は複数の穿孔を含むリボンを備える。材料が少なくとも1つの穿孔を通過し、リボンの移動が材料を切断する。追加の実施形態は、1つ又は複数のブレード構造を含むディスクを備え、各ディスクが少なくとも1つの空隙部を形成する。材料が少なくとも1つの空隙部を通過し、ディスクの回転移動が材料を切断する。追加の実施形態は、ガイドシャフトの1組の平行なレールに結合されたスライダを含むスライダ−クランク機構を備える。スライダは、材料を切断するために、レールの長さに沿って移動する。また別の実施形態は、少なくとも1つのロッドに結合された1つ又は複数の回転可能なブレード構造を備える。ブレード構造の回転によって、各回転中にブレード構造が押出し材料に交差し、押出し材料を切断する。なし

目的

その唯一の目的は、後に提示される詳細な説明への序文として、本明細書で開示されるいくつかの概要を簡略化した形態で提示することである

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

フィードストック通過区域と、切断機構であって、前記切断機構の一部分が、前記フィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線画定する、切断機構とを備える、繊維補強フィードストック切断装置

請求項2

前記切断機構が、1つ又は複数の穿孔を含むリボンを備え、フィードストックが、前記1つ又は複数の穿孔の少なくとも1つの穿孔を通過し、前記リボンの移動が前記フィードストックを切断する、請求項1に記載の切断装置。

請求項3

前記切断機構が、1つ又は複数の鋭利な縁部を備える、請求項1に記載の切断装置。

請求項4

前記リボンに結合された1組の回転可能なリールを更に備え、少なくとも1つの前記リールを回転させるステップが、前記リボンを1つ又は複数の方向に移動させる、請求項2に記載の切断装置。

請求項5

1つ又は複数のガイドを更に備え、前記リボンが、前記1つ又は複数のガイドを通過し、前記1つ又は複数のガイドによって画定される所定の空間の内部に留まる、請求項2に記載の切断装置。

請求項6

切断器の各移動によって、少なくとも1つの穿孔が、熱溶解積層法ステムにおける押出機の少なくとも1つの開口部に概ね位置合わせされ、前記押出機が1つ又は複数の開口部を含む、請求項1に記載の切断装置。

請求項7

前記切断機構が、1つ又は複数のブレード構造を含むディスクであって、各ブレード構造が少なくとも1つの空隙部を含む、ディスクを備え、フィードストックが少なくとも1つの空隙部を通過し、前記ディスクの回転運動が前記フィードストックを切断する、請求項1に記載の切断装置。

請求項8

前記切断機構が、平行に配置された1組のレールを含むガイドシャフトであって、フィードストックが前記レールの間を通過する、ガイドシャフトと、スライダが前記レールの長さに沿って、第1の位置から第2の位置まで移動することができるように、前記レールに結合されたスライダと、前記スライダに結合されたクランク機構であって、前記クランク機構の回転によって、前記スライダが、前記レールの前記長さを移動し、前記レールの間を通過する前記フィードストックを切断する、クランク機構とを備え、前記クランク機構の各完全な回転後に、前記スライダが前記第1の位置に戻る、請求項1に記載の切断装置。

請求項9

前記切断機構が、1つ又は複数のブレード構造であって、各ブレード構造が少なくとも1つの空隙部を含む、1つ又は複数のブレード構造と、ブレード構造がロッド軸線周りに回転することができるように、少なくとも1つのブレード構造に結合された少なくとも1つの前記ロッドとを備え、1つ又は複数のブレード構造の回転によって、前記1つ又は複数のブレード構造が、前記フィードストック通過区域と交差し、フィードストックを切断する、請求項1に記載の切断装置。

請求項10

前記切断機構が、第1のロッドに結合された第1のブレード構造を更に備え、前記第1のロッドが、第2のブレード構造に結合された第2のロッドの反対側に配置される、請求項9に記載の切断装置。

請求項11

少なくとも1つのロッドが、前記フィードストック通過区域から傾斜されて、1つ又は複数のブレード構造が、前記フィードストック通過区域に対してある角度で設定された軸線の周りに回転するようにする、請求項9に記載の切断装置。

請求項12

フィードストックが、長炭素繊維又は他の長繊維補強複合材を備える、請求項1に記載の切断装置。

請求項13

切断機構を含む切断装置のフィードストック通過区域を通ってフィードストックを通過させるステップであって、前記フィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線が、前記切断機構の部分によって画定される、ステップと、前記切断機構が前記フィードストックを切断するように、前記切断機構を移動させるステップとを含む、繊維補強フィードストックを切断する方法。

請求項14

フィードストックの供給源と、フィードストック通過区域を通って、1つ又は複数の開口部から前記フィードストックを押し出す押出機であって、1つ又は複数の開口部を含む、押出機と、切断機構を含む切断装置であって、前記切断機構の一部分が、前記フィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線を画定する、切断装置とを備える、繊維補強フィードストックを切断するシステム。

技術分野

0001

本発明の開示は、一般に添加材製造に関し、より詳細には、そのような製造システムの中で使用される材料を切断するステップに関する。

背景技術

0002

多くの製造工程では、材料が、溶解、結合及び/又は切断を含む様々な工程を通って成形される必要がある可能性がある。例えば、溶解フィラメント製造(FFF)としても公知である、熱溶解積層法FDM)は、モデリングプロトタイプ及び製造応用のために一般に使用される添加材製造工程である。そのような製造工程は、3Dプリンティング、モデリング及び製造のための技術として増々使用されている。FDMは、層の中に材料を据えることによる添加材の原理で動作する。モデル及び/又は部品は、平坦にされた少量の溶融材料及び/又は支持材料押出しノズルから押し出すことによって典型的に製造されて、ノズルから押出し後に、材料が硬化するにつれて層を形成する。

0003

典型的には、熱可塑性フィラメント又は金属ワイヤなどの材料は、流れのオン及びオフ切り替えることができる押出しノズルに供給される。熱可塑性プラスチックは、そのガラス遷移温度を超して溶融状態まで加熱され、次いで押出しヘッドによって蒸着される。

0004

いくつかの実施例では、添加材製造工程中に、押出し材料を所望の長さで切断する必要がある場合がある。例えば、押出し材料が繊維補強フィードストックである場合、単に繊維補強フィードストックを停止させるだけでは、フィードストックを押出機から分離するためには十分ではない。したがって、そのような場合、フィードストックをきれいに分離するために、押出機又はノズルの下流に切断機構が必要である。しかし、添加材製造工程の中で、モデル及び/又は部品が、密閉空間内で迅速に組み立てられるので、切断が手動又は典型的な切断装置によって行われることは非実用的である場合がある。したがって、様々な製造工程内で、迅速で、自動化され、妨害しない、製造材料を切断するための装置又は方法が必要である。

発明が解決しようとする課題

0005

本開示の特定の実施形態の基本的な理解を提供するために、開示の簡略化した要約を以下に提示する。この要約は、本開示の広範な概観ではなく、本開示の主要/重大要素を識別せず、又は本開示の範囲を詳細に説明するものではない。その唯一の目的は、後に提示される詳細な説明への序文として、本明細書で開示されるいくつかの概要を簡略化した形態で提示することである。

課題を解決するための手段

0006

一般に、本開示の特定の実施形態は、熱溶解積層法で使用される、材料を切断するための技術又は機構、及び特にそのような製造工程の中で使用される繊維補強材料を切断するための技術又は機構を提供する。様々な実施形態によって、繊維補強フィードストック切断装置が提供され、その装置はフィードストック通過区域及び切断機構を備える。切断機構の一部分が、フィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線画定する。

0007

いくつかの実施形態では、切断機構が、1つ又は複数の穿孔を含むリボンを備える。フィードストックが、1つ又は複数の穿孔の少なくとも1つの穿孔を通過し、リボンの移動がフィードストックを切断する。いくつかの実施形態では、切断機構が、各穿孔の輪郭縁取る1つ又は複数の鋭利な縁部を備えることができる。追加の実施形態では、1つ又は複数の穿孔が、1つの方向に関して略涙滴形状とするができる。他の実施形態では、1つ又は複数の穿孔が対称的に成形され得る。いくつかの実施形態では、切断装置が、リボンに結合された1組の回転可能なリールを更に備えることができ、少なくとも1つのリールを回転させるステップが、リボンを1つ又は複数の方向へ移動させる。いくつかの実施形態では、切断装置が、少なくとも1つのリールに結合された1つ又は複数のモーターを更に備えることができ、1つ又は複数のモーターが少なくとも1つのリールを回転させる。他の実施形態では、切断装置が、1つ又は複数のガイドを更に備えることができる。リボンが、1つ又は複数のガイドを通過し、1つ又は複数のガイドによって画定される所定の空間の内部に留まる。いくつかの実施形態では、リボンの各移動によって、少なくとも1つの穿孔が、熱溶解積層法システムの中の押出機の少なくとも1つの開口部に概ね位置合わせすることができる。いくつかの実施形態では、押出機が1つ又は複数の開口部を含むことができる。いくつかの実施形態では、フィードストックが、長炭素繊維又は他の長繊維補強複合材を備えることができる。

0008

また別の実施形態では、切断機構が、1つ又は複数のブレード構造を含むディスクを備える。各ブレード構造は、少なくとも1つの空隙部を含む。フィードストックが少なくとも1つの空隙部を通過し、ディスクの回転移動がフィードストックを切断する。いくつかの実施形態では、切断機構が、各空隙部の輪郭を縁取る1つ又は複数の鋭利な縁部を備えることができる。追加の実施形態では、1つ又は複数の空隙部が、1つの方向に関して略涙滴形状であることができる。他の実施形態では、少なくとも1つの空隙部が、各ブレード構造によって完全に取り囲まれた少なくとも1つの穿孔を備えることができる。いくつかの実施形態では、切断装置が、ディスクに結合された1つ又は複数のモーターを更に備えることができ、1つ又は複数のモーターがディスクを回転させる。他の実施形態では、ディスクの各回転移動によって、少なくとも1つの空隙部が、熱溶解積層法システムの中の押出機の少なくとも1つの開口部に概ね位置合わせすることができる。いくつかの実施形態では、押出機が1つ又は複数の開口部を含むことができる。いくつかの実施形態では、フィードストックが、長炭素繊維又は他の長繊維補強複合材を備えることができる。

0009

また別の実施形態では、切断機構が、平行に配置された1組のレールを含むガイドシャフトを備える。フィードストックが、レールの間を通過する。切断装置が、レールに結合されたスライダを更に備えることができて、スライダがレールの長さに沿って、第1の位置から第2の位置まで移動することができるようにする。切断装置が、スライダに結合されたクランク機構を更に備えることができ、クランク機構の回転によって、スライダが、レールの長さを移動し、レールの間を通過するフィードストックを切断する。クランク機構の各完全な回転後に、スライダが第1の位置に戻ることができる。いくつかの実施形態では、切断機構が、1つ又は複数の鋭利な縁部を備えることができる。他の実施形態では、切断機構が、ガイドシャフトに結合された端部構造を更に含むことができる。別の実施形態では、切断機構が、1つ又は複数の鋭利な縁部を含む1組のブレード構造を備えることができる。ブレード構造は、スライダに結合され、端部構造によって、ブレード構造が一体になり、スライダが第2の位置にある場合にフィードストックを切断するように、端部構造が成形される。他の実施形態では、切断装置が、クランク機構に結合された1つ又は複数のモーターを更に備えることができ、1つ又は複数のモーターがクランクを回転させる。いくつかの実施形態では、ガイドシャフトが、熱溶解積層法システムの中の押出機の少なくとも1つの開口部と概ね位置合わせされ得る。いくつかの実施形態では、押出機が1つ又は複数の開口部を含むことができる。いくつかの実施形態では、フィードストックが、長炭素繊維又は他の長繊維補強複合材を備えることができる。

0010

また別の実施形態では、切断機構が、1つ又は複数のブレード構造を備え、各ブレード構造が少なくとも1つの空隙部を含む。切断機構が、少なくとも1つのブレード構造に結合された少なくとも1つのロッドを更に備えて、ブレード構造がロッドの軸線周りに回転できるようにする。1つ又は複数のブレード構造の移動によって、1つ又は複数のブレード構造が、フィードストック通過区域と交差し、フィードストックを切断する。いくつかの実施形態では、切断機構が、第1のロッドに結合された第1のブレード構造を備える。第1のロッドは、第2のブレード構造に結合された第2のロッドの反対側に配置され得る。他の実施形態では、切断機構が、各空隙部の輪郭を縁取る1つ又は複数の鋭利な縁部を備えることができる。他の実施形態では、1つ又は複数の空隙部が、1つの方向に関して略V字形状であることができる。追加の実施形態では、少なくとも1つのロッドが、フィードストック通過区域から傾斜されることができて、1つ又は複数のブレード構造が、フィードストック通過区域に対してある角度で設定される軸線の周りに回転するようにする。他の実施形態では、切断装置が、1つ又は複数のブレード構造に結合された1つ又は複数のモーターを更に備えることができ、1つ又は複数のモーターが1つ又は複数のブレード構造を回転させる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つのブレード構造が、熱溶解積層法システムの中の押出機の少なくとも1つの開口部から離れた位置にあると、少なくとも1つのブレード構造の各移動が、開始及び終了することができる。いくつかの実施形態では、押出機が1つ又は複数の開口部を含むことができる。いくつかの実施形態では、フィードストックが、長炭素繊維又は他の長繊維補強複合材を備えることができる。

0011

また別の実施形態では、切断装置のフィードストック通過区域を通ってフィードストックを通過させるステップを含む、繊維補強フィードストックを切断する方法が提供される。切断装置が、切断機構を含み、フィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線が、切断機構の部分によって画定される。方法は、切断機構がフィードストックを切断するように、切断機構を移動させるステップを更に含む。いくつかの実施形態では、切断機構が、1つ又は複数の穿孔を含むリボンを備える。フィードストック通過区域を通ってフィードストックを通過させるステップは、フィードストックを少なくとも1つの穿孔を通って通過させるステップを含む。そのような実施形態では、切断機構を移動させるステップが、リボンを1つ又は複数の方向へ前進させるステップを含む。いくつかの実施形態では、切断機構が、各穿孔の輪郭を縁取る1つ又は複数の鋭利な縁部を備えることができる。追加の実施形態では、1つ又は複数の穿孔は、1つの方向に関して略涙滴形状とすることができる。他の実施形態では、1つ又は複数の穿孔が対称的に成形され得る。特定の実施形態では、切断機構を移動させるステップが、リボンに結合された1組のリールを回転させるステップを更に含み、リボンが1つ又は複数の方向へ前進されるようにする。他の実施形態では、リボンが、少なくとも1つのガイドを通って前進されることができ、少なくとも1つのガイドによって画定される所定の空間内部に留まる。追加の実施形態では、1つ又は複数のモーターが、1組のリール結合されることができ、少なくとも1つのリールを回転させることができる。いくつかの実施形態では、方法は、リボンの各前進後に、少なくとも1つの穿孔を熱溶解積層法システムの中の押出機の少なくとも1つの開口部に概ね位置合わせするステップを更に備えることができる。いくつかの実施形態では、フィードストックが、長炭素繊維又は他の長繊維補強複合材を備えることができる。

0012

また別の実施形態では、フィードストックの供給源及び1つ又は複数の開口部からフィードストックを押し出すように構成される押出機を備える繊維補強フィードストックを切断するシステムが提供される。いくつかの実施形態では、押出機が1つ又は複数の開口部を含むことができる。システムは、切断機構を含む切断装置を更に備えることができる。切断機構の部分が、フィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線を画定する。いくつかの実施形態では、切断機構が、1つ又は複数の穿孔を含むリボンを備えることができる。フィードストックは、リボンの少なくとも1つの穿孔を通過する。切断装置が、リボンに結合された1組のリールを更に備えることができ、リールを回転させるステップが、リボンを1つ又は複数の方向へ移動させる。切断装置が、1組のリールに結合された1つ又は複数のモーターを更に備えることができ、1つ又は複数のモーターが少なくとも1つのリールを回転させる。リボンの移動が、材料を切断し、各移動によって、1つ又は複数の穿孔の少なくとも1つの穿孔が、押出機の1つ又は複数の開口部の少なくとも1つの開口部に概ね位置合わせする。いくつかの実施形態では、フィードストックが、長炭素繊維又は他の長繊維補強複合材を備えることができる。

0013

本開示は、本開示の特定の実施形態を図示する添付の図面と併せて考察される以下の説明を参照することによって最も良く理解され得る。

図面の簡単な説明

0014

本開示の技術及び機構と併せて使用され得る製造システムの実施例の図である。
1つ又は複数の実施形態による、リボンを使用する切断装置の一実施例の図である。
図2に図示されるリボンを使用する切断装置の実施例の代替図である。
図2に図示されるリボンを使用する切断装置の実施例のまた別の図である。
図2に図示されるリボンを使用する切断装置の実施例のまた別の図である。
1つ又は複数の実施形態による、連続的リボンを使用する切断装置の一実施例の図である。
1つ又は複数の実施形態による、切断装置によって材料を切断する方法の一実施例の図である。
1つ又は複数の実施形態による、リボンを使用して材料を切断する方法の一実施例の図である。
1つ又は複数の実施形態による、ディスクを使用する切断装置の一実施例の図である。
図8Aに図示されるディスクを使用する切断装置の実施例の代替図である。
1つ又は複数の実施形態による、ディスクを使用して材料を切断する一実施例の方法の図である。
1つ又は複数の実施形態による、スライダ−クランクを使用する切断装置の一実施例の図である。
図10Aに図示されるスライダ−クランクを使用する切断装置の実施例の代替図である。
切断中に、図10Aに図示されるスライダ−クランクを使用する切断装置の実施例のまた別の図である。
1つ又は複数の実施形態による、スライダ−クランクを使用して材料を切断する一実施例の方法の図である。
1つ又は複数の実施形態による、回転ブレード構造を使用する切断装置の一実施例の図である。
図12Aに図示される回転ブレード構造を使用する切断装置の実施例の代替図である。
図12Aに図示される回転ブレード構造を使用する切断装置の実施例の代替図である。
1つ又は複数の実施形態による、回転ブレード構造を使用して材料を切断する一実施例の方法の図である。
航空機の製造及び保守点検方法の流れ図である。
航空機のブロック図である。

実施例

0015

次いで、本開示を実施するために発明者によって考えられる最適なモードを含む、本開示のいくつかの特定の実施例を詳細に参照することになる。これらの特定の実施形態の実施例は、添付の図面の中に図示されている。本開示はこれらの特定の実施形態と併せて説明されるが、説明される実施形態に本開示を限定するようには意図されないことを理解されたい。反対に、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神及び範囲内に含まれ得るものとして、代替形態修正形態及び均等物を包含するように意図される。

0016

例えば、本開示の構造及び機構は、特定の材料の状況で説明されることになる。しかし、本開示の構造及び機構は、様々な異なる材料から成ることができることに留意すべきである。以下の説明の中で、本開示の完全な理解を提供するために、複数の特定の詳細が説明される。本開示の特定の実施例の実施形態は、これら特定の詳細のいくつか又はすべてを含まずに実施され得る。他の実例では、本開示を不必要に不明瞭にしないために、良く知られた構造、機構及び材料は、詳細に説明されていない。

0017

定義
様々な要素を説明するために本明細書で「第1の」、「第2の」などの用語が使用される場合があるが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではないと理解されたい。これらの用語は、1つの要素を他の要素から区別するためにのみ使用される。例えば、「第1の接触」のすべての発生が一貫して名前を変更され、第2の接触のすべての発生が一貫して名前を変更されるのであれば、説明の意味を変えずに、第1の接触を第2の接触と呼ぶことができ、第2の接触を第1の接触と呼ぶことができる。第1の接触及び第2の接触は、両方とも接触であるが、しかしそれらは同じ接触ではない。

0018

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態だけを説明する目的のためであり、特許請求の範囲を限定するものと意図されるのではない。実施形態及び添付の特許請求の範囲の説明の中で使用される場合、そうではないと明確に文脈が指示しない限り、単数の形態「1つの(a)」、「1つの(an)」及び「その(the)」は、複数形もまた含むものと意図される。本明細書で使用される場合、用語「及び/又は(and/or)」は、関連して列挙される項目の1つ又は複数の任意及びすべての可能な組合せに言及し、かつ包含するものであると理解されたい。本明細書で使用される場合、用語「備える(comprises)」及び/又は「備えている(comprising)」は、述べられた形態、整数、ステップ、操作、要素及び/又は構成要素の存在を特定するが、しかし、1つ又は複数の形態、整数、ステップ、操作、要素及び/又は構成要素の存在又は追加を排除するものではないことを更に理解されたい。

0019

本明細書で使用される場合、文脈に依存して、用語「ならば(if)」は、「場合(when)」又は「すると(upon)」、又は以前に述べられた状態が真実であるという「決定に応答して(in response to determining)」又は「決定により(in accordance with a determination)」又は「検出に応答して(in response to detecting)」を意味すると考えることができる。同様に、語句「以前に述べられた状態が真実であると決定されるならば」あるいは「以前に述べられた状態が真実であるならば」又は「以前に述べられた状態が真実である場合」は、文脈に依存して、以前に述べられた状態が真実であることを「決定すると」又は「決定に応答して」又は「決定に従って」又は「検出すると」又は「検出に応答して」を意味するように考えることができる。

0020

本明細書で使用される場合、用語「フィードストック」、「フィラメント」及び「ストランド」は、熱溶解積層法及び他の3Dプリンティング工程の中で一般に使用される様々な断面形状及び直径を含む無限の長さの材料の薄い形状のロッドを指し、そのようなすべての用語は、本開示全体でほとんど同じ意味で使用され得る。

0021

本開示の様々な技術及び機構が、分かり易くするために単数形で説明されることがある。しかし、そうではないと述べない限り、いくつかの実施形態は、構造の複数の反復、又は機構の複数の具体化を含むことに留意すべきである。例えば、システムは、様々な文脈の中でプロセッサを使用し、機構は自動的、電気的又は無線で制御される。しかし、システムは複数のプロセッサを使用することができるが、そうではないと述べない限り、同時に本開示の範囲内にあることを理解されたい。更に、本開示の技術及び機構は、2つの実在物の間の結合を記載する場合があるであろう。2つの実在物の間の結合必ずしも直接の、邪魔されない結合を意味するのではなく、様々な他の実在物が2つの実在物の間に存在する可能性があることに留意すべきである。例えば、プロセッサはメモリに結合され得るが、様々なブリッジ及びコントローラーがプロセッサとメモリとの間に存在する可能性がある。結局、そうではないと述べない限り、結合は、直接的な、邪魔されない結合を意味するのではない。

0022

概要
様々な実施形態によって、繊維補強フィードストック切断装置が提供され、その装置はフィードストック通過区域及び切断機構を備える。切断機構の部分が、フィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線を画定する。いくつかの実施形態では、切断機構が、1つ又は複数の穿孔を含むリボンを備える。フィードストックが、1つ又は複数の穿孔の少なくとも1つの穿孔を通過し、リボンの移動がフィードストックを切断する。いくつかの実施形態では、切断機構が、各穿孔の輪郭を縁取る1つ又は複数の鋭利な縁部を備えることができる。追加の実施形態では、1つ又は複数の穿孔は、1つの方向に関して略涙滴形状とすることができる。他の実施形態では、1つ又は複数の穿孔が対称的に成形され得る。いくつかの実施形態では、切断装置が、リボンに結合された1組の回転可能なリールを更に備えることができ、少なくとも1つのリールを回転させるステップが、リボンを1つ又は複数の方向へ移動させる。いくつかの実施形態では、切断装置が、少なくとも1つのリールに結合された1つ又は複数のモーターを更に備えることができ、1つ又は複数のモーターが少なくとも1つのリールを回転させる。他の実施形態では、切断装置が、1つ又は複数のガイドを更に備えることができる。リボンが、1つ又は複数のガイドを通過し、1つ又は複数のガイドによって画定される所定の空間の内部に留まる。いくつかの実施形態では、リボンの各移動によって、少なくとも1つの穿孔が、熱溶解積層法システムの中の押出機の少なくとも1つの開口部に概ね位置合わせすることができる。いくつかの実施形態では、押出機が1つ又は複数の開口部を含むことができる。いくつかの実施形態では、フィードストックが、長炭素繊維又は他の長繊維補強複合材を備えることができる。

0023

また別の実施形態により、切断機構が、1つ又は複数のブレード構造を含むディスクを備える。各ブレード構造は、少なくとも1つの空隙部を含む。フィードストックが少なくとも1つの空隙部を通過し、ディスクの回転移動がフィードストックを切断する。いくつかの実施形態では、切断機構が、各空隙部の輪郭を縁取る1つ又は複数の鋭利な縁部を備えることができる。追加の実施形態では、1つ又は複数の空隙部は、1つの方向に関して略涙滴形状とすることができる。他の実施形態では、少なくとも1つの空隙部が、各ブレード構造によって完全に取り囲まれた少なくとも1つの穿孔を備えることができる。いくつかの実施形態では、切断装置が、ディスクに結合された1つ又は複数のモーターを更に備えることができ、1つ又は複数のモーターがディスクを回転させる。他の実施形態では、ディスクの各回転移動によって、少なくとも1つの空隙部が、熱溶解積層法システムの中の押出機の少なくとも1つの開口部に概ね位置合わせすることができる。いくつかの実施形態では、押出機が1つ又は複数の開口部を含むことができる。いくつかの実施形態では、フィードストックが、長炭素繊維補強複合材を備えることができる。

0024

また別の実施形態により、切断機構が、平行に配置された1組のレールを含むガイドシャフトを備える。フィードストックが、レールの間を通過する。切断装置が、レールに結合されたスライダを更に備えることができて、スライダがレールの長さに沿って、第1の位置から第2の位置まで移動することができるようにする。切断装置が、スライダに結合されたクランク機構を更に備えることができ、クランク機構の回転によって、スライダが、レールの長さを移動し、レールの間を通過するフィードストックを切断する。クランク機構の各完全な回転後に、スライダが第1の位置に戻ることができる。いくつかの実施形態では、切断機構が、1つ又は複数の鋭利な縁部を備えることができる。他の実施形態では、切断機構が、ガイドシャフトに結合された端部構造を更に含むことができる。別の実施形態では、切断機構が、1つ又は複数の鋭利な縁部を含む1組のブレード構造を備えることができる。ブレード構造は、スライダに結合され、端部構造によって、ブレード構造が一体になり、スライダが第2の位置にある場合にフィードストックを切断するように、端部構造が成形される。他の実施形態では、切断装置が、クランク機構に結合された1つ又は複数のモーターを更に備えることができ、1つ又は複数のモーターがクランクを回転させる。いくつかの実施形態では、ガイドシャフトが、熱溶解積層法システムの中の押出機の少なくとも1つの開口部と概ね位置合わせされ得る。いくつかの実施形態では、押出機が1つ又は複数の開口部を含むことができる。いくつかの実施形態では、フィードストックが、長炭素繊維補強複合材を備えることができる。

0025

別の実施形態により、切断機構が、1つ又は複数のブレード構造を備え、各ブレード構造が少なくとも1つの空隙部を含む。切断機構が、少なくとも1つのブレード構造に結合された少なくとも1つのロッドを更に備えて、ブレード構造がロッドの軸線の周りに回転できるようにする。1つ又は複数のブレード構造の移動によって、1つ又は複数のブレード構造が、フィードストック通過区域と交差し、フィードストックを切断する。いくつかの実施形態では、切断機構が、第1のロッドに結合された第1のブレード構造を備える。第1のロッドは、第2のブレード構造に結合された第2のロッドの反対側に配置され得る。他の実施形態では、切断機構が、各空隙部の輪郭を縁取る1つ又は複数の鋭利な縁部を備えることができる。他の実施形態では、1つ又は複数の空隙部が、1つの方向に関して略V字形状であることができる。追加の実施形態では、少なくとも1つのロッドが、フィードストック通過区域から傾斜されることができて、1つ又は複数のブレード構造が、フィードストック通過区域に対してある角度で設定される軸線の周りに回転するようにする。他の実施形態では、切断装置が、1つ又は複数のブレード構造に結合された1つ又は複数のモーターを更に備えることができ、1つ又は複数のモーターが1つ又は複数のブレード構造を回転させる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つのブレード構造が、熱溶解積層法システムの中の押出機の少なくとも1つの開口部から離れた位置にあると、少なくとも1つのブレード構造の各移動が、開始及び終了することができる。いくつかの実施形態では、押出機が1つ又は複数の開口部を含むことができる。いくつかの実施形態では、フィードストックが、長炭素繊維補強複合材を備えることができる。

0026

詳細な説明
熱溶解積層法システムの中でフィードストックとして典型的に使用される熱可塑性プラスチック及び他の非金属添加材は、押出機から押し出される材料のストランドを分離するために切断するステップを必要としない。そのような熱可塑性材料は、押出機を押し出されたストランドから離れて移動させることによって分離され得る。そのような非金属添加材製造技術は、唯一で複雑な物品であるが、限定された機械特性及び高い熱膨張係数を含む物品を製造する。したがって、機能的プロトタイプから工具及び最終用途部品まで飛行ハードウェアのために、より幅広い技術移行に対する特性の向上が必要である。

0027

一般的な複合材料、及び特に添加材製造ステップを使用して形成された複合材部品に対する特定の関心の1つの領域は、長繊維を使用することである。長繊維は、繊維方向に高い強度レベルを提供する。例えば、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)樹脂から形成され、及び炭素繊維チョップ体積によって30%充填される複合材フィードストックストリップは、1インチ平方につき約3百万ポンド引張り係数MSI)を有することができる。同時に、同じ樹脂から形成され、及び長炭素繊維チョップの体積によって35%充填される複合材フィードストックストリップは、10MSIを超える引張り係数を有することができる。更に、長繊維フィードストックを使用して製造された複合材部品は、現在製造される強化されない部品と比較可能な、5倍の強度及び10倍の剛性を含むものと期待される。これらの向上した強度及び他の特性のために、そのような長繊維補強は、加熱後、及び押出機から材料を分離するための押出し後に、追加の切断ステップが必要になる可能性がある。

0028

様々な実施形態により、切断装置が、複数の穿孔を含む薄く、平坦なリボン構造を備えることができる。いくつかの実施形態では、穿孔は、中央に一列に並べられ、リボン構造の長さに沿って走ることができる。いくつかの実施形態では、穿孔が互いから離れて均等に離隔配置される。いくつかの実施形態では、材料が1つ又は複数の穿孔を通過し、リボンの移動が材料を切断する。例えば、材料は、熱溶解積層法及び/又は製造の中で使用される長繊維又は繊維補強フィードストックとすることができる。そのような材料は、連続圧縮成型によって作製され、所望の断面形状のフィードストックに細長く切られる長炭素補強複合材とすることができる。材料が、穿孔に位置合わせされた押出機の開口部を通って押し出され、リボンの穿孔を通って通過することが可能である。いくつかの実施形態では、材料が、押出機の複数の開口部を通って押し出され得る。穿孔の縁部が押出し材料に接触するように、リボンが所定の方向に移動されることが可能である。リボンが所定の方向に移動し続けるにつれて、材料が完全に切断されるまで、穿孔の縁部が材料を突き通すことができる。いくつかの実施形態では、次の穿孔が押出機の開口部に位置合わせされるまで、リボンが所定の方向に移動し続けることができる。

0029

いくつかの実施形態では、縁部が材料を突き通すことを更に可能にするために、穿孔が鋭利な縁部を含むことができる。他の実施形態では、穿孔は鋭利な先端に向かって先が細くなる、より幅広い丸い部分を含む「滴」形状とすることができる。材料がより幅広い丸い部分を通って押し出され、通過することができ、リボンが所定の方向に移動するにつれて、先細の部分が材料に対して押し付けて、長繊維押出し成形物切断負荷のための集中的切断力を可能にする。他の実施形態では、穿孔が三角形ダイヤモンド型円形など、他の形状を備えることができる。追加の実施形態では、穿孔が対称的に成形されることが可能であって、少なくとも2つの方向にリボンを移動することによる切断が可能になる。

0030

特定の実施形態では、リボンが、1組のリールを回転させることによって移動され得る。いくつかの実施形態では、リボンが1組のリールの周りに巻く付けられることができ、リボンが第1のリールから第2のリールまで通過するように、リボンの移動がリールの回転によって引き起こされる。他の実施形態では、各リールシャフトが、リールに固定され、回転を引き起こすことができる。いくつかの実施形態では、リボンが3つ以上のリールに結合されることが可能である。いくつかの実施形態では、リールは、スプロケット構造を形成するために、1つ又は複数の突起を含むことができる。これらの実施形態では、リボンを把持し、リボンの最も低い層を各リール上の定位置に係止するために、突起が穿孔に位置合わせするように、突起は成形され、配置されることが可能である。他の実施形態では、突起は、リボンの中の追加的な穿孔に位置合わせし、把持することができる。接着剤はんだ付け機械取付けによることなど、リボンをリールに結合する他の手段が、使用され得る。

0031

他の実施形態では、モーターが各リールに結合され、リールを回転させて、リボンを巻くことが可能である。いくつかの実施形態では、モーターが、モーターによって回転されるリールシャフトによってリールに結合されることが可能である。他の実施形態では、モーターが、直角歯車駆動又は他の歯車配置によって各リールに結合され得る。DCモーターサーボモーターステッパモーターなど、様々なモーターが、異なる実施形態の中で実施され得る。

0032

追加の実施形態では、切断装置が、リボンの移動を画定された空間の中に収容された状態に保つガイドを含むことができる。いくつかの実施形態では、レールがリボンを安定させ、リボンが通過することを可能にするようにある距離に配置されるレールをガイドが含むことができる。いくつかの実施形態では、ガイドによって形成されるレールが、1つ又は複数の穿孔を材料の供給源に位置合わせすることを促進することができて、その結果、材料が1つ又は複数の穿孔を通過することができる。例えば、押出機の開口部が配置され得る箇所で、ガイドの中心が開口部を含むことができて、リボンがガイドのレールを通って移動するにつれて、リボンの配置が、押出機の開口部を通り過ぎるように強制される。いくつかの実施形態では、押出機の開口をガイドの開口部と同一平面とすることができて、その結果、リボンによって行われる切断が、開口部と同一平面である材料を切断する。他の実施形態では、押出機の開口部が、ガイドを通って突出することができる。

0033

他の実施形態では、穿孔は、リボンの次の各移動によって更に位置合わせされ得る。例えば、ガイドはリボンの穿孔を押出機の開口部に位置合わせされた状態に保つことができて、溶融材料が穿孔を通過することができる。次いで、前述のように、リボンが、材料を切断するために移動され得る。移動によって材料を切断するにつれて、リボンの中の次の穿孔が、押出機の開口部に向かって移動され、次の穿孔が押出機の開口部に概ね位置合わせされるとき、リボンの移動が停止され、その結果、材料が次の穿孔を通って通過することができる。

0034

また別の実施形態では、切断装置が、薄いディスク構造を備えることができる。薄いディスク構造は、ディスクの周囲の周りに1つ又は複数のブレード構造を含むことができる。各ブレード構造は、各空隙部の輪郭を縁取る鋭利な縁部を含む少なくとも1つの空隙部を形成することができる。いくつかの実施形態では、材料が1つ又は複数の空隙部を通過し、ディスクの回転によって、ブレード構造の鋭利な縁部が、空隙部の内部の材料を突き通し、切断する。例えば、材料は、熱溶解積層法及び/又は製造の中で使用される長炭素繊維補強複合材であることができる。材料は、少なくとも1つの空隙部に位置合わせされる押出機の1つ又は複数の開口部を通って押し出されることができ、ディスクの平面に略垂直に各空隙部を通過することができる。いくつかの実施形態では、材料が、押出機の複数の開口部を通って押し出され、ディスクの中の複数の空隙部を通過することができる。いくつかの実施形態では、空隙部は、ブレード構造によって完全に取り囲まれることができて、その結果、空隙部が各ブレード構造の内部に穿孔を備える。他の実施形態では、各ブレード構造は、複数の空隙部及び/又は穿孔を含むことができる。他の実施形態では、各ブレード構造が、対称的に成形され得る。

0035

ディスクの回転は、コントローラーによって命令される駆動機構によって駆動され得る。そのような駆動機構は、DCモーター、サーボモーター及び/又はステッパモーターを含むモーター配置を備えることができる。いくつかの実施形態では、駆動機構は、変速装置及び歯車配置を更に備えることができる。追加の材料が1つ又は複数の開口部を通過することができるように、1つ又は複数の次の空隙部が押出機の1つ又は複数の開口部に概ね位置合わせされるまで、ディスクの回転は継続することができる。

0036

また別の実施形態では、切断装置が、平行に配置された1組のレールを備えるガイドシャフトを含むスライダ−クランク機構を備えることができる。いくつかの実施形態では、材料はレールの間を通過することができる。例えば、材料は、熱溶解積層法及び/又は製造の中で使用される長炭素繊維補強複合材であることができる。材料が、レールに位置合わせされた、押出機の1つ又は複数の開口部を通って押し出されることができる。

0037

いくつかの実施形態では、スライダが1組のレールに結合されて、スライダが、レールの長さに沿って第1の位置から第2の位置まで移動することができるようにする。いくつかの実施形態では、クランク機構が、結合ロッドによってスライダに結合されることができて、クランク機構の回転によって、結合ロッドが、レールの長さに沿って第1の位置から第2の位置までスライダを押し、レールの間で材料を切断する。クランク機構の各完全な回転後に、スライダが第1の位置に戻る。

0038

いくつかの実施形態では、スライダが、材料を切断するために1つ又は複数の鋭利な縁部を含むことができる。他の実施形態では、スライダが、1つ又は複数のブレード構造を含むことができる。他の実施形態では、レールがガイドシャフトの端部構造に結合されることができて、端部構造に対する、1つ又は複数の鋭利な縁部の力によって、材料が切断されるようにする。いくつかの実施形態では、端部構造は、鋭利な縁部を更に含むことができる。他の実施形態では、端部構造は、スライダに結合された1つ又は複数のブレード構造の移動を制御するためにガイドを含むことができる。追加の実施形態では、スライダが、1組のブレード構造に結合されることができ、鋭利な縁部はスライダ上の枢動点で一体に結合されて、ブレードが開き、及び閉じることができるようにする。スライダが第1の位置にある場合、1組のブレードが開いた状態に留まる。スライダが、レールの長さに沿って第2の位置に向かって押されるにつれて、端部構造がブレードを一体に押して、レールの間で材料を切断するように、端部構造は更に成形される。スライダが第1の位置に戻ると、ブレードは開く。

0039

いくつかの実施形態では、クランク機構の回転が、メモリ及びプロセッサを含むコントローラーによって命令される駆動機構によって駆動され得る。そのような駆動機構は、DCモーター、サーボモーター及び/又はステッパモーターを含むモーター配置を備えることができる。いくつかの実施形態では、駆動機構は、変速装置及び歯車配置を更に備えることができる。他の実施形態では、駆動機構は、スライダに直接結合される空気シリンダ(図示せず)を備えることができる。いくつかの実施形態では、クランク機構は、各完全な回転後に回転を停止し、別の切断が行われる場合に別の回転を開始することができる。他の実施形態では、クランク機構は、複数の切断のために複数の完全な回転を行うことができる。

0040

また別の実施形態では、切断装置が、旋回ブレード構造を備えることができる。いくつかの実施形態では、ブレード構造が枢動ロッドに結合されることができて、ブレード構造が枢動ロッドの軸線の周りに旋回することができるようにする。他の実施形態では、ブレード構造が、軸線の周りを全円内で回転することができる。いくつかの実施形態では、ブレード構造が、空隙部を含むことができる。他の実施形態では、ブレード構造が、複数の空隙部を含むことができる。いくつかの実施形態では、ブレード構造が枢動ロッドの軸線の周りを回転することによって、ブレード構造が、押出し材料に交差し、材料を突き通し、切断する。例えば、材料は、熱溶解積層法及び/又は製造の中で使用される長炭素繊維補強複合材であることができる。材料が、押出機の1つ又は複数の開口部を通って押し出されることができる。ブレード構造の回転のある点で、空隙部が押出し材料に概ね位置合わせし、回転力によって、ブレード構造が、空隙部で押出し材料を突き通すように、枢動ロッド及びブレード構造が配置され得る。ブレード構造が材料を完全に貫通し、切断し終わるまで、ブレード構造の回転は継続することができる。

0041

いくつかの実施形態では、ブレード構造が材料を突き通すことを更に可能にするために、空隙部が空隙部の輪郭を縁取る鋭利な縁部を含むことができる。他の実施形態では、空隙部が、鋭利な点に向かって先が細くなるより幅広い部分を含む略V字形状であることができ、押出し材料がより幅広い部分で空隙部に入るようにする。ブレード構造が、材料に向かって移動するにつれて、先細の点が、材料に対して押し付けて、材料の切断負荷のために集中的切断力を可能にする。他の実施形態では、穿孔が三角形、ダイヤモンド型、円形など、他の形状を備えることができる。

0042

いくつかの実施形態では、切断装置が、1つ又は複数のブレード構造に結合された複数の枢動ロッドを含むことができる。例えば、切断装置が、2つの枢動ロッドを含むことができ、ブレード構造は各枢動ロッドに結合される。いくつかの実施形態では、各枢動ロッドが、対称的配置で他方に対して反対側に配置される。ブレード構造が、反対方向から同時に押出し材料に接触するように、ブレード構造は、同じ方向に(時計回り又は逆時計回りに)各枢動ロッドの軸線に沿って回転する。いくつかの実施形態では、ブレード構造が、反対方向に回転することができる。他の実施形態では、ブレード構造が、同時に回転することができず、又は同時に押出し材料に接触することができない。

0043

いくつかの実施形態では、ブレード構造の回転が、メモリ及びプロセッサを含むコントローラーによって命令される駆動機構によって駆動され得る。そのような駆動機構は、DCモーター、サーボモーター及び/又はステッパモーターを含むモーター配置を備えることができる。いくつかの実施形態では、駆動機構は、変速装置及び歯車配置を更に備えることができる。いくつかの実施形態では、ブレード構造は、各完全な回転後に回転を停止し、別の切断が行われる場合に別の回転を開始することができる。いくつかの実施形態では、ブレード構造が、押出機の妨害を制限するために押出機から離れた位置にある場合、ブレード構造の回転が開始、及び終了することができる。別の実施形態では、枢動ロッドが押出機に対してある角度で傾斜されることができて、枢動ロッドの周りの各回転の開始及び終了時に、ブレード構造が、押出機から更に離れた位置にあるようにする。

0044

実施例の実施形態
図1は、本開示の技術及び実施形態と併せて使用され得る製造システムの実施例を示す図である。様々な実施形態により、製造システム100が、コントローラー102、構築チャンバ104、ロボット機構106、押出機108、開口部110、開口部110−1、フィードストック通過区域111、可動テーブル112、目的物114、切断装置116、押出し材料118、材料供給源120、材料フィードストック120−1、材料供給源121、材料フィードストック121−1、材料供給源122及び材料フィードストック122−1を含むことができる。様々な実施形態により、製造システム100は、目的物114として図示される三次元物体構築するように構成される熱溶解積層法システムとすることができる。いくつかの実施形態では、コントローラー102は、限定しないが、材料の入力、ロボットアーム移動、押出機移動、可動テーブル配置、及び熱溶解積層法に含まれる他の工程を含む、様々な製造工程を制御するように構成されるメモリ及び1つ又は複数のプロセッサを含むコンピューターシステムとすることができる。例えば、コントローラー102は、目的物114の数学的モデルに基づいて、目的物114の構築を命令するコンピューター支援設計(CAD)コントローラー及び/又はコンピューター支援製造(CAM)コントローラーとすることができる。いくつかの実施形態では、目的物114の数学的モデルは、コントローラー102によって生成されることができ、又は別の場所で生成され、コントローラー102にインポートされることができる。他の実施形態では、コントローラー102が、目的物114の所望の構造特性リストを含むことができる。

0045

コントローラー102は、材料フィードストック120−1、121−1及び122−1の材料の特性のリストを更に含むことができる。材料フィードストック120−1、121−1及び122−1は、ミルドファイバチョップドファイバ長繊維ストランド又はその任意の組合せを含む熱可塑性材料から成ることができる。他の実施形態では、材料フィードストック120−1、121−1及び122−1は、限定しないが、連続圧縮成型によって形成され、所望の断面形状のフィードストックに細長く切られる長炭素繊維強化複合材を含む、熱可塑性又は金属製材料の他のタイプから成ることができる。いくつかの実施形態では、コントローラー102は、目的物114内の材料フィードストック120−1、121−1及び122−1の配置及び/又は幾何形状を含む目的物114の設計を生成することができる。

0046

構築チャンバ104は、目的物114が構築される密閉環境とすることができる。いくつかの実施形態では、構築チャンバ104は、目的物114が構築されるプラットフォーム(図示せず)を備える可動テーブル112を含むことができる。いくつかの実施形態では、可動テーブル112は、プラットフォーム(図示せず)を回転させるように構成され得る。いくつかの実施形態では、可動テーブル112は、コントローラー102によって命令される駆動機構によって駆動されることができ、可動テーブル112に対するモーター(図示せず)の回転運動の制御された変速のための変速装置(図示せず)又は歯車配置(図示せず)に結合されたステッパモーター(図示せず)及び/又はサーボモーター(図示せず)など、モーター配置を含むことができる。いくつかの実施形態では、可動テーブル112は、コントローラー102の命令下でZ軸線の周りに時計回り又は逆時計回りにプラットフォーム(図示せず)を回転させるように構成され得る。他の実施形態では、可動テーブル112は、コントローラー102の命令下で+Z及び−Z方向にプラットフォーム(図示せず)を上昇又は下降させるように構成され得る。追加の実施形態では、可動テーブル112は、+X方向、−X方向、+Y方向、−Y方向又はその任意の組合せにプラットフォーム(図示せず)を移動させるように構成され得る。

0047

様々な実施形態では、製造システム100が、1つ又は複数のロボット機構106を更に含むことができる。ロボット機構106は、押出機108の開口部110を目的物114の構築体積内の任意の箇所に、様々なアプローチ角から配置するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ロボット機構106は、電気モーター油圧式アクチュエータ又はその組合せなどの機構によって動力を供給されることができ、3つ以上の軸線又は自由度を提供するように構成され得る。他の実施形態は、目的物114の構築体積内の所望の箇所に、開口部110を配置することができる任意の他の適切な配置アセンブリを含むことができる。そのような配置アセンブリは、限定しないが、X−Y−Z直線機構又はデルタロボット機構を含むことができる。

0048

いくつかの実施形態では、押出機108は、材料フィードストック120−1、121−1及び122−1を溶解し、開口部110を経てフィードストック通過区域111を通って溶融押出し材料118を押し出す。様々な実施形態では、押出機108は、開口部110及び開口部110−1など、1つの開口部110又は複数の開口部を含むことができる。いくつかの実施形態では、フィードストック通過区域111は、押出機108、開口部110及び切断装置116の一部分を包含することができる空間体積を備えることができる。いくつかの実施形態では、フィードストック通過区域111の少なくとも部分的な境界線が、切断装置116の切断機構の一部分によって画定される。様々な実施形態では、押出機108が、熱可塑性材料を受けるための内部チャンバを画定することができる。いくつかの実施形態では、押出機108が、材料フィードストック120−1、121−1及び122−1を溶解するための液化装置又は加熱装置チャンバ内部に含むことができ、押出し材料118として液体及び/又は溶解形態で、開口部110を通って、フィードストック通過区域111を通って押し出される。他の実施形態では、押出機108が、チャンバ(図示せず)を通って、開口部110の外へ材料(図示せず)を押し出すために、モーター(図示せず)又は任意の他の適切な機構を備えることができる。いくつかの実施形態では、開口部110が、押出機108のチャンバ(図示せず)に連通する第1の開放端部(図示せず)及び溶融した押出し材料118を分配する第2の開放端部(図示せず)を含む、中空チューブ又はノズル(図示せず)を備える針(図示せず)を含むことができる。開口部110の分配端部(図示せず)は、溶解した押出し材料118を所望の断面形状に押し出すことができる円形、楕円正方形、穴が開いた、又は任意の他の適切な形状であることができる。様々な実施形態により、1つ又は複数のモーターが、材料ストランドスプール120、121及び122から押出機108の中に材料フィードストック120−1、121−1及び122−1を供給するために使用され得る。コントローラー102が、1つ又は複数のモーターの速度、要素を加熱する温度、及び/又は前述の他の工程パラメータを制御することができて、その結果、材料が、目的物114の所望の構造特性を満たす様式で押し出されることが可能である。

0049

様々な実施形態により、押出機108は、液化及び押出し後に、適切な長さに押出し材料118を切断するための切断装置116を含むように更に構成され得る。いくつかの実施形態では、切断装置が、押出し材料118の1つ又は複数ストランドを切断するためのブレード(図示せず)又は他の適切な切断機構(図示せず)を含むことができる。様々な実施形態では、この切断機構の部分が、フィードストック通過区域111の少なくとも部分的な境界線を画定することができる。いくつかの実施形態では、切断装置116が、図2図3図4図5及び図6の中で説明されるリボン302を備える切断機構を含むことができる。図3に説明されるように、リボン302は1組のリール306及び307に結合されることができて、材料がリボン302の穿孔304−1、304−2及び304−3などの1つ又は複数の穿孔を通って押し出され、通過し、リボン302の移動によって押出し材料118を所望の長さで切断するようにする。他の実施形態では、切断装置116が、図8A及び図8Bの中で説明されるディスク802を備える切断機構を含むことができる。図8Bの中で説明されるように、ディスク802は、開口部110に位置合わせする空隙部806−1を各ブレード構造が形成するように成形される1つ又は複数のブレード構造804を含み、押出し材料118が空隙部806−1を通って押し出されるようにする。ディスク802は、1つ又は複数のモーター808によって回転されることができて、ブレード構造804が押出し材料118を所望の長さで切断するようにする。追加の実施形態では、切断装置116が、図10A図10B及び図10Cの中で説明される切断機構を含むことができる。図10A図10B及び図10Cの中で説明されるように、切断機構は、ガイドシャフト1006、スライダ1008、結合ロッド1004及び1つ又は複数のモーター1012に結合されたクランク機構1002を含むことができる。ガイドシャフト1006は、開口部110の周りに配置された1組の平行なレール1006−1を備えることができる。スライダ1008は、1つ又は複数の鋭利なブレード構造1009を含むことができ、ガイドシャフト1006の平行なレール1006−1の長さに沿って移動するように配置される。1つ又は複数のモーター1012によって、クランク機構1002が回転するにつれて、結合ロッド1004がスライダ1008に係合して、ガイドシャフト1006の長さに沿って移動し、押出し材料118を切断する。また別の実施形態では、切断装置116が、図12A図12B及び図12Cの中で説明される1つ又は複数の回転可能なブレード構造1206及び1208を含む切断機構を含むことができる。図12A図12B及び図12Cの中で説明されるように、ブレード構造1206及び1208は、少なくとも1つのロッド1202に結合され、ロッド1202の軸線Y−1の周りにブレード構造1206及び1208が回転することによって、ブレード構造1206及び1208が、各回転中に押出し材料118に交差し、押出し材料118を切断する。

0050

いくつかの実施形態では、材料フィードストック120−1、121−1及び122−1が、加熱のために押出機108の中に供給される前に、「上流で」切断され得る。しかし、上流での切断には、困難さ及び非効率性が発生する可能性がある。例えば、構築シーケンスのために要求される材料の量を予測することが困難である可能性がある。更に、上流の切断工程は、各切断後に押出機108の中に供給する材料フィードストック120−1、121−1及び122−1の再装填が必要となり、工程の即時の停止/開始をなくす可能性があり、構築目的物114による較正損失を発生させる可能性がある。したがって、回路内でプリントし、上流での切断によるシステムで要求される切断の回数を制限することが望ましいであろう。しかし、上流の切断の回数を制限することは、応答性及び構築の多様性の損失の原因となる。

0051

その代り、押出し材料118を「下流で」切断することは、材料フィードストック120−1、121−1及び122−1が、溶解され、押出機108から押し出される後、フィードストック通過区域111で発生する。押出し材料118を下流で切断することは、構築目的物114に対する較正を維持する実時間での即時の停止/開始を可能にし、より幅広い多種の構成要素及び/又は部品が構築されることを可能にし、較正による制限をより少なくする結果をもたらすので、より望ましい可能性がある。しかし、下流の切断機構は、構築目的物114との隙間及び妨害という潜在的な問題に直面する可能性がある。

0052

様々な実施形態により、技術及び機構が、熱溶解積層法(FDM)製造工程における材料を切断するステップに関して本明細書で説明される。しかし、説明される技術及び機構は、様々な製造工程の中で任意の材料のタイプを切断するステップに応用可能である。更に、説明される技術及び機構は、幅広い他の状況にもまた応用可能である。例えば、本明細書で説明される技術及び機構は、空間が制限される場合、材料を迅速及び/又は自動的に切断するように所望される任意の領域に応用可能である。

0053

図2は、1つ又は複数の実施形態による、リボンを使用する切断装置の一実施例の図である。様々な実施形態により、切断装置200が、リボン202、穿孔204、左のリール206、右のリール207、リールシャフト208、歯車駆動装置210、モーター212、ガイド214及びレール216を含む。いくつかの実施形態では、切断装置200が、図1に説明される押出機108に結合され得る。

0054

様々な実施形態により、リボン202が、リボン202に対してX−Y平面上に平坦に位置することができる薄い構造を備えることができる。図2に示されるように、リボン202の長さは、相対的X軸線方向(図2ではXCと記される)に延び、リボン202の幅は、相対的Y軸線方向(図2ではYCと記される)に延びる。略平坦な構造であるので、リボン202は、相対的Z軸線方向(図2ではZCと記される)に無視できる厚さを含むことができる。他の実施形態では、リボン202の厚さは、無視できる以上の可能性があるが、しかし構築空間上方に衝突するほど十分大きくはない。いくつかの実施形態では、リボン202が、相対的X軸線にリボン202の中央の長さに沿って連続的に一列に並んだ1つ又は複数の穿孔204を備えることができる。いくつかの実施形態では、穿孔が離れて均等に離隔配置される。他の実施形態では、穿孔204は、リボン202上で様々な配置に編成され得る。いくつかの実施形態では、リボン202は、所望の強度、可撓性、耐久性硬性、重量、耐水性、フィードストックカッター内に成形され得る能力、又は他の所望の物理特性を提供する任意の材料又は材料の組合せを備えることができる。

0055

特定の実施形態では、リボン202が各リールの周りに巻かれることによって、左のリール206及び右のリール207に結合され得るいくつかの実施形態では、左のリール206及び右のリール207は、突起が穿孔204に位置合わせする(図示せず)ように配置されるスプロケット及び/又は爪など、1つ又は複数の突起(図示せず)を含むことができる。他の実施形態では、突起(図示せず)が、図6に更に示されるように、リボン202の縁部(図示せず)に沿って他の縁部穿孔(図示せず)に位置合わせすることができる。突起が、穿孔を通過することによってリボン202を把持して、各リール上に巻かれているリボンの最も低い層を定位置に係止する。いくつかの実施形態では、突起が、穿孔204に位置合わせし、1つ又は複数の穿孔204を通過することによってリボン202を把持することができる。他の実施形態では、リボン202が、接着剤、はんだ付け、機械的取付けなどによってリール206及び207に結合され得る。いくつかの実施形態では、各リール206及び207がリールシャフト208に結合され、各リール206及び207はリールシャフト208上方で回転することができる。いくつかの実施形態では、リールシャフト208が各リールを回転させるように、各リール206及び207がリールシャフト208に結合される。

0056

様々な実施形態により、少なく1つのリール206又は207が、リール206及び207の回転移動のためにモーター212及び歯車駆動装置210を備えるモーター配置に結合され得る。いくつかの実施形態では、モーター212は、DCモーター、ステッパモーター及び/又はサーボモーターを備えることができる。いくつかの実施形態では、歯車駆動装置210が、直角の歯車駆動装置を備えることができる。他の実施形態では、各リール206及び207が、モーター212及び歯車駆動装置210を備えるモーター配置に結合され得る。いくつかの実施形態では、リール206及び207が、時計回り、逆時計回り、又はその組合せで回転されることができて、リボン202が一方のリールから他方のリールへ通過するにつれて、リボン202の相対的X軸線方向にリボン202を移動させる。図2に示されるように、リール206及び207の時計回りの回転が、リボン202を方向Aへ移動させ、リール206及び207の逆時計回りの回転が、リボン202を方向Bへ移動させることになる。

0057

様々な実施形態では、切断装置200は、リボン202がリール206及び207に沿って移動されるにつれて、リボン202を画定された空間内に収容された状態に保つためのガイド214を含むことができる。いくつかの実施形態では、ガイド214は、レール216がリボン202を安定させ、リボン202が+Y方向又は−Y方向に移動せずに通過することができるような距離に配置される1対の平行なレール構造216を含むことができる。いくつかの実施形態では、図3に更に説明されるように、ガイド214によって形成されるレール216が、1つ又は複数の穿孔204を押出機108の開口部に位置合わせすることを促進することができる。

0058

様々な実施形態により、少なくとも1つの穿孔204が押出機108の開口部110などの開口部に位置合わせされ、図1に説明されるように、フィードストック通過区域111の少なくとも部分的な境界線を画定することができる。特定の実施形態では、フィードストック120−1、121−1及び122−1などの材料が、押出機108から開口部110を通って押し出され、リボン202の略Z軸線の方向に開口部110に、リボン202の相対的X−Y平面に略垂直に位置合わせされる1つ又は複数の穿孔204を通過する。特定の実施形態では、図3に更に説明されるように、リボン202がリール206及び207に沿って移動されるにつれて、材料が完全に切断されるまで、穿孔204の縁部が材料を突き通す。いくつかの実施形態では、穿孔204が材料を切断するために鋭利な縁部を含むことができる。追加の実施形態では、図3に更に説明されるように、穿孔は、丸みを帯び、相対的+X端部及び−X端部で鋭利な点に向かって先が細くなる相対的により広い中央部分を含む「涙滴」形状であることができる。リボン202がリール206及び207に沿って移動するにつれて、そのような涙滴形状の穿孔204の先細の点が、材料に対して押し付けられ、材料の切断負荷のために集中的切断力を可能にする。他の実施形態では、穿孔204が、三角形、ダイヤモンド型、円形、楕円形などの他の幾何形状を備えることができる。追加の実施形態では、穿孔が対称的に成形されることが可能であって、リボンのX軸線の逆方向にリボンを移動することによる切断が可能になる。

0059

図3は、1つ又は複数の実施形態による、図2に図示されるリボンを使用する切断装置の実施例の代替図である。様々な実施形態により、切断装置300が、リボン302、左のリール306、右のリール307、リールシャフト308、歯車駆動装置310、モーター312、ガイド314、レール316及びガイド穴318を含む。切断装置300が、穿孔304−1、穿孔304−2、穿孔304−3を含む穿孔304を更に含む。いくつかの実施形態では、穿孔304が1つ又は複数の鋭利な縁部305を含むことができる。いくつかの実施形態では、切断装置300が、図1に説明される開口部110を含む押出機108に結合され得る。

0060

特定の実施形態では、材料が、押出機108の開口部110に概ね位置合わせされる穿孔304を通って押し出されることができる。図3に示されるように、穿孔304−2が開口部110に概ね位置合わせされ、フィードストック通過区域111の少なくとも部分的な境界線を画定する。いくつかの実施形態では、ガイド314は、押出機108が材料(図示せず)を通って押し出すことができるガイド穴318を更に含むことができる。いくつかの実施形態では、開口部110のノズル又は針が、ガイド穴318と同一平面に位置することができる。いくつかの実施形態では、開口部110のノズル又は針が、ガイド穴318を通って突出することができる。特定の実施形態では、ガイド314の平行なレール316は、リボン302を安定させることができ、リボン302が通過することを可能にして、ガイド314がレール316によって画定される空間に対して、リボン302の相対的Y軸線である、YC軸線方向にリボン302の移動を制限するようにする。リボン302の相対的Y軸線方向へのリボン302の移動を制御することによって、ガイド316は、1つ又は複数の穿孔304がリボン302の相対的Y軸線に沿って開口部110に位置合わせすることを保証する。穿孔304−1、304−2及び304−3がリボン302の相対的X軸線に沿って開口部110に位置合わせすることが、方向A及び/又は方向Bへリボンを移動することによって対処される。この移動は、モーター312及び歯車駆動装置310を含む1つ又は複数の駆動機構によって駆動されることができ、図1に説明されるコントローラー102など、コントローラーによって命令され得る。

0061

様々な実施形態により、リール306及び307が、開口部110から離れて配置されて、図1に説明される目的物114などの構築目的物に対する妨害をなくす。いくつかの実施形態では、ガイド314が、開口部110のノズルと同一平面の延伸された位置までリボン302を持ち上げる。いくつかの実施形態では、開口部110のノズルがガイド穴318及び穿孔304−2の両方を通って突出することができるように、ガイド314は引っ込むことができ、同時に材料をフィードストック通過区域111を通って押し出す。リボン302が移動されて、穿孔304−2によって開口部110のノズルと同一平面である材料を切断する前に、所望の長さで、ガイド314が後方へ延伸することができて、リボン302を開口部110のノズルと同一平面である延伸された位置まで後退させることができる。ガイド314を引っ込め、延伸させるために、サーボモーター(図示せず)及び/又はステッパモーター(図示せず)を含むモーター機構など、様々な機構が使用され得る。別の実施形態では、双方向空気式空気シリンダ機構(図示せず)が、ガイド314を引っ込め、延伸することができる。他の実施形態では、切断装置300が、押出機108の周りに回転可能である可能性があって、目的物114などの構築目的物に対する妨害をなくし、及び/又は低減する。押出機108の周りのガイド314のそのような回転は、サーボモーター及び/又はステッパモーターを含む様々なモーター機構(図示せず)によって引き起こされることが可能である。

0062

図3に示されるように、穿孔304−1、304−2及び304−3は、対称的であり、丸みを帯びた相対的に幅広い中央部分を含み、相対的X軸線端部上の鋭利な点に向かって先が細くなる涙滴形状であることができる。いくつかの実施形態では、相対的に幅広い中央部分は、開口部110のノズルが通って突出するために十分に大きくすることができる。穿孔304−2は、開口部110に概ね位置合わせされている。前述のように、溶融材料が開口部110から押し出され、リボン302の略相対的Z軸線の方向に、リボン302の相対的X−Y平面に略垂直に穿孔304−2を通過することができる。いくつかの実施形態では、リボン302のA方向又はB方向への移動によって、穿孔304−2の先細の縁部が材料に対して押し付けられるにつれて、押出し材料が切断される点で、所望の長さになるまで、材料が続けて押し出されることができる。穿孔304−2の縁部の先細形状によって、より集中的切断力を可能にする。いくつかの実施形態では、穿孔は、材料の切断を促進するために鋭利な縁部を含むことができる。

0063

例えば、図3では、図1に説明されるコントローラー102などのコントローラーが、時計回り方向に左のリール306の移動を起動することができ、所望の長さで、リボン302を方向Aへ移動させる。この実施例では、リボン302は、供給リールとして機能する右のリール307から巻取りリールとして機能する左のリール306まで通過する。他の実施形態では、右のリール307もまた、リボン302を方向Aへ時計回りに回転させることができる。他の実施形態では、リボン302は左のリール306及び右のリール307に結合されることが可能であり、左のリール306及び右のリール307は、リボン302を方向Aへ移動させるために逆時計回りに回転しなければならない。他の実施形態では、リボン302は左のリール306及び右のリール307に結合されることが可能であり、左のリール306及び右のリール307は、リボン302を方向Aへ移動させるために反対方向に回転しなければならない。リボン302が方向Aへ移動するにつれて、穿孔304−2の右端部で縁部が、材料に対して押し付けて、材料を切断するための集中的切断力を可能にする。一旦材料が完全に切断されると、次の穿孔304−1が開口部110に概ね位置合わせされて、材料が通過することを可能にするまで、リボン302は方向Aへ移動し続ける。リボン302が右のリール307から概ね巻き戻されるまで、この工程は繰り返されることができる。各切断後に、次の新しい穿孔304を使用することによって、それぞれ新しい切断に対して性能を低下させずに、最適な切断能力を含む新しい切断面を保証する。

0064

別の実施形態では、一旦リボン302が右のリール307から概ね巻き戻されてしまうと、リボン302の方向Bへの移動によって材料を切断するように、切断装置300が、追加的及び/又は代替的に構成されることが可能である。他の実施形態では、切断装置300が、他の命令又はパラメータに基づいて、リボン302を方向Aへ移動させることと、方向Bへ移動させることとを交互に行うことができる。例えば、図3では、図1に説明されるコントローラー102などのコントローラーが、逆時計回り方向に右のリール307の移動を起動することができ、所望の長さで、リボン302を方向Bへ移動させる。この実施例では、リボン302は、供給リールとして機能する左のリール306から巻取りリールとして機能する右のリール307へ通過する。他の実施形態では、左のリール306もまた、リボン302を方向Bへ逆時計回りに回転させることができる。他の実施形態では、リボン302は左のリール306及び右のリール307に結合されることが可能であり、左のリール306及び右のリール307は、リボン302を方向Bへ移動させるために時計回りに回転しなければならない。他の実施形態では、リボン302は左のリール306及び右のリール307に結合されることが可能であり、左のリール306及び右のリール307は、リボン302を方向Bへ移動させるために反対方向へ回転しなければならない。リボン302が方向Bへ移動するにつれて、穿孔304−2の左端部で縁部が、材料に対して押し付けて、材料を切断するための集中的切断力を可能にする。一旦材料が完全に切断されると、次の穿孔304−3が開口部110に概ね位置合わせされて、材料が通過することを可能にするまで、リボン302は方向Bへ移動し続ける。リボン302が左のリール306から概ね巻き戻されるまで、この工程は繰り返されることができる。対称的に成形された穿孔304によってリボン302の方向を切り替えることによって、切断装置300は、各穿孔304について新しく、使用されない切断面の量を二倍にする。穿孔304の各縁部が切断のために利用され終わった後、リボン302は交換され得る。しかし、いくつかの実施形態では、各穿孔304の中の1組の鋭利な縁部が、交換前に2度以上利用され得る。

0065

図4及び図5は、1つ又は複数の実施形態による、図2に図示されるリボンを使用する切断装置の追加の実施例の図である。切断装置400は、切断装置200及び/又は300の代替図であることができる。様々な実施形態により、切断装置400は、リボン402、左のリール406、右のリール407、モーター412及びガイド414を含むことができる。様々な実施形態により、切断装置400は、図1又は他の製造システムの中で説明されるように、製造システム100内の押出機108に結合され得る。いくつかの実施形態では、フィードストック通過区域111は、押出機108の押出し端部に配置され得る空間体積を備えることができる。様々な実施形態では、フィードストック通過区域111は、切断機構に依存して、様々な形状及び体積を備えることができる。例えば、図3に示されるように、フィードストック通過区域111の部分的な境界線は、フィードストック通過区域が略涙滴形状であるように、穿孔304−2によって少なくとも部分的に画定される。別法として、図5に示されるように、フィードストック通過区域111の部分的な境界線は、フィードストック通過区域が略ダイヤモンド形状であるように、穿孔504によって少なくとも部分的に画定される。切断装置500は、切断装置200、300及び/又は400の代替図であることができる。様々な実施形態により、切断装置500は、リボン502、穿孔504、左のリール506、右のリール507、ガイド514及びガイド穴518を含むことができる。いくつかの実施形態では、切断装置500が、図1に示されるように、開口部110を含む押出機108に結合され得る。1つ又は複数の穿孔504が開口部110に概ね位置合わせし、フィードストック通過区域111の少なくとも部分的な境界線を画定することができる。図5に示されるように、穿孔504がダイヤモンド形状であるが、しかし、他の実施形態では、穿孔504は様々な他の形状を備えることができる。他の実施形態では、切断装置500が、異なる製造システムに結合され得る。

0066

図6は、1つ又は複数の実施形態による、連続的リボンを使用する切断装置の一実施例の図である。様々な実施形態により、切断装置600は、リボン602、リール606、リール606−1、リール607、リール607−1、モーター612及びガイド614を含むことができる。いくつかの実施形態では、切断装置600が、図1に示されるように、開口部110を含む押出機108に結合され得る。様々な実施形態により、リボン602が、連続的バンド構造を備えることができる。図6に示される実施形態では、連続的バンド構造を形成するリボン602が、関節ヒンジによって一体に結合する複数のリンクプレートを備えることができて、リンクプレートの連続的軌道を形成する。リボン602−A及び602−Bが、リボン602の様々な実施形態の代替図を代表する。いくつかの実施形態では、リボン602−Aとして図示されるように、穿孔604−Aが、各リンクプレートの内部に含まれることができる。他の実施形態では、リボン602−Bとして図示されるように、穿孔604−Bが、2つの隣接するリンクプレートの形状によって形成され得る。穿孔604−A又は604−Bが、開口部110近傍に配置される空間体積を備えることができるフィードストック通過区域111の少なくとも部分的な境界線を画定することができる。いくつかの実施形態では、リボン602が、リール606及び607に巻き付くことができる。しかし、他の実施形態では、リンクプレートは、図6に示されるような端部のないリンクプレートの連続的軌道を形成することができる。そのような実施形態では、リンクプレートの連続的軌道が、その代りに各リール606及び607の縁部に巻き付くことができる。いくつかの実施形態では、切断装置600が、リール606−1及び607−1などの追加的ガイド又はリールを含むことができ、それらが支持リールとして機能して、リボン602の移動及び/又は配置を制御する。いくつかの実施形態では、各リール606、606−1、607及び607−1が、モーター612を備えるモーター配置に結合され得る。いくつかの実施形態では、各リール606、606−1、607及び607−1が、前述のように、リボン602のリンクプレートの軌道を把持し、移動させるために、スプロケット及び/又は爪などの1つ又は複数の突起を含むことができる。いくつかの実施形態では、突起は、接触点でリボン602を把持するために、穿孔604に位置合わせすることができる。他の実施形態では、突起は、リボン602−A及び602−Bの中の縁部穿孔650として示される、リボンの縁部に沿った穿孔に位置合わせすることができる。突起が、縁部穿孔650を通過し、接触点でリボン602、602−A及び/又は602−Bを把持することによって、リボン602、602−A及び/又は602−Bを把持することができる。

0067

図7Aは、1つ又は複数の実施形態により、切断装置によって材料を切断する方法700の一実施例の図である。701で、フィードストックが、切断装置のフィードストック通過区域を通過する。いくつかの実施形態では、切断装置が切断機構を含み、切断機構の部分がフィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線を画定する。いくつかの実施形態では、フィードストックが、押出し材料118であることができ、長繊維補強複合材を備えることができる。いくつかの実施形態では、フィードストックが、押出機108によって、開口部110などの1つ又は複数の開口部を通って押し出されることができる。いくつかの実施形態では、切断装置が、リボン302などの切断機構を含む切断装置300であることができる。いくつかの実施形態では、リボン302が、穿孔304−2などの1つ又は複数の穿孔を含むことができる。いくつかの実施形態では、フィードストック通過区域が、フィードストック通過区域111であることができる。開口部に概ね位置合わせされる穿孔304−2が、フィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線を画定することができる。別法として、切断装置が、本開示の中で説明される様々な実施形態の1つであることができる。

0068

703で、リボン302などの切断機構が移動されて、切断機構が押出し材料118などのフィードストックを切断するようにする。リボン302などの切断機構の移動が、モーター312などのモーター、及び歯車駆動装置310などの歯車駆動装置を含む1つ又は複数の配置によって引き起こされることができる。モーター配置の移動は、コントローラー102などのコントローラーによって制御され得る。切断機構の移動によって、材料が、本開示の様々な実施形態に基づいて、異なる方法で切断される。

0069

図7Bは、1つ又は複数の実施形態による、リボンを使用して材料を切断する方法700−1の一実施例の図である。711で、材料が、少なくとも1つの穿孔を通って1つ又は複数の開口部から通過する。いくつかの実施形態では、リボンは、1つ又は複数の穿孔を含む。いくつかの実施形態では、図3に説明されるように、リボンは、リボン302とすることができ、穿孔は、フィードストック通過区域111などのフィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線を画定する穿孔304とすることができる。いくつかの実施形態では、押出し材料118などの材料を穿孔304−2などの穿孔を通過させるステップは、方法700のステップ701の中で説明されるように、フィードストック通過区域を通って材料を通過させるステップを含む。いくつかの実施形態では、材料は、図1に説明される製造システム100などの製造システム内の押出機の開口部から押し出される長炭素繊維補強複合材とすることができる。いくつかの実施形態では、リボンが、リボンの長さに沿って中央に一列に並んだ1つ又は複数の穿孔を含むことができる。いくつかの実施形態では、穿孔が離れて均等に離隔配置される。他の実施形態では、穿孔は、リボン上で様々な配置に編成され得る。いくつかの実施形態では、材料が、2つ以上の開口部を通って押し出され、リボン内の2つ以上の穿孔を同時に通過する。製造システム100の特定の実施形態では、押出機108などの押出機が、熱可塑性材料をチャンバを通って開口部の外へ押すためのモーター又は任意の他の適切な機構を含むことができる。いくつかの実施形態では、押し出され、穿孔を通過する材料の量及び/又は速度が、図1に説明されるコントローラー102などのコントローラーによって計算され、決定されることができる。

0070

713で、リボンを移動させる方向が決定される。いくつかの実施形態では、リボンが、1組のリールに結合される。いくつかの実施形態では、1組のリールは、図2に示されるように、左のリール206及び右のリール207を含むことができる。そのような決定は、図1に説明されるコントローラー102などのコントローラーによって行われることができる。例えば、図2に示されるように、リボン202は、方向A又は方向Bのいずれかへ移動され得る。様々な実施形態では、異なるパラメータが、どちらの方向へリボンを移動させるべきかを決定することができる。例えば、図2に示されるように、リボン202が右のリール207から概ね巻き戻されてしまうまで、リボン202は方向Aへ移動され得る。一旦、リボン202が右のリール207から概ね巻き戻されてしまうと、コントローラーはリボン202を方向Bへ移動させることを決定することができて、その結果、リボン202は、左のリール206から右のリール207まで通過する。他の実施形態では、コントローラーが、様々なパラメータ及び/又は命令に基づいて、リボンの方向を交替させるようにプログラム可能である。

0071

一旦リボンの方向が決定されてしまうと、715で、1組のリールが回転されて、リボンを所定の方向へ移動させる。715で、1組のリールが回転されることができて、リボンが、第1の方向へ第1のリールから第2のリールまで移動される。例えば、図2に示されるように、コントローラーは、リボン202を右のリール207から左のリール206まで方向Aへ移動させるために、リール206及びリール207の両方を時計回り方向に急速に回すように決定することができる。別法として、リボンが第2のリールから第1のリールまで第2の方向へ移動されるように、1組のリールが回転される。例えば、図2に示されるように、コントローラーは、リボン202を左のリール206から右のリール207まで方向Bへ移動させるために、リール206及びリール207の両方を逆時計回り方向に回転させるように決定することができる。様々な実施形態では、各リールの周りにリボンが巻かれる方法に依存して、コントローラーは、リボンを所望の方向に移動させるために、リールを時計回り方向及び/又は逆時計回り方向のどちらかに回転させることを決定することができる。切断のためにリールをどちらかの方向に移動させる能力は、一方の方向だけにリボンを移動させる能力を備える装置と比較して、同じ長さのリボンの中に2倍の切断縁部を提供するであろう。

0072

穿孔の1つ又は複数の縁部が、材料を突き通すための十分な力を用いて材料に対して押し付けられることによって、リボンの移動が材料を切断する。いくつかの実施形態では、穿孔が、各穿孔に対してより大きな切断能力を可能にする鋭利な縁部を含むことができる。追加の実施形態では、図3に示されるように、穿孔は、丸みを帯び、鋭利な点に向かって先が細くなる相対的により広い中央部分を含む「涙滴」形状であることができる。例えば、リボン302がリール306及び307に沿って移動するにつれて、そのような涙滴形状の穿孔304の先細の点が、材料に対して押し付けられて、材料の上に集中的切断力を可能にする。追加の実施形態では、穿孔が対称的に成形されることが可能であって、図2及び図3に示される方向A及び方向Bなどの少なくとも2つの方向にリボンを移動させることによって切断が可能になる。

0073

717で、一旦次の穿孔が開口部に概ね位置合わせされると、リールの回転及びリボンの移動は、停止される。例えば、図3に示されるように、リボン302が方向Aへ移動されることができて、穿孔304−2を通過する材料を切断する。穿孔304−1が開口部110に概ね位置合わせされるまで、リボン302は、方向Aへ移動し続けることができる。一旦、穿孔304−1など、次の穿孔が開口部に概ね位置合わせされると、701で、追加の材料が次の穿孔を通過することができる。リボン302の移動は、図1に説明されるように、コントローラー102などのコントローラーによって制御され得る。いくつかの実施形態では、コントローラーが、様々なパラメータ及び/又は命令に基づいて、リボン302を移動及び停止させるようにプログラム可能である。そのようなパラメータ及び/又は命令は、各穿孔304の間の距離を含むことができる。他の実施形態では、コントローラーは、センサ機構(図示せず)によって、穿孔304が開口部110に概ね位置合わせされてしまった時点を検出することができる。

0074

例えば、図3に示されるように、一旦穿孔304−1が開口部110に概ね位置合わせされてしまうと、リボン302が、追加の材料を切断するために方向A又は方向Bのいずれかに移動される点で、所望の長さになるまで、追加の材料が穿孔304−1を通過することができる。各切断後に、次の新しい穿孔304を利用することによって、それぞれ新しい切断に対して性能を低下させずに、最適な切断能力を含む新しい切断面を保証する。

0075

図8Aは、1つ又は複数の実施形態による、ディスク802を使用する切断装置800の一実施例の図である。図8Bは、図8Aに図示されるディスクを使用する切断装置の実施例の代替図である。様々な実施形態により、切断装置800が、ディスク802、ブレード構造804、空隙部806−1、空隙部806−2、及び空隙部806−3を含む空隙部806、鋭利な縁部807ならびにモーター808を含むことができる。いくつかの実施形態では、切断装置800が、図1に示されるように、開口部110の近傍に配置された、開口部110及びフィードストック通過区域111を含む押出機108に結合され得る。いくつかの実施形態では、切断装置800が、相対的に平坦なディスク構造802を備える。図8Aに示されるように、ディスク802は、X−Y平面上で平坦であり、Z軸線方向に無視できる厚さを含む。他の実施形態では、ディスク802の厚さは、無視できる以上の可能性があるが、しかし構築空間上方に衝突するほど十分大きくはない。いくつかの実施形態では、ディスク802は、ディスク802の周囲の周りに一列に並ぶことができる複数のブレード構造804を含むことができる。各ブレード構造804が、フィードストック通過区域111の少なくとも部分的な境界線を画定する空隙部806−2(図8B参照)などの空隙部を形成するように、ブレード構造804は成形され、配置される。材料が、フィードストック通過区域111を通って押出機108によって押し出される。いくつかの実施形態では、1つ又は複数の開口部110が、1つ又は複数の開口部110に概ね位置合わせされる少なくとも1つの空隙部806を通って材料を押し出すことができる。図8Bでは、穿孔806−2は、開口部110に概ね位置合わせされている。他の実施形態では、複数の開口部110が、少なくとも1つの空隙部806に位置合わせされ得る。いくつかの実施形態では、材料が、略Z軸線方向に、X−Y平面に対して略垂直に空隙部806−2を通過することができる。

0076

様々な実施形態では、各空隙部806が、各空隙部の輪郭を縁取る鋭利な縁部807を含むことができる。他の実施形態では、1つ又は複数の空隙部は、鋭利な点に向かって先が細くなる相対的に幅広い部分を含む、空隙部806−3など、略涙滴形状とすることができる。いくつかの実施形態では、より幅広い部分は、開口部110のノズルが通って突出するために十分に大きくすることができる。一旦材料が、押出機108から押し出され、所望の長さで、少なくとも1つの空隙部806を通過してしまうと、空隙部が材料に対して押し付けられて、材料を突き通すことによって、ディスクの回転が材料を切断する。涙滴形状などの先細形状を含む空隙部806が、より集中的切断力を可能にする。図8Aでは、ディスク802が、Z軸上で方向Aに時計回りに回転される。他の実施形態では、ディスク802を反対の逆時計回り方向に回転させることによって切断が発生することができるように、ブレード構造804が対称的に成形され得る。他の実施形態では、1つ又は複数の空隙部806は、空隙部806−3など、各ブレード構造804内部の完全に取り囲まれた穿孔を備えることができる。

0077

他の実施形態により、ディスク802が、方向Aにディスク802の回転運動を駆動するモーター808を備えるモーター配置に結合され得る。様々な実施形態では、モーター808が、DCモーター、ステッパモーター及び/又はサーボモーターを備えることができる。特定の実施形態のモーター配置が、複数のモーターを含むことができる。他の実施形態では、モーター配置は、変速装置及び歯車配置を含むことができる。

0078

いくつかの実施形態では、ブレード構造804が、開口部110のノズル又は針と同一平面となるように配置される。追加の実施形態では、ディスク802が、引っ込むことができる可能性があり、その結果、開口部110のノズルが、開口部110に概ね位置合わせされる空隙部806を通って突出することができる。例えば、図8Aの中のディスク802は、+Z方向に上方へ引っ込むことができる。これによって、材料の押出し中に、ブレード構造804の妨害を制限することができる。一旦材料が所望の長さで押し出されてしまうと、ディスク802は、−Z方向に下方へ延伸することができて、ディスク802がZ軸線に沿って開口部110のノズルと同一平面となるようにする。そのような延伸後、モーター808がディスク802を回転させて、押出し材料を切断する。他の実施形態では、押出機108は、開口部110の妨害を除去するために、ディスク802に対して引っ込む、又は延伸することができる。別の実施形態では、切断装置800が、押出機108の周りに回転可能であって、構築目的物114による妨害をなくし、及び/又は低減することができる。

0079

図9は、1つ又は複数の実施形態による、ディスクを使用して材料を切断する一実施例の方法900の図である。901で、材料が、1つ又は複数のブレード構造を含むディスクの少なくとも1つの空隙部を通って1つ又は複数の開口部から通過する。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの空隙部が、ブレード構造によって形成される。例えば、1つ又は複数の開口部が、図1図8A及び図8Bに示されるように、押出機108の開口部110とすることができる。ディスクは、ブレード構造804によって形成される空隙部806を含むディスク802とすることができる。開口部110に概ね位置合わせされる空隙部806が、フィードストック通過区域111など、フィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線を画定することができる。いくつかの実施形態では、押出し材料118である材料を空隙部806を通過させるステップは、方法700のステップ701の中で説明されるように、フィードストック通過区域を通って材料を通過させるステップを含むことができる。特定の実施形態では、ブレード構造が、各側部に1つ又は複数の空隙部を含む対称的な形状にされることが可能である。他の実施形態では、空隙部は、各ブレード構造内部の完全に取り囲まれた1つ又は複数の穿孔を備えることができる。いくつかの実施形態では、材料は、熱溶解積層法システムの中で使用される長炭素繊維補強複合材とすることができる。特定の実施形態では、押出機108などの押出機が、材料をチャンバを通って開口部の外へ押すためのモーター又は任意の他の適切な機構を含むことができる。いくつかの実施形態では、押し出され、穿孔を通過する材料の量及び/又は速度が、図1に説明されるコントローラー102などのコントローラーによって計算され、決定されることができる。

0080

903で、ディスクの回転が材料を切断するように、ディスクが回転される。図8Bに示されるように、ディスク802は方向Aに回転されて、空隙部806−2を通過した材料を切断する。しかし、ブレード構造が対称的に成形される実施形態、又は空隙部が1つ又は複数の完全に取り囲まれた穿孔を備える実施形態では、材料が、時計回り方向又は逆時計回り方向のいずれかの回転によって切断され得る。いくつかの実施形態では、ディスクの回転によって、空隙部の鋭利な縁部が材料に対して押し付け、材料を切断する。いくつかの実施形態では、涙滴形状の空隙部が、先細の端部で集中的切断力を提供することができる。ディスクの回転は、モーター808など、1つ又は複数のモーターを含むモーター配置によって引き起こされることが可能である。

0081

905で、一旦、少なくとも1つの空隙部が1つ又は複数の開口部に概ね位置合わせされると、ディスクの回転は、停止される。例えば、図8Bに示されるように、ディスク802が方向Aに回転されて、空隙部806−2の鋭利な縁部が開口部110によって押し出された材料を切断するようにする。空隙部806−1が開口部110に概ね位置合わせされるまで、ディスク802は、方向Aに回転し続けることができる。一旦、空隙部806−1など、次の空隙部が開口部に概ね位置合わせされると、901などで、追加の材料が次の空隙部を通過することができる。ディスク802の移動は、図1に説明されるように、コントローラー102などのコントローラーによって制御され得る。いくつかの実施形態では、コントローラーが、様々なパラメータ及び/又は命令に基づいて、ディスク802を移動及び停止させるようにプログラム可能である。そのようなパラメータ及び/又は命令は、各空隙部806の間の距離を含むことができる。他の実施形態では、コントローラーは、センサ機構(図示せず)によって、空隙部が開口部110に概ね位置合わせされてしまった時点を検出することができる。

0082

図10A図10B及び図10Cは、1つ又は複数の実施形態による、スライダ−クランクを使用する切断装置の一実施例の追加の図である。様々な実施形態により、切断装置1000が、クランク機構1002、結合ロッド1004、ガイドシャフト1006、レール1006−1、スライダ1008、ブレード構造1009、鋭利な縁部1009−1、端部構造1010及びモーター1012を含むことができる。図10A図10B及び図10Cは、切断装置1000の代替図を図示する。いくつかの実施形態では、切断装置1000が、図1に説明される開口部110を含む押出機108に結合され得る。いくつかの実施形態では、切断装置1000が、スライダ1008に結合される、平行に配置された1組のレール1006−1を含むガイドシャフト1006を備えることができて、スライダ1008が、第1の位置及び第2の位置によって画定され得るレール1006−1の長さに沿って移動できるようにする。スライダ1008は、結合ロッド1004によってクランク機構1002に結合され、結合ロッド1004は、クランク機構1002の中心から離れた点で、クランク機構1002に結合される。いくつかの実施形態では、クランク機構の回転によって、結合ロッド1004がレール1006−1の長さに沿って移動する。スライダ1008が第1の位置にある場合、結合ロッド1004が、ガイドシャフト1006のレール1006−1に平行であり、スライダ1008はクランク機構1002に最も近い距離にある。スライダ1008が第2の位置にある場合、結合ロッド1004が、ガイドシャフト1006のレール1006−1に平行であり、スライダ1008はクランク機構1002から最も遠い距離にある。いくつかの実施形態では、クランク機構1002の各完全な回転によって、スライダ1008は、第1の位置から第2の位置まで移動し、第1の位置に戻るように移動する。

0083

いくつかの実施形態では、クランク機構1002が、各切断後に、スライダ1008を第1の位置に戻すために完全な回転をする。いくつかの実施形態では、材料が所望の長さまで押し出されるまで、スライダは第1の位置に留まるであろう。一旦、別の切断が行われると、クランク機構1002は、別の切断を引き起こすために再び回転されることができる。他の実施形態では、材料が完全に切断されていることを保証するために停止する前に、クランク機構1002は、複数の切断のために複数の完全な回転を行うことができる。追加の実施形態では、切断は、クランク機構1002を反対方向に部分的に回転させることによって行われることが可能である。

0084

様々な実施形態により、スライダ1008が、1つ又は複数の鋭利な縁部1009−1を含む。いくつかの実施形態では、材料が、開口部110の外へ、フィードストック通過区域111の少なくとも部分的な境界線を画定するガイドシャフト1006の平行なレール1006−1を通って押し出されることができる。いくつかの実施形態では、材料は複数の開口部110から外へ通過することができる。クランク機構1002が回転するにつれて、それによってスライダ1008がレール1006−1の長さを移動し、スライダ1008の鋭利な縁部が押出し材料を切断する。他の実施形態では、ガイドシャフト1006の平行なレール1006−1が、端部構造1010にもまた結合され得る。いくつかの実施形態では、スライダ1008の1つ又は複数の鋭利な縁部が、押出し材料を端部構造1010に対して押し付けることができ、それによって鋭利な縁部が押出し材料を突き通すことが更にできるようにする。いくつかの実施形態では、端部構造1010は、鋭利な縁部を更に含むことができる。他の実施形態では、端部構造は、スライダに結合された1つ又は複数のブレード構造の移動を制御するために成形されることが可能である。例えば、図10B及び図10Cに示されるように、切断装置1000は、枢動点でスライダ1008に結合された1組のブレード構造1009を含むことができる。端部構造1010が、先細の端部を含むように成形されて、クランク機構によってスライダ1008が第2の位置に押し込まれるにつれて、1組のブレード構造が、強制されて一体に材料を切断する。図10Bでは、スライダ1008が、ガイドシャフト1006の中間点にあり、ブレード構造が開放位置にある。図10Cは、第2の位置の近傍にあり、端部構造1010により接近しているスライダ1008を示す。図10Cでは、端部構造1010の先細の形状が、ブレード構造を閉鎖位置の中に強制する。一旦、スライダ1008が完全に第2の位置にあると、いくつかの実施形態では、ブレード構造が完全に閉鎖されるように強制され得る。切断装置1000の他の実施形態は、様々な他の切断機構を含むことができる。追加の実施形態では、切断装置1000が、押出機108の周りに回転可能であって、目的物114などの構築目的物に対する妨害をなくし、及び/又は低減する。

0085

図11は、1つ又は複数の実施形態による、スライダ−クランクを使用して材料を切断する一実施例の方法1100の図である。1101で、材料が、ガイドシャフトを形成するために平行に配置される1組のレールの間に、1つ又は複数の開口部から通過する。いくつかの実施形態では、1組のレールは、フィードストック通過区域111など、フィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線を画定するレール1006−1とすることができる。いくつかの実施形態では、押出し材料118などの材料を1組のレール1006−1を通って通過させるステップは、方法700のステップ701の中で説明されるように、フィードストック通過区域を通って材料を通過させるステップを含むことができる。スライダがレールに結合されて、スライダが、レールの長さに沿って第1の位置から第2の位置まで移動することができるようにする。例えば、1つ又は複数の開口部は、図1図10B及び図10Cに示されるように、押出機108の開口部110とすることができる。ガイドシャフトは、レール1006−1を含むガイドシャフト1006とすることができ、スライダは、図10A図10B及び図10Cに説明されるスライダ1008とすることができる。いくつかの実施形態では、スライダが、1つ又は複数の鋭利な縁部を備えることができる。他の実施形態では、スライダが、1つ又は複数のブレード構造を含むことができる。他の実施形態では、レールが、図10A図10B及び図10Cに説明される端部構造1010などの端部構造に更に結合されることが可能である。いくつかの実施形態では、材料は、熱溶解積層法システムの中で使用される長炭素繊維補強複合材押出し品とすることができる。特定の実施形態では、押出機108などの押出機が、材料をチャンバを通って開口部の外へ押すためのモーター又は任意の他の適切な機構を含むことができる。いくつかの実施形態では、押し出され、レールを通過する材料の量及び/又は速度が、図1に説明されるコントローラー102などのコントローラーによって計算され、決定されることができる。

0086

1103で、スライダに結合されたクランク機構が回転されて、クランク機構の回転によって、スライダが、レールの長さを移動し、レールの間を通過する材料を切断する。いくつかの実施形態では、クランク機構は、クランク機構1002であることができる。いくつかの実施形態では、クランク機構は、結合ロッド1004などの結合ロッドによってスライダに結合され得る。結合ロッドが、中心から離れた点でクランク機構に結合されることができて、クランク機構の回転によって、結合ロッドが、スライダに係合して、図10A図10B及び図10Cに説明されるようにガイドシャフトの長さを移動する。いくつかの実施形態では、スライダが第2の位置に向かって移動するにつれて、スライダの鋭利な縁部が、材料を突き通すことによって材料を切断することができる。

0087

1105で、完全な1回転の後に、クランク機構の回転が停止される。図10A図10B及び図10Cに説明されるように、クランク機構の各完全な回転後に、スライダが第1の位置に戻ることができる。いくつかの実施形態では、1101で、材料が所望の長さで押し出されるまで、スライダは第1の位置に留まるであろう。一度別の切断が行われる予定であれば、クランク機構は、1103で回転される。他の実施形態では、材料が完全に切断されていることを保証するために、停止する前に、クランク機構は、複数の切断のために複数の完全な回転を行うことができる。クランク機構の移動は、図1に説明されるように、コントローラー102などのコントローラーによって制御され得る。いくつかの実施形態では、コントローラー102などのコントローラーが、様々なパラメータ及び/又は命令に基づいて、クランク機構1002を移動及び停止させるようにプログラム可能である。そのようなパラメータ及び/又は命令は、所定の数の切断を含むことができる。他の実施形態では、コントローラーは、材料が完全に切断されたかどうか、及び追加の切断が必要であるかどうかを検出するために、センサ機構(図示せず)を使用することができる。

0088

図12Aは、1つ又は複数の実施形態による、回転ブレード構造を使用する切断装置1200の一実施例の図である。図12Bは、図12Aに図示される回転ブレード構造を使用する切断装置の実施例の代替図である。図12Cは、図12Aに図示される回転ブレード構造を使用する切断装置の実施例の代替図である。様々な実施形態により、切断装置1200が、ロッド1202、ロッド1204、ブレード構造1206、空隙部1207、ブレード構造1208、空隙部1209、鋭利な縁部1209−1、歯車駆動装置1210、歯車駆動装置1211、モーター1212及びモーター1213を含むことができる。いくつかの実施形態では、切断装置1200が、図1に説明される開口部110を含む押出機108に結合され得る。いくつかの実施形態では、押出機108が、フィードストック通過区域111を通って材料1250を押し出す。いくつかの実施形態では、材料1250が、長炭素繊維補強複合材を備えることができる。

0089

いくつかの実施形態では、切断装置1200は、ブレード構造1206に結合されたロッド1202、及びブレード構造1208に結合されたロッド1204を備えることができる。いくつかの実施形態では、ロッド1202及び1204は、ある角度で傾斜しており、ロッド1202がY−1の軸線を含み、ロッド1204がY−2の軸線を含む。いくつかの実施形態では、ブレード構造1206及び1208は、それぞれロッド1202及び1204の軸線の周りに回転することができる。例えば、ブレード構造1206は、X−1−Z−1平面上をY−1軸線方向のロッド1202の周りに回転し、ブレード構造1208は、X−2−Z−2平面上をY−2軸線方向のロッド1204の周りに回転する。例えば、図12Bでは、ブレード構造1206及び1208は、時計回りの方向Aに回転する。いくつかの実施形態では、フィードストック通過区域111が、開口部110の近傍の空間体積であることができる。他の実施形態では、フィードストック通過区域111の少なくとも部分的な境界線が、ブレード構造1206及び1208の回転によって取り囲まれた領域によって画定され得る。いくつかの実施形態では、各ブレード構造1206及び1208が、それぞれ空隙部1207及び1209を含むことができる。様々な実施形態では、各空隙部1207及び1209が、各空隙部1207及び1209の輪郭を縁取る鋭利な縁部1209−1などの鋭利な縁部を含むことができる。他の実施形態では、1つ又は複数の空隙部1207又は1209が、鋭利な点(図12Bの空隙部1209の中に見ることができる)に向かって先が細くなる相対的に幅広い部分を含む、略V字形状であることができる。

0090

いくつかの実施形態では、ブレード構造1206の回転によって、空隙部1207が押出機108に概ね位置合わせして、開口部110から押し出された材料1250が空隙部1207の内部に配置されるようにする。同様に、ブレード構造1208の回転によって、空隙部1209が押出機108に概ね位置合わせされて、開口部110から押し出された材料1250が空隙部1209の内部に配置されるようにする。いくつかの実施形態では、図1に示されるように、材料1250が、複数の開口部110及び110−1を通って押し出され得る。そのような実施形態では、複数の空隙部(図示せず)が、材料1250の複数の押出し物に位置合わせされるように配置され得る。

0091

いくつかの実施形態では、ブレード構造1206及び1208の回転運動によって、空隙部1207及び1209の鋭利な縁部が、押出し材料1250に対して押し付けられ、材料1250を突き通す。V字形状などの先細の形状を含む空隙部1209が、より集中的切断力を可能にする。前述のように、図12Bでは、ブレード構造1206及び1208は、時計回りの方向Aに回転する。他の実施形態では、ブレード構造1208は対照的に成形されることができ、図12Bに示されるように、反対方向Bにブレード構造1208を回転させることによって、切断が発生することができるように、空隙部が配置される。いくつかの実施形態では、ブレード構造1206及び1208は、モーター1212及び1213、ならびに歯車駆動装置1210及び1211を備えるモーター配置に結合され得る。そのようなモーター配置は、ブレード構造1206及び1208の回転移動を方向Aに駆動することができる。様々な実施形態では、モーター1212は、DCモーター、ステッパモーター及び/又はサーボモーターを備えることができる。特定の実施形態のモーター配置が、複数のモーターを含むことができる。いくつかの実施形態では、歯車駆動装置1210及び1211が、直角の歯車駆動装置を備えることができる。他の実施形態では、モーター配置は、変速装置及び歯車配置(図示せず)を含むことができる。いくつかの実施形態では、ブレード構造1206及び1208が、同時に回転されて、押出し材料1250に同時に接触することができる。他の実施形態では、ブレード構造1206及び1208が、独立して回転されることができる。他の実施形態では、ブレード構造1206及び1208が、同じ方向、又は反対方向に回転されることができる。

0092

いくつかの実施形態では、ブレード構造1206が開口部110に概ね位置合わせされる場合、ブレード構造1206は、開口部110と、あるいは開口部110のノズル(図示せず)又は針(図示せず)と同一平面であるように配置され得る。ブレード構造1206及びブレード構造1208の両方が開口部110に概ね位置合わせされ、押出し材料1250に交差する場合、ブレード構造1208は、ブレード構造1206の底部と同一平面であるように配置され得る。他の実施形態では、開口部110のノズル又は針が開口部110に概ね位置合わせされる場合、ブレード構造1206及びブレード構造1208の両方が、開口部110のノズル又は針と同一平面であるように配置される。いくつかの実施形態では、図1に説明される目的物114などの構築目的物との妨害をなくすために、ブレード構造1206及びブレード構造1208が開口部110から離れた位置にある場合、各ブレード構造1206及びブレード構造1208の回転が、開始及び終了することができる。ロッド1202及び1204がある角度で傾斜される場合、ブレード構造1206及びブレード構造1208が開口部110から離れた位置にある場合、開口部110の妨害が更に最小にされる。追加の実施形態では、切断装置1200が、押出機108の周りに回転可能であって(図示せず)、構築目的物114による妨害をなくし、及び/又は低減する。

0093

図13は、1つ又は複数の実施形態による、回転ブレード構造を使用して材料を切断するステップの一実施例の方法の図である。1301で、方法700のステップ701などのように、材料が1つ又は複数の開口部から、切断装置のフィードストック通過区域を通って通過する。いくつかの実施形態では、切断装置は、フィードストック通過区域111を含む切断装置1200であることができる。いくつかの実施形態では、押出し材料1250などの材料をフィードストック通過区域111を通過させるステップは、方法700のステップ701の中で説明されるように、フィードストック通過区域を通って材料を通過させるステップを含むことができる。例えば、1つ又は複数の開口部が、図1図12A図12B及び図12Cに示されるように、押出機108の開口部110であることができる。いくつかの実施形態では、材料は、図12Cに示されるような材料1250であることができ、熱溶解積層法システムの中で使用される長炭素繊維補強複合材押出し品を含むことができる。特定の実施形態では、押出機108などの押出機が、材料をチャンバを通って開口部の外へ押すためのモーター又は任意の他の適切な機構を含むことができる。いくつかの実施形態では、押し出され、フィードストック通過区域を通過する材料の量及び/又は速度が、図1に説明されるコントローラー102などのコントローラーによって計算され、決定されることができる。

0094

一旦、材料1250などの材料が、所望の長さまで押し出されてしまうと、1303で、1つ又は複数のブレード構造が、1つ又は複数のロッドの軸線の周りに回転される。いくつかの実施形態では、各ロッドが、1つ又は複数のブレード構造に結合される。ブレード構造の回転によって、1つ又は複数のブレード構造が、フィードストック通過区域と交差し、押出し材料1250を切断する。いくつかの実施形態では、図12Aに説明されるように、ブレード構造が、ブレード構造1206及び1208であることができ、ロッドが、ロッド1202及び1204であることができる。いくつかの実施形態では、フィードストック通過区域111の少なくとも部分的な境界線が、ブレード構造1206及び1208の回転によって取り囲まれた領域によって画定され得る。いくつかブレード構造が、図12Bに説明されるように、空隙部1207及び1209などの空隙部を含むことができる。いくつかの実施形態では、空隙部が、1つ又は複数の鋭利な縁部を備えることができる。他の実施形態では、図12Bの空隙部1209など、空隙部が、1つの方向に関して略V字形状であることができる。

0095

1305で、ブレード構造の回転が、完全な回転の後に停止される。いくつかの実施形態では、ブレード構造が、開口部から離れた位置にある場合に、ブレード構造の回転が開始、及び終了することができる。図12A図12B及び図12Cに説明されるように、ブレード構造が離れて配置される場合、押出機の開口部の妨害は最小にされる。いくつかの実施形態では、押出機の開口部との妨害を更に最小にするために、図12Aに説明されるロッド1202及び1204などのロッドが、ある角度で傾斜されることができる。いくつかの実施形態では、1301で、材料が所望の長さで押し出されるまで、ブレード構造が、開口から離れた位置に配置された状態に留まるであろう。一度別の切断が行われる予定であれば、ブレード構造は、1303で回転される。ブレード構造の回転は、図1に説明されるように、コントローラー102などのコントローラーによって制御され得る。いくつかの実施形態では、コントローラーが、様々なパラメータ及び/又は命令に基づいて、ブレード構造を移動及び停止させるようにプログラム可能である。そのようなパラメータ及び/又は命令は、所定の程度の回転を含むことができる。他の実施形態では、コントローラーは、各ブレード構造の配置を検出するためにセンサ機構を使用することができる。

0096

図面をより詳細に参照すると、本開示の実施形態が、図14に示す航空機の製造及び保守点検方法1400ならびに図15に示す航空機1402の文脈で説明され得る。量産初回中、例示的な方法1400は、航空機1402の仕様及び設計1404、ならびに材料調達1406を含むことができる。製造中、構成要素及び部分組立品の製造1408ならびに航空機1402のシステム統合1410が生じる。その後、航空機1402は、就航中1414の中に配置されるために、認証及び搬送1412を経ることができる。顧客によって就航中に、航空機1402は、日課整備及び保守点検1416のための予定を組み込まれる(整備及び保守点検には、修正、再構成改装などもまた含まれる可能性がある)。

0097

方法1400の各工程は、システムインテグレータ第三者及び/又は操作者(例えば、顧客)によって、実施又は実行され得る。この説明の目的のために、システムインテグレータには、限定されないが、任意の数の航空機製造者及び主システム下請人が含まれることができ、第三者には、限定されないが、任意の数の売主、下請人及び供給者が含まれることができ、操作者には、航空会社リース会社事会社、サービス機構などであることができる。

0098

図15に示すように、例示的な方法1400によって製造される航空機1402は、複数のシステム1420及び内部1422を含む機体1418を備えることができる。高水準システム1420の実施例は、推進システム1424、電気システム1426、油圧システム1428及び環境システム1430の1つ又は複数を含む。任意の数の他のシステムを含むことができる。航空宇宙の実施例が図示されているが、本発明の原理が、自動車産業などの他の産業に応用され得る。いくつかの実施形態では、上記に説明される本開示の実施形態が、構成要素及び部分組立品の製造1408、システム統合1410、又は日課の整備及び保守点検1416の間に、機体1418の1つ又は複数の部分あるいは内部1422の建造の中で実施され得る。

0099

本明細書で実施される装置及び方法は、製造及び保守点検方法1400の1つ又は複数の段階の間に採用され得る。実施例として、製造工程1408に相当する構成要素又は部分組立品は、航空機1402が就航中に製造される構成要素又は部分組立品と同様の様式で製作又は製造され得る。更に、1つ又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態又はその組合せが、例えば航空機1402の組立を実質的に促進し、又は航空機1402の費用を低減することによって、製造段階1408及び1410の間に利用され得る。同様に、1つ又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態又はそれらの組合せが、航空機1402が就航中に、例えば、限定しないが、整備及び保守点検1416まで利用され得る。

0100

したがって、要約すると、本発明の第1の態様に従って以下を提供する。

0101

A1.フィードストック通過区域と、
切断機構であって、切断機構の一部分が、フィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線を画定する、切断機構と
を備える、繊維補強フィードストック切断装置。

0102

A2.切断機構が、1つ又は複数の穿孔を含むリボンを備え、
フィードストックが、1つ又は複数の穿孔の少なくとも1つの穿孔を通過し、リボンの移動がフィードストックを切断する、パラグラフA1に記載の切断装置が更に提供される。

0103

A3.切断機構が、各穿孔を縁取る1つ又は複数の鋭利な縁部を備える、パラグラフA2に記載の切断装置が更に提供される。

0104

A4.1つ又は複数の穿孔が、一方向に関して、略涙滴形状である、パラグラフA2に記載の切断装置が更に提供される。

0105

A5.1つ又は複数の穿孔が、対称的に成形される、パラグラフA2に記載の切断装置が更に提供される。

0106

A6.リボンに結合された1組の回転可能なリールを更に備え、
少なくとも1つのリールを回転させるステップが、リボンを1つ又は複数の方向へ移動させる、パラグラフA2に記載の切断装置が更に提供される。

0107

A7.少なくとも1つのリールに結合された1つ又は複数のモーターを更に備え、1つ又は複数のモーターが少なくとも1つのリールを回転させる、パラグラフA6に記載の切断装置が更に提供される。

0108

A8.1つ又は複数のガイドを更に備え、リボンが、1つ又は複数のガイドを通過し、1つ又は複数のガイドによって画定される所定の空間の内部に留まる、パラグラフA2に記載の切断装置が更に提供される。

0109

A9.リボンの各移動によって、少なくとも1つの穿孔が、熱溶解積層法システムにおける押出機の少なくとも1つの開口部に概ね位置合わせされ、押出機が1つ又は複数の開口部を含む、パラグラフA2に記載の切断装置が更に提供される。

0110

A10.フィードストックが、長炭素繊維又は他の長繊維補強複合材を備える、パラグラフA2に記載の切断装置が更に提供される。

0111

A11.切断機構が、1つ又は複数のブレード構造を含むディスクであって、各ブレード構造が少なくとも1つの空隙部を含むディスクを備え、
フィードストックが少なくとも1つの空隙部を通過し、ディスクの回転運動がフィードストックを切断する、パラグラフA1に記載の切断装置が更に提供される。

0112

A12.切断機構が、各空隙部を縁取る1つ又は複数の鋭利な縁部を含む、パラグラフA11に記載の切断装置が更に提供される。

0113

A13.1つ又は複数の空隙部が、一方向に関して、略涙滴形状である、パラグラフA11に記載の切断装置が更に提供される。

0114

A14.少なくとも1つの空隙部が、完全に取り囲まれた少なくとも1つの穿孔を各ブレード構造の内部に備える、パラグラフA11に記載の切断装置が更に提供される。

0115

A15.ディスクに結合された1つ又は複数のモーターを更に備え、1つ又は複数のモーターがディスクを回転させる、パラグラフA11に記載の切断装置が更に提供される。

0116

A16.ディスクの各回転移動によって、少なくとも1つの空隙部が、熱溶解積層法システムの中の押出機の少なくとも1つの開口部に概ね位置合わせされ、押出機が1つ又は複数の開口部を含む、パラグラフA11に記載の切断装置が更に提供される。

0117

A17.フィードストックが、長炭素繊維又は他の長繊維補強複合材を備える、パラグラフA11に記載の切断装置が更に提供される。

0118

A18.平行に配置された1組のレールを含むガイドシャフトであって、フィードストックがレールの間を通過する、ガイドシャフトと、
レールに結合されたスライダであって、スライダがレールの長さに沿って、第1の位置から第2の位置まで移動することができる、スライダと、
スライダに結合されたクランク機構であって、クランク機構の回転によって、スライダが、レールの長さを移動し、レールの間を通過するフィードストックを切断する、クランク機構と
を備え、
クランク機構の各完全な回転後に、スライダが第1の位置に戻る、パラグラフA1に記載の切断装置が更に提供される。

0119

A19.切断機構が、1つ又は複数の鋭利な縁部を含む、パラグラフA18に記載の切断装置が更に提供される。

0120

A20.切断機構が、ガイドシャフトに結合された端部構造を更に含む、パラグラフA19に記載の切断装置が更に提供される。

0121

A21.切断機構が、1つ又は複数の鋭利な縁部を含む1組のブレード構造を更に備え、
1組のブレード構造が、スライダに結合され、
スライダが第2の位置にある場合、端部構造によって、ブレード構造が一体となってフィードストックを切断するように、端部構造が成形される、パラグラフA20に記載の切断装置が更に提供される。

0122

A22.クランク機構に結合された1つ又は複数のモーターを更に備え、1つ又は複数のモーターがクランクを回転させる、パラグラフA18に記載の切断装置が更に提供される。

0123

A23.ガイドシャフトの空隙部が、熱溶解積層法システムの中の押出機の少なくとも1つの開口部に概ね位置合わせされ、押出機が1つ又は複数の開口部を含む、パラグラフA18に記載の切断装置が更に提供される。

0124

A24.フィードストックが、長炭素繊維又は他の長繊維補強複合材を備える、パラグラフA18に記載の切断装置が更に提供される。

0125

A25.切断機構が、
1つ又は複数のブレード構造であって、各ブレード構造が少なくとも1つの空隙部を含む、1つ又は複数のブレード構造と、
少なくとも1つのブレード構造に結合された少なくとも1つのロッドであって、ブレード構造がロッドの軸線の周りに回転することができるようにする、少なくとも1つのロッドと
を備え、
1つ又は複数のブレード構造の回転によって、1つ又は複数のブレード構造が、フィードストック通過区域と交差し、フィードストックを切断する、パラグラフA1に記載の切断装置が更に提供される。

0126

A26.切断機構が、第1のロッドに結合された第1のブレード構造を更に備え、第1のロッドが、第2のブレード構造に結合された第2のロッドの反対側に配置される、パラグラフA25に記載の切断装置が更に提供される。

0127

A27.切断機構が、各空隙部を縁取る1つ又は複数の鋭利な縁部を含む、パラグラフA25に記載の切断装置が更に提供される。

0128

A28.1つ又は複数の空隙部が、一方向に関して、略V字形状である、パラグラフA25に記載の切断装置が更に提供される。

0129

A29.少なくとも1つのロッドが、フィードストック通過区域から傾斜されて、1つ又は複数のブレード構造が、フィードストック通過区域に対してある角度で設定された軸線の周りに回転するようにする、パラグラフA25に記載の切断装置が更に提供される。

0130

A30.1つ又は複数のブレード構造に結合された1つ又は複数のモーターを更に備え、1つ又は複数のモーターが1つ又は複数のブレード構造を回転させる、パラグラフA25に記載の切断装置が更に提供される。

0131

A31.少なくとも1つのブレード構造が、熱溶解積層法システムにおける押出機の少なくとも1つの開口部から離れた位置にある場合に、少なくとも1つのブレード構造の各回転が開始及び停止し、押出機が1つ又は複数の開口部を含む、パラグラフA25に記載の切断装置が更に提供される。

0132

A32.フィードストックが、長炭素繊維又は他の長繊維補強複合材を備える、パラグラフA25に記載の切断装置が更に提供される。

0133

B1.切断機構を含む切断装置のフィードストック通過区域を通ってフィードストックを通過させるステップであって、フィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線が、切断機構の部分によって画定される、ステップと、
切断機構がフィードストックを切断するように、切断機構を移動させるステップと
を含む、繊維補強フィードストックを切断する方法。

0134

B2.切断機構が、1つ又は複数の穿孔を含むリボンを備え、
フィードストック通過区域を通ってフィードストックを通過させるステップが、フィードストックを少なくとも1つの穿孔を通過させるステップを含み、
切断機構を移動させるステップが、1つ又は複数方向にリボンを前進させるステップを含む、パラグラフB1記載の方法が更に提供される。

0135

B3.切断機構が、
1つ又は複数のブレード構造であって、各ブレード構造が少なくとも1つの空隙部を含む、1つ又は複数のブレード構造と、
少なくとも1つのブレード構造に結合された少なくとも1つのロッドであって、ブレード構造がロッドの軸線の周りに回転することができるようにする、少なくとも1つのロッドと
を備え、
切断機構を移動させるステップが、少なくとも1つのブレード構造をロッドの軸線の周りに回転させるステップを含み、1つ又は複数のブレード構造の移動によって、1つ又は複数のブレード構造が、フィードストック通過区域と交差し、フィードストックを切断するようにする、パラグラフB1記載の方法が更に提供される。

0136

B4.切断機構を移動させるステップが、リボンに結合された1組のリールを回転させるステップを更に含み、リボンが1つ又は複数の方向に前進されるようにする、パラグラフB2記載の方法が更に提供される。

0137

B5.切断機構が、1つ又は複数のブレード構造を含むディスクを備え、各ブレード構造が、少なくとも1つの空隙部を形成し、
フィードストック通過区域を通ってフィードストックを通過させるステップが、フィードストックを少なくとも1つの空隙部を通過させるステップを含み、
切断機構を移動させるステップが、ディスクを回転させるステップを含む、パラグラフB1記載の方法が更に提供される。

0138

B6.切断機構が、平行に配置された1組のレールによって形成されるガイドシャフトを備え、1組のレールがスライダに結合されて、スライダがレールの長さに沿って、第1の位置から第2の位置まで移動することができ、
フィードストック通過区域を通ってフィードストック通過区域を通過させるステップが、1組のレールの間にフィードストックを通過させるステップを含み、
切断機構を移動させるステップが、クランク機構を回転させるステップを含み、クランク機構がスライダに結合されて、クランク機構の回転によって、スライダが、レールの長さを移動し、レールの間に通過したフィードストックを切断し、
クランク機構の各完全な回転後に、スライダが第1の位置に戻る、パラグラフB1記載の方法が更に提供される。

0139

B7.切断機構が、
1つ又は複数の鋭利な縁部を含む1組のブレード構造と、
ガイドシャフトに結合された端部構造と
を備え、
1組のブレード構造が、スライダに結合され、
スライダが第2の位置にある場合、端部構造によって、ブレード構造が一体となってフィードストックを切断するように、端部構造が成形される、パラグラフB6に記載の方法が更に提供される。

0140

C1.フィードストックの供給源と、
フィードストック通過区域を通って1つ又は複数の開口部からフィードストックを押し出すように構成される押出機であって、1つ又は複数の開口部を含む、押出機と、
切断機構を含む切断装置であって、切断機構の部分が、フィードストック通過区域の少なくとも部分的な境界線を画定する、切断装置と
を備える、繊維補強フィードストックを切断するシステム。

0141

C2.切断機構が、1つ又は複数の穿孔を含むリボンを備え、
フィードストックが、リボンの少なくとも1つの穿孔を通過し、
切断装置が、
リボンに結合された1組のリールであって、リールの回転によって、リボンが1つ又は複数の方向に移動する、1組のリールと、
1組のリールに結合された1つ又は複数のモーターであって、1つ又は複数のモーターによって、少なくとも1つのリールが回転する、1つ又は複数のモーターとを更に備え、
リボンの移動が、フィードストックを切断し、
リボンの各移動によって、1つ又は複数の穿孔の少なくとも1つの穿孔が、押出機の1つ又は複数の開口部の少なくとも1つの開口部に概ね位置合わされる、パラグラフC1に記載のシステムが更に提供される。

0142

C3.切断機構が、
1つ又は複数のブレード構造であって、各ブレード構造が少なくとも1つの空隙部を含む、1つ又は複数のブレード構造と、
少なくとも1つのブレード構造に結合された少なくとも1つのロッドであって、ブレード構造がロッドの軸線の周りに回転できるようにする、少なくとも1つのロッドと
を更に備え、
切断装置が、少なくとも1つのブレード構造に結合された1つ又は複数のモーターを更に備え、1つ又は複数のモーターによって、ブレード構造が回転し、
1つ又は複数のブレード構造の移動によって、1つ又は複数のブレード構造が、フィードストック通過区域と交差し、フィードストックを切断する、パラグラフC1に記載のシステムが更に提供される。

0143

C4.切断機構が、1つ又は複数のブレード構造を含むディスクを更に備え、各ブレード構造が、押出機の少なくとも1つの開口部に位置合わせする少なくとも1つの空隙部を含んで、少なくとも1つの開口部から押し出されたフィードストックが、1つ又は複数のブレード構造の少なくとも1つの空隙部を通過し、
切断装置が、ディスクに結合された1つ又は複数のモーターを更に備え、1つ又は複数のモーターがディスクを回転させ、
ディスクの回転運動によって、少なくとも1つのブレード構造がフィードストックを切断し、
ディスクの各回転運動によって、少なくとも1つの空隙部が、押出機の少なくとも1つの開口部に概ね位置合わせする、パラグラフC1に記載のシステムが更に提供される。

0144

C5.コントローラーを更に備え、
コントローラーがプロセッサ及びメモリを含み、プロセッサ及びメモリが、モーターによって、
ディスクを回転させ、
ディスクの各回転移動の後、少なくとも1つの空隙部を押出機の少なくとも1つの開口部に概ね位置合わせさせる命令を含む、パラグラフC4に記載のシステムが更に提供される。

0145

C6.切断機構が、
1組の平行なレールを含むガイドシャフトであって、ガイドシャフトが、押出機に概ね位置合わせされて、1つ又は複数の開口部の少なくとも1つの開口部が、レールの間に配置される、ガイドシャフトと、
1組のレールに結合されたスライダであって、スライダがレールの長さに沿って、第1の位置から第2の位置まで移動することができる、スライダと、
スライダに結合されたクランク機構であって、クランク機構の回転によって、スライダが、ガイドシャフトの長さを第1の位置から第2の位置まで移動し、フィードストックを切断する、クランク機構と
を備え、
切断装置が、クランク機構に結合された1つ又は複数のモーターを更に備え、1つ又は複数のモーターがクランク機構を回転させ、
クランク機構の各完全な回転後に、スライダが第1の位置に戻る、パラグラフC1に記載のシステムが更に提供される。

0146

本開示は、その特定の実施形態を参照して図示され、説明されたが、形態の中の変更、及び開示される実施形態の詳細が、本開示の精神及び範囲から逸脱せずに作製され得ることを当業者によって理解されるであろう。したがって、本開示は、本開示の本来の精神及び範囲内に入るすべての変形形態及び均等物を含むものと解釈されるように意図される。上記に説明される多くの構成要素及び工程は、便宜上、単数形で説明されるが、複数の構成要素及び繰り返される工程もまた、本開示の技術を実施するために使用され得ることを当業者によって理解されるであろう。

0147

100 製造システム
102コントローラー
104構築チャンバ
106ロボット機構
108押出機
110 開口部
110−1 開口部
111フィードストック通過区域
112可動テーブル
114目的物
116切断装置
118押出し材料
120,121,122材料供給源
120−1,121−1,122−1 材料フィードストック
200,300,400,500,600,800,1000,1200 切断装置
202,302,402,502,602−A,602−Bリボン
204,304−1,304−2,304−3,504,604−A,604−B穿孔
206,306,406,506 左のリール
207,307,407,507 右のリール
208シャフト
210,310歯車駆動装置
212,312,412,612,808モーター
214,314,414,514,614ガイド
216レール
305,807鋭利な縁部
308リールシャフト
316 平行なレール
318,518ガイド穴
606,606−1,607,607−1 リール
650 縁部穿孔
802ディスク
804ブレード構造
806−1,806−2,806−3空隙部
1002クランク機構
1004結合ロッド
1006ガイドシャフト
1006−1 レール
1008スライダ
1009 ブレード構造
1009−1,1209−1 鋭利な縁部
1010端部構造
1012,1212,1213 モーター
1202,1204ロッド
1206,1208 ブレード構造
1207,1209 空隙部
1210,1211 歯車駆動装置

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