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Description
本発明は、三次元造形装置に関する。詳しくは、本発明は、粉体材料と硬化液によって三次元造形物を造形する三次元造形装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus. More specifically, the present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus that models a three-dimensional model using a powder material and a curable liquid.
従来から、特許文献１に開示されているように、粉体材料に硬化液を吐出し、粉体材料を硬化させることで所望の三次元造形物を造形する三次元造形装置が知られている。 Conventionally, as disclosed in Patent Literature 1, a three-dimensional modeling apparatus is known that forms a desired three-dimensional model by discharging a curing liquid onto a powder material and curing the powder material. .
特許文献１に開示された三次元造形装置は、例えば、粉体材料が収容される造形チャンバーと、造形チャンバーに供給される粉体材料が収容される供給チャンバーと、供給チャンバーから造形チャンバーに粉体材料を供給するローラと、を備えている。造形チャンバーの上方には、硬化液を吐出するするプリンティングヘッドが配置されている。プリンティングヘッドは、造形チャンバーに収容された粉体材料のうち三次元造形物の断面形状に対応する部分に硬化液を吐出する。造形チャンバーに収容された粉体材料のうち硬化液が吐出された部分は硬化し、断面形状に対応した断面層が形成される。そして、断面層を順次積層することで、所望の三次元造形物が造形される。 The three-dimensional modeling apparatus disclosed in Patent Literature 1 includes, for example, a modeling chamber containing powder material, a supply chamber containing powder material supplied to the modeling chamber, and powder from the supply chamber to the modeling chamber. and a roller for supplying body material. A printing head for discharging a curable liquid is arranged above the modeling chamber. The printing head ejects the curable liquid onto a portion of the powder material contained in the modeling chamber that corresponds to the cross-sectional shape of the three-dimensional modeled object. A portion of the powder material accommodated in the modeling chamber to which the curing liquid is discharged is cured, and a cross-sectional layer corresponding to the cross-sectional shape is formed. Then, a desired three-dimensional modeled object is modeled by successively laminating the cross-sectional layers.
このような三次元造形装置では、供給チャンバーの粉体材料が少なくなったとき、例えば手作業で供給チャンバー内に粉体材料が供給される。手作業で粉体材料を供給チャンバーに供給する際、粉体材料の一部が舞い上がることがあった。 In such a three-dimensional modeling apparatus, when the supply chamber runs out of powder material, the powder material is manually supplied into the supply chamber, for example. When manually feeding the powdered material into the feed chamber, some of the powdered material could be lifted up.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、粉体材料を供給槽に供給する際、粉体材料が舞い上がり難い三次元造形装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a three-dimensional modeling apparatus in which powder material is less likely to be stirred up when the powder material is supplied to the supply tank.
ここで開示される三次元造形装置は、供給ユニットと、供給槽と、供給テーブルと、昇降機構と、制御装置と、を備えている。前記供給ユニットは、粉体材料が収容され、下方に向かって開口した供給口が形成されたホッパーを有する。前記供給槽は、前記ホッパーの下方に配置可能であり、前記ホッパーに収容された粉体材料が供給される。前記供給テーブルは、前記供給槽の内部に配置され、粉体材料が載せられる。前記昇降機構は、前記供給槽の内部にて、前記供給テーブルを昇降させる。前記制御装置は、前記ホッパーから前記供給槽に粉体材料が供給されている間、前記ホッパーから前記供給槽に供給された粉体材料の少なくとも一部が前記供給ユニットに接触した状態で、前記供給テーブルを下降させ続けるように前記昇降機構を制御する供給下降制御部を備えている。 The three-dimensional modeling apparatus disclosed here includes a supply unit, a supply tank, a supply table, an elevating mechanism, and a control device. The supply unit has a hopper containing powder material and having a supply port opening downward. The supply tank can be arranged below the hopper, and is supplied with the powder material contained in the hopper. The supply table is arranged inside the supply tank and is loaded with powder material. The elevating mechanism elevates the supply table inside the supply tank. While the powdery material is being supplied from the hopper to the supply tank, the control device is configured to control the powdery material supplied from the hopper to the supply tank while at least part of the powdery material is in contact with the supply unit. A supply lowering control section is provided for controlling the lifting mechanism so as to keep lowering the supply table.
前記三次元造形装置によれば、ホッパーから供給槽に粉体材料が供給されている間、ホッパーから供給槽に供給された粉体材料の少なくとも一部が供給ユニットに接触した状態で、供給テーブルが下降し続ける。このように、供給槽に粉体材料が供給されているときには、供給槽内の粉体材料は、供給ユニットに接触し続ける。そのため、供給槽内の粉体材料の移動が規制されるため、粉体材料が舞い上がり難くすることができる。 According to the three-dimensional modeling apparatus, while the powder material is supplied from the hopper to the supply tank, at least part of the powder material supplied from the hopper to the supply tank is in contact with the supply unit, and the supply table continues to fall. In this way, when the supply tank is being supplied with powdered material, the powdered material in the supply tank remains in contact with the supply unit. Therefore, movement of the powdery material in the supply tank is restricted, so that the powdery material is less likely to rise up.
本発明によれば、粉体材料を供給槽に供給する際、粉体材料が舞い上がり難い三次元造形装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when supplying a powder material to a supply tank, it is possible to provide a three-dimensional modeling apparatus in which the powder material is less likely to rise.
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described herein are, of course, not intended to limit the invention in particular. Further, members and portions having the same function are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are appropriately omitted or simplified.
図１は、三次元造形装置１００の斜視図である。図１は、三次元造形装置１００を前後に２分割したときの後側部分の断面図である。図２は、三次元造形装置１００のブロック図である。図面において、符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を示している。本実施形態に係る三次元造形装置１００は、相互に直交する軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸としたときに、Ｘ軸とＹ軸とで構成される平面に置かれるものとする。ここで、Ｘ軸方向は前後方向のことである。Ｙ軸方向は、左右方向のことであり、平面視においてＸ軸方向と直交している。Ｘ軸とＹ軸とで構成される平面は、水平面である。Ｚ軸方向は上下方向である。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、三次元造形装置１００の設置態様を何ら限定するものではない。
FIG. 1 is a perspective view of a three-
図１に示すように、三次元造形装置１００は、粉体材料を硬化液で固めて断面層を形成し、当該断面層をＺ軸方向に順次積層することで、三次元造形物を造形する装置である。なお、図１では、上述のように、三次元造形装置１００の後側部分のみが図示されているが、図１に図示されていない三次元造形装置１００の前側部分は、上記後側部分と面対称の構成を有している。本実施形態に係る三次元造形装置１００は、本体５と、供給部１０と、造形部２０と、吐出ヘッド３０と、加熱部４０と、制御装置５０（図２参照）とを備えている。
As shown in FIG. 1, the three-
本実施形態では、図１に示すように、本体５は立体形状である。しかしながら、本体５の形状は特に限定されない。本体５には、供給部１０、造形部２０、吐出ヘッド３０、加熱部４０などが設けられている。図示は省略するが、制御装置５０は例えば本体５内に配置されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the
供給部１０は、造形部２０に対して粉体材料を供給するためのものである。供給部１０は、供給槽１１と、供給テーブル１２と、昇降機構１３と、粉体回収槽１４と、ローラ１５とを有している。
The
供給槽１１には、図１では図示が省略された粉体材料が収容される。なお、粉体材料の種類や形態などは特に限定されない。粉体材料としては、例えばアルミナ、シリカ、石膏などの無機材料や、金属材料、樹脂材料などが挙げられる。粉体材料は、上記材料を主材として、例えば主材の結着を促進あるいは補助するような材料が副材として付与されて構成されていてもよい。副材として、例えば水溶解性で水分を含んだときに結着性を示す水溶性樹脂が例示される。水溶性樹脂としては、乾燥容易性や生産性などの観点から、ガラス転移点Ｔｇが概ね１００℃以下、典型的には８０℃以下、好ましくは７０℃以下、例えば６０℃以下であって、典型的には２５℃以上、好ましくは３５℃以上、例えば４０℃以上のものが好適である。水溶性樹脂の具体例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルポロリドン（ＰＶＰ）、澱粉などが挙げれられる。
The
供給槽１１は、本体５に設けられており、上方に向かって開口している。供給槽１１は、本体５の上面から下方に凹むように形成された容器状のものである。供給テーブル１２は、供給槽１１の内部に配置されている。供給テーブル１２には、供給槽１１の内部において、粉体材料が載せられる。供給槽１１内において、供給テーブル１２の上面から供給槽１１の上端（言い換えると開口端）までに粉体材料を収容することが可能である。ただし、粉体材料が供給槽１１の上端よりも上方に溢れた場合、溢れた粉体材料は、供給槽１１から上方に突出して盛り上がって積まれた状態となる。供給テーブル１２は、平面視において供給槽１１と同じ形状であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に広がっている。本実施形態では、供給テーブル１２は、平面視において矩形状である。
The
昇降機構１３は、供給槽１１の内部にて、供給テーブル１２を昇降させる。供給テーブル１２は、昇降機構１３によってＺ軸方向に移動可能である。なお、昇降機構１３の構成は特に限定されない。昇降機構１３は、例えばシリンダ機構であってもよい。本実施形態では、昇降機構１３は、ガイド棒１３ａと、モータ１３ｂ（図２参照）とを有している。
The elevating
図１に示すように、ガイド棒１３ａは、供給テーブル１２から下方に延びており、Ｚ軸方向に延びたものである。本実施形態では、供給槽１１の底面には、下方に凹んだガイド穴１１ａが形成されている。ガイド棒１３ａは、ガイド穴１１ａに挿入されており、ガイド穴１１ａに沿って昇降する。ガイド棒１３ａは、供給テーブルと１２と一体となってＺ軸方向に移動する。
As shown in FIG. 1, the
図２に示すように、モータ１３ｂは、ガイド棒１３ａに接続されている。モータ１３ｂが駆動することで、図１に示すように、ガイド穴１１ａに沿ってガイド棒１３ａが昇降する。そして、ガイド棒１３ａの昇降に併せて、供給テーブル１２も昇降する。ここでは、供給テーブル１２のＺ軸方向の位置を調整することで、供給テーブル１２に載せられた粉体材料の上端の位置を調整することができる。
As shown in FIG. 2, the
粉体回収槽１４は、造形部２０に対して過剰に供給された粉体材料を回収するための槽である。粉体回収槽１４は、本体５に設けられており、上方に向かって開口している。粉体回収槽１４は、供給槽１１と同様に、本体５の上面から下方に凹むように形成された容器状のものである。本実施形態では、Ｙ軸方向において、粉体回収槽１４は、造形部２０を挟んで供給槽１１の反対側に設けられている。平面視において、粉体回収槽１４は、供給槽１１とＹ軸方向に並ぶように配置されている。粉体回収槽１４は、余剰の粉体材料を収容するための空間を有している。粉体回収槽１４の下方には、粉体回収槽１４に回収された粉体材料を取り出すための取り出し口（図示せず）が設けられている。
The
ローラ１５は、供給槽１１に収容されている粉体材料を、造形部２０に供給するための部材である。本実施形態では、ローラ１５は、供給槽１１内の粉体材料を供給槽１１内で均すものでもある。ローラ１５は、長尺な円筒形状を有し、円筒軸がＸ軸方向に延びるように配置されている。ここでは、ローラ１５のＸ軸方向の長さは、造形部２０の後述する造形槽２１のＸ軸方向の長さよりも長い。ローラ１５は、供給槽１１内の粉体材料に接触するように供給槽１１の上端に沿って移動可能である。ローラ１５は、供給槽１１内の粉体材料に接触するように供給槽１１の上方を移動可能である。また、ローラ１５は、造形槽２１内の粉体材料に接触するように造形槽２１の上端に沿って移動可能である。本実施形態では、ローラ１５は、Ｙ軸方向に移動可能であって、供給槽１１から粉体回収槽１４に向かって移動可能に構成されている。
The
なお、ローラ１５を移動させる機構の構成は特に限定されない。本実施形態では、三次元造形装置１００は、移動機構１６を備えている。移動機構１６は、少なくとも供給槽１１の上方においてローラ１５を移動させる機構である。本実施形態では、移動機構１６は、供給槽１１の上方、造形槽２１の上方、および、粉体回収槽１４の上方においてローラ１５を移動させる機構である。ここでは、移動機構１６は、ローラ１５をＹ軸方向に移動させる。移動機構１６は、第１キャリッジ１７と、ガイドレール１８と、モータ１９（図２参照）とを備えている。
In addition, the structure of the mechanism which moves the
図１に示すように、第１キャリッジ１７には、ローラ１５が搭載されている。なお、ローラ１５は、第１キャリッジ１７に対して回転可能であってもよいし、第１キャリッジ１７に固定されていてもよい。第１キャリッジ１７は、ガイドレール１８に摺動可能に係合している。ガイドレール１８は、本体５の上面に固定されている。ガイドレール１８は、供給槽１１、粉体回収槽１４および造形槽２１よりも後方において、Ｙ軸方向に延びている。図２に示すように、モータ１９は、第１キャリッジ１７に接続されている。
As shown in FIG. 1,
ここでは、モータ１９が駆動することで、図１に示すように、第１キャリッジ１７は、ガイドレール１８に沿ってＹ軸方向に移動する。第１キャリッジ１７がＹ軸方向に移動することで、ローラ１５は、供給槽１１と造形槽２１と粉体回収槽１４との上方を、Ｙ軸方向に移動する。本実施形態では、三次元造形装置１００の未使用時、ローラ１５は、供給槽１１の右側に配置されたローラ載置部１５ａに載置されている。
Here, as the
造形部２０は、所望の三次元造形物を造形するための造形エリアを構成している。造形部２０の構成は特に限定されない。本実施形態では、造形部２０は、造形槽２１と、造形テーブル２２と、造形テーブル昇降機構２３と、を有している。
The
三次元造形物を造形時、造形槽２１には、粉体材料が収容される。粉体材料は、１層分の断面層の厚み（例えば０．１ｍｍ）で造形槽２１の内部に敷き詰められる。造形槽２１は、本体５に設けられており、上方に向かって開口している。造形槽２１は、本体５の上面から下方に凹むように形成された容器状のものである。本実施形態では、造形槽２１は、供給槽１１と粉体回収槽１４との間に配置されている。供給槽１１、造形槽２１および粉体回収槽１４は、Ｙ軸方向に並んで配置されている。
A powder material is stored in the
造形テーブル２２は、造形槽２１の内部に配置されている。三次元造形物の造形時に、造形テーブル２２には、粉体材料が載せられる。造形テーブル２２上にて三次元造形物が造形される。ここでは、造形槽２１内において、造形テーブル２２の上面から造形槽２１の上端（言い換えると開口端）までに粉体材料を収容することが可能である。造形テーブル２２は、平面視において造形槽２１と同じ形状であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に広がっている。本実施形態では、造形テーブル２２は、平面視において矩形状である。
The modeling table 22 is arranged inside the
造形テーブル昇降機構２３は、造形テーブル２２を昇降させる機構である。造形テーブル２２は、造形テーブル昇降機構２３によってＺ軸方向に移動可能である。なお、造形テーブル昇降機構２３の構成は特に限定されない。ここでは、造形テーブル昇降機構２３は、いわゆるシリンダ機構である。
The modeling
吐出ヘッド３０は、造形槽２１内の粉体材料に対して断面層の形状のとおりに硬化液を吐出するためのものである。吐出ヘッド３０は、造形槽２１よりも上方に配置されている。ここでは、吐出ヘッド３０は、供給槽１１および粉体回収槽１４よりも上方に配置されている。本実施形態では、吐出ヘッド３０は、いわゆるラインヘッドである。詳しくは、吐出ヘッド３０は、その下面に、硬化液を吐出するノズル（図示せず）を複数有している。複数の上記ノズルは、造形槽２１内の造形エリアの全幅（Ｘ軸方向の長さ）を覆う長さで、Ｘ軸方向にライン状に並んでいる。ノズルは、硬化液が収容された硬化液タンク（図示せず）に連通されている。
The
硬化液としては、粉体材料に吐出されたときに、粉体材料を構成する粒子同士を結着させることが可能な液体（例えば粘性体を含む。）であればよく、その種類は特に限定されない。硬化液として、例えばワックス、バインダなどが挙げられる。また、粉体材料が副材として水溶性樹脂を有している場合には、硬化液として、水溶性樹脂を溶解可能な液体、例えば水を用いることも可能である。 The hardening liquid may be any liquid (including, for example, a viscous body) that can bond particles constituting the powder material when discharged onto the powder material, and the type thereof is particularly limited. not. Examples of curable liquids include waxes and binders. Further, when the powder material has a water-soluble resin as a secondary material, it is possible to use a liquid capable of dissolving the water-soluble resin, such as water, as the curing liquid.
本実施形態では、吐出ヘッド３０は、第２キャリッジ３１に搭載されている。図示は省略するが、第２キャリッジ３１はガイドレール１８に摺動可能に係合している。図２に示すように、第２キャリッジ３１には、モータ３１ａが接続されている。モータ３１ａが駆動することで、図１に示すように、第２キャリッジ３１および吐出ヘッド３０は、ガイドレール１８に沿ってＹ軸方向に移動する。このとき、吐出ヘッド３０は、少なくとも造形槽２１の上方をＹ軸方向に移動する。
In this embodiment, the
加熱部４０は、造形槽２１内において、硬化液が吐出された粉体材料を加熱して乾燥させるものである。加熱部４０は、１つであってもよいし、複数であってもよい。本実施形態では、加熱部４０は、３つの熱源を有している。具体的には、加熱部４０は、第１ヒータ４１と、第２ヒータ４２と、第３ヒータ４３とを有している。造形槽２１は、第１～第３ヒータ４１～４３によって囲まれている。
The
第１ヒータ４１は、造形部２０の上方、言い換えると、造形テーブル２２の上方に配置されている。第１ヒータ４１は、Ｙ軸方向に移動するローラ１５や吐出ヘッド３０などと干渉しないように、ローラ１５や吐出ヘッド３０よりも上方に配置されている。第１ヒータ４１は、造形槽２１内の粉体材料を、造形槽２１の上方から加熱する。第１ヒータ４１は。例えばハロゲンランプヒータ、遠赤外線ヒータ、近赤外線ヒータなどである。第１ヒータ４１は、１つであってもよいし、複数であってもよい。ここでは、第１ヒータ４１は、Ｘ軸方向に並べられた２つのハロゲンヒータである。
The
第２ヒータ４２は、造形槽２１のＹ軸方向における左右一対の側面に配置されている。第２ヒータ４２は、造形槽２１内の粉体材料を造形槽２１の側方から加熱する。第２ヒータ４２は、例えば帯状のシリコンバンドヒータやシリコンベルトヒータ、セラミックヒータなどである。第３ヒータ４３は、造形テーブル２２の内部に配置されている。第３ヒータ４３は、造形槽２１内の粉体材料を造形テーブル２２から加熱する。第３ヒータ４３は、例えば平面形状のシリコンラバーヒータやアルミ箔ヒータなどである。
The
図２に示す制御装置５０は、三次元造形物を造形することに関する制御を行う装置である。制御装置５０の構成は特に限定されない。制御装置５０は、例えばマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータのハードウェアの構成は特に限定されないが、例えば制御装置５０は、Ｉ／Ｆと、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、記憶装置と、を備えている。制御装置５０は、本体５の内部に設けられている。ただし、制御装置５０は本体５の内部に設けられていなくてもよい。例えば、制御装置５０は、本体５の外部に設置されたコンピュータなどであってもよい。この場合、制御装置５０は、有線または無線を介して三次元造形装置１００と通信可能に接続されている。
A
本実施形態では、制御装置５０は、昇降機構１３（詳しくはモータ１３ｂ）、移動機構１６（詳しくはモータ１９）、造形テーブル昇降機構２３、第２キャリッジ３１に接続されたモータ３１ａ、吐出ヘッド３０、および、第１～第３ヒータ４１～４３と通信可能に接続されている。制御装置５０は、昇降機構１３、移動機構１６、造形テーブル昇降機構２３、第２キャリッジ３１に接続されたモータ３１ａ、吐出ヘッド３０、および、第１～第３ヒータ４１～４３を制御する。
In this embodiment, the
本実施形態では、制御装置５０は、記憶部５１と、造形制御部５３とを備えている。造形制御部５３は、三次元造形物を造形するための制御を行う。記憶部５１には、例えば所望の三次元造形物の三次元データが記憶されている。また、記憶部５１には、所望の三次元造形物を所定の厚みでスライスしてなる複数の断面層のスライスデータが記憶されている。断面層の形状は、三次元造形物の断面形状を示している。
In this embodiment, the
次に、本実施形態に係る三次元造形装置１００で三次元造形物を造形する手順について説明する。ここでは、造形制御部５３による制御によって、三次元造形物が造形される。造形制御部５３は、記憶部５１に記憶されたスライスデータに基づいて粉体材料を１層分の断面層の厚み（所定の厚み）で造形槽２１内に敷き詰める。
Next, a procedure for forming a three-dimensional structure with the three-dimensional
具体的には、造形制御部５３は、昇降機構１３のモータ１３ｂを駆動させて、図１に示すように、供給テーブル１２を上昇させる。供給テーブル１２が上昇すると、供給槽１１に収容されていた粉体材料の一部が、供給槽１１の上面よりも上方に盛り上がって積まれた状態となる。
Specifically, the
このような状態で、造形制御部５３が移動機構１６のモータ１９を駆動させることで、ローラ１５がローラ載置部１５ａからＹ軸方向に水平移動する。このとき、供給槽１１に盛り上がって積まれた粉体材料がローラ１５によって左方向に押されて、造形槽２１に供給される。同時に、ローラ１５が造形槽２１の上を移動することで、造形槽２１の表面の粉体材料が均される。このことによって、造形槽２１内に粉体材料が収容され、粉体材料は、所定の１層分の厚みで造形テーブル２２上に均一に敷き詰められる。
In such a state, the
粉体材料は、通常、造形槽２１に収容される量よりも多めに供給される。造形槽２１内に収容できなかった余分な粉体材料は、ローラ１５によって左方向に押されて、粉体回収槽１４に回収される。ローラ１５は、造形制御部５３によって粉体回収槽１４の左側１５ｂまで移動すると、当該左側１５ｂの位置に仮置きされるか、あるいは、造形制御部５３によって右方向に移動して、ローラ載置部１５ａに配置される。
The powder material is usually supplied in an amount larger than the amount accommodated in the
次に、造形制御部５３は、記憶部５１に記憶されたスライスデータに基づいて、造形槽２１内の粉体材料に対して吐出ヘッド３０から硬化液を吐出させる。具体的には、造形制御部５３は、第２キャリッジ３１に接続されたモータ３１ａ（図２参照）の駆動を制御して、吐出ヘッド３０をＹ軸方向に移動させる。同時に、造形制御部５３は、所定のタイミングと吐出条件で、造形槽２１の造形エリアの所定の位置に吐出ヘッド３０から硬化液を吐出させる。硬化液が吐出された部分では、粉体材料に硬化液が浸透する。このとき、造形制御部５３は、第１～第３ヒータ４１～４３を加熱させることで、硬化液の硬化が促進される。以上のようにして、造形テーブル２２上に１層目の断面層が形成される。
Next, based on the slice data stored in the
１層目の断面層が形成されると、造形制御部５３は、造形槽２１内に粉体材料を１層分の断面層の厚みで再び敷き詰める。具体的には、造形制御部５３は、造形テーブル昇降機構２３を駆動させて、造形テーブル２２を下降させる。造形テーブル２２の下降幅は、断面層の１層分の厚みと同じである。造形テーブル２２の下降によって生じた空間には、上記と同様にして供給槽１１から粉体材料が供給され、均一に敷き詰められる。
When the first cross-sectional layer is formed, the
次に、造形制御部５３は、スライスデータに基づいて、造形槽２１内の粉体材料に対して再び硬化液を吐出する。このことによって、上記で形成した１層目の断面層の上に、２層目の断面層が形成される。そして、造形槽２１内に粉体材料を敷き詰める制御と、造形槽２１内の粉体材料に対して硬化液を吐出する制御とを、スライスデータ数だけ繰り返す。このことによって、１層目～ｍ層目の断面層（ｍは２以上の整数）がＺ軸方向に積み上げられて、所望の三次元造形物が造形される。
Next, the
ところで、本実施形態に係る三次元造形装置１００では、供給槽１１内の粉体材料が少なくなったとき、供給槽１１内に粉体材料が供給される。従来では、収容袋に収容された粉体材料を、手作業で、供給槽１１の上方に向かって開口した開口部分から供給槽１１に供給していた。このように手作業で粉体材料を供給槽１１に供給する際、粉体材料の一部が舞い上がることがあった。粉体材料は出来るだけ舞い上がらないことが好ましい。
By the way, in the three-
そこで本実施形態に係る三次元造形装置１００では、供給槽１１に粉体材料を供給する際、粉体材料が舞い上がり難くすることを実現する。図３は、供給槽１１に供給ユニット７０が取り付けられた状態を模式的に示す正面断面図である。本実施形態では、図３に示すように、三次元造形装置１００は、供給ユニット７０を備えている。なお、図１では、供給ユニット７０の図示は省略されている。
Therefore, in the three-
供給ユニット７０は、供給槽１１に粉体材料を供給する際に使用されるものである。供給ユニット７０は、供給槽１１の上に載置され、かつ、装着される。なお、供給ユニット７０の構成は特に限定されない。本実施形態では、供給ユニット７０は、蓋体７１と、ホッパー７２と、シール部材７３とを有している。
The
蓋体７１は、供給槽１１の内部を覆うように供給槽１１の上端に着脱可能に装着される。蓋体７１は、供給槽１１に載置される。なお、蓋体７１の形状および大きさは特に限定されず、平面視において蓋体７１によって供給槽１１が覆われるような形状および大きさであればよい。図４は、蓋体７１の底面図である。本実施形態では、図４に示すように、蓋体７１の形状は、矩形状であり、かつ、板状である。
The
蓋体７１には、連通口８１が形成されている。連通口８１は、蓋体７１を上下に貫通するように形成されている。図３に示すように、連通口８１は、ホッパー７２と供給槽１１とを連通させるものである。なお、蓋体７１に対する連通口８１の形成位置、および、蓋体７１の形状は特に限定されない。本実施形態では、図４に示すように、連通口８１は、蓋体７１の中央部分に形成されている。言い換えると、連通口８１は、平面視において連通口８１の内部に蓋体７１の中心が位置するような位置に形成されている。本実施形態では、連通口８１の形状は円形状である。
A
蓋体７１は、連通口８１以外の部位において、蓋体７１を通じて供給槽１１の内部を視認可能に構成されている。本実施形態では、蓋体７１は、透明な材料によって形成されている。ただし、蓋体７１は、半透明な材料によって形成されていてもよい。ここでいう、「半透明」とは、完全に透き通ってはいないが、半透明な部分を通じて供給槽１１内を視認できる程度の透過率を有していることをいう。本実施形態では、蓋体７１の全体が透明な部材によって形成されているが、蓋体７１の少なくとも一部が透明または半透明な部材によって形成されていてもよい。蓋体７１の一部が透明または半透明な部材によって形成されている場合、蓋体７１の全領域に対する透明または半透明な部材の割合は、１／２であってもよいし、１／４であってもよいし、３／４であってもよい。
The
なお、透明または半透明な部材の具体的な種類は特に限定されない。例えば、蓋体７１のうち透明または半透明な部分は、アクリルによって形成されている。
A specific kind of the transparent or translucent member is not particularly limited. For example, a transparent or translucent portion of the
図３に示すように、ホッパー７２は、粉体材料が投入されるものであり、粉体材料が収容されるものである。なお、ホッパー７２に収容される粉体材料は、袋に収容された状態であってもよいし、袋から取り出された状態であってもよい。ホッパー７２は、蓋体７１の連通口８１と連通するように、蓋体７１に着脱可能に取り付けられる。ホッパー７２は、連通口８１の周囲に位置する蓋体７１の部位に載置されている。しかしながら、ホッパー７２は、連通口８１に嵌め込まれていてもよい。
As shown in FIG. 3, the
図５は、ホッパー７２の平面図である。図３および図５に示すように、ホッパー７２は、筒状の形状を有しており、Ｚ軸方向に延びている。ホッパー７２は、上から下に向かうに従って幅が短くなるテーパー状である。本実施形態では、ホッパー７２は、投入口８３と、供給口８４と、筒部８５とを有している。
FIG. 5 is a plan view of the
投入口８３は、粉体材料が投入される口であり、上方に向かって開口している。投入口８３は、供給槽１１の上方に位置する。供給口８４は、投入口８３よりも下方に配置され、下方に向かって開口している。本実施形態では、供給口８４の開口面積は、投入口８３の開口面積よりも小さい。本実施形態では、供給口８４は、蓋体７１の連通口８１と連通している。供給口８４は、平面視において連通口８１と重なる。筒部８５は、投入口８３と供給口８４とを繋ぐ筒状のものである。ここでは、投入口８３から供給口８４に向かうに従って幅が小さくなるように傾斜している。すなわち、筒部８５はテーパー状である。
The
図３に示すように、シール部材７３は、供給槽１１の上端と蓋体７１との間に配置されるものである。シール部材７３は、供給槽１１と蓋体７１の間のシール性を向上させるものである。図４に示すように、シール部材７３は、環状で、供給槽１１の上端の形状に沿った形状であり、内部が切り抜かれた矩形状である。しかしながら、シール部材７３の形状は特に限定されない。本実施形態では、シール部材７３は、蓋体７１の底面に取り付けられている。ただし、シール部材７３は、供給槽１１の上端に取り付けられていてもよい。シール部材７３は、例えばゴム製であるが、シール部材７３を形成する材料は特に限定されない。
As shown in FIG. 3 , the sealing
図６は、供給槽１１および供給ユニット７０の正面図である。図６に示すように、供給ユニット７０は、固定部材７４を有している。固定部材７４は、供給槽１１に対して蓋体７１を固定するためのもの部材である。固定部材７４の種類は特に限定されないが、固定部材７４は例えばクランプであり、蓋体７１と供給槽１１を構成する本体５の部位とを挟むことで、蓋体７１の位置を固定する。固定部材７４の数も特に限定されず、１つであってもよいし、複数であってもよい。本実施形態では、固定部材７４の数は、蓋体７１の前部に設けられた２つの固定部材７４と、蓋体７１の後部に設けられた２つの固定部材７４の４つである。なお、図６では、蓋体７１の前部に設けられた２つの固定部材７４が図示されており、蓋体７１の後部に設けられた２つの固定部材７４の図示は省略されている。
FIG. 6 is a front view of the
図２に示すように、供給ユニット７０は、センサ７５を有している。センサ７５は、蓋体７１が供給槽１１に装着されていること（言い換えると、蓋体７１が供給槽１１の上端に配置されていること）を検出するものである。センサ７５は、例えば蓋体７１が供給槽１１に装着されたときにＯＮの信号を発信し、蓋体７１が供給槽１１に装着されていないときにＯＦＦの信号を発信する。
As shown in FIG. 2, the
なお、センサ７５は、蓋体７１が供給槽１１に装着されていることを検出することができれば、その設置位置は特に限定されない。また、センサ７５の種類も特に限定されない。センサ７５は、例えばスイッチを有し、蓋体７１が供給槽１１に装着されるときに、上記スイッチを押すように構成されたスイッチ式であってもよいし、いわゆる光学式であってもよい。また、センサ７５は、接触式であってもよいし、非接触式であってもよい。センサ７５は、制御装置５０に通信可能に接続されている。制御装置５０は、センサ７５からの検出結果信号を受信可能である。
The installation position of the
図７は、蓋体７１の連通口８１に閉鎖蓋７６が嵌め込まれた状態を示す正面断面図である。図７に示すように、供給ユニット７０は、閉鎖蓋７６を有している。閉鎖蓋７６は、蓋体７１にホッパー７２（図３参照）が装着されておらず、蓋体７１の連通口８１と、ホッパー７２の供給口８４（図３参照）とが連通していないとき、連通口８１を閉鎖するものである。ここでは、閉鎖蓋７６は、連通口８１に嵌め込まれる。閉鎖蓋７６は、連通口８１に合致する形状を有している。ここでは、図示は省略するが、閉鎖蓋７６は円盤状である。なお、閉鎖蓋７６には持ち手（図示せず）が設けられてもよい。
FIG. 7 is a front cross-sectional view showing a state in which the closing
本実施形態では、供給槽１１に粉体材料を供給する制御を行うために、図２に示すように、制御装置５０は、更に、初期制御部６１と、供給下降制御部６２と、均し制御部６３と、センサ受信部６５と、判定部６６と、第１禁止制御部６７と、第２禁止制御部６８と、を備えている。制御装置５０の各部は、ソフトウェアによって構成されていてもよいし、ハードウェアによって構成されていてもよい。また、制御装置５０の各部は、プロセッサによって実現されてもよいし、回路によって実現されてもよい。また、制御装置５０の各部がプロセッサによって実現されている場合、１つのプロセッサによって実現されてもよいし、複数のプロセッサによって実現されてもよい。なお、制御装置５０の各部の制御の具体的な説明は後述する。
In this embodiment, in order to control the supply of the powder material to the
次に、供給槽１１に粉体材料を供給する手順について、図８のフローチャートに沿って説明する。本実施形態では、ホッパー７２には、袋に収容された粉体材料が収容されている。ここでは、袋は、例えば角部を有している。粉体材料をホッパー７２に収容する際、袋の角部を切り取り、切り取った袋の部分を下にして、粉体材料が収容された袋をホッパー７２内に収容する。
Next, the procedure for supplying the powder material to the
図９Ａは、供給部１０を模式的に示す正面断面図である。図９Ａでは、初期位置Ｐ１が示されている。図９Ｂおよび図９Ｃは、供給槽１１に供給ユニット７０が装着された状態を模式的に示す正面断面図である。図９Ｂおよび図９Ｃでは、供給ユニット７０を使用して供給槽１１に粉体材料が供給されている状態が示されている。また、図９Ｂおよび図９Ｃにおいて、符号８は、粉体材料を示している。
FIG. 9A is a front sectional view schematically showing the
供給槽１１に粉体材料８を供給する際、まず図８のステップＳ１０１では、初期制御部６１は、供給テーブル１２を上昇させるように昇降機構１３を制御する。本実施形態では、図９Ａに示すように、供給槽１１に対する供給テーブル１２の初期位置Ｐ１が予め設定されている。この初期位置Ｐ１とは、供給槽１１への粉体材料８の供給が開始されるときの供給槽１１に対する供給テーブル１２の位置である。本実施形態では、初期位置Ｐ１は、供給テーブル１２の上面のＺ軸方向の位置が供給槽１１の上端のＺ軸方向の位置であるときの、供給テーブル１２のＺ軸方向の位置である。ここで、「供給テーブル１２の上面のＺ軸方向の位置が供給槽１１の上端のＺ軸方向の位置である」には、Ｚ軸方向の位置が厳密に同じであることの他に、Ｚ軸方向の位置が多少ずれている場合も含まれるものとする。
When supplying the
なお、本実施形態では、供給テーブル１２に粉体材料８が載せられた状態、言い換えると供給テーブル１２に粉体材料８が残っている状態で、供給槽１１に粉体材料８が供給される場合があり得る。そこで、供給テーブル１２に粉体材料８が既に載せられている場合、初期位置Ｐ１は、供給テーブル１２に載せられた粉体材料８の上端のＺ軸方向の位置が供給槽１１の上端のＺ軸方向の位置であるときの、供給テーブル１２の上面のＺ軸方向の位置であってもよい。
In this embodiment, the
ステップＳ１０１では、初期制御部６１は、供給テーブル１２が初期位置Ｐ１に配置されるように昇降機構１３を制御する。ここでは、初期制御部６１は、供給テーブル１２を上昇させるように昇降機構１３を制御する。そして、供給テーブル１２が初期位置Ｐ１に配置されたとき、初期制御部６１は、昇降機構１３を停止し、供給テーブル１２のＺ軸方向の移動を停止する。
In step S101, the
このように、供給テーブル１２が初期位置Ｐ１に配置された後、図９Ｂに示すように、蓋体７１を供給槽１１に装着する。蓋体７１を供給槽１１の上端に載置する。このとき、蓋体７１と供給槽１１との間には、シール部材７３が配置されている。蓋体７１を供給槽１１に装着したとき、蓋体７１は、供給テーブル１２と接触していてもよいし、蓋体７１と供給テーブル１２との間に僅かながらの隙間が形成されていてもよい。
After the supply table 12 is placed at the initial position P1 in this way, the
本実施形態では、蓋体７１を供給槽１１に装着した後、図６に示すように、固定部材７４を取り付けることで、蓋体７１の位置を固定する。その後、図９Ｂに示すように、蓋体７１の連通口８１とホッパー７２の供給口８４が連通するように、粉体材料８が収容されたホッパー７２を蓋体７１に装着する。
In this embodiment, after the
このように、供給槽１１に蓋体７１を装着し、蓋体７１にホッパー７２を装着した後、図８のステップＳ１０２では、供給下降制御部６２は、供給テーブル１２を下降させながらホッパー７２内の粉体材料８を供給槽１１に供給する。本実施形態では、供給下降制御部６２は、図９Ｂおよび図９Ｃに示すように、ホッパー７２から供給槽１１に粉体材料８が供給されている間、ホッパー７２から供給槽１１に供給された粉体材料８の少なくとも一部が供給ユニット７０（ここでは蓋体７１の底面）に接触した状態で、供給テーブル１２を下降させ続けるように昇降機構１３を制御する。図９Ｃでは、図９Ｂの状態から供給テーブル１２上に粉体材料８が更に供給されて、供給テーブル１２が更に下降した状態が示されている。
After the
ここでは、ホッパー７２から供給槽１１に粉体材料８が供給されている間、供給槽１１内の粉体材料８の一部は蓋体７１の下面に接触した状態である。そのため、供給下降制御部６２は、供給槽１１内の粉体材料８の一部が蓋体７１の下面に接触し続けるようにして、供給テーブル１２を下降させる。言い換えると、供給下降制御部６２は、供給槽１１内の粉体材料８が蓋体７１に接触しない状態にならない速度で、供給テーブル１２を下降させる。
Here, part of the
本実施形態では、蓋体７１の連通口８１の大きさ、ホッパー７２の供給口８４の大きさなどに基づいて、連通口８１を通過することが可能な、時間当たりの粉体材料８の供給量を算出することが可能である。この時間当たりの粉体材料８の供給量に基づいて、供給槽１１内の粉体材料８が蓋体７１に接触し続けることが可能な、供給テーブル１２の下降速度を算出可能である。供給下降制御部６２は、上記下降速度で供給テーブル１２が下降するように、昇降機構１３（詳しくはモータ１３ｂの駆動）を制御する。
In this embodiment, based on the size of the
なお、本実施形態では、供給下降制御部６２は、ホッパー７２内の粉体材料８が空になったとき、または、供給テーブル１２が供給槽１１の底面に接触するまで下降したとき、昇降機構１３を停止する。このことで、供給槽１１への粉体材料８の供給が終了する。
In this embodiment, when the
このように、供給テーブル１２の下降が終了した後、供給ユニット７０を供給槽１１から取り外す。ここでは、供給槽１１に装着された蓋体７１を取り外す。このとき、供給槽１１に粉体材料８は、供給槽１１の上端よりも上方に盛り上がった状態になり得る。
After the supply table 12 is thus lowered, the
次に図８のステップＳ１０３では、均し制御部６３は、ローラ１５によって供給槽１１に供給された粉体材料８を均すように移動機構１６を制御する。均し制御部６３は、供給下降制御部６２によって供給テーブル１２が下降した後、ローラ１５が供給槽１１の上端に沿って移動するように移動機構１６を制御する。
Next, at step S103 in FIG. 8, the leveling
詳しくは、均し制御部６３は、移動機構１６のモータ１９（図２参照）を駆動させることで、図１に示すように、ローラ１５がローラ載置部１５ａからＹ軸方向に水平移動する。このとき、供給槽１１に盛り上がって積まれた粉体材料８がローラ１５によって左方向に押される。このことで、供給槽１１の表面の粉体材料８が均される。以上のような手順によって、供給槽１１に粉体材料８を供給することができる。
More specifically, the leveling
ところで、本実施形態では、図３に示すように、供給槽１１に蓋体７１が装着され、蓋体７１にホッパー７２が装着されているときに、供給テーブル１２が上昇しすぎると、供給テーブル１２によって蓋体７１が押されることがあり得る。また、供給槽１１に蓋体７１が装着され、蓋体７１にホッパー７２が装着されているときに、移動機構１６によってローラ１５が供給槽１１の上を移動する際、ローラ１５によって蓋体７１が押されることがあり得る。
By the way, in this embodiment, as shown in FIG. 3, when the
そこで、本実施形態では、供給槽１１に蓋体７１が装着されているとき、供給テーブル１２の上昇、および、ローラ１５の移動を禁止する。次に、供給テーブル１２の上昇、および、ローラ１５の移動を禁止するまでの手順について、図１０のフローチャートに沿って説明する。
Therefore, in the present embodiment, when the
まず、ステップＳ２０１では、センサ受信部６５は、センサ７５（図２参照）の信号を受信する。ここでは、まずセンサ受信部６５は、センサ７５に対して検出信号を送信する。当該検出信号を受信したセンサ７５は、蓋体７１が供給槽１１に装着されているか否かの検出結果信号をセンサ受信部６５に送信する。例えば蓋体７１が供給槽１１に装着されているとき、センサ７５は、ＯＮの検出結果信号をセンサ受信部６５に送信する。一方、蓋体７１が供給槽１１に装着されていないとき、センサ７５は、ＯＦＦの検出結果信号をセンサ受信部６５に送信する。このように、センサ受信部６５は、センサ７５からの検出結果信号を受信することで、蓋体７１が供給槽１１に装着されているか否かを判断することができる。
First, in step S201, the
次に、図１０のステップＳ２０２では、判定部６６は、センサ７５の検出結果によって蓋体７１が供給槽１１に装着されているか否かを判定する。判定部６６は、ステップＳ２０１におけるセンサ７５からの検出結果信号に基づいて判定を行う。例えばセンサ７５からの検出結果信号がＯＮの場合、判定部６６は、蓋体７１が供給槽１１に装着されていると判定する。一方、センサ７５からの検出結果信号がＯＦＦの場合、判定部６６は、蓋体７１が供給槽１１に装着されていない、すなわち蓋体７１が供給槽１１から取り外されている判定する。
Next, in step S<b>202 in FIG. 10 , the
本実施形態では、ステップＳ２０２において、判定部６６によって蓋体７１が供給槽１１に装着されていると判定された場合、次にステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、第１禁止制御部６７は、供給テーブル１２が上昇することを禁止するように昇降機構１３を制御する。ここでは、昇降機構１３のモータ１３ｂ（図２参照）を駆動させないことも、昇降機構１３の制御に含まれる。例えば蓋体７１が供給槽１１に装着された状態で、三次元造形物の造形が開始されることがあり得る。このような場合、第１禁止制御部６７は、供給テーブル１２が上昇することができないように昇降機構１３を制御する。そのため、蓋体７１が供給槽１１に装着されているときには、三次元造形物の造形は開始されない。
In this embodiment, if the determining
本実施形態では、本体５には操作パネル（図示せず）が設けられており、利用者が操作パネルを操作することで、供給テーブル１２を昇降させることが可能である。蓋体７１が供給槽１１に装着されているとき、第１禁止制御部６７は、利用者が操作パネルを操作した場合であっても、供給テーブル１２を上昇させないように昇降機構１３を制御する。
In this embodiment, the
次に、図１０のステップＳ２０４では、第２禁止制御部６８は、ローラ１５が移動することを禁止するように移動機構１６を制御する。ここでは、移動機構１６のモータ１９（図２参照）を駆動させないことも、移動機構１６の制御に含まれる。例えば蓋体７１が供給槽１１に装着された状態で、三次元造形物の造形が開始される場合、第２禁止制御部６８は、ローラ１５が供給槽１１の上を移動しないように移動機構１６を制御する。なお、ステップＳ２０４の制御は、ステップＳ２０３の制御の前に行われてもよいし、ステップＳ２０３の制御と同時に行われてもよい。
Next, in step S204 of FIG. 10, the second
ステップＳ２０２において、判定部６６によって蓋体７１が供給槽１１に装着されていないと判定された場合、次にステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５では、供給テーブル１２が上昇することを許可する。すなわち、供給テーブル１２が上昇するように昇降機構１３を制御することが可能である。
In step S202, if the
次に、ステップＳ２０６では、ローラ１５が移動することを許可する。すなわち、ローラ１５が供給槽１１の上を移動するように移動機構１６を制御することが可能である。そのため、蓋体７１が供給槽１１に装着されていないとき、三次元造形物の造形が可能である。なお、ステップＳ２０６の制御は、ステップＳ２０５の制御の前に行われてもよいし、ステップＳ２０５の制御と同時に行われてもよい。
Next, in step S206, the
以上、本実施形態では、三次元造形装置１００は、図３に示すように、供給ユニット７０と、供給槽１１と、供給テーブル１２と、昇降機構１３と、制御装置５０（図２参照）と、を備えている。供給ユニット７０は、粉体材料８が収容され、下方に向かって開口した供給口８４が形成されたホッパー７２を有する。供給槽１１は、ホッパー７２の下方に配置可能であり、ホッパー７２に収容された粉体材料８が供給される。供給テーブル１２は、供給槽１１の内部に配置され、粉体材料８が載せられる。昇降機構１３は、供給槽１１の内部にて、供給テーブル１２を昇降させる。制御装置５０は、図９Ｂに示すように、ホッパー７２から供給槽１１に粉体材料８が供給されている間、ホッパー７２から供給槽１１に供給された粉体材料８の少なくとも一部が供給ユニット７０に接触した状態で、供給テーブル１２を下降させ続けるように昇降機構１３を制御する供給下降制御部６２を備えている。
As described above, in the present embodiment, the three-
このことによって、ホッパー７２から供給槽１１に粉体材料８が供給されている間、ホッパー７２から供給槽１１に供給された粉体材料８の少なくとも一部が供給ユニット７０（ここでは蓋体７１）に接触した状態で、供給テーブル１２が下降し続ける。このように、供給槽１１に粉体材料８が供給されているときには、供給槽１１内の粉体材料８は、供給ユニット７０に接触し続ける。そのため、供給槽１１内の粉体材料８の移動が規制されるため、粉体材料８が舞い上がり難くすることができる。
As a result, while the
本実施形態では、蓋体７１は、供給槽１１の内部を覆うように供給槽１１の上端に着脱可能に装着され、供給口８４と連通する連通口８１が形成されている。このことによって、供給槽１１に粉体材料８を供給する際、供給槽１１は蓋体７１によって閉じられた状態となる。よって、例え供給槽１１内で粉体材料８が舞い上がった場合であっても、蓋体７１によって閉じられた空間内で舞い上がる。そのため、供給槽１１の外で粉体材料８が舞い上がり難い。
In this embodiment, the
本実施形態では、蓋体７１の少なくとも一部は、透明または半透明な材料によって形成されている。このことによって、蓋体７１の透明または半透明な部分を通じて供給槽１１内を視認することができる。よって、粉体材料８を供給槽１１に供給しているとき、供給槽１１内の状態を確認し易い。
In this embodiment, at least part of the
本実施形態では、図７に示すように、閉鎖蓋７６は、蓋体７１の連通口８１にホッパー７２の供給口８４が連通していないとき、連通口８１を閉鎖する。例えば供給槽１１に粉体材料８を供給していなく、かつ、三次元造形物を造形していないとき、連通口８１が閉鎖蓋７６で塞がれた蓋体７１を供給槽１１に装着する。このように、連通口８１が閉鎖蓋７６で塞がれた蓋体７１を、供給槽１１を閉じるための蓋として使用することができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 7 , the closing
本実施形態では、シール部材７３は、蓋体７１と供給槽１１との間に配置されている。このことによって、蓋体７１と供給槽１１との間のシール性が向上する。よって、供給槽１１に粉体材料８を供給しているとき、蓋体７１が供給槽１１からずれ難くすることができるとともに、蓋体７１に装着されたホッパー７２が供給槽１１からずれ難くすることができる。
In this embodiment, the sealing
本実施形態では、図６に示すように、固定部材７４は、蓋体７１が供給槽１１の上端に装着されているとき、供給槽１１に対する蓋体７１の位置を固定する。このことによって、供給槽１１に粉体材料８を供給しているとき、蓋体７１が供給槽１１からずれ難くすることができるとともに、蓋体７１に装着されたホッパー７２が供給槽１１からずれ難くすることができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 6 , the fixing
本実施形態では、図９Ａに示すように、供給テーブル１２の上面、または、供給テーブル１２に載せられた粉体材料８の上端のＺ軸方向の位置が供給槽１１の上端のＺ軸方向の位置であるときの供給テーブル１２のＺ軸方向の位置を初期位置Ｐ１とする。初期制御部６１は、供給テーブル１２が初期位置Ｐ１に配置されるように昇降機構１３を制御する。供給下降制御部６２は、初期位置Ｐ１に供給テーブル１２が配置された後、ホッパー７２から供給槽１１に粉体材料８が供給されている間、ホッパー７２から供給槽１１に供給された粉体材料８の少なくとも一部が供給ユニット７０に接触した状態で、供給テーブル１２を下降させ続けるように昇降機構１３を制御する。このことによって、供給槽１１の上部に供給テーブル１２が配置されて、供給テーブル１２と蓋体７１の間の間隔が小さい状態で、供給槽１１への粉体材料８の供給が開始される。よって、粉体材料８の供給の開始時に、粉体材料８が供給槽１１内で舞い上がり難くすることができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 9A, the upper surface of the supply table 12 or the position of the upper end of the
本実施形態では、均し制御部６３は、供給下降制御部６２によって供給テーブル１２が下降した後、ローラ１５が供給槽１１の上端に沿って移動するように移動機構１６を制御する。このことで、供給槽１１に供給された粉体材料８の表面を均すことができるとともに、供給槽１１内に均一に粉体材料８を敷き詰めることができる。
In this embodiment, the leveling
本実施形態では、センサ７５は、蓋体７１が供給槽１１に装着されていることを検出する。判定部６６は、センサ７５によって蓋体７１が供給槽１１に装着されているか否かを判定する。第１禁止制御部６７は、判定部６６によって蓋体７１が供給槽１１に装着されていると判定されたとき、供給テーブル１２が上昇することを禁止するように昇降機構１３を制御する。このことによって、蓋体７１が供給槽１１に装着されているとき、供給テーブル１２は上昇しない。よって、供給テーブル１２が上昇して、蓋体７１が供給テーブル１２に押されることを防止することができる。
In this embodiment, the
本実施形態では、ローラ１５は、供給槽１１内の粉体材料８に接触するように供給槽１１の上端に沿って移動可能であり、供給ユニット７０から供給槽１１に供給された粉体材料８を供給槽１１内で均す。移動機構１６は、少なくとも供給槽１１の上端に沿ってローラ１５を移動させる。第２禁止制御部６８は、判定部６６によって蓋体７１が供給槽１１に装着されていると判定されたとき、ローラ１５が移動することを禁止するように移動機構１６を制御する。このことによって、蓋体７１が供給槽１１に装着されているとき、ローラ１５は供給槽１１の上を移動しない。よって、ローラ１５が移動して、蓋体７１がローラ１５に押されることを防止することができる。
In this embodiment, the
なお、本実施形態では、蓋体７１が供給槽１１に着脱可能に装着されている。しかしながら、蓋体７１は省略することが可能である。この場合、供給下降制御部６２は、ホッパー７２から供給槽１１に粉体材料８が供給されている間、ホッパー７２から供給槽１１に供給された粉体材料８の少なくとも一部がホッパー７２の下端に接触した状態で、供給テーブル１２を下降させ続けるように昇降機構１３を制御するとよい。この場合であっても、粉体材料８が舞い上がり難くすることができる。
In addition, in this embodiment, the
本実施形態では、供給ユニット７０のホッパー７２の数は１つであった。しかしながら、ホッパー７２の数は、複数であってもよい。図１１は、変形例に係る供給ユニット７０Ａの蓋体７１Ａおよび複数のホッパー７２Ａを示す斜視図である。例えば図１１に示すように、蓋体７１Ａには、複数のホッパー７２Ａが設けられていてもよい。図１１では、５つのホッパー７２Ａが示されているが、ホッパー７２Ａの数は特に限定されず、例えば２つ、３つ、４つの何れかであってもよいし、６つ以上であってもよい。
In this embodiment, the
蓋体７１Ａには、ホッパー７２Ａの数と同じ数の連通口８１が形成されている。図１１では、ホッパー７２Ａの数が５つであるため、蓋体７１Ａには５つの連通口８１が形成されている。蓋体７１Ａの各連通口８１には、ホッパー７２Ａの供給口８４（図３参照）と連通するように、ホッパー７２Ａが挿入されている。なお、蓋体７１Ａに対する複数の連通口８１の位置は、特に限定されない。例えば複数の連通口８１は、等間隔に配置されていてもよい。
The
本実施形態では、蓋体７１は１つの板状の部材によって構成されていたが、図１１に示す蓋体７１Ａのように、蓋体７１Ａが２つの板状の部材を有していてもよい。蓋体７１Ａは、上板１７１ａと、下板１７１ｂと、側板１７１ｃとを有している。上板１７１ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に広がる板状の部材である。下板１７１ｂは、上板１７１ａの下方、言い換えると平面視において上板１７１ａと重なる位置に配置されている。下板１７１ｂは、上板１７１ａと同様にＸ軸方向およびＹ軸方向に広がる板状の部材である。
In the present embodiment, the
なお、連通口８１は、図１１に示すように上板１７１ａに形成されている。詳しい図示は省略するが、連通口８１は、上板１７１ａに形成された連通口８１の位置に対応した下板１７１ｂの位置にも形成されている。ここでは、上板１７１ａに形成された連通口８１と、下板１７１ｂに形成された連通口８１とは、平面視において重なる。
The
側板１７１ｃは、上板１７１ａと下板１７１ｂとを繋ぐものであり、Ｚ軸方向に延びている。上板１７１ａおよび下板１７１ｂに対する側板１７１ｃの位置は特に限定されないが、図１１の変形例では、側板１７１ｃは、上板１７１ａの端と、下板１７１ｂの端とに接続されている。側板１７１ｃの数は特に限定されず、１つであってもよいし、図１１に示すように、複数であってもよい。
The
本実施形態では、上述のように、蓋体７１の少なくとも一部は、透明または半透明な材料によって形成されており、透明または半透明な部材を通じて、供給槽１１の内部を視認していた。しかしながら、蓋体７１には、連通口８１とは異なる孔が形成されており、かつ、その孔を開閉自在な扉が設けられていてもよい。この場合、蓋体７１を通じて供給槽１１の内部を視認するとき、上記扉を上記孔から取り外して、上記孔を通じて供給槽１１の内部を視認するとよい。
In this embodiment, as described above, at least part of the
本実施形態において、固定部材７４は省略されてもよい。同様に、シール部材７３は省略されてもよい。すなわち、蓋体７１は、供給槽１１の上端に単に載せられた状態であってもよい。供給槽１１に蓋体７１が単に載せられている場合、蓋体７１の自重によって、供給槽１１に対する蓋体７１の移動が規制されて、供給槽１１が蓋体７１に塞がれているとよい。
In this embodiment, the fixing
８ 粉体材料
１１ 供給槽
１２ 供給テーブル
１３ 昇降機構
１５ ローラ
１６ 移動機構
５０ 制御装置
６１ 初期制御部
６２ 供給下降制御部
６３ 均し制御部
６６ 判定部
６７ 第１禁止制御部
６８ 第２禁止制御部
７０ 供給ユニット
７１ 蓋体
７２ ホッパー
７３ シール部材
７４ 固定部材
７５ センサ
７６ 閉鎖蓋
８１ 連通口
８４ 供給口
１００ 三次元造形装置
8
Claims (11)
前記ホッパーの下方に配置可能であり、前記ホッパーに収容された粉体材料が供給される供給槽と、
前記供給槽の内部に配置され、粉体材料が載せられる供給テーブルと、
前記供給槽の内部にて、前記供給テーブルを昇降させる昇降機構と、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記ホッパーから前記供給槽に粉体材料が供給されている間、前記ホッパーから前記供給槽に供給された粉体材料の少なくとも一部が前記供給ユニットに接触した状態で、前記供給テーブルを下降させ続けるように前記昇降機構を制御する供給下降制御部を備えた、三次元造形装置。 a supply unit containing a powder material and having a hopper formed with a supply port opening downward;
a supply tank that can be arranged below the hopper and is supplied with the powder material contained in the hopper;
a supply table disposed inside the supply tank on which a powder material is placed;
an elevating mechanism for elevating the supply table inside the supply tank;
a controller;
with
While the powdery material is being supplied from the hopper to the supply tank, the control device is configured to control the powdery material supplied from the hopper to the supply tank while at least part of the powdery material is in contact with the supply unit. A three-dimensional modeling apparatus comprising a supply descent control section that controls the elevating mechanism so as to keep the supply table descent.
前記制御装置は、
前記センサの検出結果によって前記蓋体が前記供給槽に装着されているか否かを判定する判定部を備えた、請求項２から６までの何れか１つに記載された三次元造形装置。 A sensor that detects that the lid is attached to the supply tank,
The control device is
7. The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 2 to 6, further comprising a determination unit that determines whether or not the lid body is attached to the supply tank based on the detection result of the sensor.
少なくとも前記供給槽の上端に沿って前記ローラを移動させる移動機構と、
を備え、
前記制御装置は、前記判定部によって前記蓋体が前記供給槽に装着されていると判定されたとき、前記ローラが移動することを禁止するように前記移動機構を制御する第２禁止制御部を備えた、請求項７または８に記載された三次元造形装置。 a roller movable along the upper end of the supply tank so as to contact the powder material in the supply tank, the roller leveling the powder material supplied from the supply unit to the supply tank in the supply tank; ,
a moving mechanism that moves the roller along at least the upper end of the supply tank;
with
The control device includes a second prohibition control section that controls the movement mechanism to prohibit movement of the roller when the determination section determines that the lid is attached to the supply tank. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 7 or 8, comprising:
前記制御装置は、前記供給テーブルが前記初期位置に配置されるように前記昇降機構を制御する初期制御部を備え、
前記供給下降制御部は、前記初期位置に前記供給テーブルが配置された後、前記ホッパーから前記供給槽に粉体材料が供給されている間、前記ホッパーから前記供給槽に供給された粉体材料の少なくとも一部が前記供給ユニットに接触した状態で、前記供給テーブルを下降させ続けるように前記昇降機構を制御する、請求項１から９までの何れか１つに記載された三次元造形装置。 The vertical position of the supply table when the upper surface of the supply table or the upper end of the powder material placed on the supply table is the vertical position of the upper end of the supply tank is the initial position. When the position is
The control device includes an initial control unit that controls the lifting mechanism so that the supply table is placed at the initial position,
After the supply table is placed at the initial position, the supply lowering control unit controls the movement of the powder material supplied from the hopper to the supply tank while the powder material is being supplied from the hopper to the supply tank. 10. The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the lifting mechanism is controlled so as to continue to lower the supply table while at least part of is in contact with the supply unit.
少なくとも前記供給槽の上端に沿って前記ローラを移動させる移動機構と、
を備え、
前記制御装置は、前記供給下降制御部によって前記供給テーブルが下降した後、前記ローラが前記供給槽の上端に沿って移動するように前記移動機構を制御する均し制御部を備えた、請求項１から１０までの何れか１つに記載された三次元造形装置。 a roller movable along the upper end of the supply tank so as to contact the powder material in the supply tank, the roller leveling the powder material supplied from the supply unit to the supply tank in the supply tank; ,
a moving mechanism that moves the roller along at least the upper end of the supply tank;
with
The control device comprises a leveling control section for controlling the moving mechanism so that the roller moves along the upper end of the supply tank after the supply table is lowered by the supply lowering control section. The three-dimensional modeling apparatus according to any one of 1 to 10.
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2008037024A (en) | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Aspect Inc | Apparatus and method for selective laser sintering |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008037024A (en) | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Aspect Inc | Apparatus and method for selective laser sintering |
| JP2013056466A (en) | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Sony Corp | Modeling apparatus, powder removing apparatus, modeling system, and method of manufacturing model |
| JP2016153212A (en) | 2015-02-13 | 2016-08-25 | 株式会社リコー | Powder removal device, stereoscopic molding apparatus and powder removal method |
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