JP2023114606A - Method for molding three-dimensional object and data generator - Google Patents

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Abstract

To suppress deformation of a three-dimensional object due to sagging of layers not supported by a support body on an inclined surface of an overhang-shaped region due to gravity when layers are stacked to form a three-dimensional object.SOLUTION: A method for manufacturing a three-dimensional object O having an overhang-shaped region S whose lower surface in a direction of gravity is an inclined surface F inclined with respect to a horizontal direction includes: a molded body forming step (step S110) in which a molding material MM of the three-dimensional object O are laminated to form a molded body M1 corresponding to the three-dimensional object O; and a support body forming step (step S120) of laminating a support material to form a support body M2 for supporting the modeled body M1. The support body forming step forms: a first support part P1 which is extended along a direction in which the inclined surface F slopes; and a second support part P2 which is extended along the direction in which the inclined surface F slopes and spaced apart from the first support part P1.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、三次元造形物の造形方法及びデータ生成装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of forming a three-dimensional object and a data generating apparatus.

従来から、様々な三次元造形物の造形方法が使用されている。このうち、層を積層して三次元造形物を造形するとともに、三次元造形物の造形体のオーバーハング形状領域を支持体で支持しつつ三次元造形物を造形する三次元造形物の造形方法がある。例えば、特許文献１には、オーバーハング形状領域の下部に複数の支持体を形成して三次元造形物を造形する方法が開示されている。 Conventionally, various methods for forming three-dimensional objects have been used. Among these methods, a method of forming a three-dimensional structure in which layers are laminated to form a three-dimensional structure, and the three-dimensional structure is formed while supporting an overhang-shaped region of the three-dimensional structure with a support. There is For example, Patent Literature 1 discloses a method of forming a three-dimensional structure by forming a plurality of supports under an overhang shaped region.

特開２０１６－１０７６３８号公報JP 2016-107638 A

オーバーハング形状領域を有する三次元造形物を造形する場合のうち、重力方向における下側の面が水平方向に対して傾斜する傾斜面となっているオーバーハング形状領域を有する三次元造形物を造形する場合がある。このような傾斜面を有する三次元造形物を造形する場合、支持体の形状によっては、傾斜面における各層を支持体が支持していない状態となる場合がある。傾斜面における各層を支持体が支持していない状態においては、支持体によって支持されていない層が重力により垂れ下がり、三次元造形物の変形などを生じる虞がある。ただし、傾斜面の下部全体に支持体を形成すると支持材料の使用量が多くなるうえ、支持体を造形体から取り外す際に傾斜面が変形する虞がある。 When creating a three-dimensional model having an overhang shape area, create a three-dimensional model that has an overhang shape area in which the lower surface in the direction of gravity is an inclined surface that inclines with respect to the horizontal direction. sometimes. When forming a three-dimensional model having such an inclined surface, depending on the shape of the support, the support may not support each layer on the inclined surface. In a state in which each layer on the inclined surface is not supported by the support, the layers not supported by the support hang down due to gravity, which may cause deformation of the three-dimensional model. However, if the support is formed on the entire lower portion of the inclined surface, the amount of support material used is increased, and the inclined surface may be deformed when the support is removed from the modeled body.

上記課題を解決するための本発明の三次元造形物の造形方法は、重力方向における下側の面が水平方向に対して傾斜する傾斜面となっているオーバーハング形状領域を有する三次元造形物を造形する三次元造形物の造形方法であって、前記三次元造形物の造形材料を積層して前記三次元造形物に対応する造形体を形成する造形体形成工程と、支持材料を積層して前記造形体を支持する支持体を形成する支持体形成工程と、を有し、前記支持体形成工程は、前記傾斜面が傾斜する方向に沿って延設される第１支持部と、前記傾斜面が傾斜する方向に沿って延設されるとともに前記第１支持部と間隔を空けて形成される第２支持部と、を形成することを特徴とする。 A method for forming a three-dimensional structure according to the present invention for solving the above-described problems is a three-dimensional structure having an overhang-shaped region in which the lower surface in the direction of gravity is an inclined surface that is inclined with respect to the horizontal direction. A method for forming a three-dimensional structure, comprising: forming a model body corresponding to the three-dimensional model by layering building materials for the three-dimensional model; a support body forming step of forming a support body for supporting the modeled body by using a first support portion extending along the direction in which the inclined surface is inclined; A second support portion extending along the direction in which the inclined surface inclines and being spaced apart from the first support portion is formed.

また、上記課題を解決するための本発明のデータ生成装置は、層を積層して三次元造形物を造形するためのデータを生成するデータ生成装置であって、前記三次元造形物の形状データを取得する取得部と、前記形状データに基づいて、各層に対応して、前記三次元造形物に対応する造形体を形成するための造形データと、前記造形体を支持する支持体を形成するための支持体データと、を生成するデータ生成部と、重力方向における下側の面が水平方向に対して傾斜する傾斜面となっているオーバーハング形状領域を前記造形体が有するか否かを判断する判断部と、を備え、前記データ生成部は、前記オーバーハング形状領域を前記造形体が有すると判断した場合、前記傾斜面が傾斜する方向に沿って延設される第１支持部に対応する第１支持部データと、前記傾斜面が傾斜する方向に沿って延設されるとともに前記第１支持部と間隔を空けて形成される第２支持部に対応する第２支持部データと、を前記支持体データに含ませることを特徴とする。 Further, a data generation device of the present invention for solving the above problems is a data generation device for generating data for forming a three-dimensional structure by stacking layers, wherein shape data of the three-dimensional structure forming data for forming a modeled body corresponding to the three-dimensional modeled object corresponding to each layer based on the shape data; and a support for supporting the modeled body. and a data generation unit that generates support data for the model, and determines whether or not the model has an overhang shape region in which the lower surface in the direction of gravity is an inclined surface that is inclined with respect to the horizontal direction. a determination unit that determines, when the data generation unit determines that the modeled body has the overhang-shaped region, the first support portion extending along the direction in which the inclined surface inclines Corresponding first support portion data, and second support portion data corresponding to a second support portion extending along the direction in which the inclined surface inclines and being spaced apart from the first support portion. are included in the support data.

本発明の一実施例に係る三次元造形装置の概略構成を示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a 3D modeling apparatus according to an embodiment of the present invention; 図１の三次元造形装置のフラットスクリューの下面側の概略構成を示す斜視図。A perspective view showing a schematic configuration of a lower surface side of a flat screw of the three-dimensional modeling apparatus of FIG. 図１の三次元造形装置のバレルの上面側を示す概略平面図。FIG. 2 is a schematic plan view showing the upper surface side of the barrel of the three-dimensional modeling apparatus of FIG. 1; 図１の三次元造形装置を用いて三次元造形物が造形されていく様子を模式的に示す概略図。FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing how a three-dimensional modeled object is modeled using the three-dimensional modeler of FIG. 1; 図１の三次元造形装置を用いて行う三次元造形物の造形方法の一例のフローチャート。A flow chart of an example of a method for forming a three-dimensional object using the three-dimensional forming apparatus of FIG. 1 . オーバーハング形状領域を有する三次元造形物の一例を表す概略図。Schematic diagram showing an example of a three-dimensional structure having an overhang shaped area. 本発明の実施例１の三次元造形物の造形方法により図６の三次元造形物を造形する際の支持体の配置例を表す概略斜視断面図。FIG. 7 is a schematic perspective cross-sectional view showing an arrangement example of a support when the three-dimensional structure of FIG. 6 is formed by the method of forming a three-dimensional structure according to Example 1 of the present invention; 本発明の実施例１の三次元造形物の造形方法により図６の三次元造形物を造形する際の支持体の配置例を表す概略平面透視図。FIG. 7 is a schematic perspective plan view showing an arrangement example of a support when the three-dimensional structure shown in FIG. 6 is formed by the method for forming a three-dimensional structure according to Example 1 of the present invention. 本発明の実施例２の三次元造形物の造形方法により図６の三次元造形物を造形する際の支持体の配置例を表す概略平面透視図。FIG. 7 is a schematic perspective plan view showing an arrangement example of a support when the three-dimensional structure of FIG. 6 is formed by the method of forming a three-dimensional structure according to Example 2 of the present invention. 本発明の実施例３の三次元造形物の造形方法により図６の三次元造形物を造形する際の支持体の配置例を表す概略平面透視図。FIG. 7 is a schematic perspective plan view showing an arrangement example of a support when the three-dimensional structure of FIG. 6 is formed by the method of forming a three-dimensional structure according to Example 3 of the present invention. 参考例の三次元造形物の造形方法により図６の三次元造形物を造形する際の支持体の配置例を表す概略斜視断面図。FIG. 7 is a schematic perspective cross-sectional view showing an arrangement example of a support when the three-dimensional structure shown in FIG. 6 is formed by the three-dimensional structure forming method of the reference example. 参考例の三次元造形物の造形方法により図６の三次元造形物を造形する際の支持体の配置例を表す概略平面透視図。FIG. 7 is a schematic perspective plan view showing an arrangement example of a support when the three-dimensional structure shown in FIG. 6 is formed by the three-dimensional structure forming method of the reference example.

最初に、本発明について概略的に説明する。
上記課題を解決するための本発明の第１の態様の三次元造形物の造形方法は、重力方向における下側の面が水平方向に対して傾斜する傾斜面となっているオーバーハング形状領域を有する三次元造形物を造形する三次元造形物の造形方法であって、前記三次元造形物の造形材料を積層して前記三次元造形物に対応する造形体を形成する造形体形成工程と、支持材料を積層して前記造形体を支持する支持体を形成する支持体形成工程と、を有し、前記支持体形成工程は、前記傾斜面が傾斜する方向に沿って延設される第１支持部と、前記傾斜面が傾斜する方向に沿って延設されるとともに前記第１支持部と間隔を空けて形成される第２支持部と、を形成することを特徴とする。 First, the present invention will be generally described.
A method for forming a three-dimensional structure according to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is to provide an overhang-shaped region in which the lower surface in the direction of gravity is an inclined surface that is inclined with respect to the horizontal direction. A method of forming a three-dimensional structure for forming a three-dimensional structure comprising: a structure forming step of forming a structure corresponding to the three-dimensional structure by layering building materials for the structure; a supporting body forming step of laminating a supporting material to form a supporting body for supporting the modeled body, wherein the supporting body forming step includes a first support body extending along a direction in which the inclined surface is inclined; A supporting portion and a second supporting portion extending along the direction in which the inclined surface inclines and being spaced apart from the first supporting portion are formed.

本態様によれば、支持体形成工程は、傾斜面が傾斜する方向に沿って延設される第１支持部及び第２支持部を形成する。すなわち、第１支持部及び第２支持部は傾斜面に沿って延設されるので、傾斜面を構成する各層を支持することができる。したがって、支持体によって支持されていない層が重力により垂れ下がり三次元造形物が変形することを抑制することができる。また、第２支持部は第１支持部と間隔を空けて形成されるので、支持材料の使用量を抑制できるとともに、傾斜面と支持体との接触面積を減らすことができ、支持体を造形体から取り外す際に、傾斜面が変形することも抑制することができる。 According to this aspect, the support formation step forms the first support and the second support extending along the direction in which the inclined surface is inclined. That is, since the first support part and the second support part extend along the inclined surface, each layer constituting the inclined surface can be supported. Therefore, it is possible to suppress the deformation of the three-dimensional structure due to the layers not supported by the support hanging down due to gravity. In addition, since the second support part is formed with a gap from the first support part, the amount of support material used can be reduced, and the contact area between the inclined surface and the support can be reduced, and the support can be shaped. It is also possible to suppress deformation of the inclined surface when removing from the body.

本発明の第２の態様の三次元造形物の造形方法は、前記第１の態様において、前記支持体形成工程は、重力方向から見た前記オーバーハング形状領域の端部を支持する端部支持部を形成することを特徴とする。 A method for forming a three-dimensional structure according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, in the step of forming a support, end support for supporting an end of the overhang shape region viewed from the direction of gravity is performed. It is characterized by forming a part.

重力方向から見たオーバーハング形状領域の端部は特に重力の影響により層が垂れ下がりやすいが、本態様によれば、支持体形成工程は、オーバーハング形状領域の端部を支持する端部支持部を形成する。このため、変形しやすいオーバーハング形状領域の端部においても、好適に層が重力により垂れ下がることを抑制することができる。 The layer tends to sag particularly at the ends of the overhang-shaped region when viewed in the direction of gravity, but according to this aspect, the support forming step includes forming the end support portion that supports the end of the overhang-shaped region. to form Therefore, even at the end of the overhang-shaped region, which is easily deformed, the layer can be prevented from sagging due to gravity.

本発明の第３の態様のデータ生成装置は、層を積層して三次元造形物を造形するためのデータを生成するデータ生成装置であって、前記三次元造形物の形状データを取得する取得部と、前記形状データに基づいて、各層に対応して、前記三次元造形物に対応する造形体を形成するための造形データと、前記造形体を支持する支持体を形成するための支持体データと、を生成するデータ生成部と、重力方向における下側の面が水平方向に対して傾斜する傾斜面となっているオーバーハング形状領域を前記造形体が有するか否かを判断する判断部と、を備え、前記データ生成部は、前記オーバーハング形状領域を前記造形体が有すると判断した場合、前記傾斜面が傾斜する方向に沿って延設される第１支持部に対応する第１支持部データと、前記傾斜面が傾斜する方向に沿って延設されるとともに前記第１支持部と間隔を空けて形成される第２支持部に対応する第２支持部データと、を前記支持体データに含ませることを特徴とする。 A data generation device according to a third aspect of the present invention is a data generation device that generates data for forming a three-dimensional structure by stacking layers, and obtains shape data of the three-dimensional structure. part, modeling data for forming a modeled body corresponding to the three-dimensional modeled object corresponding to each layer based on the shape data, and a support for forming a support for supporting the modeled body a data generation unit that generates data; and a determination unit that determines whether or not the modeled body has an overhang-shaped region in which the lower surface in the direction of gravity is an inclined surface that is inclined with respect to the horizontal direction. and, when the data generation unit determines that the modeled body has the overhang shape region, the first The supporting part data and the second supporting part data corresponding to the second supporting part extending along the direction in which the inclined surface inclines and being spaced from the first supporting part. It is characterized by being included in body data.

本態様によれば、データ生成部が第１支持部データ及び第２支持部データを支持体データに含ませることで、傾斜面が傾斜する方向に沿って延設される第１支持部及び第２支持部を形成することができる。第１支持部及び第２支持部は傾斜面に沿って延設されるので、傾斜面を構成する各層を支持することができる。したがって、支持体によって支持されていない層が重力により垂れ下がり三次元造形物が変形することを抑制することができる。また、第２支持部は第１支持部と間隔を空けて形成されるので、支持材料の使用量を抑制できるとともに、傾斜面と支持体との接触面積を減らすことができ、支持体を造形体から取り外す際に、傾斜面が変形することも抑制することができる。 According to this aspect, the data generation unit includes the first support part data and the second support part data in the support data, so that the first support part and the second support part extending along the direction in which the inclined surface inclines. Two supports can be formed. Since the first support part and the second support part extend along the inclined surface, each layer constituting the inclined surface can be supported. Therefore, it is possible to suppress the deformation of the three-dimensional structure due to the layers not supported by the support hanging down due to gravity. In addition, since the second support part is formed with a gap from the first support part, the amount of support material used can be reduced, and the contact area between the inclined surface and the support can be reduced, and the support can be shaped. It is also possible to suppress deformation of the inclined surface when removing from the body.

本発明の第４の態様のデータ生成装置は、前記第３の態様において、前記データ生成部は、重力方向から見た前記オーバーハング形状領域の端部を支持する端部支持部に対応する端部支持部データを前記支持体データに含ませることを特徴とする。 A data generating device according to a fourth aspect of the present invention is the third aspect, wherein the data generating section includes an end corresponding to an end supporting section that supports an end of the overhang-shaped region viewed from the direction of gravity. The support data is included in the support data.

本態様によれば、データ生成部は、重力方向から見たオーバーハング形状領域の端部を支持する端部支持部に対応する端部支持部データを支持体データに含ませる。このため、変形しやすいオーバーハング形状領域の端部においても、好適に層が重力により垂れ下がることを抑制することができる。 According to this aspect, the data generation unit causes the support data to include the end support data corresponding to the end support that supports the end of the overhang shape region viewed from the direction of gravity. Therefore, even at the end of the overhang-shaped region, which is easily deformed, the layer can be prevented from sagging due to gravity.

本発明の第５の態様のデータ生成装置は、前記第３の態様において、前記判断部は、前記第１支持部データ及び前記第２支持部データの少なくとも一方が重力方向から見た前記オーバーハング形状領域の端部を支持する端部支持部に対応する端部支持部データに該当するか否かを判断し、前記データ生成部は、前記判断部が前記第１支持部データ及び前記第２支持部データのいずれも前記端部支持部データに該当しないと判断した場合、前記端部支持部データに対応する第３支持部データを生成することを特徴とする。 A data generation device according to a fifth aspect of the present invention is the third aspect, wherein the determination unit determines whether at least one of the first support data and the second support data is the overhang when viewed from the direction of gravity. The data generation unit determines whether or not the determination unit corresponds to the end support data corresponding to the end support that supports the end of the shape region, When it is determined that none of the supporting portion data correspond to the end supporting portion data, third supporting portion data corresponding to the end supporting portion data is generated.

本態様によれば、データ生成部は、判断部が第１支持部データ及び第２支持部データのいずれも端部支持部データに該当しないと判断した場合、端部支持部データに対応する第３支持部データを生成する。このため、元の支持体データに端部支持部データに該当するデータがない場合であっても、端部支持部データに対応する第３支持部データを生成するので、変形しやすいオーバーハング形状領域の端部においても、好適に層が重力により垂れ下がることを抑制することができる。 According to this aspect, when the determining unit determines that neither the first supporting portion data nor the second supporting portion data correspond to the end supporting portion data, the data generating portion generates the second supporting portion data corresponding to the end supporting portion data. 3 Generate support data. Therefore, even if there is no data corresponding to the end support data in the original support data, the third support data corresponding to the end support data is generated. Even at the edge of the region, it is possible to suitably prevent the layer from sagging due to gravity.

＜三次元造形装置＞
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。最初に、本発明の三次元造形物の造形方法を実行可能な三次元造形装置１００の全体構成について図１から図４を参照して説明する。ただし、本発明の三次元造形物の造形方法を実行可能な三次元造形装置は本実施例の構成に限定されない。例えば、ＦＤＭ（Ｆｕｓｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）方式を採用する三次元造形装置などを用いることができる。なお、以下の図はいずれも概略図であり、一部構成部材を省略または簡略化して表している。また、各図中のＸ軸方向は水平方向であり、Ｙ軸方向は水平方向であるとともにＸ軸方向と直交する方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。 <Three-dimensional modeling device>
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the overall configuration of a three-dimensional modeling apparatus 100 capable of executing the three-dimensional modeling method of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. However, the three-dimensional modeling apparatus capable of executing the three-dimensional modeling method of the present invention is not limited to the configuration of this embodiment. For example, a three-dimensional modeling apparatus that employs FDM (Fused Deposition Modeling) can be used. All of the following figures are schematic diagrams, and some constituent members are omitted or simplified. In each drawing, the X-axis direction is the horizontal direction, the Y-axis direction is the horizontal direction and is perpendicular to the X-axis direction, and the Z-axis direction is the vertical direction.

三次元造形装置１００は、三次元造形装置１００を制御する制御部１０１と、三次元造形物の基台となる造形用のステージ２１０と、ステージ２１０上に造形材料を供給する供給手段１１０と、ステージ２１０と供給手段１１０とを相対的に移動させる移動手段２３０と、を備えている。制御部１０１は、詳細は後述するデータ生成装置としてのＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）３００と電気的に接続されている。なお、本実施例の三次元造形装置１００は、備えていないが、ステージ２１０上に造形される三次元造形物を支持する支持層形成用材料を供給する供給手段を備えていてもよい。 The three-dimensional modeling apparatus 100 includes a control unit 101 that controls the three-dimensional modeling apparatus 100, a modeling stage 210 that serves as a base for a three-dimensional model, a supply means 110 that supplies modeling material onto the stage 210, and a moving means 230 for relatively moving the stage 210 and the supply means 110 . The control unit 101 is electrically connected to a PC (Personal Computer) 300 as a data generation device, which will be detailed later. Although the three-dimensional modeling apparatus 100 of this embodiment does not have such supply means, it may comprise a supply means for supplying a support layer forming material for supporting the three-dimensional modeled object to be modeled on the stage 210 .

供給手段１１０は、制御部１０１の制御下において、固体状態の材料を溶融させてペースト状にした造形材料をステージ２１０上に吐出する。供給手段１１０は、ステージ２１０上に造形材料を供給する供給手段であって、造形材料に転化される前の原材料ＭＲの供給源である材料供給部２０と、原材料ＭＲを造形材料へと転化させる造形材料生成部３０と、造形材料を吐出する吐出部６０と、を備える。 Under the control of the control unit 101 , the supply means 110 melts a solid-state material and discharges a paste-like modeling material onto the stage 210 . The supply means 110 is supply means for supplying the modeling material onto the stage 210, and includes a material supply section 20 as a supply source of the raw material MR before being converted into the modeling material, and a material supply section 20 that converts the raw material MR into the modeling material. It includes a modeling material generating section 30 and a dispensing section 60 that dispenses the modeling material.

材料供給部２０は、造形材料生成部３０に、造形材料を生成するための原材料ＭＲを供給する。材料供給部２０は、例えば、原材料ＭＲを収容するホッパーによって構成される。材料供給部２０は、下方に排出口を有している。当該排出口は、連通路２２を介して、造形材料生成部３０に接続されている。原材料ＭＲは、ペレットや粉末等の形態で材料供給部２０に投入される。本実施形態では、ペレット状のＡＢＳ樹脂の材料が用いられる。ただし、原材料ＭＲに特に限定は無い。 The material supply unit 20 supplies the building material generation unit 30 with the raw material MR for generating the building material. The material supply unit 20 is configured by, for example, a hopper that stores the raw material MR. The material supply unit 20 has a discharge port at the bottom. The discharge port is connected to the modeling material generation section 30 via the communication path 22 . The raw material MR is put into the material supply section 20 in the form of pellets, powder, or the like. In this embodiment, a pellet-shaped ABS resin material is used. However, the raw material MR is not particularly limited.

造形材料生成部３０は、材料供給部２０から供給された原材料ＭＲを溶融させて流動性を発現させたペースト状の造形材料を生成し、吐出部６０へと導く。造形材料生成部３０は、スクリューケース３１と、モーター３２と、フラットスクリュー４０と、バレル５０と、を有する。 The modeling material generating section 30 melts the raw material MR supplied from the material supplying section 20 to generate a fluid pasty modeling material, and guides it to the discharging section 60 . The modeling material generation unit 30 has a screw case 31 , a motor 32 , a flat screw 40 and a barrel 50 .

図２は、フラットスクリュー４０の下面４８側の概略構成を示す斜視図である。図２に示したフラットスクリュー４０は、技術の理解を容易にするため、図１に示した上面４７と下面４８との位置関係を、鉛直方向において逆向きとした状態で示されている。図３は、バレル５０の上面であるスクリュー対向面５２側を示す概略平面図である。フラットスクリュー４０は、その中心軸に沿った方向である軸線方向における高さが直径よりも小さい略円柱状を有する。フラットスクリュー４０は、その回転中心となる回転軸ＲＸがＺ軸方向に平行になるように配置される。 FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the lower surface 48 side of the flat screw 40. As shown in FIG. The flat screw 40 shown in FIG. 2 is shown in a state in which the positional relationship between the upper surface 47 and the lower surface 48 shown in FIG. 1 is reversed in the vertical direction for easy understanding of the technology. FIG. 3 is a schematic plan view showing the side of the screw facing surface 52, which is the upper surface of the barrel 50. As shown in FIG. The flat screw 40 has a substantially cylindrical shape whose height in the axial direction, which is the direction along its central axis, is smaller than its diameter. The flat screw 40 is arranged so that the rotation axis RX, which is the center of rotation, is parallel to the Z-axis direction.

フラットスクリュー４０は、スクリューケース３１内に収納されている。フラットスクリュー４０の上面４７側はモーター３２に連結されており、フラットスクリュー４０は、モーター３２が発生させる回転駆動力によって、スクリューケース３１内で回転する。モーター３２は、制御部１０１の制御下において駆動する。 The flat screw 40 is housed inside the screw case 31 . The upper surface 47 side of the flat screw 40 is connected to the motor 32 , and the flat screw 40 is rotated within the screw case 31 by the rotational driving force generated by the motor 32 . The motor 32 is driven under control of the controller 101 .

フラットスクリュー４０の、回転軸ＲＸと交差する面である下面４８には、溝部４２が形成されている。上述した材料供給部２０の連通路２２は、フラットスクリュー４０の側面から、当該溝部４２に連通する。図２に示すように、本実施形態では、溝部４２は、凸状部４３によって隔てられて３本分形成されている。なお、溝部４２の数は、３本に限られず、１本でもよいし、２本以上であってもよい。 A groove portion 42 is formed in a lower surface 48 of the flat screw 40 that intersects with the rotation axis RX. The communication passage 22 of the material supply section 20 described above communicates with the groove section 42 from the side surface of the flat screw 40 . As shown in FIG. 2 , in this embodiment, three grooves 42 are formed separated by convex portions 43 . The number of grooves 42 is not limited to three, and may be one or two or more.

フラットスクリュー４０の下面４８はバレル５０のスクリュー対向面５２に面しており、フラットスクリュー４０の下面４８の溝部４２とバレル５０のスクリュー対向面５２との間には空間が形成される。供給手段１１０は、フラットスクリュー４０とバレル５０との間のこの空間に、材料供給部２０から材料流入口４４へと原材料ＭＲを供給する。 The lower surface 48 of the flat screw 40 faces the screw facing surface 52 of the barrel 50 , and a space is formed between the groove 42 of the lower surface 48 of the flat screw 40 and the screw facing surface 52 of the barrel 50 . The supply means 110 supplies the raw material MR from the material supply section 20 to the material inlet 44 into this space between the flat screw 40 and the barrel 50 .

バレル５０には、回転しているフラットスクリュー４０の溝部４２内に供給された原材料ＭＲを加熱するためのヒーター５８が埋め込まれている。ただし、バレル５０以外の場所にヒーター５８を備えていてもよい。図３に示すように、スクリュー対向面５２には、連通孔５６に接続され、連通孔５６から外周に向かって渦状に延びている複数の案内溝５４が形成されている。ただし、案内溝５４を有さない構成としてもよい。フラットスクリュー４０の溝部４２内に供給された原材料ＭＲは、溝部４２内において溶融されながら、フラットスクリュー４０の回転によって溝部４２に沿って流動し、造形材料としてフラットスクリュー４０の中央部４６へと導かれる。中央部４６に流入した流動性を発現しているペースト状の造形材料は、図３に示したバレル５０の中心に設けられた連通孔５６を介して吐出部６０に供給される。なお、造形材料では、造形材料を構成する全ての種類の物質が溶融していなくてもよい。造形材料は、造形材料を構成する物質のうちの少なくとも一部の種類の物質が溶融することによって、全体として流動性を有する状態に転化されていればよい。 A heater 58 is embedded in the barrel 50 for heating the raw material MR fed into the groove 42 of the rotating flat screw 40 . However, the heater 58 may be provided at a location other than the barrel 50. As shown in FIG. 3, the screw facing surface 52 is formed with a plurality of guide grooves 54 that are connected to the communication hole 56 and spirally extend from the communication hole 56 toward the outer periphery. However, a configuration without the guide groove 54 may be employed. The raw material MR supplied into the groove portion 42 of the flat screw 40 is melted in the groove portion 42, flows along the groove portion 42 due to the rotation of the flat screw 40, and is guided to the central portion 46 of the flat screw 40 as a modeling material. be killed. The fluid paste-like modeling material that has flowed into the central portion 46 is supplied to the discharge portion 60 through the communication hole 56 provided at the center of the barrel 50 shown in FIG. In addition, in the modeling material, all kinds of substances that constitute the modeling material do not have to be melted. The modeling material may be converted into a fluid state as a whole by melting at least a part of the substances constituting the modeling material.

吐出部６０は、造形材料を吐出するノズル６１と、フラットスクリュー４０とノズル６１との間に設けられた造形材料の流路６５と、を有する。ノズル６１は、流路６５を通じて、バレル５０の連通孔５６に接続されている。なお、バレル５０も吐出部６０の構成部材であるとみなすことができる。ノズル６１は、造形材料生成部３０において生成された造形材料を、先端の吐出口６２からステージ２１０に向かって吐出する。 The discharge part 60 has a nozzle 61 for discharging the modeling material, and a flow path 65 for the modeling material provided between the flat screw 40 and the nozzle 61 . The nozzle 61 is connected to the communication hole 56 of the barrel 50 through the channel 65 . Note that the barrel 50 can also be regarded as a constituent member of the discharge section 60 . The nozzle 61 ejects the modeling material generated in the modeling material generating section 30 from the ejection port 62 at the tip toward the stage 210 .

ステージ２１０は、ノズル６１の吐出口６２に対向する位置に配置されている。本実施形態では、ノズル６１の吐出口６２に対向するステージ２１０の面２１１は、水平方向に配置される。三次元造形装置１００は、造形処理において、吐出部６０からステージ２１０の面２１１に向けて造形材料を吐出させて造形材料の層を積層することによって三次元造形物を造形する。 The stage 210 is arranged at a position facing the ejection port 62 of the nozzle 61 . In this embodiment, the surface 211 of the stage 210 facing the ejection port 62 of the nozzle 61 is arranged horizontally. In the modeling process, the three-dimensional modeling apparatus 100 ejects the modeling material from the ejection section 60 toward the surface 211 of the stage 210 and laminates the layers of the modeling material to model a three-dimensional modeled object.

移動手段２３０は、ステージ２１０と供給手段１１０との相対位置を変化させる。本実施形態では、供給手段１１０の吐出部６０に形成されたノズル６１の位置が固定されており、移動手段２３０は、ステージ２１０を移動させる。移動手段２３０は、３つのモーターＭの駆動力によって、ステージ２１０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３つの軸方向に移動させる３軸ポジショナーによって構成される。移動手段２３０は、制御部１０１の制御下において、ノズル６１とステージ２１０との相対的な位置関係を変更する。本明細書において、特に断らない限り、ノズル６１の移動とは、ノズル６１をステージ２１０に対して相対的に移動させることを意味する。 The moving means 230 changes the relative positions of the stage 210 and the supplying means 110 . In this embodiment, the position of the nozzle 61 formed in the discharge section 60 of the supply means 110 is fixed, and the moving means 230 moves the stage 210 . The moving means 230 is composed of a three-axis positioner that moves the stage 210 in three axial directions of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction by the driving force of the three motors M. The moving means 230 changes the relative positional relationship between the nozzle 61 and the stage 210 under the control of the control section 101 . In this specification, moving the nozzle 61 means moving the nozzle 61 relative to the stage 210 unless otherwise specified.

なお、移動手段２３０によってステージ２１０を移動させる構成の代わりに、ステージ２１０の位置が固定された状態で、移動手段２３０がステージ２１０に対してノズル６１を移動させる構成が採用されてもよい。また、移動手段２３０によってステージ２１０をＺ軸方向に移動させ、ノズル６１をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる構成や、移動手段２３０によってステージ２１０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させ、ノズル６１をＺ軸方向に移動させる構成が採用されてもよい。これらの構成であっても、ノズル６１とステージ２１０との相対的な位置関係が変更可能である。 Instead of moving the stage 210 by the moving means 230, a configuration may be adopted in which the moving means 230 moves the nozzle 61 with respect to the stage 210 while the position of the stage 210 is fixed. The stage 210 is moved in the Z-axis direction by the moving means 230, and the nozzle 61 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction. A configuration in which the nozzle 61 is moved in the Z-axis direction may be employed. Even with these configurations, the relative positional relationship between the nozzle 61 and the stage 210 can be changed.

制御部１０１は、三次元造形装置１００全体の動作を制御する制御装置である。制御部１０１は、１つ、または、複数のプロセッサーと、主記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースとを備えるコンピューターによって構成される。制御部１０１は、主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令をプロセッサーが実行することによって、種々の機能を発揮する。制御部１０１は、コンピューターによって構成される代わりに、各機能の少なくとも一部を実現するための複数の回路を組み合わせた構成により実現されてもよい。 The control unit 101 is a control device that controls the operation of the three-dimensional modeling apparatus 100 as a whole. The control unit 101 is configured by a computer including one or more processors, a main storage device, and an input/output interface for inputting/outputting signals with the outside. The control unit 101 exhibits various functions as a result of the processor executing programs and instructions read into the main storage device. Control unit 101 may be realized by a configuration in which a plurality of circuits for realizing at least part of each function are combined instead of being configured by a computer.

図４は、三次元造形装置１００において三次元造形物が造形されていく様子を模式的に示す概略図である。三次元造形装置１００では、上述したように、造形材料生成部３０において、回転しているフラットスクリュー４０の溝部４２に供給された固体状態の原材料ＭＲが溶融されて造形材料ＭＭが生成される。制御部１０１は、ステージ２１０の面２１１とノズル６１との距離を保持したまま、ステージ２１０の面２１１に沿った方向に、ステージ２１０に対するノズル６１の位置を変えながら、ノズル６１から造形材料ＭＭを吐出させる。ノズル６１から吐出された造形材料ＭＭは、ノズル６１の移動方向に連続して堆積されていく。こうしたノズル６１による走査によって、ノズル６１の走査経路に沿って線状に延びる造形部位である線状部位ＬＰが造形される。 FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing how a three-dimensional modeled object is modeled by the three-dimensional modeler 100. As shown in FIG. In the three-dimensional modeling apparatus 100, as described above, the solid-state raw material MR supplied to the groove 42 of the rotating flat screw 40 is melted in the modeling material generation unit 30 to generate the modeling material MM. While maintaining the distance between the surface 211 of the stage 210 and the nozzle 61 , the control unit 101 dispenses the modeling material MM from the nozzle 61 while changing the position of the nozzle 61 with respect to the stage 210 in the direction along the surface 211 of the stage 210 . Let it spit out. The modeling material MM ejected from the nozzle 61 is continuously deposited in the moving direction of the nozzle 61 . By such scanning by the nozzle 61, a linear portion LP, which is a forming portion linearly extending along the scanning path of the nozzle 61, is formed.

制御部１０１は、上記のノズル６１による走査を繰り返して層ＭＬを形成する。制御部１０１は、１つの層ＭＬを形成した後、ステージ２１０に対するノズル６１の位置を、Ｚ軸方向に移動させる。そして、これまでに形成された層ＭＬの上に、さらに層ＭＬを積み重ねて積層することによって三次元造形物を造形していく。 The control unit 101 repeats the scanning by the nozzle 61 to form the layer ML. After forming one layer ML, the control unit 101 moves the position of the nozzle 61 with respect to the stage 210 in the Z-axis direction. Then, a three-dimensional modeled object is formed by further stacking layers ML on the layers ML that have been formed so far.

このように、本実施例の三次元造形装置１００は、層ＭＬとしての三次元造形物の造形層を積層することによって三次元造形物を造形することが可能な構成となっているが、水平方向において突出する領域であるオーバーハング形状領域を有する三次元造形物を造形する際、オーバーハング形状領域を下側から支える支持層を形成することが可能である。なお、本実施例の三次元造形装置１００においては、支持層を三次元造形物の造形体を構成する造形層と同じ造形材料ＭＭで形成することが可能な構成となっている。すなわち、三次元造形物の造形体の造形層を形成する供給手段１１０が、支持層を形成する供給手段の役割を兼ねている。ただし、このような構成に限定されない。造形層を形成する供給手段１１０と支持層を形成する供給手段とを別々に備えていてもよい。この場合、支持層を形成するための支持材料は、造形材料ＭＭと異なる種類のものを使用することも可能である。 As described above, the three-dimensional modeling apparatus 100 of the present embodiment is configured to be able to model a three-dimensional model by stacking modeling layers of the three-dimensional model as layers ML. When forming a three-dimensional structure having an overhang region that is a region that protrudes in a direction, it is possible to form a support layer that supports the overhang region from below. Note that the three-dimensional modeling apparatus 100 of the present embodiment is configured such that the support layer can be formed of the same modeling material MM as the modeling layer forming the modeled body of the three-dimensional modeled object. That is, the supply means 110 for forming the modeled layer of the modeled body of the three-dimensional modeled object also serves as the supply means for forming the support layer. However, it is not limited to such a configuration. The supply means 110 for forming the modeling layer and the supply means for forming the support layer may be provided separately. In this case, the support material for forming the support layer may be of a different type from the modeling material MM.

＜データ生成装置＞
次に、データ生成装置としてのＰＣ３００について図１を参照して説明する。ＰＣ３００は、層ＭＬを積層して三次元造形物を造形するためのデータを生成するデータ生成装置であって、１つ、または、複数のプロセッサー３０１と、ハードディスクやＲＡＭなどの記憶部３０２と、キーボードやマウスや各種ケーブルや外部記憶装置など外部との信号の入出力を行う入出力インターフェース３０３と、モニター３０４と、を備えている。ここで、入出力インターフェース３０３は、三次元造形物の形状データを取得する取得部としての役割をしている。また、プロセッサー３０１は、三次元造形物の形状データに基づいて、各層ＭＬに対応して、三次元造形物に対応する造形体を形成するための造形データと、造形体を支持する支持体を形成するための支持体データと、を生成するデータ生成部としての役割をしている。 <Data generator>
Next, the PC 300 as a data generation device will be described with reference to FIG. The PC 300 is a data generating device that generates data for forming a three-dimensional modeled object by stacking layers ML. An input/output interface 303 for inputting/outputting signals with the outside such as a keyboard, a mouse, various cables, and an external storage device, and a monitor 304 are provided. Here, the input/output interface 303 serves as an acquisition unit that acquires the shape data of the three-dimensional structure. In addition, the processor 301 provides modeling data for forming a modeled body corresponding to the three-dimensional modeled article and a support for supporting the modeled body, corresponding to each layer ML, based on the shape data of the three-dimensional modeled article. It serves as a data generator that generates support data for forming.

＜三次元造形物の製造方法＞
［実施例１］
次に、上記三次元造形装置１００を用いて実行可能な三次元造形物の造形方法の実施例１について、図５から図７と、図１１及び図１２と、を参照して説明する。ここで、図５は、上記三次元造形装置１００を用いて実行可能な三次元造形物の造形方法のフローチャートである。図６は、オーバーハング形状領域Ｓを有する三次元造形物Ｏの一例を表す概略図である。図７は、上記三次元造形装置１００を用いて図６の三次元造形物Ｏを造形する際の支持体Ｍ２の配置例を表す概略斜視断面図である。図８は、図７に対応し、上記三次元造形装置１００を用いて図６の三次元造形物Ｏを造形する際の支持体Ｍ２の配置例を表す概略平面透視図である。ここで、図７は、図８のＶ１－Ｖ１線及びＶ２－Ｖ２線でカットした図である。また、図１１は、参考例の三次元造形装置を用いて図６の三次元造形物Ｏを造形する際の支持体Ｍ２の配置例を表す概略斜視断面図である。図１２は、図１１に対応し、参考例の三次元造形装置を用いて図６の三次元造形物Ｏを造形する際の支持体Ｍ２の配置例を表す概略平面透視図である。ここで、図１１は、図１２のＶ３－Ｖ３線及びＶ４－Ｖ４線でカットした図である。 <Method for manufacturing a three-dimensional object>
[Example 1]
Next, Example 1 of a method for forming a three-dimensional structure that can be executed using the three-dimensional structure forming apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 5 to 7 and FIGS. Here, FIG. 5 is a flow chart of a method for forming a three-dimensional structure that can be executed using the three-dimensional structure forming apparatus 100 described above. FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a three-dimensional structure O having an overhang shaped area S. As shown in FIG. FIG. 7 is a schematic perspective cross-sectional view showing an arrangement example of the support M2 when forming the three-dimensional modeled object O of FIG. 6 using the three-dimensional modeler 100. FIG. FIG. 8 corresponds to FIG. 7 and is a schematic perspective plan view showing an arrangement example of the support M2 when forming the three-dimensional structure O of FIG. Here, FIG. 7 is a diagram cut along lines V1-V1 and V2-V2 in FIG. FIG. 11 is a schematic perspective cross-sectional view showing an arrangement example of the support M2 when forming the three-dimensional structure O of FIG. 6 using the three-dimensional structure forming apparatus of the reference example. FIG. 12 corresponds to FIG. 11 and is a schematic perspective plan view showing an arrangement example of the support M2 when forming the three-dimensional structure O of FIG. 6 using the three-dimensional structure forming apparatus of the reference example. Here, FIG. 11 is a diagram cut along lines V3-V3 and V4-V4 in FIG.

本実施例の三次元造形物の造形方法においては、図５で表されるように、最初に、ステップＳ１１０で、ノズル６１からステージ２１０上に造形材料ＭＭを吐出して造形層ＭＬ１を形成する。次に、ステップＳ１２０で、ステップＳ１１０において形成した造形層ＭＬ１に対応する層ＭＬにおいて、ノズル６１からステージ２１０上に造形材料ＭＭを吐出して支持層ＭＬ２を形成する。ステップＳ１１０及びステップＳ１２０では、各々１層分の層ＭＬが形成される。なお、本実施例ではステップＳ１１０で造形層ＭＬ１を形成した後にステップＳ１２０で支持層ＭＬ２を形成したが、これらのステップの順番を逆にし、支持層ＭＬ２を形成した後に造形層ＭＬ１を形成してもよい。 In the three-dimensional object modeling method of the present embodiment, as shown in FIG. 5, first, in step S110, the modeling material MM is ejected from the nozzle 61 onto the stage 210 to form the modeling layer ML1. . Next, in step S120, in the layer ML corresponding to the modeling layer ML1 formed in step S110, the modeling material MM is discharged onto the stage 210 from the nozzle 61 to form the support layer ML2. In steps S110 and S120, one layer ML is formed. In this embodiment, after forming the modeling layer ML1 in step S110, the support layer ML2 is formed in step S120. good too.

次に、ステップＳ１３０で、各層ＭＬに対応する、三次元造形物Ｏに対応する造形体Ｍ１を形成するための造形データと、造形体Ｍ１を支持する支持体Ｍ２を形成するための支持体データと、による造形がすべて終了したか否かを制御部１０１において判断する。ステップＳ１３０で各層ＭＬに対応する造形がすべて終了したと制御部１０１が判断した場合は、本実施例の三次元造形物の造形方法を終了する。ステップＳ１３０で各層ＭＬに対応する造形がすべて終了していないと制御部１０１が判断した場合は、ステップＳ１１０に戻り、ステップＳ１３０で各層ＭＬに対応する造形がすべて終了したと制御部１０１が判断するまでステップＳ１１０からステップＳ１３０までを繰り返す。 Next, in step S130, modeling data for forming the modeled body M1 corresponding to the three-dimensional modeled object O and support body data for forming the support M2 for supporting the modeled body M1 corresponding to each layer ML. The control unit 101 judges whether or not the modeling by and is completed. When the control unit 101 determines in step S130 that all the modeling corresponding to each layer ML has been completed, the modeling method of the three-dimensional modeled object of the present embodiment ends. When the control unit 101 determines in step S130 that all the modeling corresponding to each layer ML has not been completed, the control unit 101 returns to step S110 and determines in step S130 that all the modeling corresponding to each layer ML has been completed. Until step S110 to step S130 are repeated.

ここで、本実施例の三次元造形物の造形方法は、図６で表されるように重力方向における下側の面が水平方向に対して傾斜しつつ突出する傾斜面Ｆとなっているオーバーハング形状領域Ｓを有する三次元造形物Ｏを造形することが可能な三次元造形物の造形方法である。なお、「傾斜面Ｆ」は、図６で表されるように、完全に滑らかな面のみを意味するのではなく、凸凹を有する面も含む意味である。そして、本実施例の三次元造形物の造形方法は、ステップＳ１１０で表されるように、三次元造形物Ｏの造形材料ＭＭを積層して三次元造形物Ｏに対応する造形体Ｍ１を形成する造形体形成工程を有している。また、本実施例の三次元造形物の造形方法は、ステップＳ１２０で表されるように、本実施例では造形材料ＭＭと同じ材料である支持材料を積層して造形体Ｍ１を支持する支持体Ｍ２を形成する支持体形成工程を有している。なお、オーバーハング形状領域Ｓを有する三次元造形物Ｏとは、造形期間中に図６で表されるように重力方向における下側の面が水平方向に対して傾斜しつつ突出する傾斜面Ｆとなっているオーバーハング形状領域Ｓを有する三次元造形物を含んでいてもかまわない。 Here, as shown in FIG. 6, the method of forming a three-dimensional structure according to the present embodiment has an overhanging surface F in which the lower surface in the gravitational direction protrudes while being inclined with respect to the horizontal direction. A method for forming a three-dimensional structure capable of forming a three-dimensional structure O having a hang-shaped region S. In addition, as shown in FIG. 6, the "inclined surface F" does not mean only a completely smooth surface, but also includes a surface having unevenness. Then, in the method for forming a three-dimensional structure according to the present embodiment, the forming material MM for the three-dimensional structure O is layered to form a structure M1 corresponding to the three-dimensional structure O, as shown in step S110. It has a modeled body forming step. In addition, as shown in step S120, the modeling method of the three-dimensional modeled object of this embodiment includes a support body that supports the modeled body M1 by laminating a support material that is the same material as the modeling material MM in this embodiment. It has a support forming step for forming M2. Note that the three-dimensional modeled object O having the overhang shape region S is an inclined surface F that protrudes while the lower surface in the gravity direction is inclined with respect to the horizontal direction during the modeling period, as shown in FIG. A three-dimensional modeled object having an overhang shape region S that is

ここで、図７及び図８で表されるように、本実施例の三次元造形物の造形方法においては、ステップＳ１２０の支持体形成工程においては、支持体Ｍ２の支持層ＭＬ２は、傾斜面Ｆの突出方向（傾斜方向）であるＸ軸方向（＋Ｘ方向）に沿って延設される。別の表現をすると、ステップＳ１２０の支持体形成工程では、傾斜面Ｆの突出方向に沿って延設される第１支持部Ｐ１と、傾斜面Ｆの突出方向に沿って延設されるとともに第１支持部Ｐ１と間隔を空けて形成される第２支持部Ｐ２と、を形成する。このように、傾斜面Ｆの突出方向に沿って延設される第１支持部Ｐ１及び第２支持部Ｐ２を形成すること、すなわち、第１支持部Ｐ１及び第２支持部Ｐ２が傾斜面Ｆに沿って延設されることで、傾斜面Ｆを構成する各層ＭＬを支持することができる。したがって、支持体Ｍ２によって支持されていない層ＭＬが重力により垂れ下がり三次元造形物Ｏが変形することを抑制することができる。また、第２支持部Ｐ２は第１支持部Ｐ１と間隔を空けて形成されるので、傾斜面Ｆと支持体Ｍ２との接触面積を減らすことができ、支持体Ｍ２の形成に伴う支持材料の使用量を抑制できるとともに、支持体Ｍ２を造形体Ｍ１から取り外す際に、傾斜面Ｆ２が変形することも抑制することができる。 Here, as shown in FIGS. 7 and 8, in the method for forming a three-dimensional structure according to the present embodiment, in the support formation process of step S120, the support layer ML2 of the support M2 is formed on an inclined surface. It extends along the X-axis direction (+X direction), which is the projecting direction (tilting direction) of F. In other words, in the support body forming step of step S120, the first support portion P1 extending along the projecting direction of the inclined surface F and the first support portion P1 extending along the projecting direction of the inclined surface F and the first support portion P1 extending along the projecting direction of the inclined surface F A first support portion P1 and a second support portion P2 are formed with a space therebetween. In this way, the first support portion P1 and the second support portion P2 are formed to extend along the projecting direction of the inclined surface F, that is, the first support portion P1 and the second support portion P2 extend along the inclined surface F. Each layer ML constituting the inclined surface F can be supported by extending along the . Therefore, it is possible to suppress the deformation of the three-dimensional structure O caused by the layer ML not supported by the support M2 hanging down due to gravity. In addition, since the second support portion P2 is formed with a gap from the first support portion P1, the contact area between the inclined surface F and the support M2 can be reduced, and the support material required for the formation of the support M2 can be reduced. The amount used can be suppressed, and deformation of the inclined surface F2 can be suppressed when the support M2 is removed from the model M1.

ここで、第１支持部Ｐ１は斜面Ｆの突出方向と交差する方向（Ｙ軸方向）における端の支持層ＭＬ２に限定されず、第２支持部Ｐ２は斜面Ｆの突出方向と交差する方向（Ｙ軸方向）における端以外の支持層ＭＬ２に限定されない。すなわち、第１支持部Ｐ１と第２支持部Ｐ２とが形成されることには、傾斜面Ｆの突出方向に沿って間隔を空けて延設される支持層ＭＬ２が複数あればよいことを意味する。また、本実施例においては、図８で表されるように、第１支持部Ｐ１と第２支持部Ｐ２とが突出方向（Ｘ軸方向）の端部で繋がっていないが、第１支持部Ｐ１と第２支持部Ｐ２とは一部が繋がっていても繋がっていなくてもよい。 Here, the first support portion P1 is not limited to the support layer ML2 at the end in the direction (Y-axis direction) intersecting the projecting direction of the slope F, and the second support portion P2 is not limited to the direction intersecting the projecting direction of the slope F ( Y-axis direction) is not limited to the support layer ML2 other than the end. That is, the formation of the first support portion P1 and the second support portion P2 means that a plurality of support layers ML2 extending at intervals along the projecting direction of the inclined surface F are sufficient. do. Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the first support portion P1 and the second support portion P2 are not connected at the ends in the projecting direction (X-axis direction), but the first support portion P1 and second support portion P2 may or may not be partially connected.

なお、本実施例のように第２支持部Ｐ２と第１支持部Ｐ１とが間隔を空けて形成される以外にも、別の方法により重力方向から見て支持体Ｍ２の面積を造形体Ｍ１の面積よりも小さくしてもよい。例えば、第１支持部Ｐ１と第２支持部Ｐ２とを突出方向（Ｘ軸方向）の端部以外の複数の場所で繋げる方法などが挙げられる。このように、本実施例とは別の方法で重力方向から見て支持体Ｍ２の面積を造形体Ｍ１の面積よりも小さくすることでも、支持体Ｍ２の形成に伴う支持材料の使用量を抑制できるとともに、支持体Ｍ２を造形体Ｍ１から取り外す際に、傾斜面Ｆ２が変形することも抑制することができる。 In addition to forming the second support portion P2 and the first support portion P1 with a space therebetween as in this embodiment, another method may be used to determine the area of the support M2 as viewed from the direction of gravity. may be smaller than the area of For example, there is a method of connecting the first support portion P1 and the second support portion P2 at a plurality of locations other than the ends in the projecting direction (X-axis direction). In this way, by making the area of the supporting body M2 smaller than the area of the modeled body M1 when viewed from the direction of gravity by a method different from that of the present embodiment, the usage amount of the supporting material accompanying the formation of the supporting body M2 can be suppressed. In addition, deformation of the inclined surface F2 can be suppressed when the support M2 is removed from the model M1.

一方、図１１及び図１２で表されるように、参考例の三次元造形物の造形方法においては、ステップＳ１２０の支持体形成工程において、支持体Ｍ２の支持層ＭＬ２は、傾斜面Ｆの突出方向と交差する方向であるＹ軸方向に沿って延設される。このように支持層ＭＬ２が形成されると、例えば図１１の層ＭＬａで表されるように、支持体Ｍ２によって支持されていない層ＭＬが発生する。したがって、このように支持層ＭＬ２が形成されると、層ＭＬａが重力により垂れ下がり三次元造形物Ｏが変形する虞がある。 On the other hand, as shown in FIGS. 11 and 12, in the method for forming a three-dimensional structure according to the reference example, in the support formation process of step S120, the support layer ML2 of the support M2 has a protrusion of the inclined surface F. It extends along the Y-axis direction, which is the direction intersecting the direction. When the support layer ML2 is formed in this way, a layer ML that is not supported by the support M2 is generated, as represented by the layer MLa in FIG. 11, for example. Therefore, when the support layer ML2 is formed in this manner, the layer MLa may hang down due to gravity, and the three-dimensional structure O may be deformed.

ここで、別の観点から説明すると、本実施例のデータ生成装置としてのＰＣ３００においては、造形データと支持体データを生成するデータ生成部としての役割をするプロセッサー３０１は、重力方向における下側の面が水平方向に対して傾斜しつつ突出する傾斜面Ｆとなっているオーバーハング形状領域Ｓを造形体Ｍ１が有するか否かを判断する判断部としての役割を兼ねている。そして、プロセッサー３０１は、オーバーハング形状領域Ｓを造形体Ｍ１が有すると判断した場合、傾斜面Ｆの突出方向に沿って延設される第１支持部Ｐ１に対応する第１支持部データと、傾斜面Ｆの突出方向に沿って延設されるとともに第１支持部Ｐ１と間隔を空けて形成される第２支持部Ｐ２に対応する第２支持部データと、を支持体データに含ませる。したがって、本実施例のＰＣ３００は、支持体Ｍ２によって支持されていない層ＭＬが重力により垂れ下がり三次元造形物Ｏが変形することを抑制することができるとともに、第１支持部Ｐ１と第２支持部Ｐ２とを間隔を空けて形成することで支持材料の使用量を抑制しつつ傾斜面Ｆと支持体Ｍ２との接触面積を減らして傾斜面Ｆが変形することも抑制することができる。 Here, explaining from a different point of view, in the PC 300 as the data generation device of the present embodiment, the processor 301 serving as a data generation unit for generating modeling data and support body data is located on the lower side in the direction of gravity. It also serves as a determination unit that determines whether or not the modeled body M1 has an overhang-shaped region S that is an inclined surface F that protrudes while being inclined with respect to the horizontal direction. Then, when the processor 301 determines that the modeled body M1 has the overhang shape region S, the first support portion data corresponding to the first support portion P1 extending along the projecting direction of the inclined surface F; Second support portion data corresponding to a second support portion P2 extending along the projecting direction of the inclined surface F and spaced apart from the first support portion P1 is included in the support body data. Therefore, the PC 300 of the present embodiment can prevent the layer ML not supported by the support M2 from sagging due to gravity and deformation of the three-dimensional structure O. By forming P2 with a space therebetween, it is possible to suppress deformation of the inclined surface F by reducing the contact area between the inclined surface F and the support M2 while suppressing the amount of support material used.

［実施例２］
次に、上記三次元造形装置１００を用いて実行可能な三次元造形物の造形方法の実施例２について、図９を参照して説明する。ここで、本実施例の三次元造形物の造形方法をフローチャートで表すと、図５のフローチャートと同様になる。なお、図９は、実施例１の三次元造形物の造形方法を説明するための図８に対応する図である。また、本実施例の三次元造形物の造形方法は、以下の説明以外については、実施例１の三次元造形物の造形方法と同様であるため、実施例１の三次元造形物の造形方法と同様の特徴を有している。そこで、図９では上記実施例１と共通する部分は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。 [Example 2]
Next, Example 2 of a method for forming a three-dimensional structure that can be executed using the three-dimensional structure forming apparatus 100 will be described with reference to FIG. Here, the method for forming a three-dimensional object according to the present embodiment can be represented by a flow chart similar to the flow chart in FIG. 5 . Note that FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 8 for explaining the method of forming a three-dimensional structure according to the first embodiment. In addition, the method for forming a three-dimensional structure according to the present embodiment is the same as the method for forming a three-dimensional structure according to Example 1 except for the following description. has the same characteristics as Therefore, in FIG. 9, the parts common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図８で表されるように、実施例１の三次元造形物の造形方法では、傾斜面ＦのＹ軸方向における端部Ｆ１について、特別な配慮はなされていなかった。一方、図９で表されるように、本実施例の三次元造形物の造形方法では、傾斜面ＦのＹ軸方向における端部Ｆ１に支持体Ｍ２が形成されるようになっている。 As shown in FIG. 8, in the method of forming a three-dimensional structure according to Example 1, no special consideration was given to the end portion F1 of the inclined surface F in the Y-axis direction. On the other hand, as shown in FIG. 9, in the method of forming a three-dimensional structure according to the present embodiment, the support M2 is formed at the end portion F1 of the inclined surface F in the Y-axis direction.

すなわち、本実施例の三次元造形物の造形方法においては、ステップＳ１２０の支持体形成工程で、重力方向から見たオーバーハング形状領域Ｓの端部Ｆ１を支持する端部支持部Ｐ３を形成する。別の表現をすると、第１支持部Ｐ１または第２支持部Ｐ２のうちの少なくとも一部を端部支持部Ｐ３とする。重力方向から見たオーバーハング形状領域Ｓの端部Ｆ１は特に重力の影響により層ＭＬが垂れ下がりやすいが、本実施例の三次元造形物の造形方法を実行することで、支持体形成工程において、オーバーハング形状領域Ｓの端部Ｆ１を支持する端部支持部Ｐ３を形成する。このため、変形しやすいオーバーハング形状領域Ｓの端部Ｐ３においても、好適に層ＭＬが重力により垂れ下がることを抑制することができる。 That is, in the method for forming a three-dimensional structure according to the present embodiment, in the support formation process of step S120, the end support portion P3 for supporting the end portion F1 of the overhang shape region S viewed from the direction of gravity is formed. . In other words, at least part of the first support portion P1 or the second support portion P2 is the end support portion P3. At the end F1 of the overhang-shaped region S viewed from the direction of gravity, the layer ML tends to sag particularly due to the effect of gravity. An end support portion P3 for supporting the end portion F1 of the overhang shaped region S is formed. Therefore, it is possible to suitably prevent the layer ML from sagging due to gravity even at the end P3 of the overhang-shaped region S, which is easily deformed.

ここで、別の観点から説明すると、本実施例のデータ生成装置としてのＰＣ３００においては、データ生成部としてのプロセッサー３０１は、重力方向から見たオーバーハング形状領域Ｓの端部Ｆ１を支持する端部支持部Ｐ３に対応する端部支持部データを支持体データに含ませる。つまり、第１支持部データや第２支持部データなどの少なくとも一部の支持体Ｍ２に関するデータを端部支持部Ｐ３に対応する端部支持部データとする。このため、本実施例のＰＣ３００は、変形しやすいオーバーハング形状領域Ｓの端部Ｆ１においても、好適に層ＭＬが重力により垂れ下がることを抑制することができる。 Here, from another point of view, in the PC 300 as the data generation device of this embodiment, the processor 301 as the data generation unit is arranged to support the end F1 of the overhang shape region S viewed from the direction of gravity. The support data includes end support data corresponding to the support P3. That is, the data relating to at least a part of the support M2, such as the first support data and the second support data, is used as the end support data corresponding to the end support P3. Therefore, the PC 300 of the present embodiment can suitably suppress the drooping of the layer ML due to gravity even at the end portion F1 of the overhang-shaped region S that is easily deformed.

［実施例３］
次に、上記三次元造形装置１００を用いて実行可能な三次元造形物の造形方法の実施例３について、図１０を参照して説明する。ここで、本実施例の三次元造形物の造形方法をフローチャートで表すと、図５のフローチャートと同様になる。なお、図１０は、実施例１の三次元造形物の造形方法を説明するための図８に対応する図である。また、本実施例の三次元造形物の造形方法は、以下の説明以外については、実施例１及び実施例２の三次元造形物の造形方法と同様であるため、実施例１及び実施例２の三次元造形物の造形方法と同様の特徴を有している。そこで、図１０では上記実施例１及び実施例２と共通する部分は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。 [Example 3]
Next, Example 3 of a method for forming a three-dimensional structure that can be executed using the three-dimensional structure forming apparatus 100 will be described with reference to FIG. 10 . Here, the method for forming a three-dimensional object according to the present embodiment can be represented by a flow chart similar to the flow chart in FIG. 5 . Note that FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 8 for explaining the method of forming a three-dimensional structure according to the first embodiment. In addition, the method for forming a three-dimensional structure according to the present embodiment is the same as the method for forming a three-dimensional structure according to Examples 1 and 2 except for the following description. It has the same features as the three-dimensional object modeling method. Therefore, in FIG. 10, the parts common to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

上記の通り、実施例１の三次元造形物の造形方法では、傾斜面ＦのＹ軸方向における端部Ｆ１について、特別な配慮はなされていなかった。一方、図１０で表されるように、本実施例の三次元造形物の造形方法では、実施例２の三次元造形物の造形方法とは異なる方法で、傾斜面ＦのＹ軸方向における端部Ｆ１に支持体Ｍ２が形成されるようになっている。 As described above, in the method for forming a three-dimensional structure according to Example 1, no special consideration was given to the end portion F1 of the inclined surface F in the Y-axis direction. On the other hand, as shown in FIG. 10, in the method for forming a three-dimensional structure according to the present embodiment, a method different from the method for forming a three-dimensional structure according to the second embodiment is used to form an edge of the inclined surface F in the Y-axis direction. A support M2 is formed in the portion F1.

具体的には、本実施例のデータ生成装置としてのＰＣ３００においては、判断部としてのプロセッサー３０１は、第１支持部データ及び第２支持部データの少なくとも一方が重力方向から見たオーバーハング形状領域Ｓの端部Ｆ１を支持する端部支持部Ｐ３に対応する端部支持部データに該当するか否かを判断する。そして、プロセッサー３０１は、データ生成部として、該プロセッサー３０１が第１支持部データ及び第２支持部データのいずれも端部支持部データに該当しないと判断した場合、端部支持部データに対応する第３支持部データを新規に生成する。別の表現をすると、プロセッサー３０１は、支持体データに端部支持部データがないと判断すると、端部支持部データに対応する第３支持部データを新規に生成する。このため、本実施例のＰＣ３００は、元の支持体データに端部支持部データに該当するデータがない場合であっても、端部支持部データに対応する第３支持部データを生成するので、変形しやすいオーバーハング形状領域Ｓの端部Ｆ１においても、好適に層ＭＬが重力により垂れ下がることを抑制することができる。 Specifically, in the PC 300 as the data generation device of this embodiment, the processor 301 as the determination unit determines whether at least one of the first support data and the second support data is an overhang shape area viewed from the direction of gravity. It is determined whether or not it corresponds to the end support data corresponding to the end support P3 that supports the end F1 of S. When the processor 301 determines that neither the first support data nor the second support data corresponds to the end support data, the processor 301, as a data generator, corresponds to the end support data. New third support data is generated. In other words, when the processor 301 determines that the support data does not have end support data, it newly generates the third support data corresponding to the end support data. For this reason, the PC 300 of this embodiment generates the third support data corresponding to the end support data even if the original support data does not contain data corresponding to the end support data. Also at the end portion F1 of the easily deformable overhang-shaped region S, it is possible to suitably suppress the drooping of the layer ML due to gravity.

本発明は、上述の実施例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various configurations without departing from the spirit of the present invention. The technical features in the examples corresponding to the technical features in each form described in the outline of the invention are used to solve some or all of the above problems, or to achieve some or all of the above effects. They can be interchanged and combined as appropriate to achieve all. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.

２０…材料供給部、２２…連通路、３０…造形材料生成部、３１…スクリューケース、３２…モーター、４０…フラットスクリュー、４２…溝部、４３…凸状部、４４…材料流入口、４６…中央部、４７…上面、４８…下面、５０…バレル、５２…スクリュー対向面、５４…案内溝、５６…連通孔、５８…ヒーター、６０…吐出部、６１…ノズル、６２…吐出口、６５…流路、１００…三次元造形装置、１０１…制御部、１１０…供給手段、２１０…ステージ、２１１…面、２３０…移動手段、３００…ＰＣ（データ生成装置）、３０１…プロセッサー（データ生成部、判断部）、３０２…記憶部、３０３…入出力インターフェース（取得部）、３０４…モニター、Ｆ…傾斜面、Ｆ１…端部、ＬＰ…線状部位、Ｍ…モーター、Ｍ１…造形体、Ｍ２…支持体、ＭＬ…層、ＭＬ１…造形層、ＭＬ２…造形層、ＭＭ…造形材料、ＭＲ…原材料、Ｏ…三次元造形物、Ｐ１…第１支持部、Ｐ２…第２支持部、Ｐ３…端部支持部、ＲＸ…回転軸、Ｓ…オーバーハング形状領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 20... Material supply part, 22... Communication path, 30... Building material production|generation part, 31... Screw case, 32... Motor, 40... Flat screw, 42... Groove part, 43... Convex part, 44... Material inlet, 46... Central part 47 Upper surface 48 Lower surface 50 Barrel 52 Screw facing surface 54 Guide groove 56 Communication hole 58 Heater 60 Discharge part 61 Nozzle 62 Discharge port 65 ... Flow path 100 ... Three-dimensional modeling apparatus 101 ... Control unit 110 ... Supply means 210 ... Stage 211 ... Surface 230 ... Moving means 300 ... PC (data generation device) 301 ... Processor (data generation unit , judgment unit), 302...storage unit, 303... input/output interface (acquisition unit), 304... monitor, F... inclined surface, F1... end, LP... linear part, M... motor, M1... modeled object, M2 ... support, ML... layer, ML1... modeling layer, ML2... modeling layer, MM... modeling material, MR... raw material, O... three-dimensional model, P1... first supporting part, P2... second supporting part, P3... End support part, RX... rotating shaft, S... overhang shape area

Claims (5)

重力方向における下側の面が水平方向に対して傾斜する傾斜面となっているオーバーハング形状領域を有する三次元造形物を造形する三次元造形物の造形方法であって、
前記三次元造形物の造形材料を積層して前記三次元造形物に対応する造形体を形成する造形体形成工程と、
支持材料を積層して前記造形体を支持する支持体を形成する支持体形成工程と、
を有し、
前記支持体形成工程は、前記傾斜面が傾斜する方向に沿って延設される第１支持部と、前記傾斜面が傾斜する方向に沿って延設されるとともに前記第１支持部と間隔を空けて形成される第２支持部と、を形成することを特徴とする三次元造形物の造形方法。 A method for forming a three-dimensional structure for forming a three-dimensional structure having an overhang region in which the lower surface in the gravity direction is an inclined surface that is inclined with respect to the horizontal direction, the method comprising:
a modeled body forming step of forming a modeled body corresponding to the three-dimensional modeled article by stacking the modeling materials of the three-dimensional modeled article;
a support forming step of laminating a support material to form a support for supporting the shaped body;
has
The support forming step includes: a first supporting portion extending along the direction in which the inclined surface is inclined; and a first supporting portion extending along the direction in which the inclined surface is inclined and spaced from the first supporting portion. A method for forming a three-dimensional structure, characterized by forming a second support portion formed with a space. 請求項１に記載の三次元造形物の造形方法において、
前記支持体形成工程は、重力方向から見た前記オーバーハング形状領域の端部を支持する端部支持部を形成することを特徴とする三次元造形物の造形方法。 In the method for forming a three-dimensional structure according to claim 1,
A method for forming a three-dimensional structure, wherein the support formation step forms an end support portion that supports an end portion of the overhang shape region viewed from the direction of gravity. 層を積層して三次元造形物を造形するためのデータを生成するデータ生成装置であって、
前記三次元造形物の形状データを取得する取得部と、
前記形状データに基づいて、各層に対応して、前記三次元造形物に対応する造形体を形成するための造形データと、前記造形体を支持する支持体を形成するための支持体データと、を生成するデータ生成部と、
重力方向における下側の面が水平方向に対して傾斜する傾斜面となっているオーバーハング形状領域を前記造形体が有するか否かを判断する判断部と、
を備え、
前記データ生成部は、前記オーバーハング形状領域を前記造形体が有すると判断した場合、前記傾斜面が傾斜する方向に沿って延設される第１支持部に対応する第１支持部データと、前記傾斜面が傾斜する方向に沿って延設されるとともに前記第１支持部と間隔を空けて形成される第２支持部に対応する第２支持部データと、を前記支持体データに含ませることを特徴とするデータ生成装置。 A data generation device for generating data for forming a three-dimensional object by laminating layers,
an acquisition unit that acquires shape data of the three-dimensional object;
Based on the shape data, modeling data for forming a modeled body corresponding to the three-dimensional modeled object corresponding to each layer, support data for forming a support for supporting the modeled body, and a data generation unit that generates
a judgment unit that judges whether or not the modeled object has an overhang-shaped region in which the lower surface in the direction of gravity is a slanted surface that is slanted with respect to the horizontal direction;
with
When the data generation unit determines that the modeled body has the overhang shape region, first support portion data corresponding to a first support portion extending along the direction in which the inclined surface inclines; and second support part data corresponding to a second support part extending along the direction in which the inclined surface inclines and being spaced apart from the first support part. A data generation device characterized by: 請求項３に記載のデータ生成装置において、
前記データ生成部は、重力方向から見た前記オーバーハング形状領域の端部を支持する端部支持部に対応する端部支持部データを前記支持体データに含ませることを特徴とするデータ生成装置。 In the data generation device according to claim 3,
The data generation device, wherein the data generation unit causes the support body data to include end support data corresponding to the end support that supports the end of the overhang shape region viewed from the direction of gravity. . 請求項３に記載のデータ生成装置において、
前記判断部は、前記第１支持部データ及び前記第２支持部データの少なくとも一方が重力方向から見た前記オーバーハング形状領域の端部を支持する端部支持部に対応する端部支持部データに該当するか否かを判断し、
前記データ生成部は、前記判断部が前記第１支持部データ及び前記第２支持部データのいずれも前記端部支持部データに該当しないと判断した場合、前記端部支持部データに対応する第３支持部データを生成することを特徴とするデータ生成装置。 In the data generation device according to claim 3,
The judging section is configured such that at least one of the first support portion data and the second support portion data corresponds to an end support portion supporting an end portion of the overhang shape region viewed from the direction of gravity. to determine whether or not
The data generating section, when the determining section determines that neither the first supporting section data nor the second supporting section data correspond to the end supporting section data, generates the data corresponding to the end supporting section data. 3. A data generation device characterized by generating support portion data.
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