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公開番号2024006539
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-01-17
出願番号2022107538
出願日2022-07-04
発明の名称建設用3Dプリンティング装置
出願人学校法人立命館
代理人個人,個人
主分類B28B 1/30 20060101AFI20240110BHJP(セメント,粘土,または石材の加工)
要約【課題】印刷できる容積の制限を無くすことができると共に、小型化することができる建設用3Dプリンティング装置を提供する。
【解決手段】自走可能な移動機構3を備え、この移動機構3には、鉛直上下方向に延びる支持棒30dが設けられている。そして、この支持棒30dに沿って上昇可能な上昇機構4を備え、この上昇機構4には、印刷機構2が接続されている。そのため、印刷機構2は、上昇機構4の上昇に伴って上昇する。この際、印刷機構2には、建設構造物を構築可能な第1ノズル22が存在しているから、印刷機構2の上昇に合わせて第1ノズル22も上昇する。これにより、建設構造物を構築することが可能となる。
【選択図】図1


特許請求の範囲【請求項1】
自走可能な移動機構と、
前記移動機構に設けられ、鉛直上下方向に延びる支持部と、
前記支持部に沿って上昇可能な上昇機構と、
前記上昇機構に接続されている印刷機構と、を有し、
前記印刷機構は、前記上昇機構の上昇に伴って上昇すると共に、建設構造物を構築可能な構築用ノズルを有してなる建設用3Dプリンティング装置。
続きを表示(約 850 文字)【請求項2】
前記上昇機構は、
前記支持部に沿って上昇する上昇部と、
前記上昇部の上昇を制御する制御手段と、を有し、
前記上昇部は、前記印刷機構に接続されてなる請求項1に記載の建設用3Dプリンティング装置。
【請求項3】
前記上昇機構は、
前記支持部に沿って上昇する第1上昇部と、
前記支持部に沿って上昇する第2上昇部と、
前記第1上昇部の上昇及び前記第2上昇部の上昇を制御する第1制御手段と、を有し、
前記第1上昇部は、前記支持部を掴むことが可能な第1固定部と、第1可動部とを備え、さらに、前記第1可動部を、前記支持部を掴んでいる状態から解放させる方向に移動させることが可能で、且つ、前記支持部を掴んでいる状態となる方向に移動させることが可能な第2制御手段と、を有し、
前記第2上昇部は、前記印刷機構に接続されてなり、さらに、前記支持部を掴むことが可能な第2固定部と、第2可動部とを備え、さらに、前記第2可動部を、前記支持部を掴んでいる状態から解放させる方向に移動させることが可能で、且つ、前記支持部を掴んでいる状態となる方向に移動させることが可能な第3制御手段と、を有し、
前記第1制御手段は、
前記第2上昇部に取り付けられている駆動手段によって回転可能なネジ軸と、
前記ネジ軸を回転可能に支持すると共に、前記第1上昇部に取り付けられているナットと、を有してなる請求項1に記載の建設用3Dプリンティング装置。
【請求項4】
前記印刷機構は、前記支持部の上部に該支持部の高さを継ぎ足す継ぎ足し構造物を構築可能な継ぎ足し用ノズルをさらに有してなる請求項1に記載の建設用3Dプリンティング装置。
【請求項5】
前記印刷機構は、前記継ぎ足し用ノズルを、X軸方向、Y軸方向に移動させることが可能な移動手段をさらに有してなる請求項4に記載の建設用3Dプリンティング装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、建設用3Dプリンティング装置に関する。
続きを表示(約 1,800 文字)【背景技術】
【0002】
住宅の建設は、人類史上長く存続している問題であり、人々は様々な天災が発生したとしても、安全に、そして快適に暮らせる住み場を求め続けている。しかしながら、建設にかかるコストは増加傾向にあり、これによって、人々への経済的負担も増加傾向にある。そのため、このような経済的負担を軽減させるべく、近年急速に発展している3Dプリンティング技術を活用した建設用3Dプリンティング装置が提案されている(例えば、特許文献1、非特許文献1~2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2021-194790号公報
【非特許文献】
【0004】
Pan, Y., Zhang, Y. et al, “3D printing in construction: state of the art and applications” Int. Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 115, pp. 1329-1348 (2021), https://doi.org/10.1007/s00170-021-07213-0
Nematollahi, B., Xia, M., & Sanjayan, J, “Current Progress of 3D Concrete Printing Technologies”, Proceedings of the 34th International Symposium On Automation And Robotics In Construction (IAARC), Taipei, Taiwan, 2017, pp. 260-267, https://doi.org/10.22260/ISARC2017/0035
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のような従来の建設用3Dプリンティング装置は、主に伝統フレーム式、Z軸回しレール式、そして、アーム式という三種類に分けることができる。伝統フレーム式は、印刷できる容積が、枠の中に制限されているため、枠を建設物と同等のサイズにするか、或いは、別の場所で印刷したものを建設現場に運ぶしかないという問題があった。
【0006】
また、Z軸回しレール式とアーム式は、レールとアームの長さが固定されているため、X軸方向とY軸方向とZ軸方向が制限されているという問題があった。すなわち、X軸方向とY軸方向が制限されているということは広さが制限されているということであり、さらに、Z軸方向が制限されているということは高さが制限されているということである。そのため、結局のところ、印刷できる容積が制限されてしまうという問題があった。
【0007】
またさらには、上記のような従来の建設用3Dプリンティング装置は、大型機械であるため、装置自身を建設現場に持ち込むのは非常に困難を伴うという問題があった。特に道の狭い建設空間が少ない都市(例えば、東京等)では、この問題が顕著であるという問題があった。
【0008】
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、印刷できる容積の制限を無くすことができると共に、小型化することができる建設用3Dプリンティング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0010】
請求項1に係る建設用3Dプリンティング装置は、自走可能な移動機構(3)と、
前記移動機構(3)に設けられ、鉛直上下方向に延びる支持部(支持棒30d)と、
前記支持部(支持棒30d)に沿って上昇可能な上昇機構(4)と、
前記上昇機構(4)に接続されている印刷機構(2)と、を有し、
前記印刷機構(2)は、前記上昇機構(4)の上昇に伴って上昇すると共に、建設構造物(K1)を構築可能な構築用ノズル(第1ノズル22)を有してなることを特徴としている。
(【0011】以降は省略されています)

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