JP2018012282A - Three-dimensional molding device and three-dimensional molding method - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

【課題】造形液の吐出密度にむらがなく、造形物の積層方向の強度を大きくすることが可能な立体造形装置および立体造形方法を提供する。【解決手段】本発明の立体造形装置は、粉体層形成部と、凹み形成部と、液体吐出部と、を備える。粉体層形成部は粉体層を形成する。凹み形成部は、粉体層形成部に設けられ、粉体層の表面に凹みを形成する。液体吐出部は、凹み形成部により凹みが形成された粉体層に造形液を吐出する。【選択図】図１An object of the present invention is to provide a three-dimensional modeling apparatus and a three-dimensional modeling method capable of increasing the strength of a modeling object in the stacking direction without causing unevenness in the discharge density of a modeling liquid. According to one embodiment, a three-dimensional molding apparatus includes a powder layer forming unit, a dent forming unit, and a liquid discharging unit. The powder layer forming section forms a powder layer. The dent forming part is provided in the powder layer forming part and forms a dent on the surface of the powder layer. The liquid discharging unit discharges the molding liquid to the powder layer in which the dent is formed by the dent forming unit. [Selection diagram] FIG.

Description

Translated fromJapanese

本発明は、立体造形装置および立体造形方法に関する。  The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus and a three-dimensional modeling method.

立体造形物（三次元造形物）を造形する立体造形装置（三次元造形装置）として、例えば積層造形法で造形するものが知られている。例えば特許文献１には、造形層の面が凹凸を有するように造形液を吐出して立体造形物を造形する技術が開示されている。  As a three-dimensional modeling apparatus (three-dimensional modeling apparatus) for modeling a three-dimensional modeled object (three-dimensional modeled object), for example, one that models by a layered modeling method is known. For example,Patent Document 1 discloses a technique for forming a three-dimensional object by discharging a modeling liquid so that the surface of the modeling layer has irregularities.

しかしながら特許文献１に開示された技術では、造形液の吐出密度にむらが生じて立体造形物の強度が低下する、という問題が有る。  However, the technique disclosed inPatent Document 1 has a problem that unevenness occurs in the discharge density of the modeling liquid and the strength of the three-dimensional model decreases.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、造形液の吐出密度にむらがなく、造形物の積層方向の強度を大きくすることができる立体造形装置の提供を目的とする。  The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional modeling apparatus that can increase the strength in the stacking direction of a modeled object without unevenness in the discharge density of the modeling liquid.

上述した課題を解決するために、本発明の立体造形装置は、粉体層を形成する粉体層形成部と、前記粉体層形成部に設けられ、前記粉体層の表面に凹みを形成する凹み形成部と、前記凹み形成部により凹みが形成された前記粉体層に造形液を吐出する液体吐出部と、
を備えることを特徴とする。In order to solve the above-described problems, the three-dimensional modeling apparatus of the present invention is provided with a powder layer forming unit that forms a powder layer, and a recess formed on the surface of the powder layer. A dent forming part, and a liquid discharge part for discharging a modeling liquid to the powder layer in which a dent is formed by the dent forming part,
It is characterized by providing.

本発明によれば、造形液の吐出密度にむらがなく、造形物の積層方向の強度を大きくすることができる。  According to the present invention, there is no unevenness in the discharge density of the modeling liquid, and the strength in the stacking direction of the modeled object can be increased.

図１は、第１の実施形態における立体造形装置の概略平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of a three-dimensional modeling apparatus according to the first embodiment.図２は、第１の実施形態における造形部の概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view of the modeling part in the first embodiment.図３は、第１の実施形態における造形部の、より詳細な概略側面図である。FIG. 3 is a more detailed schematic side view of the modeling part in the first embodiment.図４は、第１の実施形態におけるローラ部材の概略図である。FIG. 4 is a schematic view of the roller member in the first embodiment.図５は、第１の実施形態における制御図である。FIG. 5 is a control diagram in the first embodiment.図６は、第１の実施形態の造形の流れを説明する説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the flow of modeling according to the first embodiment.図７は、第１の実施形態の粉体層形成工程における粉体層をＹ方向からみた断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the powder layer in the powder layer forming step of the first embodiment as seen from the Y direction.図８は、第１の実施形態により形成された立体造形物の概略図である。FIG. 8 is a schematic view of a three-dimensional structure formed according to the first embodiment.図９は、変形例１における粉体層をＹ方向から見た断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the powder layer inModification 1 as viewed from the Y direction.図１０は、変形例における粉体層をＸ方向から見た断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the powder layer in the modification viewed from the X direction.図１１は、変形例における粉体層をＸ方向から見た断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the powder layer in the modification viewed from the X direction.図１２は、変形例における粉体層をＺ方向から見た平面図である。FIG. 12 is a plan view of the powder layer in the modification as seen from the Z direction.図１３は、造形液の吐出間隔を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating the discharge interval of the modeling liquid.図１４は、第２の実施形態における造形部の概略側面図である。FIG. 14 is a schematic side view of a modeling part in the second embodiment.図１５は、第２の実施形態における粉体層の断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of the powder layer in the second embodiment.図１６は、第２の実施形態における粉体層の断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of the powder layer in the second embodiment.図１７は、第３の実施形態における立体造形装置の概略平面図である。FIG. 17 is a schematic plan view of a three-dimensional modeling apparatus according to the third embodiment.図１８は、第３の実施形態における粉体層をＺ方向から見た平面図である。FIG. 18 is a plan view of the powder layer in the third embodiment viewed from the Z direction.図１９は、第３の実施形態における粉体層をＺ方向から見た平面図である。FIG. 19 is a plan view of the powder layer in the third embodiment viewed from the Z direction.図２０は、変形例におけるブレード部材の概略図である。FIG. 20 is a schematic view of a blade member in a modified example.図２１は、変形例におけるブレード部材の概略図である。FIG. 21 is a schematic view of a blade member in a modified example.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明を適用する立体造形装置の一例の概要について図１を参照して説明する。  Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An outline of an example of the three-dimensional modeling apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.

（第１の実施形態）
この立体造形装置は、粉体造形装置（粉末造形装置ともいう。）である。図１に示すように、立体造形装置は造形部１と、造形ユニット５を備える。造形部１は、粉体（粉末）が結合された層状造形物が形成される。造形ユニット５は、造形部１の層状に敷き詰められた粉体層に造形液１０を吐出して立体造形物を造形する。(First embodiment)
This three-dimensional modeling apparatus is a powder modeling apparatus (also referred to as a powder modeling apparatus). As shown in FIG. 1, the three-dimensional modeling apparatus includes amodeling unit 1 and amodeling unit 5. Themodeling part 1 is formed with a layered model in which powders (powder) are combined. Themodeling unit 5 models the three-dimensional model by discharging themodeling liquid 10 onto the powder layer laid down in layers of themodeling unit 1.

まず、造形部１の詳細について図２、図３を用いて説明する。ここで、Ｘ方向とは図１における左右方向であり、Ｙ方向は図１における上下方向である。Ｚ方向とは、図２における上下方向（図１における表裏方向）である。図２は造形部１をＸ方向から見た断面図、図３は造形部１の要部をＸ方向から見た断面図である。  First, the detail of themodeling part 1 is demonstrated using FIG. 2, FIG. Here, the X direction is the horizontal direction in FIG. 1, and the Y direction is the vertical direction in FIG. The Z direction is the vertical direction in FIG. 2 (front and back direction in FIG. 1). FIG. 2 is a cross-sectional view of themodeling unit 1 viewed from the X direction, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of themodeling unit 1 viewed from the X direction.

図１と図２に示すように、造形部１は、粉体槽１１を有する。粉体槽１１は、供給槽２１と、造形槽２２と、余剰粉体受け槽２９と、ローラ部材１００ａと、粉体除去板１３を備える。  As shown in FIGS. 1 and 2, themodeling unit 1 has apowder tank 11. Thepowder tank 11 includes asupply tank 21, amodeling tank 22, an excesspowder receiving tank 29, aroller member 100 a, and apowder removing plate 13.

供給槽２１は、造形槽２２に供給する粉体２０を保持する。供給槽２１の底部は供給ステージ２３として鉛直方向（高さ方向）に昇降自在となっている。  Thesupply tank 21 holds thepowder 20 supplied to themodeling tank 22. The bottom of thesupply tank 21 can be raised and lowered in the vertical direction (height direction) as asupply stage 23.

造形槽２２は、層状造形物３０が積層されて立体造形物が造形される。造形槽２２の底部は造形ステージ２４として鉛直方向（高さ方向）に昇降自在となっており、造形ステージ２４上に層状造形物３０が積層された立体造形物が造形される。  In themodeling tank 22, thelayered model 30 is stacked to form a three-dimensional model. The bottom of themodeling tank 22 is movable up and down in the vertical direction (height direction) as themodeling stage 24, and a three-dimensional modeled object in which the layered modeledobject 30 is stacked on themodeling stage 24 is modeled.

余剰粉体受け槽２９は、粉体層３１を形成するときに、後述するローラ部材１００ａによって移送供給される粉体２０のうち、粉体層３１を形成しないで落下する余剰の粉体２０を溜める。余剰粉体受け槽２９の底面は、粉体２０を吸引する機構が備えられた構成や、余剰粉体受け槽２９が簡単に取り外せるような構成となっている。  When thepowder layer 31 is formed, the surplus powder receivingtank 29 removes thesurplus powder 20 that falls without forming thepowder layer 31 among thepowder 20 that is transferred and supplied by aroller member 100a described later. Accumulate. The bottom surface of the surplus powder receivingtank 29 has a configuration provided with a mechanism for sucking thepowder 20 and a configuration in which the surplus powder receivingtank 29 can be easily removed.

供給ステージ２３は、モータ２７によって矢印Ｚ方向（高さ方向）に昇降され、造形ステージ２４は、モータ２８によって矢印Ｚ方向に昇降される。  Thesupply stage 23 is moved up and down in the arrow Z direction (height direction) by themotor 27, and themodeling stage 24 is moved up and down in the arrow Z direction by themotor 28.

ローラ部材１００ａは粉体層形成部の一例であり、粉体層を形成する。より具体的には、ローラ部材１００ａは、供給槽２１の供給ステージ２３上に供給された粉体２０を造形槽２２に移送し、粉体２０を敷いて粉体層３１を形成する。  Theroller member 100a is an example of a powder layer forming unit, and forms a powder layer. More specifically, theroller member 100 a transfers thepowder 20 supplied onto thesupply stage 23 of thesupply tank 21 to themodeling tank 22 and spreads thepowder 20 to form thepowder layer 31.

ローラ部材１００ａは、造形ステージ２４のステージ面（粉体２０が積載される面）に沿って矢印Ｙ方向に、ステージ面に対して相対的に往復移動可能に配置され、往復移動機構２５によって移動される。また、ローラ部材１００ａは、モータ２６によって図３の矢印Ａ方向に回転駆動される（即ち、ローラ部材１００ａは回転部材の一例である）。  Theroller member 100 a is arranged so as to be able to reciprocate relative to the stage surface in the arrow Y direction along the stage surface (surface on which thepowder 20 is loaded) of themodeling stage 24, and is moved by thereciprocating mechanism 25. Is done. Theroller member 100a is rotationally driven by themotor 26 in the direction of arrow A in FIG. 3 (that is, theroller member 100a is an example of a rotating member).

ここで、本実施形態のローラ部材１００ａの詳細を説明する。図４は、ローラ部材１００ａの詳細な構造を示す図である。図４に示すように、ローラ部材１００ａは、凹み形成部の一例である凹凸１５０ａを有する。凹凸１５０ａは、ローラ部材１００ａのうち粉体層３１を形成する面を示す形成面に設けられている。形成面とは、ローラ部材１００ａが有する面のうち、粉体２０に接して粉体２０を押しながら敷いていき、粉体層３１を形成する面である。  Here, the detail of theroller member 100a of this embodiment is demonstrated. FIG. 4 is a diagram showing a detailed structure of theroller member 100a. As shown in FIG. 4, theroller member 100 a hasunevenness 150 a that is an example of a recess forming portion. Theunevenness 150a is provided on the forming surface showing the surface on which thepowder layer 31 is formed in theroller member 100a. The forming surface is a surface on which theroller member 100 a has thepowder layer 31 by laying while pressing thepowder 20 in contact with thepowder 20.

凹凸１５０ａは、複数の隆起部１０２ａと、複数の隆起部１０２ａの谷となる谷部１０４ａからなる。隆起部１０２ａは、ローラ部材１００ａの軸方向の位置によってローラ部材１００ａの半径を変化させることで形成されているが、これに限られるものではない。例えば、同一円周上の半径を一定とせず、同一円周上に複数の隆起部１０２ａを形成してもよい。  Theunevenness 150a includes a plurality of raisedportions 102a andvalley portions 104a that are valleys of the plurality of raisedportions 102a. The raisedportion 102a is formed by changing the radius of theroller member 100a depending on the position of theroller member 100a in the axial direction, but is not limited thereto. For example, a plurality of raisedportions 102a may be formed on the same circumference without making the radius on the same circumference constant.

粉体除去板１３は、ローラ部材１００ａおよび凹凸１５０の周面に接触して、ローラ部材１００ａに付着した粉体２０を除去する。粉体除去板１３は、ローラ部材１００ａおよび凹凸１５０ａの周面に接触した状態で、ローラ部材１００ａとともに移動する。  Thepowder removing plate 13 is in contact with the peripheral surfaces of theroller member 100a and the concavo-convex 150 to remove thepowder 20 attached to theroller member 100a. Thepowder removing plate 13 moves together with theroller member 100a while being in contact with the peripheral surfaces of theroller member 100a and theunevenness 150a.

次に、造形ユニット５の構成について説明する。図２に示すように、造形ユニット５は、液体吐出ユニット５０を備えている。液体吐出部である液体吐出ユニット５０は、造形ステージ２４上の粉体層３１に造形液１０を吐出する。  Next, the configuration of themodeling unit 5 will be described. As shown in FIG. 2, themodeling unit 5 includes aliquid discharge unit 50. Theliquid discharge unit 50 that is a liquid discharge unit discharges themodeling liquid 10 to thepowder layer 31 on themodeling stage 24.

液体吐出ユニット５０は、キャリッジ５１と、キャリッジ５１に搭載された２つ（１又は３つ以上でもよい。）の液体吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」という。）５２ａ、５２ｂを備えている。  Theliquid discharge unit 50 includes acarriage 51 and two (or three or more) liquid discharge heads (hereinafter simply referred to as “heads”) 52 a and 52 b mounted on thecarriage 51.

キャリッジ５１は、ガイド部材５４及び５５に移動可能に保持されている。ガイド部材５４及び５５は、両側の側板７０、７０に昇降可能に保持されている。  Thecarriage 51 is movably held by theguide members 54 and 55. Theguide members 54 and 55 are hold | maintained so that raising / lowering is possible to theside plates 70 and 70 of both sides.

このキャリッジ５１は、後述するＸ方向走査機構５５０を構成するＸ方向走査モータによってプーリ及びベルトを介して主走査方向である矢印Ｘ方向（以下、単に「Ｘ方向」という。他のＹ、Ｚについても同様とする。）に往復移動される。  Thecarriage 51 is driven by an X-direction scanning motor constituting anX-direction scanning mechanism 550, which will be described later, through an pulley X and a belt and an arrow X direction (hereinafter simply referred to as “X direction”). The same applies to the above).

２つのヘッド５２ａ、５２ｂ（以下、区別しないときは「ヘッド５２」という。）は、造形液１０を吐出する複数のノズルを配列したノズル列がそれぞれ２列配置されている。一方のヘッド５２ａの２つのノズル列は、ローラ部材１００ａによって凹みが形成された粉体層３１に、シアン造形液及びマゼンタ造形液を吐出する。他方のヘッド５２ｂの２つのノズル列は、ローラ部材１００ａによって凹みが形成された粉体層３１に、イエロー造形液及びブラック造形液を吐出する。なお、ヘッド構成はこれに限るものではない。  Twoheads 52a and 52b (hereinafter referred to as “heads 52” when not distinguished from each other) each have two nozzle rows in which a plurality of nozzles that discharge themodeling liquid 10 are arranged. The two nozzle rows of onehead 52a discharge the cyan modeling liquid and the magenta modeling liquid onto thepowder layer 31 in which the recess is formed by theroller member 100a. The two nozzle rows of theother head 52b discharge the yellow modeling liquid and the black modeling liquid onto thepowder layer 31 in which the recesses are formed by theroller member 100a. The head configuration is not limited to this.

これらのシアン造形液、マゼンタ造形液、イエロー造形液、ブラック造形液の各々を収容した複数のタンク６０がタンク装着部５６に装着され、供給チューブなどを介してヘッド５２ａ、５２ｂに供給される。  A plurality oftanks 60 containing each of these cyan modeling liquid, magenta modeling liquid, yellow modeling liquid, and black modeling liquid are mounted on thetank mounting section 56 and supplied to theheads 52a and 52b via supply tubes and the like.

また、液体吐出ユニット５０は、ガイド部材５４、５５とともに矢印Ｚ方向に昇降可能に配置され、後述するＺ方向昇降機構５５１によってＺ方向に昇降される。  Further, theliquid discharge unit 50 is disposed so as to be movable up and down in the arrow Z direction together with theguide members 54 and 55, and is moved up and down in the Z direction by a Zdirection lifting mechanism 551 described later.

また図１に示すように、造形ユニット５は、メンテナンス機構６１を備える。メンテナンス機構６１は、Ｘ方向の一方側に備えられ、液体吐出ユニット５０のヘッド５２の維持回復を行う。  As shown in FIG. 1, themodeling unit 5 includes amaintenance mechanism 61. Themaintenance mechanism 61 is provided on one side in the X direction, and performs maintenance and recovery of thehead 52 of theliquid ejection unit 50.

メンテナンス機構６１は、主にキャップ６２とワイパ６３で構成される。キャップ６２は、ヘッド５２のノズル面（ノズルが形成された面）に密着し、ノズルから造形液１０を吸引する。ノズルに詰まった粉体２０の排出や高粘度化した造形液１０を排出するためである。  Themaintenance mechanism 61 is mainly composed of acap 62 and awiper 63. Thecap 62 is in close contact with the nozzle surface (surface on which the nozzle is formed) of thehead 52 and sucks the modeling liquid 10 from the nozzle. This is because thepowder 20 clogged in the nozzle is discharged and themodeling liquid 10 having a high viscosity is discharged.

ワイパ６３は、ノズルのメニスカス形成（ノズル内は負圧状態である）のため、ノズル面をワイピング（払拭）する。また、メンテナンス機構６１は、造形液１０の吐出が行われない場合に、ヘッド５２のノズル面をキャップ６２で覆い、粉体２０がノズルに混入することや造形液１０が乾燥することを防止する。  Thewiper 63 wipes the nozzle surface to form a meniscus for the nozzle (the inside of the nozzle is in a negative pressure state). In addition, themaintenance mechanism 61 covers the nozzle surface of thehead 52 with thecap 62 when themodeling liquid 10 is not discharged, and prevents thepowder 20 from being mixed into the nozzle and the modeling liquid 10 from drying. .

さらに、造形ユニット５は、スライダ部７２を有する。スライダ部７２は、ベース部材７上に配置されたガイド部材７１に移動可能に保持されており、造形ユニット５全体がＸ方向と直交するＹ方向（副走査方向）に往復移動可能である。  Further, themodeling unit 5 has aslider portion 72. Theslider portion 72 is movably held by aguide member 71 disposed on thebase member 7, and theentire modeling unit 5 can reciprocate in the Y direction (sub-scanning direction) orthogonal to the X direction.

この造形ユニット５は、後述するＹ方向走査機構５５２によって全体がＹ方向に往復移動される。  Themodeling unit 5 is reciprocated in the Y direction as a whole by a Y-direction scanning mechanism 552 described later.

ここで、造形部１の詳細について説明する。  Here, the detail of themodeling part 1 is demonstrated.

図２と図３に示すように、粉体槽１１は、箱型形状をなし、供給槽２１と造形槽２２と、余剰粉体受け槽２９の３つの上面が開放された槽とを備えている。供給槽２１内部には供給ステージ２３が、造形槽２２内部には造形ステージ２４がそれぞれ昇降可能に配置される。  As shown in FIGS. 2 and 3, thepowder tank 11 has a box shape, and includes asupply tank 21, amodeling tank 22, and a tank in which three upper surfaces of an excesspowder receiving tank 29 are opened. Yes. Asupply stage 23 is arranged inside thesupply tank 21 and amodeling stage 24 is arranged inside themodeling tank 22 so as to be movable up and down.

供給ステージ２３の側面は供給槽２１の内側面に接するように配置されている。造形ステージ２４の側面は造形槽２２の内側面に接するように配置されている。これらの供給ステージ２３及び造形ステージ２４の上面は水平に保たれている。  The side surface of thesupply stage 23 is disposed in contact with the inner side surface of thesupply tank 21. The side surface of themodeling stage 24 is disposed so as to contact the inner surface of themodeling tank 22. The upper surfaces of thesupply stage 23 and themodeling stage 24 are kept horizontal.

造形槽２２の隣りには余剰粉体受け槽２９が設けられている。  An excesspowder receiving tank 29 is provided next to themodeling tank 22.

余剰粉体受け槽２９には、粉体層３１を形成するときにローラ部材１００ａによって移送供給される粉体２０のうちの余剰の粉体２０が落下する。余剰粉体受け槽２９に落下した余剰の粉体２０は供給槽２１に粉体２０を供給する粉体供給装置に戻される。  Theexcess powder 20 out of thepowder 20 transferred and supplied by theroller member 100 a when thepowder layer 31 is formed falls in the excesspowder receiving tank 29. Thesurplus powder 20 that has fallen into the surpluspowder receiving tank 29 is returned to the powder supply device that supplies thepowder 20 to thesupply tank 21.

供給槽２１上には粉体供給装置５５４が配置される。粉体供給装置５５４は、造形の初期動作時や供給槽２１の粉体量が減少した場合に、粉体供給装置５５４を構成するタンク内の粉体を供給槽２１に供給する。粉体供給のための粉体搬送方法としては、スクリューを利用したスクリューコンベア方式や、エアーを利用した空気輸送方式などが挙げられる。  Apowder supply device 554 is disposed on thesupply tank 21. Thepowder supply device 554 supplies the powder in the tank constituting thepowder supply device 554 to thesupply tank 21 during the initial modeling operation or when the amount of powder in thesupply tank 21 decreases. Examples of the powder conveying method for supplying powder include a screw conveyor method using a screw and an air transportation method using air.

粉体供給装置５５４がＹ方向に移動するローラ部材１００と接触しないように、粉体供給装置５５４をＹ方向に移動可能な構成としても良いし、Ｚ方向に退避する構成としても良く、供給槽２１に粉体２０を供給できる構成であればこれらの構成に限らない。  Thepowder supply device 554 may be configured to be movable in the Y direction or may be configured to be retracted in the Z direction so that thepowder supply device 554 does not contact theroller member 100 moving in the Y direction. As long as thepowder 20 can be supplied to 21, the structure is not limited to these.

また、ローラ部材１００ａは、造形槽２２及び供給槽２１の内寸（即ち、粉体が供される部分又は仕込まれている部分の幅）よりも長い棒状部材であり、往復移動機構２５によってステージ面に沿ってＹ方向（副走査方向）に往復移動される。  Theroller member 100 a is a rod-like member that is longer than the inner dimensions of themodeling tank 22 and the supply tank 21 (that is, the width of the portion where the powder is supplied or charged), and the stage is moved by thereciprocating mechanism 25. It is reciprocated in the Y direction (sub-scanning direction) along the surface.

このローラ部材１００ａは、モータ２６によって図３の矢印A方向に回転しながら、供給槽２１の外側から供給槽２１及び造形槽２２の上方を通過するようにして水平移動する。これにより、粉体２０が造形槽２２上へと移送供給され、ローラ部材１００が造形槽２２上を通過しながら粉体層３１が形成される。  Theroller member 100a moves horizontally from the outside of thesupply tank 21 so as to pass above thesupply tank 21 and themodeling tank 22 while being rotated in the direction of arrow A in FIG. Thereby, thepowder 20 is transported and supplied onto themodeling tank 22, and thepowder layer 31 is formed while theroller member 100 passes over themodeling tank 22.

次に、上記立体造形装置の制御部について図５を参照して説明する。図５は同制御部のブロック図である。  Next, the control unit of the three-dimensional modeling apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram of the control unit.

図５に示すように、制御部５００は、主制御部５００Ａを備える。主制御部５００Ａは、ＣＰＵ５０１と、ＲＯＭ５０２と、ＲＡＭ５０３を備える。  As shown in FIG. 5, thecontrol unit 500 includes amain control unit 500A. Themain control unit 500A includes aCPU 501, aROM 502, and aRAM 503.

ＣＰＵ５０１は、この立体造形装置全体の制御を司る。ＲＯＭ５０２は、ＣＰＵ５０１に本実施形態に係わる制御を含む立体造形動作の制御を実行させるためのプログラムを含むプログラム、その他の固定データを格納する。ＲＡＭ５０３は、造形データ等を一時格納する。  TheCPU 501 controls the entire three-dimensional modeling apparatus. TheROM 502 stores a program including a program for causing theCPU 501 to execute the control of the three-dimensional modeling operation including the control according to the present embodiment, and other fixed data. TheRAM 503 temporarily stores modeling data and the like.

さらに、制御部５００は、不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）５０４と、ＡＳＩＣ５０５と、Ｉ／Ｆ５０６を備える。  Thecontrol unit 500 further includes a nonvolatile memory (NVRAM) 504, anASIC 505, and an I /F 506.

不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）５０４は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持する。  A non-volatile memory (NVRAM) 504 holds data even when the power of the apparatus is shut off.

ＡＳＩＣ５０５は、制御部５００は、画像データに対する各種信号処理等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理する。  In theASIC 505, thecontrol unit 500 processes image processing for performing various signal processing on image data and other input / output signals for controlling the entire apparatus.

Ｉ／Ｆ５０６は、外部の造形データ作成装置６００から造形データを受信するときに使用するデータ及び信号の送受を行う。なお、造形データ作成装置６００は、最終形態の造形物を各造形層にスライスした造形データを作成する装置であり、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置で構成されている。  The I /F 506 transmits and receives data and signals used when receiving modeling data from the external modelingdata creating apparatus 600. The modelingdata creation device 600 is a device that creates modeling data obtained by slicing a final shaped model into each modeling layer, and is configured by an information processing device such as a personal computer.

さらに、制御部５００は、Ｉ／Ｏ５０７と、ヘッド駆動制御部５０８を備える。  Further, thecontrol unit 500 includes an I /O 507 and a headdrive control unit 508.

Ｉ／Ｏ５０７は、各種センサの検知信号を取り込む。ヘッド駆動制御部５０８は、液体吐出ユニット５０の各ヘッド５２を駆動制御する。  The I /O 507 captures detection signals from various sensors. The headdrive control unit 508 controls the drive of eachhead 52 of theliquid ejection unit 50.

さらに、制御部５００は、モータ駆動部５１０と、モータ駆動部５１１と、モータ駆動部５１２を備える。  Furthermore, thecontrol unit 500 includes amotor driving unit 510, amotor driving unit 511, and a motor driving unit 512.

モータ駆動部５１０は、液体吐出ユニット５０のキャリッジ５１をＸ方向（主走査方向）に移動させるＸ方向走査機構５５０を構成するモータを駆動する。  Themotor driving unit 510 drives a motor constituting theX-direction scanning mechanism 550 that moves thecarriage 51 of theliquid discharge unit 50 in the X direction (main scanning direction).

モータ駆動部５１１は、液体吐出ユニット５０のキャリッジ５１をＺ方向に移動（昇降）させるＺ方向昇降機構５５１を構成するモータを駆動する。なお、矢印Ｚ方向への昇降は造形ユニット５全体を昇降させる構成とすることもできる。  Themotor driving unit 511 drives a motor that constitutes a Z-direction lifting mechanism 551 that moves (lifts) thecarriage 51 of theliquid discharge unit 50 in the Z direction. In addition, raising / lowering to the arrow Z direction can also be set as the structure which raises / lowers themodeling unit 5 whole.

モータ駆動部５１２は、造形ユニット５をＹ方向（副走査方向）に移動させるＹ方向走査機構５５２を構成するモータを駆動する。  The motor driving unit 512 drives a motor that constitutes a Y-direction scanning mechanism 552 that moves themodeling unit 5 in the Y direction (sub-scanning direction).

さらに、制御部５００は、モータ駆動部５１３と、モータ駆動部５１４と、モータ駆動部５１５と、モータ駆動部５１６を備える。  Further, thecontrol unit 500 includes amotor driving unit 513, a motor driving unit 514, amotor driving unit 515, and amotor driving unit 516.

モータ駆動部５１３は、供給ステージ２３を昇降させるモータ２７を駆動する。モータ駆動部５１４は、造形ステージ２４を昇降させるモータ２８を駆動する。モータ駆動部５１５は、ローラ部材１００を移動させる往復移動機構２５のモータ５５３を駆動する。モータ駆動部５１６は、ローラ部材１００ａを回転駆動するモータ２６を駆動する。  Themotor driving unit 513 drives amotor 27 that moves thesupply stage 23 up and down. The motor driving unit 514 drives amotor 28 that moves themodeling stage 24 up and down. Themotor driving unit 515 drives themotor 553 of thereciprocating mechanism 25 that moves theroller member 100. Themotor driving unit 516 drives themotor 26 that rotationally drives theroller member 100a.

さらに、制御部５００は、供給系駆動部５１７と、メンテナンス駆動部５１８を備える。  Further, thecontrol unit 500 includes a supplysystem driving unit 517 and amaintenance driving unit 518.

供給系駆動部５１７は、供給槽２１に粉体２０を供給する粉体供給装置５５４を駆動する。メンテナンス駆動部５１８は、液体吐出ユニット５０のメンテナンス機構６１を駆動する。  The supplysystem drive unit 517 drives apowder supply device 554 that supplies thepowder 20 to thesupply tank 21. Themaintenance drive unit 518 drives themaintenance mechanism 61 of theliquid discharge unit 50.

さらに、制御部５００は、後供給駆動部５１９と、モータ駆動部５２０を備える。  Further, thecontrol unit 500 includes apost-supply driving unit 519 and a motor driving unit 520.

後供給駆動部５１９は、粉体後供給部８０から粉体２０の供給を行わせる。モータ駆動部５２０は、制御部５００は、後述する粉体回収部９０の移送スクリュー９７、９７を回転駆動するモータ５５５を駆動する。  The postsupply drive unit 519 causes thepowder 20 to be supplied from the powderpost supply unit 80. In the motor drive unit 520, thecontrol unit 500 drives amotor 555 that rotationally drives transfer screws 97 and 97 of a powder recovery unit 90 described later.

さらに、制御部５００のＩ／Ｏ５０７には、温湿度センサ５６０が接続される。温湿度センサ５６０は、装置の環境条件としての温度及び湿度を検出する。  Further, a temperature /humidity sensor 560 is connected to the I /O 507 of thecontrol unit 500. The temperature /humidity sensor 560 detects temperature and humidity as environmental conditions of the apparatus.

さらに、制御部５００には、操作パネル５２２が接続される。操作パネル５２２は、必要な情報の入力及び表示を行う。  Furthermore, anoperation panel 522 is connected to thecontrol unit 500. Theoperation panel 522 inputs and displays necessary information.

なお、造形データ作成装置６００と立体造形装置（粉体積層造形装置）６０１によって造形装置が構成される。  The modeling apparatus is configured by the modelingdata creating apparatus 600 and the three-dimensional modeling apparatus (powder additive modeling apparatus) 601.

次に、造形データ作成装置６００が行う造形データ作成の一例について説明する。  Next, an example of modeling data creation performed by the modelingdata creation device 600 will be described.

まず、所望する立体データ（例えばSTLなどのCADデータ）を積層方向（即ちＺ方向）で分断して、複数のスライスデータとする。  First, desired three-dimensional data (for example, CAD data such as STL) is divided in the stacking direction (that is, the Z direction) to obtain a plurality of slice data.

そして、各スライスデータの各Ｘ座標と各Ｙ座標に対応した液滴吐出の有無や、液滴の大きさ、液滴の種類、などを決定し、これを造形データとする。  And the presence or absence of the droplet discharge corresponding to each X coordinate of each slice data and each Y coordinate, the size of a droplet, the kind of droplet, etc. are determined, and this is made into modeling data.

なお、上記の造形データの作成方法は一例であり、これに限るものでなく、造形データ作成装置を別体のPCで行うこともできるし、所望する立体データのスライスデータへの変換を必須とするものではない。  In addition, the creation method of the above modeling data is an example, and the present invention is not limited to this. The modeling data creation apparatus can be performed on a separate PC, and conversion of desired stereoscopic data into slice data is essential. Not what you want.

次に、造形の流れについて図６を参照して説明する。図６は造形の流れの説明に供する模式的説明図である。  Next, the flow of modeling will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic explanatory diagram for explaining the flow of modeling.

造形槽２２の造形ステージ２４上に、１層目の層状造形物３０が形成されている状態から説明する。  A description will be given from a state in which the firstlayered model 30 is formed on themodeling stage 24 of themodeling tank 22.

まず図６（ａ）に示すように、１層目の層状造形物３０上に次の層状造形物３０を形成するときには、供給槽２１の供給ステージ２３をＺ１方向に上昇させ、造形槽２２の造形ステージ２４をＺ２方向に下降させる。  First, as shown in FIG. 6A, when the nextlayered structure 30 is formed on the firstlayered structure 30, thesupply stage 23 of thesupply tank 21 is raised in the Z1 direction, Themodeling stage 24 is lowered in the Z2 direction.

このとき、粉体層３１表面とローラ部材１００ａの下部との間隔がΔｔ１となるように造形ステージ２４の下降距離を設定する。この間隔Δｔ１が次に形成する粉体層３１の厚さ（即ち、積層ピッチ）に相当する。積層ピッチΔｔ１は、数１０〜１００μｍ程度であることが好ましい。  At this time, the descending distance of themodeling stage 24 is set so that the distance between the surface of thepowder layer 31 and the lower portion of theroller member 100a is Δt1. This interval Δt1 corresponds to the thickness (that is, the stacking pitch) of thepowder layer 31 to be formed next. The stacking pitch Δt1 is preferably about several tens to 100 μm.

次いで、図６（ｂ）に示すように、供給槽２１の上面レベルよりも上方に位置する粉体２０を、ローラ部材１００ａを順方向（矢印方向）に回転しながらＹ２方向（造形槽２２側）に移動することで、粉体２０を造形槽２２へと移送供給する（粉体供給）。  Next, as shown in FIG. 6B, thepowder 20 positioned above the upper surface level of thesupply tank 21 is rotated in the Y2 direction (themodeling tank 22 side) while rotating theroller member 100a in the forward direction (arrow direction). ) To transfer and supply thepowder 20 to the modeling tank 22 (powder supply).

さらに、図６（ｃ）に示すように、ローラ部材１００ａを造形槽２２の造形ステージ２４のステージ面と平行に移動させて、造形槽２２に粉体２０を供給して粉体層３１を形成する。先述したようにローラ部材１００ａは凹凸１５０ａを有するため、このとき形成された粉体層３１の表面は凹凸１５０ａの形状に沿うようにして凹んでいる。このように、表面に凹みを有する粉体層３１を形成する工程を粉体層形成工程と呼ぶ。以降、図７を用いて、粉体層形成工程についての詳細を説明する。  Further, as shown in FIG. 6C, theroller member 100a is moved in parallel with the stage surface of themodeling stage 24 of themodeling tank 22, and thepowder 20 is supplied to themodeling tank 22 to form thepowder layer 31. To do. Since theroller member 100a has theunevenness 150a as described above, the surface of thepowder layer 31 formed at this time is recessed so as to follow the shape of theunevenness 150a. Thus, the process of forming thepowder layer 31 which has a dent on the surface is called a powder layer formation process. Hereinafter, the details of the powder layer forming step will be described with reference to FIG.

図７は、本実施形態の粉体層形成工程における、粉体層３１のＸ方向の模式断面図である。上述したように、本実施形態では、凹凸１５０ａは、ローラ部材１００ａが有する面のうち、粉体層３１を形成する面を示す形成面に設けられている。ローラ部材１００ａは、Ｙ方向にある図示しない供給槽２１から、造形槽２２上の粉体層３１の上面を通過するようにして移動しながら回転する。  FIG. 7 is a schematic cross-sectional view in the X direction of thepowder layer 31 in the powder layer forming step of the present embodiment. As described above, in the present embodiment, theunevenness 150a is provided on the forming surface indicating the surface on which thepowder layer 31 is formed, among the surfaces of theroller member 100a. Theroller member 100a rotates while moving from a supply tank 21 (not shown) in the Y direction so as to pass through the upper surface of thepowder layer 31 on themodeling tank 22.

このときローラ部材１００ａは、供給槽２１から粉体２０を押しながら敷くようにして、粉体２０を造形槽２２上に供給して粉体層３１としつつ、凹凸１５０ａが粉体層３１の表面に凹み１０６ａを形成する。凹み１０６ａは、隆起部１０２ａの形状に対応するようにして形成される。  At this time, theroller member 100 a lays thepowder 20 from thesupply tank 21 while pressing it, and supplies thepowder 20 onto themodeling tank 22 to form thepowder layer 31, while theunevenness 150 a is the surface of thepowder layer 31. Arecess 106a is formed in Therecess 106a is formed so as to correspond to the shape of the raisedportion 102a.

隆起部１０２ａの高さは、積層ピッチΔｔ１よりも小さいことが好ましい。これは、隆起部１０２ａによって、下層にある結合済みの層状造形物３０に干渉することを防ぐためである。具体的には、積層ピッチΔｔ１が１００μｍであるとき、隆起部１０２aが接触しない粉体層の厚さは５０％程度（即ち５０μｍ以下）であることが望ましい。  The height of the raisedportion 102a is preferably smaller than the stacking pitch Δt1. This is for preventing the raisedportion 102a from interfering with the combinedlayered object 30 in the lower layer. Specifically, when the stacking pitch Δt1 is 100 μm, it is desirable that the thickness of the powder layer that does not contact the raisedportion 102a is about 50% (that is, 50 μm or less).

隆起部１０２ａの間隔（隣り合う隆起部１０２ａの頂点と頂点との間のX方向の間隔）は、凹み１０６ａの傾斜が崩壊しない程度に広げることが好ましい。具体的には、粉体２０の安息角が３０度で、隆起部１０２ａの高さが５０μｍのときは、隆起部１０２aの間隔は８７μｍ以上であることが望ましい。間隔を１００μｍとすると傾斜は約２７度となり、粉体２０の安息角を下回るので造形が安定する。またこの場合、ローラ部材１００ａには軸方向の長さ１ｍｍあたりに１２個の隆起部１０２ａを備える。  The interval between the raisedportions 102a (the interval in the X direction between the apexes of the adjacent raisedportions 102a) is preferably widened to such an extent that the inclination of therecess 106a does not collapse. Specifically, when the angle of repose of thepowder 20 is 30 degrees and the height of the raisedportions 102a is 50 μm, the interval between the raisedportions 102a is desirably 87 μm or more. When the interval is 100 μm, the inclination is about 27 degrees, which is less than the angle of repose of thepowder 20, so that the modeling is stable. In this case, theroller member 100a includes twelve raisedportions 102a per 1 mm in the axial length.

具体例として、隆起部１０２ａの高さを５０μｍ、隆起部１０２ａの間隔を１００μｍとすると、凹みの傾斜は約２７度となり、凹みの無い平坦な場合と比較して約１２％の面積が増加する。  As a specific example, when the height of the raisedportions 102a is 50 μm and the interval between the raisedportions 102a is 100 μm, the inclination of the recesses is about 27 degrees, and the area increases by about 12% compared to a flat case without the recesses. .

図６に戻り、以降の造形工程について説明する。先述した粉体層形成工程により、造形ステージ２４の層状造形物３０上で所定の積層ピッチΔｔ１になる粉体層３１が形成される。このとき、図６（ｃ）に示すように、粉体層３１の形成に使用されなかった余剰の粉体２０は余剰粉体受け槽２９に落下する。  Returning to FIG. 6, the subsequent modeling process will be described. By the powder layer forming process described above, thepowder layer 31 having a predetermined stacking pitch Δt1 is formed on the layeredstructure 30 of themodeling stage 24. At this time, as shown in FIG. 6C, thesurplus powder 20 that has not been used for forming thepowder layer 31 falls into the surpluspowder receiving tank 29.

また、この凹みによって積層ピッチΔｔ１の大きさがやや変化することになるが、数１０〜１００μｍ程度という範囲を逸脱しない程度の変化であれば問題ない。以上が、粉体層形成工程の詳細説明である。  Moreover, although the magnitude | size of lamination | stacking pitch (DELTA) t1 will change a little by this dent, if it is a change of the grade which does not deviate from the range of about several 10-100 micrometers, there is no problem. The above is the detailed description of the powder layer forming step.

粉体層３１を形成後、ローラ部材１００ａは、図６（ｄ）に示すように、Ｙ１方向に移動されて初期位置（原点位置）に戻される（復帰される）。このとき、ローラ部材１００ａは、図６ｃで説明した平行移動時と同じ高さで戻されてもよいし、ローラ部材１００ａの両端にモータを用いた昇降機構や、段差を有するレールを設けて、図６（ｃ）で説明した平行移動時よりも高い高さで戻されてもよい。  After forming thepowder layer 31, theroller member 100a is moved in the Y1 direction and returned (returned) to the initial position (origin position) as shown in FIG. 6 (d). At this time, theroller member 100a may be returned at the same height as the parallel movement described in FIG. 6c, or an elevator mechanism using a motor or a rail having a step is provided at both ends of theroller member 100a. It may be returned at a height higher than that at the time of the parallel movement described in FIG.

その後、図６（ｅ）に示すように、液体吐出ユニット５０のヘッド５２から造形液１０の液滴を吐出して、粉体層３１に層状造形物３０を積層形成する。  Thereafter, as shown in FIG. 6E, droplets of themodeling liquid 10 are ejected from thehead 52 of theliquid ejection unit 50, so that thelayered model 30 is laminated on thepowder layer 31.

なお、層状造形物３０は、例えば、ヘッド５２から吐出された造形液１０が粉体２０と混合されることで、粉体２０に含まれる接着剤が溶解し、溶解した接着剤同士が結合して粉体２０が結合されることで形成される。  Note that thelayered object 30 is formed by, for example, mixing themodeling liquid 10 discharged from thehead 52 with thepowder 20 so that the adhesive contained in thepowder 20 is dissolved and the dissolved adhesives are bonded to each other. Thus, thepowder 20 is formed by bonding.

このように、ローラ部材１００ａにより形成された粉体層３１に造形液１０を吐出して、粉体層３１中の粉体２０が所要形状に結合された層状造形物３０を形成する工程を、層状造形物形成工程と呼ぶ。なお所要形状とは、最終的に立体造形物の一部を形成する形状のことである。  In this way, the step of discharging themodeling liquid 10 to thepowder layer 31 formed by theroller member 100a to form the layeredmodel 30 in which thepowder 20 in thepowder layer 31 is combined in a required shape, This is referred to as a layered object formation process. The required shape is a shape that finally forms a part of the three-dimensional structure.

次いで、上述した粉体層形成工程と、層状造形物形成工程を繰り返す。このとき、新たな層状造形物３０とその下層の層状造形物３０とは一体化して立体造形物の一部を構成し、上記工程を必要な回数繰り返すことによって、立体造形物（三次元形状造形物とも言う）を形成する。  Next, the above-described powder layer forming step and the layered object forming step are repeated. At this time, the newlayered object 30 and the lowerlayered object 30 are integrated to form a part of the three-dimensional object, and the above process is repeated as many times as necessary to obtain a three-dimensional object (three-dimensional object). (Also called things).

そして、凹み１０６ａが形成された粉体層３１に造形液１０を吐出することで層状造形物３０とする。造形ユニット５（吐出ユニット５０）は、造形データに基づいて、粉体層３１に造形液１０を吐出する。より具体的には、造形ユニット５は、造形データに含まれる複数の画素のうち造形液１０の吐出が指定された画素群に対応する粉体層３１上の領域に対して、造形液１０を吐出する。以上が造形の流れであり、これを繰り返すことによって立体造形物を造形する。  And it is set as the layeredmodeling thing 30 by discharging themodeling liquid 10 to thepowder layer 31 in which thedent 106a was formed. The modeling unit 5 (discharge unit 50) discharges themodeling liquid 10 to thepowder layer 31 based on the modeling data. More specifically, themodeling unit 5 applies themodeling liquid 10 to the region on thepowder layer 31 corresponding to the pixel group to which themodeling liquid 10 is designated among the plurality of pixels included in the modeling data. Discharge. The above is the flow of modeling, and a three-dimensional model is modeled by repeating this.

次に、図８で本実施形態により造形された立体造形物の詳細について説明する。図８は、本実施形態により形成された立体造形物の模式断面図である。図８は、粉体２０と、粉体層３１と、層状造形物３０と、立体造形物の模式図である。図８（ａ）は、粉体層３１になる前の粉体２０の様子を表す。図８（ｂ）は、粉体２０が、粉体層形成工程によって粉体層３１となった様子を表す。このときの粉体層３１は凹み１０６ａを有する。  Next, the details of the three-dimensional modeled object modeled according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a three-dimensional structure formed according to this embodiment. FIG. 8 is a schematic diagram of thepowder 20, thepowder layer 31, the layeredmodel 30, and the three-dimensional model. FIG. 8A shows the state of thepowder 20 before it becomes thepowder layer 31. FIG. 8B shows a state in which thepowder 20 has become apowder layer 31 by the powder layer forming step. At this time, thepowder layer 31 has arecess 106a.

図８（ｃ）は、粉体層３１の一部が、層状造形物形成工程によって層状造形物３０となった様子を表す。なお、造形液１０が吐出されなかった範囲においては、粉体層３１は結合されない。  FIG. 8C shows a state in which a part of thepowder layer 31 has become alayered structure 30 by the layered structure forming process. In addition, thepowder layer 31 is not couple | bonded in the range where themodeling liquid 10 was not discharged.

図８（ｄ）は、粉体層形成工程と層状造形物形成工程を繰り返すことによって層状造形物３０が積層されている様子を表す。積層された層状造形物３０が、立体造形物となる。  FIG. 8D shows a state in which the layeredstructure 30 is laminated by repeating the powder layer forming process and the layered structure forming process. The laminatedlayered object 30 becomes a three-dimensional object.

このとき、粉体層３１の表面は各層状造形物３０が結着する境界（図８中に示す）になるが、境界が平坦な場合と比較して、境界が凹みを有する場合のほうが境界の面積が大きくなり、立体造形物の強度を大きくすることができる。  At this time, the surface of thepowder layer 31 becomes a boundary (shown in FIG. 8) to which the respectivelayered objects 30 are bound, but the boundary is a case where the boundary has a dent compared to a case where the boundary is flat. As a result, the area of the three-dimensional structure can be increased.

ここで、造形液１０の吐出パラメータ（例えば、各座標における吐出量や吐出滴数）を複雑にして層状造形物３０に凹みを形成する場合は、造形液１０の吐出密度にむらができてしまい、かえって造形物の強度が低下するおそれがある。  Here, when the dent is formed in the layeredobject 30 by complicating the discharge parameters (for example, the discharge amount and the number of discharge droplets at each coordinate) of themodeling liquid 10, the discharge density of themodeling liquid 10 may be uneven. On the contrary, the strength of the shaped object may be reduced.

例えば上述の特許文献１に開示された技術では、凹みを有する層状造形物の形成にあたって、凹みを形成する領域に対してのみ造形液を吐き出す制御（即ち、造形液を選択的に吐出する制御）を行う必要がある。もしくは、凹みを形成する領域に対しては、凹みが形成されない領域よりも多くの造形液を吐出する必要がある。  For example, in the technique disclosed inPatent Document 1 described above, in forming a layered structure having a dent, control for discharging the modeling liquid only to a region where the dent is formed (that is, control for selectively discharging the modeling liquid). Need to do. Or it is necessary to discharge more modeling liquid with respect to the area | region which forms a dent than the area | region where a dent is not formed.

そのため、該領域の全体にわたって造形液を連続的に（もしくは均一に）吐き出す構成に比べて、造形液の吐出密度にむらができてしまい、かえって立体造形物の強度が低下するおそれがある。さらに、上述したような造形液を選択的に吐き出す制御では、造形液の吐出位置や吐出タイミングの制御が複雑になる上、特殊な造形データ（つまり、造形液を選択的に吐き出すことを指定可能な造形データ）が必要になり、吐出制御が複雑化するという問題もある。  Therefore, compared with the structure which discharges modeling liquid continuously (or uniformly) over the whole area | region, the discharge density of modeling liquid will be uneven, and there exists a possibility that the intensity | strength of a three-dimensional molded item may fall on the contrary. Furthermore, in the control for selectively discharging the modeling liquid as described above, the control of the discharge position and timing of the modeling liquid becomes complicated, and special modeling data (that is, it can be specified to selectively discharge the modeling liquid) There is a problem that discharge control is complicated.

それに対して本実施形態では、層状造形物３０になる前の粉体層３１そのものが凹みを有している。そのため、粉体層３１のうち層状造形物３０が形成される領域に対して造形液１０を選択的に吐出する制御（該領域に凹凸を形成するための制御）を行う必要が無く、該領域の全体にわたって造形液１０を連続的に吐出する制御を行うことができる。これにより、造形液１０の吐出密度にむらができることを抑制できるので、造形物の強度をより大きくすることができる。  On the other hand, in this embodiment, thepowder layer 31 itself before becoming thelayered structure 30 has a dent. Therefore, there is no need to perform control for selectively discharging themodeling liquid 10 to the region in which the layeredstructure 30 is formed in the powder layer 31 (control for forming irregularities in the region). It is possible to perform control to continuously discharge themodeling liquid 10 over the entire area. Thereby, since it can suppress that the discharge density of themodeling liquid 10 can be uneven, the intensity | strength of a molded article can be enlarged more.

また、本実施形態では、粉体層３１のうち層状造形物３０が形成される領域に対して造形液１０を選択的に吐出することを指定可能な特殊な造形データは不要になる。さらに、粉体層３１のうち層状造形物３０が形成される領域の全体にわたって造形液１０を連続的に吐出する制御を行う場合の方が、該領域に対して造形液１０を選択的に吐出する制御を行う場合に比べて、造形液１０の吐出位置や吐出タイミングの制御が簡易になる。したがって、吐出制御を簡素化できる。  Moreover, in this embodiment, the special modeling data which can designate selectively discharging themodeling liquid 10 with respect to the area | region in which the layeredmodeling object 30 is formed among the powder layers 31 becomes unnecessary. Furthermore, in the case where control is performed to continuously discharge themodeling liquid 10 over the entire area of thepowder layer 31 where the layeredobject 30 is formed, themodeling liquid 10 is selectively discharged to the area. Control of the discharge position and discharge timing of themodeling liquid 10 is simplified compared to the case where control is performed. Therefore, discharge control can be simplified.

なお本実施形態では、凹み１０６ａは隆起部１０２ａの形状に対応して形成されるとしたが、最終的な粉体層３１の表面形状を少なくとも平坦ではない形状にできればよく、凹み１０６ａが形成される要因を隆起部１０２ａに限定するものではない（以降の変形例や実施形態においても同様である）。  In the present embodiment, thedent 106a is formed corresponding to the shape of the raisedportion 102a. However, the surface shape of thefinal powder layer 31 may be at least uneven, and thedent 106a is formed. However, the factor is not limited to the raisedportion 102a (the same applies to the following modified examples and embodiments).

（第１の実施形態の変形例１）
図９を用いて、第１実施形態の変形例１を説明する。図９は、本変形例で粉体層形成部として設けたローラ部材１００ｂの詳細図である。なお、以降の実施形態の説明においてローラ部材１００ａとローラ部材１００ｂを区別しない場合は、ローラ部材１００と称する。(Modification 1 of the first embodiment)
A first modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a detailed view of theroller member 100b provided as a powder layer forming portion in this modification. In the following description of the embodiment, when theroller member 100a and theroller member 100b are not distinguished, they are referred to as theroller member 100.

図９に示すように、ローラ部材１００ｂは、ローラ部材１００ｂの粉体層３１を形成する形成面１０４ｂと、形成面１０４ｂから突出して設けられた複数の突出部１０２ｂとの組み合わせからなる凹凸１５０ｂを有する。本変形例における形成面１０４ｂは、隆起部１０２ａのような起伏形状を持たない面である。突出部１０２ｂは、該形成面１０４ｂから突出するように設けられている。より具体的には、突出部１０２ｂは、円筒状の部材の表面（形成面１０４ｂに相当）から突出したピン形状の部分を意味する。ここでは、ローラ部材１００ｂの１つの円周上に３つの突出部１０２ｂを設けたが、突出部１０２ｂの数をこれに限るものではない。  As shown in FIG. 9, theroller member 100 b has anuneven surface 150 b formed by a combination of a formingsurface 104 b that forms thepowder layer 31 of theroller member 100 b and a plurality of protrudingportions 102 b that protrude from the formingsurface 104 b. Have. Theformation surface 104b in the present modification is a surface that does not have an undulating shape like the raisedportion 102a. The protrudingportion 102b is provided so as to protrude from the formingsurface 104b. More specifically, the protrudingportion 102b means a pin-shaped portion protruding from the surface of the cylindrical member (corresponding to the formingsurface 104b). Here, the threeprotrusions 102b are provided on one circumference of theroller member 100b, but the number of theprotrusions 102b is not limited thereto.

凹凸１５０ｂは粉体層３１の表面に凹み１０６ｂを形成する。凹み１０６ｂは、突出部１０２ｂの形状に対応するようにして形成される。  Theunevenness 150 b forms arecess 106 b on the surface of thepowder layer 31. Therecess 106b is formed so as to correspond to the shape of theprotrusion 102b.

次に、図１０を用いてＸ方向から見た凹み１０６ｂの形状について説明する。図１０は、凹凸１５０ｂによって粉体層３１に形成された凹み１０６ｂの模式図である。  Next, the shape of therecess 106b viewed from the X direction will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic view of arecess 106b formed in thepowder layer 31 by theunevenness 150b.

ローラ部材１００ｂは、図中の矢印Ａ方向に回転しながら、Ｙ方向に移動するため、凹み１０６ｂのＺ方向高さが変化する。（この例では、凹み１０６ｂがＺ方向に波打つように形成される。）このように、ローラ部材１００ｂに突出部１０２ｂを設けた場合はＹ方向に沿ったＺ方向高さも変化するため、ローラ部材１００ａを用いたとき（凹み形成部として隆起部１０２ａを設けたとき）よりも、さらに結着面積が増加する。凹み１０６ｂのＸ方向の幅は微小なため、流動性の低い粉体２０（即ち、粉体層３１になったときの形状が変化しにくい粉体）に対してはこの変形例１が特に有効である。  Since theroller member 100b moves in the Y direction while rotating in the arrow A direction in the figure, the height of therecess 106b in the Z direction changes. (In this example, therecess 106b is formed so as to wave in the Z direction.) As described above, when theprotrusion 102b is provided on theroller member 100b, the height in the Z direction along the Y direction also changes. The binding area is further increased than when 100a is used (when the raisedportion 102a is provided as the recess forming portion). Since the width of therecess 106b in the X direction is very small, the first modification is particularly effective for thepowder 20 having low fluidity (that is, the powder whose shape does not easily change when thepowder layer 31 is formed). It is.

また、同一円周上における突出部１０２ｂの数や間隔等や、ローラ部材１００ｂの移動速度等は、適宜変更可能である。下記に、変更例とその効果について述べる。  Further, the number and interval of theprotrusions 102b on the same circumference, the moving speed of theroller member 100b, and the like can be changed as appropriate. The following describes examples of changes and their effects.

図１１は、図中の断面における突出部１０２ｂの数を１つとした場合の、粉体層３１に形成された凹み１０６ｂをＸ方向から見た断面図である。この場合、突出部１０２ｂが粉体層３１に接触するときと接触しないときがあるため、図１２に示す平面図のように、Ｙ方向に非連続な凹み１０６ｂを形成することができる。  FIG. 11 is a cross-sectional view of therecess 106b formed in thepowder layer 31 when viewed from the X direction when the number of theprotrusions 102b in the cross section in the drawing is one. In this case, since the protrudingportion 102b may or may not come into contact with thepowder layer 31, arecess 106b that is discontinuous in the Y direction can be formed as shown in the plan view of FIG.

このように、凹凸の形状は１つに限られるものではなく、突出部１０２ｂの数や間隔および、ローラ部材１００ｂの回転速度や移動速度等を変更することで、凹み１０６ｂのＺ方向高さと連続性（即ち、粉体層３１の表面積）を変化させ、立体造形物の強度を調節することも可能である。もちろんこれは、図７で説明したローラ部材１００ａを用いた場合においても同様である。  As described above, the shape of the concave and convex portions is not limited to one, and the height and continuity of therecess 106b can be continuously increased by changing the number and interval of theprotrusions 102b and the rotation speed and movement speed of theroller member 100b. It is also possible to adjust the strength of the three-dimensional structure by changing the property (that is, the surface area of the powder layer 31). Of course, the same applies to the case where theroller member 100a described with reference to FIG. 7 is used.

また、図１３は、凹み１０６ｂと造形液１０の吐出間隔を示す図である。本実施形態では、図１３に示すように、造形液１０の吐出間隔は、凹み１０６ｂの間隔とできるだけ同程度にすることが望ましい。これは、突出部１０２ｂの間隔と造形液１０の吐出間隔が等しい場合に造形液１０の浸透範囲にムラが生じにくくなり、各粉体層間がより等方的に結着して強度が大きくなるからである。またこれは、他の実施形態についても適用可能である。  FIG. 13 is a diagram showing the discharge interval between therecess 106 b and themodeling liquid 10. In this embodiment, as shown in FIG. 13, it is desirable that the discharge interval of themodeling liquid 10 be as close as possible to the interval of therecesses 106b. This is because when the interval between theprotrusions 102b and the discharge interval of themodeling liquid 10 are equal, unevenness in the infiltration range of themodeling liquid 10 is less likely to occur, and each powder layer is more isotropically bonded and the strength is increased. Because. This is also applicable to other embodiments.

造形液１０の吐出間隔は、Ｘ方向走査するヘッド５２の走査速度と、ヘッド５２が造形液１０を吐出するタイミング等を調整することで決めることできる。  The discharge interval of themodeling liquid 10 can be determined by adjusting the scanning speed of thehead 52 that scans in the X direction, the timing at which thehead 52 discharges themodeling liquid 10, and the like.

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図１４を用いて説明する。図１４は、第２の実施形態の造形部１をＸ方向から見た断面図を示す。図１４では、ローラ部材１００ａの進行方向（即ち、供給槽２１から造形槽２２に向かう方向）において、ローラ部材１００ａの前方に平坦化ローラ１２がある。平坦化ローラ１２は平坦化部の一例であり、図中のＡ方向に回転しながら、供給槽２１から造形槽２２に向かう方向に移動する。そして、供給槽２１にある粉体２０を押し出すようにして、粉体２０を造形槽２２へと移動させ、表面が平坦な粉体層３１を形成する。(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view of themodeling unit 1 according to the second embodiment when viewed from the X direction. In FIG. 14, the flatteningroller 12 is in front of theroller member 100a in the traveling direction of theroller member 100a (that is, the direction from thesupply tank 21 toward the modeling tank 22). The flatteningroller 12 is an example of a flattening unit, and moves in a direction from thesupply tank 21 toward themodeling tank 22 while rotating in the direction A in the drawing. And thepowder 20 in thesupply tank 21 is extruded, thepowder 20 is moved to themodeling tank 22, and thepowder layer 31 with a flat surface is formed.

平坦化ローラ１２の上方には粉体除去板１３が設けられている。粉体除去板１３は、平坦化ローラ１２に付着した粉体２０を除去することで、粉体２０が平坦な粉体層３１の表面に再付着することを防ぐ。粉体除去板１３は、平坦化ローラ１２に触れるように配置しても良いし、微小な隙間を設けるように配置してもよい（ローラ部材１００ａに対応する粉体除去板１３においても同様である）。  Apowder removing plate 13 is provided above the flatteningroller 12. Thepowder removing plate 13 prevents thepowder 20 from reattaching to the surface of theflat powder layer 31 by removing thepowder 20 attached to the flatteningroller 12. Thepowder removing plate 13 may be disposed so as to touch the flatteningroller 12, or may be disposed so as to provide a minute gap (the same applies to thepowder removing plate 13 corresponding to theroller member 100a). is there).

次に、本実施形態における粉体層形成工程について説明する。図１４に示す平坦化ローラ１２は、供給槽２１から造形槽２２上の粉体層３１の上面を通過するようにして移動しながら回転する。このとき、粉体２０を造形槽２２上に供給しつつ、表面が平坦な粉体層３１を形成する。図１５は、このときの平坦な粉体層３１をＹ方向からみた断面図である。  Next, the powder layer forming process in this embodiment will be described. The flatteningroller 12 shown in FIG. 14 rotates while moving so as to pass from thesupply tank 21 to the upper surface of thepowder layer 31 on themodeling tank 22. At this time, thepowder layer 31 having a flat surface is formed while supplying thepowder 20 onto themodeling tank 22. FIG. 15 is a cross-sectional view of theflat powder layer 31 viewed from the Y direction.

その後、ローラ部材１００が粉体層３１の上面を通過するように移動する。このとき、ローラ部材１００に設けられた凹凸１５０が粉体層３１に接し、凹み１０６を形成する。図１６は、凹み１０６が形成された粉体層３１をＹ方向からみた断面図である。なお、ローラ部材１００は図４に示す形状でもよいし、図９に示す形状でもよい。  Thereafter, theroller member 100 moves so as to pass the upper surface of thepowder layer 31. At this time, theunevenness 150 provided on theroller member 100 is in contact with thepowder layer 31 to form therecess 106. FIG. 16 is a cross-sectional view of thepowder layer 31 with therecesses 106 as viewed from the Y direction. Theroller member 100 may have the shape shown in FIG. 4 or the shape shown in FIG.

即ち本実施形態の粉体層形成工程では、粉体層３１に凹み１０６ａを形成する前に、粉体層３１の表面を一度平坦にする。そのため、粉体層３１の表面が平坦にされたときに、粉体層３１中の粉体２０の配置が均一化される（即ち、粉体２０が粗密なく敷かれる）ため、粉体２０の疎密からくる立体造形物の強度のばらつきを低減することができる。  That is, in the powder layer forming process of the present embodiment, the surface of thepowder layer 31 is once flattened before therecess 106a is formed in thepowder layer 31. For this reason, when the surface of thepowder layer 31 is flattened, the arrangement of thepowder 20 in thepowder layer 31 is made uniform (that is, thepowder 20 is laid loosely). It is possible to reduce the variation in strength of the three-dimensional structure that comes from the density.

また本実施形態では、ローラ部材１００の回転方向は図１４中のＡ方向でもＢ方向でも良い。第１の実施形態のように平坦化ローラ１２を設けない場合においては、ローラ部材１００が、供給槽２１上の粉体２０を造形槽２２に移動させる必要がある。このときローラ部材１００がＢ方向に回転すると、供給槽２１上の粉体２０を押すときに、粉体２０がローラ部材１００の後方に巻き込まれてしまい、形成された粉体層３１には先述したような粉体２０の粗密が生じるおそれがある。  In the present embodiment, the rotation direction of theroller member 100 may be the A direction or the B direction in FIG. When the flatteningroller 12 is not provided as in the first embodiment, theroller member 100 needs to move thepowder 20 on thesupply tank 21 to themodeling tank 22. At this time, when theroller member 100 rotates in the B direction, when thepowder 20 on thesupply tank 21 is pressed, thepowder 20 is caught behind theroller member 100, and the formedpowder layer 31 has the previously described structure. There is a possibility that the density of thepowder 20 as described above may occur.

一方、本実施形態では、まず平坦化ローラ１２がＡ方向に回転しつつ、供給槽２１上の粉体２０を造形槽２２へと移動させ、粗密のない粉体層３１を形成する。その後にローラ部材１００が凹みを形成するため、ローラ部材１００がＢ方向に回転しても、粉体層３１中の粉体２０の粗密は生じない。  On the other hand, in the present embodiment, first, the flatteningroller 12 rotates in the A direction, and thepowder 20 on thesupply tank 21 is moved to themodeling tank 22 to form apowder layer 31 having no roughness. After that, since theroller member 100 forms a dent, even if theroller member 100 rotates in the B direction, the density of thepowder 20 in thepowder layer 31 does not occur.

なお、本実施形態において、ローラ部材１００ａに代えてローラ部材１００ｂを採用しても良い。  In the present embodiment, theroller member 100b may be employed instead of theroller member 100a.

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図１７を用いて説明する。図１７は、本実施形態の立体造形装置をＺ方向から見たときの平面図である。本実施形態では、Ｙ方向に移動するローラ部材１００に加えて、Ｘ方向に移動するローラ部材２００が備えられている。即ち、本実施形態の立体造形装置はローラ部材（粉体層形成部）を複数備え、複数のローラ部材（粉体層形成部）は、互いに交差する方向に移動する。以下、具体的な内容を説明する。(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a plan view of the three-dimensional modeling apparatus according to this embodiment when viewed from the Z direction. In the present embodiment, in addition to theroller member 100 that moves in the Y direction, aroller member 200 that moves in the X direction is provided. That is, the three-dimensional modeling apparatus of the present embodiment includes a plurality of roller members (powder layer forming units), and the plurality of roller members (powder layer forming units) move in directions intersecting each other. Specific contents will be described below.

ローラ部材２００は、ローラ部材２００の移動方向が、ローラ部材１００の移動方向と交差するように配置されており、ローラ部材１００と同様に粉体層３１に接して凹みを形成する部材である。複数のローラ部材２００（粉体層形成部）は、互いに交差する方向に移動する。なお、ローラ部材１００の形状は、図４に示す形状でもよいし、図９に示す形状でもよい。  Theroller member 200 is a member that is arranged so that the moving direction of theroller member 200 intersects the moving direction of theroller member 100, and forms a dent in contact with thepowder layer 31, similarly to theroller member 100. The plurality of roller members 200 (powder layer forming portions) move in directions intersecting each other. In addition, the shape shown in FIG. 4 may be sufficient as the shape of theroller member 100, and the shape shown in FIG. 9 may be sufficient as it.

また図１７に示すように、ローラ部材２００に対応するように余剰粉体受け槽２９を追加で設けることが望ましい。もちろん、ローラ部材２００に対応するように粉体除去板１３を設けるのも望ましい。  Further, as shown in FIG. 17, it is desirable to additionally provide an excesspowder receiving tank 29 so as to correspond to theroller member 200. Of course, it is also desirable to provide thepowder removing plate 13 so as to correspond to theroller member 200.

図１８および図１９には、本実施形態における粉体層３１の例を示す。図１８は、Ｙ方向に移動するローラ部材１００ｂと、Ｘ方向に移動するローラ部材２００により形成された粉体層３１を、Ｚ方向から見たときの平面図である。図１８と図１９では、ローラ部材の形状は図７に示す形状としている。  18 and 19 show examples of thepowder layer 31 in the present embodiment. FIG. 18 is a plan view of thepowder layer 31 formed by theroller member 100b moving in the Y direction and theroller member 200 moving in the X direction when viewed from the Z direction. In FIG. 18 and FIG. 19, the shape of the roller member is the shape shown in FIG.

図１８に示すように、Ｙ方向に移動するローラ部材１００ｂにより形成された凹み１０６ｂと、Ｘ方向に移動するローラ部材２００により形成された凹み２０６ｂが交差するように形成されている。各ローラ部材の移動速度や、突出部１０２ｂの数によっては、図１９に示すように、非連続な凹みが２方向から形成される。  As shown in FIG. 18, therecess 106b formed by theroller member 100b moving in the Y direction and therecess 206b formed by theroller member 200 moving in the X direction are formed to intersect. Depending on the moving speed of each roller member and the number ofprotrusions 102b, discontinuous recesses are formed from two directions as shown in FIG.

これらのように、本実施形態ではＸ方向に沿う凹みも形成することができるため、粉体層３１の表面積をより大きくすることができ、立体造形物の強度をより大きくすることができる。  Thus, in this embodiment, since the dent along the X direction can also be formed, the surface area of thepowder layer 31 can be increased, and the strength of the three-dimensional structure can be increased.

また、上述した全ての実施形態におけるローラ部材は、図２０及び図２１で示すブレード部材３００ａ、ブレード部材３００ｂに置き換え可能である（以後、区別しないときはブレード部材３００と呼ぶ）。ブレード部材３００ａは、ベースとなる基板と、基板に設けられたブレード部分（ここでは、隆起部３０２ａもしくは突出部３０２ｂ）からなる。  The roller members in all the embodiments described above can be replaced with theblade member 300a and theblade member 300b shown in FIGS. 20 and 21 (hereinafter referred to as the blade member 300 when not distinguished). Theblade member 300a includes a base plate and a blade portion (in this case, a raisedportion 302a or a protrudingportion 302b) provided on the substrate.

例えば図２０の例のように、図７で説明した隆起部１０２ａをブレード部分として用いることもできる。図２０に示すブレード部材３００ａは、凹凸３５０ａを有する。凹凸３５０は、ブレード部材３００ａ（基板）のうち、粉体層３１を形成する面を示す形成面に設けられ、複数の隆起部３０２ａと、複数の隆起部３０２ａの谷となる谷部３０４ａとからなる。凹凸３５０ａの構成は、上述の図７で説明したローラ部材１００が有する凹凸１５０ａの構成と同様である。ブレード部材３００ａは、Ｙ方向（もしくはＸ方向）に移動し、ブレード部分（ここでは、隆起部３０２ａ）が粉体層３１の表面に接して、粉体層３１を削るようにすることで凹みを形成できる。ブレード部材３００はローラ部材１００のように回転をしないので、凹みの形状はブレード部分の形状に沿って連続的に形成される。  For example, as in the example of FIG. 20, the raisedportion 102a described in FIG. 7 can be used as a blade portion. Ablade member 300a shown in FIG. 20 hasirregularities 350a. Concavities and convexities 350 are provided on the forming surface showing the surface on which thepowder layer 31 is formed in theblade member 300a (substrate). Become. The configuration of theunevenness 350a is the same as the configuration of theunevenness 150a included in theroller member 100 described with reference to FIG. Theblade member 300a moves in the Y direction (or the X direction), and the blade portion (in this case, the raisedportion 302a) is in contact with the surface of thepowder layer 31 so that thepowder layer 31 is scraped. Can be formed. Since the blade member 300 does not rotate like theroller member 100, the shape of the dent is continuously formed along the shape of the blade portion.

また、例えば図２１の例のように、図９で説明した突出部１０２ｂ（ピン形状）をブレード部分として用いることもできる。図２１に示すブレード部材３００ｂは、ブレード部材３００ｂ（基板）のうち、粉体層３１を形成する形成面３０４ｂと、形成面３０４ｂから突出して設けられた複数の突出部３０２ｂ（図９の突出部１０２ｂと同様のピン形状）との組み合わせからなる凹凸３５０ｂを有する。形成面３０４ｂは、図２０の例とは異なり、隆起部３０２ａのような起伏形状を持たない面である。突出部３０２ｂは、該形成面３０４ｂから突出するように設けられている。凹凸３５０ｂの構成は、上述の図９で説明したローラ部材１００ｂが有する凹凸１５０ｂの構成と同様である。ブレード部材３００ｂは、Ｙ方向（もしくはＸ方向）に移動し、ブレード部分（ここでは、突出部３０２ｂ）が粉体層３１の表面に接して、粉体層３１を削るようにすることで凹みを形成できる。ブレード部材３００ｂはローラ部材１００のように回転をしないので、凹みの形状はブレード部分の形状に沿って連続的に形成される。  Further, for example, as in the example of FIG. 21, the protrudingportion 102b (pin shape) described in FIG. 9 can be used as the blade portion. Ablade member 300b shown in FIG. 21 includes aformation surface 304b that forms thepowder layer 31 and a plurality ofprotrusions 302b that protrude from theformation surface 304b (the protrusions in FIG. 9) of theblade member 300b (substrate). Concavities andconvexities 350b made of a combination with a pin shape similar to that of 102b. Unlike the example of FIG. 20, theformation surface 304b is a surface that does not have an undulating shape like the raisedportion 302a. The protrudingportion 302b is provided so as to protrude from the formingsurface 304b. The configuration of theunevenness 350b is the same as the configuration of theunevenness 150b included in theroller member 100b described with reference to FIG. Theblade member 300b moves in the Y direction (or X direction), and the blade portion (here, the protrudingportion 302b) is in contact with the surface of thepowder layer 31 so that thepowder layer 31 is scraped. Can be formed. Since theblade member 300b does not rotate like theroller member 100, the shape of the dent is continuously formed along the shape of the blade portion.

このように、ローラ部材１００の代わりにブレード部材３００を用いると、ローラ部材１００を回転駆動するためのモータ２６が必要ないため、より簡易な構成で効果を得ることができる。従って、粉体層３１に形成される凹みが各方向に連続的でも、強度が十分だと使用者が判断したときは、ブレード部材３００を用いるのが望ましい。  As described above, when the blade member 300 is used instead of theroller member 100, themotor 26 for rotationally driving theroller member 100 is not necessary, so that an effect can be obtained with a simpler configuration. Therefore, it is desirable to use the blade member 300 when the user determines that the strength is sufficient even if the dent formed in thepowder layer 31 is continuous in each direction.

また全ての実施形態におけるローラ部材１００はメッキ加工されていることが望ましい。状況によっては、装置の反復使用によってローラ部材１００の凹凸１５０が欠損してしまい、凹凸１５０が欠損したままローラ部材１００が移動することで、凹み１０６を崩壊させて立体造形物の強度を損なうおそれがある。そこで、ローラ部材１００にメッキ加工をして耐摩耗性を向上させることで、凹み１０６の崩壊を抑えることができる。耐摩耗性向上としては、クロムメッキが特に有効である。  In addition, theroller member 100 in all the embodiments is preferably plated. Depending on the situation, theunevenness 150 of theroller member 100 may be lost due to repeated use of the apparatus, and theroller member 100 may move while theunevenness 150 is lost. There is. Accordingly, theroller member 100 can be plated to improve wear resistance, thereby preventing therecess 106 from collapsing. Chrome plating is particularly effective as an improvement in wear resistance.

また全ての実施形態におけるローラ部材１００はフッ素加工されていることが望ましい。状況によっては、ローラ部材１００に粉体２０が付着し、粉体２０が付着したままローラ部材１００が移動してしまい、凹み１０６を崩壊させて立体造形物の強度を損なうおそれがある。そこで、ローラ部材１００にフッ素加工をして粉体２０に対する付着性低減することで、凹み１０６の崩壊を抑えることができる。付着性低減としては、フッ素樹脂コーティングが特に有効である。  Moreover, it is desirable that theroller member 100 in all the embodiments is processed with fluorine. Depending on the situation, thepowder 20 may adhere to theroller member 100, and theroller member 100 may move with thepowder 20 attached, causing thedent 106 to collapse and impairing the strength of the three-dimensional structure. Thus, theroller member 100 is subjected to fluorine processing to reduce adhesion to thepowder 20, whereby the collapse of therecess 106 can be suppressed. Fluorine resin coating is particularly effective for reducing adhesion.

１ 造形部
５ 造形ユニット
１２ 平坦化ローラ
１３ 粉体除去板
２０ 粉体
２１ 供給槽
２２ 造形槽
２９ 余剰粉体受け槽
３０ 層状造形物
３１ 粉体層
５２ 液体吐出ヘッド
１００ａ ローラ部材
１５０ａ 凹凸
１０２ａ 隆起部
１０６ａ 凹み
２００ ローラ部材
３００ ブレード部材DESCRIPTION OFSYMBOLS 1Modeling part 5Modeling unit 12 Flatteningroller 13Powder removal board 20Powder 21Supply tank 22Modeling tank 29 Excesspowder receiving tank 30Layered model 31Powder layer 52Liquid discharge head100a Roller member 150a Concavity andconvexity 102a Raisedpart 106a Recess 200 Roller member 300 Blade member

特開２０１５−２１７５３３号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-217533

Claims (10)

Translated fromJapanese

粉体層を形成する粉体層形成部と、
前記粉体層形成部に設けられ、前記粉体層の表面に凹みを形成する凹み形成部と、
前記凹み形成部により凹みが形成された前記粉体層に造形液を吐出する液体吐出部と、
を備えた立体造形装置。A powder layer forming section for forming a powder layer;
A dent forming part that is provided in the powder layer forming part and forms a dent on the surface of the powder layer;
A liquid ejection part for ejecting a modeling liquid to the powder layer in which a recess is formed by the recess formation part;
3D modeling apparatus. 前記凹み形成部は、前記粉体層形成部が有する面のうち前記粉体層を形成する面を示す形成面に設けられた凹凸である
ことを特徴とする請求項１に記載の立体造形装置。2. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the dent forming portion is an unevenness provided on a forming surface indicating a surface on which the powder layer is formed among surfaces of the powder layer forming portion. . 前記凹凸は、前記形成面と、前記形成面から突出して設けられた複数の突出部との組み合わせからなる
ことを特徴とする請求項２に記載の立体造形装置。The three-dimensional modeling apparatus according to claim 2, wherein the unevenness includes a combination of the forming surface and a plurality of protruding portions provided protruding from the forming surface. 前記粉体を敷いて平坦な粉体層を形成する平坦化部を備え、
前記凹み形成部は、前記平坦化部によって形成された前記平坦な粉体層の表面に凹みを形成する
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか１項に記載の立体造形装置。A flattening part is provided to form a flat powder layer by spreading the powder,
4. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, wherein the dent forming part forms a dent on a surface of the flat powder layer formed by the flattening part. 5. . 前記粉体層形成部を複数備える
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか１項に記載の立体造形装置。The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 4, comprising a plurality of the powder layer forming units. 前記複数の粉体層形成部は、互いに交差する方向に移動する
ことを特徴とする請求項５に記載の立体造形装置。The three-dimensional modeling apparatus according to claim 5, wherein the plurality of powder layer forming units move in directions intersecting each other. 前記粉体層形成部は、回転部材を含む
ことを特徴とする請求項１乃至６のうちの何れか１項に記載の立体造形装置。The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the powder layer forming unit includes a rotating member. 前記粉体層形成部は、メッキ加工されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のうちの何れか１項に記載の立体造形装置。The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the powder layer forming unit is plated. 前記粉体層形成部は、フッ素加工されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のうちの何れか１項に記載の立体造形装置。The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the powder layer forming unit is processed with fluorine. 表面に凹みを有する粉体層を形成する粉体層形成工程と、
前記粉体層形成工程により形成された前記粉体層に造形液を吐出して、前記粉体層中の粉体が所要形状に結合された層状造形物を形成する層状造形物形成工程と、を備える
ことを特徴とする立体造形方法。A powder layer forming step of forming a powder layer having a depression on the surface;
A layered shaped article forming step of discharging a modeling liquid to the powder layer formed by the powder layer forming step to form a layered shaped article in which the powder in the powder layer is bonded to a required shape; A three-dimensional modeling method characterized by comprising:

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