JP2019043069A - Lamination molding apparatus and lamination molding method - Google Patents

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Abstract

To provide a lamination molding apparatus that enables shaping that is less likely to cause warpage deformation by efficiently cooling a three-dimensional structure molded by laminating a hardened layer.SOLUTION: A lamination molding apparatus of a present invention comprises molding means having a molding surface for molding a three-dimensional structure by laminating a hardened layer, supplying means for supplying a predetermined material to the molding surface, curing means for curing a predetermined region of the supplied material to form the hardened layer, and temperature control means provided to the material so as to be insertable into and removable along the molding surface and controlling a temperature of the hardened layer by being inserted to the material.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、層を積層して3次元造形物を造形する積層造形技術に関する。   The present invention relates to an additive manufacturing technique of laminating layers to form a three-dimensional object.

3次元CAD(Computer Aided Design)データを層分割し、分割した層ごとに層の上に層を積むようにして材料を付加して3次元の造形物を製造する方法は、国際規格でAdditive Manufacturingと定義されている。1980年代に発明されたこの製造方法は、一般的には3Dプリンタ(スリー ディー プリンタ)と呼ばれる。3Dプリンタは、3次元CADデータがあれば、金型を使わずに複雑な形状を容易に製造できることから、近年、新たなものづくり手法として注目されている。   Three-dimensional CAD (Computer Aided Design) data is divided into layers, and the method of adding materials by layering layers on divided layers and adding materials to produce three-dimensional shaped objects is defined as Additive Manufacturing in the international standard. It is done. This manufacturing method invented in the 1980's is generally called a 3D printer (3D printer). The 3D printer has been attracting attention as a new manufacturing method in recent years because it can easily manufacture complicated shapes without using a mold if it has 3D CAD data.

3Dプリンタでは、切削による除去的な加工や、型に材料を流し込んで固める成形加工とは異なり、メッシュ形状やポーラス形状をはじめとする、かつては製造が難しかった形状を容易に正確に製造できる。更には、複数の種類の材料を造形物内に自由に配置した構造を可能とすることも期待されている。複数の材料を用いた構造により、それぞれの材料の特性を活かした新たな機能を付与した造形物が実現できるからである。   In the 3D printer, unlike the reductive processing by cutting and the molding processing in which the material is poured into a mold and solidified, it is possible to easily and accurately manufacture a shape that was once difficult to manufacture, including a mesh shape and a porous shape. Furthermore, it is also expected to enable a structure in which a plurality of types of materials are freely arranged in a shaped object. This is because the structure using a plurality of materials can realize a three-dimensional object having a new function utilizing the characteristics of the respective materials.

粉末材料を硬化し積層して3次元造形物を形成する「粉末焼結積層法」では、造形ステージに粉末材料を敷き詰め、敷き詰められた粉末材料の所定の箇所をレーザ照射することで焼結または溶融硬化する。これを繰り返して硬化層を積層することで造形物を形成する。この工法に使用される粉末材料は、樹脂粉末だけではなく金属粉末の使用も可能である。そのため、粉末焼結積層法は、特に金属の造形において主要な造形工法の一つとなっている。   In the “powder sinter lamination method” in which powder materials are cured and laminated to form a three-dimensional object, the powder stage is spread on the formation stage, and laser irradiation is performed on a predetermined portion of the spread powder material or It melts and hardens. This is repeated to form a shaped object by laminating the cured layer. Not only resin powder but also metal powder can be used as the powder material used in this method. Therefore, the powder sinter lamination method has become one of the main forming methods in metal forming.

金属粉末による造形の際には、溶融温度が高いことから、造形中の造形物や粉末材料の内部の温度分布が大きくなる。これにより、造形物には熱応力による反り変形が発生し、造形物の寸法精度が劣化する。また、造形条件や造形物の形状によっては、熱応力により亀裂が発生して造形不良となる。   At the time of shaping by metal powder, since the melting temperature is high, the temperature distribution inside the shaped article or powder material during shaping becomes large. As a result, warpage occurs due to thermal stress in the shaped article, and the dimensional accuracy of the shaped article is degraded. In addition, depending on the forming conditions and the shape of the formed object, the thermal stress causes a crack to result in forming failure.

これらの問題に対して、特許文献1には、造形物を支持して造形ステージに熱を逃がす造形プレートを用いることで、熱応力を低減する方法が開示されている。特許文献1の方法によれば、造形プレートに熱処理を施して収縮応力による反り変形を発生させ、その造形プレートの反り変形を積極的に利用して造形プレートを造形ステージ上に固定する。このため、造形完了後の造形物においては応力が残留しにくいものとなっている。すなわち、造形プレートの固定を解除した際に発生するプレート反り変形は減じられるとしている。   With respect to these problems, Patent Document 1 discloses a method of reducing thermal stress by using a shaping plate that supports a shaped object and releases heat to a shaping stage. According to the method of Patent Document 1, heat treatment is performed on the shaping plate to generate warpage deformation due to shrinkage stress, and the shaping plate is fixed on the shaping stage by actively utilizing the warpage deformation of the shaping plate. For this reason, it is difficult for stress to remain in a shaped object after completion of shaping. That is, it is supposed that the plate warpage deformation which occurs when the fixing of the shaping plate is released is reduced.

また、特許文献2には、粉末材料の薄層の表面の温度が全造形領域にわたって均一になるようにする粉末焼結積層造形装置が開示されている。特許文献2によれば、粉末材料の薄層の焼結時に、粉末材料の薄層全体の焼結をより均一に行うことができるので、造形領域の境界付近で焼結した焼結薄層の部分と中央部で焼結した焼結薄層の部分とを比較しても熱応力の差は小さい。これにより造形された造形物の反り変形を抑制し、精度の高い造形ができるとしている。   Further, Patent Document 2 discloses a powder sinter layered manufacturing apparatus that makes the temperature of the surface of a thin layer of powder material uniform over the entire modeling region. According to Patent Document 2, since the entire thin layer of the powder material can be sintered more uniformly when the thin layer of the powder material is sintered, the sintered thin layer sintered near the boundary of the shaping region The difference in thermal stress is small even when the portion and the portion of the sintered thin layer sintered in the central portion are compared. The warp deformation of the shaped object formed by this is suppressed, and accurate formation can be performed.

特開2012−224906号公報JP, 2012-224906, A 特開2008−37024号公報JP, 2008-37024, A

しかしながら、特許文献1、2の方法では、造形物の熱は造形ステージのみに放熱される。このため、造形物を形成する硬化層の積層数が増すと、上層ほど硬化層の熱が放熱されにくくなり、造形物内での温度分布が大きくなる。この結果、加工後の熱収縮により造形物に反り変形が生じて加工精度が低下するという、解決すべき課題が生じている。   However, in the methods of Patent Literatures 1 and 2, the heat of the shaped object is dissipated only to the shaping stage. For this reason, when the number of laminations of the hardened layer which forms a modeling thing increases, the heat of a hardening layer becomes difficult to be radiated to the upper layer, and temperature distribution in a modeling thing becomes large. As a result, there is a problem to be solved, such as warping and deformation of a shaped object due to heat shrinkage after processing, to reduce processing accuracy.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、硬化層を積層して形成される3次元造形物を効率よく冷却することで、反り変形の生じにくい造形を可能とする積層造形装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to efficiently cool a three-dimensional object formed by laminating a cured layer, thereby enabling formation which is less likely to cause warpage deformation. To provide an additive manufacturing apparatus.

本発明の積層造形装置は、硬化層を積層して3次元造形物を造形する造形面を有する造形手段と、前記造形面に所定の材料を供給する供給手段と、供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とする硬化手段と、前記材料に前記造形面に沿って挿抜自在に設けられ、前記材料に挿入することで前記硬化層の温度を制御する温度制御手段と、を有する。   The layered manufacturing apparatus of the present invention comprises a forming unit having a forming surface for forming a three-dimensional structure by laminating a hardened layer, a supplying unit for supplying a predetermined material to the forming surface, and a predetermined one of the supplied materials. A curing means for curing the region as the hardened layer, and a temperature control means provided on the material so as to be insertable into and removable from the material and controlling the temperature of the hardened layer by inserting the material into the material. Have.

本発明の積層造形方法は、硬化層を積層して3次元造形物を造形する造形面に所定の材料を供給し、供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とし、前記材料に前記造形面に沿って挿抜自在に設けられた温度制御手段を、前記材料に挿入することで前記硬化層の温度を制御する。   According to the lamination molding method of the present invention, a predetermined material is supplied to a forming surface on which a hardened layer is laminated to form a three-dimensional object, and a predetermined region of the supplied material is hardened to form the hardened layer, The temperature control means provided so as to be insertable into and removable from the material along the shaped surface is inserted into the material to control the temperature of the hardened layer.

本発明によれば、硬化層を積層して形成される3次元造形物を効率よく冷却することで、反り変形の生じにくい造形を可能とする積層造形装置を提供することができる。   According to the present invention, by efficiently cooling a three-dimensional structure formed by laminating a cured layer, it is possible to provide a layered manufacturing apparatus that enables modeling with less occurrence of warpage.

本発明の第1の実施形態の積層造形装置の構成を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure of the lamination-modeling apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の積層造形装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the lamination-modeling apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の積層造形装置の温度制御ロッドの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the temperature control rod of the lamination-modeling apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の積層造形装置の温度制御ロッドの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the temperature control rod of the lamination-modeling apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の積層造形装置の温度制御ロッドの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the temperature control rod of the lamination-modeling apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の積層造形装置の温度制御ロッドの送り機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the feed mechanism of the temperature control rod of the lamination-modeling apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の積層造形装置の温度制御ロッドの別の送り機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of another sending mechanism of the temperature control rod of the lamination-modeling apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の積層造形装置による造形方法を説明するための図である。(造形の初期段階)It is a figure for demonstrating the modeling method by the lamination-modeling apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. (Early stage of modeling) 本発明の第2の実施形態の積層造形装置による造形方法を説明するための図である。(温度制御ロッドを材料層に挿入する段階:挿入前)It is a figure for demonstrating the modeling method by the lamination-modeling apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. (Step of inserting the temperature control rod into the material layer: before insertion) 本発明の第2の実施形態の積層造形装置による造形方法を説明するための図である。(温度制御ロッドを材料層に挿入する段階:挿入後)It is a figure for demonstrating the modeling method by the lamination-modeling apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. (Step of inserting the temperature control rod into the material layer: after insertion) 本発明の第2の実施形態の積層造形装置による造形方法を説明するための図である。(造形の終了段階)It is a figure for demonstrating the modeling method by the lamination-modeling apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. (End stage of modeling)

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の積層造形装置の構成を示す図である。本実施形態の積層造形装置1は、硬化層を積層して3次元造形物を造形する造形面11aを有する造形手段11と、前記造形面11aに所定の材料を供給する供給手段12と、供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とする硬化手段13とを有する。さらに、前記材料に前記造形面11aに沿って挿抜自在に設けられ、前記材料に挿入することで前記硬化層の温度を制御する温度制御手段14を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the embodiments described below are technically preferable limitations for carrying out the present invention, but the scope of the invention is not limited to the following.
First Embodiment
FIG. 1 is a view showing the configuration of the layered manufacturing apparatus of the first embodiment of the present invention. The layered modeling apparatus 1 of the present embodiment includes a modeling unit 11 having a modeling surface 11 a that stacks a hardened layer to model a three-dimensional model, a supplying unit 12 that supplies a predetermined material to the modeling surface 11 a, and supply. And curing means 13 for curing predetermined regions of the material to form the cured layer. Furthermore, it has a temperature control means 14 provided so as to be insertable into and removable from the material along the modeling surface 11 a and controlling the temperature of the hardened layer by inserting into the material.

積層造形装置1によれば、3次元造形物の熱は、造形物が接する造形面11aを介して造形手段11に放熱されるだけでなく、造形物の表面から温度制御手段14にも放熱される。これにより、造形物を形成する硬化層の積層数が増した場合でも、上層の熱は造形物の表面から温度制御手段14にも放熱されるため、造形物の熱は効率よく放熱され、造形物内の温度分布を小さくすることができる。この結果、3次元造形物の熱による反り変形が抑制される。   According to the layered modeling apparatus 1, the heat of the three-dimensional model is not only dissipated to the modeling means 11 via the modeling surface 11a in contact with the model, but is also dissipated to the temperature control means 14 from the surface of the model Ru. Thereby, even when the number of laminated layers of the hardened layer forming the shaped object is increased, the heat of the upper layer is also dissipated to the temperature control means 14 from the surface of the shaped object, so the heat of the shaped object is dissipated efficiently. The temperature distribution in the object can be reduced. As a result, warpage of the three-dimensional structure due to heat is suppressed.

以上のように本実施形態によれば、硬化層を積層して形成される3次元造形物を効率よく冷却することで、反り変形の生じにくい造形を可能とする積層造形装置を提供することができる。
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態の積層造形装置の構成を示す図である。本実施形態の積層造形装置100は、造形ステージ103と、材料チャンバ106と、供給筒116と、材料硬化部104と、スキージ105と、制御部114とを有する。さらに、可動壁107と、温度制御ロッド108と、温度制御ロッドガイド109と、送り機構110と、送り機構制御部111と、温度制御部112と、昇降動作制御部113とを有する。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a layered manufacturing apparatus that enables modeling that is less likely to cause warpage deformation by efficiently cooling a three-dimensional structure formed by laminating a hardened layer. it can.
Second Embodiment
FIG. 2 is a view showing the configuration of the layered manufacturing apparatus of the second embodiment of the present invention. The laminate molding apparatus 100 of the present embodiment has a molding stage 103, a material chamber 106, a supply cylinder 116, a material hardening unit 104, a squeegee 105, and a control unit 114. Furthermore, the movable wall 107, the temperature control rod 108, the temperature control rod guide 109, the feed mechanism 110, the feed mechanism control unit 111, the temperature control unit 112, and the elevating operation control unit 113 are included.

造形ステージ103は、供給筒116から供給された材料101を積層して3次元造形物102を造形する造形エリア117(造形面)を備えている。さらに、造形ステージ103は油圧や空圧による昇降機構を有し、材料101の積層に合わせて造形エリア117を昇降することができる。造形エリア117には、供給筒116により所定の材料101が供給され、供給された材料101がスキージ105により平坦化された材料層となる。さらに、平坦化された材料101の所定の領域が材料硬化部104により硬化され硬化層となる。この硬化層が積層されて3次元造形物102が形成される。   The modeling stage 103 includes a modeling area 117 (modeling surface) in which the material 101 supplied from the supply tube 116 is stacked to model the three-dimensional model 102. Furthermore, the modeling stage 103 has an elevation mechanism by hydraulic pressure or pneumatic pressure, and can raise and lower the modeling area 117 in accordance with the lamination of the material 101. The predetermined material 101 is supplied to the shaping area 117 by the supply cylinder 116, and the supplied material 101 becomes a material layer flattened by the squeegee 105. Further, a predetermined area of the planarized material 101 is hardened by the material hardening portion 104 to be a hardened layer. The hardened layer is laminated to form a three-dimensional structure 102.

造形ステージ103はまた、造形エリア117の材料層や硬化層の温度調節を行うことのできる、冷却機構や加熱機構を備えることができる。冷却機構としては、例えば、造形ステージ103内に水などの冷媒を流す流路を設けることができる。加熱機構としては、例えば、造形ステージ103内にヒータを設けることができる。   The modeling stage 103 can also be equipped with a cooling mechanism and a heating mechanism that can adjust the temperature of the material layer and the hardened layer of the modeling area 117. As the cooling mechanism, for example, a flow path through which a refrigerant such as water flows can be provided in the modeling stage 103. As a heating mechanism, for example, a heater can be provided in the modeling stage 103.

材料チャンバ106は、材料を保管する。また、供給筒116は、材料チャンバ106に保管された材料を、造形ステージ103の造形エリア117の所定の位置に所定の量を供給する。ここで所定の量とは、造形エリア117に材料101を所定の厚さの材料層として敷き詰めるために必要な量である。   Material chamber 106 stores the material. Further, the supply cylinder 116 supplies a predetermined amount of the material stored in the material chamber 106 to a predetermined position of the shaping area 117 of the shaping stage 103. Here, the predetermined amount is an amount necessary to spread the material 101 in the shaping area 117 as a material layer of a predetermined thickness.

材料101は粉体(粉末材料)とすることができ、粉体の形状は球形とすることができる。球形状の生成方法としてはアトマイズ法を用いることができるが、これには限定されない。粉体の粒径は10μm〜100μmとすることができ、平均粒径は20μm〜50μmとすることができるが、これには限定されない。粉体の形状は、また、鱗片状の平板形状(円板形状)とすることができる。平板形状は、アトマイズ法等で製造した球形の粉体を、さらにスタンピング等の方法で鱗片状に平板化することで得られるが、これには限定されない。さらに、紛体の形状は球形や平板には限定されず、任意の多面体や楕円体などでもよい。   The material 101 can be a powder (powder material), and the shape of the powder can be spherical. An atomizing method can be used as a method of generating a spherical shape, but is not limited thereto. The particle size of the powder can be 10 μm to 100 μm, and the average particle size can be 20 μm to 50 μm, but is not limited thereto. The shape of the powder can also be in the form of a scaly flat plate (disc shape). The flat plate shape can be obtained by further flattening the spherical powder produced by the atomizing method or the like into a scaly shape by a method such as stamping, but is not limited thereto. Furthermore, the shape of the powder is not limited to a sphere or a flat plate, and may be any polyhedron or ellipsoid.

材料101の材質は、プラスチック材料とすることができ、例えば、ナイロン、ポリ乳酸、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトンとすることができる。また、これらの材料にガラスやカーボン等を所定量添加していても良い。また、金属材料とすることもでき、例えば、銅、ステンレス、アルミ、チタンとすることができる。また、セラミックやカーボンとすることもできる。   The material of the material 101 can be a plastic material, and can be, for example, nylon, polylactic acid, polyethylene, polystyrene, or polyetheretherketone. Further, a predetermined amount of glass, carbon or the like may be added to these materials. Moreover, it can also be made into a metal material, for example, can be made into copper, stainless steel, aluminum, and titanium. It can also be ceramic or carbon.

スキージ105は、造形エリア117に供給された材料101を、造形エリア117に平坦に引き延ばして均一の厚さに敷き詰めた材料層とする。スキージ105は、平スキージ、角スキージ、剣スキージ等、目的に合わせた形状とすることができる。また、スキージ105をローラとし、ローラを転がすことによって材料101を平坦化し均一な厚さに敷き詰めても良い。スキージ105の材質は、ゴム、プラスチック、金属等から、目的に合わせて選択することができる。   The squeegee 105 is a material layer in which the material 101 supplied to the shaping area 117 is drawn flat in the shaping area 117 and spread in a uniform thickness. The squeegee 105 can be shaped according to the purpose, such as a flat squeegee, a square squeegee, and a sword squeegee. Alternatively, the squeegee 105 may be a roller, and the material 101 may be flattened by rolling the roller and spread in a uniform thickness. The material of the squeegee 105 can be selected from rubber, plastic, metal or the like according to the purpose.

材料硬化部104は、スキージ105により平坦化され均一な厚さに敷き詰められた材料101の所定の領域、すなわち造形物を形成する領域に、レーザ光を照射することでエネルギー115を供給して加熱し、材料101を焼結または溶融硬化して硬化層を形成する。硬化層の形成方法としては、ASTM(American Society for Testing and Materials)がAdditive Manufacturingの方式として分類している粉末床溶融結合方式(Powder bed fusion)を用いることができる。レーザとしては、Additive Manufacturingで使用されるファイバーレーザ等を用いることができる。   The material curing unit 104 supplies energy 115 by heating with a laser beam to a predetermined area of the material 101 flattened by the squeegee 105 and spread in a uniform thickness, that is, an area where a shaped object is to be formed. And sinter or melt-harden the material 101 to form a hardened layer. As a method of forming a hardened layer, powder bed fusion method classified by ASTM (American Society for Testing and Materials) as a method of Additive Manufacturing can be used. As the laser, a fiber laser or the like used in Additive Manufacturing can be used.

なお、材料101を加熱して焼結または溶融硬化して硬化層を形成する方法は、レーザ照射には限定されない。材料101を加熱して焼結または溶融硬化して硬化層を形成する方法としては、材料101に電子線を照射してエネルギー115を供給してもよい。   Note that the method of heating the material 101 to sinter or melt-harden it to form a hardened layer is not limited to laser irradiation. As a method of heating the material 101 and sintering or melt-hardening it to form a hardened layer, the material 101 may be irradiated with an electron beam to supply energy 115.

温度制御ロッド108は、造形エリア117(造形面)に沿って材料101に挿抜自在に設けられ、材料101に挿入することで材料101及び硬化層の温度を制御する。温度制御ロッド108の外周は、銅やアルミニウムやステンレスなどの熱伝導性の良い金属などの材質とすることができるが、これには限定されない。また、造形時の造形エリア117の温度に耐えられるようにするために、耐熱性及び耐腐食性の観点からステンレスが好ましいが、これには限定されない。   The temperature control rod 108 is detachably provided to the material 101 along the modeling area 117 (modeling surface), and inserted into the material 101 to control the temperature of the material 101 and the hardened layer. The outer periphery of the temperature control rod 108 may be made of a material such as copper or a metal having a good thermal conductivity such as aluminum or stainless steel, but is not limited thereto. Further, stainless steel is preferable from the viewpoint of heat resistance and corrosion resistance in order to withstand the temperature of the molding area 117 at the time of molding, but the invention is not limited thereto.

温度制御ロッド108の形状は、筒状であり、その断面形状は円形、楕円形、4角形などの任意の多角形とすることができる。特に、温度制御ロッド108を造形エリア117の材料101に挿入する際に、温度制御ロッド108を回転させて挿入する場合は、断面形状は円形であることが望ましい。また、温度制御ロッド108の先端部の形状は、材料101に挿入しやすくするために、先端が細くなっている形状、例えば円錐状や角錐状が望ましい。さらに、材料101に挿入しやすくするために、温度制御ロッド108の外周にスクリューもしくはネジのような溝を形成し、回転させながら挿入することもできる。   The shape of the temperature control rod 108 is cylindrical, and its cross-sectional shape can be any polygon such as a circle, an ellipse, or a tetragon. In particular, when the temperature control rod 108 is inserted by rotating the temperature control rod 108 into the material 101 of the shaping area 117, it is desirable that the cross-sectional shape be circular. Further, the shape of the tip of the temperature control rod 108 is preferably a shape having a tapered tip, for example, a conical shape or a pyramid shape, in order to facilitate insertion into the material 101. Furthermore, in order to facilitate insertion into the material 101, a groove such as a screw or a screw may be formed on the outer periphery of the temperature control rod 108 and inserted while being rotated.

図3A〜3Cは、温度制御ロッド108の内部の構成を示す図である。   3A to 3C are diagrams showing an internal configuration of the temperature control rod 108. As shown in FIG.

図3Aは、温度制御ロッド108に加熱用のヒータ121を内蔵した構成を示す。ヒータ121には、カートリッジヒータを用いることができる。また、ヒータの温度を測定する熱電対をヒータ121とともに内蔵することができる。温度制御部112は、熱電対で測定されたヒータの温度に基づいて、ヒータの温度を制御することができる。   FIG. 3A shows a configuration in which the temperature control rod 108 incorporates a heater 121 for heating. For the heater 121, a cartridge heater can be used. In addition, a thermocouple for measuring the temperature of the heater can be incorporated together with the heater 121. The temperature control unit 112 can control the temperature of the heater based on the temperature of the heater measured by the thermocouple.

図3Bは、温度制御ロッド108に冷却用の冷媒を循環させる流路を設けた構成を示す。図3Bに示すように、筒状の温度制御ロッド108の内部に仕切り板122を設け、IN側から入った冷媒が図中の矢印で示す経路をたどることで、OUT側から出る流路を形成することができるが、これには限定されない。筒状の温度制御ロッド108に配管を内蔵し、配管中に冷媒を流すようにしてもよい。冷媒としては、水や油などを使用することができる。また、冷媒の温度を測定する熱電対を冷媒の流路に内蔵することができる。温度制御部112は、熱電対で測定された冷媒の温度に基づいて、冷媒の温度を制御することができる。   FIG. 3B shows a configuration in which a temperature control rod 108 is provided with a flow path for circulating a cooling refrigerant. As shown to FIG. 3B, the partition plate 122 is provided in the inside of the cylindrical temperature control rod 108, and the refrigerant | coolant which entered from IN side follows the path | route shown by the arrow in the figure, and forms the flow path which leaves from OUT side. Although it can do, it is not limited to this. A pipe may be built in the cylindrical temperature control rod 108, and the refrigerant may flow in the pipe. Water, oil or the like can be used as the refrigerant. In addition, a thermocouple for measuring the temperature of the refrigerant can be incorporated in the flow path of the refrigerant. The temperature control unit 112 can control the temperature of the refrigerant based on the temperature of the refrigerant measured by the thermocouple.

図3Cは、温度制御ロッド108に、材料101の温度を測定するための温度センサ123を内蔵した構成を示す。温度センサ123には、熱電対を用いることができる。温度センサ123で測定された材料101の温度を、温度制御部112を介するなどして、後述する制御部114に送ることができる。制御部114は、温度センサ123で測定された材料101の温度に基づいて、材料101に照射するレーザ光の照射パターンや出力や走査速度等の照射条件を調整することができる。   FIG. 3C shows a configuration in which the temperature control rod 108 incorporates a temperature sensor 123 for measuring the temperature of the material 101. A thermocouple may be used for the temperature sensor 123. The temperature of the material 101 measured by the temperature sensor 123 can be sent to a control unit 114 described later via the temperature control unit 112 or the like. Based on the temperature of the material 101 measured by the temperature sensor 123, the control unit 114 can adjust irradiation conditions such as an irradiation pattern, an output, and a scanning speed of a laser beam irradiated to the material 101.

温度センサ123は、図3Cに示すように、温度制御ロッド108の先端部に組み込むことには限定されない。温度センサ123は、温度制御ロッド108の先端部以外の位置に、また一個に限らず複数個を組み込むことができる。   The temperature sensor 123 is not limited to being incorporated in the tip of the temperature control rod 108, as shown in FIG. 3C. The temperature sensor 123 can be incorporated at a position other than the tip end of the temperature control rod 108, and not only one but a plurality.

また、材料101の温度を測定するための温度センサ123と、図3Aに示す加熱用のヒータ121や図3Bに示す冷却用の冷媒を循環させる機構とを、組み合わせて設けることができる。これにより、温度制御部112は、温度センサ123で測定された材料101の温度に基づいて、ヒータ121や冷媒の温度を制御することができる。なお、この場合は、温度センサ123により測定される温度が、ヒータ121や冷媒の温度の影響を受けにくくすることが望ましく、温度センサ123とヒータ121や冷媒との間に隙間を設ける等により断熱層を形成することが望ましい。   In addition, a temperature sensor 123 for measuring the temperature of the material 101, and a heater 121 for heating shown in FIG. 3A and a mechanism for circulating a refrigerant for cooling shown in FIG. 3B can be provided in combination. Thus, the temperature control unit 112 can control the temperatures of the heater 121 and the refrigerant based on the temperature of the material 101 measured by the temperature sensor 123. In this case, it is desirable that the temperature measured by the temperature sensor 123 be less affected by the temperatures of the heater 121 and the refrigerant, and heat insulation is provided by providing a gap between the temperature sensor 123 and the heater 121 or the refrigerant. It is desirable to form a layer.

温度制御ロッドガイド109は、温度制御ロッド108を保持する。温度制御ロッドガイド109は、温度制御ロッド108が一定の向きを保って造形エリア117内に挿入できるようにしている。温度制御ロッドガイド109には、ステンレスなどの金属を用いることができるが、これには限定されない。   The temperature control rod guide 109 holds the temperature control rod 108. The temperature control rod guide 109 allows the temperature control rod 108 to be inserted into the shaping area 117 with a constant orientation. Although a metal such as stainless steel can be used for the temperature control rod guide 109, it is not limited thereto.

温度制御ロッドガイド109は、可動壁107に取り付けられている。温度制御ロッドガイド109は、可動壁107の動きによって、温度制御ロッド108を造形エリア117内に挿入する位置を調整することができる。昇降動作制御部113は、造形ステージ103の動きに連動させて、可動壁107を動かすことができる。造形ステージ103及び可動壁107の動作は、昇降動作制御部113により造形プロセスに合わせて制御される。   The temperature control rod guide 109 is attached to the movable wall 107. The temperature control rod guide 109 can adjust the position at which the temperature control rod 108 is inserted into the shaping area 117 by the movement of the movable wall 107. The elevation operation control unit 113 can move the movable wall 107 in conjunction with the movement of the modeling stage 103. The movement of the modeling stage 103 and the movable wall 107 is controlled by the elevation operation control unit 113 in accordance with the modeling process.

送り機構110は、温度制御ロッド108を挟んで配置されており、それぞれ矢印の方向に回転することで、温度制御ロッド108を造形エリア117内に挿入する。送り機構110のa部の拡大図を図4に示す。図4では、送り機構110は、温度制御ロッド108を造形エリア117内に送り出すための推進力を得るために、歯車を有する。送り機構110の材質は、各種金属材料を使用することができる。特に摩耗等を考慮すると、温度制御ロッド108よりも硬い材料を使用することが望ましい。送り機構110は、送り機構制御部111により動作を制御される。   The feed mechanism 110 is disposed to sandwich the temperature control rod 108, and inserts the temperature control rod 108 into the shaping area 117 by rotating in the direction of the arrow. An enlarged view of a part of the feed mechanism 110 is shown in FIG. In FIG. 4, the feed mechanism 110 has gears in order to obtain a motive force for sending the temperature control rod 108 into the shaping area 117. Various metal materials can be used as the material of the feeding mechanism 110. In particular, in consideration of wear and the like, it is desirable to use a material harder than the temperature control rod 108. The operation of the feed mechanism 110 is controlled by the feed mechanism control unit 111.

図5は、本実施形態の積層造形装置の温度制御ロッド108の別の送り機構の構成を示す図である。温度制御ロッド108の別の送り機構では、回転ベルト119と回転軸120を用いて、温度制御ロッド108を回転させながら造形エリア117内に挿入する。回転ベルト119には、歯付ベルト等を用いることができる。回転軸120は、送り機構制御部111により動作制御される。回転軸120を回転させつつ、温度制御ロッド108の挿入方向に回転軸120を移動させることにより、温度制御ロッド108を造形エリア117に挿入することができる。   FIG. 5 is a view showing the configuration of another feed mechanism of the temperature control rod 108 of the layered manufacturing apparatus of the present embodiment. Another feeding mechanism of the temperature control rod 108 uses the rotating belt 119 and the rotating shaft 120 to insert the temperature control rod 108 into the shaping area 117 while rotating it. A toothed belt or the like can be used as the rotating belt 119. The rotation shaft 120 is operation controlled by the feed mechanism control unit 111. The temperature control rod 108 can be inserted into the shaping area 117 by moving the rotation shaft 120 in the insertion direction of the temperature control rod 108 while rotating the rotation shaft 120.

なお、温度制御ロッド108は複数個配置しても良く、また可動壁107を複数配置することで、異なる方向から複数の温度制御ロッド108を造形エリア117内に挿入するようにすることができる。   A plurality of temperature control rods 108 may be disposed, and by disposing a plurality of movable walls 107, a plurality of temperature control rods 108 can be inserted into the modeling area 117 from different directions.

制御部114は、所定の造形物を造形するために、造形ステージ103や材料チャンバ106や供給筒116や材料硬化部104やスキージ105や送り機構制御部111や温度制御部112や昇降動作制御部113に接続し、これらの動作を制御して連携させる。すなわち、造形ステージ103の昇降の量や温度、材料の供給量や供給位置や供給タイミング、スキージ105の動作、材料硬化部104のレーザ光の照射の出力や位置や時間、温度制御ロッド108の温度や造形エリア117への挿入量やタイミングなどの、造形物の積層造形に関わる制御を行なう。なお、送り機構制御部111や温度制御部112や昇降動作制御部113は、制御部114に組み込まれていてもよい。   The control unit 114 forms the modeling object 103, the material chamber 106, the supply cylinder 116, the material curing unit 104, the squeegee 105, the feeding mechanism control unit 111, the temperature control unit 112, and the elevating control unit It connects to 113 and controls these operations to cooperate. That is, the elevation amount and temperature of the forming stage 103, the supply amount and position of the material, and the supply timing of the material, the operation of the squeegee 105, the output and position and time of the laser beam irradiation of the material curing unit 104, the temperature of the temperature control rod And control of the amount of insertion into the modeling area 117 and timing relating to layered modeling of the modeled object. The feed mechanism control unit 111, the temperature control unit 112, and the elevation operation control unit 113 may be incorporated in the control unit 114.

制御部114は、サーバなどの情報処理装置をプログラムにより動作させて実現することができる。このプログラムによる動作の内で、積層造形に関わる動作は、造形物の3次元CADデータに基づいて設定される。すなわち、制御部114は、3次元CADデータに基づいて3次元造形物の造形を制御することができる。   The control unit 114 can be realized by operating an information processing apparatus such as a server according to a program. Among the operations according to this program, the operation relating to additive manufacturing is set based on three-dimensional CAD data of the object. That is, the control unit 114 can control the formation of the three-dimensional object based on the three-dimensional CAD data.

図6A〜6Dは、本実施形態の積層造形装置100による造形方法を説明するための図である。   6A to 6D are diagrams for explaining the shaping method by the layered shaping apparatus 100 of the present embodiment.

図6Aは、3次元造形物102の造形の初期段階を示している。まず、造形エリア117に粉末の材料101を敷き詰めて材料層とし、当該材料層の所定の箇所にレーザ光を照射して材料101を硬化する。当該材料層の造形が完了すると、再び造形エリア117に材料101を敷き詰めて新たな材料層とし、新たな材料層の所定の箇所にレーザ光を照射して材料101を硬化し、下層の硬化層と一体化する。これを繰り返すことで3次元造形物102を造形して行く。   FIG. 6A shows an initial stage of formation of the three-dimensional structure 102. First, the powder material 101 is spread over the modeling area 117 to form a material layer, and a predetermined portion of the material layer is irradiated with laser light to cure the material 101. When the formation of the material layer is completed, the material 101 is spread again in the formation area 117 to form a new material layer, and a predetermined portion of the new material layer is irradiated with laser light to cure the material 101, and the lower layer is hardened. Integrate with By repeating this, the three-dimensional object 102 is formed.

図6Aの3次元造形物102の造形の初期段階では、温度制御ロッド108は、造形エリア117の外で待機している。このとき、送り機構110は動作せず、可動壁107は、造形ステージ103が材料層を積層するごとに下降しても停止している。   In the initial stage of shaping of the three-dimensional structure 102 in FIG. 6A, the temperature control rod 108 stands by outside the shaping area 117. At this time, the feeding mechanism 110 does not operate, and the movable wall 107 is stopped even if the modeling stage 103 descends every time the material layer is stacked.

図6Bは、積層造形が進み、温度制御ロッド108を材料101に挿入する位置まで、造形ステージ103が下がった状態を示す。温度制御ロッド108を挿入する位置は、予め制御部114に設定しておくことができる。制御部114は、造形ステージ103が所定の位置になると一旦造形を中断し、送り機構制御部111に温度制御ロッド108を挿入する指示を送る。送り機構制御部111は、この指示を受けると、送り機構110を動作させて温度制御ロッド108を挿入する。   FIG. 6B shows a state in which the modeling stage 103 has been lowered to the position where the additive manufacturing proceeds and the temperature control rod 108 is inserted into the material 101. The position where the temperature control rod 108 is inserted can be set in the control unit 114 in advance. When the modeling stage 103 reaches a predetermined position, the control unit 114 temporarily interrupts modeling, and sends an instruction to the feed mechanism control unit 111 to insert the temperature control rod 108. When receiving this instruction, the feed mechanism control unit 111 operates the feed mechanism 110 to insert the temperature control rod 108.

図6Cは、温度制御ロッド108の材料101への挿入が完了した状態を示す。この時、制御部114に、3次元造形物102の配置に合わせて、3次元造形物102に温度制御ロッド108がぶつからないように、温度制御ロッド108の挿入量を予め設定しておくことができる。   FIG. 6C shows that the insertion of the temperature control rod 108 into the material 101 is complete. At this time, according to the arrangement of the three-dimensional object 102, the insertion amount of the temperature control rod 108 may be set in advance so that the temperature control rod 108 does not collide with the three-dimensional object 102. it can.

温度制御ロッド108挿入後は、温度制御ロッド108内に配置した温度センサ123にて材料層内の温度を検知し、次の材料層の造形時に、検知した温度に基づいて、レーザ光の照射パターンや照射条件を変更することができる。これにより、材料層内の温度を均一化することができる。また、検知した温度に基づいて、温度制御ロッド108に組み込んだヒータ121に流す電流を制御することで、材料層内の温度を均一化することができる。また、温度制御ロッド108に冷却機構を組み込んだ場合は、検知した温度に基づいて、材料層の冷却が必要な時は冷媒を循環させ、冷却が不要な時は冷媒の循環を停止させることができる。さらに、検知した温度に基づいて、温度が上がりやすい箇所に温度制御ロッド108を挿入して冷媒を循環させることで、材料層内の温度を均一化することができる。   After the temperature control rod 108 is inserted, the temperature in the material layer is detected by the temperature sensor 123 disposed in the temperature control rod 108, and the irradiation pattern of the laser light is detected based on the detected temperature at the time of forming the next material layer. And irradiation conditions can be changed. Thereby, the temperature in the material layer can be made uniform. Further, by controlling the current supplied to the heater 121 incorporated in the temperature control rod 108 based on the detected temperature, the temperature in the material layer can be made uniform. When the cooling mechanism is incorporated in the temperature control rod 108, the refrigerant may be circulated when the material layer needs to be cooled based on the detected temperature, and may be stopped when the cooling is unnecessary. it can. Furthermore, by inserting the temperature control rod 108 at a position where the temperature tends to rise based on the detected temperature and circulating the refrigerant, the temperature in the material layer can be made uniform.

図6Dは、以上のようにして材料層内の温度を調整しながら造形を進めて、3次元造形物102が完成した状態を示す。造形エリア117内に温度制御ロッド108を挿入した後は、積層に伴う造形ステージ103の昇降に合わせて、可動壁107を昇降させる。これにより、温度制御ロッド108と3次元造形物102の位置関係を一定に保つことができる。   FIG. 6D shows a state in which the three-dimensional structure 102 is completed by advancing the formation while adjusting the temperature in the material layer as described above. After the temperature control rod 108 is inserted into the modeling area 117, the movable wall 107 is lifted and lowered in accordance with the lifting and lowering of the molding stage 103 accompanying the stacking. Thereby, the positional relationship between the temperature control rod 108 and the three-dimensional structure 102 can be kept constant.

造形が完了した後、温度制御ロッド108を造形エリア117から抜去する。なお、造形の途中であっても、温度制御ロッド108が必要なくなった場合、温度制御ロッド108を造形エリア117から抜去することができる。また、抜去した温度制御ロッド108を、抜去した材料層とは別の材料層、例えば、抜去した材料層より後に積層された材料層に挿入することができる。   After shaping is completed, the temperature control rod 108 is removed from the shaping area 117. The temperature control rod 108 can be removed from the modeling area 117 when the temperature control rod 108 is no longer needed even during the modeling. Further, the removed temperature control rod 108 can be inserted into a material layer different from the removed material layer, for example, a material layer laminated after the removed material layer.

本実施形態の積層造形装置100によれば、3次元造形物の熱は、造形物が接する造形エリア117を介して造形ステージ103に放熱されるだけでなく、造形物の表面から温度制御ロッド108にも放熱される。これにより、造形物を形成する硬化層の積層数が増した場合でも、上層の熱は造形物の表面から温度制御ロッド108にも放熱されるため、造形物の熱は効率よく放熱され、造形物内の温度分布を小さくすることができる。その結果、造形物の熱による反り変形が抑制される。   According to the layered manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, the heat of the three-dimensional structure is not only dissipated to the modeling stage 103 via the modeling area 117 in contact with the modeling object, but also the temperature control rod 108 from the surface of the modeling object. It also dissipates heat. Thereby, even when the number of laminated layers of the hardened layer forming the shaped object is increased, the heat of the upper layer is also dissipated from the surface of the shaped object to the temperature control rod 108, so the heat of the shaped object is efficiently dissipated. The temperature distribution in the object can be reduced. As a result, warpage of the shaped article due to heat is suppressed.

以上のように本実施形態によれば、硬化層を積層して形成される3次元造形物を効率よく冷却することで、反り変形の生じにくい造形を可能とする積層造形装置を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a layered manufacturing apparatus that enables modeling that is less likely to cause warpage deformation by efficiently cooling a three-dimensional structure formed by laminating a hardened layer. it can.

本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and they are also included in the scope of the present invention.

また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
(付記1)
硬化層を積層して3次元造形物を造形する造形面を有する造形手段と、
前記造形面に所定の材料を供給する供給手段と、
供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とする硬化手段と、
前記材料に前記造形面に沿って挿抜自在に設けられ、前記材料に挿入することで前記硬化層の温度を制御する温度制御手段と、を有する積層造形装置。
(付記2)
前記温度制御手段は前記材料を冷却もしくは加熱する、付記1記載の積層造形装置。
(付記3)
前記温度制御手段は前記材料の温度を測定する、付記1または2記載の積層造形装置。
(付記4)
前記造形面は前記硬化層を積層する方向に移動し、前記温度制御手段は前記造形面に連動して移動する、付記1から3の内の1項記載の積層造形装置。
(付記5)
前記温度制御手段を挿抜する送り手段を有する、付記1から4の内の1項記載の積層造形装置。
(付記6)
前記送り手段は、歯車により前記温度制御手段を挿抜する、付記5記載の積層造形装置。
(付記7)
前記供給手段は粉末材料を供給する、付記1から6の内の1項記載の積層造形装置。
(付記8)
前記硬化手段は前記材料を加熱して硬化する、付記1から7の内の1項記載の積層造形装置。
(付記9)
前記硬化手段はレーザまたは電子線を前記材料に照射する、付記1から8の内の1項記載の積層造形装置。
(付記10)
硬化層を積層して3次元造形物を造形する造形面に所定の材料を供給し、
供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とし、
前記材料に前記造形面に沿って挿抜自在に設けられた温度制御手段を、前記材料に挿入することで前記硬化層の温度を制御する、積層造形方法。
(付記11)
前記温度制御手段は前記材料を冷却もしくは加熱する、付記10記載の積層造形方法。
(付記12)
前記温度制御手段は前記材料の温度を測定する、付記10または11記載の積層造形方法。
(付記13)
前記造形面は前記硬化層を積層する方向に移動し、前記温度制御手段は前記造形面に連動して移動する、付記10から12の内の1項記載の積層造形方法。
(付記14)
送り手段で前記温度制御手段を挿抜する、付記10から13の内の1項記載の積層造形方法。
(付記15)
前記送り手段は、歯車により前記温度制御手段を挿抜する、付記14記載の積層造形方法。
(付記16)
前記材料は粉末材料を有する、付記10から15の内の1項記載の積層造形方法。
(付記17)
前記材料を加熱して前記硬化層とする、付記10から16の内の1項記載の積層造形方法。
(付記18)
レーザもしくは電子線を前記材料に照射して硬化する、付記10から17の内の1項記載の積層造形方法。
Moreover, although a part or all of the above-mentioned embodiment may be described as the following additional notes, it is not limited to the following.
(Supplementary Note 1)
Forming means having a forming surface for forming a three-dimensional structure by laminating a hardened layer;
Supply means for supplying a predetermined material to the shaped surface;
Curing means for curing predetermined regions of the supplied material to form the cured layer;
And a temperature control means which is provided so as to be insertable into and removable from the material along the modeling surface and controls the temperature of the hardened layer by inserting the material into the material.
(Supplementary Note 2)
The layered shaping apparatus according to appendix 1, wherein the temperature control means cools or heats the material.
(Supplementary Note 3)
The layered molding apparatus according to any one of the above claims, wherein the temperature control means measures the temperature of the material.
(Supplementary Note 4)
The layered modeling device according to any one of Appendices 1 to 3, wherein the shaped surface moves in a direction in which the hardened layer is laminated, and the temperature control unit moves in conjunction with the shaped surface.
(Supplementary Note 5)
5. The layered manufacturing apparatus according to any one of appendices 1 to 4, further comprising a feeding means for inserting and removing the temperature control means.
(Supplementary Note 6)
The layered molding device according to appendix 5, wherein the feeding means inserts and removes the temperature control means by a gear.
(Appendix 7)
8. The layered manufacturing apparatus according to any one of appendices 1 to 6, wherein the supply means supplies a powder material.
(Supplementary Note 8)
10. The laminate shaping apparatus according to any one of appendices 1 to 7, wherein the curing means heats and cures the material.
(Appendix 9)
The lamination molding apparatus according to any one of Appendices 1 to 8, wherein the curing means irradiates the material with a laser or an electron beam.
(Supplementary Note 10)
Supplying a predetermined material to a forming surface on which a hardened layer is laminated to form a three-dimensional object;
Curing a predetermined area of the supplied material to form the cured layer;
The layered manufacturing method which controls the temperature of the said hardened layer by inserting in the said material the temperature control means provided so that insertion / extraction was possible provided in the said material along the said modeling surface.
(Supplementary Note 11)
15. The layered manufacturing method according to appendix 10, wherein the temperature control means cools or heats the material.
(Supplementary Note 12)
10. The layered manufacturing method according to appendix 10, wherein the temperature control means measures the temperature of the material.
(Supplementary Note 13)
The layered modeling method according to any one of Appendices 10 to 12, wherein the shaped surface moves in the direction of laminating the hardened layer, and the temperature control unit moves in conjunction with the shaped surface.
(Supplementary Note 14)
15. The layered manufacturing method according to any one of appendices 10 to 13, wherein the temperature control means is inserted and removed by a feeding means.
(Supplementary Note 15)
15. The layered manufacturing method according to appendix 14, wherein the feeding means inserts and removes the temperature control means with a gear.
(Supplementary Note 16)
17. A method according to any of the preceding clauses, wherein the material comprises a powder material.
(Supplementary Note 17)
15. The layered manufacturing method according to any one of appendices 10 to 16, wherein the material is heated to form the hardened layer.
(Appendix 18)
17. The layered manufacturing method according to any one of appendices 10 to 17, wherein the material is irradiated with a laser or an electron beam to be cured.

1、100 積層造形装置
11 造形手段
11a 造形面
12 供給手段
13 硬化手段
14 温度制御手段
101 材料
102 3次元造形物
103 造形ステージ
104 材料硬化部
105 スキージ
106 材料チャンバ
107 可動壁
108 温度制御ロッド
109 温度制御ロッドガイド
110 送り機構
111 送り機構制御部
112 温度制御部
113 昇降動作制御部
114 制御部
115 エネルギー
116 供給筒
117 造形エリア
119 回転ベルト
120 回転軸
121 ヒータ
122 仕切り板
123 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 100 Lathe-mix modeling apparatus 11 modeling means 11a modeling surface 12 supply means 13 curing means 101 temperature control means 101 material 102 three-dimensional model 103 modeling stage 104 material curing part 105 squeegee 106 material chamber 107 movable wall 108 temperature control rod 109 temperature Control rod guide 110 Feeding mechanism 111 Feeding mechanism control unit 112 Temperature control unit 113 Elevating operation control unit 114 Control unit 115 Energy 116 Supply cylinder 117 Forming area 119 Rotating belt 120 Rotating shaft 121 Heater 122 Partition plate 123 Temperature sensor

Claims (10)

硬化層を積層して3次元造形物を造形する造形面を有する造形手段と、
前記造形面に所定の材料を供給する供給手段と、
供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とする硬化手段と、
前記材料に前記造形面に沿って挿抜自在に設けられ、前記材料に挿入することで前記硬化層の温度を制御する温度制御手段と、を有する積層造形装置。
Forming means having a forming surface for forming a three-dimensional structure by laminating a hardened layer;
Supply means for supplying a predetermined material to the shaped surface;
Curing means for curing predetermined regions of the supplied material to form the cured layer;
And a temperature control means which is provided so as to be insertable into and removable from the material along the modeling surface and controls the temperature of the hardened layer by inserting the material into the material.
前記温度制御手段は前記材料を冷却もしくは加熱する、請求項1記載の積層造形装置。   The layered manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the temperature control means cools or heats the material. 前記温度制御手段は前記材料の温度を測定する、請求項1または2記載の積層造形装置。   The layered manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the temperature control unit measures the temperature of the material. 前記造形面は前記硬化層を積層する方向に移動し、前記温度制御手段は前記造形面に連動して移動する、請求項1から3の内の1項記載の積層造形装置。   The layered molding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the shaped surface moves in a direction in which the hardened layer is laminated, and the temperature control unit moves in conjunction with the shaped surface. 前記温度制御手段を挿抜する送り手段を有する、請求項1から4の内の1項記載の積層造形装置。   The layered manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a feeding means for inserting and removing the temperature control means. 前記送り手段は、歯車により前記温度制御手段を挿抜する、請求項5記載の積層造形装置。   The layered manufacturing apparatus according to claim 5, wherein the feeding means inserts and removes the temperature control means by a gear. 前記供給手段は粉末材料を供給する、請求項1から6の内の1項記載の積層造形装置。   The layered manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the supply means supplies a powder material. 前記硬化手段は前記材料を加熱して硬化する、請求項1から7の内の1項記載の積層造形装置。   The layered manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the curing means heats and cures the material. 硬化層を積層して3次元造形物を造形する造形面に所定の材料を供給し、
供給された前記材料の所定の領域を硬化して前記硬化層とし、
前記材料に前記造形面に沿って挿抜自在に設けられた温度制御手段を、前記材料に挿入することで前記硬化層の温度を制御する、積層造形方法。
Supplying a predetermined material to a forming surface on which a hardened layer is laminated to form a three-dimensional object;
Curing a predetermined area of the supplied material to form the cured layer;
The layered manufacturing method which controls the temperature of the said hardened layer by inserting in the said material the temperature control means provided so that insertion / extraction was possible provided in the said material along the said modeling surface.
前記温度制御手段は前記材料を冷却もしくは加熱する、請求項9記載の積層造形方法。   The layered manufacturing method according to claim 9, wherein the temperature control means cools or heats the material.
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