JP2018030239A - Three-dimensional shaping device - Google Patents
Three-dimensional shaping device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018030239A JP2018030239A JP2016161801A JP2016161801A JP2018030239A JP 2018030239 A JP2018030239 A JP 2018030239A JP 2016161801 A JP2016161801 A JP 2016161801A JP 2016161801 A JP2016161801 A JP 2016161801A JP 2018030239 A JP2018030239 A JP 2018030239A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- modeling
- head
- ejection
- discharges
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、三次元造形装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus.
材料粉末に硬化液等を吐出して硬化させ三次元造形物を造形する三次元造形装置において、液の吐出によって材料粉末が飛散し、液を吐出する吐出ヘッドに材料粉末が付着するという問題が発生する。材料粉末が吐出ヘッドに付着すると、吐出口から正常に液が吐出されず、被造形物の品質に影響することがある。特許文献1は、吐出不良に陥った吐出ヘッドが出ても被造形物の品質を損なう可能性が少ない吐出ヘッドの動かし方を特徴とする三次元造形装置を開示している。
In a 3D modeling apparatus that forms a 3D model by discharging a curing liquid or the like to a material powder and curing it, the material powder is scattered by the discharge of the liquid, and the material powder adheres to the discharge head that discharges the liquid. Occur. When the material powder adheres to the discharge head, the liquid is not normally discharged from the discharge port, which may affect the quality of the object to be modeled.
本発明は、材料粉末に硬化液等を吐出して硬化させ三次元造形物を造形する三次元造形装置において、吐出ヘッドへの材料粉末の付着を抑えることを目的とする。 An object of the present invention is to suppress adhesion of material powder to a discharge head in a three-dimensional modeling apparatus that forms a three-dimensional model by discharging a curing liquid or the like to a material powder and curing it.
ここに提案する三次元造形装置は、造形テーブルと、複数の吐出ヘッドと、移動機構と、移動制御部と、吐出制御部と、を備えている。造形テーブルには、材料粉末が載せられる。複数の吐出ヘッドのうちには、材料粉末を硬化させる硬化液を吐出する吐出ヘッドが少なくとも含まれている。移動機構は、複数の吐出ヘッドを保持した保持部を備え、複数の吐出ヘッドを、造形テーブルに対して動かす。移動制御部は、造形テーブル上に予め定められた造形位置に、複数の吐出ヘッドのうち予め定められた吐出ヘッドを順に送るように移動機構を制御する。吐出制御部は、造形位置に順に送られる吐出ヘッドのうち、造形位置に最初に吐出する第1の吐出ヘッドの吐出条件を、造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの吐出条件よりも、造形テーブルに載せられる材料粉末を飛散させにくい吐出条件に設定する。 The proposed 3D modeling apparatus includes a modeling table, a plurality of ejection heads, a movement mechanism, a movement control unit, and a ejection control unit. Material powder is placed on the modeling table. Among the plurality of discharge heads, at least a discharge head that discharges a curable liquid that hardens the material powder is included. The moving mechanism includes a holding unit that holds a plurality of ejection heads, and moves the plurality of ejection heads with respect to the modeling table. The movement control unit controls the movement mechanism so as to sequentially send a predetermined ejection head among the plurality of ejection heads to a predetermined modeling position on the modeling table. The discharge control unit is configured such that, out of the discharge heads that are sequentially sent to the modeling position, the discharge condition of the first discharge head that discharges first to the modeling position is set to be higher than the discharge condition of the discharge head that discharges second to the modeling position. The discharge conditions are set so that the material powder placed on the table is less likely to be scattered.
上述の三次元造形装置においては、最初に第1の吐出ヘッドが造形位置の材料粉末を濡らし、材料粉末を飛散しにくい状態にする。それにより、第2の吐出ヘッド以降の吐出ヘッドが吐出する時に材料粉末の飛散が抑制され、第2の吐出ヘッド以降の吐出ヘッドへの材料粉末の付着が抑えられる。また、第2の吐出ヘッド以降の吐出ヘッドの吐出時には材料粉末の飛散に配慮する必要が少ないため、生産性に影響を与えにくい。第1の吐出ヘッドの吐出条件は材料粉末を飛散させにくい吐出条件に設定されているので、第1の吐出ヘッドへの材料粉末の付着も抑えられる。 In the above-described three-dimensional modeling apparatus, first, the first discharge head wets the material powder at the modeling position so that the material powder is hardly scattered. Thereby, scattering of the material powder is suppressed when the discharge heads after the second discharge head discharge, and adhesion of the material powder to the discharge heads after the second discharge head is suppressed. Further, since it is less necessary to consider the scattering of the material powder when discharging the discharge heads after the second discharge head, the productivity is hardly affected. Since the discharge conditions of the first discharge head are set to discharge conditions that make it difficult for the material powder to scatter, adhesion of the material powder to the first discharge head can also be suppressed.
以下、本発明の実施形態について説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら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、重複する説明は省略または簡潔化する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The embodiments described herein are, of course, not intended to limit the present invention. Further, members / parts having the same action are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted or simplified.
図1は一実施形態における三次元造形装置10を模式的に表した断面図である。ここでは、図1の左方を三次元造形装置10の左方L、図1の右方を三次元造形装置10の右方R、図1の上方を装置の上方U、図1の下方を装置の下方Dとする。また、図2は、図1の三次元造形装置10を上方から見た平面図である。図1は、図2におけるI−I断面図である。そこで、図2の左方は三次元造形装置10の左方L、図2の右方は三次元造形装置10の右方R、図2の下方は装置の前方F、図2の上方は三次元造形装置の後方Rrである。以後、実施形態の説明において、方向について述べるときは、上述の方向を意味するものとする。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10の設置態様を限定するものではない。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a three-
図1、図2に示すように、本実施形態によれば、三次元造形装置10は、吐出ヘッド20a〜20fと、タンク30a〜30fと、造形テーブル40と、造形槽42と、第1昇降機構44と、材料槽46と、第2昇降機構48と、ローラー50と、移動機構52と、移動制御部70と、吐出制御部72と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, according to the present embodiment, the three-
吐出ヘッドは、材料粉末100に液を吐出する機構である。吐出ヘッドは、複数あって、そのうちの少なくとも一つは、材料粉末100を硬化させる硬化液を吐出する吐出ヘッドである。図1、図2に示す実施形態においては、吐出ヘッドは20a〜20fの6個あり、保持部52aによって左右方向に沿って一列に保持されている。そして、吐出ヘッド20a〜20fは、それぞれタンク30a〜30fと接続され、それぞれに接続されたタンクに収納された吐出液を吐出する。図2に示した例によれば、吐出ヘッド20aは後述するプレコート液110Pを、吐出ヘッド20bはシアンカラー液110Cを、吐出ヘッド20cはマゼンタカラー液110Mを、吐出ヘッド20dはイエローカラー液110Yを、吐出ヘッド20eは黒カラー液110Kを、吐出ヘッド20fは硬化液110Bを吐出するように、タンクと接続されている。本例においては、吐出ヘッド20a〜20fにおける吐出液の選択および並び方を上述の通りとしているが、勿論これは一例である。吐出ヘッド20a〜20fは、Y1方向に走査されるときに吐出を行うよう制御されている。Y1方向は、三次元造形装置10の左方Lと一致している。吐出ヘッドの駆動方式は、例えば、ピエゾ駆動方式が採用されている。ピエゾ駆動方式の吐出ヘッドは、吐出する液体で満たされた圧力室を備えている。そして、圧力室には、微細なノズル孔が開けられている。圧力室の外壁には、圧電素子(ピエゾ素子)が接している。ピエゾ素子に電圧を印加すると、電圧印加によるピエゾ素子の変異が圧力室に伝わる。それによって圧力室の体積が減少させられ、体積減少分が液滴として吐出される。ノズル孔は、吐出ヘッドの吐出面に、X方向に並んで配置されている。X方向は、Y方向と直交する方向であり、三次元造形装置10の前後方向と一致している。このノズル孔の密度が、X方向の液滴の密度を決定する。液滴の密度は、通常1インチ当たりのドット数(dpi:dot per inch)で表される。例えば、ノズル孔が、X方向に、1インチ当たり200個並んで配置されているとすれば、X方向のドット密度は200dpiである。吐出ヘッド20a〜20fは、造形テーブル40上の材料粉末100に向けて液を吐出できるよう、吐出面を下方Dに向けて保持されている。
The ejection head is a mechanism that ejects liquid onto the
造形テーブル40には、材料粉末100が載せられている。造形テーブル40は、その上で造形が行われる部材であり、造形を進める毎に、被造形物200のそれまでに造形の終わった部分の上に新しい層が積層されていく。そこで、造形テーブル40上には、被造形物200のそれまでに造形の終わった部分が載置されている。造形テーブル40は、造形槽42の内側に設置されており、上下に摺動可能である。また、造形テーブル40は、造形槽42内において、下方から第1昇降機構44に接続されている。第1昇降機構44は、造形槽42内で、造形テーブル40を上下に移動させることができる。
A
材料槽46は、本実施形態にあっては、造形テーブル40の隣にあり、材料粉末100を収納している。材料槽46は、材料粉末100を造形テーブル40上に供給する機構の一つである。材料槽46の底部46aは、材料槽46内を、上下に摺動可能となっている。底部46aの下面には、第2昇降機構48が接続されている。第2昇降機構48は、材料槽46内で、底部46aを上下に移動させることができる。材料槽46に収納されている材料粉末100は、例えば、石膏、セラミックス、金属、プラスチック等である。
In this embodiment, the
本実施形態に係る三次元造形装置10には、ローラー50が備えられている。図1のように、ローラー50は、表面下部が、造形テーブル40上の堆積の最上面(以後、造形面Lyと呼ぶ。)と同じ高さになるように設置されている。また、図2のように、ローラー50の前後方向の長さは、造形槽42、および材料槽46の前後方向の幅よりも長い。ローラー50は、図示されない駆動部によって、左右方向に水平移動するようになっている。
The three-
移動機構52は、吐出ヘッド20a〜20fを保持して、造形テーブル40上を動かす機構である。移動機構52は、吐出ヘッド20a〜20fを保持した保持部52aを備えている。保持部52aに保持された吐出ヘッド20a〜20fの吐出面と、造形テーブル40上の造形面Lyとの間には、例えば2mm程度の所定の間隔が空いている。図1、図2に示した実施形態によれば、移動機構52は、Y方向とX方向に、吐出ヘッド20a〜20fを動かす。Y1方向は、三次元造形装置10の左方Lと一致するように定められ、吐出ヘッド20a〜20fが吐出を行いながら走査される主走査方向である。また、Y方向と交差し、吐出と吐出の間に吐出ヘッド20a〜20fが走査される方向が副走査方向X1である。本実施形態においては、副走査方向X1は、主走査方向Y1と直交し、三次元造形装置10の前方Fと一致している。本例においては、X方向とY方向は直交しているが、この交差は直交に限られるものではない。移動機構52は、Y方向に吐出ヘッド20a〜20fを動かす主走査部52yと、X方向に吐出ヘッド20a〜20fを動かす副走査部52xを備えている。主走査部52yは、保持部52aと接続され、保持部52aを主走査部ガイドレール52ygに沿ってY方向に動かす。副走査部52xは、主走査部52yと接続され、主走査部52yを副走査部ガイドレール52xgに沿ってX方向に動かす。なお、ここに示した実施形態では、造形テーブル40は不動であって、吐出ヘッド20a〜20fが移動機構52によって動かされるが、この動きは相対的なものであればよく、造形テーブル40が、Y方向、X方向のいずれか一方、または両方に動かされても構わない。また、ここに示した実施形態では、移動機構52は、Y方向、X方向の両方に吐出ヘッド20a〜20fを動かすが、Y方向にだけ動かしてもよい。その場合、保持部52aは、X方向の造形領域全幅をカバーするように吐出ヘッドを多数並べて配置する、いわゆるラインヘッド方式の構造を取るのが通常である。
The moving
移動制御部70は、造形テーブル40上に予め定められた造形位置に、吐出ヘッド20a〜20fを順に送るように、移動機構52を制御する。また、移動制御部70は、吐出ヘッド20a〜20fを所定の走査速度で動かすように、移動機構52を制御する。移動制御部70は、Y方向の走査においては主走査部52yを制御し、X方向の走査においては副走査部52xを制御する。
The
吐出制御部72は、吐出ヘッド20a〜20fを制御する。吐出制御部72は、吐出ヘッド20a〜20fが主走査方向Y1に走査されているとき、所定のタイミングで、吐出ヘッド20a〜20fに液を吐出させる。吐出のタイミングは、被造形物200の図面データ等の情報に基づく。吐出条件は、各吐出ヘッド毎に個別に設定できるようになっているのが望ましい。
The
移動制御部70および吐出制御部72は、単一の装置(例えば、三次元造形装置10本体に組み込まれたユニット)に限られない。例えば、本体と接続された外部のコンピュータ等で、機能の一部または全部を担ってもよい。外部コンピュータ等は、データ等を送受信するインターフェイス(I/F)と、中央演算処理装置(CPU)と、CPUが実施する演算プログラムを格納するROMと、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるRAMと、各種データを格納する記憶装置とを備えているとよい。
The
三次元造形装置10は、下記のようなプロセスで、被造形物200の造形を行う。即ち、本三次元造形装置10は、例えば0.1mm程度の所定の厚みの層を、上方に次々に積層してゆくことによって、被造形物200の造形を行う。鉛直方向の、ある高さにおける造形された層の形状は、その高さにおける被造形物200の断面形状である。ある一層の造形が終了したとき、造形テーブル40は、第1昇降機構44によって、造形槽42内を下方Dに移動される。このときの移動量は、造形時の一層の厚み分である。次に、材料槽46の底部46aが、第2昇降機構48によって、材料槽46内を、上方Uに移動される。そこで、材料槽46内の材料粉末100の一部が、材料槽46の上端(造形面Lyと同一面)よりも上に盛り上がって積まれる形になる。その盛り上がって積まれた材料粉末100は、ローラー50のR方向への水平移動によって、造形槽42方向に移動させられ、上面が造形面Lyの高さの層を形成するように、造形テーブル40上でならされる。余分な材料粉末100は、そのままローラー50によって払い落とされ、図示されない材料回収槽に回収される。こうして、造形面Lyを上面とし、所定の一層分の厚みを持った材料粉末100の層が、造形テーブル40上に形成される。ただし、これは一つの実施例であって、材料粉末100の供給方式は、上述の方式に限られるものではない。
The three-
続いて、吐出ヘッド20a〜20fが、層に形成された材料粉末100に、硬化液110Bほかの液を吐出する。それによって、被造形物200の造形および着色が行われる。吐出ヘッド20a〜20fは、保持部52aによって保持されながら、主走査部52yによって、造形テーブル40上を主走査方向Y1に走査される。主走査部52yの動きは、移動制御部70によって制御されている。Y1方向に走査中、吐出ヘッド20a〜20fは、吐出制御部72の制御に従って、所定のタイミングと吐出条件で、それぞれに接続されたタンク30a〜30fに収納されている液を吐出する。こうしてX方向の一つの位置で吐出作業が完了すると、吐出ヘッド20a〜20fは、主走査部52yによって、Y2方向に戻され、続いて副走査部52xによって、副走査方向X1に移動させられる。この移動後のX位置においても、吐出ヘッド20a〜20fは、主走査方向Y1に走査されながら、造形・着色作業を行う。このようにして、全造形領域に吐出ヘッド20a〜20fが走査されると、一層分の造形が完了する。この一層分の造形プロセスを繰り返して、本三次元造形装置10は、被造形物200の三次元形状を造形する。
Subsequently, the discharge heads 20a to 20f discharge the
ところで、既に述べたように、材料粉末に液を吐出する三次元造形装置においては、吐出ヘッドによる液の吐出の際、吐出ヘッドに材料粉末が付着するという問題が発生していた。本発明の発明者は、付着の問題の研究を行う中で、下記(1)(2)の知見を得た。 Incidentally, as already described, in the three-dimensional modeling apparatus that discharges a liquid to a material powder, there has been a problem that the material powder adheres to the discharge head when the liquid is discharged by the discharge head. The inventor of the present invention has obtained the following knowledge (1) and (2) while studying the adhesion problem.
(1)吐出ヘッドからの液の吐出条件を調整することにより、材料粉末の飛散を抑えることができる。具体的には、造形位置に吐出する単位時間当たりの吐出量を抑えることで、材料粉末の飛散を抑制できる。ただし、単位時間当たりの吐出量を抑えると、吐出の密度としては粗となる。吐出の密度を維持しようとすれば、走査速度を遅くしなければならず、生産性は低下する。 (1) Scattering of the material powder can be suppressed by adjusting the liquid discharge conditions from the discharge head. Specifically, the scattering of the material powder can be suppressed by suppressing the discharge amount per unit time discharged to the modeling position. However, if the discharge amount per unit time is suppressed, the discharge density becomes rough. In order to maintain the discharge density, the scanning speed must be slowed down, and the productivity is lowered.
(2)一度吐出を行った造形位置では、吐出ヘッドへの材料粉末の付着は抑えられる。即ち、一度吐出によって濡らした材料粉末は飛散しにくい。このとき、一度目の吐出で吐出する液は、硬化液であっても、硬化液ではない液でも構わない。実験結果によれば、硬化液でも、ほとんど水である液であっても、効果は同様であった。 (2) At the modeling position where the ejection has been performed once, the adhesion of the material powder to the ejection head is suppressed. That is, the material powder once wetted by discharge is not easily scattered. At this time, the liquid discharged by the first discharge may be a curable liquid or a liquid that is not a curable liquid. According to the experimental results, the effect was the same whether it was a curable liquid or a liquid that was almost water.
ここに提案する三次元造形装置10において、吐出制御部72は、造形位置に順に送られる吐出ヘッドのうち、造形位置に最初に吐出する第1の吐出ヘッドの吐出条件を、造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの吐出条件よりも、造形テーブル40に載せられる材料粉末100を飛散させにくい吐出条件に設定する。
In the three-
まず、第1の吐出ヘッドと、第2の吐出ヘッド以降の吐出ヘッドについて説明する。定義により、造形テーブル40上に予め定められた造形位置に最初に吐出する吐出ヘッドが、第1の吐出ヘッドである。その造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドが第2の吐出ヘッドである。造形位置とは、吐出ヘッドが吐出を行う造形領域上の地点一つ一つのことであり、一つの造形位置で見れば、吐出ヘッドが吐出を行いながら、順にその上方を動かされていく。以下、造形位置に吐出される順番に、第3の吐出ヘッド、第4の吐出ヘッド、第5の吐出ヘッド、第6の吐出ヘッドと続く。また、本例では、6個の吐出ヘッド20a〜20fは、20aを先頭に、主走査方向Y1に沿って一列に配置されている。従って、主走査方向Y1に保持部52aを動かせば、吐出ヘッドは、20a、20b、20c、20d、20e、20fの順に造形位置を走査される。そこで本例においては、20aを第1の吐出ヘッド、20bを第2の吐出ヘッド、20cを第3の吐出ヘッド、20dを第4の吐出ヘッド、20eを第5の吐出ヘッド、20fを第6の吐出ヘッドとする。このように吐出ヘッドを配置すれば、吐出ヘッドの配置順がそのまま吐出順となる。なお、第1の吐出ヘッド、第2の吐出ヘッド等の概念は、専ら吐出の順番によるものであって、吐出ヘッド自体の種類、性能等に関わるものではない。吐出ヘッドは同じものであって差し支えない。また、この順番は、保持部52a上での吐出ヘッドの配置を限定するものではなく、全ての吐出ヘッドが使用されることを意味するものでもない。
First, the first ejection head and the ejection heads after the second ejection head will be described. By definition, the first discharge head is the first discharge head that discharges to a modeling position that is predetermined on the modeling table 40. The second discharge head is the second discharge head that discharges to the modeling position. The modeling position refers to each point on the modeling area where the discharge head discharges, and when viewed at one modeling position, the discharge head is sequentially moved upward while discharging. Hereinafter, the third ejection head, the fourth ejection head, the fifth ejection head, and the sixth ejection head follow in the order of ejection to the modeling position. In this example, the six
各吐出ヘッド20a〜20fには、吐出制御部72によって、それぞれ吐出条件が設定されている。第1の吐出ヘッド20aには、第2の吐出ヘッド20bの吐出条件よりも材料粉末100を飛散させにくい吐出条件が設定されている。第1の吐出ヘッド20aが液を吐出する目的は、造形・着色ではなく、吐出ヘッド20bが吐出を行うとき材料粉末100が飛散しないように材料粉末100を濡らしておくことである。そこで、第1の吐出ヘッド20aに設定される吐出条件に求められているのは、第2の吐出ヘッド20bが吐出を行っても飛散が抑制される程度に材料粉末100を濡らすこと、および、その吐出によって第1の吐出ヘッド20a自身に材料粉末100が付着することが少ないことである。以降、この材料粉末100を濡らすための吐出をプレコートと呼ぶ。本願発明者の知見によれば、単位時間当たりの液の吐出量を抑えることによって、材料粉末100を飛散させにくい吐出条件を実現することができる。例えば、第1の吐出ヘッド20aの単位時間当たりの吐出量は、第2の吐出ヘッド20bの単位時間当たりの吐出量の50%にすればよい。第2の吐出ヘッド20b以下、第6の吐出ヘッド20fまでの吐出ヘッドには、被造形物200の造形品質、生産性等から条件出しされた吐出条件が設定されている。図3は、保持部52a周辺を前方Fから見た模式図である。図3中のPrは、プレコートによって既に濡れている領域を表している。図3に示されるように、第2の吐出ヘッド20bが吐出を行うとき、材料粉末100は、プレコートによって既に濡らされているので、造形のための吐出条件で液を吐出しても飛散しにくい状態になっている。なお、以下ではプレコートにおいて吐出する液をプレコート液と呼ぶが、プレコート液110Pとして何を用いるかについては限定されない。つまり、プレコート液110Pとは、液の種類を指すものではなく、プレコートに使用する液全般を意味する。プレコート液110Pは、例えば、水であってもよい。
In each of the ejection heads 20 a to 20 f, ejection conditions are set by the
図4は、主走査方向Y1への1回の走査において、吐出制御部72が行う処理のフローチャートである。フローチャートのSTART時点において、吐出ヘッド20a〜20fは主走査方向Y1に走査されている。そして、第1の吐出ヘッド20aが、その層において造形を行うことが予定されている造形領域に差し掛かったとき、ステップS01に入る。即ち、第1の吐出ヘッド20aにプレコートを開始させる処理を行うステップに入る。このプレコート開始時点の造形テーブル40上を模式的に表した平面図が図5である。図5の120で表された領域が、造形領域である。また、造形領域120のうち、既に造形済みの領域が120aである。図5に示された吐出ヘッドのX方向位置よりもX2側の造形領域では、既に造形が終わっている。このX方向位置における造形はまだ始まっておらず、これから開始されるところである。次いで、第2の吐出ヘッド20bが造形領域120に到達したとき、処理フローはステップS02bに入る。即ち、吐出ヘッド20bによるシアンカラー液110Cの吐出が開始される。吐出ヘッド20bによる吐出が開始された時点の造形テーブル40上を模式的に表した平面図が図6である。図6中、120bで示した領域が、プレコートは終了し、まだ造形・着色が行われていない領域である。図6に示されるように、主走査方向Y1に沿って、第2の吐出ヘッド20bの前方はプレコート済みの領域120bである。吐出ヘッド20bはY1方向に進みながら吐出を行っていくので、吐出ヘッド20bが吐出を行う領域は、プレコート済みの領域120bである。このまま造形が進行していっても、常に吐出ヘッド20bの前方の造形領域120は、第1の吐出ヘッド20aによってプレコートされている。こうして、吐出ヘッド20bは、材料粉末100の飛散を気にすることなく、吐出を行うことができる。以下、吐出ヘッド20cが造形領域120に差し掛かり、マゼンタカラー液110M吐出開始のステップS02cに入るところから、吐出ヘッド20fによる硬化液110B吐出開始のステップS02fに入るところまで同様である。図4のフローチャートでは、ステップS02c〜ステップS02fまでを省略している。そして、さらに造形が進行すると、第1の吐出ヘッド20aが造形領域120を抜け、ステップS03に入る。ステップS03において、吐出制御部72は、第1の吐出ヘッド20aにプレコートを終了させる処理を行う。図7は、このプレコート終了時点の造形テーブル40上を模式的に表した平面図である。図7の120cで示した領域は、まだ全ての液が吐出されていない造形途中の領域である。本例においては、ステップS02b〜S02fとステップS03の順序は、ステップS02b〜S02fの方がすべて先であるが、被造形物200の断面形状によっては、部分的に逆になり得る。そして、第2の吐出ヘッド20bが、造形領域120を抜けると、吐出制御部72が行う処理は、ステップS04bに入る。ステップS04bにおいては、吐出ヘッド20bに吐出を終了させる処理が行われる。以下、吐出ヘッド20c〜20fが造形領域120を抜ける毎にステップS04c〜S04fが行われ、吐出ヘッド20c〜20fによる液の吐出が終了される。ステップS04b〜S04fまでは同様の処理であるので、図4のフローチャートでは、S04c〜S04eまでを省略する。図8は、第6の吐出ヘッド20fが吐出を終了する時点の造形テーブル40上を模式的に表した平面図である。図8の時点において、このX方向位置の造形が終了している。この後、吐出ヘッド20a〜20fは、主走査部52yによってY2方向に戻される。さらに、吐出ヘッド20a〜20fは、副走査部52xによって、X1方向に移動させられる。以下同様にして造形および着色が進行する。
FIG. 4 is a flowchart of processing performed by the
以上のように、吐出制御部72は、造形位置に順に送られる吐出ヘッドのうち、造形位置に最初に吐出する第1の吐出ヘッド20aの吐出条件を、造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッド20bの吐出条件よりも、造形テーブル40に載せられる材料粉末100を飛散させにくい吐出条件に設定する。第1の吐出ヘッド20aの吐出によって造形位置の材料粉末100が濡らされ、飛散しにくい状態になることにより、第2の吐出ヘッド20b以降の吐出ヘッドが吐出する時には材料粉末100の飛散は抑制される。それにより、吐出ヘッド20b〜20fへの材料粉末100の付着が抑えられる。また、第2の吐出ヘッド20b以下の吐出ヘッドの吐出時には材料粉末100の飛散に配慮する必要が少ないため、生産性に影響を与えにくい。第1の吐出ヘッド20aの吐出条件は材料粉末100を飛散させにくい吐出条件に設定されているので、第1の吐出ヘッド20aへの材料粉末100の付着も抑えられる。
As described above, the
プレコートは、双方向造形を行う場合においても実施できる。双方向造形とは、吐出ヘッドがY1方向に走査されるときだけでなく、Y2方向に走査されるときにも造形を行う方式である。双方向造形においては、主走査方向は、Y1のときとY2のときがあり、造形の進行方向によって都度変わる。従って、双方向造形の場合、主走査方向がY1のときと、主走査方向がY2のときとで、吐出ヘッドの役割が変わるのが好ましい。図3の例では、Y1方向に造形するとき、第1の吐出ヘッドは20aである。第2の吐出ヘッドは20bである。そこで、吐出制御部72は、吐出ヘッド20aに、吐出ヘッド20bよりも材料粉末100を飛散させにくい吐出条件を設定する。一方、Y2方向に造形するとき、第1の吐出ヘッドは20fになり、第2の吐出ヘッドは20eになる。吐出制御部72は、吐出ヘッド20fに、吐出ヘッド20eよりも材料粉末100を飛散させにくい吐出条件を設定する。このようにして、双方向造形の場合においても、プレコートが実施できる。Y1方向の造形中に吐出制御部72が行う処理フローは、図4の場合と同様である。Y2方向の造形中に吐出制御部72が行う処理フローも、Y1方向の造形の場合と吐出ヘッドの順番が逆になること以外は同様である。
Pre-coating can also be performed when performing bidirectional modeling. Bidirectional modeling is a method in which modeling is performed not only when the ejection head is scanned in the Y1 direction but also when it is scanned in the Y2 direction. In bidirectional modeling, the main scanning direction may be Y1 or Y2, and changes depending on the progression direction of modeling. Therefore, in the case of bidirectional modeling, it is preferable that the role of the ejection head changes between when the main scanning direction is Y1 and when the main scanning direction is Y2. In the example of FIG. 3, when modeling in the Y1 direction, the first ejection head is 20a. The second ejection head is 20b. Therefore, the
プレコートは、いわゆるラインヘッド方式の三次元造形装置にも適用できる。ラインヘッド方式とは、主走査方向だけに走査が行われ、副走査方向を持たない方式であり、副走査方向への走査の代わりに、主走査方向と交差する方向の造形領域全幅をカバーするように吐出ヘッド群が多数配置される方式である。これまでに説明した符号と方向に倣って説明すると、ラインヘッド方式においては、保持部52aは、Y方向に沿って並んだ吐出ヘッド群を、X方向に沿って多数保持する。一つの吐出ヘッド群は、主走査方向Y1に沿って、第1の吐出ヘッド、第2の吐出ヘッド以下、プレコートおよび造形に必要な吐出ヘッドをそれぞれ備えている。ラインヘッド方式では、一層分のプレコートおよび造形を1回の走査で行う。従って、装置の製作コストは高くなりがちであるが、生産性は高い。また、完全なラインヘッド方式でなくとも、三次元造形装置10は、複数の吐出ヘッド群を備えていてもよい。吐出ヘッド群を複数持つことにより、生産性の向上を図ることができる。
The precoat can also be applied to a so-called line head type three-dimensional modeling apparatus. The line head method is a method in which scanning is performed only in the main scanning direction and no sub-scanning direction, and instead of scanning in the sub-scanning direction, the entire formation area width in the direction intersecting the main scanning direction is covered. In this way, a large number of ejection head groups are arranged. In the line head system, the holding
移動機構52が、吐出ヘッド20a〜20fを主走査方向Y1に動かす主走査部52y、および副走査方向X1に動かす副走査部52xを備えている場合には、第1の吐出ヘッド20aは、第2の吐出ヘッド20bよりも副走査方向X1に沿って前方に保持されていてもよい。
When the moving
副走査方向X1への走査を伴う実施形態においては、第1の吐出ヘッド20aを第2の吐出ヘッド20bよりも副走査方向X1に沿って前方に保持することによって、第1の吐出ヘッド20aを、第2の吐出ヘッド20bよりも先に造形位置に走査させることができる。このような吐出ヘッドの配置を取ることにより、第1の吐出ヘッド20aと第2の吐出ヘッド20bの間の走査順と吐出順を容易に一致させることができる。また、この実施形態によれば、第1の吐出ヘッド20aの吐出から第2の吐出ヘッド20bの吐出までに、1走査分以上の時間間隔が空く。この時間により、プレコートされた液が材料粉末100に染み込み、より確実に材料粉末100の飛散を抑制することができる。
In an embodiment that involves scanning in the sub-scanning direction X1, the
第1の吐出ヘッドを副走査方向の前方に配置した三次元造形装置10について、図9、図10を使って説明する。図9は、第1の吐出ヘッドを副走査方向の前方に配置した実施形態における、最初の走査中の造形テーブル40上を模式的に表した平面図である。図5〜図8と同様に、120は造形領域を、120bは造形領域120のうちプレコートのみ終了した領域を、120cは、造形領域120のうちプレコートは済みであるが造形途中の領域を表している。図9に示すように、第1の吐出ヘッド20aは、第2の吐出ヘッド20bよりも、副走査方向X1に沿って、前方に保持されている。図9において、保持部52aは、第1の吐出ヘッド20aによってプレコートのみを実施する、最初の走査をされている。この最初の走査によって、造形領域120の一番X2側の領域が、幅L1分に渡って帯状にプレコートされる。L1は、第1の吐出ヘッド20aのX方向の幅である。続いて図10では、保持部52aは、L1分だけX1方向に走査され、そのX位置でY1方向に走査されている。この走査で第2の吐出ヘッド20b以下20eまでの吐出ヘッドが走査される領域は、最初の走査によってプレコート済みの領域120bである。以下、X1方向にL1ずつ移動しながら3回目以降の走査が続く。以上のように、副走査方向への走査を伴う造形の場合には、副走査方向X1の前方にプレコート用の吐出ヘッドを配置することによっても、プレコートを実施することができる。ここで、副走査方向X1の前方側とは、副走査方向X1に沿って正面前方に限られず、第2の吐出ヘッド20bよりもX1側の領域を指す。この副走査方向X1の前方側にプレコート用の吐出ヘッドを配置する実施形態は、主走査方向Y1の前方にプレコート用の吐出ヘッドを配置する実施形態に比べると、プレコートのみ行う最初の1回の走査分だけ走査回数が多くなるが、プレコートと造形の間に1走査分以上の時間が確保される。この時間で、プレコートされた液が材料粉末100に染み込むことができ、プレコートの効果がより確実に現れるという利点がある。勿論、本実施形態においても双方向造形は可能である。また、プレコートを行う吐出ヘッドを一番X1側に1個配置し、それよりもX2側に造形を行う吐出ヘッド群を複数列並べるといった形態も可能である。
A three-
ここに開示される三次元造形装置10が備える複数の吐出ヘッドは、硬化液110Bを吐出する吐出ヘッドを、第1の吐出ヘッド20a以外の吐出ヘッドのうちに含んでいてもよい。
The plurality of ejection heads provided in the three-
第1の吐出ヘッド20a以外の吐出ヘッドのうちに含まれ、硬化液110Bを吐出する吐出ヘッドは、既に濡らされた材料粉末100に硬化液110Bを吐出する。従って、その吐出条件は、材料粉末100の飛散に配慮する必要が少なく、使用者は、より確実に材料粉末100を硬化させられる吐出条件を選択できる。
The discharge head that is included in the discharge heads other than the
吐出制御部72は、第1の吐出ヘッドが造形位置に吐出する単位時間当たりの吐出量を、第2の吐出ヘッドが造形位置に吐出する単位時間当たりの吐出量よりも少なく設定してもよい。
The
上述の第1の吐出ヘッドの単位時間当たり吐出量は、第2の吐出ヘッドの単位時間当たり吐出量の20%以上90%未満に設定されてもよい。 The discharge amount per unit time of the first discharge head described above may be set to 20% or more and less than 90% of the discharge amount per unit time of the second discharge head.
第1の吐出ヘッドが造形位置に吐出する単位時間当たりの吐出量を少なく設定することにより、三次元造形装置10は、プレコート時の材料粉末100の飛散を抑えることができ、第1の吐出ヘッドへの材料粉末100の付着を抑えることができる。
By setting a small discharge amount per unit time that the first discharge head discharges to the modeling position, the three-
本願発明者の知見によれば、吐出ヘッドが材料粉末100に吐出する単位時間当たりの液の吐出量を少なく設定することによって、材料粉末100の吐出ヘッドへの付着を抑えることができる。本願発明者が、単位時間当たりの液の吐出量を調整して、吐出ヘッドへの材料粉末100の付着を目視にて確認した結果、従前の吐出条件における単位時間当たり吐出量の20%〜90%に調整した場合に、従前の吐出条件における場合との明瞭な差が見られた。単位時間当たり吐出量が少なすぎると材料粉末100の濡れが不十分になるため、単位時間当たりの吐出量は、従前の場合の30%以上に設定されているとさらに好ましい。また、単位時間当たり吐出量が多すぎると材料粉末100が飛散する。そこで、単位時間当たりの液の吐出量は、従前の場合の70%未満に設定すれば、さらに好ましい。単位時間当たりの吐出量は、いくつかの方法で調整可能である。例えばその一つの方法は、単位時間当たりの吐出回数の調整である。液滴1個の質量が固定であるとすれば、単位時間当たりの吐出回数を抑制することで、単位時間当たりの吐出量を抑制できる。逆に、液滴1個の質量を調整によっても単位時間当たりの吐出量を調整できる。勿論、両者を組み合わせることも可能である。
According to the knowledge of the inventor of the present application, by setting the discharge amount of the liquid per unit time that the discharge head discharges to the
単位時間当たり吐出回数および液滴の大きさを調整する方法には、例えば、以下のような方法がある。吐出ヘッドの駆動方式に、例えば、ピエゾ駆動方式を採用する場合、単位時間当たりの吐出回数は、ピエゾ素子に印加する駆動周波数と、仕事率によって決定される。駆動周波数は、単位時間当たりの吐出回数の最大値を決定する。この駆動周波数は、通常、設計パラメータであり、三次元造形装置10の製作後は固定である。そこで使用者は、駆動周波数に乗じる仕事率を被造形物200の仕様等に応じて変更することによって、単位時間当たりの吐出回数を調整する。例えば、駆動周波数が1000Hzであった場合、仕事率を40%に設定すると、10回中4回しか吐出を行わない間引き吐出となり、400Hz相当の仕事になる。液滴の大きさについては、最小の液滴サイズが決まっており、瞬時に同じ位置に打ち込む液滴の数で、液滴の大きさが決まる。従って、液滴の大きさを小さくするためには、同じ位置に打ち込む液滴数を少なくすればよい。
Examples of the method for adjusting the number of ejections per unit time and the size of the droplet include the following methods. For example, when a piezo drive system is employed as the drive system of the discharge head, the number of discharges per unit time is determined by the drive frequency applied to the piezo element and the power. The driving frequency determines the maximum value of the number of ejections per unit time. This drive frequency is usually a design parameter and is fixed after the three-
吐出制御部72は、第1の吐出ヘッドが造形位置に吐出する単位面積当たりの吐出量を、第2の吐出ヘッドが造形位置に吐出する単位面積当たりの吐出量よりも少なく設定してもよい。
The
上述の第1の吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量は、第2の吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量の20%以上90%未満に設定されてもよい。 The discharge amount per unit area of the first discharge head described above may be set to 20% or more and less than 90% of the discharge amount per unit area of the second discharge head.
単位面積当たりの吐出量は、造形領域の単位面積当たりに吐出される吐出液の吐出量、即ち、造形領域への吐出密度である。単位面積当たりの吐出量の調整によっても、プレコート時の材料粉末100の飛散を抑えることができる。第1の吐出ヘッド20aと第2の吐出ヘッド20bはともに保持部52aに保持され、走査速度が同じなので、第1の吐出ヘッド20aと第2の吐出ヘッド20bとの比較においては、単位面積当たりの吐出量と単位時間当たりの吐出量は同じ意味である。
The discharge amount per unit area is the discharge amount of the discharge liquid discharged per unit area of the modeling area, that is, the discharge density to the modeling area. Also by adjusting the discharge amount per unit area, scattering of the
第1の吐出ヘッドは、硬化液110B、硬化液110Bでない液、のいずれを吐出してもよい。
The first ejection head may eject either the
プレコート液として硬化液110Bを使用する場合は、液を別に準備する必要がなく、互換性の点で有利である。双方向造形の場合にはさらに、プレコート液として硬化液110Bを使用すると、硬化液110Bでない液を使用する場合に比べ、吐出ヘッドの個数を節約し得るという利点がある。また、プレコート液として硬化液110Bでない液を使用する場合は、目的に応じて液の選択が可能である。例えば、より安価なプレコート液を選択する、より乾燥が早いプレコート液を選択する等である。
When the
プレコート液は、硬化液110Bであっても、硬化液110Bでない液であっても、効果にほとんど差はない。プレコート液の特性として好ましい特性は、例えば、透明であることである。プレコート液は、透明であって、造形物に色を付けないことが好ましい。また、プレコート液は、表面張力が、吐出ヘッドから吐出するのに適した表面張力の範囲内であることが好ましい。さらに、プレコート液は、吐出ヘッドから吐出するのに適した粘度の範囲内であることが好ましい。その他、適度な揮発性を持つことも望ましい特性の一つである。常温で揮発性が高い液体では吐出ヘッドが乾燥する。また、加熱しても揮発しにくい液体は、造形後の乾燥工程に時間が掛かる。よって、両者の間の適度な揮発性を持つことが望ましい。上記のような特性、さらにはコスト、入手性等を考慮しながら、プレコート液を選択するとよい。
Whether the precoat liquid is the
双方向造形の場合には、プレコート液として硬化液110Bを使用すると、硬化液110Bでない液を使用する場合に比べ、吐出ヘッドの個数を節約し得るという利点がある。図11に、双方向造形の場合の吐出ヘッドの一つの配置例を示す。図12は、双方向造形の場合の、図11とは別の吐出ヘッドの配置例である。図11の例において、造形・着色に必要な液は、硬化液110B、シアンカラー液110C、マゼンタカラー液110M、イエローカラー液110Y、黒カラー液110Kである。図11においては、プレコート液は硬化液110Bでないプレコート液110Pであり、図12においては、プレコート液は硬化液110Bである。図11の場合、必要な吐出ヘッドは、20a〜20gの7個である。プレコート液110Pは、Y1方向の造形における第1の吐出ヘッド20a、および、Y2方向の造形における第1の吐出ヘッド20gから吐出される。一方、図12に示すように、プレコート液に硬化液110Bを使用すれば、吐出ヘッド20gをなくして吐出ヘッドを6個にしても双方向造形が成立する。図12の例において、Y1方向の造形における第1の吐出ヘッド20a、および、Y2方向の造形における第1の吐出ヘッド20fが吐出するプレコート液は、いずれも硬化液110Bである。Y1方向に造形を行うときは、吐出ヘッド20aがプレコートを行い、吐出ヘッド20fは硬化を行う。逆に、Y2方向に造形を行うときは、吐出ヘッド20fがプレコートを行い、吐出ヘッド20aは硬化を行う。このようにして、両端の吐出ヘッドに、硬化液110Bを吐出させることで、一列の吐出ヘッド群につき1個の吐出ヘッドの節約が可能である。本実施例は1列なので、節約できる吐出ヘッドの数は1個であるが、例えばラインヘッド方式の場合には、列の数だけ吐出ヘッドの節約ができ、装置の製作コストをより削減する効果が見込まれる。
In the case of bidirectional modeling, the use of the
プレコート液として使用される、硬化液110Bでない液は、水であってもよい。
The liquid that is not the
プレコート液を水にすれば、安価であり、かつ、入手が容易である。 If the precoat solution is made into water, it is inexpensive and easily available.
プレコート液は水であっても構わない。ここで、水とは、物性の調整等のために、水に若干の添加物が添加されたものを含む。添加物は、例えば、表面張力を調整するための界面活性剤、水の腐食防止のための防腐剤等である。添加量は、例えば、0.1〜3wt%程度である。 The precoat liquid may be water. Here, water includes water in which some additives are added to adjust the physical properties. The additive is, for example, a surfactant for adjusting the surface tension, a preservative for preventing corrosion of water, and the like. The amount added is, for example, about 0.1 to 3 wt%.
以上のように、造形位置に最初に吐出する第1の吐出ヘッドの吐出条件が、造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの吐出条件よりも、造形テーブル40に載せられる材料粉末100を飛散させにくい吐出条件に設定されていれば、吐出ヘッドへの材料粉末100の付着が抑えられ、かつ、第2の吐出ヘッド以降の吐出ヘッドの吐出条件の自由度が上がる。
As described above, the discharge condition of the first discharge head that discharges first to the modeling position causes the
また、第1の吐出ヘッドを、主走査方向Y1に沿って、第2の吐出ヘッドよりも前方に保持することで、第1の吐出ヘッドと第2の吐出ヘッドの間の走査順と吐出順を容易に一致させることができる。さらにその場合、吐出ヘッドは、主走査方向Y1に沿って一列に保持されてもよい。このような配置を採用することで、吐出ヘッドの走査順と吐出順とを、容易に一致させることができる。このような一列配置は、吐出ヘッドをコンパクトに配置するのにも役立つ。 Further, the first ejection head is held in front of the second ejection head along the main scanning direction Y1, so that the scanning order and ejection order between the first ejection head and the second ejection head are increased. Can be easily matched. Further, in that case, the ejection heads may be held in a line along the main scanning direction Y1. By adopting such an arrangement, it is possible to easily match the scanning order of the ejection heads with the ejection order. Such a one-row arrangement is also useful for arranging the discharge heads in a compact manner.
移動機構52が、吐出ヘッドを主走査方向Y1に動かす主走査部52yの他に、副走査方向X1に動かす副走査部52xも備えている場合には、第1の吐出ヘッドは、第2の吐出ヘッドよりも副走査方向X1に沿って前方に保持されていてもよい。このような吐出ヘッドの配置を取ることにより、第1の吐出ヘッドと第2の吐出ヘッドの間の走査順と吐出順を容易に一致させることができる。さらに、この実施形態によれば、プレコートされた液が材料粉末100に染み込む時間が取れ、より確実に材料粉末100の飛散を抑制することができる。
When the moving
第1の吐出ヘッドの単位時間当たりの吐出量は、第2の吐出ヘッドの単位時間当たりの吐出量の20%以上90%未満であれば好ましく、また、第1の吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量は、第2の吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量の20%以上90%未満であれば好ましい。プレコート液110Pは、硬化液110Bでも、硬化液110Bでない液であってもよい。プレコート液110Pは水であってもよい。
The discharge amount per unit time of the first discharge head is preferably 20% or more and less than 90% of the discharge amount per unit time of the second discharge head, and moreover, per unit area of the first discharge head. The discharge amount is preferably 20% or more and less than 90% of the discharge amount per unit area of the second discharge head. The precoat liquid 110P may be a
以上に説明した三次元造形装置は、以下の三次元造形物の製造方法に基づいている。即ち、本三次元造形物の製造方法は、硬化液を吐出する吐出ヘッドを少なくとも含む複数の吐出ヘッドを、材料粉末が載せられた造形テーブルに対して動かしながら、前記複数の吐出ヘッドに前記材料粉末に対して液体を吐出させる三次元造形物の製造方法であって、造形テーブル上に予め定められた造形位置に最初に吐出する吐出ヘッドの吐出条件が、前記造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの吐出条件よりも、材料粉末を飛散させにくい吐出条件に設定されていることを特徴とする、三次元造形物の製造方法である。 The three-dimensional modeling apparatus described above is based on the following three-dimensional model manufacturing method. That is, in the manufacturing method of the three-dimensional structure, the material is placed on the plurality of discharge heads while moving a plurality of discharge heads including at least a discharge head for discharging a curable liquid with respect to a modeling table on which material powder is placed. A method for manufacturing a three-dimensional structure in which liquid is discharged onto powder, and the discharge condition of a discharge head that discharges first to a predetermined modeling position on the modeling table is second to the modeling position It is a manufacturing method of a three-dimensional structure characterized by being set to discharge conditions in which material powder is less likely to be scattered than the discharge conditions of the discharge head.
上記の三次元造形物の製造方法においては、造形位置に最初に吐出する吐出ヘッドの単位時間当たりの吐出量を、造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの単位時間当たりの吐出量の20%以上90%未満に設定してもよい。 In the method for manufacturing a three-dimensional structure, the discharge amount per unit time of the discharge head that discharges first to the modeling position is 20% of the discharge amount per unit time of the discharge head that discharges second to the modeling position. It may be set to less than 90%.
上記の三次元造形物の製造方法においては、造形位置に最初に吐出する吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量を、造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの単位面積当たりの吐出量の20%以上90%未満に設定してもよい。 In the above three-dimensional structure manufacturing method, the discharge amount per unit area of the discharge head that discharges first to the modeling position is 20% of the discharge amount per unit area of the discharge head that discharges second to the modeling position. It may be set to less than 90%.
この三次元造形物の製造方法によれば、最初に吐出する吐出ヘッドが、その造形位置の材料粉末を濡らし、材料粉末を飛散させにくい状態にする。それにより、二番目以降に吐出する吐出ヘッドの吐出時には材料粉末の飛散が抑制され、材料粉末の吐出ヘッドへの付着を抑えることができる。また、二番目以降の吐出ヘッドの吐出時には、材料粉末の飛散に配慮する必要が少なく、生産性に影響を与えにくい。最初の吐出ヘッドの吐出条件は材料粉末を飛散させにくい吐出条件に設定されているので、最初の吐出ヘッドへの材料粉末の付着も抑えられる。 According to this method of manufacturing a three-dimensional structure, the discharge head that discharges first wets the material powder at the modeling position, making it difficult for the material powder to scatter. Thereby, scattering of the material powder is suppressed at the time of discharge of the discharge head that discharges the second or later, and adhesion of the material powder to the discharge head can be suppressed. In addition, when discharging from the second and subsequent discharge heads, there is little need to consider the scattering of the material powder, and the productivity is hardly affected. Since the discharge conditions of the first discharge head are set to the discharge conditions that make it difficult for the material powder to scatter, adhesion of the material powder to the first discharge head can also be suppressed.
本三次元造形物の製造方法は、ここに開示した三次元造形装置以外にも適用可能である。この方法においては、吐出ヘッドが液を吐出する時間的順序が問題であるので、必ずしも吐出ヘッドの配置が走査方向に沿って吐出順になっていることを要しない。例えば、プレコートを実施する吐出ヘッドの位置は任意であって、先に造形領域全域にプレコートを実施する方法等も可能である。 This manufacturing method of a three-dimensional structure is applicable to other than the three-dimensional structure forming apparatus disclosed herein. In this method, since the temporal order in which the ejection heads eject the liquid is a problem, it is not always necessary that the ejection heads be arranged in the ejection order along the scanning direction. For example, the position of the ejection head for performing the pre-coating is arbitrary, and a method of performing the pre-coating on the entire modeling area first is also possible.
以上、吐出ヘッドへの材料粉末の付着を抑制する三次元造形装置の実施の形態について説明した。当然ながら、ここに開示される三次元造形装置は、上記に説明された形態だけに限られるものではない。 The embodiment of the three-dimensional modeling apparatus that suppresses the adhesion of the material powder to the discharge head has been described above. Of course, the three-dimensional modeling apparatus disclosed here is not limited to the form described above.
10 三次元造形装置
20a〜20f 吐出ヘッド
30a〜30f タンク
40 造形テーブル
42 造形槽
44 第1昇降機構
46 材料槽
48 第2昇降機構
50 ローラー
52 移動機構
52a 保持部
70 移動制御部
72 吐出制御部
100 材料粉末
110B 硬化液
200 被造形物
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記材料粉末を硬化させる硬化液を吐出する吐出ヘッドを少なくとも含む複数の吐出ヘッドと、
前記複数の吐出ヘッドを保持した保持部を備え、前記造形テーブルに対して前記保持部に保持された前記複数の吐出ヘッドを動かす移動機構と、
前記造形テーブル上に予め定められた造形位置に、前記複数の吐出ヘッドのうち予め定められた吐出ヘッドを順に送るように前記移動機構を制御する移動制御部と、
前記造形位置に順に送られる吐出ヘッドのうち、前記造形位置に最初に吐出する第1の吐出ヘッドの吐出条件を、前記造形位置に二番目に吐出する第2の吐出ヘッドの吐出条件よりも、前記造形テーブルに載せられる前記材料粉末を飛散させにくい吐出条件に設定する吐出制御部と、
を備えた、
三次元造形装置。 A modeling table on which material powder is placed,
A plurality of discharge heads including at least a discharge head for discharging a curable liquid for curing the material powder;
A holding mechanism that holds the plurality of discharge heads, and a moving mechanism that moves the plurality of discharge heads held by the holding unit with respect to the modeling table;
A movement control unit that controls the movement mechanism so as to sequentially send a predetermined ejection head among the plurality of ejection heads to a predetermined modeling position on the modeling table;
Among the discharge heads that are sequentially sent to the modeling position, the discharge condition of the first discharge head that discharges first to the modeling position is higher than the discharge condition of the second discharge head that discharges second to the modeling position. A discharge control unit for setting the discharge conditions such that the material powder placed on the modeling table is less likely to be scattered,
With
3D modeling equipment.
前記第1の吐出ヘッドは、前記主走査方向に沿って、前記第2の吐出ヘッドよりも前方に保持された、
請求項1に記載の三次元造形装置。 The moving mechanism includes a main scanning unit that moves the plurality of ejection heads along a predetermined main scanning direction with respect to the modeling table,
The first ejection head is held in front of the second ejection head along the main scanning direction.
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1.
請求項2に記載の三次元造形装置。 The plurality of ejection heads are held in a line along the main scanning direction.
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 2.
前記第1の吐出ヘッドは、前記第2の吐出ヘッドよりも前記副走査方向の前方に保持された、
請求項1に記載の三次元造形装置。 The moving mechanism includes a main scanning unit that moves the plurality of ejection heads along a predetermined main scanning direction with respect to the modeling table, and the plurality of ejections along a sub-scanning direction that intersects the main scanning direction. A sub-scanning unit for moving the head,
The first ejection head is held in front of the second ejection head in the sub-scanning direction;
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1.
請求項1〜4のいずれか一つに記載の三次元造形装置。 The plurality of ejection heads include an ejection head that ejects the curable liquid among ejection heads other than the first ejection head.
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 4.
請求項1〜5のいずれか一つに記載の三次元造形装置。 The discharge control unit sets a discharge amount per unit time that the first discharge head discharges to the modeling position smaller than a discharge amount per unit time that the second discharge head discharges to the modeling position. To
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 5.
請求項6に記載の三次元造形装置。 The discharge control unit is configured such that a discharge amount per unit time that the first discharge head discharges to the modeling position is 20% or more of a discharge amount per unit time that the second discharge head discharges to the modeling position. Set to less than 90%,
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 6.
請求項1〜5のいずれか一つに記載の三次元造形装置。 The discharge control unit sets a discharge amount per unit area that the first discharge head discharges to the modeling position smaller than a discharge amount per unit area that the second discharge head discharges to the modeling position. To
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 5.
請求項8に記載の三次元造形装置。 The discharge control unit is configured such that a discharge amount per unit area discharged from the first discharge head to the modeling position is 20% or more of a discharge amount per unit area discharged from the second discharge head to the modeling position. Set to less than 90%,
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 8.
請求項1〜9のいずれか一つに記載の三次元造形装置。 The first discharge head discharges either the curable liquid or a liquid that is not the curable liquid.
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 9.
請求項10に記載の三次元造形装置。 The liquid that is not the curable liquid is water.
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 10.
前記複数の吐出ヘッドを動かしながら、前記複数の吐出ヘッドに、前記材料粉末に対して液体を吐出させる、三次元造形物の製造方法であって、
前記造形テーブル上に予め定められた造形位置に最初に吐出する吐出ヘッドの吐出条件が、前記造形位置に二番目に吐出する吐出ヘッドの吐出条件よりも、前記造形テーブルに載せられた前記材料粉末を飛散させにくい吐出条件に設定されている、ことを特徴とする、
三次元造形物の製造方法。 Moving a plurality of discharge heads including at least a discharge head for discharging a curable liquid for curing the material powder with respect to the modeling table on which the material powder is placed;
A method of manufacturing a three-dimensional structure, wherein the plurality of ejection heads eject liquid to the material powder while moving the plurality of ejection heads,
The material powder placed on the modeling table has a discharge condition of a discharge head that first discharges to a predetermined modeling position on the modeling table, rather than a discharge condition of a discharge head that discharges second to the modeling position. It is set to discharge conditions that make it difficult to scatter,
A manufacturing method of a three-dimensional structure.
請求項12に記載の三次元造形物の製造方法。 The discharge amount per unit time of the discharge head that discharges first to the modeling position is set to 20% or more and less than 90% of the discharge amount per unit time of the discharge head that discharges second to the modeling position.
The manufacturing method of the three-dimensional structure according to claim 12.
請求項12に記載の三次元造形物の製造方法。 The discharge amount per unit area of the discharge head that discharges first to the modeling position is set to 20% or more and less than 90% of the discharge amount per unit area of the discharge head that discharges second to the modeling position.
The manufacturing method of the three-dimensional structure according to claim 12.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016161801A JP2018030239A (en) | 2016-08-22 | 2016-08-22 | Three-dimensional shaping device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016161801A JP2018030239A (en) | 2016-08-22 | 2016-08-22 | Three-dimensional shaping device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018030239A true JP2018030239A (en) | 2018-03-01 |
Family
ID=61304326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016161801A Withdrawn JP2018030239A (en) | 2016-08-22 | 2016-08-22 | Three-dimensional shaping device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018030239A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021160264A (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 株式会社リコー | Modeling apparatus and modeling method |
JP2021178471A (en) * | 2020-05-14 | 2021-11-18 | ローランドディー.ジー.株式会社 | Three-dimensional molding apparatus |
US12076922B2 (en) | 2021-10-06 | 2024-09-03 | Roland Dg Corporation | Three-dimensional printing device |
-
2016
- 2016-08-22 JP JP2016161801A patent/JP2018030239A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021160264A (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 株式会社リコー | Modeling apparatus and modeling method |
JP7468078B2 (en) | 2020-03-31 | 2024-04-16 | 株式会社リコー | Molding apparatus and molding method |
JP2021178471A (en) * | 2020-05-14 | 2021-11-18 | ローランドディー.ジー.株式会社 | Three-dimensional molding apparatus |
JP7241049B2 (en) | 2020-05-14 | 2023-03-16 | ローランドディー.ジー.株式会社 | 3D printer |
US12076922B2 (en) | 2021-10-06 | 2024-09-03 | Roland Dg Corporation | Three-dimensional printing device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6434727B2 (en) | Three-dimensional object forming method and three-dimensional object forming apparatus | |
CN106182761B (en) | The Method of printing of 3D printer | |
JP6651584B2 (en) | Modeling apparatus and modeling method | |
JP6444077B2 (en) | Three-dimensional structure forming apparatus and forming method | |
JP6454035B2 (en) | Method and apparatus for printing three-dimensional (3D) objects | |
JP7130126B2 (en) | Three-dimensional printing method and three-dimensional printing system | |
JP6378932B2 (en) | Three-dimensional structure forming apparatus and forming method | |
JP2017013351A (en) | Molding apparatus and molding method | |
JP2018030239A (en) | Three-dimensional shaping device | |
JP6720530B2 (en) | Three-dimensional modeling apparatus, information processing apparatus, output material production method, and three-dimensional image production method | |
JP2018118501A (en) | Apparatus for creating three-dimensional object, method for creating three-dimensional object, and three-dimensional object | |
JP2018144290A (en) | Method for molding three-dimensional object and three-dimensional printer | |
JP2018024216A (en) | Molding method and molding apparatus for three-dimensional object and program for molding apparatus for three-dimensional object | |
JP6800669B2 (en) | Modeling equipment and modeling method | |
JP2018030332A (en) | Molding apparatus and molding method | |
JP6533493B2 (en) | Forming apparatus and forming method | |
US10421235B2 (en) | Three-dimensional object, method for producing three-dimensional object, and three-dimensional object production apparatus | |
CN110869192B (en) | Device and method for manufacturing three-dimensional object and three-dimensional printer | |
JP2017170875A (en) | Device for molding solid molded object, program and method for molding solid molded object | |
JP2016168750A (en) | Three-dimensional molding apparatus, production method, and computer program | |
WO2017002926A1 (en) | Molding device and molding method | |
JP2013119244A (en) | Method for printing stereoscopic pattern by digital control system uv ink jet | |
US20180250885A1 (en) | Three-dimensional building apparatus and three-dimensional building method | |
JP6612404B2 (en) | Three-dimensional structure forming apparatus and forming method | |
JP6991078B2 (en) | Three-dimensional modeling method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190730 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20200608 |