JP2023140591A - Three-dimensional modeling device - Google Patents

Abstract

To use the sheet without waste in a configuration that forms three-dimensional modeling objects on a sheet placed on a stage.SOLUTION: The three-dimensional modeling device 100 has a stage 210 having a suction channel 210A and suction holes H, a sheet supply means 260 that can supply a sheet S to the modeling area 211A and return it in the reverse direction A2, a pump P that reduces pressure in the suction channel 210A, a modeling layer forming means 61 that forms a modeling layer ML comprising a three-dimensional modeling object O on the sheet S, and a moving means 230 that moves the stage 210 and the modeling layer forming means 61 relatively, and as the forming of the molding layer ML begins, the sheet S is placed on the molding surface 211 so that the distance L1 from the center C of the molding area 211A in the supply direction A1 to the tip S1 of the sheet S is shorter than the distance L2 from the sheet supply means 260 to the center C in the supply direction A1.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、三次元造形装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional printing apparatus.

従来から、様々な三次元造形物が製造されている。このうち、ステージ上に三次元造形物の造形材料で造形層を形成して三次元造形物を製造する三次元造形装置がある。例えば、特許文献１には、連通口を有する造形ステージと吸引機構とを有し、吸引機構により造形ステージ上を吸引させて三次元造形物を製造する三次元造形装置が開示されている。 Conventionally, various three-dimensional structures have been manufactured. Among these, there is a three-dimensional modeling apparatus that manufactures a three-dimensional object by forming a modeling layer using a three-dimensional object building material on a stage. For example, Patent Document 1 discloses a three-dimensional modeling apparatus that includes a modeling stage having a communication port and a suction mechanism, and produces a three-dimensional object by sucking the top of the modeling stage with the suction mechanism.

特開２０２０－９７１２１号公報JP2020-97121A

特許文献１の三次元造形装置は、造形層を吸引することで造形ステージと三次元造形物との密着性を高めることができる。しかしながら、造形ステージ上に直接造形層を形成すると、連通口から造形材料を吸引してしまう虞があるほか、連通口に伴う模様が三次元造形物の表面形状に現れる場合がある。このため、連通口から造形材料を吸引してしまうことや連通口に伴う模様を発現させることを抑制するために、ステージ上に平板やフィルムなどのシートを配置させることが可能である。ただし、従来の三次元造形装置においては、１回ごとにステージの大きさに対応した大きなシートを配置させる必要があった。このような構成においては、例えば、ステージに対して小さな三次元造形物を造形する場合などにおいてもステージの大きさに対応した大きなシートを配置させる必要があったため、シートを無駄にしていた。 The three-dimensional printing apparatus disclosed in Patent Document 1 can increase the adhesion between the modeling stage and the three-dimensional object by suctioning the modeling layer. However, if a modeling layer is directly formed on the modeling stage, there is a risk that the modeling material will be sucked through the communication ports, and a pattern associated with the communication ports may appear on the surface of the three-dimensional structure. Therefore, it is possible to arrange a sheet such as a flat plate or a film on the stage in order to suppress the suction of the modeling material from the communication port and the development of a pattern associated with the communication port. However, in the conventional three-dimensional printing apparatus, it was necessary to arrange a large sheet corresponding to the size of the stage each time. In such a configuration, for example, even when a small three-dimensional structure is to be modeled on the stage, it is necessary to arrange a large sheet corresponding to the size of the stage, resulting in wasted sheets.

上記課題を解決するための本発明の三次元造形装置は、内部に吸引流路が設けられるとともに三次元造形物を造形する造形面に前記吸引流路と繋がる吸引孔を有するステージと、供給方向の長さが前記ステージの前記供給方向の長さよりも長いシートを前記造形面上の造形領域に供給可能であるとともに、前記シートを前記供給方向とは逆方向に戻すことが可能なシート供給手段と、前記造形領域に配置された前記シート上に造形材料を供給することで前記三次元造形物を構成する造形層を形成する造形層形成手段と、前記ステージと前記造形層形成手段とを相対的に移動させる移動手段と、前記シート供給手段と前記造形層形成手段と前記移動手段とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記造形層の形成の開始に伴って、前記供給方向における前記造形領域の中央から前記シートの先端までの距離が前記供給方向における前記シート供給手段から前記中央までの距離よりも短くなるように前記シートを前記造形面上に配置させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the three-dimensional modeling apparatus of the present invention includes a stage that is provided with a suction channel inside and has a suction hole connected to the suction channel on the modeling surface for modeling a three-dimensional object, and Sheet supply means capable of supplying a sheet whose length is longer than the length of the stage in the supply direction to the printing area on the printing surface, and also capable of returning the sheet in the opposite direction to the supply direction. a building layer forming means for forming a building layer constituting the three-dimensional object by supplying a building material onto the sheet disposed in the building area; a control unit that controls the sheet supply unit, the modeling layer forming unit, and the moving unit; The sheet is arranged on the printing surface such that the distance from the center of the printing area to the tip of the sheet in the feeding direction is shorter than the distance from the sheet feeding means to the center in the feeding direction. shall be.

本発明の実施例１に係る三次元造形装置の概略構成を示す説明図。1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional printing apparatus according to Example 1 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。FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the lower surface side of the flat screw of the three-dimensional printing apparatus of FIG. 1; 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 top side of the barrel of the three-dimensional printing apparatus shown in 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 object is formed using the three-dimensional printing apparatus of FIG. 1; 図１の三次元造形装置のステージ近傍を表す概略断面図であって、三次元造形物を構成する造形層の形成終了直後の状態を表す図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the stage of the three-dimensional printing apparatus shown in FIG. 1, and is a diagram showing a state immediately after the formation of the modeling layers constituting the three-dimensional structure has been completed. 図１の三次元造形装置のステージ近傍を表す概略断面図であって、三次元造形物をシートと共に三次元造形装置から取り外した状態を表す図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the stage of the three-dimensional printing apparatus of FIG. 1, and is a diagram showing a state in which the three-dimensional object has been removed from the three-dimensional printing apparatus together with the sheet. 図１の三次元造形装置のステージ近傍を表す概略断面図であって、シートをステージ上の適正位置に再配置させた状態を表す図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the stage of the three-dimensional modeling apparatus shown in FIG. 1, and shows a state in which the sheet has been rearranged to an appropriate position on the stage. 本発明の実施例２に係る三次元造形装置のステージ近傍を表す概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of a stage of a three-dimensional printing apparatus according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例２に係る三次元造形装置のステージ近傍を表す概略斜視図。FIG. 3 is a schematic perspective view showing the vicinity of a stage of a three-dimensional printing apparatus according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例３に係る三次元造形装置のステージ近傍を表す概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of a stage of a three-dimensional printing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

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装置は、内部に吸引流路が設けられるとともに三次元造形物を造形する造形面に前記吸引流路と繋がる吸引孔を有するステージと、供給方向の長さが前記ステージの前記供給方向の長さよりも長いシートを前記造形面上の造形領域に供給可能であるとともに、前記シートを前記供給方向とは逆方向に戻すことが可能なシート供給手段と、前記造形領域に配置された前記シート上に造形材料を供給することで前記三次元造形物を構成する造形層を形成する造形層形成手段と、前記ステージと前記造形層形成手段とを相対的に移動させる移動手段と、前記シート供給手段と前記造形層形成手段と前記移動手段とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記造形層の形成の開始に伴って、前記供給方向における前記造形領域の中央から前記シートの先端までの距離が前記供給方向における前記シート供給手段から前記中央までの距離よりも短くなるように前記シートを前記造形面上に配置させることを特徴とする。 First, the present invention will be briefly described.
A three-dimensional printing apparatus according to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is provided with a suction channel inside and has a suction hole connected to the suction channel on the modeling surface for printing a three-dimensional object. a stage, which is capable of supplying a sheet whose length in the supply direction is longer than the length of the stage in the supply direction to the modeling area on the modeling surface, and which is capable of returning the sheet in a direction opposite to the supply direction. a forming layer forming means for forming a forming layer constituting the three-dimensional object by supplying a forming material onto the sheet arranged in the forming area, the stage and the forming layer; A moving means for relatively moving the forming means, and a control section for controlling the sheet supply means, the modeling layer forming means, and the moving means, and the control section is configured to start forming the shaping layer. Accordingly, the sheet is placed on the printing surface such that the distance from the center of the printing area to the tip of the sheet in the feeding direction is shorter than the distance from the sheet feeding means to the center in the feeding direction. It is characterized by being arranged.

本態様によれば、シートを造形領域に供給可能であるとともに逆方向に戻すことが可能なシート供給手段を備え、造形層の形成の開始に伴って、供給方向における造形領域の中央からシートの先端までの距離が供給方向におけるシート供給手段から造形領域の中央までの距離よりも短くなるようにシートを造形面上に配置させる。このため、シートの先端側に三次元造形物を造形することができ、三次元造形物の造形後にシートの造形領域に対応する部分を切断するなどし、シート供給手段側に残ったシートを戻して再利用することができる。したがって、ステージ上に配置されるシート上に三次元造形物を造形する構成においてシートを無駄なく使用することができる。 According to this aspect, the sheet feeding means is provided which can supply the sheet to the printing area and return it in the opposite direction, and when the formation of the printing layer starts, the sheet is fed from the center of the printing area in the feeding direction. The sheet is arranged on the printing surface so that the distance to the leading end is shorter than the distance from the sheet supply means to the center of the printing area in the feeding direction. For this reason, it is possible to print a 3D object on the leading edge side of the sheet, and after the 3D object is formed, the portion of the sheet corresponding to the printing area is cut off, and the remaining sheet is returned to the sheet supply means. can be reused. Therefore, in a configuration in which a three-dimensional structure is formed on a sheet placed on a stage, the sheet can be used without wasting it.

本発明の第２の態様の三次元造形装置は、前記第１の態様において、前記制御部は、前記造形層の形成の終了後に、前記シートを前記逆方向に戻すことを特徴とする。 A three-dimensional printing apparatus according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the control section returns the sheet in the opposite direction after the formation of the modeling layer is completed.

本態様によれば、制御部は造形層の形成の終了後にシートを前記逆方向に戻す。このため、造形面上に配置されるとともにシート供給手段側に残ったシートを自動で戻して再利用することができ、ユーザーの負荷を減らすことができる。 According to this aspect, the control unit returns the sheet to the opposite direction after the formation of the modeling layer is completed. Therefore, the sheets placed on the modeling surface and remaining on the sheet supply means can be automatically returned and reused, reducing the burden on the user.

本発明の第３の態様の三次元造形装置は、前記第２の態様において、前記シートを前記逆方向に戻す際の前記吸引流路の内部の圧力は、前記シートが前記造形領域に配置され前記造形層形成手段により前記造形層を形成させている際の前記吸引流路の内部の圧力に比べて低いことを特徴とする。 In the three-dimensional printing apparatus according to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the pressure inside the suction flow path when returning the sheet in the reverse direction is such that the pressure inside the suction channel when the sheet is placed in the printing area is It is characterized in that the pressure inside the suction channel is lower than the pressure inside the suction channel when the shaped layer is formed by the shaped layer forming means.

本態様によれば、シートを逆方向に戻す際の吸引流路の内部の圧力は、シートが造形領域に配置され造形層形成手段により造形層を形成させている際の吸引流路の内部の圧力に比べて低い。このため、シートを逆方向に戻す際に、シートに皴などが生じることを抑制しつつ造形面とシートとの摩擦力が強すぎてシートを逆方向に戻す際に不具合が生じることを抑制することができる。 According to this aspect, the pressure inside the suction channel when the sheet is returned in the opposite direction is the pressure inside the suction channel when the sheet is placed in the printing area and the building layer is being formed by the building layer forming means. Low compared to pressure. For this reason, when the sheet is returned in the opposite direction, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles, etc. on the sheet, and to suppress the occurrence of problems when the sheet is returned in the opposite direction due to the frictional force between the molded surface and the sheet being too strong. be able to.

本発明の第４の態様の三次元造形装置は、前記第１から第３のいずれか１つの態様において、前記シート供給手段は、前記シートをロール形状に収容することを特徴とする。 A three-dimensional printing apparatus according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to third aspects, the sheet supply means stores the sheet in a roll shape.

本態様によれば、シート供給手段はシートをロール形状に収容する。このため、シートに折り皺などが生じてシートが造形面に適切に吸着されないということを抑制することができる。 According to this aspect, the sheet supply means stores the sheet in a roll shape. Therefore, it is possible to prevent the sheet from being properly adsorbed to the modeling surface due to creases or the like occurring in the sheet.

本発明の第５の態様の三次元造形装置は、前記第１から第４のいずれか１つの態様において、前記造形層形成手段をクリーニングするクリーニング手段を備え、前記ステージは、前記供給方向の先端側の第１端部と、前記第１端部とは反対側の第２端部と、を有し、前記供給方向における前記クリーニング手段と前記第１端部との距離は、前記供給方向における前記クリーニング手段と前記第２端部との距離よりも短いことを特徴とする。 A three-dimensional printing apparatus according to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, includes a cleaning means for cleaning the modeling layer forming means, and the stage has a tip end in the supply direction. and a second end opposite to the first end, and the distance between the cleaning means and the first end in the supply direction is equal to It is characterized in that the distance is shorter than the distance between the cleaning means and the second end.

本態様によれば、供給方向におけるクリーニング手段とステージの第１端部との距離は、供給方向におけるクリーニング手段とステージの第２端部との距離よりも短い。すなわち、クリーニング手段は、造形層形成手段による造形層の形成時におけるシートの先端側である、造形層形成手段の近傍の位置に配置される。このため、造形層形成手段を短時間で好適にクリーニングすることができる。 According to this aspect, the distance between the cleaning means and the first end of the stage in the supply direction is shorter than the distance between the cleaning means and the second end of the stage in the supply direction. That is, the cleaning means is arranged at a position near the shaping layer forming means, which is on the leading end side of the sheet when the shaping layer is formed by the shaping layer forming means. Therefore, the shaped layer forming means can be suitably cleaned in a short time.

本発明の第６の態様の三次元造形装置は、前記第１から第５のいずれか１つの態様において、前記移動手段は、前記造形層形成手段を前記造形面に沿う方向に移動させ、前記ステージを前記シート供給手段とともに前記造形面と交差する方向に移動させることを特徴とする。 In the three-dimensional modeling apparatus according to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the moving means moves the modeling layer forming means in a direction along the modeling surface, and the moving means moves the modeling layer forming means in a direction along the modeling surface. The present invention is characterized in that the stage is moved together with the sheet supply means in a direction intersecting the modeling surface.

本態様によれば、移動手段は、造形層形成手段を造形面に沿う方向に移動させ、ステージをシート供給手段とともに造形面と交差する方向に移動させる。このように、ステージをシート供給手段とともに造形面と交差する方向に移動させる構成とすることで、ステージとシート供給手段との位置ずれが生じにくい移動構成を簡単に形成することができる。 According to this aspect, the moving means moves the modeling layer forming means in a direction along the modeling surface, and moves the stage together with the sheet supplying means in a direction intersecting the modeling surface. In this way, by configuring the stage to move in the direction intersecting the modeling surface together with the sheet supplying means, it is possible to easily form a moving configuration in which positional displacement between the stage and the sheet supplying means is unlikely to occur.

本発明の第７の態様の三次元造形装置は、前記第１から第６のいずれか１つの態様において、前記シートを前記造形面上に供給する際の前記吸引流路の内部の圧力は、前記シートが前記造形領域に配置され前記造形層形成手段により前記造形層を形成させている際の前記吸引流路の内部の圧力に比べて低いことを特徴とする。 In the three-dimensional modeling apparatus according to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the pressure inside the suction channel when supplying the sheet onto the modeling surface is The pressure is lower than the pressure inside the suction channel when the sheet is placed in the modeling area and the modeling layer is formed by the modeling layer forming means.

本態様によれば、シートを造形面上に供給する際の前記吸引流路の内部の圧力は、シートが造形領域に配置され造形層形成手段により造形層を形成させている際の吸引流路の内部の圧力に比べて低い。このため、シートを造形面上に供給する際に、シートＳに皴などが生じることを抑制しつつ造形面とシートとの摩擦力が強すぎてシートが適切に供給されなくなることを抑制することができる。 According to this aspect, the pressure inside the suction channel when the sheet is supplied onto the modeling surface is the same as the pressure inside the suction channel when the sheet is placed in the modeling area and the building layer is formed by the building layer forming means. is low compared to the internal pressure. For this reason, when the sheet is fed onto the printing surface, it is possible to suppress the formation of wrinkles in the sheet S and also to prevent the frictional force between the printing surface and the sheet from being too strong and the sheet not being fed properly. I can do it.

本発明の第８の態様の三次元造形装置は、前記第１から第７のいずれか１つの態様において、前記シートの切断手段を備え、前記制御部は、前記造形層の形成の終了後に、前記切断手段を制御して切断位置よりも前記シートの先端側に前記造形層が配置されるように前記シートを切断することを特徴とする。 A three-dimensional printing apparatus according to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, includes a cutting means for the sheet, and the control section is configured to: The method is characterized in that the sheet is cut by controlling the cutting means so that the shaped layer is placed closer to the leading end of the sheet than the cutting position.

本態様によれば、シートの切断手段を備え、制御部は造形層の形成の終了後に切断位置よりもシートの先端側に造形層が配置されるようにシートを切断する。このため、自動で、好適な切断位置でシートを切断することができ、ユーザーの負荷を減らすことができる。 According to this aspect, the sheet cutting means is provided, and the control section cuts the sheet such that the shaped layer is disposed closer to the leading end of the sheet than the cutting position after the formation of the shaped layer is completed. Therefore, the sheet can be automatically cut at a suitable cutting position, and the load on the user can be reduced.

本発明の第９の態様の三次元造形装置は、前記第８の態様において、前記シートを搬送する第１搬送手段を備え、前記制御部は、前記シートの切断後に、前記第１搬送手段を制御して前記造形層が形成されていない側の前記シートを前記逆方向に搬送することを特徴とする。 In a ninth aspect of the present invention, the three-dimensional modeling apparatus according to the eighth aspect includes a first conveying means for conveying the sheet, and the control section controls the first conveying means after cutting the sheet. The method is characterized in that the sheet on the side where the modeling layer is not formed is conveyed in the opposite direction under control.

本態様によれば、シートを搬送する第１搬送手段を備え、制御部はシートの切断後に造形層が形成されていない側のシートを逆方向に搬送する。このため、自動で、シートの再使用可能な領域をシート供給手段側に戻すことができ、ユーザーの負荷を減らすことができる。 According to this aspect, the first conveying means for conveying the sheet is provided, and after cutting the sheet, the control section conveys the sheet on the side where the modeling layer is not formed in the opposite direction. Therefore, the reusable area of the sheet can be automatically returned to the sheet supplying means, and the load on the user can be reduced.

本発明の第１０の態様の三次元造形装置は、前記第８または第９の態様において、前記造形層が形成された前記シートを搬送する第２搬送手段を備え、前記制御部は、前記シートの切断後に、前記第２搬送手段を制御して前記造形層が形成された側の前記シートを前記逆方向とは異なる方向に搬送することを特徴とする。 A three-dimensional printing apparatus according to a tenth aspect of the present invention, in the eighth or ninth aspect, includes a second conveyance means for conveying the sheet on which the modeling layer is formed, and the control section is configured to After cutting, the second conveying means is controlled to convey the sheet on the side where the shaped layer is formed in a direction different from the opposite direction.

本態様によれば、造形層が形成されたシートを搬送する第２搬送手段を備え、制御部はシートの切断後に造形層が形成された側のシートを逆方向とは異なる方向に搬送する。このため、自動で、造形層が形成された側のシートを所望の位置に搬送することができ、ユーザーの負荷を減らすことができる。 According to this aspect, the second conveyance unit conveys the sheet on which the modeling layer is formed, and the control unit conveys the sheet on the side on which the modeling layer is formed in a direction different from the opposite direction after cutting the sheet. Therefore, the sheet on the side where the modeling layer is formed can be automatically conveyed to a desired position, and the load on the user can be reduced.

［実施例１］
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、本発明の実施例１の三次元造形装置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製造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。 [Example 1]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, the overall configuration of a three-dimensional printing apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. However, the three-dimensional printing apparatus that can execute the method for manufacturing a three-dimensional structure of the present invention is not limited to the configuration of this embodiment. For example, a three-dimensional modeling device that employs FDM (Fused Deposition Modeling) method can be used. Note that the following figures are all schematic diagrams, and some constituent members are omitted or simplified. Further, in each figure, the X-axis direction is a horizontal direction, the Y-axis direction is a horizontal direction and a direction perpendicular to the X-axis direction, and the Z-axis direction is a 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。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 printing apparatus 100 includes a control unit 101 that controls the three-dimensional printing apparatus 100, a modeling stage 210 that serves as a base for a three-dimensional object, and a supply means 110 that supplies a modeling material onto the stage 210. A moving means 230 for relatively moving the stage 210 and the supply means 110 is provided. Although the three-dimensional printing apparatus 100 of this embodiment does not include a supply means for supplying a material for forming a support layer that supports the three-dimensional structure formed 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または低粘度化させて流動性を発現させた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 discharges onto the stage 210 a paste-like modeling material that is obtained by melting or reducing the viscosity of a solid material and exhibiting fluidity. The supply means 110 is a supply means for supplying the modeling material onto the stage 210, and includes a material supply unit 20 which is a supply source of the raw material MR before being converted into the modeling material, and a material supply unit 20 which is a supply source of the raw material MR before being converted into the modeling material. It includes a modeling material generation section 30 and a discharge section 60 that discharges 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 modeling material generation unit 30 with a raw material MR for generating the modeling material. The material supply section 20 is configured by, for example, a hopper that accommodates the raw material MR. The material supply section 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 fed into the material supply unit 20 in the form of pellets, powder, or the like. In this embodiment, a pellet-shaped ABS resin material is used. However, there is no particular limitation on the raw material MR.

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を溶融または低粘度化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 generation section 30 melts or lowers the viscosity of the raw material MR supplied from the material supply section 20 to generate a pasty modeling material that exhibits fluidity, and guides it to the discharge section 60 . The modeling material generation section 30 includes 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. In order to facilitate understanding of the technology, the flat screw 40 shown in FIG. 2 is shown with the upper surface 47 and lower surface 48 shown in FIG. 1 in opposite positions in the vertical direction. FIG. 3 is a schematic plan view showing the upper surface of the barrel 50, ie, the screw facing surface 52 side. The flat screw 40 has a substantially cylindrical shape in which the height in the axial direction, which is the direction along the central axis, is smaller than the diameter. The flat screw 40 is arranged so that the rotation axis RX, which is the center of rotation thereof, 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 within 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 the control of the control section 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, which is a surface intersecting the rotation axis RX. The communication path 22 of the material supply section 20 described above communicates with the groove 42 from the side surface of the flat screw 40. As shown in FIG. 2, in this embodiment, three groove portions 42 are formed separated by a convex portion 43. As shown in FIG. Note that 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以外の位置にヒーター５８を備えていてもよい。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内において溶融または低粘度化されながら、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または低粘度化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または低粘度化することによって、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 to heat the raw material MR supplied into the groove 42 of the rotating flat screw 40. However, the heater 58 may be provided at a position other than the barrel 50. A plurality of guide grooves 54 are formed in the screw facing surface 52, connected to the communication hole 56, and extending spirally from the communication hole 56 toward the outer periphery. However, it may be configured without the guide groove 54. The raw material MR supplied into the groove part 42 of the flat screw 40 flows along the groove part 42 by the rotation of the flat screw 40 while being melted or made to have a low viscosity in the groove part 42, and is used as a modeling material in the center part of the flat screw 40. Leads to 46. The pasty modeling material that has flowed into the central portion 46 and exhibits fluidity is supplied to the discharge portion 60 through a communication hole 56 provided at the center of the barrel 50 shown in FIG. Note that in the modeling material, not all types of substances constituting the modeling material need to be melted or have low viscosity. The modeling material may be converted into a fluid state as a whole by melting or lowering the viscosity of at least some 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。なお、本実施例の三次元造形装置１００は、吐出口６２をクリーニングするクリーニング手段としてのブラシ７０を備えている。 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 a flow path 65. Note that the barrel 50 can also be considered as a component of the discharge section 60. The nozzle 61 discharges the modeling material generated in the modeling material generation section 30 toward the stage 210 from the discharge port 62 at the tip. Note that the three-dimensional modeling apparatus 100 of this embodiment includes a brush 70 as a cleaning means for cleaning the discharge port 62.

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の造形面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の造形面２１１に向けて造形材料を吐出させて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。 The stage 210 is arranged at a position facing the discharge port 62 of the nozzle 61. In this embodiment, the modeling surface 211 of the stage 210 facing the discharge port 62 of the nozzle 61 is arranged in the horizontal direction. In the modeling process, the three-dimensional modeling apparatus 100 creates a three-dimensional object by discharging a modeling material from the discharge unit 60 toward the modeling surface 211 of the stage 210 and stacking modeling layers.

なお、ステージ２１０の詳細な構成については後述するが、ステージ２１０の内部にはポンプＰ及び弁２２０と繋がる後述する吸引流路２１０Ａが形成されている。そして、詳細は後述するが、造形面２１１には、吸引流路２１０Ａと連通する吸引孔Ｈが形成されている。また、ステージ２１０には、後述する長尺状のシートＳを造形面２１１上に供給することが可能なシート供給手段２６０が形成されている。そして、制御部１０１の制御により、シート供給手段２６０が有する不図示のモーターを駆動し、シートＳを造形面２１１上の適正位置に配置させ、ポンプＰを駆動することによって造形面２１１上に配置されたシートＳを吸引して確りと固定することができる。 Although the detailed configuration of the stage 210 will be described later, a suction channel 210A, which will be described later, is formed inside the stage 210 and is connected to a pump P and a valve 220. Although details will be described later, a suction hole H is formed in the modeling surface 211 and communicates with the suction flow path 210A. Further, the stage 210 is formed with a sheet supply means 260 that can supply a long sheet S, which will be described later, onto the modeling surface 211. Then, under the control of the control unit 101, a motor (not shown) included in the sheet supply means 260 is driven to place the sheet S at an appropriate position on the printing surface 211, and by driving the pump P, the sheet S is placed on the printing surface 211. The sheet S can be sucked and firmly fixed.

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、供給手段１１０とステージ２１０とを相対的に移動させる。なお、本実施例においては、移動手段２３０は、ステージ２１０をＺ軸方向に移動させることが可能であるとともに、供給手段１１０をＸ軸方向及びＹ軸方向の２つの軸方向に移動させることが可能である。ただし、移動手段２３０は、造形層形成手段としてのノズル６１とステージ２１０とを相対的に移動させる構成であればこのような構成に限定されない。 The moving means 230 changes the relative position between the stage 210 and the supply means 110. In this embodiment, the position of the nozzle 61 formed in the discharge part 60 of the supply means 110 is fixed, and the moving means 230 relatively moves the supply means 110 and the stage 210. In this embodiment, the moving means 230 is capable of moving the stage 210 in the Z-axis direction, and is also capable of moving the supply means 110 in two axial directions, the X-axis direction and the Y-axis direction. It is possible. However, the moving means 230 is not limited to such a structure as long as it is configured to relatively move the nozzle 61 as a modeling layer forming means and the stage 210.

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 printing 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 that inputs and outputs signals to and from the outside. The control unit 101 performs various functions when the processor executes programs and instructions read into the main storage device. Instead of being configured by a computer, the control unit 101 may be realized by a combination of a plurality of circuits for realizing at least a part of each function.

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が溶融または低粘度化されて造形材料ＭＭが生成される。制御部１０１は、ステージ２１０の造形面２１１とノズル６１との距離を保持したまま、ステージ２１０の造形面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 object is formed in the three-dimensional printing apparatus 100. In the three-dimensional modeling apparatus 100, as described above, the solid raw material MR supplied to the groove 42 of the rotating flat screw 40 is melted or made to have a low viscosity in the modeling material generation section 30, thereby forming the modeling material MM. generated. The control unit 101 moves the modeling material from the nozzle 61 while changing the position of the nozzle 61 with respect to the stage 210 in the direction along the modeling surface 211 of the stage 210 while maintaining the distance between the modeling surface 211 of the stage 210 and the nozzle 61. Discharge MM. The modeling material MM discharged from the nozzle 61 is continuously deposited in the moving direction of the nozzle 61. Through such scanning by the nozzle 61, a linear part LP that is a part to be modeled linearly extending along the scanning path of the nozzle 61 is modeled.

制御部１０１は、上記のノズル６１による走査を繰り返して造形層ＭＬを形成する。制御部１０１は、１つの造形層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造形層ＭＬの上に、さらに造形層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 described above to form the modeling layer ML. After forming one modeling 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 object is modeled by further stacking and laminating a model layer ML on top of the model layer ML that has been formed so far.

ここで、図４では、ステージ２１０の造形面２１１上に、シートＳを配置し、シートＳ上に造形層ＭＬを積層している状態を表している。なお、使用するシートＳの種類に特に限定はないが、シートＳの表面はそのまま三次元造形物の表面形状の一部を形成するものである。このため、造形層ＭＬの積層完了後に表面形状を後加工することを前提とした所謂ラフトなどは本発明のシートに該当しない。シートＳとしては、例えば、フィルムなど薄い可撓性のシートを好ましく用いることができる。このように、本実施例の三次元造形装置１００は、制御部１０１がシート供給手段２６０を制御してステージ２１０上にシートＳを配置し、その上に造形層ＭＬを積層することが可能な構成となっている。 Here, FIG. 4 shows a state in which the sheet S is arranged on the modeling surface 211 of the stage 210, and the modeling layer ML is laminated on the sheet S. Note that there is no particular limitation on the type of sheet S to be used, but the surface of the sheet S forms part of the surface shape of the three-dimensional structure as it is. Therefore, a so-called raft or the like, which is based on the premise that the surface shape is subjected to post-processing after the completion of lamination of the modeling layers ML, does not correspond to the sheet of the present invention. As the sheet S, for example, a thin flexible sheet such as a film can be preferably used. In this way, in the three-dimensional printing apparatus 100 of the present embodiment, the control unit 101 can control the sheet supply means 260 to arrange the sheet S on the stage 210, and stack the modeling layer ML thereon. The structure is as follows.

上記のように、本実施例の三次元造形装置１００は、内部に吸引流路２１０Ａが設けられるとともに三次元造形物を造形する造形面２１１に吸引流路２１０Ａと繋がる吸引孔Ｈを有するステージ２１０を備えている。また、長尺状のシートＳを造形面２１１上に供給可能なシート供給手段２６０と、吸引流路２１０Ａを減圧するポンプＰと、シートＳ上に造形材料ＭＭを供給することで三次元造形物を構成する造形層ＭＬを形成するノズル６１と、ステージ２１０とノズル６１とを相対的に移動させる移動手段２３０と、を備えている。また、ステージ２１０と、シート供給手段２６０と、ポンプＰと、ノズル６１と、移動手段２３０と、を制御する制御部１０１を備えている。 As described above, the three-dimensional modeling apparatus 100 of the present embodiment includes a stage 210 that is provided with a suction channel 210A inside and has a suction hole H connected to the suction channel 210A on the modeling surface 211 for modeling a three-dimensional object. It is equipped with In addition, a three-dimensional model can be created by supplying a sheet supplying means 260 capable of supplying a long sheet S onto the modeling surface 211, a pump P that depressurizes the suction flow path 210A, and a modeling material MM on the sheet S. It includes a nozzle 61 that forms the modeling layer ML that constitutes the structure, and a moving means 230 that relatively moves the stage 210 and the nozzle 61. It also includes a control section 101 that controls the stage 210, sheet supply means 260, pump P, nozzle 61, and movement means 230.

そこで、次に、本実施例の三次元造形装置１００におけるステージ２１０の構成及び制御部１０１の制御によるシート供給手段２６０の動作などについて図５から図７を参照して詳細に説明する。図５から図７で表されるように、本実施例のステージ２１０には、シートＳを造形面２１１上に供給可能なシート供給手段２６０が取り付けられている。 Next, the configuration of the stage 210 and the operation of the sheet supply means 260 under the control of the control unit 101 in the three-dimensional printing apparatus 100 of this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7. As shown in FIGS. 5 to 7, a sheet supply means 260 that can supply the sheet S onto the modeling surface 211 is attached to the stage 210 of this embodiment.

図５で表されるように、シート供給手段２６０に収容されるシートＳは、シート供給手段２６０による供給方向Ａ１の長さがステージ２１０の供給方向Ａ１の長さＬ０よりも長い。そして、シート供給手段２６０は、シートＳを造形面２１１上の造形領域２１１Ａに供給可能であるとともに、シートＳを供給方向Ａ１とは逆方向Ａ２に戻すことも可能である。なお、造形層形成手段としてのノズル６１は、造形領域２１１Ａに配置されたシートＳ上に造形材料ＭＭを供給することで三次元造形物Ｏを構成する造形層ＭＬを形成することが可能である。 As shown in FIG. 5, the length of the sheet S stored in the sheet supply means 260 in the supply direction A1 by the sheet supply means 260 is longer than the length L0 of the stage 210 in the supply direction A1. The sheet supply means 260 can supply the sheet S to the printing area 211A on the printing surface 211, and can also return the sheet S in the direction A2 opposite to the feeding direction A1. In addition, the nozzle 61 as a modeling layer forming means can form the modeling layer ML that constitutes the three-dimensional structure O by supplying the modeling material MM onto the sheet S arranged in the modeling area 211A. .

ここで、本実施例の三次元造形装置１００における、三次元造形物Ｏの造形に伴うシート供給手段２６０の動作について説明する。図５は、三次元造形物Ｏを構成する造形層ＭＬの形成終了直後の状態を表している。図５で表されるように、造形層ＭＬを形成する際、シート供給手段２６０は、制御部１０１の制御により、造形面２１１上の吸引孔ＨがすべてシートＳにより塞がれる位置までシートＳを造形面２１１上に供給する。なお、吸引孔Ｈは、図５などで表されるようにＹ軸方向から見て複数設けられているほか、Ｘ軸方向から見ても複数設けられている。そして、制御部１０１は、ポンプＰを制御してシートＳを造形面２１１上に吸着させ、ノズル６１と移動手段２３０とを制御して、該シートＳ上に造形層ＭＬを形成する。この際、造形する三次元造形物Ｏがステージ２１０に比べて小さい場合、図５で表されるように、なるべく供給方向Ａ１におけるシートＳの先端Ｓ１側の造形面２１１の領域を造形領域２１１Ａとして造形層ＭＬを形成する。 Here, the operation of the sheet supply means 260 in the three-dimensional modeling apparatus 100 of this embodiment in conjunction with the modeling of the three-dimensional structure O will be described. FIG. 5 shows the state immediately after the formation of the modeling layer ML constituting the three-dimensional structure O is completed. As shown in FIG. 5, when forming the modeling layer ML, the sheet supply means 260, under the control of the control unit 101, supplies the sheet S until the suction holes H on the modeling surface 211 are all blocked by the sheet S. is supplied onto the modeling surface 211. In addition, as shown in FIG. 5, a plurality of suction holes H are provided when viewed from the Y-axis direction, and a plurality of suction holes H are also provided when viewed from the X-axis direction. Then, the control unit 101 controls the pump P to adsorb the sheet S onto the modeling surface 211, and controls the nozzle 61 and the moving means 230 to form the modeling layer ML on the sheet S. At this time, if the three-dimensional structure O to be modeled is smaller than the stage 210, as shown in FIG. A modeling layer ML is formed.

造形層ＭＬの形成が終了すると、図６で表されるように、ユーザーが、例えばカッターなどを使用し、シートＳを切断し、三次元造形物Ｏを切断されたシートＳと共に三次元造形装置１００から取り外す。そして、その後、図７で表されるように、次の三次元造形物Ｏの造形層ＭＬの形成に備えて、シート供給手段２６０は、制御部１０１の制御により、造形面２１１上の吸引孔ＨがすべてシートＳにより塞がれる位置までシートＳを造形面２１１上に供給する。ただし、次の三次元造形物Ｏの造形層ＭＬの形成がしばらくない場合は、シート供給手段２６０は、制御部１０１の制御により、シートＳを逆方向Ａ２に戻すとともにシート供給手段２６０においてシートＳを巻き取ることも可能である。 When the formation of the modeling layer ML is completed, as shown in FIG. 6, the user cuts the sheet S using, for example, a cutter, and transfers the three-dimensional object O together with the cut sheet S to the three-dimensional printing apparatus. Remove from 100. Thereafter, as shown in FIG. 7, in preparation for forming the building layer ML of the next three-dimensional structure O, the sheet supply means 260 controls the suction holes on the building surface 211 under the control of the control unit 101. The sheet S is fed onto the modeling surface 211 until the entire area H is covered by the sheet S. However, if the building layer ML of the next three-dimensional structure O is not to be formed for a while, the sheet supplying means 260 returns the sheet S in the opposite direction A2 under the control of the control unit 101, and the sheet supplying means 260 returns the sheet S It is also possible to wind up.

上記について図５を参照して別の表現を用いて説明すると、制御部１０１は、造形層ＭＬの形成の開始に伴って、供給方向Ａ１における造形領域２１１Ａの中央ＣからシートＳの先端Ｓ１までの距離Ｌ１が供給方向Ａ１におけるシート供給手段２６０から造形領域２１１Ａの中央Ｃまでの距離Ｌ２よりも短くなるようにシートＳを造形面２１１上に配置させる。このため、シートＳの先端Ｓ１側に三次元造形物Ｏを造形することができ、三次元造形物Ｏの造形後にシートＳの造形領域２１１Ａに対応する部分を切断するなどし、シート供給手段２６０側に残ったシートＳを戻して再利用することができる。したがって、本実施例の三次元造形装置１００は、ステージ２１０上に配置されるシートＳ上に三次元造形物Ｏを造形する構成においてシートＳを無駄なく使用することができる。 To explain the above using another expression with reference to FIG. The sheet S is arranged on the modeling surface 211 such that the distance L1 is shorter than the distance L2 from the sheet supply means 260 to the center C of the modeling area 211A in the supply direction A1. Therefore, the three-dimensional structure O can be formed on the tip S1 side of the sheet S, and after the three-dimensional structure O is formed, a portion of the sheet S corresponding to the printing area 211A is cut, and the sheet feeding means 260 The sheet S remaining on the side can be returned and reused. Therefore, the three-dimensional printing apparatus 100 of this embodiment can use the sheet S without wasting it in a configuration in which the three-dimensional structure O is formed on the sheet S placed on the stage 210.

また、このように、制御部１０１は、造形層ＭＬの形成の終了後に、シート供給手段２６０を制御して、シートＳを逆方向Ａ２に戻すことができる。このため、本実施例の三次元造形装置１００は、造形面２１１上に配置されるとともにシート供給手段２６０側に残ったシートＳを自動で戻して再利用することができ、ユーザーの負荷を減らすことができる。 Moreover, in this way, the control unit 101 can control the sheet supply means 260 to return the sheet S in the reverse direction A2 after the formation of the modeling layer ML is completed. Therefore, the three-dimensional printing apparatus 100 of this embodiment can automatically return and reuse the sheet S placed on the printing surface 211 and remaining on the sheet supply means 260 side, reducing the burden on the user. be able to.

ここで、制御部１０１は、シートＳを逆方向Ａ２に戻す際にポンプＰにより吸引流路２１０Ａを減圧させるとともにポンプＰによる減圧強さを、シートＳが造形領域２１１Ａに配置されノズル６１により造形層ＭＬを形成させている際のポンプＰによる減圧強さよりも弱くすることができる。このため、本実施例の三次元造形装置１００は、シートＳを逆方向Ａ２に戻す際に、シートＳに皴などが生じることを抑制しつつ造形面２１１とシートＳとの摩擦力が強すぎてシートＳを逆方向Ａ２に戻す際に不具合が生じることを抑制することができる。 Here, the control unit 101 causes the pump P to reduce the pressure in the suction channel 210A when returning the sheet S in the reverse direction A2, and controls the pressure reduction strength by the pump P so that the sheet S is placed in the printing area 211A and the nozzle 61 prints the sheet S. The pressure reduction strength can be made weaker than the pressure reduction strength by the pump P when forming the layer ML. Therefore, when the three-dimensional printing apparatus 100 of this embodiment returns the sheet S in the opposite direction A2, the frictional force between the printing surface 211 and the sheet S is too strong while suppressing wrinkles etc. from occurring in the sheet S. This makes it possible to prevent problems from occurring when the sheet S is returned in the opposite direction A2.

また、制御部１０１は、シートＳを造形面２１１上に供給する際にポンプＰにより吸引流路２１０Ａを減圧させるとともにポンプＰによる減圧強さを、シートＳが造形領域２１１Ａに配置されノズル６１により造形層ＭＬを形成させている際のポンプＰによる減圧強さよりも弱くすることができる。このため、本実施例の三次元造形装置１００は、シートＳを造形面２１１上に供給する際に、シートＳに皴などが生じることを抑制しつつ造形面２１１とシートＳとの摩擦力が強すぎてシートＳが適切に供給されなくなることを抑制することができる。 In addition, the control unit 101 causes the pump P to reduce the pressure in the suction channel 210A when supplying the sheet S onto the printing surface 211, and controls the pressure reduction strength by the pump P to be controlled by the nozzle 61 when the sheet S is placed in the printing area 211A. The pressure reduction strength can be made weaker than the pressure reduction strength by the pump P when forming the modeling layer ML. Therefore, when the three-dimensional printing apparatus 100 of the present embodiment supplies the sheet S onto the printing surface 211, the frictional force between the printing surface 211 and the sheet S is suppressed while suppressing the occurrence of wrinkles in the sheet S. It is possible to prevent the sheet S from being properly fed due to the force being too strong.

また、図５から図７で表されるように、シート供給手段２６０は、シートＳをロール形状に収容することができる。ただし、シート供給手段２６０はこのような構成に限定されない、例えば、長尺状のシートＳを交互に折りたたみ、折りたたまれたシートＳを収容する構成などとしてもよい。しかしながら、本実施例のシート供給手段２６０は、シートＳをロール形状に収容するので、シートＳに折り皺などが生じてシートＳが造形面２１１に適切に吸着されないということを抑制することができる。 Further, as shown in FIGS. 5 to 7, the sheet supply means 260 can accommodate the sheet S in a roll shape. However, the sheet supply means 260 is not limited to such a configuration; for example, it may have a configuration in which long sheets S are alternately folded and the folded sheets S are accommodated. However, since the sheet feeding means 260 of this embodiment stores the sheet S in a roll shape, it is possible to prevent the sheet S from being properly attracted to the modeling surface 211 due to creases, etc. .

また、上記のように、本実施例の三次元造形装置１００は、ノズル６１をクリーニングするクリーニング手段としてのブラシ７０を備えている。そして、ステージ２１０は、図５で表されるように、供給方向Ａ１の先端側の第１端部２１０Ｃと、第１端部２１０Ｃとは反対側の第２端部２１０Ｄと、を有している。ここで、図５で表されるように、供給方向Ａ１におけるブラシ７０と第１端部Ｓ１との距離Ｌ３は、供給方向Ａ１におけるブラシ７０と第２端部２１０Ｄとの距離Ｌ４よりも短い。すなわち、本実施例の三次元造形装置１００においては、クリーニング手段としてのブラシ７０は、ノズル６１による造形層ＭＬの形成時におけるシートＳの先端Ｓ１側である、ノズル６１の近傍の位置に配置されている。このため、本実施例の三次元造形装置１００は、ノズル６１を短時間で好適にクリーニングすることができる。 Further, as described above, the three-dimensional printing apparatus 100 of this embodiment includes the brush 70 as a cleaning means for cleaning the nozzle 61. As shown in FIG. 5, the stage 210 has a first end 210C on the tip side in the supply direction A1, and a second end 210D on the opposite side to the first end 210C. There is. Here, as shown in FIG. 5, the distance L3 between the brush 70 and the first end S1 in the supply direction A1 is shorter than the distance L4 between the brush 70 and the second end 210D in the supply direction A1. That is, in the three-dimensional modeling apparatus 100 of the present embodiment, the brush 70 as a cleaning means is arranged at a position near the nozzle 61, which is on the tip S1 side of the sheet S when the nozzle 61 forms the modeling layer ML. ing. Therefore, the three-dimensional printing apparatus 100 of this embodiment can suitably clean the nozzle 61 in a short time.

また、上記のように、本実施例の三次元造形装置１００においては、移動手段２３０は、造形層形成手段としてのノズル６１を供給手段１１０ごと造形面２１１に沿う方向であるＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させ、ステージ２１０をシート供給手段２６０とともに造形面２１１と交差する方向であるＺ軸方向に移動させることができる。このように、ステージ２１０をシート供給手段２６０とともに造形面２１１と交差する方向に移動させる構成とすることで、ステージ２１０とシート供給手段２６０との位置ずれが生じにくい移動構成を簡単に形成することができる。 Further, as described above, in the three-dimensional printing apparatus 100 of the present embodiment, the moving means 230 moves the nozzle 61 as a modeling layer forming means together with the supplying means 110 in the X-axis direction, which is a direction along the modeling surface 211, and in the Y-axis direction. The stage 210 can be moved in the Z-axis direction, which is the direction intersecting the modeling surface 211, together with the sheet supply means 260. In this way, by configuring the stage 210 to move together with the sheet supply means 260 in the direction intersecting the modeling surface 211, it is possible to easily form a movement configuration in which positional deviation between the stage 210 and the sheet supply means 260 is unlikely to occur. I can do it.

［実施例２］
以下に、実施例２の三次元造形装置１００について図８及び図９を参照して説明する。なお、本実施例の三次元造形装置１００は、以下で説明する構成以外については、実施例１の三次元造形装置１００と同様であるため、実施例１の三次元造形装置１００と同様の特徴を有している。そこで、図８及び図９では上記実施例１と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。 [Example 2]
A three-dimensional printing apparatus 100 according to a second embodiment will be described below with reference to FIGS. 8 and 9. Note that the 3D printing apparatus 100 of this embodiment is the same as the 3D printing apparatus 100 of the first embodiment except for the configuration described below, and thus has the same features as the 3D printing apparatus 100 of the first embodiment. have. Therefore, in FIGS. 8 and 9, constituent members common to those in the first embodiment are indicated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図８及び図９で表されるように、本実施例の三次元造形装置１００は、シートＳをＹ軸方向に沿って切断することが可能な切断手段２８０を備えている。また、供給方向Ａ１において切断手段２８０よりも上流側に設けられる搬送ローラー２７０と、供給方向Ａ１において切断手段２８０よりも下流側に設けられる搬送ローラー２９０と、を備えている。 As shown in FIGS. 8 and 9, the three-dimensional printing apparatus 100 of this embodiment includes a cutting means 280 that can cut the sheet S along the Y-axis direction. Further, it includes a conveyance roller 270 provided upstream of the cutting means 280 in the supply direction A1, and a conveyance roller 290 provided downstream of the cutting means 280 in the supply direction A1.

ここで、制御部１０１は切断手段２８０、搬送ローラー２７０及び搬送ローラー２９０を制御して、造形層ＭＬの形成の終了後に、図８及び図９で表されるように、切断位置Ｐ１よりもシートＳの先端Ｓ１側に造形層ＭＬが配置されるようにシートＳを切断することができる。このため、本実施例の三次元造形装置１００は、自動で、好適な切断位置Ｐ１でシートＳを切断することができ、ユーザーの負荷を減らすことができる。 Here, the control unit 101 controls the cutting means 280, the conveyance roller 270, and the conveyance roller 290 so that after the formation of the modeling layer ML is completed, the sheet is moved from the cutting position P1 to the cutting position P1, as shown in FIGS. The sheet S can be cut so that the modeling layer ML is placed on the tip S1 side of the sheet S. Therefore, the three-dimensional modeling apparatus 100 of the present embodiment can automatically cut the sheet S at the suitable cutting position P1, thereby reducing the burden on the user.

また、図８及び図９で表されるように、本実施例の三次元造形装置１００は、シートＳを搬送する第１搬送手段としての搬送ローラー２７０と搬送ローラー２９０とを備えている。そして、制御部１０１は、シートＳの切断後に、搬送ローラー２７０及び搬送ローラー２９０を制御して造形層ＭＬが形成されていない側のシートＳを逆方向Ａ２に搬送することができる。このため、本実施例の三次元造形装置１００は、自動で、シートＳの再使用可能な領域をシート供給手段２６０側に戻すことができ、ユーザーの負荷を減らすことができる。 Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the three-dimensional modeling apparatus 100 of this embodiment includes a conveyance roller 270 and a conveyance roller 290 as a first conveyance means for conveying the sheet S. After cutting the sheet S, the control unit 101 can control the conveyance roller 270 and the conveyance roller 290 to convey the sheet S on the side where the modeling layer ML is not formed in the opposite direction A2. Therefore, the three-dimensional printing apparatus 100 of the present embodiment can automatically return the reusable area of the sheet S to the sheet supply means 260 side, thereby reducing the burden on the user.

なお、本実施例の切断手段２８０は、制御部１０１が不図示のモーターを駆動することでＹ軸方向に沿って移動する円板状の刃である。また、本実施例の第１搬送手段としての搬送ローラー２７０及び搬送ローラー２９０は、制御部１０１が不図示のモーターを駆動して回転するローラーである。ただし、切断手段及び第１搬送手段の構成に特に限定は無い。 Note that the cutting means 280 of this embodiment is a disk-shaped blade that moves along the Y-axis direction when the control unit 101 drives a motor (not shown). Furthermore, the conveying roller 270 and the conveying roller 290 as the first conveying means of this embodiment are rollers that are rotated by the control unit 101 driving a motor (not shown). However, there are no particular limitations on the configurations of the cutting means and the first conveying means.

［実施例３］
以下に、実施例３の三次元造形装置１００について図１０を参照して説明する。なお、本実施例の三次元造形装置１００は、以下で説明する構成以外については、実施例１及び実施例２の三次元造形装置１００と同様であるため、実施例１及び実施例２の三次元造形装置１００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と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。 [Example 3]
The three-dimensional printing apparatus 100 of Example 3 will be described below with reference to FIG. 10. Note that the 3D printing apparatus 100 of this embodiment is the same as the 3D printing apparatus 100 of Examples 1 and 2 except for the configuration described below. It has the same characteristics as the original modeling device 100. Therefore, in FIG. 10, constituent members common to the first and second embodiments are indicated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図１０で表されるように、本実施例の三次元造形装置１００は、搬送ローラー２９０よりも供給方向Ａ１における下流側に、造形層ＭＬが形成されたシートＳを搬送する第２搬送手段としてのベルトコンベアー３００を備えている。そして、制御部１０１は、シートＳの切断後に、ベルトコンベアー３００を制御して造形層ＭＬが形成された側のシートＳを逆方向Ａ１とは異なる所望の方向に搬送することができる。このため、本実施例の三次元造形装置１００は、自動で、造形層ＭＬが形成された側のシートＳを所望の位置に搬送することができ、ユーザーの負荷を減らすことができる。 As shown in FIG. 10, the three-dimensional modeling apparatus 100 of the present embodiment uses a second conveying means that conveys the sheet S on which the modeling layer ML is formed downstream of the conveying roller 290 in the supply direction A1. It is equipped with a belt conveyor 300. After cutting the sheet S, the control unit 101 can control the belt conveyor 300 to convey the sheet S on the side on which the modeling layer ML is formed in a desired direction different from the reverse direction A1. Therefore, the three-dimensional modeling apparatus 100 of this embodiment can automatically convey the sheet S on the side where the modeling layer ML is formed to a desired position, and can reduce the load on the user.

なお、本実施例の第２搬送手段は、駆動ローラーと従動ローラーとからなる２つのローラーと、これら２つのローラーに架けられた無端ベルトと、で構成されている。そして、本実施例の第２搬送手段は、制御部１０１が不図示のモーターを駆動して駆動ローラーを回転させることで無端ベルトが回転するベルトコンベアーである。ただし、第２搬送手段の構成に特に限定は無い。 Note that the second conveying means of this embodiment is composed of two rollers, a driving roller and a driven roller, and an endless belt that is stretched over these two rollers. The second conveyance means of this embodiment is a belt conveyor in which an endless belt is rotated by the control unit 101 driving a motor (not shown) to rotate a drive roller. However, there is no particular limitation on the configuration of the second conveyance means.

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 realized in various configurations without departing from the spirit thereof. The technical features in the examples corresponding to the technical features in each form described in the summary column of the invention are intended to solve some or all of the above-mentioned problems, or to achieve some or all of the above-mentioned effects. In order to achieve all of the above, it is possible to perform appropriate replacements and combinations. Further, unless the technical feature is described as essential in this specification, it 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（造形層形成手段）、６２…吐出口、６５…流路、７０…ブラシ（クリーニング手段）、１００…三次元造形装置、１０１…制御部、１１０…供給手段、２１０…ステージ、２１０Ａ…吸引流路、２１０Ｃ…第１端部、２１０Ｄ…第２端部、２１１…造形面、２１１Ａ…造形領域、２２０…弁、２３０…移動手段、２４０…孔部（開口部）、２４１…溝部（開口部）、２６０…シート供給手段、２７０…搬送ローラー（第１搬送手段）、２８０…切断手段、２９０…搬送ローラー（第１搬送手段）、３００…ベルトコンベアー（第２搬送手段）、Ｈ…吸引孔、Ｌ０…長さ、Ｌ１…距離、Ｌ２…距離、Ｌ３…距離、Ｌ４…距離、Ｍ…モーター、ＭＬ…造形層、ＭＭ…造形材料、ＭＲ…原材料、ＬＰ…線状部位、Ｏ…三次元造形物、Ｐ…ポンプ、Ｐ１…切断位置、ＲＸ…回転軸、Ｓ…シート、Ｓ１…先端 20... Material supply section, 22... Communication path, 30... Modeling material generation section, 31... Screw case, 32... Motor, 40... Flat screw, 42... Groove, 43... Convex portion, 44... Material inlet, 46... Central part, 47... Upper surface, 48... Lower surface, 50... Barrel, 52... Screw opposing surface, 54... Guide groove, 56... Communication hole, 58... Heater, 60... Discharge part, 61... Nozzle (modeling layer forming means), 62... Discharge port, 65... Channel, 70... Brush (cleaning means), 100... Three-dimensional modeling device, 101... Control section, 110... Supply means, 210... Stage, 210A... Suction channel, 210C... First end 210D...second end, 211...modeling surface, 211A...modeling area, 220...valve, 230...moving means, 240...hole (opening), 241...groove (opening), 260...sheet supplying means , 270... Conveyance roller (first conveyance means), 280... Cutting means, 290... Conveyance roller (first conveyance means), 300... Belt conveyor (second conveyance means), H... Suction hole, L0... Length, L1 ...Distance, L2...Distance, L3...Distance, L4...Distance, M...Motor, ML...Building layer, MM...Building material, MR...Raw material, LP...Linear part, O...Three-dimensional object, P...Pump, P1...cutting position, RX...rotation axis, S...seat, S1...tip

Claims (10)

内部に吸引流路が設けられるとともに三次元造形物を造形する造形面に前記吸引流路と繋がる吸引孔を有するステージと、
供給方向の長さが前記ステージの前記供給方向の長さよりも長いシートを前記造形面上の造形領域に供給可能であるとともに、前記シートを前記供給方向とは逆方向に戻すことが可能なシート供給手段と、
前記造形領域に配置された前記シート上に造形材料を供給することで前記三次元造形物を構成する造形層を形成する造形層形成手段と、
前記ステージと前記造形層形成手段とを相対的に移動させる移動手段と、
前記シート供給手段と前記造形層形成手段と前記移動手段とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記造形層の形成の開始に伴って、前記供給方向における前記造形領域の中央から前記シートの先端までの距離が前記供給方向における前記シート供給手段から前記中央までの距離よりも短くなるように前記シートを前記造形面上に配置させることを特徴とする三次元造形装置。 a stage that is provided with a suction channel therein and has a suction hole connected to the suction channel on a modeling surface for modeling a three-dimensional object;
A sheet that is capable of supplying a sheet whose length in the supply direction is longer than the length of the stage in the supply direction to a printing area on the printing surface, and also capable of returning the sheet in a direction opposite to the supply direction. supply means;
a modeling layer forming means for forming a modeling layer constituting the three-dimensional structure by supplying a modeling material onto the sheet disposed in the modeling area;
moving means for relatively moving the stage and the modeling layer forming means;
a control unit that controls the sheet supplying means, the modeling layer forming means, and the moving means;
Equipped with
The control unit is configured such that, with the start of forming the modeling layer, the distance from the center of the modeling area to the tip of the sheet in the supply direction is greater than the distance from the sheet supply means to the center in the supply direction. A three-dimensional modeling apparatus characterized in that the sheet is arranged on the modeling surface so that the sheet is short. 請求項１に記載の三次元造形装置において、
前記制御部は、前記造形層の形成の終了後に、前記シートを前記逆方向に戻すことを特徴とする三次元造形装置。 The three-dimensional printing apparatus according to claim 1,
The three-dimensional modeling apparatus is characterized in that the control section returns the sheet in the opposite direction after the formation of the modeling layer is completed. 請求項２に記載の三次元造形装置において、
前記シートを前記逆方向に戻す際の前記吸引流路の内部の圧力は、前記シートが前記造形領域に配置され前記造形層形成手段により前記造形層を形成させている際の前記吸引流路の内部の圧力に比べて低いことを特徴とする三次元造形装置。 The three-dimensional printing apparatus according to claim 2,
The pressure inside the suction channel when the sheet is returned in the opposite direction is the pressure inside the suction channel when the sheet is placed in the modeling area and the modeling layer is formed by the modeling layer forming means. A three-dimensional printing device characterized by low pressure compared to the internal pressure. 請求項１から３のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
前記シート供給手段は、前記シートをロール形状に収容することを特徴とする三次元造形装置。 The three-dimensional printing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The three-dimensional printing apparatus is characterized in that the sheet supply means stores the sheet in a roll shape. 請求項１から４のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
前記造形層形成手段をクリーニングするクリーニング手段を備え、
前記ステージは、前記供給方向の先端側の第１端部と、前記第１端部とは反対側の第２端部と、を有し、
前記供給方向における前記クリーニング手段と前記第１端部との距離は、前記供給方向における前記クリーニング手段と前記第２端部との距離よりも短いことを特徴とする三次元造形装置。 The three-dimensional printing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
comprising a cleaning means for cleaning the modeling layer forming means,
The stage has a first end on the leading end side in the supply direction, and a second end on the opposite side to the first end,
A three-dimensional modeling apparatus, wherein a distance between the cleaning means and the first end in the supply direction is shorter than a distance between the cleaning means and the second end in the supply direction. 請求項１から５のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
前記移動手段は、前記造形層形成手段を前記造形面に沿う方向に移動させ、前記ステージを前記シート供給手段とともに前記造形面と交差する方向に移動させることを特徴とする三次元造形装置。 The three-dimensional printing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A three-dimensional printing apparatus, wherein the moving means moves the modeling layer forming means in a direction along the modeling surface, and moves the stage together with the sheet supplying means in a direction intersecting the modeling surface. 請求項１から６のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
前記シートを前記造形面上に供給する際の前記吸引流路の内部の圧力は、前記シートが前記造形領域に配置され前記造形層形成手段により前記造形層を形成させている際の前記吸引流路の内部の圧力に比べて低いことを特徴とする三次元造形装置。 The three-dimensional printing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The pressure inside the suction channel when the sheet is supplied onto the modeling surface is the same as the suction flow when the sheet is placed in the modeling area and the modeling layer is formed by the modeling layer forming means. A three-dimensional printing device characterized by low pressure compared to the pressure inside the tract. 請求項１から７のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、
前記シートの切断手段を備え、
前記制御部は、前記造形層の形成の終了後に、前記切断手段を制御して切断位置よりも前記シートの先端側に前記造形層が配置されるように前記シートを切断することを特徴とする三次元造形装置。 The three-dimensional printing apparatus according to any one of claims 1 to 7,
comprising means for cutting the sheet;
The control unit is characterized in that after the formation of the modeling layer is completed, the control unit controls the cutting means to cut the sheet so that the modeling layer is placed closer to the leading end of the sheet than the cutting position. Three-dimensional printing equipment. 請求項８に記載の三次元造形装置において、
前記シートを搬送する第１搬送手段を備え、
前記制御部は、前記シートの切断後に、前記第１搬送手段を制御して前記造形層が形成されていない側の前記シートを前記逆方向に搬送することを特徴とする三次元造形装置。 The three-dimensional printing apparatus according to claim 8,
comprising a first conveyance means for conveying the sheet,
The three-dimensional modeling apparatus is characterized in that, after cutting the sheet, the control section controls the first conveyance means to convey the sheet on the side where the modeling layer is not formed in the opposite direction. 請求項８または９に記載の三次元造形装置において、
前記造形層が形成された前記シートを搬送する第２搬送手段を備え、
前記制御部は、前記シートの切断後に、前記第２搬送手段を制御して前記造形層が形成された側の前記シートを前記逆方向とは異なる方向に搬送することを特徴とする三次元造形装置。 The three-dimensional printing apparatus according to claim 8 or 9,
comprising a second conveyance means for conveying the sheet on which the modeling layer is formed,
The three-dimensional modeling is characterized in that, after cutting the sheet, the control unit controls the second conveyance means to convey the sheet on the side on which the modeling layer is formed in a direction different from the opposite direction. Device.

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