JP2015044304A

JP2015044304A - Three-dimensional shaping method, three-dimensional shaping apparatus, and program

Info

Publication number: JP2015044304A
Application number: JP2013175537A
Authority: JP
Inventors: 弘志大嶋; Hiroshi Oshima
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2015-03-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of highly accurately shaping a three-dimensional structure by a powder sticking lamination process.SOLUTION: A three-dimensional structure shaping method shapes a three-dimensional structure by dropping a fluid F onto a powder P for sticking of the powder P. The three-dimensional structure shaping method repeatedly laminates a powder layer composed of the powder P within a shaping tank 10, and each time a powder layer is laminated, drops the fluid F onto positions within the powder layer for sticking of the powder P, the positions being determined on the basis of the shape of the three-dimensional structure to be shaped. In addition, when a part or the whole of the undersurface of a region within the powder layer in which the powder P is scheduled to be stuck by dropping of the fluid F is set to be adjacent to non-stuck powder P within the layer directly under the powder layer, the powder P within the shaping tank 10 is vibrated before the fluid F is dropped to the positions.

Description

本発明は、粉体に樹脂や接着剤などの液体を滴下して粉体を固着させることによって三次元構造物を造形する三次元造形方法、三次元造形装置、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a three-dimensional modeling method, a three-dimensional modeling apparatus, and a program for modeling a three-dimensional structure by dropping a liquid such as a resin or an adhesive onto a powder to fix the powder.

近年、金型を用いることなく三次元構造物を造形する３Ｄプリント技術が注目されている。 In recent years, 3D printing technology for modeling a three-dimensional structure without using a mold has attracted attention.

３Ｄプリント技術には、様々な種類の技術があり、例えば、液体にレーザを照射して液体を硬化させることによって三次元構造物を造形する光造形法、粉体にレーザを照射して粉体を焼結させることによって三次元構造物を造形する粉末焼結積層法、粉体に樹脂や接着剤などの液体を滴下して粉体を固着させることによって三次元構造物を造形する粉末固着積層法などが知られている。
なお、粉末固着積層法については、例えば、特許文献１に開示されている。 There are various types of 3D printing technology, for example, an optical modeling method for modeling a three-dimensional structure by irradiating a liquid with a laser and curing the liquid, and a powder by irradiating the powder with a laser. Powder sintering lamination method that forms a three-dimensional structure by sintering the powder, powder fixed lamination that forms a three-dimensional structure by dripping a liquid such as resin or adhesive onto the powder and fixing the powder Laws are known.
Note that the powder fixing lamination method is disclosed in, for example, Patent Document 1.

特開２００９−１０７２４４号公報JP 2009-107244 A

３Ｄプリント技術の一種である粉末固着積層法では、滴下した液体が浸透した範囲の粉体が固着することになる。従って、ノズルから吐出される液体の量（吐出量）や液体を滴下する位置（滴下位置）は、精度の高い三次元構造物を造形するために正確に制御される。 In the powder fixing laminating method which is a kind of 3D printing technology, the powder in a range in which the dropped liquid penetrates is fixed. Therefore, the amount of liquid discharged from the nozzle (discharge amount) and the position at which the liquid is dropped (dropping position) are accurately controlled to form a highly accurate three-dimensional structure.

しかしながら、高精度に吐出量や滴下位置を制御しても、粉体の密度が均一でない場合には、十分な精度の三次元構造物が得られない。これは、液体が浸透する範囲は粉体の密度にも依存するからである。 However, even if the discharge amount and the dropping position are controlled with high accuracy, if the density of the powder is not uniform, a three-dimensional structure with sufficient accuracy cannot be obtained. This is because the range in which the liquid penetrates also depends on the density of the powder.

以上のような実情を踏まえ、本発明は、粉体に液体を滴下して粉体を固着させる粉末固着積層法において、三次元構造物を高精度に造形することができる技術を提供することを目的とする。 In light of the above situation, the present invention provides a technique capable of modeling a three-dimensional structure with high accuracy in a powder fixing lamination method in which a liquid is dropped onto a powder to fix the powder. Objective.

本発明の一態様は、粉体に液体を滴下して前記粉体を固着させることによって三次元構造物を造形する三次元構造物の造形方法であって、前記粉体からなる粉体層を造形槽内に繰り返し積層する工程と、前記粉体層が積層される毎に、造形されるべき三次元構造物の形状に基づいて決定される当該粉体層内の位置に前記液体を滴下して前記粉体を固着させる工程と、前記位置への前記液体の滴下により前記粉体が固着することが予定される当該粉体層内の領域の下面の一部または全部が、当該粉体層の直下の層の固着されていない粉体に隣接するように設定されているときに、前記位置への前記液体の滴下前に、前記造形槽内の粉体を振動させる工程と、を含む三次元構造物の造形方法を提供する。 One aspect of the present invention is a three-dimensional structure forming method for forming a three-dimensional structure by dripping a liquid onto a powder and fixing the powder, wherein a powder layer made of the powder is formed. Each time the powder layer is laminated, the liquid is dropped at a position in the powder layer that is determined based on the shape of the three-dimensional structure to be shaped each time the powder layer is laminated. A part or the whole of the lower surface of the region in the powder layer where the powder is expected to be fixed by dropping the liquid onto the position. And a step of vibrating the powder in the modeling tank before the liquid is dropped onto the position when the layer is set to be adjacent to the non-fixed powder of the layer immediately below A method for forming an original structure is provided.

上記の三次元構造物の造形方法では、さらに、前記粉体からなる下地層を前記造形槽の底面上に形成する工程を含み、前記粉体層は、前記下地層の上方に積層されてもよい。 The modeling method of the three-dimensional structure further includes a step of forming a base layer made of the powder on a bottom surface of the modeling tank, and the powder layer may be laminated above the base layer. Good.

本発明の別の態様は、粉体に液体を滴下して前記粉体を固着させることによって三次元構造物を造形する三次元造形装置であって、前記粉体を収容する造形槽と、前記造形槽内に前記粉体からなる粉体層を積層する積層手段と、前記粉体層に前記液体を滴下して前記粉体を固着させる滴下手段と、前記造形槽内の粉体を振動させる振動発生手段と、前記積層手段、前記滴下手段、及び、前記振動発生手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記粉体層を繰り返し積層するように、前記積層手段を制御し、前記粉体層が積層される毎に、造形されるべき三次元構造物の形状に基づいて決定される当該粉体層内の位置に前記液体を滴下するように、前記滴下手段を制御し、前記位置への前記液体の滴下により前記粉体が固着することが予定される当該粉体層内の領域の下面の一部または全部が、当該粉体層の直下の層の固着されていない粉体に隣接するように設定されているときに、前記位置への前記液体の滴下前に、前記造形槽内の粉体を振動させるように、前記振動発生手段を制御する三次元造形装置を提供する。 Another aspect of the present invention is a three-dimensional modeling apparatus that models a three-dimensional structure by dripping a liquid onto a powder and fixing the powder, and a modeling tank that houses the powder; Laminating means for laminating a powder layer made of the powder in a modeling tank, dropping means for dropping the liquid onto the powder layer and fixing the powder, and vibrating the powder in the modeling tank A vibration generating unit; and a laminating unit, a dropping unit, and a control unit for controlling the vibration generating unit, wherein the control unit controls the laminating unit to repeatedly laminate the powder layer. Then, each time the powder layer is laminated, the dropping means is controlled so that the liquid is dropped at a position in the powder layer determined based on the shape of the three-dimensional structure to be formed. Then, the powder is fixed by dropping the liquid onto the position. To the position when a part or all of the lower surface of the region in the powder layer to be adjacent to the unfixed powder of the layer immediately below the powder layer is set. A three-dimensional modeling apparatus that controls the vibration generating means so as to vibrate the powder in the modeling tank before the liquid is dropped.

上記の三次元造形装置では、前記制御手段は、前記粉体からなる下地層を前記造形槽の底面上に形成して前記下地層の上方に前記粉体層を繰り返し積層するように、前記積層手段を制御してもよい。 In the above three-dimensional modeling apparatus, the control unit forms the base layer made of the powder on the bottom surface of the modeling tank and repeatedly stacks the powder layer above the base layer. The means may be controlled.

本発明のさらに別の態様は、粉体に液体を滴下して前記粉体を固着させることによって三次元構造物を造形するための三次元造形装置のプログラムであって、前記三次元造形装置の積層手段に、前記粉体からなる粉体層を造形槽内に繰り返し積層させ、前記三次元造形装置の滴下手段に、前記粉体層が積層される毎に、造形されるべき三次元構造物の形状に基づいて決定される当該粉体層内の位置に前記液体を滴下して前記粉体を固着させ、前記三次元造形装置の振動発生手段に、前記位置への前記液体の滴下により前記粉体が固着することが予定される当該粉体層内の領域の下面の一部または全部が、当該粉体層の直下の層の固着されていない粉体に隣接するように設定されているときに、前記位置への前記液体の滴下前に、前記造形槽内の粉体を振動させる処理をコンピュータに実行させるプログラムを提供する。 Still another aspect of the present invention is a program for a three-dimensional modeling apparatus for modeling a three-dimensional structure by dripping a liquid onto a powder and fixing the powder, A three-dimensional structure to be formed each time the powder layer made of the powder is repeatedly laminated in the modeling tank, and the powder layer is stacked on the dropping unit of the three-dimensional modeling apparatus. The liquid is dropped at a position in the powder layer determined based on the shape of the powder to fix the powder, and the vibration generating means of the three-dimensional modeling apparatus causes the liquid to drop at the position by dropping the liquid. Part or all of the lower surface of the region in the powder layer to which the powder is to be fixed is set to be adjacent to the non-fixed powder in the layer immediately below the powder layer. When in the modeling tank before dripping the liquid to the position Providing a program for executing processing for vibrating the powder to the computer.

本発明によれば、粉体に液体を滴下して粉体を固着させる粉末固着積層法において、精度の高い三次元構造物を造形することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a highly accurate three-dimensional structure can be modeled in the powder fixed lamination method which fixes a powder by dripping a liquid to powder.

本発明の一実施形態に係る三次元造形装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the three-dimensional modeling apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図１に示す三次元造形装置により造形される三次元構造物の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the three-dimensional structure modeled with the three-dimensional modeling apparatus shown in FIG. 図１に示す三次元造形装置により行われる三次元造形処理のフローチャートである。It is a flowchart of the three-dimensional modeling process performed by the three-dimensional modeling apparatus shown in FIG. 図２に示す三次元構造物の造形工程を示した図である。It is the figure which showed the modeling process of the three-dimensional structure shown in FIG. 図２に示す三次元構造物の図４に続く造形工程を示した図である。It is the figure which showed the modeling process following FIG. 4 of the three-dimensional structure shown in FIG. 図２に示す三次元構造物の図５に続く造形工程を示した図である。It is the figure which showed the modeling process following FIG. 5 of the three-dimensional structure shown in FIG.

図１は、本発明の一実施形態に係る三次元造形装置１００の構成を示す図である。図１に示す三次元造形装置１００は、３Ｄプリント技術の一種である粉末固着積層法を用いて三次元構造物を造形する三次元造形装置である。以下、図１を参照しながら、三次元造形装置１００の構成について説明する。なお、図１に示すＸＹＺ直交座標系は、方向参照の便宜のために設けた直交座標系である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a three-dimensional modeling apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. A three-dimensional modeling apparatus 100 illustrated in FIG. 1 is a three-dimensional modeling apparatus that models a three-dimensional structure using a powder fixing lamination method, which is a kind of 3D printing technology. Hereinafter, the configuration of the three-dimensional modeling apparatus 100 will be described with reference to FIG. Note that the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is an orthogonal coordinate system provided for convenience of direction reference.

三次元造形装置１００は、粉体Ｐを収容する造形槽１０を備えている。造形槽１０には、モータ１３の駆動によって造形槽１０内で高さ方向（重力方向、図１におけるＺ方向）に移動可能な底面部１１が設けられている。造形槽１０において粉体Ｐは、造形槽１０と底面部１１によって画定される上方に開口を有する領域に収容される。つまり、底面部１１の上面が粉体Ｐを収容する領域の底面を構成する。このため、以降では、底面部１１の上面を、粉体Ｐを収容する造形槽１０の底面１２と記す。なお、造形槽１０の開口が、粉体Ｐが収容される上記の領域の上方の開口になっている。 The three-dimensional modeling apparatus 100 includes a modeling tank 10 that stores the powder P. The modeling tank 10 is provided with a bottom surface portion 11 that is movable in the height direction (gravity direction, Z direction in FIG. 1) within the modeling tank 10 by driving a motor 13. In the modeling tank 10, the powder P is accommodated in a region having an upper opening defined by the modeling tank 10 and the bottom surface portion 11. That is, the upper surface of the bottom surface portion 11 constitutes the bottom surface of the region in which the powder P is accommodated. For this reason, hereinafter, the upper surface of the bottom surface portion 11 is referred to as the bottom surface 12 of the modeling tank 10 that accommodates the powder P. In addition, the opening of the modeling tank 10 is an opening above the region where the powder P is accommodated.

三次元造形装置１００は、粉体Ｐを収容するホッパー２０を備えている。ホッパー２０には、ホッパー２０内に収容されている粉体Ｐを排出するローラ２１が設けられている。また、三次元造形装置１００は、ホッパー２０から排出された粉体Ｐを造形槽１０内に運ぶための構造として、モータ３１の駆動によって水平方向（図１におけるＸ方向）に移動する可能な平板３０を備えている。 The three-dimensional modeling apparatus 100 includes a hopper 20 that accommodates the powder P. The hopper 20 is provided with a roller 21 for discharging the powder P stored in the hopper 20. Further, the 3D modeling apparatus 100 has a structure for transporting the powder P discharged from the hopper 20 into the modeling tank 10, and is a plate that can move in the horizontal direction (X direction in FIG. 1) by driving the motor 31. 30.

三次元造形装置１００では、（１）モータ１３の駆動により底面部１１が移動して粉体Ｐを収容する領域が確保され、（２）ローラ２１の駆動によりホッパー２０から所定量の粉体Ｐが排出され、（３）排出された粉体Ｐがモータ３１の駆動により水平方向に移動する平板３０によって造形槽１０内に確保された領域に運ばれる。このとき、平板３０が少なくとも造形槽１０を横切るように移動することで、粉体Ｐは造形槽１０内に確保された領域に敷均されて、造形槽１０内に粉体Ｐからなる層（粉体層）が形成される。そして、これらの動作が繰り返し行われることによって、造形槽１０内に粉体層が積層される。即ち、三次元造形装置１００では、底面部１１及びモータ１３、ローラ２１を備えたホッパー２０、並びに、平板３０及びモータ３１が、造形槽１０内に粉体層を積層する積層手段として機能する。 In the three-dimensional modeling apparatus 100, (1) a region in which the bottom surface portion 11 is moved by driving the motor 13 to store the powder P is secured, and (2) a predetermined amount of powder P is removed from the hopper 20 by driving the roller 21. (3) The discharged powder P is transported to the area secured in the modeling tank 10 by the flat plate 30 that moves in the horizontal direction by driving the motor 31. At this time, by moving the flat plate 30 so as to cross at least the modeling tank 10, the powder P is spread in a region secured in the modeling tank 10, and a layer (powder of the powder P in the modeling tank 10 ( Powder layer) is formed. Then, by repeating these operations, the powder layer is laminated in the modeling tank 10. That is, in the three-dimensional modeling apparatus 100, the bottom surface portion 11 and the motor 13, the hopper 20 including the roller 21, the flat plate 30 and the motor 31 function as a stacking unit that stacks the powder layer in the modeling tank 10.

三次元造形装置１００は、粉体Ｐを固着させる樹脂や接着剤などの液体Ｆを収容するタンク４１と、タンク４１に収容された液体Ｆを吐出するノズル４０を備えている。ノズル４０は、吐出量を制御するための構造として、例えば、圧電素子を備えている。また、ノズル４０とタンク４１は、三次元造形装置１００内において、図示しない駆動機構によってＸＹ方向に移動して高精度に位置決めされるように構成されている。
三次元造形装置１００では、ノズル４０は、粉体層に液体Ｆを滴下して粉体Ｐを固着させる滴下手段として機能する。 The three-dimensional modeling apparatus 100 includes a tank 41 that stores a liquid F such as a resin or an adhesive that fixes the powder P, and a nozzle 40 that discharges the liquid F stored in the tank 41. The nozzle 40 includes, for example, a piezoelectric element as a structure for controlling the discharge amount. Further, the nozzle 40 and the tank 41 are configured so as to be positioned with high accuracy in the 3D modeling apparatus 100 by moving in the XY directions by a drive mechanism (not shown).
In the three-dimensional modeling apparatus 100, the nozzle 40 functions as a dropping unit that drops the liquid F onto the powder layer to fix the powder P.

三次元造形装置１００は、造形槽１０内の粉体Ｐを振動させる振動発生手段であるバイブレータ５０を備えている。バイブレータ５０は、造形槽１０に取り付けられていて、造形槽１０を振動させることによって造形槽１０内の粉体Ｐを振動させる。 The three-dimensional modeling apparatus 100 includes a vibrator 50 that is a vibration generating unit that vibrates the powder P in the modeling tank 10. The vibrator 50 is attached to the modeling tank 10 and vibrates the powder P in the modeling tank 10 by vibrating the modeling tank 10.

三次元造形装置１００は、さらに、三次元造形装置１００の電動部（モータ１３、ローラ２１、モータ３１、ノズル４０、バイブレータ５０）の駆動を制御する駆動制御部６０と、制御プログラムを実行して駆動制御部６０に命令を出力する演算処理部７０と、表示入力部８０を備えている。演算処理部７０は、制御プログラムを実行するための構造として、演算装置（例えば、ＣＰＵ）、主記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ）、補助記憶装置（例えば、ハードディスク）等を有している。また、表示入力部８０は、例えば、タッチパネルディスプレイであり、各種情報を表示して利用者に情報を提供するとともに、利用者からの入力を受け付けて演算処理部７０に出力する。なお、表示入力部８０が受け付ける利用者からの入力としては、例えば、造形すべき三次元構造物の形状の情報などが挙げられる。 The three-dimensional modeling apparatus 100 further executes a control program and a drive control unit 60 that controls driving of the electric units (the motor 13, the roller 21, the motor 31, the nozzle 40, and the vibrator 50) of the three-dimensional modeling apparatus 100. An arithmetic processing unit 70 that outputs a command to the drive control unit 60 and a display input unit 80 are provided. The arithmetic processing unit 70 includes an arithmetic device (for example, CPU), a main storage device (for example, ROM, RAM), an auxiliary storage device (for example, hard disk), etc. as a structure for executing the control program. The display input unit 80 is, for example, a touch panel display, displays various types of information to provide information to the user, and receives input from the user and outputs the input to the arithmetic processing unit 70. In addition, as an input from the user which the display input part 80 receives, the information of the shape of the three-dimensional structure which should be modeled, etc. are mentioned, for example.

三次元造形装置１００では、駆動制御部６０と演算処理部７０が少なくとも上述した積層手段、滴下手段、及び、振動発生手段を制御する制御手段として機能する。 In the three-dimensional modeling apparatus 100, the drive control unit 60 and the arithmetic processing unit 70 function as a control unit that controls at least the above-described stacking unit, dropping unit, and vibration generating unit.

図２は、三次元造形装置１００により造形される三次元構造物９０の一例を示す図である。図３は、三次元造形装置１００により行われる三次元造形処理のフローチャートである。図４、図５及び図６は、図２に示す三次元構造物９０の造形工程を示した図である。以下、図２から図６を参照しながら、図２に示す三次元構造物９０を造形する場合を例にして、三次元造形装置１００で行われる三次元造形処理について具体的に説明する。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a three-dimensional structure 90 that is modeled by the three-dimensional modeling apparatus 100. FIG. 3 is a flowchart of the 3D modeling process performed by the 3D modeling apparatus 100. 4, 5, and 6 are diagrams illustrating a modeling process of the three-dimensional structure 90 illustrated in FIG. 2. Hereinafter, the three-dimensional modeling process performed by the three-dimensional modeling apparatus 100 will be specifically described with reference to FIGS. 2 to 6 as an example of modeling the three-dimensional structure 90 shown in FIG.

三次元造形装置１００では、演算処理部７０の補助記憶装置に記憶されている制御プログラムが主記憶装置に展開されて演算装置で実行されることによって、図３に示す三次元造形処理が開始される。 In the three-dimensional modeling apparatus 100, the control program stored in the auxiliary storage device of the arithmetic processing unit 70 is expanded in the main storage device and executed by the arithmetic device, whereby the three-dimensional modeling process shown in FIG. 3 is started. The

三次元造形処理では、まず、三次元造形装置１００は、三次元構造物９０の形状データを取得する（ステップＳ１）。ここでは、演算処理部７０は、利用者が表示入力部８０に入力した図２に示す三次元構造物９０の形状データを、例えば、主記憶装置に一時的に記憶する。 In the three-dimensional modeling process, first, the three-dimensional modeling apparatus 100 acquires shape data of the three-dimensional structure 90 (step S1). Here, the arithmetic processing unit 70 temporarily stores, for example, the shape data of the three-dimensional structure 90 shown in FIG. 2 input to the display input unit 80 by the user in the main storage device.

三次元構造物９０の形状データを取得すると、三次元造形装置１００は、造形槽１０の底面１２上に粉体Ｐからなる下地層Ｌ０を形成する（ステップＳ２）。ここでは、駆動制御部６０及び演算処理部７０の制御の下で、積層手段が図４（ａ）に示す下地層Ｌ０を形成する。 When the shape data of the three-dimensional structure 90 is acquired, the three-dimensional modeling apparatus 100 forms the foundation layer L0 made of the powder P on the bottom surface 12 of the modeling tank 10 (step S2). Here, under the control of the drive control unit 60 and the arithmetic processing unit 70, the stacking unit forms the base layer L0 shown in FIG.

具体的には、まず、モータ１３を駆動して、造形槽１０の底面１２が造形槽１０の上面（造形槽１０の開口）よりもある程度低くなるように底面部１１を移動させる。造形槽１０の上面と移動後の底面部１１との間隔が後に形成される下地層Ｌ０の厚さとなる。次に、ローラ２１を回転させて、ホッパー２０から粉体Ｐを排出する。ここでは、少なくとも下地層Ｌ０を形成するに足りる量の粉体Ｐを排出する。その後、モータ３１を駆動して、造形槽１０を横切るように平板３０を移動させて、排出された粉体Ｐを造形槽１０内に敷均する。これにより、図４（ａ）に示すような下地層Ｌ０が造形槽１０の底面１２上に形成される。 Specifically, first, the motor 13 is driven to move the bottom surface portion 11 so that the bottom surface 12 of the modeling tank 10 is somewhat lower than the top surface of the modeling tank 10 (opening of the modeling tank 10). The distance between the top surface of the modeling tank 10 and the bottom surface portion 11 after the movement is the thickness of the underlying layer L0 to be formed later. Next, the roller 21 is rotated to discharge the powder P from the hopper 20. Here, at least an amount of the powder P sufficient to form the base layer L0 is discharged. Then, the motor 31 is driven, the flat plate 30 is moved so as to cross the modeling tank 10, and the discharged powder P is spread in the modeling tank 10. Thereby, the foundation layer L0 as shown in FIG. 4A is formed on the bottom surface 12 of the modeling tank 10.

その後、三次元造形装置１００は、造形槽１０内に粉体層Ｌ１を積層する（ステップＳ３）。ここでは、駆動制御部６０及び演算処理部７０の制御の下で、積層手段が粉体層を積層する。 Thereafter, the three-dimensional modeling apparatus 100 stacks the powder layer L1 in the modeling tank 10 (step S3). Here, the stacking unit stacks the powder layers under the control of the drive control unit 60 and the arithmetic processing unit 70.

具体的には、まず、モータ１３を駆動して、造形槽１０の底面１２の高さをある一定量だけ低下させる。底面１２の高さの低下分が後に形成される粉体層Ｌ１の厚さとなる。次に、ローラ２１を回転させて、ホッパー２０から粉体Ｐを排出する。ここでは、少なくとも粉体層Ｌ１を形成するに足りる量の粉体Ｐを排出する。その後、モータ３１を駆動して、造形槽１０を横切るように平板３０を移動させて、排出された粉体Ｐを下地層Ｌ０上に敷均する。これにより、図４（ｂ）に示すような下地層Ｌ０上に粉体層Ｌ１が積層される。なお、粉体層Ｌ１は、通常は、下地層Ｌ０よりも薄く形成される。 Specifically, first, the motor 13 is driven to lower the height of the bottom surface 12 of the modeling tank 10 by a certain amount. The lowering of the height of the bottom surface 12 is the thickness of the powder layer L1 to be formed later. Next, the roller 21 is rotated to discharge the powder P from the hopper 20. Here, the powder P is discharged in an amount sufficient to form at least the powder layer L1. Then, the motor 31 is driven, the flat plate 30 is moved so as to cross the modeling tank 10, and the discharged powder P is spread on the foundation layer L0. Thereby, the powder layer L1 is laminated | stacked on the base layer L0 as shown in FIG.4 (b). The powder layer L1 is usually formed thinner than the base layer L0.

粉体層Ｌ１が積層されると、三次元造形装置１００は、直前に積層された粉体層Ｌ１に液体Ｆの滴下が必要か否かを判断する（ステップＳ４）。ここでは、演算処理部７０が補助記憶装置に記憶されている三次元構造物９０の形状データに基づいて、ステップＳ３において直前に積層された粉体層Ｌ１に三次元構造物９０の一部となるべき領域が存在するか否かを判断することによって、液体Ｆの滴下の要否を判断する。演算処理部７０は、粉体層Ｌ１に三次元構造物９０の一部となるべき領域が存在すると判断した場合には、液体Ｆの滴下が必要であると判断し、そのような領域が存在しないと判断した場合には、液体Ｆの滴下が不要であると判断する。 When the powder layer L1 is laminated, the three-dimensional modeling apparatus 100 determines whether or not the liquid F needs to be dropped onto the powder layer L1 laminated immediately before (step S4). Here, based on the shape data of the three-dimensional structure 90 stored in the auxiliary storage device by the arithmetic processing unit 70, a part of the three-dimensional structure 90 and the powder layer L1 laminated immediately before in step S3 Whether or not the liquid F needs to be dropped is determined by determining whether or not there is a region to be formed. If the arithmetic processing unit 70 determines that there is an area that should become a part of the three-dimensional structure 90 in the powder layer L1, the arithmetic processing unit 70 determines that the liquid F needs to be dropped, and such an area exists. If it is determined that the liquid F is not to be dropped, it is determined that the dropping of the liquid F is unnecessary.

液体Ｆの滴下が不要である判断されると（ステップＳ４ＮＯ）、三次元造形装置１００は、ステップＳ５からステップＳ７の処理をスキップして、ステップＳ８の処理を行う。 If it is determined that the liquid F does not need to be dropped (step S4 NO), the 3D modeling apparatus 100 skips steps S5 to S7 and performs step S8.

一方、液体Ｆの滴下が必要である判断されると（ステップＳ４ＹＥＳ）、三次元造形装置１００は、バイブレータ５０による振動の発生が必要か否かを判断する（ステップＳ５）。ここでは、演算処理部７０が、まず、補助記憶装置に記憶されている三次元構造物９０の形状データに基づいて液体Ｆを滴下すべき粉体層Ｌ１内の位置を決定する。さらに、決定された位置への液体Ｆの滴下により粉体が固着することが予定される粉体層Ｌ１内の領域（以降、固着予定領域と記す）を特定する。その上で、粉体層Ｌ１の固着予定領域の下面の一部または全部が粉体層Ｌ１の直下の層である下地層Ｌ０の固着されていない粉体に隣接しているか否かによって、振動の発生の要否を判断する。演算処理部７０は、粉体層Ｌ１の固着予定領域の下面が下地層Ｌ０の固着されていない粉体に隣接している場合には、振動の発生が必要であると判断し、隣接していない場合には、振動の発生が必要であると判断する。
振動の発生が不要であると判断されると（ステップＳ５ＮＯ）、三次元造形装置１００は、ステップＳ６の処理をスキップして、ステップＳ７の処理を行う。 On the other hand, if it is determined that the liquid F needs to be dropped (step S4 YES), the three-dimensional modeling apparatus 100 determines whether or not the vibration by the vibrator 50 is necessary (step S5). Here, the arithmetic processing unit 70 first determines the position in the powder layer L1 where the liquid F should be dropped based on the shape data of the three-dimensional structure 90 stored in the auxiliary storage device. Furthermore, an area in the powder layer L1 where the powder is expected to be fixed by the dropping of the liquid F at the determined position (hereinafter referred to as a fixed adhesion area) is specified. Then, depending on whether a part or all of the lower surface of the fixed adhesion region of the powder layer L1 is adjacent to the unfixed powder of the base layer L0, which is a layer immediately below the powder layer L1, It is determined whether or not it is necessary. The arithmetic processing unit 70 determines that the generation of vibration is necessary when the lower surface of the fixed adhesion region of the powder layer L1 is adjacent to the powder to which the foundation layer L0 is not fixed, and is adjacent to the powder layer L1. If not, it is determined that generation of vibration is necessary.
If it is determined that generation of vibration is unnecessary (NO in step S5), the 3D modeling apparatus 100 skips the process in step S6 and performs the process in step S7.

一方、振動の発生が必要である判断されると（ステップＳ５ＹＥＳ）、三次元造形装置１００は、振動を発生させる（ステップＳ６）。ここでは、演算処理部７０及び駆動制御部６０の制御の下で、振動発生手段であるバイブレータ５０が造形槽１０内の粉体を振動させる。これにより、造形槽１０内の粉体の密度が均一化される。なお、下地層Ｌ０は固着されないので、粉体層Ｌ１の少なくとも一部が固着予定領域を含む場合には必ず、振動の発生が必要となる。 On the other hand, if it is determined that generation of vibration is necessary (step S5 YES), the 3D modeling apparatus 100 generates vibration (step S6). Here, under the control of the arithmetic processing unit 70 and the drive control unit 60, the vibrator 50 that is a vibration generating unit vibrates the powder in the modeling tank 10. Thereby, the density of the powder in the modeling tank 10 is made uniform. Since the foundation layer L0 is not fixed, vibration must be generated whenever at least a part of the powder layer L1 includes a region to be fixed.

ステップＳ７では、三次元造形装置１００は、粉体層Ｌ１に液体Ｆを滴下する（ステップＳ７）。ここでは、駆動制御部６０及び演算処理部７０の制御の下で、滴下手段が三次元構造物９０の形状データに基づいて決定される粉体層Ｌ１内の位置に液体Ｆを滴下して、粉体を固着させる。これにより、図４（ｃ）に示すようにＬ１内に三次元構造物９０（支柱部９１）の一部である固体部分Ｓ１が形成される。 In step S7, the 3D modeling apparatus 100 drops the liquid F on the powder layer L1 (step S7). Here, under the control of the drive control unit 60 and the arithmetic processing unit 70, the dropping means drops the liquid F at a position in the powder layer L1 determined based on the shape data of the three-dimensional structure 90, Fix the powder. Thereby, as shown in FIG.4 (c), solid part S1 which is a part of the three-dimensional structure 90 (support | pillar part 91) is formed in L1.

ステップＳ８では、三次元造形装置１００は、三次元構造物９０の造形が完了したか否かを判断する（ステップＳ８）。ここでは、演算処理部７０が補助記憶装置に記憶されている三次元構造物９０の形状データに基づいて判断する。そして、造形が完了したと判断されると（ステップＳ８ＹＥＳ）、三次元造形装置１００は三次元造形処理を終了する。一方、造形が完了していないと判断すると（ステップＳ８ＮＯ）、三次元造形装置１００はステップＳ３に戻って三次元造形処理を継続し、造形が完了したと判断されるまで処理を繰り返す。以上により、三次元構造物９０が造形される。 In step S8, the 3D modeling apparatus 100 determines whether or not the modeling of the 3D structure 90 is completed (step S8). Here, the arithmetic processing unit 70 makes a determination based on the shape data of the three-dimensional structure 90 stored in the auxiliary storage device. And if it is judged that modeling was completed (step S8 YES), the three-dimensional modeling apparatus 100 will complete | finish a three-dimensional modeling process. On the other hand, if it is determined that the modeling has not been completed (NO in step S8), the 3D modeling apparatus 100 returns to step S3, continues the 3D modeling process, and repeats the process until it is determined that the modeling has been completed. As described above, the three-dimensional structure 90 is formed.

以降では、図２に示す三次元構造物９０の支柱部９１が形成される２層目の粉体層Ｌ２、第１の平板部９２が形成される４層目の粉体層Ｌ４、第２の平板部９２が形成される９層目の粉体層Ｌ９、及び最終の粉体層Ｌ１１に注目して、演算処理部７０で行われる振動発生の要否の判断について更に詳細に説明する。 Thereafter, the second powder layer L2 in which the support column 91 of the three-dimensional structure 90 shown in FIG. 2 is formed, the fourth powder layer L4 in which the first flat plate portion 92 is formed, the second Focusing on the ninth powder layer L9 on which the flat plate portion 92 is formed and the final powder layer L11, the determination of the necessity of vibration generation performed in the arithmetic processing unit 70 will be described in more detail.

２層目の粉体層Ｌ２は、ステップＳ３において、図４（ｄ）に示すように粉体層Ｌ１上に積層される。そして、その後のステップＳ７において、図５（ｅ）に示すように液体Ｆが滴下されて、支柱部９１の一部である固体部分Ｓ２が粉体層Ｌ２に形成される。三次元造形装置１００は、粉体層Ｌ２の積層後、粉体層Ｌ２への液体の滴下前には、粉体を振動させる処理を行わない。これは、図５（ｅ）に示すように、粉体層Ｌ２の固着予定領域（つまり、滴下後の固体部分Ｓ２に対応する領域）の下面の全部が固体部分Ｓ１に接しているからである。 In step S3, the second powder layer L2 is laminated on the powder layer L1 as shown in FIG. Then, in the subsequent step S7, the liquid F is dropped as shown in FIG. 5E, and a solid portion S2 that is a part of the support column 91 is formed in the powder layer L2. The three-dimensional modeling apparatus 100 does not perform the process of vibrating the powder after the powder layer L2 is laminated and before the liquid is dropped onto the powder layer L2. This is because, as shown in FIG. 5E, the entire lower surface of the fixed adhesion region of the powder layer L2 (that is, the region corresponding to the solid portion S2 after dropping) is in contact with the solid portion S1. .

４層目の粉体層Ｌ４は、ステップＳ３において、図５（ｆ）に示すように粉体層Ｌ３上に積層される。そして、その後のステップＳ７において、図５（ｇ）に示すように液体Ｆが滴下されて、第１の平板部９２である固体部分Ｓ４が粉体層Ｌ４に形成される。三次元造形装置１００は、粉体層Ｌ４の積層後、粉体層Ｌ４への液体の滴下前には、粉体を振動させる処理を行う。これは、図５（ｇ）に示すように、粉体層Ｌ４の固着予定領域（つまり、滴下後の固体部分Ｓ４に対応する領域）の下面の一部が粉体層Ｌ３の固着されていない粉体に隣接しているからである。 In step S3, the fourth powder layer L4 is laminated on the powder layer L3 as shown in FIG. Then, in the subsequent step S7, the liquid F is dropped as shown in FIG. 5G, and the solid portion S4 that is the first flat plate portion 92 is formed in the powder layer L4. The three-dimensional modeling apparatus 100 performs a process of vibrating the powder after the powder layer L4 is laminated and before the liquid is dropped onto the powder layer L4. This is because, as shown in FIG. 5 (g), the powder layer L3 is not fixed to a part of the lower surface of the region where the powder layer L4 is fixed (that is, the region corresponding to the solid portion S4 after dropping). This is because it is adjacent to the powder.

９層目の粉体層Ｌ９は、ステップＳ３において、図５（ｈ）に示すように既に積層された粉体層ＬＸ上に積層される。そして、その後のステップＳ７において、図６（ｉ）に示すように液体Ｆが滴下されて、第２の平板部９３である固体部分Ｓ９が粉体層Ｌ９に形成される。三次元造形装置１００は、粉体層Ｌ９の積層後、粉体層Ｌ９への液体の滴下前には、粉体を振動させる処理を行う。これは、図６（ｉ）に示すように、粉体層Ｌ９の固着予定領域（つまり、滴下後の固体部分Ｓ９に対応する領域）の下面の一部が粉体層ＬＸの固着されていない粉体に隣接しているからである。 In step S3, the ninth powder layer L9 is laminated on the already laminated powder layer LX as shown in FIG. 5 (h). Then, in the subsequent step S7, as shown in FIG. 6 (i), the liquid F is dropped and a solid portion S9 that is the second flat plate portion 93 is formed in the powder layer L9. The three-dimensional modeling apparatus 100 performs a process of vibrating the powder after the powder layer L9 is laminated and before the liquid is dropped onto the powder layer L9. As shown in FIG. 6 (i), the powder layer LX is not fixed to a part of the lower surface of the region where the powder layer L9 is to be fixed (that is, the region corresponding to the solid portion S9 after dropping). This is because it is adjacent to the powder.

最終の粉体層Ｌ１１は、図６（ｊ）に示すように、ステップＳ３において粉体層Ｌ１上に積層されて、ステップＳ７において液体Ｆが滴下されて支柱部９１の一部である固体部分Ｓ１１が粉体層Ｌ１１に形成される。なお、三次元造形装置１００は、粉体層Ｌ１１の積層後、粉体層Ｌ１１への液体の滴下前には、粉体を振動させる処理を行わない。これは、図６（ｊ）に示すように、粉体層Ｌ１１の固着予定領域（つまり、滴下後の固体部分Ｓ１１に対応する領域）の下面の全部が固体部分ＳＸに接しているからである。 The final powder layer L11 is laminated on the powder layer L1 in step S3 as shown in FIG. 6 (j), and the liquid F is dropped in step S7 and is a solid part that is a part of the column portion 91. S11 is formed on the powder layer L11. Note that the three-dimensional modeling apparatus 100 does not perform the process of vibrating the powder after the powder layer L11 is stacked and before the liquid is dropped onto the powder layer L11. This is because, as shown in FIG. 6 (j), the entire lower surface of the fixed adhesion region of the powder layer L11 (that is, the region corresponding to the solid portion S11 after dropping) is in contact with the solid portion SX. .

このように、三次元造形装置１００では、三次元構造物９０の形状データに基づいて決定される、直前に積層した粉体層内の固着予定領域の下面の全部又は一部が、直前に積層した粉体層の直下の層の固着されていない粉体に隣接する場合には、振動の発生が必要であると判断する。そうではない場合、つまり、固着予定領域の下面の全部が粉体が固着した固体部分に接している場合には、振動の発生は不要であると判断する。
このような判断基準が採用される理由は、以下のとおりである。 As described above, in the three-dimensional modeling apparatus 100, all or part of the lower surface of the fixed adhesion region in the powder layer laminated immediately before determined based on the shape data of the three-dimensional structure 90 is laminated immediately before. When the layer immediately below the powder layer adjacent to the non-fixed powder, it is determined that generation of vibration is necessary. If this is not the case, that is, if the entire lower surface of the fixed adhesion region is in contact with the solid portion to which the powder is fixed, it is determined that generation of vibration is unnecessary.
The reason why such a criterion is adopted is as follows.

三次元構造物の造形精度の劣化は、造形槽１０内の粉体の密度が不均一または比較的低密度であることによって生じる液体Ｆの過剰な浸透（つまり、予定された領域を越えた浸透）が主要な要因である。従って、造形槽１０内の粉体を振動させて粉体の密度の不均一または低密度を解消することによって、過剰な浸透を抑制して造形精度の劣化を軽減することができる。しかしながら、粉体の振動により造形槽１０内の粉体の密度を均一化または高密度化するためには、振動をある程度の時間与え続ける必要がある。このため、粉体の密度の不均一を生じさせる可能性がある造形槽１０内への粉体の投入処理の毎に不均一または低密度解消のための振動処理を行うと、三次元構造物の造形に要する時間が長くなってしまう。 The deterioration of the modeling accuracy of the three-dimensional structure is caused by excessive penetration of the liquid F caused by non-uniform or relatively low density of the powder in the modeling tank 10 (that is, penetration beyond a predetermined region). ) Is the main factor. Therefore, by vibrating the powder in the modeling tank 10 to eliminate the non-uniformity or low density of the powder, excessive penetration can be suppressed and deterioration in modeling accuracy can be reduced. However, in order to make the density of the powder in the modeling tank 10 uniform or high density by the vibration of the powder, it is necessary to continuously apply the vibration for a certain period of time. For this reason, if a vibration treatment for eliminating the non-uniformity or low density is performed every time the powder is put into the modeling tank 10 which may cause non-uniformity of the density of the powder, the three-dimensional structure The time required for modeling will be longer.

一方で、上述した粉体の密度の不均一または低密度による過剰な浸透は、重力の作用を考慮すると、固着予定領域の下面からその下方へ生じるものがほとんどであると考えられる。従って、固着予定領域の下面からその下方への過剰な浸透によって造形精度が劣化することが想定されない場合には、粉体の密度の不均一または低密度を許容することが可能であり、そのような場合には、振動処理を省略することができる。 On the other hand, it is considered that most of the above-described excessive permeation due to the non-uniformity or low density of the powder occurs downward from the lower surface of the fixed adhesion region in consideration of the action of gravity. Therefore, if it is not expected that the molding accuracy is deteriorated due to excessive penetration from the lower surface of the fixed region to the lower side, it is possible to allow non-uniformity or low density of the powder. In such a case, the vibration process can be omitted.

そこで、固着予定領域の下面の全部が粉体が固着した固体部分に接していて、固着予定領域の下面の一部または全部が固着していない粉体に隣接していない場合には、下方への過剰な浸透が造形精度の劣化を伴わないと考えて、三次元造形装置１００は、上述した判断基準を採用している。なお、固着予定領域の下面の全部が粉体が固着した固体部分に接していることによって、造形精度が劣化しないのは、粉体が固着した固体部分は過剰に浸透した液体をある程度含有し得る余力があるため、固着予定領域を越えて固体部分に入ってきた液体がその固体部分を越えて固着していない粉体の領域に浸透することがないと想定されるからである。 Therefore, when the entire lower surface of the fixed adhesion region is in contact with the solid portion to which the powder is fixed, and part or all of the lower surface of the fixed adhesion region is not adjacent to the non-adhered powder, it is moved downward. The three-dimensional modeling apparatus 100 adopts the above-described determination standard, considering that excessive penetration of the liquid crystal is not accompanied by deterioration of modeling accuracy. In addition, since the entire lower surface of the fixed adhesion region is in contact with the solid portion to which the powder is fixed, the molding accuracy is not deteriorated. The solid portion to which the powder is fixed can contain a certain amount of excessively permeated liquid. This is because it is assumed that the liquid that has entered the solid portion beyond the region to be fixed does not penetrate into the region of the powder that has not been fixed beyond the solid portion because of the remaining power.

従って、上述した三次元構造物の造形処理を行う三次元造形装置１００によれば、粉体に液体を滴下して粉体を固着させる粉末固着積層法において、精度の高い三次元構造物を造形することができる。また、三次元造形装置１００は、造形精度の劣化を引き起こす過剰な浸透が予想される場合にのみ粉体を振動させて粉体の密度を所望の密度に均一化する。このため、造形に過度に時間がかかる事態を防止することができる。 Therefore, according to the three-dimensional modeling apparatus 100 that performs the modeling process of the three-dimensional structure described above, a highly accurate three-dimensional structure is modeled in the powder fixing lamination method in which the liquid is dropped onto the powder to fix the powder. can do. In addition, the three-dimensional modeling apparatus 100 causes the powder to vibrate and uniformize the density of the powder to a desired density only when excessive permeation that causes deterioration of modeling accuracy is expected. For this reason, the situation where modeling takes excessive time can be prevented.

また、三次元造形装置１００では、底面部１１上にまず下地層Ｌ０を形成してから、第１層目の粉体層Ｌ１を形成する。これは、一般に底面部１１が液体Ｆを吸収しない通常金属からなっていることから、底面部１１上に直接粉体層Ｌ１を形成すると、粉体層Ｌ１で吸収し切れなかった液体Ｆが底面１２に沿って横方向に広がってしまうからである。下地層Ｌ０を設けることでこのような現象の発生を防止することができる。 In the three-dimensional modeling apparatus 100, first, the base layer L <b> 0 is formed on the bottom surface portion 11, and then the first powder layer L <b> 1 is formed. This is because the bottom surface portion 11 is generally made of a normal metal that does not absorb the liquid F. Therefore, when the powder layer L1 is formed directly on the bottom surface portion 11, the liquid F that has not been completely absorbed by the powder layer L1 This is because it spreads along the horizontal direction 12. The occurrence of such a phenomenon can be prevented by providing the base layer L0.

上述した実施形態は、発明の理解を容易にするために本発明の具体例を示したものであり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。三次元造形方法、及び、三次元造形装置は、特許請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。 The embodiment described above shows a specific example of the present invention in order to facilitate understanding of the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment. The three-dimensional modeling method and the three-dimensional modeling apparatus can be variously modified and changed without departing from the concept of the present invention defined in the claims.

例えば、振動発生手段としてバイブレータ５０が例示されているが、振動発生手段はバイブレータ５０に限らず振動を発生させることのできる任意の機器が用いられて得る。例えば、バイブレータ５０の代わりに、超音波によって粉体を振動させる機器が用いられても良い。 For example, the vibrator 50 is illustrated as the vibration generating means, but the vibration generating means is not limited to the vibrator 50 and may be any device that can generate vibration. For example, instead of the vibrator 50, a device that vibrates powder using ultrasonic waves may be used.

また、上述した実施形態では、下地層（または粉体層、以降、下層粉体層と記す）の直上に形成される粉体層（以降、上層粉体層と記す）の固着予定領域の下面の一部または全部が当該上層粉体層の直下の層である下地層（または下層粉体層）の固着されていない粉体に隣接しているか否かによって、振動の発生の要否を判断するようにしたが、上層粉体層の固着予定領域の下面の一部または全部が当該上層粉体層の直下の層である下地層（または下層粉体層）の固着されていない粉体に隣接するように設定されているか否かによって、振動の発生の要否を判断するようにしてもよい。この場合、下地層（または下層粉体層）の上に上層粉体層を形成する前に、下地層（または下層粉体層）を振動させるようにしてもよく、その場合も、上述した実施形態と同様の効果が得られる。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。 In the above-described embodiment, the lower surface of the fixed adhesion region of the powder layer (hereinafter referred to as the upper powder layer) formed immediately above the base layer (or powder layer, hereinafter referred to as the lower powder layer). Whether or not vibrations need to be generated is determined by whether or not a part or all of the material is adjacent to the unfixed powder of the underlying layer (or lower powder layer), which is the layer immediately below the upper powder layer. However, a part or all of the lower surface of the upper powder layer is scheduled to adhere to the powder that is not fixed to the base layer (or lower powder layer), which is a layer immediately below the upper powder layer. The necessity of occurrence of vibrations may be determined based on whether or not they are set adjacent to each other. In this case, the base layer (or the lower powder layer) may be vibrated before the upper powder layer is formed on the base layer (or the lower powder layer). The same effect as the form can be obtained.
Hereinafter, the invention described in the scope of claims at the beginning of the application of the present application will be added.

［付記１］
粉体に液体を滴下して前記粉体を固着させることによって三次元構造物を造形する三次元構造物の造形方法であって、
前記粉体からなる粉体層を造形槽内に繰り返し積層する工程と、
前記粉体層が積層される毎に、造形されるべき三次元構造物の形状に基づいて決定される当該粉体層内の位置に前記液体を滴下して前記粉体を固着させる工程と、
前記位置への前記液体の滴下により前記粉体が固着することが予定される当該粉体層内の領域の下面の一部または全部が、当該粉体層の直下の層の固着されていない粉体に隣接するように設定されているときに、前記位置への前記液体の滴下前に、前記造形槽内の粉体を振動させる工程と、を含む
ことを特徴とする三次元構造物の造形方法。 [Appendix 1]
A three-dimensional structure modeling method for modeling a three-dimensional structure by dripping a liquid into powder and fixing the powder,
A step of repeatedly laminating a powder layer made of the powder in a modeling tank;
Dropping the liquid at a position in the powder layer determined based on the shape of the three-dimensional structure to be formed each time the powder layer is laminated, and fixing the powder;
Part or all of the lower surface of the region in the powder layer where the powder is scheduled to be fixed by dropping the liquid onto the position is a powder in which the layer immediately below the powder layer is not fixed Forming a three-dimensional structure characterized by including a step of vibrating the powder in the modeling tank before the liquid is dropped onto the position when set to be adjacent to a body. Method.

［付記２］
付記１に記載の三次元構造物の造形方法において、
前記粉体からなる下地層を前記造形槽の底面上に形成する工程を含み、
前記粉体層は、前記下地層の上方に積層される
ことを特徴とする三次元構造物の造形方法。 [Appendix 2]
In the method for modeling a three-dimensional structure according to appendix 1,
Forming a base layer made of the powder on the bottom surface of the modeling tank,
The method for forming a three-dimensional structure, wherein the powder layer is laminated above the base layer.

［付記３］
粉体に液体を滴下して前記粉体を固着させることによって三次元構造物を造形する三次元造形装置であって、
前記粉体を収容する造形槽と、
前記造形槽内に前記粉体からなる粉体層を積層する積層手段と、
前記粉体層に前記液体を滴下して前記粉体を固着させる滴下手段と、
前記造形槽内の粉体を振動させる振動発生手段と、
前記積層手段、前記滴下手段、及び、前記振動発生手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記粉体層を繰り返し積層するように、前記積層手段を制御し、
前記粉体層が積層される毎に、造形されるべき三次元構造物の形状に基づいて決定される当該粉体層内の位置に前記液体を滴下するように、前記滴下手段を制御し、
前記位置への前記液体の滴下により前記粉体が固着することが予定される当該粉体層内の領域の下面の一部または全部が、当該粉体層の直下の層の固着されていない粉体に隣接するように設定されているときに、前記位置への前記液体の滴下前に、前記造形槽内の粉体を振動させるように、前記振動発生手段を制御する
ことを特徴とする三次元造形装置。 [Appendix 3]
A three-dimensional modeling apparatus for modeling a three-dimensional structure by dripping a liquid into powder and fixing the powder,
A modeling tank containing the powder;
Laminating means for laminating a powder layer made of the powder in the modeling tank;
Dropping means for dripping the liquid onto the powder layer and fixing the powder;
Vibration generating means for vibrating the powder in the modeling tank;
Control means for controlling the laminating means, the dropping means, and the vibration generating means,
The control means includes
Controlling the laminating means to repeatedly laminate the powder layer,
Each time the powder layer is laminated, the dropping means is controlled to drop the liquid at a position in the powder layer determined based on the shape of the three-dimensional structure to be formed,
Part or all of the lower surface of the region in the powder layer where the powder is scheduled to be fixed by dropping the liquid onto the position is a powder in which the layer immediately below the powder layer is not fixed The vibration generating means is controlled so as to vibrate the powder in the modeling tank before the liquid is dropped onto the position when it is set to be adjacent to the body. Original modeling device.

［付記４］
付記３に記載の三次元造形装置において、
前記制御手段は、前記粉体からなる下地層を前記造形槽の底面上に形成して前記下地層の上方に前記粉体層を繰り返し積層するように、前記積層手段を制御する
ことを特徴とする三次元造形装置。 [Appendix 4]
In the three-dimensional modeling apparatus according to attachment 3,
The control means controls the laminating means so as to form an underlayer made of the powder on the bottom surface of the modeling tank and repeatedly laminate the powder layer above the underlayer. 3D modeling device.

［付記５］
粉体に液体を滴下して前記粉体を固着させることによって三次元構造物を造形するための三次元造形装置のプログラムであって、
前記三次元造形装置の積層手段に、前記粉体からなる粉体層を造形槽内に繰り返し積層させ、
前記三次元造形装置の滴下手段に、前記粉体層が積層される毎に、造形されるべき三次元構造物の形状に基づいて決定される当該粉体層内の位置に前記液体を滴下して前記粉体を固着させ、
前記三次元造形装置の振動発生手段に、前記位置への前記液体の滴下により前記粉体が固着することが予定される当該粉体層内の領域の下面の一部または全部が、当該粉体層の直下の層の固着されていない粉体に隣接するように設定されているときに、前記位置への前記液体の滴下前に、前記造形槽内の粉体を振動させる
処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 [Appendix 5]
A program of a three-dimensional modeling apparatus for modeling a three-dimensional structure by dripping a liquid onto the powder and fixing the powder,
In the layering means of the three-dimensional modeling apparatus, the powder layer made of the powder is repeatedly stacked in the modeling tank,
Each time the powder layer is stacked on the dropping means of the three-dimensional modeling apparatus, the liquid is dropped at a position in the powder layer determined based on the shape of the three-dimensional structure to be modeled. To fix the powder,
Part or all of the lower surface of the region in the powder layer where the powder is expected to adhere to the vibration generating means of the three-dimensional modeling apparatus by dropping the liquid onto the position is the powder. When it is set to be adjacent to the non-fixed powder of the layer immediately below the layer, the computer executes a process of vibrating the powder in the modeling tank before the liquid is dropped onto the position. A program characterized by letting

１０造形槽
１１底面部
１２底面
１３、３１モータ
２０ホッパー
２１ローラ
３０平板
４０ノズル
４１タンク
５０バイブレータ
６０駆動制御部
７０演算処理部
８０表示入力部
９０三次元構造物
９１支柱部
９２第１の平板部
９３第２の平板部
１００三次元造形装置
Ｐ粉体
Ｆ液体
Ｌ０下地層
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ９、Ｌ１１、ＬＸ粉体層
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ９、Ｓ１１、ＳＸ固体部分 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Modeling tank 11 Bottom face part 12 Bottom face 13, 31 Motor 20 Hopper 21 Roller 30 Flat plate 40 Nozzle 41 Tank 50 Vibrator 60 Drive control part 70 Arithmetic processing part 80 Display input part 90 Three-dimensional structure 91 Prop part 92 First flat part 93 2nd flat plate part 100 3D modeling apparatus P Powder F Liquid L0 Underlayer L1, L2, L3, L4, L9, L11, LX Powder layer S1, S2, S3, S4, S9, S11, SX Solid part

Claims

粉体に液体を滴下して前記粉体を固着させることによって三次元構造物を造形する三次元構造物の造形方法であって、
前記粉体からなる粉体層を造形槽内に繰り返し積層する工程と、
前記粉体層が積層される毎に、造形されるべき三次元構造物の形状に基づいて決定される当該粉体層内の位置に前記液体を滴下して前記粉体を固着させる工程と、
前記位置への前記液体の滴下により前記粉体が固着することが予定される当該粉体層内の領域の下面の一部または全部が、当該粉体層の直下の層の固着されていない粉体に隣接するように設定されているときに、前記位置への前記液体の滴下前に、前記造形槽内の粉体を振動させる工程と、を含む
ことを特徴とする三次元構造物の造形方法。 A three-dimensional structure modeling method for modeling a three-dimensional structure by dripping a liquid into powder and fixing the powder,
A step of repeatedly laminating a powder layer made of the powder in a modeling tank;
Dropping the liquid at a position in the powder layer determined based on the shape of the three-dimensional structure to be formed each time the powder layer is laminated, and fixing the powder;
Part or all of the lower surface of the region in the powder layer where the powder is scheduled to be fixed by dropping the liquid onto the position is a powder in which the layer immediately below the powder layer is not fixed Forming a three-dimensional structure characterized by including a step of vibrating the powder in the modeling tank before the liquid is dropped onto the position when set to be adjacent to a body. Method.

請求項１に記載の三次元構造物の造形方法において、
前記粉体からなる下地層を前記造形槽の底面上に形成する工程を含み、
前記粉体層は、前記下地層の上方に積層される
ことを特徴とする三次元構造物の造形方法。 In the modeling method of the three-dimensional structure according to claim 1,
Forming a base layer made of the powder on the bottom surface of the modeling tank,
The method for forming a three-dimensional structure, wherein the powder layer is laminated above the base layer.

粉体に液体を滴下して前記粉体を固着させることによって三次元構造物を造形する三次元造形装置であって、
前記粉体を収容する造形槽と、
前記造形槽内に前記粉体からなる粉体層を積層する積層手段と、
前記粉体層に前記液体を滴下して前記粉体を固着させる滴下手段と、
前記造形槽内の粉体を振動させる振動発生手段と、
前記積層手段、前記滴下手段、及び、前記振動発生手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記粉体層を繰り返し積層するように、前記積層手段を制御し、
前記粉体層が積層される毎に、造形されるべき三次元構造物の形状に基づいて決定される当該粉体層内の位置に前記液体を滴下するように、前記滴下手段を制御し、
前記位置への前記液体の滴下により前記粉体が固着することが予定される当該粉体層内の領域の下面の一部または全部が、当該粉体層の直下の層の固着されていない粉体に隣接するように設定されているときに、前記位置への前記液体の滴下前に、前記造形槽内の粉体を振動させるように、前記振動発生手段を制御する
ことを特徴とする三次元造形装置。 A three-dimensional modeling apparatus for modeling a three-dimensional structure by dripping a liquid into powder and fixing the powder,
A modeling tank containing the powder;
Laminating means for laminating a powder layer made of the powder in the modeling tank;
Dropping means for dripping the liquid onto the powder layer and fixing the powder;
Vibration generating means for vibrating the powder in the modeling tank;
Control means for controlling the laminating means, the dropping means, and the vibration generating means,
The control means includes
Controlling the laminating means to repeatedly laminate the powder layer,
Each time the powder layer is laminated, the dropping means is controlled to drop the liquid at a position in the powder layer determined based on the shape of the three-dimensional structure to be formed,
Part or all of the lower surface of the region in the powder layer where the powder is scheduled to be fixed by dropping the liquid onto the position is a powder in which the layer immediately below the powder layer is not fixed The vibration generating means is controlled so as to vibrate the powder in the modeling tank before the liquid is dropped onto the position when it is set to be adjacent to the body. Original modeling device.

請求項３に記載の三次元造形装置において、
前記制御手段は、前記粉体からなる下地層を前記造形槽の底面上に形成して前記下地層の上方に前記粉体層を繰り返し積層するように、前記積層手段を制御する
ことを特徴とする三次元造形装置。 In the three-dimensional modeling apparatus according to claim 3,
The control means controls the laminating means so as to form an underlayer made of the powder on the bottom surface of the modeling tank and repeatedly laminate the powder layer above the underlayer. 3D modeling device.

粉体に液体を滴下して前記粉体を固着させることによって三次元構造物を造形するための三次元造形装置のプログラムであって、
前記三次元造形装置の積層手段に、前記粉体からなる粉体層を造形槽内に繰り返し積層させ、
前記三次元造形装置の滴下手段に、前記粉体層が積層される毎に、造形されるべき三次元構造物の形状に基づいて決定される当該粉体層内の位置に前記液体を滴下して前記粉体を固着させ、
前記三次元造形装置の振動発生手段に、前記位置への前記液体の滴下により前記粉体が固着することが予定される当該粉体層内の領域の下面の一部または全部が、当該粉体層の直下の層の固着されていない粉体に隣接するように設定されているときに、前記位置への前記液体の滴下前に、前記造形槽内の粉体を振動させる
処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 A program of a three-dimensional modeling apparatus for modeling a three-dimensional structure by dripping a liquid onto the powder and fixing the powder,
In the layering means of the three-dimensional modeling apparatus, the powder layer made of the powder is repeatedly stacked in the modeling tank,
Each time the powder layer is stacked on the dropping means of the three-dimensional modeling apparatus, the liquid is dropped at a position in the powder layer determined based on the shape of the three-dimensional structure to be modeled. To fix the powder,
Part or all of the lower surface of the region in the powder layer where the powder is expected to adhere to the vibration generating means of the three-dimensional modeling apparatus by dropping the liquid onto the position is the powder. When it is set to be adjacent to the non-fixed powder of the layer immediately below the layer, the computer executes a process of vibrating the powder in the modeling tank before the liquid is dropped onto the position. A program characterized by letting