JP5759851B2 - 三次元造形装置及び三次元造形方法 - Google Patents
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(実施例1)
(スライス)
(造形プレート40)
(制御手段10)
(造形材)
(硬化手段24)
(モデル材MA)
(サポート材SA)
(ヘッド部20)
(ローラ部25)
(ローラ部25の幅)
(実施例2)
(ローラ回転速度制御手段12)
(評価試験)
1…設定データ作成装置
2、2’…三次元造形装置
10…制御手段
12…ローラ回転速度制御手段
20…ヘッド部;20A…吐出ヘッドユニット;20B…回収硬化ヘッドユニット
21…モデル材吐出ノズル
22…サポート材吐出ノズル
23…ノズル列
24…硬化手段
25…ローラ部
26…ローラ本体
27…ブレード
28…バス
29…吸引パイプ
30…ヘッド移動手段
31…XY方向駆動部
32、32’…Z方向駆動部
40…造形プレート
43…X方向移動レール
44…Y方向移動レール
45…レールガイド
MA…モデル材
SA…サポート材
PC…コンピュータ
SB…オーバーハング支持部
D1…モデル材吐出ノズルの幅
D2…サポート材吐出ノズルの幅
DN…吐出ノズル全体の吐出幅
DR…ローラ部の幅
P1…前段の境界;P2…次段の境界
R1、R2…領域
Claims (8)
- 造形プレート(40)上に、造形材として、
最終的な造形物となるモデル材(MA)と、
前記モデル材(MA)が張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材(SA)と、
を少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを層状に生成し、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形装置であって、
造形物を載置するための前記造形プレート(40)と、
前記モデル材(MA)を吐出するためのモデル材吐出ノズル(21)、及び前記サポート材(SA)を吐出するためのサポート材吐出ノズル(22)を、それぞれ一方向に複数個配列させた造形材吐出手段と、
前記モデル材(MA)及びサポート材(SA)を硬化させるための硬化手段(24)と、
回転自在に支承されており、流動可能な状態にある前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を回転しながら押圧することにより、該モデル材(MA)又はサポート材(SA)の余剰分を回収可能なローラ部(25)と、
前記造形材吐出手段、前記硬化手段(24)及び前記ローラ部を備えるヘッド部(20)と、
前記ヘッド部(20)と造形プレート(40)との高さ方向の相対位置を移動させるための垂直駆動手段と、
前記造形材吐出手段により前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を前記造形プレート(40)上に吐出させ、前記ローラ部(25)により流動可能なモデル材(MA)又はサポート材(SA)の余剰分を回収し、前記硬化手段(24)により前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を硬化させることにより、前記スライスを生成し、前記垂直駆動手段で高さ方向に前記造形プレート(40)とヘッド部(20)の相対位置を移動させて、前記スライスの積層を繰り返すことにより造形を実行するよう制御する制御手段(10)と、
前記ローラ部(25)が前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を個別に回収する際に、前記モデル材を回収する際の前記ローラ部(25)の回転速度と、前記サポート材を回収する際の前記ローラ部の回転速度が異なるように前記ローラ部の回転速度を制御するためのローラ回転速度制御手段(12)と、
を備えてなることを特徴とする三次元造形装置。 - 請求項1に記載される三次元造形装置であって、さらに、
前記ヘッド部(20)を水平方向に往復走査させるための水平駆動手段を備え、
前記制御手段(10)が、前記水平駆動手段で前記ヘッド部(20)を一方向に往復走査させて、該往復走査の往路又は復路の少なくともいずれか一方で、前記造形材吐出手段により前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を前記造形プレート(40)上に吐出させ、
該往復走査の復路又は往路の少なくともいずれか一方で、前記ローラ部(25)により流動可能なモデル材(MA)又はサポート材(SA)の余剰分を回収し、
さらに該往復走査の往路又は復路の少なくともいずれか一方で、前記硬化手段(24)により前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を硬化させることにより、
前記スライスを生成し、前記垂直駆動手段で高さ方向に前記造形プレート(40)とヘッド部(20)の相対位置を移動させて、前記スライスの積層を繰り返すことにより造形を実行するよう制御してなることを特徴とする三次元造形装置。 - 請求項1又は2に記載される三次元造形装置であって、
前記ローラ回転速度制御手段(12)は、前記モデル材(MA)の回収時とサポート材(SA)の回収時で、前記ローラ部(25)の回転速度を変化させてなることを特徴とする三次元造形装置。 - 請求項1から3のいずれか一に記載される三次元造形装置であって、
前記ローラ回転速度制御手段(12)は、前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)の粘度又は表面張力に応じて、前記ローラ部(25)の回転速度を変化させてなることを特徴とする三次元造形装置。 - 請求項1から4のいずれか一に記載される三次元造形装置であって、
造形物の走査方向における前記モデル材(MA)とサポート材(SA)とが位置するラインにおいて、同一の往復走査で、前記モデル材(MA)とサポート材(SA)を同時に吐出させず、いずれか一方の造形材のみを吐出、硬化させてなることを特徴とする三次元造形装置。 - 造形物を載置するための造形プレート(40)上に、造形材として、
最終的な造形物となるモデル材(MA)と、
前記モデル材(MA)が張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材(SA)と、
を少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを生成し、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形方法であって、
前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)のいずれか一方の造形材を、該造形材を吐出するための造形材吐出手段により前記造形プレート(40)上に吐出させる工程と、
該吐出された一方の造形材を、流動可能な状態で該造形材の余剰分を回収するため回転自在に支承されたローラ部(25)で、第一回転速度で回転させながら回収する工程と、
該余剰分を回収された流動可能な造形材を、該造形材を硬化させる硬化手段(24)で硬化させる工程と、
前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)のいずれか吐出されなかった他方の造形材を、前記造形材吐出手段により前記造形プレート(40)上に吐出させる工程と、
該他方の造形材を、前記ローラ部(25)を前記第一回転速度と異なる第二回転速度で回転させながら回収する工程と、
該余剰分を回収された流動可能な他方の造形材を、前記硬化手段(24)で硬化させる工程と、
前記硬化されたモデル材(MA)又はサポート材(SA)によって前記スライスを生成すると、高さ方向に前記造形プレート(40)とヘッド部(20)の相対位置を移動させて、前記スライスの積層を繰り返す工程と、
を含むことを特徴とする三次元造形方法。 - 請求項6に記載される三次元造形方法であって、
前記ローラ部の回転速度は、前記造形材の物理的特性、前記ヘッド部の移動速度、及び前記造形材を吐出する際の単位時間当たりの吐出量の少なくともいずれか一つに基づいて決定されることを特徴とする三次元造形方法。 - 請求項6又は7に記載される三次元造形方法であって、
前記第一回転速度及び第二回転速度は、回収対象の造形材の粘度又は表面張力に応じて設定されてなることを特徴とする三次元造形方法。
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