JP2019142157A - Molding device and molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、造形装置および造形方法に関する。 The present invention relates to a modeling apparatus and a modeling method.
金型などを用いずに造形物を多品種少量生産可能な装置として、3Dプリンタが普及しつつある。熱溶解積層法(以下、FFF(Fused Filament Fabrication)と略す)を用いる3Dプリンタは、近年低価格化が進んでおり、コンシューマ向けにも浸透している。三次元造形物の積層方向における強度の低下を防止するために、層の表面を粗面化して積層する技術が知られている。 3D printers are becoming widespread as apparatuses capable of producing a large number of types of shaped articles without using a mold or the like. 3D printers using a hot melt lamination method (hereinafter abbreviated as FFF (Fused Filament Fabrication)) have recently been price-reduced and have become popular for consumers. In order to prevent a decrease in strength in the stacking direction of the three-dimensional structure, a technique for roughing and stacking the surface of the layer is known.
三次元造形物は、その形状によっては、自重によって外形が崩れ、造形精度が低下する虞がある。特許文献1では、造形過程における自重による外形の崩れを防止するため、三次元造形物の張り出し部分の下に、サポート部を設ける技術が示されている。 Depending on the shape of the three-dimensional structure, the external shape may collapse due to its own weight, which may reduce the modeling accuracy. In patent document 1, in order to prevent the external shape from collapsing due to its own weight during the modeling process, a technique is shown in which a support portion is provided under the projecting portion of the three-dimensional structure.
しかしながら、三次元造形物の造形完了後に、サポート部を効率的に除去できないという課題があった。 However, there has been a problem that the support part cannot be efficiently removed after the three-dimensional structure has been formed.
本発明によれば、
モデル部とサポート部とを含んで構成される三次元造形物を造形する造形手段を有し、
前記造形手段は、前記サポート部の造形に際して、当該サポート部の除去に関連する情報を埋め込んで造形することを特徴とする、造形装置が提供される。
According to the present invention,
Having a modeling means for modeling a three-dimensional structure including the model part and the support part;
In the modeling of the support unit, the modeling unit embeds information related to the removal of the support unit and models the modeling unit.
本発明によれば、サポート部を効率的に除去できるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the support portion can be efficiently removed.
以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<<<全体構成>>>
本発明の一実施形態として、熱溶解積層法(FFF)により三次元造形物を造形する三次元造形装置について説明する。なお、本実施形態における三次元造形装置は、熱溶解積層法(FFF)を用いたものに限定されるものではなく、造形手段により載置台の載置面上に三次元造形物を造形する任意の造形方法を用いたものであってもよい。
<<< Overall structure >>>
As an embodiment of the present invention, a three-dimensional modeling apparatus that models a three-dimensional modeled object by hot melt lamination (FFF) will be described. Note that the 3D modeling apparatus in the present embodiment is not limited to the one using the hot melt lamination method (FFF), and is an arbitrary model that models a 3D model on the mounting surface of the mounting table by the modeling unit. The modeling method may be used.
図1は、一実施形態に係る三次元造形装置の構成を示す模式図である。図2は、図1の三次元造形装置における吐出モジュールの断面を示す模式図である。三次元造形装置1は、射出成形では金型が複雑になる、あるいは、成形できないような三次元造形物を造形することができる。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a three-dimensional modeling apparatus according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross section of the discharge module in the three-dimensional modeling apparatus of FIG. The three-dimensional modeling apparatus 1 can model a three-dimensional modeled object that has a complicated mold or cannot be molded by injection molding.
三次元造形装置1における筐体2の内部は、三次元造形物Mを造形するための処理空間となっている。筐体2の内部には載置台としての造形テーブル3が設けられており、造形テーブル3上に三次元造形物Mが造形される。 The interior of the housing 2 in the 3D modeling apparatus 1 is a processing space for modeling the 3D model M. A modeling table 3 as a mounting table is provided inside the housing 2, and a three-dimensional model M is modeled on the modeling table 3.
造形には、熱可塑性樹脂をマトリックスとした樹脂組成物からなる長尺のフィラメントFが用いられる。フィラメントFは、細長いワイヤー形状の固体材料であり、巻き回された状態で三次元造形装置1における筐体2の外部のリール4にセットされている。リール4は、フィラメントFの駆動手段であるエクストルーダ11の回転に引っ張られることで、大きく抵抗力を働かせることなく自転する。 For the modeling, a long filament F made of a resin composition using a thermoplastic resin as a matrix is used. The filament F is an elongated wire-shaped solid material, and is set on a reel 4 outside the casing 2 in the three-dimensional modeling apparatus 1 in a wound state. When the reel 4 is pulled by the rotation of the extruder 11 that is a driving means of the filament F, the reel 4 rotates without exerting a great resistance.
筐体2の内部の造形テーブル3の上方には、造形材料吐出部材としての吐出モジュール10(造形ヘッド)が設けられている。吐出モジュール10は、エクストルーダ11、冷却ブロック12、フィラメントガイド14、加熱ブロック15、吐出ノズル18、撮像モジュール101、ねじり回転機構102、およびその他の部品によってモジュール化されている。フィラメントFは、エクストルーダ11によって引き込まれることで、三次元造形装置1の吐出モジュール10へ供給される。 Above the modeling table 3 inside the housing 2, a discharge module 10 (modeling head) is provided as a modeling material discharge member. The discharge module 10 is modularized by an extruder 11, a cooling block 12, a filament guide 14, a heating block 15, a discharge nozzle 18, an imaging module 101, a torsion rotating mechanism 102, and other components. The filament F is supplied to the discharge module 10 of the three-dimensional modeling apparatus 1 by being drawn by the extruder 11.
撮像モジュール101は、吐出モジュール10に引き込まれるフィラメントFの360°像、すなわち、フィラメントFにおけるある部分の全方位の画像を撮像する。図2の吐出モジュールには2つの撮像モジュールが設けられているが、例えば、反射板を用いるなどして、1つの撮像モジュール101により、フィラメントFの360°像を撮像してもよい。なお、撮像モジュール101としては、レンズなどの結像光学系と、CCD(Charge Coupled Device)センサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどの撮像素子と、を備えたカメラが例示される。 The imaging module 101 captures a 360 ° image of the filament F drawn into the ejection module 10, that is, an image in all directions of a certain part of the filament F. Although the two imaging modules are provided in the ejection module in FIG. 2, for example, a 360 ° image of the filament F may be captured by one imaging module 101 by using a reflector. The imaging module 101 is exemplified by a camera including an imaging optical system such as a lens and an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor.
ねじり回転機構102は、ローラにより構築されており、吐出モジュール10に引き込まれるフィラメントFを、幅方向に回転させることでフィラメントFの方向を規制する。径測定部103は、撮像モジュール101により撮像されたフィラメントの画像から、X軸、Y軸の2方向におけるフィラメントのエッジ間の幅を、それぞれ径として測定し、規格外の径を検出した際、エラー情報を出力する。エラー情報の出力先は、ディスプレイであってもよいし、スピーカであってもよいし、他の装置であってもよい。径測定部103は、回路であってもよいし、CPUの処理によって実現される機能であってもよい。 The torsion rotating mechanism 102 is constructed by a roller, and regulates the direction of the filament F by rotating the filament F drawn into the discharge module 10 in the width direction. The diameter measuring unit 103 measures the width between the filament edges in the two directions of the X axis and the Y axis as diameters from the filament image captured by the imaging module 101, and detects a non-standard diameter. Output error information. The output destination of the error information may be a display, a speaker, or another device. The diameter measuring unit 103 may be a circuit or a function realized by processing of a CPU.
加熱ブロック15は、ヒータなどの熱源16と、ヒータの温度を制御するための熱電対17と、を有し、移送路を介して、吐出モジュール10に供給されたフィラメントFを加熱溶融させて、吐出ノズル18へ供給する。 The heating block 15 has a heat source 16 such as a heater, and a thermocouple 17 for controlling the temperature of the heater, and heats and melts the filament F supplied to the discharge module 10 via the transfer path, Supply to the discharge nozzle 18.
冷却ブロック12は、加熱ブロック15の上部に設けられる。冷却ブロック12は、冷却源13を有し、フィラメントを冷却する。これにより、冷却ブロック12は、溶融したフィラメントFMの吐出モジュール10内の上部への逆流、フィラメントを押し出す抵抗の増大、あるいは、フィラメントの固化による移送路内での詰まりを防ぐ。加熱ブロック15と冷却ブロック12との間には、フィラメントガイド14が設けられている。 The cooling block 12 is provided above the heating block 15. The cooling block 12 has a cooling source 13 and cools the filament. Thereby, the cooling block 12 prevents backflow of the melted filament FM to the upper part in the discharge module 10, an increase in resistance for pushing out the filament, or clogging in the transfer path due to solidification of the filament. A filament guide 14 is provided between the heating block 15 and the cooling block 12.
図1及び図2に示すように、吐出モジュール10の下端部に、造形材料であるフィラメントFを吐出する吐出ノズル18が設けられている。吐出ノズル18は、加熱ブロック15から供給された溶融状態あるいは半溶融のフィラメントFMを造形テーブル3上に線状に押し出すようにして吐出する。吐出されたフィラメントFMは、冷却固化されて所定の形状の層が形成される。さらに、吐出ノズル18は、形成した層に、溶融状態あるいは半溶融状態のフィラメントFMを、線状に押し出すようにして吐出する操作を繰り返すことで、新たな層を積み上げて積層させる。これにより、三次元造形物が得られる。 As shown in FIGS. 1 and 2, a discharge nozzle 18 that discharges a filament F that is a modeling material is provided at the lower end of the discharge module 10. The discharge nozzle 18 discharges the melted or semi-molten filament FM supplied from the heating block 15 in a linear manner onto the modeling table 3. The discharged filament FM is cooled and solidified to form a layer having a predetermined shape. Further, the discharge nozzle 18 stacks and stacks new layers on the formed layer by repeating the operation of discharging the melted or semi-molten filament FM in a linear manner. Thereby, a three-dimensional structure is obtained.
本実施形態では、吐出モジュール10に2つの吐出ノズルが設けられている。第一の吐出ノズルは、三次元造形物を構成するモデル材のフィラメントを溶融して吐出し、第二の吐出ノズルは、サポート材のフィラメントを溶融して吐出する。なお、図1において、第一の吐出ノズルの奥側に第二の吐出ノズルが配置されている。なお、吐出ノズルの数は2個に限らず任意である。 In the present embodiment, the discharge module 10 is provided with two discharge nozzles. The first discharge nozzle melts and discharges the filament of the model material constituting the three-dimensional structure, and the second discharge nozzle melts and discharges the filament of the support material. In FIG. 1, a second discharge nozzle is disposed on the back side of the first discharge nozzle. The number of discharge nozzles is not limited to two and is arbitrary.
第二の吐出ノズルから吐出されるサポート材は、通常、三次元造形物を構成するモデル材とは異なる材料である。サポート材により形成されるサポート部は、最終的にはモデル材により形成されるモデル部から除去される。サポート材のフィラメントおよびモデル材のフィラメントは、それぞれ、加熱ブロック15にて溶融され、それぞれの吐出ノズル18から押し出されるように吐出されて、層状に順次積層される。 The support material discharged from the second discharge nozzle is usually a material different from the model material constituting the three-dimensional structure. The support portion formed by the support material is finally removed from the model portion formed by the model material. The filaments of the support material and the filaments of the model material are respectively melted in the heating block 15 and discharged so as to be pushed out from the respective discharge nozzles 18 and are sequentially laminated in layers.
また、三次元造形装置1には、吐出モジュール10により形成中の層の下層を加熱する加熱モジュール20が設けられている。加熱モジュールには、レーザを照射するレーザ光源21が設けられている。レーザ光源21は、下層におけるフィラメントFMが吐出される直前の位置にレーザを照射する。レーザ光源としては、特に限定されないが、半導体レーザが例示され、レーザの照射波長としては、445nmが例示される。 The three-dimensional modeling apparatus 1 is provided with a heating module 20 that heats the lower layer of the layer being formed by the discharge module 10. The heating module is provided with a laser light source 21 for irradiating a laser. The laser light source 21 irradiates a laser at a position immediately before the filament FM in the lower layer is discharged. Although it does not specifically limit as a laser light source, A semiconductor laser is illustrated and 445 nm is illustrated as a laser irradiation wavelength.
吐出モジュール10および加熱モジュール20は、装置左右方向(図1中の左右方向=X軸方向)に延びるX軸駆動軸31(X軸方向)に対し、連結部材を介して、スライド移動可能に保持されている。吐出モジュール10は、X軸駆動モータ32の駆動力により、装置左右方向(X軸方向)へ移動することができる。 The discharge module 10 and the heating module 20 are slidably held via a connecting member with respect to an X-axis drive shaft 31 (X-axis direction) extending in the apparatus left-right direction (left-right direction in FIG. 1 = X-axis direction). Has been. The discharge module 10 can move in the left-right direction of the apparatus (X-axis direction) by the driving force of the X-axis drive motor 32.
X軸駆動モータ32は、装置前後方向(図1中の奥行方向=Y軸方向)に延びるY軸駆動軸(Y軸方向)に沿ってスライド移動可能に保持されている。X軸駆動軸31がX軸駆動モータ32ごとY軸駆動モータ33の駆動力によってY軸方向に沿って移動することにより、吐出モジュール10および加熱モジュール20はY軸方向に移動する。 The X-axis drive motor 32 is held so as to be slidable along a Y-axis drive shaft (Y-axis direction) extending in the front-rear direction of the apparatus (depth direction = Y-axis direction in FIG. 1). As the X-axis drive shaft 31 moves along the Y-axis direction together with the X-axis drive motor 32 by the driving force of the Y-axis drive motor 33, the discharge module 10 and the heating module 20 move in the Y-axis direction.
一方、造形テーブル3は、Z軸駆動軸34、及び、ガイド軸35に通され、装置上下方向(図1中の上下方向=Z軸方向)に延びるZ軸駆動軸34に沿って移動可能に保持されている。造形テーブル3は、Z軸駆動モータ36の駆動力により、装置上下方向(Z軸方向)へ移動する。造形テーブル3には、積載された造形物を加熱するための加熱部が設けられていてもよい。 On the other hand, the modeling table 3 is passed through the Z-axis drive shaft 34 and the guide shaft 35 and is movable along the Z-axis drive shaft 34 extending in the vertical direction of the apparatus (vertical direction = Z-axis direction in FIG. 1). Is retained. The modeling table 3 moves in the vertical direction of the apparatus (Z-axis direction) by the driving force of the Z-axis drive motor 36. The modeling table 3 may be provided with a heating unit for heating the stacked modeled object.
フィラメントの溶融吐出を経時で続けると、吐出ノズル18周辺部が溶融した樹脂で汚れることがある。これに対して、三次元造形装置1に設けられたクリーニングブラシ37により、吐出ノズル18周辺部に対し定期的にクリーニング動作を行うことで、吐出ノズル18の先端に樹脂が固着することを防ぐことができる。好ましくは、クリーニング動作は、固着防止の観点から、樹脂の温度が下がりきらないうちに実行されることが好ましい。この場合、クリーニングブラシ37は、耐熱性部材からなることが好ましい。クリーニング動作時に生じる研磨粉については、三次元造形装置1に設けられたダストボックス38に集積させて、定期的に捨ててもよいし、あるいは吸引路を設けて、外部へ排出させてもよい。 When the melt discharge of the filament is continued over time, the periphery of the discharge nozzle 18 may be stained with the molten resin. On the other hand, the cleaning brush 37 provided in the three-dimensional modeling apparatus 1 prevents the resin from adhering to the tip of the discharge nozzle 18 by periodically performing a cleaning operation on the periphery of the discharge nozzle 18. Can do. Preferably, the cleaning operation is preferably performed before the temperature of the resin is lowered from the viewpoint of preventing sticking. In this case, the cleaning brush 37 is preferably made of a heat resistant member. The abrasive powder generated during the cleaning operation may be accumulated in the dust box 38 provided in the three-dimensional modeling apparatus 1 and discarded periodically, or may be discharged to the outside by providing a suction path.
図3は、一実施形態に係る三次元造形装置のハードウェア構成図である。三次元造形装置1は、制御部100を有する。制御部100は、CPU(Central Processing Unit)あるいは回路などによって構築されており、図3に示すように各部と電気的に接続されている。 FIG. 3 is a hardware configuration diagram of the 3D modeling apparatus according to the embodiment. The three-dimensional modeling apparatus 1 has a control unit 100. The control unit 100 is constructed by a CPU (Central Processing Unit) or a circuit and is electrically connected to each unit as shown in FIG.
三次元造形装置1には、吐出モジュール10のX軸方向位置を検知するX軸座標検知機構が設けられている。X軸座標検知機構の検知結果は、制御部100に送られる。制御部100は、その検知結果に基づいてX軸駆動モータ32の駆動を制御して、吐出モジュール10を目標のX軸方向位置へ移動させる。 The three-dimensional modeling apparatus 1 is provided with an X-axis coordinate detection mechanism that detects the position of the discharge module 10 in the X-axis direction. The detection result of the X-axis coordinate detection mechanism is sent to the control unit 100. The control unit 100 controls the drive of the X-axis drive motor 32 based on the detection result, and moves the discharge module 10 to the target X-axis direction position.
三次元造形装置1には、吐出モジュール10のY軸方向位置を検知するY軸座標検知機構が設けられている。Y軸座標検知機構の検知結果は、制御部100に送られる。制御部100は、その検知結果に基づいてY軸駆動モータ33の駆動を制御して、吐出モジュール10を目標のY軸方向位置へ移動させる。 The three-dimensional modeling apparatus 1 is provided with a Y-axis coordinate detection mechanism that detects the position of the discharge module 10 in the Y-axis direction. The detection result of the Y-axis coordinate detection mechanism is sent to the control unit 100. The control unit 100 controls the drive of the Y-axis drive motor 33 based on the detection result, and moves the discharge module 10 to the target Y-axis direction position.
三次元造形装置1には、造形テーブル3のZ軸方向位置を検知するZ軸座標検知機構が設けられている。Z軸座標検知機構の検知結果は、制御部100に送られる。制御部100は、その検知結果に基づいてZ軸駆動モータ36の駆動を制御して、造形テーブル3を目標のZ軸方向位置へ移動させる。 The three-dimensional modeling apparatus 1 is provided with a Z-axis coordinate detection mechanism that detects the position of the modeling table 3 in the Z-axis direction. The detection result of the Z-axis coordinate detection mechanism is sent to the control unit 100. The control unit 100 controls the drive of the Z-axis drive motor 36 based on the detection result, and moves the modeling table 3 to the target position in the Z-axis direction.
このように、制御部100は、吐出モジュール10および造形テーブル3の移動を制御することにより、吐出モジュール10および造形テーブル3の相対的な三次元位置を、目標の三次元位置に移動させる。 In this manner, the control unit 100 controls the movement of the discharge module 10 and the modeling table 3 to move the relative three-dimensional position of the discharge module 10 and the modeling table 3 to the target three-dimensional position.
さらに、制御部100は、エクストルーダ11、冷却ブロック12、吐出ノズル18、レーザ光源21、クリーニングブラシ37、回転ステージRS、撮像モジュール101、ねじり回転機構102、径測定部103、および温度センサ104の各駆動部に制御信号を送信することで、これらの駆動を制御する。なお、回転ステージRS、側面冷却部39、撮像モジュール101、ねじり回転機構102、径測定部103、および温度センサ104については後述で説明する。 Further, the control unit 100 includes an extruder 11, a cooling block 12, a discharge nozzle 18, a laser light source 21, a cleaning brush 37, a rotation stage RS, an imaging module 101, a torsion rotation mechanism 102, a diameter measurement unit 103, and a temperature sensor 104. These drives are controlled by transmitting control signals to the drive unit. The rotation stage RS, the side surface cooling unit 39, the imaging module 101, the torsional rotation mechanism 102, the diameter measuring unit 103, and the temperature sensor 104 will be described later.
<<加熱方法>>
図4は、下層を加熱する動作の一例を示す模式図である。以下、一実施形態として、レーザを用いて加熱する方法について説明する。
<< Heating method >>
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of an operation for heating the lower layer. Hereinafter, as an embodiment, a method of heating using a laser will be described.
吐出モジュール10による上層の造形中、レーザ光源21は、下層における、フィラメントFMが吐出される直前の位置にレーザを照射して再加熱する。再加熱とは、溶融したフィラメントFMが冷却されて固化した後、再度加熱することを表す。再加熱の温度は、特に限定されないが、下層のフィラメントFMが溶融する温度以上であることが好ましい。 During modeling of the upper layer by the ejection module 10, the laser light source 21 irradiates the laser at the position immediately before the filament FM is ejected in the lower layer and reheats it. Reheating means that the molten filament FM is cooled and solidified and then heated again. The reheating temperature is not particularly limited, but is preferably equal to or higher than the temperature at which the lower layer filament FM melts.
加熱前の下層温度は、温度センサ104により、センシングされる。温度センサ104の位置は、加熱前の下層面をセンシング可能な任意の位置に配置される。本実施形態では、図4において、レーザ光源21の奥側に温度センサ104が配置されている。加熱前の下層温度を温度センサ104によりセンシングして、センシングの結果に基づいてレーザの出力を調整することで、下層を所定の温度以上に再加熱することができる。別の方法として、再加熱中の下層温度を温度センサ104によりセンシングして、センシングの結果が任意温度以上になるまで、レーザから下層へのエネルギーの入力を行ってもよい。その際は、温度センサ104の位置は、加熱面をセンシング可能な任意の位置に配置する。温度センサ104としては、公知の任意の装置が用いられ、接触式であってもよいし、非接触式であってもよい。 The lower layer temperature before heating is sensed by the temperature sensor 104. The position of the temperature sensor 104 is arranged at an arbitrary position where the lower surface before heating can be sensed. In the present embodiment, in FIG. 4, the temperature sensor 104 is disposed on the back side of the laser light source 21. By sensing the lower layer temperature before heating with the temperature sensor 104 and adjusting the output of the laser based on the sensing result, the lower layer can be reheated to a predetermined temperature or higher. As another method, the temperature of the lower layer during reheating may be sensed by the temperature sensor 104, and energy may be input from the laser to the lower layer until the sensing result is equal to or higher than the arbitrary temperature. In that case, the position of the temperature sensor 104 is arrange | positioned in the arbitrary positions which can sense a heating surface. As the temperature sensor 104, any known device may be used, which may be a contact type or a non-contact type.
下層の表面を再加熱することにより、下層と、下層の表面に吐出されたフィラメントFMとの温度差が小さくなり、下層と吐出されたフィラメントが混ざり合うことで、積層方向の接着性が向上する。 By reheating the surface of the lower layer, the temperature difference between the lower layer and the filament FM discharged onto the surface of the lower layer is reduced, and the lower layer and the discharged filament are mixed to improve the adhesion in the stacking direction. .
図5は、一実施形態における加熱モジュールを造形テーブル3側から見た平面図である。図5において、加熱モジュール20は、回転ステージRSに取り付けられている。回転ステージRSは、吐出ノズル18を中心に回転する。レーザ光源21は、回転ステージRSの回転に伴い回転移動する。これにより、レーザ光源21は、吐出ノズル18の移動方向が変わっても、吐出ノズル18による吐出位置に先回りしてレーザ光を照射することができる。 FIG. 5 is a plan view of the heating module in the embodiment as viewed from the modeling table 3 side. In FIG. 5, the heating module 20 is attached to the rotary stage RS. The rotary stage RS rotates around the discharge nozzle 18. The laser light source 21 rotates with the rotation of the rotary stage RS. Thereby, even if the moving direction of the discharge nozzle 18 changes, the laser light source 21 can irradiate a laser beam ahead of the discharge position by the discharge nozzle 18.
図6は、上層形成時の造形物の状態を示す模式図である。以下、吐出モジュール10により造形中の層を上層Ln、造形中の層の一つ下の層を下層Ln−1、下層Ln−1の一つ下の層を下層Ln−2と表す。図6中の矢印は、吐出モジュールの移動経路(ツールパス)を示す。図6以降では、吐出モジュールのツールパスが分かるように、吐出されたフィラメントを楕円柱で表している。このため、フィラメントとフィラメントとの間に空隙が形成されているが、実際は、強度の点で空隙が形成されないように造形することが好ましい。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a state of a modeled object when an upper layer is formed. Hereinafter, the layer under modeling by the discharge module 10 is represented as the upper layer Ln, the layer immediately below the layer being modeled is represented as the lower layer Ln-1, and the layer immediately below the lower layer Ln-1 is represented as the lower layer Ln-2. The arrows in FIG. 6 indicate the movement path (tool path) of the discharge module. In FIG. 6 and subsequent figures, the discharged filament is represented by an elliptical cylinder so that the tool path of the discharge module can be understood. For this reason, although the space | gap is formed between the filaments, it is actually preferable to shape | mold so that a space | gap may not be formed at the point of intensity | strength.
図6の(A)は、下層を再加熱せずに上層を形成するときの造形物を示す模式図である。下層Ln−1を再加熱せずに上層Lnを形成すると、下層Ln−1が固化した状態で上層Lnを形成できるため、外形面OSの変形は、生じない。ただし、この場合、上層Lnと下層Ln−1との間で十分な接着強度が得られない。 FIG. 6A is a schematic diagram illustrating a modeled object when the upper layer is formed without reheating the lower layer. If the upper layer Ln is formed without reheating the lower layer Ln-1, the upper layer Ln can be formed in a state where the lower layer Ln-1 is solidified, so that the outer surface OS is not deformed. However, in this case, sufficient adhesive strength cannot be obtained between the upper layer Ln and the lower layer Ln-1.
図6の(B)は、下層を再加熱しながら上層を形成するときの造形物を示す模式図である。下層Ln−1を再加熱しながら上層Lnを形成すると、下層Ln−1が溶融した状態で、上層Lnを形成できるため外形面OSが変形する。 FIG. 6B is a schematic diagram illustrating a modeled object when the upper layer is formed while the lower layer is reheated. When the upper layer Ln is formed while the lower layer Ln-1 is reheated, the outer surface OS is deformed because the upper layer Ln can be formed while the lower layer Ln-1 is melted.
図6の(C)は、下層を再加熱しながら上層を形成するときの造形物を示す模式図である。図6の(C)の例では、モデル部Mの下層Ln−1を再加熱しながら上層Lnを形成しても、サポート部Sによりモデル部Mは支えらえるため、モデル部Mの外形面OSは変形しない。 FIG. 6C is a schematic diagram illustrating a modeled object when the upper layer is formed while the lower layer is reheated. In the example of FIG. 6C, the model portion M is supported by the support portion S even if the upper layer Ln is formed while the lower layer Ln-1 of the model portion M is reheated. The OS is not deformed.
本実施形態では、下層Ln−1を部分的に再溶融させた状態で上層Ln層を形成する。これにより、上層Lnと、下層Ln−1との間の高分子の絡み合いが促進され、造形物の強度が向上する。また、再溶融の条件を適切に設定することで、形状精度とモデル部の積層方向強度の両立を図ることができる。以下、本実施形態における、再溶融領域の設定例と、その効果について説明する。 In the present embodiment, the upper Ln layer is formed in a state where the lower layer Ln-1 is partially remelted. Thereby, the entanglement of the polymer between the upper layer Ln and the lower layer Ln-1 is promoted, and the strength of the modeled object is improved. In addition, by appropriately setting the remelting conditions, both the shape accuracy and the strength in the stacking direction of the model portion can be achieved. Hereinafter, a setting example of the remelting region and its effect in this embodiment will be described.
なお、モデル材とサポート材とは、同じ材料であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、モデル部Mとサポート部Sとを同じ材料で形成した場合でも、これらの界面の強度をコントロールすることで、造形後に分離することができる。 The model material and the support material may be the same material or may be different. For example, even when the model part M and the support part S are formed of the same material, they can be separated after modeling by controlling the strength of these interfaces.
図7は、上層形成時の造形物の状態を示す模式図である。図7の(A)の造形方法では、三次元造形装置1は、下層Ln−1におけるモデル部Mの表面および、サポート部Sにおける外周部を除く表面を再加熱し、再溶融部RMを形成して、上層Lnを形成する。この方法によると、モデル部Mにおける外形面OS側の領域を再溶融させて造形するので、層間の接着性が向上し、積層方向の強度が向上する。また、外形面OS側を溶融させることで、サポート部Sとモデル部Mとの造形中の剥がれが生じにくくなり、造形精度が向上する。ただし、サポート部Sとモデル部Mとの接着性が高くなりすぎると、造形後のサポート部Sの離形性が低下する。さらに、加熱温度によっては、モデル部Mの中にサポート部Sが混ざり合うことで、モデル部Mの強度が減少することもある。材料の混ざり合いは、積層面に対し非接触により加熱する方法を用いたり、接触して加熱する場合には、接触部材の動きを工夫したり、接触部材をクリーニングしたりすることで、防止することができる。また、サポート部Sの離形性については、サポート材として、モデル材と異なる材料であり、モデル材よりも融点が低い材料を用いることで、改良される。 FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a state of a modeled object when an upper layer is formed. In the modeling method in FIG. 7A, the three-dimensional modeling apparatus 1 reheats the surface of the model portion M in the lower layer Ln-1 and the surface excluding the outer peripheral portion of the support portion S to form a remelted portion RM. Thus, the upper layer Ln is formed. According to this method, since the region on the outer surface OS side in the model portion M is remelted and shaped, the adhesion between layers is improved and the strength in the stacking direction is improved. Further, by melting the outer surface OS side, the support part S and the model part M are less likely to be peeled off during modeling, and the modeling accuracy is improved. However, if the adhesiveness between the support part S and the model part M becomes too high, the releasability of the support part S after modeling is lowered. Furthermore, depending on the heating temperature, the strength of the model part M may be reduced by mixing the support part S in the model part M. Mixing of materials is prevented by using a non-contact heating method for the laminated surface, or by devising the movement of the contact member or cleaning the contact member when heated by contact. be able to. Further, the releasability of the support portion S can be improved by using a material different from the model material as the support material and having a lower melting point than the model material.
図7(B)の造形方法では、三次元造形装置1は、モデル材およびサポート材を用いてサポート部Sを形成する。この場合、三次元造形装置1は、サポート部Sにおけるモデル部M側の領域Ssにサポート材を配置し、外周側の領域Smにモデル材を配置する。この場合、三次元造形装置1は、モデル部Mおよびサポート部Sにおける領域Smをモデル材により形成し、続いて、モデル材の隙間にサポート材を流し込むことで造形してもよい。続いて、三次元造形装置1は、下層Ln−1におけるモデル部Mの表面、ならびにサポート部Sの外周部を除く表面を再加熱しながら上層Lnを形成する。 In the modeling method of FIG. 7B, the three-dimensional modeling apparatus 1 forms the support part S using a model material and a support material. In this case, the three-dimensional modeling apparatus 1 arranges the support material in the area Ss on the model part M side in the support part S, and arranges the model material in the area Sm on the outer peripheral side. In this case, the three-dimensional modeling apparatus 1 may form by forming the region Sm in the model part M and the support part S with the model material, and then pouring the support material into the gap between the model materials. Subsequently, the three-dimensional modeling apparatus 1 forms the upper layer Ln while reheating the surface of the model portion M in the lower layer Ln-1 and the surface excluding the outer peripheral portion of the support portion S.
図7(B)の造形方法は、サポート部Sの離形性に優れる場合に適している。また、図7(B)の造形方法は、領域Ssの形状精度や構造体としての強度が低い場合でも、領域Smが、領域Ssを支えることで、領域Ssの形状精度や強度を補える点で好ましい。 The modeling method shown in FIG. 7B is suitable when the support part S is excellent in releasability. In addition, the modeling method of FIG. 7B is that the region Sm supports the region Ss even when the shape accuracy of the region Ss and the strength as a structure are low, so that the shape accuracy and strength of the region Ss can be compensated. preferable.
図7の(C)の造形方法では、三次元造形装置1は、モデル部Mにおける外形面OS近傍を除く表面を再加熱しながら上層Lnを形成する。この方法によると、再溶融時に、モデル部Mの熱はサポート部Sに伝わりにくいので、サポート部Sの形状が安定する。図7の(C)の造形方法は、モデル部Mの形状を維持しやすく、モデル部Mとサポート部Sとの離形性を確保しやすい点で有効であるが、モデル部Mの表面の全体を再溶融する造形方法と比較すると、積層方向の強度は弱くなる。従って、図7の(C)の造形方法は、内部構造が強固な造形物を造形する場合や、造形精度や離形性に重点を置く場合に有効である。 In the modeling method of FIG. 7C, the three-dimensional modeling apparatus 1 forms the upper layer Ln while reheating the surface of the model portion M except for the vicinity of the outer surface OS. According to this method, since the heat of the model part M is not easily transmitted to the support part S during remelting, the shape of the support part S is stabilized. The modeling method of FIG. 7C is effective in that it is easy to maintain the shape of the model part M and easy to ensure the releasability between the model part M and the support part S. Compared with a modeling method in which the whole is remelted, the strength in the stacking direction is weakened. Therefore, the modeling method of FIG. 7C is effective when modeling a modeled object with a strong internal structure, or when emphasizing modeling accuracy and releasability.
図8は、上層形成時の造形物の状態を示す模式図である。図8の(A)の造形方法は、モデル部Mの表面における再溶融しない領域を外形面OSからより離れた位置まで広げて、再溶融部RMをより小さくした点で図7の(C)の造形方法と異なる。図8の(A)の造形方法によると、図7の(C)の造形方法と比較して、サポート部Sの形状が安定するので、モデル部Mの形状を維持できる点でより有効である一方で、モデル部Mにおける積層方向の強度はより小さくなる。 FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a state of a modeled object when an upper layer is formed. The modeling method of FIG. 8A is that the region that is not remelted on the surface of the model portion M is expanded to a position further away from the outer surface OS, and the remelting portion RM is further reduced. This is different from the molding method. 8A is more effective in that the shape of the model portion M can be maintained because the shape of the support portion S is more stable than the modeling method of FIG. 7C. On the other hand, the strength in the stacking direction in the model portion M becomes smaller.
図8の(B)の造形方法は、モデル部Mにおける外形面OS近傍まで下層Ln−1の表面を再加熱する点で、図7の(C)の造形方法と異なる。図8の(B)の造形方法は、モデル材よりもサポート材の融点が高い場合に有効である。図8の(B)の造形方法によると、図7の(C)の造形方法と比較して、モデル部Mにおける積層方向の強度が大きくなる。 The modeling method in FIG. 8B is different from the modeling method in FIG. 7C in that the surface of the lower layer Ln-1 is reheated to the vicinity of the outer surface OS in the model portion M. The modeling method shown in FIG. 8B is effective when the melting point of the support material is higher than that of the model material. According to the modeling method in FIG. 8B, the strength in the stacking direction in the model portion M is increased as compared with the modeling method in FIG.
図8の(C)の造形方法では、三次元造形装置1は、先に上層Lnのサポート材を吐出してサポート部Sを形成してから、下層Ln-1のモデル部Mを再溶融させて、上層Lnのモデル部Mを形成する。サポート部Sは、造形後に最終的には除去されるため、造形中に剥がれない程度の強度を有していればよく、モデル材ほどの強度は要求されない。このため、サポート材としては、モデル材もより高精度に積層可能な材料を選択することが好ましい。下層Ln−1が固化している状態で上層Lnのサポート部Sを形成することで、サポート部Sの造形精度は向上する。図8の(C)の造形方法によると、サポート部Sとモデル部Mとを独立して形成する。このため、三次元造形装置1は、サポート部Sの積層ピッチをモデル部Mの積層ピッチよりも細かくすることもできる。例えば、図8の(C)の構成では、サポート部の積層ピッチは、モデル部Mの積層ピッチの1/2となっている。溶融したモデル材はサポート部Sの形状にならうため、サポート部Sの積層ピッチを細かくすることで、モデル部Mの外形面OSがより滑らかになる。モデル部Mに比べサポート部Sの方が精度よく造形できる場合には、図8の(C)の方法は好適である。 In the modeling method of FIG. 8C, the 3D modeling apparatus 1 discharges the support material of the upper layer Ln first to form the support portion S, and then remelts the model portion M of the lower layer Ln-1. Thus, the model portion M of the upper layer Ln is formed. Since the support part S is finally removed after modeling, it should just have the intensity | strength of the grade which does not peel during modeling, and the intensity | strength like a model material is not requested | required. For this reason, as the support material, it is preferable to select a material that can be laminated with higher accuracy than the model material. By forming the support portion S of the upper layer Ln in a state where the lower layer Ln-1 is solidified, the modeling accuracy of the support portion S is improved. According to the modeling method of FIG. 8C, the support part S and the model part M are formed independently. For this reason, the three-dimensional modeling apparatus 1 can also make the stacking pitch of the support portions S finer than the stacking pitch of the model portion M. For example, in the configuration of FIG. 8C, the stacking pitch of the support portion is ½ of the stacking pitch of the model portion M. Since the melted model material follows the shape of the support portion S, the outer surface OS of the model portion M becomes smoother by reducing the stacking pitch of the support portions S. When the support part S can be modeled more accurately than the model part M, the method of FIG. 8C is preferable.
図9は、上層形成時の造形物の状態を示す模式図である。図9の(A)の造形方法は、先に上層Lnにおけるサポート部Sを形成してから、上層Lnにおけるモデル部Mを形成する点で、図8の(B)と異なる。モデル材よりもサポート材の融点が高い場合、モデル部Mにおける外形面OSの近傍まで加熱しても、サポート部Sは溶融しない。図9の(A)の造形方法によると、離形性に優れ、積層方向の強度が高い造形物が得られ、造形精度が向上する。 FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a state of a modeled object when the upper layer is formed. The modeling method in FIG. 9A differs from FIG. 8B in that the model portion M in the upper layer Ln is formed after the support portion S in the upper layer Ln is formed first. When the melting point of the support material is higher than that of the model material, the support portion S does not melt even when heated to the vicinity of the outer surface OS in the model portion M. According to the modeling method of FIG. 9A, a molded article having excellent releasability and high strength in the stacking direction is obtained, and the modeling accuracy is improved.
図9の(B)の造形方法は、先に上層Lnにおけるサポート部Sを形成してから、上層Lnにおけるモデル部Mを形成する点で、図7の(B)の方法と異なる。図9の(B)の方法によると、領域Ssの形状精度や構造体としての強度が低い場合でも、領域Smが、領域Ssを支えることで、領域Ssの形状精度や構造体としての強度を補える。ただし、図9の(B)の造形方法によると、再溶融時に領域Ssが溶融すると、サポート部Sの離形性が低下することもある。 The modeling method in FIG. 9B is different from the method in FIG. 7B in that the model portion M in the upper layer Ln is formed after the support portion S in the upper layer Ln is formed first. According to the method of FIG. 9B, even when the shape accuracy of the region Ss and the strength as the structure are low, the region Sm supports the region Ss, thereby increasing the shape accuracy of the region Ss and the strength as the structure. I can compensate. However, according to the modeling method of FIG. 9B, when the region Ss is melted at the time of remelting, the releasability of the support portion S may be lowered.
図9の(C)の造形方法は、先に上層Lnにおけるモデル部Mの外周側を形成してから、上層におけるモデル部Mの残りの部分を造形する点で図8の(A)と異なる。図9の(C)の造形方法によると、モデル部Mのみで造形するので、形状が安定し、造形精度が向上する。また、上層Lnにおけるモデル部Mの側面の一部を再溶融させながら造形するためモデル部Mの強度も向上する。 The modeling method of FIG. 9C is different from FIG. 8A in that after forming the outer peripheral side of the model part M in the upper layer Ln first, the remaining part of the model part M in the upper layer is modeled. . According to the modeling method of FIG. 9C, modeling is performed only by the model portion M, so that the shape is stable and the modeling accuracy is improved. Further, since the modeling is performed while remelting a part of the side surface of the model portion M in the upper layer Ln, the strength of the model portion M is also improved.
図10は、本実施形態における再加熱範囲の一例を示す模式図である。三次元造形装置1は、外形形状維持を目的として、三次元造形物Mにおける外周部を再加熱せず、再溶融部RMを意図的に狭めることで、造形物の形状を維持しつつ、積層間の密着性を向上させる。 FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a reheating range in the present embodiment. For the purpose of maintaining the outer shape, the three-dimensional modeling apparatus 1 does not reheat the outer peripheral portion of the three-dimensional model M, and intentionally narrows the remelted part RM, thereby maintaining the shape of the modeled product while stacking. Improve the adhesion between.
ところで、サポート部は、上述した形態以外に用いられてもよい。例えば、三次元造形物に、下層が造形されず、上層が張り出した部分(以下、「オーバーハング部」として参照する)がある場合には、オーバーハング部が重力によって下降し、外形が崩れる可能性がある。そこで、サポート部がオーバーハング部を支持することで、外形の崩れを防止できる。図11は、オーバーハング部を含む三次元造形物の例を示す図である。以下では、図11(A)のような三次元造形物を造形する場合について考える。 By the way, a support part may be used besides the form mentioned above. For example, if the three-dimensional structure has a part where the lower layer is not shaped and the upper layer protrudes (hereinafter referred to as the “overhang part”), the overhang part can be lowered by gravity and the outer shape can collapse. There is sex. Therefore, the support portion supports the overhang portion, so that the outer shape can be prevented from collapsing. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a three-dimensional structure including an overhang portion. Hereinafter, a case where a three-dimensional structure as shown in FIG.
図11(B)は、図11(A)に示す三次元造形物の断面を拡大した図である。三次元造形物は、オーバーハング部OH1,OH2,OH3,OH4を有しており、造形テーブル3上に造形される。このような形状の三次元造形物にあっては、各オーバーハング部が、自重によって下降し、外形が崩れる虞がある。 FIG. 11B is an enlarged view of the cross section of the three-dimensional structure shown in FIG. The three-dimensional structure has overhang portions OH1, OH2, OH3, and OH4, and is formed on the modeling table 3. In the three-dimensional structure having such a shape, each overhang portion may be lowered by its own weight and the outer shape may be collapsed.
オーバーハング部の下降を防止するためには、図11(C)のように、オーバーハング部の下部にサポート部を設けることが好ましい。図11(C)では、オーバーハング部OHと、造形テーブル3との間に設けられたサポート部Sが、オーバーハング部OHを支持している。サポート部Sは、オーバーハング部OHの下部に一律に設けられなくてもよい。例えば、付近のオーバーハング部にサポート部が設けられている場合には、当該サポート部によって外形の崩れが発生しにくくなることから、他のオーバーハング部のサポート部を間引いてもよい。また、オーバーハング部OH2のように、鉛直軸との成す角度が小さく、自重による外形の崩れが発生しない箇所は、サポート部を設けなくてもよい。図11(C)の例では、オーバーハング部OH1の下部にはサポート部Saが設けられ、オーバーハング部OH3の下部にはサポート部Sbが設けられ、オーバーハング部OH4の下部にはサポート部Scが設けられている。各オーバーハング部の下部にサポート部を設けるか否かは、例えば、オーバーハング部の角度、面積など、造形される三次元造形物の形状および造形材料に応じて判定することができる。 In order to prevent the overhang portion from descending, it is preferable to provide a support portion below the overhang portion as shown in FIG. In FIG. 11C, the support portion S provided between the overhang portion OH and the modeling table 3 supports the overhang portion OH. The support part S may not be provided uniformly below the overhang part OH. For example, when a support portion is provided in a nearby overhang portion, the support portion is unlikely to be deformed in its outer shape, so the support portions of other overhang portions may be thinned out. In addition, a support portion may not be provided at a location where the angle formed with the vertical axis is small and the outer shape does not collapse due to its own weight, such as the overhang portion OH2. In the example of FIG. 11C, a support portion Sa is provided below the overhang portion OH1, a support portion Sb is provided below the overhang portion OH3, and a support portion Sc below the overhang portion OH4. Is provided. Whether or not the support portion is provided below each overhang portion can be determined according to the shape and modeling material of the three-dimensional structure to be modeled, such as the angle and area of the overhang portion.
このようにオーバーハング部の下部にサポート部を設けることで、外形の崩れを防止できる。しかしながら、サポート部は、三次元造形物の完成後に除去するものであり、除去する順序などの手順は、作業者に委ねられる。そのため、サポート部の効率的な除去ができず、生産性が上がらない場合がある。そこで、本実施形態では、サポート部Sを造形する際に、除去に関する情報をサポート部に埋め込むことで、サポート部の効率的な除去を可能とする。また、三次元造形物の形状に基づく除去のしやすさ以外にも、モデル部Mの強度などを加味して、除去することが可能となる。 Thus, by providing the support part at the lower part of the overhang part, the collapse of the outer shape can be prevented. However, the support portion is removed after the three-dimensional structure is completed, and the procedure such as the order of removal is left to the operator. Therefore, the support part cannot be removed efficiently, and productivity may not increase. Therefore, in the present embodiment, when the support part S is formed, information regarding the removal is embedded in the support part, thereby enabling efficient removal of the support part. Further, in addition to the ease of removal based on the shape of the three-dimensional structure, it is possible to remove it taking into account the strength of the model portion M and the like.
サポート部の除去は、アクセスしやすいところから行うが、アクセスの容易性が同程度であるサポート部の離形性は、オーバーハング部の形状に依存し、曲面よりも平面のほうが、一般には除去が容易であり、除去作業が行いやすい。また、オーバーハング部が平面である場合には、角度が鉛直方向に近いほうが、モデル部Mと、当該モデル部を支えるサポート部Sの接合面積が小さいため、一般に除去しやすい。したがって、埋め込まれる情報は、オーバーハング部が、曲面であるかまたは平面であるかや、角度に応じて、埋め込まれる情報を選択して、サポート部に埋め込むことで、除去作業の効率を向上できる。 The support part is removed from a place where it can be easily accessed, but the releasability of the support part, which has the same ease of access, depends on the shape of the overhang part. It is easy to remove. In addition, when the overhang portion is a plane, it is generally easier to remove the angle closer to the vertical direction because the joint area between the model portion M and the support portion S that supports the model portion is small. Therefore, the information to be embedded can improve the efficiency of the removal work by selecting the information to be embedded according to whether the overhanging portion is a curved surface or a flat surface, and depending on the angle, and embedding it in the support portion. .
<<機能ブロック>>
以下、図12を参照しながら、サポート部に情報を埋め込んで造形することで、サポート部の除去を効率化する造形装置の構成について説明する。図12は、一実施形態に係る三次元造形装置1の機能ブロック図である。
<< Function Block >>
Hereinafter, with reference to FIG. 12, a configuration of a modeling apparatus for efficiently removing the support part by embedding information in the support part and modeling will be described. FIG. 12 is a functional block diagram of the three-dimensional modeling apparatus 1 according to an embodiment.
三次元造形装置1の制御部100は、入力された立体モデルをデータ解析する造形データ解析部112を含み構成される。造形データ解析部112は、立体モデルのデータを解析し、造形される三次元造形物のオーバーハング部の有無や、各オーバーハング部に対するサポート部の要否を判定する。また、造形データ解析部112は、オーバーハング部OHやサポート部Sの形状に基づいて、サポート部Sの除去に関する情報を付与する。制御部100は、造形データ解析部112による解析結果に基づいて、吐出モジュール10を制御し、モデル部Mと併せて、情報が埋め込まれたサポート部Sを造形する。なお、サポート部Sに埋め込まれる情報は、文字、記号、突起物など種々の情報を埋め込むことができる。 The control unit 100 of the three-dimensional modeling apparatus 1 includes a modeling data analysis unit 112 that performs data analysis on the input three-dimensional model. The modeling data analysis unit 112 analyzes the data of the three-dimensional model, and determines whether or not there is an overhang part of the three-dimensional model to be modeled and whether or not a support part is required for each overhang part. Further, the modeling data analysis unit 112 gives information related to the removal of the support part S based on the shape of the overhang part OH and the support part S. The control unit 100 controls the discharge module 10 based on the analysis result by the modeling data analysis unit 112 and models the support unit S in which information is embedded together with the model unit M. The information embedded in the support unit S can be embedded with various information such as characters, symbols, and protrusions.
以下に、情報が埋め込まれたサポート部Sの具体的な例を示す。図13(A)〜(D)は、情報を埋め込んだサポート部Sが設けられた種々の三次元造形物の例を示す図である。 A specific example of the support unit S in which information is embedded will be shown below. FIGS. 13A to 13D are diagrams illustrating examples of various three-dimensional structures provided with a support portion S in which information is embedded.
図13(A)は、モデル部Mのオーバーハング部OH1,OH4にサポート部Sa,Scが設けられた三次元造形物の例を示している。また、図13(A)の例において、サポート部Sa,Scによって、オーバーハング部OH2,OH3が支持できる場合には、オーバーハング部OH2,OH3の下部にサポート部を設けなくてもよい。 FIG. 13A shows an example of a three-dimensional structure in which the support portions Sa and Sc are provided in the overhang portions OH1 and OH4 of the model portion M. In the example of FIG. 13A, when the overhang portions OH2 and OH3 can be supported by the support portions Sa and Sc, the support portion may not be provided below the overhang portions OH2 and OH3.
図13(B)は、モデル部Mのオーバーハング部OH3にサポート部Sbが設けられた三次元造形物の例を示している。また、図13(B)の例において、サポート部Sbによって、その他のオーバーハング部を支持できる場合には、その他のオーバーハング部の下部にサポート部を設けなくてもよい。 FIG. 13B shows an example of a three-dimensional structure in which the support portion Sb is provided in the overhang portion OH3 of the model portion M. In the example of FIG. 13B, when the other overhang portion can be supported by the support portion Sb, the support portion does not have to be provided below the other overhang portion.
図13(A)では、サポート部Saには「A」という情報が埋め込まれており、サポート部Scには「C」という情報が埋め込まれている。また、図13(B)では、サポート部Sbには「B」という情報が埋め込まれている。ここで、各情報は、サポート部Sの表面に造形されている。なお、埋め込まれる情報は、材料の凹凸によって表現されても良いし、情報部を造形する材料の色を変更することで表現されてもよい。 In FIG. 13A, information “A” is embedded in the support unit Sa, and information “C” is embedded in the support unit Sc. In FIG. 13B, information “B” is embedded in the support unit Sb. Here, each information is modeled on the surface of the support part S. Note that the embedded information may be expressed by the unevenness of the material, or may be expressed by changing the color of the material forming the information part.
サポート部Sに埋め込まれた情報は、一例として、除去の順序を示すものであり、作業者が各サポート部の情報を見ることで、除去する順序の把握が容易となり、効率的にサポート部を除去できる。一般には、三次元造形物の外側にあるサポート部から順に除去することが容易であることから、例えば外側から内側に向かって、除去する順序を示す情報を埋め込んだサポート部を造形することで、除去作業を効率化できる。また、サポート部が支持するオーバーハング部の形状によって除去の容易性に差がある場合には、その旨を示す情報をサポート部に埋め込むことで、作業者に対して注意を促すことができる。 The information embedded in the support unit S indicates, for example, the order of removal. By viewing the information on each support unit, the operator can easily grasp the order of removal, and the support unit can be efficiently used. Can be removed. In general, since it is easy to remove in order from the support part on the outside of the three-dimensional structure, for example, from the outside to the inside, by modeling the support part in which information indicating the removal order is embedded, Removal work can be made more efficient. In addition, when there is a difference in the ease of removal depending on the shape of the overhang portion supported by the support portion, the operator can be alerted by embedding information indicating that fact in the support portion.
また、サポート部に埋め込まれる情報は、各サポート部に固有のものが付与される必要はなく、オーバーハング部の形状などが共通するものについては、同じ情報を埋め込んでもよい。例えば、オーバーハング部とサポート部とが接合する面積に応じた情報を埋め込む場合には、接合面積がある範囲内であるサポート部には「A」という情報を埋め込み、接合面積が他の範囲内であるサポート部には「B」という情報を埋め込むようにしてもよい。このように、同一の情報が付与されたサポート部は、順序を問わず除去できるものとして識別させることで、除去作業を効率化できる。 Further, the information embedded in the support part does not need to be unique to each support part, and the same information may be embedded for information having a common shape of the overhang part. For example, when embedding information according to the area where the overhang portion and the support portion are joined, the information “A” is embedded in the support portion where the joint area is within a certain range, and the joint area is within another range. The information “B” may be embedded in the support unit. Thus, the support part to which the same information was given can identify as what can be removed regardless of order, and can make removal work efficient.
また、オーバーハング部とサポート部との接合面積を小さくすることで、サポート部の除去を容易とすることができる。具体的には、1つのサポート部を複数のサポート部として分割することで、サポート部の離形性が向上し、除去作業を効率化できる。例えば、図13(C)や図13(D)のように、図13(B)に示したサポート部Sbを、物理的に複数に分割することで、サポート部の除去の容易性を向上できる。 Further, the support portion can be easily removed by reducing the bonding area between the overhang portion and the support portion. Specifically, by dividing one support part as a plurality of support parts, the releasability of the support part is improved, and the removal work can be made efficient. For example, as shown in FIGS. 13C and 13D, the support part Sb shown in FIG. 13B is physically divided into a plurality of parts, so that the ease of removing the support part can be improved. .
図13(C)に示す例では、サポート部Sbを3等分したサポート部Sb’によってオーバーハング部OH3を支持している。各サポート部Sb’は、オーバーハング部OH3との接合面積が同じであることから、除去に関する情報として「D」が埋め込まれている。なお、図13(C)では、各サポート部Sb’は除去の順序を問わないものとして、いずれも同じ情報が埋め込まれているが、除去の容易性を鑑みて、外側のサポート部と内側のサポート部とで、異なる情報を埋め込んでもよい。 In the example shown in FIG. 13C, the overhang portion OH3 is supported by a support portion Sb 'obtained by dividing the support portion Sb into three equal parts. Since each support portion Sb 'has the same junction area with the overhang portion OH3, "D" is embedded as information regarding removal. In FIG. 13C, the same information is embedded in each support portion Sb ′ regardless of the order of removal. However, in view of ease of removal, the outer support portion and the inner support portion Sb ′ are embedded. Different information may be embedded in the support unit.
また図13(D)に示す例では、サポート部Sbを不等間隔に2分割したサポート部Sb’によってオーバーハング部OH3を支持している。各サポート部Sb’は、オーバーハング部OH3との接合面積に応じて、除去の順序を示す情報として「E」、「F」が埋め込まれている。 In the example shown in FIG. 13D, the overhang portion OH3 is supported by a support portion Sb 'obtained by dividing the support portion Sb into two at unequal intervals. In each support portion Sb ′, “E” and “F” are embedded as information indicating the order of removal according to the junction area with the overhang portion OH3.
以上、図13に示したように、除去に関する情報が埋め込まれたサポート部を有する三次元造形物を造形することで、作業者が効率的にサポート部の除去を行うことが可能となる。また、サポート部が識別できる情報を埋め込むことで、サポート部の除去時にモデル部Mを破損した場合であっても、破損個所を特定しやすくできるので、モデルの修復や補正などの対応を容易にできるだけでなく、サポート部の形状、支持の仕方などの見直しにも活用できる。また、サポートの除去情報をサポート除去ロボットなどに認識させることでサポート除去の自動化さらなる高生産性の達成が可能となる。なお、サポート部に埋め込まれる情報は、上述したものに限定されず、サポート部の除去に関する情報以外の情報であってもよい。 As described above, as shown in FIG. 13, it is possible for the operator to efficiently remove the support part by modeling the three-dimensional structure having the support part in which the information regarding the removal is embedded. In addition, by embedding information that can be identified by the support unit, even if the model unit M is damaged when the support unit is removed, it is easy to identify the damaged part, so it is easy to repair and correct the model. Not only can it be used to review the shape of the support section and how to support it. In addition, by making the support removal robot recognize the support removal information, it is possible to automate the support removal and achieve higher productivity. Note that the information embedded in the support unit is not limited to the information described above, and may be information other than information related to removal of the support unit.
<<処理および動作>>
続いて、一実施形態における三次元造形装置1の処理および動作について説明する。図14は、一実施形態に係る造形処理を示すフロー図である。
<< Processing and Operation >>
Then, the process and operation | movement of the three-dimensional modeling apparatus 1 in one Embodiment are demonstrated. FIG. 14 is a flowchart illustrating a modeling process according to an embodiment.
三次元造形装置1の制御部100は、立体モデルのデータの入力を受け付ける。立体モデルのデータは、立体モデルを所定間隔でスライスしたときの層ごとの画像データによって構築される。 The control unit 100 of the three-dimensional modeling apparatus 1 accepts input of data of a three-dimensional model. The data of the stereo model is constructed by image data for each layer when the stereo model is sliced at a predetermined interval.
三次元造形装置1の制御部100は、X軸駆動モータ32またはY軸駆動モータ33を駆動して吐出モジュール10をX軸またはY軸方向に移動させる。吐出モジュール10が移動している間に、制御部100は、入力された立体モデルのデータのうち、最下層の画像データに基づいて、吐出ノズル18から造形テーブル3へ溶融状態または半溶融状態のフィラメントFMを吐出させる。これにより、三次元造形装置1は、造形テーブル3上に画像データに基づいた形状の層を形成する(ステップS11)。 The control unit 100 of the three-dimensional modeling apparatus 1 drives the X-axis drive motor 32 or the Y-axis drive motor 33 to move the discharge module 10 in the X-axis or Y-axis direction. While the discharge module 10 is moving, the control unit 100 is in a molten state or a semi-molten state from the discharge nozzle 18 to the modeling table 3 based on the image data of the lowest layer among the input three-dimensional model data. The filament FM is discharged. Thereby, the three-dimensional modeling apparatus 1 forms a layer having a shape based on the image data on the modeling table 3 (step S11).
吐出モジュール10が移動している間に、制御部100は、入力された立体モデルのデータのうち、造形が完了していない層のうち最も下の層の画像データに基づいて、レーザ光源21からレーザを照射させる。これにより、下層におけるレーザ照射位置が再溶融する(ステップS12)。なお、制御部100は、図7の(C)、図8の(A)、(C)、図9の(C)の造形方法のように、画像データの示す範囲の内部にレーザを照射させてもよい。あるいは、制御部100は、例えば、図7の(A)、(B)、図9の(B)の造形方法のように、画像データの示す範囲を超えて、レーザを照射させてもよい。ステップS12における下層の加熱温度は、フィラメントの溶融温度以上に制御される。 While the discharge module 10 is moving, the control unit 100 starts from the laser light source 21 based on the image data of the lowest layer among the layers that have not been modeled among the input three-dimensional model data. Irradiate laser. Thereby, the laser irradiation position in the lower layer is remelted (step S12). Note that the control unit 100 causes the laser to irradiate the range indicated by the image data as in the modeling method in FIGS. 7C, 8 </ b> A, 8 </ b> C, and 9 </ b> C. May be. Or the control part 100 may irradiate a laser beyond the range which image data shows like the modeling method of (A) of FIG. 7, (B), and (B) of FIG. 9, for example. The lower layer heating temperature in step S12 is controlled to be equal to or higher than the melting temperature of the filament.
吐出モジュール10が移動している間に、制御部100は、入力された立体モデルのデータのうち、造形が完了していない層のうち最も下の層の画像データに基づいて、吐出ノズル18から造形テーブル3上の下層へフィラメントFMを吐出させる。これにより、下層の上に、画像データに対応する形状を有する層が形成される(ステップS13)。このとき、下層は再溶融しているので、造形する層と下層の層間の界面の接着性が向上する。 While the discharge module 10 is moving, the control unit 100 starts from the discharge nozzle 18 on the basis of the image data of the lowest layer among the layers that have not been modeled among the input three-dimensional model data. The filament FM is discharged to the lower layer on the modeling table 3. Thereby, a layer having a shape corresponding to the image data is formed on the lower layer (step S13). At this time, since the lower layer is remelted, the adhesion at the interface between the layer to be shaped and the lower layer is improved.
なお、ステップS12における下層を再溶融させる処理と、ステップS13における層の形成処理と、をオーバーラップさせてもよい。この場合、三次元造形装置1は、下層にレーザを照射する処理を開始してから、照射範囲全体へのレーザの照射が完了する前に、フィラメントFMの吐出を開始する。 Note that the process of remelting the lower layer in step S12 and the layer forming process in step S13 may overlap. In this case, the three-dimensional modeling apparatus 1 starts the discharge of the filament FM after the start of the process of irradiating the lower layer with the laser and before the irradiation of the laser to the entire irradiation range is completed.
三次元造形装置1の制御部100は、ステップS13で形成された層が最表層であるか判断する(ステップS14)。最表層とは、立体モデルのデータのうち、積層方向(Z軸)の座標が最も大きい画像データに基づいて形成される層である。ステップS14でNOと判断された場合、三次元造形装置1の制御部100は、最表層が形成されるまで、再溶融の処理(ステップS12)と、層形成の処理(ステップS13)と、を繰り返す。 The control unit 100 of the three-dimensional modeling apparatus 1 determines whether the layer formed in step S13 is the outermost layer (step S14). The outermost layer is a layer formed on the basis of image data having the largest coordinate in the stacking direction (Z-axis) among the three-dimensional model data. When it is determined NO in step S14, the control unit 100 of the three-dimensional modeling apparatus 1 performs remelting processing (step S12) and layer formation processing (step S13) until the outermost layer is formed. repeat.
最表層の形成が完了すると(ステップS14のYES)、三次元造形装置1は、造形処理を終了する。 When the formation of the outermost layer is completed (YES in step S14), the three-dimensional modeling apparatus 1 ends the modeling process.
<<<実施形態の変形例A>>>
続いて、実施形態の変形例Aについて上記の実施形態と異なる点を説明する。図15は、一実施形態における下層加熱の動作を示す模式図である。
<<< Modification A of Embodiment A >>>
Subsequently, a difference from the above-described embodiment will be described with respect to Modification A of the embodiment. FIG. 15 is a schematic diagram illustrating an operation of lower layer heating in one embodiment.
実施形態の変形例Aにおいて、加熱モジュール20は、温風源21´を有する。温風源21´としては、ヒータおよびファンが例示される。実施形態の変形例Aにおいて、温風源21´は、高温の温風を吹き付けることにより下層を加熱して、再溶融させる。実施形態の変形例Aにおいても、再溶融させた下層にフィラメントFMを吐出して上層を形成することで、下層と上層の材料が混ざり合い、上層と下層の接着性が向上する。 In the variation A of the embodiment, the heating module 20 includes a hot air source 21 ′. Examples of the warm air source 21 'include a heater and a fan. In the modified example A of the embodiment, the warm air source 21 'heats the lower layer by blowing hot air at a high temperature and remelts it. Also in the modified example A of the embodiment, by forming the upper layer by discharging the filament FM to the remelted lower layer, the lower layer and the upper layer material are mixed, and the adhesion between the upper layer and the lower layer is improved.
<<<実施形態の変形例B>>>
続いて、実施形態の変形例Bについて、上記の実施形態と異なる点を説明する。図16は、一実施形態における下層加熱の動作を示す模式図である。
<<< Modification B of Embodiment >>>
Subsequently, a different point from the above-described embodiment will be described regarding the modified example B of the embodiment. FIG. 16 is a schematic diagram showing the operation of lower layer heating in one embodiment.
実施形態の変形例Bにおいて、三次元造形装置1の加熱モジュール20は、加熱モジュール20´に置き換えられる。加熱モジュール20´は、三次元造形物Mにおける下層を加熱および加圧する加熱プレート28と、加熱プレート28を加熱する加熱ブロック25と、加熱ブロック25からの熱伝導を防ぐための冷却ブロック22と、を備える。加熱ブロック25は、ヒータなどの熱源26と、加熱プレート28の温度を制御するための熱電対27と、を備える。冷却ブロック22は、冷却源23を備える。加熱ブロック25と冷却ブロック22との間には、ガイド24が設けられている。 In the modified example B of the embodiment, the heating module 20 of the three-dimensional modeling apparatus 1 is replaced with a heating module 20 ′. The heating module 20 ′ includes a heating plate 28 that heats and pressurizes the lower layer in the three-dimensional structure M, a heating block 25 that heats the heating plate 28, a cooling block 22 that prevents heat conduction from the heating block 25, Is provided. The heating block 25 includes a heat source 26 such as a heater, and a thermocouple 27 for controlling the temperature of the heating plate 28. The cooling block 22 includes a cooling source 23. A guide 24 is provided between the heating block 25 and the cooling block 22.
加熱モジュール20´は、装置左右方向(図1中の左右方向=X軸方向)に延びるX軸駆動軸31(X軸方向)に対し、連結部材を介して、スライド移動可能に保持されている。加熱モジュール20´は、加熱ブロック25によって加熱されて高温になる。その熱がX軸駆動モータ32に伝わるのを低減するため、フィラメントガイド14等を含めた移送路またはガイド24は、低熱伝導性であることが好ましい。 The heating module 20 ′ is slidably held via a connecting member with respect to an X-axis drive shaft 31 (X-axis direction) extending in the apparatus left-right direction (left-right direction in FIG. 1 = X-axis direction). . The heating module 20 ′ is heated by the heating block 25 and becomes high temperature. In order to reduce the transfer of the heat to the X-axis drive motor 32, the transfer path or guide 24 including the filament guide 14 and the like is preferably low in thermal conductivity.
加熱モジュール20´において、加熱プレート28の下端は、吐出ノズル18の下端よりも、1層分低くなるように配置されている。吐出モジュール10および加熱モジュール20を、図16に示す白抜き矢印方向に走査しながら、フィラメントを吐出すると同時に、加熱プレート28は、造形中の層の一つ下の層を再加熱する。これにより、造形中の層と、一つ下の層との温度差が小さくなり、層間で材料が混ざり合うので、造形物の層間強度が向上する。なお、加熱した層を冷却する方法としては、雰囲気温度を設定する方法、所定の時間放置する方法、もしくは、ファンなどを利用する方法などが例示される。 In the heating module 20 ′, the lower end of the heating plate 28 is arranged to be lower by one layer than the lower end of the discharge nozzle 18. While the discharge module 10 and the heating module 20 are scanned in the direction of the white arrow shown in FIG. 16, the filament is discharged, and at the same time, the heating plate 28 reheats the layer immediately below the layer being shaped. As a result, the temperature difference between the layer being modeled and the next lower layer is reduced, and the material is mixed between the layers, so that the interlayer strength of the modeled object is improved. Examples of the method for cooling the heated layer include a method for setting the ambient temperature, a method for leaving the layer for a predetermined time, a method using a fan, and the like.
実施形態の変形例Bによると、層間の材料を物理的に混ぜる事で、層間の界面の密着力を向上させることができる。また、実施形態の変形例Bによると、造形物の外形を崩さずに、選択的に下層を加熱し、下層が再溶融している間に次の吐出を行うことで、界面の密着力が向上する。 According to the modified example B of the embodiment, the adhesion of the interface between the layers can be improved by physically mixing the materials between the layers. In addition, according to the modified example B of the embodiment, the lower layer is selectively heated without destroying the outer shape of the modeled object, and the next discharge is performed while the lower layer is remelted. improves.
<<<実施形態の変形例C>>>
続いて、実施形態の変形例Cについて、上記の実施形態の変形例Bと異なる点を説明する。図17は、一実施形態における下層加熱の動作を示す模式図である。
<<< Modification C of Embodiment C >>
Subsequently, a difference of the modification C of the embodiment from the modification B of the above-described embodiment will be described. FIG. 17 is a schematic diagram illustrating an operation of lower layer heating in an embodiment.
実施形態の変形例Cにおいて、加熱モジュール20´における加熱プレート28は、タップノズル28´に置き換えられる。タップノズル28´は、加熱ブロック25によって加熱される。タップノズル28´は、モータ等の動力により、三次元造形物Mを垂直上方から繰り返しタップするタップ動作により、三次元造形物Mにおける下層を加熱し加圧する。これにより、造形中の層と、一つ下の層との温度差が小さくなり、層間で材料が混ざり合うので、造形物の層間の強度が向上する。タップ動作後、吐出ノズル18からは、タップ動作によって凹んだ下層の表面を埋めるようにフィラメントFMを吐出する。下層の凹んだ部分がフィラメントFMによって埋められることで、最表面の形状が平滑に仕上がる。 In the modification C of the embodiment, the heating plate 28 in the heating module 20 ′ is replaced with a tap nozzle 28 ′. The tap nozzle 28 ′ is heated by the heating block 25. The tap nozzle 28 ′ heats and pressurizes the lower layer in the three-dimensional structure M by a tap operation that repeatedly taps the three-dimensional structure M vertically from the upper side by power such as a motor. As a result, the temperature difference between the layer being modeled and the next lower layer is reduced, and the materials are mixed between the layers, so that the strength between the layers of the modeled object is improved. After the tap operation, the filament FM is discharged from the discharge nozzle 18 so as to fill the surface of the lower layer recessed by the tap operation. By filling the recessed portion of the lower layer with the filament FM, the shape of the outermost surface is finished smoothly.
<<<実施形態の変形例D>>>
続いて、実施形態の変形例Dについて、上記の実施形態と異なる点を説明する。図18は、一実施形態における下層加熱の動作を示す模式図である。
<<< Modification D of Embodiment D >>
Subsequently, with respect to Modification D of the embodiment, differences from the above-described embodiment will be described. FIG. 18 is a schematic diagram showing an operation of lower layer heating in one embodiment.
実施形態の変形例Dにおいて、加熱モジュール20には、三次元造形物Mの側面、すなわちZ軸に対し平行な面を冷却する側面冷却部39が設けられている。側面冷却部39としては、三次元造形物Mの側面を冷却可能な冷却源であれば特に限定されないが、ファンが例示される。 In the modification D of the embodiment, the heating module 20 is provided with a side surface cooling unit 39 that cools a side surface of the three-dimensional structure M, that is, a surface parallel to the Z axis. Although it will not specifically limit as the side surface cooling part 39 if it is a cooling source which can cool the side surface of the three-dimensional structure M, A fan is illustrated.
外形を維持する処理を行うことなく、三次元造形物Mにおける外周部を再加熱すると、外形が崩れ、造形精度が劣化する。そこで、実施形態の変形例Dでは、三次元造形物Mの側面に冷却風を当てつつ、三次元造形物Mの外周部を再加熱することで、造形部の形状を維持しつつ、材料を積層することができる。 If the outer peripheral portion of the three-dimensional structure M is reheated without performing the process of maintaining the outer shape, the outer shape collapses and the modeling accuracy deteriorates. Therefore, in the modified example D of the embodiment, the cooling air is applied to the side surface of the three-dimensional structure M, and the outer peripheral portion of the three-dimensional structure M is reheated, thereby maintaining the shape of the modeling portion and the material. Can be stacked.
<<<実施形態の変形例E>>>
続いて、実施形態の変形例Eについて、上記の実施形態と異なる点を説明する。
<<< Modification E of Embodiment E >>>
Next, a different point from the above-described embodiment will be described regarding Modification E of the embodiment.
下層、あるいは造形空間を加熱しながら造形すると、三次元造形物Mにおける加熱部の粘性が下がることで、外形が崩れて、造形精度が失われることがある。一方、下層、あるいは造形空間を加熱せずに造形すると、三次元造形物Mの粘性は高くなるが、積層方向の強度の維持が困難となる。そこで、実施形態の変形例Eでは、材料構成を偏在させたフィラメントを用いて造形する。 If modeling is performed while heating the lower layer or the modeling space, the viscosity of the heating part in the three-dimensional model M is lowered, so that the outer shape may collapse and modeling accuracy may be lost. On the other hand, if modeling is performed without heating the lower layer or the modeling space, the viscosity of the three-dimensional model M is increased, but it is difficult to maintain the strength in the stacking direction. Therefore, in Modification E of the embodiment, modeling is performed using a filament in which the material configuration is unevenly distributed.
図19は、材料構成を偏在させたフィラメントの一例を示す断面図である。図19の(A)の例では、フィラメントFの両側に高粘性の樹脂Rhが配置され、中心部には低粘性の樹脂Rlが配置されている。 FIG. 19 is a cross-sectional view showing an example of a filament in which the material configuration is unevenly distributed. In the example of FIG. 19A, a highly viscous resin Rh is disposed on both sides of the filament F, and a low viscosity resin Rl is disposed in the center.
フィラメントFの両側に配置される高粘性の樹脂Rhとしては、特に限定されないが、アルミナ、カーボンブラック、カーボンファイバー、ガラスファイバー等といったフィラーを配合することで高粘性とした樹脂が例示される。フィラーが所望の機能を阻害する場合は、高粘性の樹脂Rhとして、分子量をコントロールした樹脂を用いてもよい。 The high-viscosity resin Rh disposed on both sides of the filament F is not particularly limited, and examples thereof include a resin having high viscosity by blending a filler such as alumina, carbon black, carbon fiber, glass fiber, or the like. When the filler inhibits a desired function, a resin having a controlled molecular weight may be used as the highly viscous resin Rh.
フィラメントFの中心部に配置される低粘性の樹脂Rlとしては、特に限定されないが低分子量グレードである樹脂が例示される。 Although it does not specifically limit as low viscosity resin Rl arrange | positioned at the center part of the filament F, Resin which is a low molecular weight grade is illustrated.
図20は、図19のフィラメントの吐出物の断面図である。図21は、図19のフィラメントを用いて造形される造形物の断面図である。図19の(A)のフィラメントを吐出することで、図20の(A)の形状の吐出物が得られ、図21の造形物が得られる。図21の造形物において、外周部には高粘性の樹脂が配置されるため、必然的に造形物が崩れにくくなる。 FIG. 20 is a cross-sectional view of the discharged matter of the filament of FIG. FIG. 21 is a cross-sectional view of a modeled object modeled using the filament of FIG. By discharging the filament of FIG. 19 (A), the discharge of the shape of FIG. 20 (A) is obtained, and the shaped object of FIG. 21 is obtained. In the modeled object of FIG. 21, since the highly viscous resin is disposed on the outer peripheral portion, the modeled object is inevitably difficult to collapse.
図19の(B)は、材料構成を偏在させたフィラメントの他の一例を示す。図19の(B)のフィラメントを吐出することで、図20の(B)の形状の吐出物が得られる。このように、図19の(B)のフィラメントを用いても、外周部に粘性の高い樹脂が配置された造形物が得られる。加えて、製造方法の観点でも低粘性樹脂を包み込む本構成の方が、図20の(A)の構成よりもフィラメントを作りやすいといったメリットもある。 FIG. 19B shows another example of a filament in which the material structure is unevenly distributed. By discharging the filament shown in FIG. 19B, a discharge product having the shape shown in FIG. 20B is obtained. Thus, even if the filament of FIG. 19 (B) is used, a shaped article in which a highly viscous resin is arranged on the outer peripheral portion can be obtained. In addition, the present configuration that wraps the low-viscosity resin also has a merit that it is easier to make a filament than the configuration of FIG.
ただし、図20の(B)のフィラメントを用いる際は、層の下部も粘性の高い状態となる。粘性の高い樹脂は、粘性の低い樹脂と比較して融点が高い場合が多い。高温で下層を再溶融させたときに、溶融した樹脂が水平方向に移動することを防ぐため、造形物の外周部の加熱を避けることが好ましい。このため、加熱手段としては、小スポットで加熱できるレーザ等が好ましい。 However, when the filament of FIG. 20B is used, the lower part of the layer is also in a highly viscous state. Resins with high viscosity often have a higher melting point than resins with low viscosity. In order to prevent the molten resin from moving in the horizontal direction when the lower layer is remelted at a high temperature, it is preferable to avoid heating of the outer peripheral portion of the shaped article. For this reason, the heating means is preferably a laser that can be heated with a small spot.
外周部の積層方向密着力を向上させるため、外周部を加熱する場合には、造形物の横から板などを直接当てる形で加熱すると良い。これにより、粘度低下による樹脂の水平方向の移動は規制される。図22は、規制手段を有する三次元造形装置の一例を示す模式図である。 In order to improve the adhesion in the stacking direction of the outer peripheral portion, when the outer peripheral portion is heated, it is preferable to heat it by directly applying a plate or the like from the side of the modeled object. Thereby, the horizontal movement of the resin due to the decrease in viscosity is restricted. FIG. 22 is a schematic diagram illustrating an example of a three-dimensional modeling apparatus having a regulating unit.
図22の例では、三次元造形装置1には、規制手段の一例としてアシスト機構41が設けられている。FFF方式においては、1層の厚みは0.10〜0.30mm程度である。そのため、アシスト機構41における板はシックネスゲージのような薄い板となる。アシスト機構41は、吐出モジュール10、あるいは、吐出モジュール10に対し間接的に固定されたブラケットに固定される。 In the example of FIG. 22, the three-dimensional modeling apparatus 1 is provided with an assist mechanism 41 as an example of a restricting unit. In the FFF method, the thickness of one layer is about 0.10 to 0.30 mm. Therefore, the plate in the assist mechanism 41 is a thin plate such as a thickness gauge. The assist mechanism 41 is fixed to the discharge module 10 or a bracket that is indirectly fixed to the discharge module 10.
アシスト機構41における板は、常温よりも高い温度に加熱されていることが好ましい。用いる樹脂にもよるが、結晶性樹脂の場合は、常温の板が当たると急冷されることにより、アモルファス化が進行し、所望の強度が得られなくなることがある。 The plate in the assist mechanism 41 is preferably heated to a temperature higher than room temperature. Although it depends on the resin used, in the case of a crystalline resin, when it comes into contact with a normal temperature plate, it is cooled rapidly, so that amorphization proceeds and a desired strength may not be obtained.
一般的に粘度は、温度およびせん断速度の関数で表される。熱溶解積層法(FFF)で用いられるエンプラ(Engineering plastic)、あるいは、スーパーエンプラ等は、温度あるいはせん断速度などの変数に対して非線形挙動を示すので、樹脂の融点Tm以上でなくても、FFF方式で必要なせん断抵抗、すなわち、樹脂の粘度が得られることがある。一方で、Tm以上の領域において所望のせん断速度(S.Rate)における粘度が低すぎる場合はノズルからの液垂れ、フィラメント引き込み(リトラクト動作)時における引き込み不足、それに付随する吐出初期のショートショット、造形物の崩れ等といった課題が生じる。 Generally, viscosity is expressed as a function of temperature and shear rate. Engineering plastics or super engineering plastics used in the hot melt lamination method (FFF) exhibit non-linear behavior with respect to variables such as temperature or shear rate. The shear resistance necessary for the system, that is, the viscosity of the resin may be obtained. On the other hand, if the viscosity at the desired shear rate (S.Rate) is too low in the region of Tm or higher, liquid dripping from the nozzle, insufficient pull-in at the time of pulling in the filament (retracting operation), and a short shot at the beginning of discharge accompanying it, Problems such as collapse of the modeled object arise.
Tm以上の所定の温度の樹脂において、一般的には、S.Rate = 0、すなわち、非吐出動作時に、当該温度における最も粘度が高い状態となる。この状態でも液垂れするような場合は、フィラーによる樹脂のコンポジット化が、液垂れを防止するための、有効な手段となり得る。樹脂にフィラー添加して、配合比、あるいは、配合するものの粒度/繊維長分布等をコントロールすることで、溶融時のチキソトロピー性が付与され、非吐出動作時には垂れにくく、吐出動作時には粘性の低い状態となる。 In a resin having a predetermined temperature equal to or higher than Tm, generally, S.Rate = 0, that is, in a non-ejection operation, the viscosity becomes the highest at the temperature. In the case where the liquid drips even in this state, the resin composite using the filler can be an effective means for preventing the liquid dripping. By adding a filler to the resin and controlling the compounding ratio or the particle size / fiber length distribution of the compound, thixotropy at the time of melting is added, it is difficult to sag during non-discharge operation, and the viscosity is low during discharge operation It becomes.
下層温度の上昇に付随して生じやすい造形物の崩れにおいても、フィラメントにフィラーを添加する方法は好適である。フィラーの添加によっても、造形精度を保てない場合は、造形物の側面を規制することが好ましい。 The method of adding a filler to the filament is suitable even in the collapse of a shaped product that tends to occur accompanying an increase in the lower layer temperature. When the modeling accuracy cannot be maintained even by the addition of the filler, it is preferable to regulate the side surface of the modeled object.
<<<実施形態の変形例F>>>
続いて、実施形態の変形例Fについて、上記の実施形態の変形例Eと異なる点を説明する。
<<< Modification F of Embodiment F >>
Subsequently, a difference of the modification example F of the embodiment from the modification example E of the above-described embodiment will be described.
材料構成を偏在させたフィラメントを用いる場合、造形物の外周部に高粘性の樹脂Rhが配置されるように、吐出モジュール10へ導入されるフィラメントの方向を規制することが好ましい。 In the case of using a filament in which the material configuration is unevenly distributed, it is preferable to regulate the direction of the filament introduced into the discharge module 10 so that the highly viscous resin Rh is disposed on the outer periphery of the modeled object.
図23は、フィラメントの方向を規制する処理の一例を示すフロー図である。三次元造形装置1の撮像モジュール101は、吐出モジュール10へ導入されるフィラメントを撮像し、得られた画像データを制御部100へ送信する。 FIG. 23 is a flowchart showing an example of processing for regulating the direction of the filament. The imaging module 101 of the three-dimensional modeling apparatus 1 images the filament introduced into the ejection module 10 and transmits the obtained image data to the control unit 100.
制御部100は、撮像モジュール101によって送信されたフィラメントの画像データを受信する(ステップS21)。制御部100は、受信したフィラメントの画像データを解析して回転量を演算する(ステップS22)。回転量の演算方法としては、特に限定されないが、フィラメントFにおける高粘度の樹脂Rhと低粘度の樹脂Rlとの境界が所定の位置となるように、回転量を決定する方法が例示される。例えば、吐出モジュール10をX軸方向に移動させながらフィラメントを吐出する場合、フィラメントにおける高粘度の樹脂RhをY軸の正負方向に偏在させておくことで、造形物における最外殻に高粘性の樹脂が配置される。このため、制御部100は、樹脂RhがY軸の正負方向に偏在した配置となるように、フィラメントの回転量を決定する。 The control unit 100 receives the filament image data transmitted by the imaging module 101 (step S21). The controller 100 analyzes the received filament image data and calculates the rotation amount (step S22). The calculation method of the rotation amount is not particularly limited, but a method of determining the rotation amount so that the boundary between the high-viscosity resin Rh and the low-viscosity resin Rl in the filament F is a predetermined position is exemplified. For example, when discharging the filament while moving the discharge module 10 in the X-axis direction, the high-viscosity resin Rh in the filament is unevenly distributed in the positive and negative directions of the Y-axis, so that the high-viscosity is applied to the outermost shell in the modeled object. Resin is placed. For this reason, the control part 100 determines the rotation amount of a filament so that it may become the arrangement | positioning by which resin Rh was unevenly distributed in the positive / negative direction of a Y-axis.
制御部100は、決定された回転量に基づいて、フィラメントを回転させるための信号をねじり回転機構102へ送信する。ねじり回転機構102は、信号に基づいてフィラメントを回転させる(ステップS23)。これにより、フィラメントが、所望の方向に規制される。 The control unit 100 transmits a signal for rotating the filament to the torsion rotating mechanism 102 based on the determined rotation amount. The torsion rotating mechanism 102 rotates the filament based on the signal (step S23). Thereby, the filament is regulated in a desired direction.
なお、フィラメントの外側に高粘性の樹脂が配置されると、移送路において、フィラメントの壁部側の流速が極端に遅くなり、高粘性の樹脂が滞留することで、所望の配置でフィラメントを吐出できなくことがある。このため、加熱ブロック25よりも搬送経路下流側の領域、すなわち融点以上の温度が付与される領域においては、移送路の内壁は耐熱性の高いフッ素等により加工されていることが好ましい。移送路に離形層が形成されることで、溶融樹脂と移送路の内壁との摩擦抵抗が下がり、高粘性の樹脂の滞留は起こりにくくなる。 If a highly viscous resin is placed outside the filament, the flow velocity on the wall side of the filament will be extremely slow in the transfer path, and the highly viscous resin will stay, allowing the filament to be discharged in the desired placement. There are things that cannot be done. For this reason, it is preferable that the inner wall of the transfer path is processed with fluorine or the like having high heat resistance in the area downstream of the heating block 25, that is, in the area to which the temperature higher than the melting point is applied. By forming the release layer in the transfer path, the frictional resistance between the molten resin and the inner wall of the transfer path is lowered, and the retention of the highly viscous resin is less likely to occur.
また、制御部100は、ねじり回転機構102から吐出ノズル18までの区間の搬送のタイムラグを考慮して、制御の遅れを防ぐためフィードフォワード制御を行うことが好ましい。例えば、制御部100は、吐出モジュール10の進行方向が曲がるタイミングで、フィラメントの方向が切り替わるように、ねじり回転機構102の駆動を制御する。また、吐出モジュール10を曲線に進行させる場合も、制御部100は、タイムラグ考慮して段階的にねじり回転機構102の駆動を制御する。 Further, it is preferable that the control unit 100 performs feedforward control in order to prevent a control delay in consideration of a conveyance time lag in a section from the torsional rotation mechanism 102 to the discharge nozzle 18. For example, the control unit 100 controls the driving of the torsion rotating mechanism 102 so that the direction of the filament is switched at the timing when the traveling direction of the discharge module 10 is bent. Also, when the discharge module 10 is advanced in a curved line, the control unit 100 controls the driving of the torsion rotating mechanism 102 step by step in consideration of the time lag.
なお、フィラメントが極端にねじられている状態だと、リール4から吐出モジュール10の導入部までの経路で絡まる恐れがある。この絡まりをほどくのはユーザーにとっては非常に煩雑である。このため、リール4から導入部まではガイドチューブが導入されていることが好ましい。ただし、極端にフィラメントがねじられている場合は、ガイドチューブとフィラメントの摩擦抵抗が高まり、正常にフィラメントが導入されないこともある。また、ガイドチューブの継ぎ手等の内径の狭いオリフィス部において、フィラメントが削られる恐れがある。また、フィラーが配合された強化フィラメント等においては、樹脂特有の柔軟性が失われていることも多い。このようなフィラメントに、ねじり負荷がかけられるとフィラメントが折れて、正常な造形が出来ないことがある。 If the filament is extremely twisted, there is a risk of entanglement in the path from the reel 4 to the introduction portion of the discharge module 10. Unwinding this entanglement is very cumbersome for the user. For this reason, it is preferable that a guide tube is introduced from the reel 4 to the introduction portion. However, when the filament is extremely twisted, the friction resistance between the guide tube and the filament is increased, and the filament may not be normally introduced. In addition, the filament may be scraped in an orifice portion with a narrow inner diameter such as a joint of a guide tube. Moreover, in the reinforced filament etc. with which the filler was mix | blended, the softness | flexibility peculiar to resin is often lost. When a torsional load is applied to such a filament, the filament may break and normal shaping may not be possible.
このため、制御部100は、フィラメントの累積ねじり量を、例えば、基準角度から±180°に規制することが好ましい。 For this reason, it is preferable that the control unit 100 regulates the accumulated twist amount of the filament to, for example, ± 180 ° from the reference angle.
また、例えば図20のように、吐出物において樹脂が所望の状態に配置されるように、フィラメントを回転させる機構に代えて、吐出モジュール10の全体を回転可能な機構を用いてもよい。この場合は、熱源16を制御する熱電対17や、熱源16自体の配線、冷却源13の配線、及び、オーバーヒートプロテクター等の複数の配線系も同時に回転することになるため、フィラメントの回転方向よりも配線の観点では煩雑になる。 Further, for example, as shown in FIG. 20, a mechanism capable of rotating the entire discharge module 10 may be used instead of the mechanism for rotating the filament so that the resin is arranged in a desired state in the discharged material. In this case, the thermocouple 17 that controls the heat source 16, the wiring of the heat source 16 itself, the wiring of the cooling source 13, and a plurality of wiring systems such as an overheat protector rotate at the same time. However, it is complicated from the viewpoint of wiring.
<<<実施形態の変形例G>>>
続いて、実施形態の変形例Gについて、上記の実施形態と異なる点を説明する。図24は、一実施形態における造形および表面処理動作を示す模式図である。
<<< Modification G of Embodiment >>>
Next, a different point from the above-described embodiment will be described regarding modification example G of the embodiment. FIG. 24 is a schematic diagram showing modeling and surface treatment operations in one embodiment.
実施形態の変形例Gにおいて、三次元造形装置1は、加熱モジュール20´´を備える。加熱モジュール20´´は、三次元造形物Mを加熱および加圧するホーン30を有する。三次元造形装置1には、超音波振動装置が設けられている。ホーン30は、Z軸駆動モータによって三次元造形物Mにおける積層面の上方から下方へ移動し、積層面に圧力を印加する。これにより、超音波振動装置によって発生させた超音波の振動を、三次元造形物Mに伝達する。三次元造形物Mに超音波の振動が伝達されると、三次元造形物Mにおける上層Lnおよび下層Ln−1が溶着して接合する。三次元造形装置1において、ホーン30の数は、一つに限定されず、適宜選択される。ホーン30が複数設けられる場合、ホーンの形状は、統一されていなくてもよく、異なる形状のホーンが搭載されていてもよい。 In the modification G of the embodiment, the three-dimensional modeling apparatus 1 includes a heating module 20 ″. The heating module 20 ″ has a horn 30 that heats and pressurizes the three-dimensional structure M. The three-dimensional modeling apparatus 1 is provided with an ultrasonic vibration device. The horn 30 is moved from the upper side to the lower side of the laminated surface of the three-dimensional structure M by the Z-axis drive motor, and applies pressure to the laminated surface. Thereby, the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration device is transmitted to the three-dimensional structure M. When ultrasonic vibration is transmitted to the three-dimensional structure M, the upper layer Ln and the lower layer Ln-1 in the three-dimensional structure M are welded and joined. In the three-dimensional modeling apparatus 1, the number of horns 30 is not limited to one, and is appropriately selected. When a plurality of horns 30 are provided, the shape of the horns may not be unified, and horns having different shapes may be mounted.
<<実施形態の主な効果>>
上記実施形態の三次元造形装置1(造形装置の一例)の吐出モジュール10(吐出手段の一例)は、溶融したフィラメント(造形材料の一例)を吐出して、造形材料層を形成する。三次元造形装置1の加熱モジュール20(加熱手段の一例)は、形成された造形材料層を加熱する。吐出モジュール10は、加熱された造形材料層に対し、溶融したフィラメントを吐出することで、造形材料層を積層させて造形する。上記実施形態によると、再溶融し造形材料層(下層)にフィラメントを吐出して造形材料層(上層)を積層させることで、層間の材料が混ざり合うので、造形物における積層方向の強度を向上させることができる。また、上層を積層させる処理により、外形の視認性に影響を与えることなく、造形することができる。
<< Main effects of embodiment >>
The discharge module 10 (an example of a discharge unit) of the three-dimensional modeling apparatus 1 (an example of a modeling apparatus) according to the embodiment discharges a melted filament (an example of a modeling material) to form a modeling material layer. The heating module 20 (an example of a heating unit) of the three-dimensional modeling apparatus 1 heats the formed modeling material layer. The discharge module 10 forms the modeling material layer by stacking the modeling material layer by discharging the melted filament to the heated modeling material layer. According to the above embodiment, the layers are mixed together by remelting and discharging the filament to the modeling material layer (lower layer) to laminate the modeling material layer (upper layer), so the strength in the stacking direction of the modeled object is improved. Can be made. Moreover, it can shape | mold without affecting the visibility of an external shape by the process which laminates | stacks an upper layer.
三次元造形装置1の加熱モジュール20は、造形材料層の所定の領域を選択的に加熱する。これにより、造形物の形状を維持しながら造形することが可能となる。 The heating module 20 of the three-dimensional modeling apparatus 1 selectively heats a predetermined region of the modeling material layer. Thereby, it becomes possible to model while maintaining the shape of the modeled object.
また、サポート部に情報を埋め込んで造形することで、三次元造形物の造形完了後に、サポート部を効率的に除去することが可能となる。 Moreover, it becomes possible to remove a support part efficiently after the modeling of a three-dimensional modeling thing is completed by embedding information in a support part.
三次元造形装置1の回転ステージRS(搬送手段の一例)は、所定位置に対し異なる方向から加熱可能になるよう加熱モジュール20を搬送する。これにより、加熱モジュール20は、吐出モジュール10の移動に追随して、造形材料層を加熱することが可能となる。 The rotation stage RS (an example of a conveyance unit) of the three-dimensional modeling apparatus 1 conveys the heating module 20 so that heating can be performed from different directions with respect to a predetermined position. Thereby, the heating module 20 can follow the movement of the discharge module 10 and heat the modeling material layer.
三次元造形装置1は、加熱モジュール20によって加熱される造形材料層の温度を測定する温度センサ104(測定手段の一例)を備える。加熱モジュール20は、温度センサ104によって測定された温度に基づいて、造形材料層を加熱する。これにより、三次元造形装置1は、層間の接着強度あるいは造形精度などの所望の特性に応じて、適切に造形材料層を再加熱することができる。 The three-dimensional modeling apparatus 1 includes a temperature sensor 104 (an example of a measuring unit) that measures the temperature of the modeling material layer heated by the heating module 20. The heating module 20 heats the modeling material layer based on the temperature measured by the temperature sensor 104. Thereby, the three-dimensional modeling apparatus 1 can appropriately reheat the modeling material layer according to desired characteristics such as adhesion strength between layers or modeling accuracy.
加熱モジュール20は、レーザ光を照射するレーザ光源21(源照射装置の一例)であってもよい。これにより、加熱モジュール20は、造形物に接触することなく、選択的に造形物を加熱することができる。 The heating module 20 may be a laser light source 21 (an example of a source irradiation device) that emits laser light. Thereby, the heating module 20 can selectively heat a modeling thing, without contacting a modeling thing.
加熱モジュール20は、加熱した空気を送風する温風源(送風手段の一例)であってもよい。これにより、加熱モジュール20は、造形物に接触することなく、造形物を選択的に加熱することができる。 The heating module 20 may be a hot air source (an example of a blowing unit) that blows heated air. Thereby, the heating module 20 can selectively heat a modeling thing, without contacting a modeling thing.
加熱モジュール20´は、造形材料層に接触して加熱する加熱プレート28またはタップノズル28´(部材の一例)であってもよい。これにより、加熱モジュール20´は、造形物を選択的に加熱することができる。 The heating module 20 ′ may be a heating plate 28 or a tap nozzle 28 ′ (an example of a member) that contacts and heats the modeling material layer. Thereby, heating module 20 'can selectively heat a molded article.
三次元造形装置1は、複数の加熱モジュール20を備えていてもよい。これにより、吐出モジュール10の走査方向が変わっても、いずれかの加熱モジュール20により造形物を加熱できるようになるので、造形時間が短縮される。 The three-dimensional modeling apparatus 1 may include a plurality of heating modules 20. Thereby, even if the scanning direction of the discharge module 10 changes, the modeling object can be heated by any one of the heating modules 20, so that the modeling time is shortened.
三次元造形装置1の側面冷却部39(冷却手段の一例)は、造形材料により形成される造形物の外周部を冷却する。これにより、三次元造形装置1は、造形物の形状を維持したまま造形することができる。 The side surface cooling unit 39 (an example of a cooling unit) of the three-dimensional modeling apparatus 1 cools the outer peripheral portion of the modeled object formed by the modeling material. Thereby, the three-dimensional modeling apparatus 1 can model while maintaining the shape of the modeled object.
フィラメントには、粘度の異なる複数の材料が配置されている。これにより、吐出モジュール10は、制御部100による制御に基づいて、外周部により粘度の低い材料が配置されるように、フィラメントを吐出することが可能となる。 A plurality of materials having different viscosities are arranged on the filament. Accordingly, the discharge module 10 can discharge the filament based on the control by the control unit 100 so that a material having a lower viscosity is disposed on the outer peripheral portion.
三次元造形装置1のアシスト機構41(支持部材の一例)は、形成された造形材料層を支持する。これにより、形成された造形材料層の形状を維持しながら造形することが可能となる。 The assist mechanism 41 (an example of a support member) of the three-dimensional modeling apparatus 1 supports the formed modeling material layer. Thereby, it becomes possible to model while maintaining the shape of the formed modeling material layer.
1 三次元造形装置
3 造形テーブル
10 吐出モジュール
18 吐出ノズル
20、20´、20´´ 加熱モジュール
21 レーザ光源
28 加熱プレート
28´ タップノズル
37 クリーニングブラシ
38 ダストボックス
39 側面冷却部
41 アシスト機構
100 制御部
112 造形データ解析部
RS 回転ステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 3D modeling apparatus 3 Modeling table 10 Discharge module 18 Discharge nozzle 20, 20 ', 20 "Heating module 21 Laser light source 28 Heating plate 28' Tap nozzle 37 Cleaning brush 38 Dust box 39 Side surface cooling part 41 Assist mechanism 100 Control part 112 Modeling data analysis unit RS rotation stage
Claims (7)
前記造形手段は、前記サポート部の造形に際して、当該サポート部の除去に関連する情報を埋め込んで造形することを特徴とする、造形装置。 Having a modeling means for modeling a three-dimensional structure including the model part and the support part;
The modeling device is characterized by embedding information related to the removal of the support part when modeling the support part.
前記モデル部のオーバーハング部の下部に前記サポート部を造形する、請求項1に記載の造形装置。 The modeling means is
The modeling apparatus according to claim 1, wherein the support unit is modeled at a lower portion of an overhang portion of the model unit.
前記モデル部と前記サポート部との離形性に応じた情報を、前記サポート部に埋め込んで造形する、請求項1または2に記載の造形装置。 The modeling means is
The modeling apparatus according to claim 1, wherein information corresponding to the releasability between the model unit and the support unit is embedded in the support unit for modeling.
前記モデル部の形状に応じて決定される情報を、前記サポート部に埋め込んで造形する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の造形装置。 The modeling means is
The modeling apparatus of any one of Claims 1-3 which embeds the information determined according to the shape of the said model part in the said support part, and models it.
前記モデル部と前記サポート部とが接合する面積に応じて決定される情報を、請求項1〜4のいずれか1項に記載の造形装置。 The modeling means is
The modeling apparatus of any one of Claims 1-4 in which the information determined according to the area which the said model part and the said support part join is Claimed.
前記サポート部を除去する順序を識別する情報を、前記サポート部に埋め込んで造形する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の造形装置。 The modeling means is
The modeling apparatus of any one of Claims 1-5 which embeds the information which identifies the order which removes the said support part in the said support part, and models it.
前記立体モデルのモデル部と、サポート部とを含んで構成される三次元造形物を造形するステップと
を有し、前記造形するステップは、
前記サポート部の造形に際して、前記解析するステップにおける解析結果に基づいて、当該サポート部の除去に関連する情報を埋め込んで造形することを特徴とする、造形方法。
Analyzing the solid model data;
Forming a three-dimensional structure including a model portion of the three-dimensional model and a support portion, and forming the step,
In modeling the support part, based on the analysis result in the analyzing step, information related to the removal of the support part is embedded and modeled.
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