JP2001030696A - Apparatus and method for shaping - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は造形装置及び造形方
法に関し、例えばＣＡＤ（Computer Aided Design ）等
のコンピュータ支援により設計された３次元データに応
じた３次元形状を造形する造形装置及び造形方法に適用
して好適なものてある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaping apparatus and a shaping method, and more particularly to a shaping apparatus and a shaping method for shaping a three-dimensional shape corresponding to three-dimensional data designed by computer assistance such as CAD (Computer Aided Design). It is suitable for application.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の造形装置においては、パ
ーソナルコンピュータを接続しておき、当該パーソナル
コンピュータから供給されるコンピュータ支援により設
計された３次元データに基づいて、当該３次元データに
応じた３次元形状を各種の材料を用いて造形するように
なされている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a modeling apparatus of this type, a personal computer is connected, and the three-dimensional data corresponding to the three-dimensional data is designed based on three-dimensional data supplied from the personal computer and designed by computer assistance. A three-dimensional shape is formed using various materials.
【０００３】かかる造形装置における３次元形状の造形
方法としては、従来から切削方法、光造形方法、樹脂押
出し方法、及び紙積層方法が提案されている。As a three-dimensional shaping method in such a shaping apparatus, a cutting method, an optical shaping method, a resin extrusion method, and a paper laminating method have been conventionally proposed.
【０００４】すなわち切削方法は、木材等の固形物体を
刃物を用いて３次元データに応じた３次元形状に切削加
工する方法である。また光造形方法は、液体や粉末等の
光硬化性樹脂を高出力レーザを照射して３次元データに
応じた３次元形状に光硬化させて加工する方法である。
さらに樹脂押出し方法は、高温で軟化した樹脂をノズル
の先端から押し出しながら当該ノズルを移動させて３次
元データに応じた３次元形状を加工する方法である。さ
らに紙積層方法は、例えば紙やパルプ等の平面物を１枚
ずつ高出力レーザや刃物等で切り取りながら３次元デー
タに応じた３次元形状を加工する方法である。That is, the cutting method is a method of cutting a solid object such as wood into a three-dimensional shape according to three-dimensional data using a cutting tool. In addition, the optical shaping method is a method of irradiating a photocurable resin such as a liquid or a powder with a high-power laser and photocuring the photocurable resin into a three-dimensional shape according to three-dimensional data.
Further, the resin extrusion method is a method of processing a three-dimensional shape according to three-dimensional data by moving the nozzle while extruding a resin softened at a high temperature from the tip of the nozzle. Further, the paper laminating method is a method of processing a three-dimensional shape according to three-dimensional data while cutting a flat object such as paper or pulp one by one with a high-power laser or a blade.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な３次元形状の造形方法によると、このうち切削方法で
は、固形物体を切削加工するため造形可能な３次元形状
に制限があること、切削加工の段取りの困難性、切削時
に刃物を使用するため危険性、及び切り屑の処理等の問
題があった。また光造形方法では、液体や粉体でなる樹
脂材料の扱い難さ、人体への影響や環境の問題、高出力
レーザを用いる危険性、装置の大型化等の問題があっ
た。However, according to the above-described three-dimensional shape forming method, the cutting method has a limitation on a three-dimensional shape that can be formed for cutting a solid object. There are problems such as difficulty in setting up the processing, danger of using a cutting tool for cutting, and processing of chips. In addition, the stereolithography method has problems such as difficulty in handling a resin material composed of liquid or powder, influence on the human body and environmental problems, danger of using a high-power laser, and increase in size of the apparatus.
【０００６】さらに樹脂押出し方法では、高温で軟化状
態にある樹脂を押し出すときの危険性、装置の大型化、
及び廃棄時の問題等の問題があった。さらに紙積層方法
では、高出力レーザや刃物を使う危険性、及び装置の大
型化等の問題があった。Further, in the resin extrusion method, there is a danger of extruding a resin which is in a softened state at a high temperature, an increase in size of an apparatus,
And problems at the time of disposal. Further, the paper laminating method has problems such as the danger of using a high-power laser or a blade, and an increase in the size of the apparatus.
【０００７】このようにパーソナルコンピュータを用い
て３次元物体を造形する場合には、３次元形状を造形す
るための加工手段の危険性を回避すること、３次元物体
の元となる原材料が人体や環境に及ぼす影響をなくすこ
と、及び装置全体として小型化を確保することが必要不
可欠であるが、実際には未だ困難な問題があった。As described above, when a three-dimensional object is formed using a personal computer, the danger of the processing means for forming the three-dimensional shape is avoided. It is indispensable to eliminate the influence on the environment and to secure the miniaturization of the whole device, but there are still difficult problems in practice.
【０００８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、装置全体として小型化し得る造形装置及び造形工程
を簡易にし得る造形方法を提案しようとするものであ
る。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to propose a molding apparatus capable of reducing the size of the entire apparatus and a molding method capable of simplifying the molding process.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、３次元データに基づく３次元形状
を１軸方向に沿って所定間隔ごとに断面をとることによ
って得られる各断面形状がそれぞれ断面データとして順
次供給され、当該各断面データに基づく断面形状を順次
積層することにより３次元データに基づく３次元形状を
造形する造形装置において、所定の材料を用いて、対応
する断面データに基づく断面形状を描画する描画手段
と、当該描画手段によって描画された材料を焼成しなが
ら押圧することにより、当該材料を各断面データごとに
順次積層する積層手段とを設けるようにした。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, each cross-sectional shape obtained by taking a cross-section of a three-dimensional shape based on three-dimensional data at predetermined intervals along one axis direction is obtained. Each is sequentially supplied as cross-sectional data, and in a modeling apparatus that forms a three-dimensional shape based on three-dimensional data by sequentially laminating cross-sectional shapes based on the respective cross-sectional data, based on the corresponding cross-sectional data using a predetermined material. A drawing means for drawing a cross-sectional shape and a laminating means for sequentially laminating the material for each cross-sectional data by pressing the material drawn by the drawing means while firing are provided.
【００１０】この結果この造形装置では、各断面データ
に基づく断面形状に描画された材料をそれぞれ焼成しな
がら押圧して順次積層するようにして、最終的に３次元
データに基づく３次元形状を造形することができ、かく
して従来のようにレーザや刃物等を用いて３次元形状を
造形する場合よりも簡易かつ安全な装置で３次元形状を
造形することができる。As a result, in this molding apparatus, the materials drawn in the cross-sectional shape based on the respective cross-sectional data are pressed and baked sequentially, and are sequentially laminated, so that the three-dimensional shape based on the three-dimensional data is finally formed. Thus, it is possible to form a three-dimensional shape with a simpler and safer device than in the conventional case where a three-dimensional shape is formed using a laser, a blade, or the like.
【００１１】また本発明においては、３次元データに基
づく３次元形状を１軸方向に沿って所定間隔ごとに断面
をとることによって得られる各断面形状がそれぞれ断面
データとして順次供給され、当該各断面データに基づく
断面形状を順次積層することにより３次元データに基づ
く３次元形状を造形する造形方法において、所定の材料
を用いて、対応する断面データに基づく断面形状を描画
した後、当該描画された材料を焼成しながら押圧するこ
とにより、当該材料を各断面データごとに順次積層する
ようにした。In the present invention, each cross-sectional shape obtained by taking a cross-section of the three-dimensional shape based on the three-dimensional data at predetermined intervals along the one-axis direction is sequentially supplied as cross-sectional data, and the respective cross-sectional shapes are sequentially supplied. In a shaping method of forming a three-dimensional shape based on three-dimensional data by sequentially laminating cross-sectional shapes based on data, a predetermined material is used to draw a cross-sectional shape based on the corresponding cross-sectional data, and then the drawn shape is drawn. By pressing the material while firing, the material was sequentially laminated for each section data.
【００１２】この結果この造形方法では、各断面データ
に基づく断面形状に描画された材料をそれぞれ焼成しな
がら押圧して順次積層するようにして、最終的に３次元
データに基づく３次元形状を造形することができ、かく
して従来のように材料を切削したり、材料を高温軟化さ
せたりして３次元形状を造形する場合よりも簡易な工程
で３次元形状を造形することができる。As a result, in this shaping method, the materials drawn in the cross-sectional shape based on the respective cross-sectional data are sequentially pressed and laminated while firing, and finally the three-dimensional shape based on the three-dimensional data is formed. Thus, the three-dimensional shape can be formed in a simpler process than in the conventional case of cutting the material or softening the material at a high temperature to form the three-dimensional shape.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１４】（１）本実施の形態による造形装置の構成 図１において、１は全体として本発明を適用した造形装
置を示し、架台２の内部に装置全体を制御する制御部
（図示せず）が配置されている。この架台２上には、矢
印ｙ方向を長手方向とするベース板３が配設され、当該
ベース板３と矢印ｙ方向に隣接してホットプレート４が
設けられている。(1) Configuration of Modeling Apparatus According to the Present Embodiment In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a modeling apparatus to which the present invention is applied as a whole, and a control unit (not shown) for controlling the entire apparatus inside a gantry 2. Is arranged. A base plate 3 having a longitudinal direction in the direction of the arrow y is disposed on the gantry 2, and a hot plate 4 is provided adjacent to the base plate 3 in the direction of the arrow y.
【００１５】また架台２上でベース板３と矢印ｘ方向に
隣り合う所定位置には、シート搬送部５が矢印ｙ方向又
はこれと逆方向にスライド自在に移動し得るように設け
られている。At a predetermined position on the gantry 2 adjacent to the base plate 3 in the direction of the arrow x, a sheet conveying section 5 is provided so as to be slidable in the direction of the arrow y or in the direction opposite thereto.
【００１６】このシート搬送部５は、ベース板３の長手
方向と平行関係を保ってその両端が架台２内に固定され
たスライド軸６を有し、当該スライド軸６と平行に張架
された駆動ベルト７が駆動モータ８の駆動に応じて矢印
ｙ方向又はこれと逆方向に送出し得るようになされてい
る。The sheet transport section 5 has a slide shaft 6 whose both ends are fixed in the gantry 2 while maintaining a parallel relationship with the longitudinal direction of the base plate 3, and is stretched in parallel with the slide shaft 6. The drive belt 7 can be fed in the direction of the arrow y or in the opposite direction in response to the drive of the drive motor 8.
【００１７】このスライド軸６にはシート保持部９がス
ライド自在に取り付けられ、当該シート保持部９の一端
にはいわゆるテフロン（ポリテトラフルオルエチレン）
でなるシート（以下、これをテフロンシートと呼ぶ）１
０が当該スライド軸６を回転中心して矢印ａ方向又はこ
れと逆方向に回動自在に取り付けられると共に、他端に
は駆動ベルト７の一部が固着されている。A sheet holder 9 is slidably attached to the slide shaft 6, and one end of the sheet holder 9 is provided with a so-called Teflon (polytetrafluoroethylene).
(Hereinafter referred to as Teflon sheet) 1
Numeral 0 is attached rotatably about the slide shaft 6 in the direction of arrow a or in the direction opposite thereto, and a part of the drive belt 7 is fixed to the other end.
【００１８】これによりシート搬送部５は、駆動モータ
８の回転出力が駆動ベルト７を介して伝えられると、ス
ライド軸６に沿って矢印ｙ方向又はこれと逆方向にスラ
イド移動しながら、ベース板３上にテフロンシート１０
をスライド移動させ得るようになされている。When the rotation output of the drive motor 8 is transmitted through the drive belt 7, the sheet transport unit 5 slides along the slide shaft 6 in the direction of the arrow y or in the opposite direction to the base plate. Teflon sheet 10 on 3
Can be slid.
【００１９】また架台２上には支柱（図示せず）を介し
て材料造形部１１が設けられている。この材料造形部１
１は、矢印ｘ方向に沿ってその両端が支柱（図示せず）
に固定されたスライド軸１２を有し、当該スライド軸１
２と平行に張架された駆動ベルト１３が駆動モータ１４
の駆動に応じて矢印ｘ方向又はこれと逆方向に送出し得
るようになされている。A material forming portion 11 is provided on the gantry 2 via a column (not shown). This material modeling part 1
1 is a pillar (not shown) at both ends along the arrow x direction
A slide shaft 12 fixed to the
The drive belt 13 stretched in parallel with the drive belt 2
Can be sent in the direction of the arrow x or in the direction opposite thereto in accordance with the drive of
【００２０】このスライド軸１２にはｚ方向駆動部１５
がスライド自在に取り付けられ、当該ｚ方向駆動部１５
の一端には駆動ベルト１３の一部が固着されている。こ
れによりｚ方向駆動部１５は、駆動モータ１４の回転出
力が駆動ベルト１３を介して伝えられると、スライド軸
１２に沿って矢印ｘ方向又はこれと逆方向にスライド移
動し得るようになされている。The slide shaft 12 has a z-direction drive unit 15
Is slidably mounted, and the z-direction drive unit 15
A part of the drive belt 13 is fixed to one end of the drive belt 13. Thus, when the rotation output of the drive motor 14 is transmitted via the drive belt 13, the z-direction drive unit 15 can slide along the slide shaft 12 in the direction of the arrow x or in the opposite direction. .
【００２１】このｚ方向駆動部１５は、駆動モータ１６
を有し、当該駆動モータ１６の出力軸（図示せず）は駆
動ネジ棒１７を介して断面略コ字状のガイド部材１８の
ネジ穴（図示せず）と係合されている。The z-direction drive unit 15 includes a drive motor 16
An output shaft (not shown) of the drive motor 16 is engaged with a screw hole (not shown) of a guide member 18 having a substantially U-shaped cross section via a drive screw rod 17.
【００２２】これによりｚ方向駆動部１５は、駆動モー
タ１６の回転出力が駆動ネジ棒１７を介してガイド部材
１８に伝えられると、当該ガイド部材１８は矢印ｚ方向
又はこれと逆方向に昇降移動し得るようになされてい
る。When the rotation output of the drive motor 16 is transmitted to the guide member 18 through the drive screw rod 17, the guide member 18 moves up and down in the direction of the arrow z or in the direction opposite thereto. It is made to be able to do.
【００２３】ガイド部材１８の一端において、矢印ｚ方
向の両端から挟み込むように当該ガイド部材１８と直交
関係にある一対の第１及び第２の保持部材１９、２０が
固定されており、当該ガイド部材１８と一体となって矢
印ｚ方向又はこれと逆方向に昇降移動し得るようになさ
れている。At one end of the guide member 18, a pair of first and second holding members 19 and 20 which are orthogonal to the guide member 18 are fixed so as to be sandwiched from both ends in the direction of the arrow z. 18 so as to be able to move up and down in the direction of the arrow z or in the direction opposite thereto.
【００２４】図２に示すように、第１の保持部材１９の
一端には、ギアボックス保持部２１が固定され、当該ギ
アボックス保持部２１には、ピニオン軸２２が矢印ｂ方
向又はこれと逆方向に回転自在に取り付けられ、当該ピ
ニオン軸２２と一体にギアボックス２３が固定保持され
ている。As shown in FIG. 2, a gear box holding portion 21 is fixed to one end of the first holding member 19, and a pinion shaft 22 is attached to the gear box holding portion 21 in the direction of arrow b or in the opposite direction. The gear box 23 is fixedly held integrally with the pinion shaft 22.
【００２５】また第２の保持部材２０にはシリンダ２４
の一端（すなわち開口端２４Ａ）が固定され、当該シリ
ンダ２４の中空部２４Ｂ内には矢印ｚ方向又はこれと逆
方向にスライド自在にピストン（図示せず）が設けら
れ、当該ピストンには棒状のラック２５の一端が固定さ
れている。The second holding member 20 includes a cylinder 24
Is fixed at one end (i.e., the open end 24A), and a piston (not shown) is slidably provided in the hollow portion 24B of the cylinder 24 in the direction of the arrow z or in the opposite direction. One end of the rack 25 is fixed.
【００２６】シリンダ２４は、所定のピストン径（すな
わち中空部２４Ｂを形成する内径）を有し、テーパ状に
先細りになった先端には所定のノズル内径でなるノズル
２４Ｃが形成されており、開口端２４Ａを介して中空部
２４Ｂに小麦粉、塩及び膨張材を水と一緒にそれぞれ所
定の割合で加えてペースト状に練ったもの（以下、これ
をペースト材と呼ぶ）ＰＭを充填するようになされてい
る。The cylinder 24 has a predetermined piston diameter (that is, an inner diameter forming the hollow portion 24B), and a tapered tapered tip is formed with a nozzle 24C having a predetermined nozzle inner diameter. The flour, salt and swelling material are added to the hollow portion 24B together with water at predetermined ratios through the ends 24A and kneaded into a paste (hereinafter referred to as a paste material) PM. ing.
【００２７】実際にかかるペースト材としては、小麦粉
として比較的捏ねたときの粘りが少ない家庭用薄力粉を
用い、塩として小麦粉の腐敗を防止しかつ常温保存を可
能にするため食塩を用い、膨張剤として焼成時に材料内
部に気泡を発生させて水分の蒸発を速やかにさせると同
時に乾燥後の収縮を防ぐため製菓用ふくらし粉を用いる
こととし、これら家庭用薄力粉（ 300〔ｇ〕）、食塩
（60〔ｇ〕）、製菓用ふくらし粉（15〔ｇ〕）に水（ 1
74〔ｇ〕）を加えて、家庭用パンこね機（いわゆる粉練
り機）内に入れて約30分間捏ねる。この後１時間程度冷
却させて室温にした後、ガスを抜くためにさらに約30分
間捏ねる。その後再び冷却させて室温にした後でシリン
ダ２４内に充填するようになされている。Actually, as such a paste material, household flour having relatively low stickiness when kneaded relatively as flour is used, salt is used as salt to prevent rot of the flour and to enable storage at room temperature, and a swelling agent is used. As baking powder for home use (300 [g]), salt (60 [ g]), confectionery flour (15 [g]) and water (1
74 g), and put in a home bread kneader (so-called milling machine) and knead for about 30 minutes. Then, after cooling for about 1 hour to reach room temperature, kneading is further performed for about 30 minutes to remove gas. Thereafter, the cylinder 24 is cooled again to room temperature and then filled in the cylinder 24.
【００２８】このギアボックス２３は、内部に駆動モー
タ２６（図２）を有し、当該駆動モータ２６の出力軸２
６Ａがギア機構（図示せず）を介してピニオン軸２２と
係合されており、当該ピニオン軸２２は第１の保持部材
１９に設けられた一対の保持穴１９ＨＡ、１９ＨＢを介
してガイドされている棒状のラック２５と歯合されてい
る。The gear box 23 has a drive motor 26 (FIG. 2) inside, and the output shaft 2 of the drive motor 26
6A is engaged with a pinion shaft 22 via a gear mechanism (not shown), and the pinion shaft 22 is guided via a pair of holding holes 19HA and 19HB provided in the first holding member 19. With a bar-shaped rack 25.
【００２９】またギアボックス２３の上端と第１の保持
部材１９の他端との間には、所定のバネ定数をもつ荷重
バネ２７の一端及び他端が掛合され、ギアボックス２３
内部の駆動モータ２６の駆動に応じて、ピニオン軸２２
がギアボックス２３と一体に矢印ｂ方向（すなわち荷重
バネ２７の伸び方向）に回転したとき、制御部（図示せ
ず）は当該回転角度に基づいてギアボックス２３の駆動
状態を制御する。One end and the other end of a load spring 27 having a predetermined spring constant are engaged between the upper end of the gear box 23 and the other end of the first holding member 19.
According to the drive of the internal drive motor 26, the pinion shaft 22
The control unit (not shown) controls the driving state of the gear box 23 based on the rotation angle when the is rotated integrally with the gear box 23 in the direction of arrow b (that is, the extension direction of the load spring 27).
【００３０】ギアボックス２３内の駆動モータ２６の回
転出力がピニオン軸２２を介してラック２５に伝えられ
ると、当該ラック２５が矢印ｚ方向又はこれと逆方向に
スライド移動することにより、当該ラック２５の先端に
固着されたピストン（図示せず）がスライド方向に応じ
て上下移動する。これによりピストン（図示せず）はシ
リンダ２４の中空部２４Ｂ内を矢印ｚ方向又はこれと逆
方向に上下移動するようになされている。When the rotation output of the drive motor 26 in the gear box 23 is transmitted to the rack 25 via the pinion shaft 22, the rack 25 slides in the direction of the arrow z or in the opposite direction, thereby causing the rack 25 to slide. A piston (not shown) fixed to the tip of the slider moves up and down according to the sliding direction. Thus, the piston (not shown) moves up and down in the hollow portion 24B of the cylinder 24 in the direction of the arrow z or in the direction opposite thereto.
【００３１】これによりシリンダ２４の中空部２４Ｂに
ペースト材ＰＭが充填されている場合には、ギアボック
ス２３内の駆動モータ２６の駆動に応じてピストンが下
降移動すると、当該ピストンによってシリンダ２４内の
ペースト材ＰＭが先端のノズル２４Ｃを介して糸状とな
って外部に押し出される。When the paste material PM is filled in the hollow portion 24B of the cylinder 24, when the piston moves down in response to the driving of the drive motor 26 in the gear box 23, the piston moves down the cylinder 24. The paste material PM is extruded outside in the form of a thread via the nozzle 24C at the tip.
【００３２】さらにｚ方向駆動部１５においては、ガイ
ド部材１８の他端には所定形状のテーブル保持部３０の
一端が固定されると共に、当該テーブル保持部３０の他
端は、表面（すなわちホットプレート４との対向面）３
１Ａが平坦なテーブル３１の裏面３１Ｂに固着された固
定部材３２と３本のネジ３３Ａ〜３３Ｃを介して固定保
持されている。この場合、かかる３本のネジ３３Ａ〜３
３Ｃをユーザが任意に高さ調整することにより、テーブ
ル３１の表面３１Ａをホットプレート４の上面に対して
平行関係を保って対向し得るようになされている。Further, in the z-direction drive unit 15, one end of a table holder 30 having a predetermined shape is fixed to the other end of the guide member 18, and the other end of the table holder 30 has a surface (ie, a hot plate). Surface facing 4) 3
1A is fixedly held via a fixing member 32 fixed to the back surface 31B of the flat table 31 and three screws 33A to 33C. In this case, the three screws 33A-3
By adjusting the height of 3C arbitrarily, the surface 31A of the table 31 can be opposed to the upper surface of the hot plate 4 while maintaining a parallel relationship.
【００３３】このテーブル３１は、矢印ｙ方向について
はホットプレート４に対して位置決めされており、ｚ方
向駆動部１５と一体となってスライド軸１２上を矢印ｘ
方向又はこれと逆方向に移動し得ると共に、ガイド部材
１８と一体となって駆動ネジ棒１７上を矢印ｚ方向又は
これと逆方向に移動し得るようになされ、かくしてテー
ブル３１を架台２上のホットプレート４に対して平行関
係を保ちながら、当該ホットプレート４と当接又は離間
する方向に移動し得るようになされている。The table 31 is positioned with respect to the hot plate 4 in the direction of the arrow y, and moves along the arrow x on the slide shaft 12 integrally with the drive unit 15 in the z direction.
In the direction or the opposite direction, and can be moved integrally with the guide member 18 on the drive screw rod 17 in the direction of the arrow z or in the opposite direction. While maintaining a parallel relationship with the hot plate 4, the hot plate 4 can move in a direction in which the hot plate 4 comes into contact with or separates from the hot plate 4.
【００３４】なおテーブル３１の表面３１Ａには、比較
的通気性の高い粘着テープ（例えば布製の絆創膏など）
（図示せず）を予め貼り付けておくことにより、ユーザ
は当該表面３１Ａに圧着されたペースト材ＰＭが吸い付
いた状態となるのを防止して、容易に表面から取り外し
得るようになされている。On the surface 31A of the table 31, an adhesive tape having a relatively high air permeability (for example, a cloth plaster or the like) is attached.
By attaching (not shown) in advance, the user can prevent the paste material PM pressed on the surface 31A from sticking to the surface 31A and can easily remove the paste material PM from the surface. .
【００３５】（２）造形装置の内部構成 図３に示すように、造形装置１内の制御部４０にはパー
ソナルコンピュータ４１が外部接続され、当該パーソナ
ルコンピュータ４１は、予め所望の３次元物体を表す３
次元データＤ１に基づいて、当該３次元物体を１軸方向
に沿って所定間隔ごとに断面をとることにより、当該各
断面と交わる輪郭部分（以下、これを断面輪郭と呼ぶ）
を作成した後、当該断面輪郭を表すデータ（以下、これ
を断面輪郭データＤ２）Ｄ２を順次制御部４０に送出す
るようになされている。(2) Internal Configuration of Modeling Apparatus As shown in FIG. 3, a personal computer 41 is externally connected to the control unit 40 in the modeling apparatus 1, and the personal computer 41 represents a desired three-dimensional object in advance. 3
By taking a cross section of the three-dimensional object at predetermined intervals along one axis direction based on the dimensional data D1, a contour portion intersecting with each of the cross sections (hereinafter referred to as a cross-sectional contour)
After that, data representing the cross-sectional contour (hereinafter referred to as cross-sectional contour data D2) D2 is sequentially transmitted to the control unit 40.
【００３６】制御部４０は、パーソナルコンピュータ４
１から供給された断面輪郭データＤ２に基づいて、上述
したシート搬送部５、材料造形部１１、ｚ方向駆動部１
５及びギアボックス２３内の各駆動モータ８、１４、１
６、２６をそれぞれ断面輪郭データＤ２に応じた所定状
態に制御し得るようになされている。これら各駆動モー
タ８、１４、１６、２６には、それぞれポテンショメー
タ（図示せず）が対応して設けられ、当該各ポテンショ
メータにおいてそれぞれ駆動モータ８、１４、１６、２
６の回転量を検出して制御部４０に送出することによ
り、当該制御部４０は各駆動モータ８、１４、１６、２
６をフィードバック制御し得るようになされている。The control unit 40 includes the personal computer 4
1, the sheet conveying unit 5, the material forming unit 11, the z-direction driving unit 1 based on the cross-sectional contour data D2 supplied from
5 and the respective drive motors 8, 14, 1 in the gearbox 23.
6, 26 can be controlled to a predetermined state according to the cross-sectional contour data D2. Each of these drive motors 8, 14, 16, 26 is provided with a corresponding potentiometer (not shown), and the respective drive motors 8, 14, 16, 2,
The controller 40 detects the amount of rotation of the motor 6 and sends it to the controller 40 so that the controller 40 controls the drive motors 8, 14, 16, 2
6 can be feedback controlled.
【００３７】実際に制御部４０は、シート搬送部５の駆
動モータ８を制御してテフロンシート１０を矢印ｙ方向
又はこれと逆方向にベース板３上に沿ってスライド移動
させると共に、材料造形部１１の駆動モータ１４を制御
して当該材料造形部１１を矢印ｘ方向又はこれと逆方向
にスライド移動させ、さらにはｚ方向駆動部１５の駆動
モータ１４を制御して当該ｚ方向駆動部１５を矢印ｚ方
向又はこれと逆方向に昇降移動させることにより、シリ
ンダ２４のノズル２４Ｃとテフロンシート１０との位置
関係と、テーブル３１とホットプレート４との位置関係
とを、各断面輪郭データＤ２に応じた所定状態に３次元
的に制御し得るようになされている。Actually, the control unit 40 controls the drive motor 8 of the sheet transport unit 5 to slide the Teflon sheet 10 along the base plate 3 in the direction of the arrow y or in the direction opposite thereto, and at the same time, the material forming unit 11, the material shaping section 11 is slid in the direction of the arrow x or in the direction opposite thereto, and the z-direction drive section 15 is controlled by controlling the drive motor 14 of the z-direction drive section 15. By moving the nozzle 24C of the cylinder 24 and the Teflon sheet 10 and the positional relationship between the table 31 and the hot plate 4 by moving the nozzle 24C up and down in the direction of the arrow z or in the opposite direction according to each cross-sectional contour data D2. It can be controlled three-dimensionally to a predetermined state.
【００３８】また制御部４０は、ギアボックス２３内の
駆動モータ２６を制御してラック２５を矢印ｚ方向又は
これと逆方向に上下に移動させるようにしてシリンダ２
４内のピストン（図示せず）を上下移動させることによ
り、シリンダ２４内に充填されているペースト材ＰＭの
供給量を調整し得るようになされている。The control unit 40 controls the drive motor 26 in the gear box 23 to move the rack 25 up and down in the direction of the arrow z or in the opposite direction.
The supply amount of the paste material PM filled in the cylinder 24 can be adjusted by vertically moving a piston (not shown) in the cylinder 4.
【００３９】さらに制御部４０は、ホットプレート４の
表面温度が所望温度（例えば 200〔℃〕）となるように
当該ホットプレート４に内蔵されている加熱ヒータ４２
を制御することにより、当該ホットプレート４上に搬送
されたテフロンシート１０をその上に描画されたペース
ト材ＰＭと共に加熱して当該ペースト材ＰＭを焼成し得
るようになされている。Further, the control unit 40 controls the heater 42 built in the hot plate 4 so that the surface temperature of the hot plate 4 becomes a desired temperature (for example, 200 ° C.).
Is controlled, the Teflon sheet 10 conveyed on the hot plate 4 is heated together with the paste material PM drawn thereon, and the paste material PM can be fired.
【００４０】かくして制御部４０は、パーソナルコンピ
ュータ４１から供給された３次元データＤ１に基づく各
断面輪郭データＤ２に応じて、ペースト材ＰＭをそれぞ
れ対応する断面輪郭となるようにテフロンシート１０上
に描画した後、当該ペースト材ＰＭをテフロンシート１
０ごと焼成するようにしてテーブル３１の表面３１Ａに
順次貼り付け得るようになされている。Thus, the control unit 40 draws the paste material PM on the Teflon sheet 10 so as to have a corresponding cross-sectional contour according to each cross-sectional contour data D2 based on the three-dimensional data D1 supplied from the personal computer 41. After that, the paste material PM is applied to the Teflon sheet 1
It is designed so that it can be stuck on the surface 31A of the table 31 in such a manner that it is baked every zero.
【００４１】（３）造形処理手順ＲＴ１ 実際に造形装置１では、図４に示すような造形処理手順
ＲＴ１を実行することにより、予めシリンダ２４内に充
填しておいたペースト材ＰＭをパーソナルコンピュータ
４１から得られる３次元データＤ１に基づく各断面輪郭
データＤ２に応じてそれぞれ断面輪郭を描画して焼成し
た後、当該断面輪郭に描画されたペースト材ＰＭを順次
テーブル３１の表面３１Ａに積層するようにして最終的
に３次元データＤ１に応じた３次元物体を造形し得るよ
うになされている。(3) Modeling Processing Procedure RT1 In the modeling apparatus 1, by actually executing the modeling processing procedure RT1 as shown in FIG. 4, the paste material PM previously filled in the cylinder 24 is transferred to the personal computer 41. After drawing and firing the respective cross-sectional contours according to the respective cross-sectional contour data D2 based on the three-dimensional data D1 obtained from the above, the paste material PM drawn on the cross-sectional contours is sequentially laminated on the surface 31A of the table 31. Finally, a three-dimensional object corresponding to the three-dimensional data D1 can be formed.
【００４２】まず制御部４０は、パーソナルコンピュー
タ４１から３次元データＤ１に基づく各断面輪郭データ
Ｄ２を受けると、当該造形処理手順ＲＴ１をステップＳ
Ｐ０から入り、続くステップＳＰ１において、シート搬
送部５及び材料造形部１１の各駆動モータ８、１４を制
御してシリンダ２４がテフロンシート１０に対してｘｙ
平面上で所定位置となるように位置決めした後、ｚ方向
駆動部１５の駆動モータ１６を制御して、図５に示すよ
うに、シリンダ２４のノズル２４Ｃがテフロンシート１
０上に対して所定の高さ位置（以下、これを第１の空隙
と呼ぶ）を保つように当該シリンダ２４を下降移動させ
る（以下、このときのテフロンシート１０上の位置を描
画開始位置ＤＳと呼ぶ）。First, when the control unit 40 receives each cross-sectional contour data D2 based on the three-dimensional data D1 from the personal computer 41, the control unit 40 executes the molding processing procedure RT1 in step S.
After entering from P0, in the following step SP1, the driving motors 8 and 14 of the sheet transporting section 5 and the material forming section 11 are controlled to cause the cylinder 24 to move the Teflon sheet 10 in xy.
After positioning so as to be at a predetermined position on the plane, the drive motor 16 of the z-direction drive unit 15 is controlled, and as shown in FIG.
The cylinder 24 is moved downward so as to maintain a predetermined height position (hereinafter referred to as a first gap) with respect to the top of the Teflon sheet 10 (hereinafter, the position on the Teflon sheet 10 is referred to as a drawing start position DS). ).
【００４３】この状態において、制御部４０は、ステッ
プＳＰ２に進んで、ギアボックス２３内の駆動モータ２
６を制御してシリンダ２４内に充填されたペースト材Ｐ
Ｍをノズル２４Ｃを介して押し出しながら、断面輪郭デ
ータＤ２に応じてシート搬送部５及び材料造形部１１の
各駆動モータ８、１４を制御してシリンダ２４を移動さ
せて、当該シリンダ２４のノズル２４Ｃがテフロンシー
ト１０上を描画開始位置を起点として断面輪郭データＤ
２に応じた断面輪郭に沿って１周させて元の描画開始位
置とノズル２４Ｃの内径分だけ隣接する位置（以下、こ
れを描画終了位置ＤＥと呼ぶ）（図５）まで移動させ
る。In this state, the control unit 40 proceeds to step SP2, where the drive motor 2 in the gear box 23
6 to control the paste material P filled in the cylinder 24
While extruding the M through the nozzle 24C, the driving motors 8 and 14 of the sheet conveying unit 5 and the material forming unit 11 are controlled according to the cross-sectional contour data D2 to move the cylinder 24, and the nozzle 24C of the cylinder 24 is moved. Is the cross-sectional contour data D on the Teflon sheet 10 starting from the drawing start position.
After making one round along the cross-sectional contour corresponding to No. 2, it is moved to a position adjacent to the original drawing start position by the inner diameter of the nozzle 24C (hereinafter referred to as a drawing end position DE) (FIG. 5).
【００４４】このとき制御部４０は、図６（Ａ）及び
（Ｂ）のように、テフロンシート１０上の描画開始位置
ＤＳにおいてシリンダ２４のノズル２４Ｃを、一旦テフ
ロンシート１０に対して第１の空隙の半分の高さ位置
（以下、これを第２の空隙と呼ぶ）まで下降させてテフ
ロンシート１０上にペースト材ＰＭを粘着させた後に、
再び第１の空隙まで上昇させることにより、図６（Ｃ）
〜（Ｅ）のようにテフロンシート１０上に押し出された
ペースト材ＰＭが描画開始位置ＤＳにおいて雫状に太く
短くなるのを未然に防止することができる。At this time, as shown in FIGS. 6A and 6B, the control unit 40 moves the nozzle 24C of the cylinder 24 at the drawing start position DS on the Teflon sheet 10 once to the first Teflon sheet 10 with respect to the first Teflon sheet 10. After the paste material PM is lowered to the half height position of the gap (hereinafter, referred to as a second gap) to adhere the paste material PM onto the Teflon sheet 10,
By ascending to the first gap again, FIG.
As shown in (E), it is possible to prevent the paste material PM extruded onto the Teflon sheet 10 from becoming thick and short like a drop at the drawing start position DS.
【００４５】また制御部４０は、図６（Ｆ）及び（Ｇ）
のように、テフロンシート１０上の描画終了位置におい
てシリンダ２４のノズル２４Ｃを、一旦テフロンシート
１０に対して第２の空隙まで下降させてテフロンシート
１０上にペースト材ＰＭを粘着させた後に、再び第１の
空隙まで上昇させることにより、図６（Ｈ）及び（Ｉ）
のように、テフロンシート１０上に押し出されたペース
ト材ＰＭが描画終了位置において糸を引くように持ち上
がるのを未然に防止することができる。The control unit 40 is provided with the control unit shown in FIGS.
After the nozzle 24C of the cylinder 24 is once lowered to the second gap with respect to the Teflon sheet 10 at the drawing end position on the Teflon sheet 10 to adhere the paste material PM onto the Teflon sheet 10, as shown in FIG. 6 (H) and (I) by ascending to the first gap.
As described above, it is possible to prevent the paste material PM extruded onto the Teflon sheet 10 from lifting up at the drawing end position so as to pull a thread.
【００４６】やがてステップＳＰ３において、制御部４
０は、テフロンシート１０上に断面輪郭データＤ２に応
じた断面輪郭を描画した後、ｚ方向駆動部１５の駆動モ
ータ１４を制御してシリンダ２４を上昇させると共に、
シート搬送部５の駆動モータ８を制御して、図７に示す
ように、ペースト材ＰＭで各断面輪郭データＤ２に応じ
た断面輪郭が描画されたテフロンシート１０をホットプ
レート４上に移動させる。Eventually, at step SP3, the control unit 4
0 draws a cross-sectional contour corresponding to the cross-sectional contour data D2 on the Teflon sheet 10 and then controls the drive motor 14 of the z-direction drive unit 15 to raise the cylinder 24;
The drive motor 8 of the sheet transport unit 5 is controlled to move the Teflon sheet 10 on which the cross-sectional contour according to each cross-sectional contour data D2 is drawn with the paste material PM onto the hot plate 4, as shown in FIG.
【００４７】続いてステップＳＰ４において、制御部４
０は、加熱ヒータ４２（図３）を制御してホットプレー
ト４の表面温度をあらかじめ所望温度に加熱すると共
に、ｚ方向駆動部１５の駆動モータ１４を制御してテー
ブル３１を矢印ｚ方向と逆方向に下降移動させることに
より、図８に示すように、当該テーブル３１の表面３１
Ａをテフロンシート１０上に描画されたペースト材ＰＭ
に押し付けて所定の高さ位置（以下、これを積層ピッチ
と呼ぶ）ＰＰに調整する。Subsequently, at step SP4, the control unit 4
0 controls the heater 42 (FIG. 3) to heat the surface temperature of the hot plate 4 to a desired temperature in advance, and controls the drive motor 14 of the z-direction drive unit 15 to turn the table 31 in the direction opposite to the arrow z. By moving the table 31 downward in the direction shown in FIG.
A is the paste material PM drawn on the Teflon sheet 10
To adjust to a predetermined height position (hereinafter referred to as a lamination pitch) PP.
【００４８】その際、制御部４０は、パーソナルコンピ
ュータ４１において３次元データＤ１に基づく各断面輪
郭データＤ２に基づく断面輪郭をとる間隔に基づいて、
テフロンシート１０に対してテーブル３１が積層ピッチ
と同じ高さとなる位置（以下、これを最下降位置と呼
ぶ）を設定しておく。At this time, the control unit 40 determines whether or not the personal computer 41 takes a cross-sectional contour based on each cross-sectional contour data D2 based on the three-dimensional data D1.
A position where the table 31 is at the same height as the lamination pitch with respect to the Teflon sheet 10 (hereinafter, this position is referred to as the lowest position) is set.
【００４９】ここで、ペースト材ＰＭには膨張剤が含ま
れているため、焼成時に一旦膨張するもの次第に乾燥す
るにつれて再び収縮するという性質がある。このためテ
ーブル３１を始めから最下降位置まで下降させてテフロ
ンシート１０上のペースト材ＰＭを膨張しながら押し付
けると、当該ペースト材ＰＭが乾燥したときに積層ピッ
チよりも高さ幅が低くなり、次回における断面輪郭デー
タＤ２に応じた断面輪郭が描画されたペースト材ＰＭを
積層したときに各積層間で隙間を生じるおそれがある。Here, since the paste material PM contains an expanding agent, it has the property of expanding once during firing and contracting again as it dries. For this reason, when the table 31 is lowered from the beginning to the lowest position, and the paste PM on the Teflon sheet 10 is pressed while expanding, the height becomes lower than the lamination pitch when the paste PM is dried. When the paste materials PM on which the cross-sectional contours according to the cross-sectional contour data D2 are drawn are stacked, a gap may be generated between the respective stacked layers.
【００５０】このため制御部４０は、上述した最下降位
置を基準として当該最下降位置よりもわずかに矢印ｚ方
向に高い位置（以下、これを膨張待機位置と呼ぶ）を設
定しておき、テフロンシート１０上に各断面輪郭データ
Ｄ２に応じた断面輪郭が描画されたペースト材ＰＭを焼
成する際に、テーブル３１を一旦、膨張待機位置まで下
降させた後、ペースト材ＰＭが膨張後に乾燥し始めたと
きの所定時間経過後に、さらにテーブル３１を最下降位
置まで下降させるように、ｚ方向駆動部１５の駆動モー
タ１４を制御する。For this reason, the control unit 40 sets a position slightly higher than the lowest position in the direction of the arrow z (hereinafter referred to as an expansion standby position) based on the lowest position described above, and When firing the paste material PM having the cross-sectional contours corresponding to the respective cross-sectional contour data D2 drawn on the sheet 10, the table 31 is once lowered to the expansion standby position, and then the paste material PM starts to dry after expansion. After a lapse of a predetermined time, the drive motor 14 of the z-direction drive unit 15 is controlled so that the table 31 is further lowered to the lowest position.
【００５１】これによりテフロンシート１０上のペース
ト材ＰＭは、膨張後の乾燥中にテーブル３１の表面３１
Ａによって最下降位置まで押し付けられることにより、
焼成後は、常に高さ幅が積層ピッチとなった状態で硬化
する。As a result, the paste material PM on the Teflon sheet 10 is removed from the surface 31 of the table 31 during drying after expansion.
By being pushed to the lowest position by A,
After firing, the resin is always cured in a state where the height width is equal to the lamination pitch.
【００５２】このときテフロンシート１０及びテーブル
３１間はペースト材ＰＭを介して圧着状態にあるため、
制御部４０は、ステップＳＰ５に進んで、ｚ方向駆動部
１５の駆動モータ１４を制御してテーブル３１を上昇さ
せると、当該テーブル３１の上昇移動に伴って、ペース
ト材ＰＭによって圧着されたテフロンシート１０がスラ
イド軸６を回転中心として矢印ａ方向に回転する。At this time, since the space between the Teflon sheet 10 and the table 31 is in a pressed state via the paste material PM,
The control unit 40 proceeds to step SP5 and controls the drive motor 14 of the z-direction drive unit 15 to raise the table 31. As the table 31 moves upward, the Teflon sheet pressed by the paste material PM is moved. 10 rotates about the slide shaft 6 in the direction of arrow a.
【００５３】これによりテフロンシート１０上に描画さ
れかつ焼成されたペースト材ＰＭは、図９（Ａ）及び
（Ｂ）に示すように、テーブル３１に圧着された状態で
テフロンシート１０上をスライド軸６側から徐々に引き
剥がれる。従って、テフロンシート１０及びテーブル３
１間で圧着状態にあるペースト材ＰＭが、テーブル３１
の上昇移動に伴って急激に引き離されることによって破
損するのを未然に防止することができる。As a result, the paste material PM drawn and fired on the Teflon sheet 10 slides on the Teflon sheet 10 while being pressed against the table 31 as shown in FIGS. 9A and 9B. Gradually peels off from side 6. Therefore, the Teflon sheet 10 and the table 3
The paste material PM in a pressure-bonded state between the two
Can be prevented beforehand from being damaged by being rapidly separated by the upward movement.
【００５４】この後制御部４０は、ステップＳＰ６に進
んで、３次元データＤ１に基づく全ての断面輪郭データ
Ｄ２について、当該断面輪郭データＤ２に応じた断面輪
郭を描画し終えたか否かを判断する。Thereafter, the control unit 40 proceeds to step SP6, and determines whether or not the drawing of the sectional contour corresponding to the sectional contour data D2 has been completed for all the sectional contour data D2 based on the three-dimensional data D1. .
【００５５】このステップＳＰ６において肯定結果を得
ると、このことは３次元データＤ１に基づく３次元物体
が完成したことを表しており、このとき制御部４０は、
ステップＳＰ７に進んで、当該造形処理手順ＲＴ１を終
了する。If a positive result is obtained in step SP6, this means that a three-dimensional object based on the three-dimensional data D1 has been completed. At this time, the control unit 40
Proceeding to step SP7, the modeling process procedure RT1 is completed.
【００５６】これに対してステップＳＰ６において否定
結果を得ると、このことは未だ３次元データＤ１に基づ
く３次元物体が未だ完成していないことを表しており、
このとき制御部４０は、再度ステップＳＰ１に戻って上
述と同様の処理を繰り返す。On the other hand, if a negative result is obtained in step SP6, this means that the three-dimensional object based on the three-dimensional data D1 has not yet been completed, and
At this time, the control unit 40 returns to step SP1 again and repeats the same processing as described above.
【００５７】なお制御部４０は、焼成後のペースト材Ｐ
Ｍをテーブル３１の表面３１Ａに順次貼り付ける際、１
層ごとにテーブル３１の最下降位置を積層ピッチずつ加
算して、ｚ方向駆動部１５を駆動制御することにより、
各断面輪郭データＤ２に応じた断面輪郭に加工されたペ
ースト材ＰＭを積み重ねることができ、この結果、最終
的に例えば図１０に示すような３次元データＤ１に応じ
た３次元形状Ｘを造形することができる。The control unit 40 controls the paste material P after firing.
When M is sequentially attached to the surface 31A of the table 31, 1
By adding the lowest position of the table 31 to the stacking pitch for each layer and controlling the drive of the z-direction drive unit 15,
The paste material PM processed into the cross-sectional contour according to each cross-sectional contour data D2 can be stacked. As a result, a three-dimensional shape X according to the three-dimensional data D1 as shown in FIG. 10 is finally formed. be able to.
【００５８】（４）本実施の形態の動作及び効果 以上の構成において、この造形装置１では、シリンダ２
４内に予めペースト材ＰＭを充填しておき、パーソナル
コンピュータ４１から供給される３次元データＤ１に基
づく各断面輪郭データＤ２に応じて、テフロンシート１
０上の描画開始位置ＤＳにシリンダ２４のノズル２４Ｃ
を位置付けして、当該ノズル２４Ｃを介してペースト材
ＰＭを押し出しながら当該断面輪郭データＤ２に応じた
断面輪郭に沿って１周することにより当該断面輪郭をペ
ースト材ＰＭで描画する。(4) Operation and Effect of the Present Embodiment In the above configuration, the molding apparatus 1
4 is filled with a paste material PM in advance, and the Teflon sheet 1 is prepared in accordance with each cross-sectional contour data D2 based on the three-dimensional data D1 supplied from the personal computer 41.
Nozzle 24C of cylinder 24 at drawing start position DS on 0
Is positioned, and while the paste material PM is extruded through the nozzle 24C and makes one round along the cross-sectional contour corresponding to the cross-sectional contour data D2, the cross-sectional contour is drawn with the paste material PM.
【００５９】テフロンシート１０に断面輪郭データＤ２
に応じた断面輪郭を描画する際、当該テフロンシート１
０上の描画開始位置ＤＳ及び描画終了位置においては、
ノズル２４Ｃを一旦テフロンシート１０に対して第２の
空隙までまで下降させてテフロンシート１０上にペース
ト材ＰＭを粘着させた後、再び第１の空隙まで上昇させ
ることにより、テフロンシート１０上に押し出されたペ
ースト材ＰＭが、描画開始位置ＤＳでは雫状に太く短く
なるのを未然に防止することができる一方、描画終了位
置では糸を引くように持ち上がるのを未然に防止するこ
とができる。The cross-sectional contour data D2 is stored in the Teflon sheet 10.
When drawing a cross-sectional contour according to the Teflon sheet 1
In the drawing start position DS and the drawing end position on 0,
The nozzle 24C is once lowered to the second gap with respect to the Teflon sheet 10 to allow the paste material PM to adhere to the Teflon sheet 10, and then is raised again to the first gap to be extruded onto the Teflon sheet 10. The drawn paste material PM can be prevented from becoming thick and short in a drop shape at the drawing start position DS, while it can be prevented from lifting up like a string at the drawing end position.
【００６０】続いてペースト材ＰＭが描画された常温の
テフロンシート１０を焼成温度に保たれたホットプレー
ト４上に位置決めした後、テーブル３１を下降させて断
面輪郭を形成するペースト材ＰＭに押し付けるようにし
てペースト材ＰＭを焼成する。この結果、１層ごとにホ
ットプレートを加熱、冷却する必要がなくなり成形時間
を短縮することができる。Subsequently, the Teflon sheet 10 at normal temperature on which the paste material PM is drawn is positioned on the hot plate 4 maintained at the firing temperature, and then the table 31 is lowered so as to be pressed against the paste material PM forming the cross-sectional contour. And the paste material PM is fired. As a result, it is not necessary to heat and cool the hot plate for each layer, and the molding time can be reduced.
【００６１】ここでテフロンシート１０上に描画された
ペースト材ＰＭをホットプレート４上で焼成する際、テ
ーブル３１を積層ピッチとなる最下降位置よりもわずか
に高い膨張待機位置に下降させ、ペースト材ＰＭに含ま
れる膨張剤が一旦膨張した後に次第に乾燥して収縮し始
めたときに、さらにテーブル３１を最下降位置まで下降
することにより、焼成後のペースト材ＰＭを常に高さ幅
を積層ピッチに保つことができ、この結果、ペースト材
ＰＭの膨張時にテーブル３１を積層ピッチまで押し付け
ることによって当該ペースト材ＰＭの高さ幅が積層ピッ
チよりも低くなるのを未然に回避することができる。か
くして各断面輪郭データＤ２に応じた断面輪郭を描画し
てなるペースト材ＰＭを、テーブル３１の表面３１Ａで
積層したとき、当該表面３１Ａにおいて各積層間で隙間
が生じるのを未然に回避することができる。When the paste material PM drawn on the Teflon sheet 10 is fired on the hot plate 4, the table 31 is lowered to the expansion standby position slightly higher than the lowest position where the stacking pitch is reached, and When the expanding agent contained in the PM expands once and then gradually dries and starts to shrink, the table 31 is further lowered to the lowest position, so that the fired paste material PM always has a height and width equal to the lamination pitch. As a result, it is possible to prevent the height width of the paste material PM from being lower than the stack pitch by pressing the table 31 to the stack pitch when the paste material PM expands. Thus, when the paste material PM obtained by drawing the cross-sectional contour according to each cross-sectional contour data D2 is laminated on the surface 31A of the table 31, it is possible to avoid a gap between the laminations on the surface 31A. it can.
【００６２】この後テーブル３１を上昇させると、テフ
ロンシート１０及びテーブル３１間で圧着状態にあるペ
ースト材ＰＭは、当該テーブル３１の表面３１Ａに付着
した状態でテフロンシート１０上から引き剥がされる。
このときテフロンシート１０は、テーブル３１の上昇時
にスライド軸６を回転中心として回転することにより、
当該テフロンシート１０上をスライド軸６側から徐々に
引き剥がすこととなり、この結果、焼成後のペースト材
ＰＭがテーブル３１の上昇移動に伴って急激に引き離さ
れることによって破損するのを未然に防止することがで
きる。Thereafter, when the table 31 is raised, the paste material PM in a pressure-bonded state between the Teflon sheet 10 and the table 31 is peeled off from the Teflon sheet 10 while being attached to the surface 31A of the table 31.
At this time, the Teflon sheet 10 rotates about the slide shaft 6 as the rotation center when the table 31 is raised,
The Teflon sheet 10 is gradually peeled off from the slide shaft 6 side. As a result, it is possible to prevent the paste material PM after firing from being suddenly separated by the ascending movement of the table 31 and being damaged. be able to.
【００６３】このような処理手順を各断面輪郭データＤ
２について同様に順次繰り返して実行するようにして、
テーブル３１の表面３１Ａに層状のペースト材ＰＭを順
次積層することにより、最終的には当該テーブル３１の
表面３１Ａに３次元データＤ１に応じた３次元物体を造
形することができる。The processing procedure described above is applied to each section profile data D
In the same manner as described above, the process is repeated repeatedly for
By sequentially laminating the layered paste material PM on the surface 31A of the table 31, a three-dimensional object corresponding to the three-dimensional data D1 can be finally formed on the surface 31A of the table 31.
【００６４】以上の構成によれば、この造形装置１にお
いて、予めシリンダ２４内に充填しておいたペースト材
ＰＭをパーソナルコンピュータ４１から得られる３次元
データＤ１に基づく各断面輪郭データＤ２に応じてそれ
ぞれ断面輪郭を描画して焼成した後、当該断面輪郭に描
画された層状のペースト材ＰＭを順次テーブル３１の表
面３１Ａに積層するようにして最終的に３次元データＤ
１に応じた３次元物体を造形するようにしたことによ
り、装置全体としての構成を格段と簡易にし得る造形装
置を実現することができる。According to the above configuration, in the shaping apparatus 1, the paste material PM previously filled in the cylinder 24 is used in accordance with each cross-sectional contour data D2 based on the three-dimensional data D1 obtained from the personal computer 41. After drawing and firing the respective cross-sectional outlines, the layered paste material PM drawn on the relevant cross-sectional outlines is sequentially laminated on the surface 31A of the table 31 so that the three-dimensional data D is finally obtained.
By shaping the three-dimensional object according to 1, it is possible to realize a shaping apparatus that can greatly simplify the configuration of the entire apparatus.
【００６５】（５）他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、造形装置１におい
て、３次元データＤ１に基づく３次元形状を１軸方向に
沿って所定間隔ごとに断面をとることによって得られる
各断面形状がそれぞれ断面輪郭データ（断面データ）Ｄ
２としてパーソナルコンピュータ４１から順次供給さ
れ、当該各断面輪郭データ（断面データ）Ｄ２に基づく
断面形状を順次積層することにより３次元データＤ１に
基づく３次元形状を造形するようにした場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、３次元データＤ１に基
づく各断面輪郭データ（断面データ）Ｄ２を造形装置１
内の制御部４０において生成するようにしても良い。(5) Other Embodiments In the above-described embodiment, the modeling apparatus 1 forms a three-dimensional shape based on the three-dimensional data D1 at a predetermined interval along the one-axis direction. Each obtained cross-sectional shape is a cross-sectional contour data (cross-sectional data) D
2, a case is described in which the three-dimensional shape based on the three-dimensional data D1 is formed by sequentially stacking the cross-sectional shapes based on the respective cross-sectional contour data (cross-sectional data) D2. The present invention is not limited to this, and each cross-sectional contour data (cross-sectional data) D2 based on the three-dimensional data D1
It may be generated by the control unit 40 in the inside.
【００６６】また上述の実施の形態においては、材料と
して、小麦粉、塩及び膨張剤を水と一緒にそれぞれ所定
の割合で加えてペースト状に練ったペースト材ＰＭを適
用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
要は、有機材料等の化学物質を含まず、子供が誤って食
べても害がなく、散らかしても掃除が容易であり、家庭
のゴミ（燃えるゴミ）として廃棄でき、安価で環境問題
に影響がない材料であれば良く、特に、常温ペースト状
態でかつ加熱硬化する食用材からなる材料であれば、こ
の他種々の材料に広く適用することができる。Further, in the above-described embodiment, the case where the paste material PM obtained by adding the flour, the salt, and the swelling agent together with water in a predetermined ratio together with the water and kneading it into a paste is applied. The present invention is not limited to this,
In short, it does not contain chemicals such as organic materials, is harmless if eaten by children, is easy to clean even if it is scattered, can be disposed of as household garbage (burnable garbage), is inexpensive and affects environmental issues Any material can be used as long as it is free from any edible material that can be pasteurized at room temperature and cured by heating.
【００６７】さらに上述の実施の形態においては、所定
のペースト材（材料）ＰＭを用いて、対応する断面輪郭
データ（断面データ）Ｄ２に基づく断面形状を描画する
描画手段を、シート搬送部５及び材料造形部１１（ｚ方
向駆動部１５）から構成するようにした場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、描画手段としてはこの
他種々の構成のものを広く適用するようにしても良い。Further, in the above-described embodiment, a drawing means for drawing a cross-sectional shape based on the corresponding cross-sectional contour data (cross-sectional data) D2 using a predetermined paste material (material) PM is provided by the sheet conveying unit 5 and the sheet conveying unit 5. The case where the material shaping unit 11 (the z-direction driving unit 15) is used has been described. However, the present invention is not limited to this, and various other structures may be widely applied as a drawing unit. good.
【００６８】この場合、ペースト材ＰＭを収容するシリ
ンダ２４と、当該シリンダ２４内のスライド方向に移動
自在に配設されたピストンと、当該ピストンをスライド
方向に移動させる移動手段としてのギアボックス２３
（ピニオン軸２２、駆動モータ２６）及びラック２５
と、当該ピストンの移動量を検出する検出手段としての
荷重バネ２７を設け、ギアボックス２３内部の駆動モー
タ２６の駆動に応じて、ピニオン軸２２がギアボックス
２３と一体に荷重バネ２７の伸び方向に回転したとき、
制御部４０が当該回転角度に基づいてギアボックス２３
の駆動状態を制御する（すなわちピストンのスライド方
向の移動量を調整する）ようにしたことにより、従来の
ようなエアポンプを用いる場合と比較して格段と構成を
簡易にすることができる。In this case, a cylinder 24 for accommodating the paste material PM, a piston disposed in the cylinder 24 so as to be movable in the sliding direction, and a gear box 23 as moving means for moving the piston in the sliding direction.
(Pinion shaft 22, drive motor 26) and rack 25
And a load spring 27 as detection means for detecting the amount of movement of the piston, and the pinion shaft 22 is integrally formed with the gearbox 23 in the direction in which the load spring 27 extends in response to the driving of the drive motor 26 inside the gearbox 23. When rotated to
The control unit 40 controls the gear box 23 based on the rotation angle.
(I.e., the amount of movement of the piston in the sliding direction is adjusted), the configuration can be significantly simplified as compared with the case where a conventional air pump is used.
【００６９】さらに上述の実施の形態においては、テフ
ロンシート１０上に描画されたペースト材ＰＭを焼成し
ながら押圧することにより、当該ペースト材ＰＭを各断
面輪郭データ（断面データ）Ｄ２ごとに順次積層する積
層手段を、材料造形部１１（ｚ方向駆動部１５、テーブ
ル保持部３０及びテーブル３１）及びホットプレート４
から構成するようにした場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、積層手段としてはこの他種々の構成の
ものを広く適用するようにしても良い。Further, in the above-described embodiment, the paste material PM drawn on the Teflon sheet 10 is pressed while being fired, so that the paste material PM is sequentially laminated for each cross-sectional contour data (cross-sectional data) D2. The material forming unit 11 (the z-direction driving unit 15, the table holding unit 30, and the table 31) and the hot plate 4
However, the present invention is not limited to this, and various other structures may be widely applied as the laminating means.
【００７０】さらに上述の実施の形態においては、搬送
手段としてのシート搬送部５によってペースト材ＰＭが
描画されたテフロンシート（シート部材）１０が焼成手
段としてのホットプレート４上に搬送されたとき、当該
ホットプレート４上において搬送されたテフロンシート
（シート部材）１０ごとペースト材ＰＭを焼成するよう
にした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
要は、加熱状態又は非加熱状態の切り換えが容易であれ
ば、テフロンシート１０上にペースト材ＰＭを描画した
後焼成する方法としてはこの他種々の方法を適用しても
良い。Further, in the above-described embodiment, when the Teflon sheet (sheet member) 10 on which the paste material PM is drawn by the sheet conveying section 5 as the conveying means is conveyed onto the hot plate 4 as the firing means, Although the case where the paste material PM is baked together with the Teflon sheet (sheet member) 10 conveyed on the hot plate 4 has been described, the present invention is not limited to this.
In short, if it is easy to switch between the heated state and the non-heated state, various other methods may be applied as the method of drawing and sintering the paste material PM on the Teflon sheet 10.
【００７１】さらに上述の実施の形態においては、シー
ト部材としてのテフロンシート１０を、スライド軸６方
向（搬送方向）に沿ったスライド軸（所定軸）を中心と
して回転自在に取り付けておくようにした場合について
述べたが、要は、テーブル３１の上昇移動に伴ってペー
スト材ＰＭが当該テーブル３１に圧着された状態でテフ
ロンシート１０上から徐々に引き剥がすことができれ
ば、シート部材を種々の取り付け状態にしても良い。Further, in the above embodiment, the Teflon sheet 10 as a sheet member is rotatably mounted around a slide shaft (predetermined shaft) along the slide shaft 6 direction (conveying direction). Although the case has been described, the point is that if the paste material PM can be gradually peeled off from the Teflon sheet 10 in a state of being pressed against the table 31 as the table 31 moves upward, the sheet member can be mounted in various mounting states. You may do it.
【００７２】さらに上述の実施の形態においては、ペー
スト材ＰＭをテフロンシート１０上（所定の描画面）に
描画する開始時及び又は終了時のみ、当該テフロンシー
ト１０上の描画開始位置ＤＳ及び又は描画終了位置にペ
ースト材ＰＭを一旦押し付けた後、当該ペースト材ＰＭ
をテフロンシート１０上に描画するようにした場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、要は、テフロン
シート１０上の描画開始位置ＤＳ及び又は描画終了位置
においてペースト材ＰＭを一旦粘着させることができれ
ば、この他種々の描画方法に広く適用することができ
る。Further, in the above-described embodiment, the drawing start position DS and / or the drawing start position on the Teflon sheet 10 only at the start and / or end of drawing the paste material PM on the Teflon sheet 10 (predetermined drawing surface). After once pressing the paste material PM to the end position, the paste material PM
Has been described on the Teflon sheet 10, but the present invention is not limited to this. In short, the paste material PM is once adhered at the drawing start position DS and / or the drawing end position on the Teflon sheet 10. If it can, it can be widely applied to various other drawing methods.
【００７３】[0073]
【発明の効果】上述のように本発明によれば、造形装置
において、所定の材料を用いて対応する断面データに基
づく断面形状を描画する描画手段と、当該描画手段によ
って描画された材料を焼成しながら押圧するようにして
当該材料を各断面データごとに順次積層する積層手段と
を設けたことにより、比較的簡易かつ安全な装置で最終
的に３次元データに基づく３次元形状を容易に造形する
ことができ、かくして装置全体として小型化し得る造形
装置することができる。As described above, according to the present invention, in a modeling apparatus, a drawing means for drawing a cross-sectional shape based on corresponding cross-sectional data using a predetermined material, and firing the material drawn by the drawing means And a laminating means for sequentially laminating the material for each cross-sectional data by pressing while pressing, so that a three-dimensional shape based on the three-dimensional data can be easily formed finally with a relatively simple and safe device. Thus, a shaping apparatus that can be miniaturized as a whole apparatus can be obtained.
【００７４】また本発明によれば、造形方法において、
所定の材料を用いて対応する断面データに基づく断面形
状を描画した後、当該描画された材料を焼成しながら押
圧するようにして当該材料を各断面データごとに順次積
層するようにしたことにより、最終的に３次元データに
基づく３次元形状を容易に造形することができ、かくし
て造形工程を簡易にし得る造形方法を実現することがで
きる。According to the present invention, in a molding method,
After drawing a cross-sectional shape based on the corresponding cross-sectional data using a predetermined material, the drawn material is pressed while firing, so that the material is sequentially laminated for each cross-sectional data, Finally, a three-dimensional shape based on the three-dimensional data can be easily formed, and thus a forming method capable of simplifying the forming process can be realized.
【図１】本実施の形態による造形装置の構成を示す略線
的な斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a molding apparatus according to an embodiment.
【図２】図１に示すシリンダ及びギアボックスの関係を
示す略線的な斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing a relationship between a cylinder and a gear box shown in FIG. 1;
【図３】本実施の形態による造形装置の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a modeling apparatus according to the present embodiment.
【図４】造形処理手順ＲＴ１を示すフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart showing a molding processing procedure RT1.
【図５】テフロンシート上への描画状態の説明に供する
略線的な斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view for explaining a drawing state on a Teflon sheet.
【図６】図５に示す描画開始位置及び描画終了位置にお
ける描画方法の説明に供する略線図である。6 is a schematic diagram for explaining a drawing method at a drawing start position and a drawing end position shown in FIG. 5;
【図７】ホットプレート上でテフロンシートの位置決め
状態の説明に供する略線的な斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view for explaining a positioning state of a Teflon sheet on a hot plate.
【図８】ホットプレート上での焼成状態の説明に供する
部分的な側面図である。FIG. 8 is a partial side view for explaining a firing state on a hot plate.
【図９】テーブル上昇時におけるテフロンシートの状態
の説明に供する部分的な側面図である。FIG. 9 is a partial side view for explaining a state of the Teflon sheet when the table is raised.
【図１０】３次元データに基づく３次元形状の具体例を
示す略線図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a specific example of a three-dimensional shape based on three-dimensional data.
１……造形装置、２……架台、３……ベース板、４……
ホットプレート、５……シート搬送部、６、１２……ス
ライド軸、７、１３……駆動ベルト、８、１４、１６、
２６……駆動モータ、９……シート保持部、１０……テ
フロンシート、１１……材料造形部、１５……ｚ方向駆
動部、１７……駆動ネジ棒、１８……ガイド部材、１９
……第１の保持部材、２０……第２の保持部材、２１…
…ギアボックス保持部、２２……ピニオン軸、２３……
ギアボックス、２４……シリンダ、２４Ｃ……ノズル、
２５……ラック、２７……荷重バネ、３０……テーブル
保持部、３１……テーブル、４０……制御部、４１……
パーソナルコンピュータ、ＰＭ……ペースト材。1 ... molding device, 2 ... stand, 3 ... base plate, 4 ...
Hot plate, 5: sheet transport unit, 6, 12, slide shaft, 7, 13 drive belt, 8, 14, 16,
26: drive motor, 9: sheet holding unit, 10: Teflon sheet, 11: material shaping unit, 15: z-direction drive unit, 17: drive screw rod, 18: guide member, 19
... first holding member, 20 ... second holding member, 21 ...
... gear box holder, 22 ... pinion shaft, 23 ...
Gearbox, 24 ... Cylinder, 24C ... Nozzle,
25 rack 27 load spring 30 table holding unit 31 table 40 control unit 41
Personal computer, PM ... paste material.
Claims (9)
向に沿って所定間隔ごとに断面をとることによって得ら
れる各断面形状がそれぞれ断面データとして順次供給さ
れ、当該各断面データに基づく上記断面形状を順次積層
することにより上記３次元データに基づく上記３次元形
状を造形する造形装置において、 所定の材料を用いて、対応する上記断面データに基づく
上記断面形状を描画する描画手段と、 上記描画手段によって描画された上記材料を焼成しなが
ら押圧することにより、当該材料を各上記断面データご
とに順次積層する積層手段とを具えることを特徴とする
造形装置。1. Each cross-sectional shape obtained by taking a cross-section of a three-dimensional shape based on three-dimensional data at predetermined intervals along one axial direction is sequentially supplied as cross-sectional data, and the above-described cross-sectional data based on each cross-sectional data is obtained. A shaping apparatus that forms the three-dimensional shape based on the three-dimensional data by sequentially laminating the cross-sectional shapes; a drawing unit that draws the cross-sectional shape based on the corresponding cross-sectional data using a predetermined material; A shaping device comprising: a stacking unit that sequentially stacks the material for each of the cross-sectional data by pressing the material drawn by the drawing unit while firing the material.
硬化する食用材からなることを特徴とする請求項１に記
載の造形装置。2. The molding apparatus according to claim 1, wherein said material is an edible material which is in a paste state at room temperature and is cured by heating.
ピストンと、 上記ピストンを上記スライド方向に移動させる移動手段
と、 上記移動手段による上記ピストンの移動量を検出する検
出手段とを具え、 上記移動手段は、上記検出手段の検出結果に基づいて、
上記ピストンの上記スライド方向の移動量を調整するこ
とを特徴とする請求項１に記載の造形装置。3. The drawing means comprises: a cylinder for accommodating the material; a piston disposed in the cylinder so as to be movable in a sliding direction; a moving means for moving the piston in the sliding direction; Detecting means for detecting the amount of movement of the piston by means, the moving means based on a detection result of the detecting means,
The molding apparatus according to claim 1, wherein an amount of movement of the piston in the sliding direction is adjusted.
具え、 上記積層手段は、 上記搬送手段によって搬送された上記シート部材ごと上
記材料を焼成する焼成手段を具えることを特徴とする請
求項１に記載の造形装置。4. The drawing means comprises a conveying means for conveying a sheet member on which the material is drawn, and the laminating means comprises a firing means for firing the material together with the sheet member conveyed by the conveying means. The molding apparatus according to claim 1, further comprising:
り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の造
形装置。5. The molding apparatus according to claim 4, wherein the sheet member is rotatably mounted around a predetermined axis along the transport direction.
向に沿って所定間隔ごとに断面をとることによって得ら
れる各断面形状がそれぞれ断面データとして順次供給さ
れ、当該各断面データに基づく上記断面形状を順次積層
することにより上記３次元データに基づく上記３次元形
状を造形する造形方法において、 所定の材料を用いて、対応する上記断面データに基づく
上記断面形状を描画する第１のステップと、 上記描画された上記材料を焼成しながら押圧することに
より、当該材料を各上記断面データごとに順次積層する
第２のステップとを具えることを特徴とする造形方法。6. A cross-sectional shape obtained by taking a cross-section of a three-dimensional shape based on three-dimensional data at predetermined intervals along one axis direction is sequentially supplied as cross-sectional data, and the above-described cross-sectional shape based on each cross-sectional data is obtained. A shaping method for forming the three-dimensional shape based on the three-dimensional data by sequentially laminating the cross-sectional shapes; a first step of drawing the cross-sectional shape based on the corresponding cross-sectional data using a predetermined material; A second step of sequentially stacking the material for each of the cross-sectional data by pressing the drawn material while firing the material.
硬化する食用材からなることを特徴とする請求項６に記
載の造形方法。7. The molding method according to claim 6, wherein the material is an edible material which is in a paste state at room temperature and is cured by heating.
時のみ、当該描画面に上記材料を一旦押し付けた後、当
該材料を上記描画面に描画することを特徴とする請求項
６に記載の造形方法。8. In the first step, the material is once pressed against the drawing surface only at the start and / or end of drawing the material on the predetermined drawing surface, and then the material is drawn on the drawing surface. The molding method according to claim 6, wherein the molding is performed.
上記描画された上記材料を焼成する際に上記膨張材が膨
張した後で押圧するようにしたことを特徴とする請求項
６に記載の造形方法。9. In the second step, when an expanding material that expands by heating is contained in the material,
7. The molding method according to claim 6, wherein when the drawn material is fired, the expanded material is pressed after being expanded.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11206371A JP2001030696A (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Apparatus and method for shaping |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11206371A JP2001030696A (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Apparatus and method for shaping |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001030696A true JP2001030696A (en) | 2001-02-06 |
Family
ID=16522229
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|---|---|---|---|
| JP11206371A Pending JP2001030696A (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Apparatus and method for shaping |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001030696A (en) |
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