JP6981100B2 - Laminated modeling equipment and laminated modeling method - Google Patents

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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 a laminated modeling technique for forming a three-dimensional model by laminating layers.

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。 The method of dividing 3D CAD (Computer Aided Design) data into layers and adding materials so that layers are stacked on top of each divided layer to manufacture a 3D model is defined as Adaptive Manufacturing in the international standard. Has been done. This manufacturing method, which was invented in the 1980s, is generally called a 3D printer (3D printer). In recent years, 3D printers have been attracting attention as a new manufacturing method because they can easily manufacture complicated shapes without using a mold if they have 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。 Unlike the removal processing by cutting and the molding processing in which the material is poured into the mold and hardened, the 3D printer can easily and accurately manufacture shapes that were once difficult to manufacture, such as mesh shapes and porous shapes. Furthermore, it is also expected to enable a structure in which a plurality of types of materials are freely arranged in a modeled object. This is because the structure using a plurality of materials makes it possible to realize a modeled object having a new function utilizing the characteristics of each material.

粉末材料を硬化して積層し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。このときにレーザ照射された造形物の熱は造形ステージに放熱される。特許文献１には、造形ステージを冷却手段によって冷却することで造形物を効率よく冷却する方法が開示されている。特許文献１によれば、造形物の熱収縮が安定化した後に仕上げ加工を行うことで、仕上げ加工後の収縮が抑制され、造形物の加工精度が向上するとしている。 In the "powder sintering lamination method" in which powder materials are cured and laminated to form a three-dimensional model, the powder materials are spread on the modeling stage, and the spread powder materials are sintered or sintered by irradiating a predetermined part with a laser. Melting and hardening. By repeating this process and laminating the cured layers, a modeled object is formed. At this time, the heat of the modeled object irradiated with the laser is dissipated to the modeling stage. Patent Document 1 discloses a method of efficiently cooling a modeled object by cooling the modeling stage by a cooling means. According to Patent Document 1, by performing the finishing process after the thermal shrinkage of the modeled object is stabilized, the shrinkage after the finishing process is suppressed and the processing accuracy of the modeled object is improved.

また、特許文献２と特許文献３には、造形ステージの造形面を複数の小領域に分割し、小領域を造形面に突出させて所定の突出形状を形成し、突出形状を含む造形面上に造形物を形成する方法が開示されている。特許文献２と特許文献３によれば、３次元造形物の造形を効率よく容易に行うことができるとしている。 Further, in Patent Document 2 and Patent Document 3, the modeling surface of the modeling stage is divided into a plurality of small areas, and the small areas are projected onto the modeling surface to form a predetermined projecting shape, and the modeling surface including the projecting shape is formed. Discloses a method of forming a model. According to Patent Document 2 and Patent Document 3, it is possible to efficiently and easily model a three-dimensional model.

特開２００８−３０７８９５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-307895 特開２０００−２８０３５５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-280355 特開平５−３１８６０７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-318607

しかしながら、特許文献１〜３の方法では、造形物の熱は造形物が接する造形面を介して造形ステージに放熱される。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、加工後の熱収縮により造形物に反りや変形が生じ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 Documents 1 to 3, the heat of the modeled object is dissipated to the modeling stage through the modeling surface in contact with the modeled object. For this reason, when the number of layers of the cured layer forming the modeled object increases, the heat of the cured layer becomes less likely to be dissipated as the upper layer increases, and the heat shrinkage after processing causes the modeled object to warp or deform, resulting in a decrease in processing accuracy. There is a problem to be solved.

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、反りや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 an object of the present invention is to efficiently cool a three-dimensional model formed by laminating hardened layers, thereby enabling modeling that is less likely to warp or deform. The present invention is to provide a laminated modeling 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部と、前記造形面に所定の材料を供給する供給部と、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部と、前記造形面から突出した突出部を有し、前記突出部で供給された前記材料に接する温度調節部と、を有する。 The laminated modeling apparatus of the present invention has a modeling unit having a modeling surface for forming a three-dimensional model by laminating hardened layers, a supply unit that supplies a predetermined material to the modeling surface, and a predetermined material to be supplied. It has a cured portion that cures the region of No. 1 to form the cured layer, and a temperature control portion that has a protruding portion protruding from the modeling surface and is in contact with the material supplied by the protruding portion.

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、前記造形面から突出させた突出部で前記材料に接して前記硬化層を温度調節する。 In the laminated modeling method of the present invention, a predetermined material is supplied to a modeling surface for forming a three-dimensional model by laminating a cured layer, and a predetermined region of the supplied material is cured to form the cured layer. The temperature of the cured layer is controlled by contacting the material with a protrusion protruding from the modeling surface.

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、反りや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, it is possible to provide a laminated modeling apparatus capable of modeling in which warpage and deformation are unlikely to occur by efficiently cooling a three-dimensional model formed by laminating hardened layers.

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。It is a figure which shows the structure of the laminated modeling apparatus of 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 laminated 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調節柱の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the temperature control column of the laminated 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造形ステージと温度調節柱の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the modeling stage and the temperature control column of the laminated modeling apparatus of the second 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。It is a figure for demonstrating the modeling method by the laminated modeling apparatus of 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の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the modeling method by the laminated modeling apparatus of 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別の造形方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another modeling method by the laminated modeling apparatus of 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さらに別の造形方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating still another modeling method by the laminated modeling apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の積層造形装置の動作のフローチャートである。It is a flowchart of operation of the laminated modeling apparatus of 2nd Embodiment of this invention.

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を有する造形部１１と、前記造形面１１ａに所定の材料を供給する供給部１２と、を有する。さらに、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部１４と、前記造形面１１ａから突出した突出部１５ａを有し、前記突出部１５ａで供給された前記材料に接する温度調節部１５と、を有する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, although the embodiments described below have technically preferable limitations for carrying out the present invention, the scope of the invention is not limited to the following.
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laminated modeling apparatus according to a first embodiment of the present invention. The laminated modeling device 1 of the present embodiment includes a modeling unit 11 having a modeling surface 11a for laminating hardened layers to form a three-dimensional model, and a supply unit 12 for supplying a predetermined material to the modeling surface 11a. Have. Further, the material has a cured portion 14 that cures a predetermined region of the supplied material to form the cured layer and a protruding portion 15a protruding from the modeling surface 11a, and the material supplied by the protruding portion 15a. It has a temperature control unit 15 in contact with the temperature control unit 15.

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を介して造形部１１に放熱されるとともに、造形物の側面や底面から温度調節部１５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側面や底面から温度調節部１５にも放熱されるため、３次元造形物の熱は効率よく放熱される。その結果、３次元造形物の熱による反りや変形が抑制される。 According to the laminated modeling device 1, the heat of the three-dimensional model is dissipated to the modeling unit 11 through the modeling surface in contact with the modeling object, and is also dissipated to the temperature control unit 15 from the side surface and the bottom surface of the modeling object. .. As a result, even when the number of layers of the hardened layer forming the modeled object increases, the heat of the upper layer is dissipated from the side surface and the bottom surface of the modeled object to the temperature control unit 15, so that the heat of the three-dimensional modeled object is efficient. Heat is dissipated. As a result, warpage and deformation due to heat of the three-dimensional model are 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、反りや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２は、造形ステージ２１と、材料供給機構２２と、スキージ２３と、レーザ照射機構２４と、温度調節柱２５と、回収ボックス２６と、コントローラ２７と、を有する。 As described above, according to the present embodiment, it is provided to provide a laminated modeling apparatus capable of modeling in which warpage and deformation are unlikely to occur by efficiently cooling a three-dimensional model formed by laminating hardened layers. Can be done.
(Second embodiment)
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a laminated modeling apparatus according to a second embodiment of the present invention. The laminated modeling device 2 of the present embodiment includes a modeling stage 21, a material supply mechanism 22, a squeegee 23, a laser irradiation mechanism 24, a temperature control column 25, a recovery box 26, and a controller 27.

造形ステージ２１は、材料供給機構２２から供給された材料を積層して３次元造形物を造形する造形面２１ａを備えている。さらに、造形ステージ２１は油圧や空圧による昇降機構を有し、材料の積層に合わせて造形面２１ａを昇降することができる。造形面２１ａには、材料供給機構２２により所定の材料が供給され、供給された材料がスキージ２３により平坦化された材料層となり、平坦化された材料の所定の領域がレーザ照射機構２４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次元造形物が形成される。 The modeling stage 21 is provided with a modeling surface 21a for forming a three-dimensional model by laminating the materials supplied from the material supply mechanism 22. Further, the modeling stage 21 has an elevating mechanism by hydraulic pressure or pneumatic pressure, and can elevate the modeling surface 21a according to the laminating of materials. A predetermined material is supplied to the modeling surface 21a by the material supply mechanism 22, the supplied material becomes a material layer flattened by the squeegee 23, and a predetermined region of the flattened material is cured by the laser irradiation mechanism 24. It becomes a hardened layer. The cured layers are laminated to form a three-dimensional model.

造形ステージ２１はまた、造形面２１ａ上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２１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２１内にヒータを設けることができる。 The modeling stage 21 can also be provided with a cooling mechanism and a heating mechanism capable of controlling the temperature of the material layer and the cured layer on the modeling surface 21a. As the cooling mechanism, for example, a flow path through which a refrigerant such as water flows can be provided in the modeling stage 21. As the heating mechanism, for example, a heater can be provided in the modeling stage 21.

材料供給機構２２は、チャンバ２２ａと供給筒２２ｂとを有する。チャンバ２２ａは、材料を保管する。供給筒２２ｂは、チャンバ２２ａに保管された材料を、造形ステージ２１の造形面２１ａ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、造形面２１ａ上に材料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。 The material supply mechanism 22 has a chamber 22a and a supply cylinder 22b. Chamber 22a stores materials. The supply cylinder 22b supplies a predetermined amount of the material stored in the chamber 22a to a predetermined position on the modeling surface 21a of the modeling stage 21. Here, the predetermined amount is an amount required to spread the material as a material layer having a predetermined thickness on the modeling surface 21a.

材料は粉体（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５μｍ〜５０μｍなど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、材料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 can be powder (powder material), and the shape of the powder can be spherical. As a method for generating a spherical shape, an atomizing method can be used, but the method is not limited to this. The particle size of the powder can be, for example, 5 μm to 50 μm, but is not limited thereto. The shape of the powder can also be a scaly flat plate shape (disk shape). The flat plate shape can be obtained by further flattening a spherical powder produced by an atomizing method or the like into a scaly shape by a method such as stamping, but the flat plate shape is not limited thereto. Further, the shape of the material is not limited to a sphere or a flat plate, and may be any polyhedron or ellipsoid.

材料の材質は、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 can be a plastic material, for example, nylon, polylactic acid, polyethylene, polystyrene, polyetheretherketone. Further, a predetermined amount of glass, carbon or the like may be added to these materials. Further, it can be a metal material, for example, copper, stainless steel, aluminum, or titanium. It can also be ceramic or carbon.

スキージ２３は、造形面２１ａ上に供給された材料を、造形面２１ａ上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２３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２３をローラとし、ローラを転がすことによって材料を平坦化し均一な厚さに敷き詰めても良い。スキージ２３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 23 is a material layer in which the material supplied on the modeling surface 21a is spread flat on the modeling surface 21a and spread to a uniform thickness. The squeegee 23 can be shaped according to the purpose, such as a flat squeegee, a square squeegee, or a sword squeegee. Further, the squeegee 23 may be used as a roller, and the material may be flattened and spread to a uniform thickness by rolling the roller. The material of the squeegee 23 can be selected from rubber, plastic, metal and the like according to the purpose.

レーザ照射機構２４は、スキージ２３により平坦化され均一な厚さに敷き詰められた材料層の所定の領域、すなわち造形物を形成する領域に、レーザ光を照射して加熱し、材料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 laser irradiation mechanism 24 irradiates a predetermined region of the material layer flattened by the squeegee 23 and spread to a uniform thickness, that is, a region forming a modeled object, and heats the material to sintered or sinter the material. It is melt-cured to form a hardened layer. As a method for forming the cured layer, a powder bed fusion method classified by ASTM (American Society for Testing and Materials) as a method of Adaptive Manufacturing can be used. As the laser, a fiber laser or the like used in Adaptive Manufacturing can be used.

なお、材料層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。材料層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、材料層に電子線を照射してもよい。 The method of heating the material layer and sintering or melt-curing it to form a cured layer is not limited to laser irradiation. As a method of heating the material layer and sintering or melt-hardening it to form a cured layer, the material layer may be irradiated with an electron beam.

温度調節柱２５は、造形ステージ２１の造形面２１ａから突出する部分を有し、この突出する部分の側面で平坦化された材料層の側面に接することができる。突出する部分は、材料層（硬化層）に合わせて造形面２１ａ内で上下することができる。 The temperature control column 25 has a portion protruding from the modeling surface 21a of the modeling stage 21, and the side surface of the projecting portion can be in contact with the side surface of the flattened material layer. The protruding portion can be moved up and down in the modeling surface 21a according to the material layer (hardened layer).

スキージ２３は、温度調節柱２５が造形面２１ａから突出する部分の上面と材料層の表面とを揃えて、材料を平坦化することができる。温度調節柱２５は、平坦化された材料層を造形面２１ａから突出する部分の側面で温度調節、例えば冷却することができる。さらに、温度調節柱２５は、レーザ照射されて硬化した硬化層を、造形面２１ａから突出する部分の側面で温度調節、例えば冷却することができる。平坦化された材料層、またレーザ照射されて硬化した硬化層は、造形ステージ２１の造形面２１ａによっても温度調節される。 The squeegee 23 can flatten the material by aligning the upper surface of the portion where the temperature control column 25 protrudes from the modeling surface 21a with the surface of the material layer. The temperature control column 25 can control the temperature, for example, cool the flattened material layer on the side surface of the portion protruding from the modeling surface 21a. Further, the temperature control column 25 can control the temperature, for example, cool the cured layer cured by laser irradiation on the side surface of the portion protruding from the modeling surface 21a. The temperature of the flattened material layer and the cured layer cured by laser irradiation is also controlled by the modeling surface 21a of the modeling stage 21.

図３は、温度調節柱２５の構成を示す図である。温度調節柱２５は、温度調節部２５ａと昇降部２５ｃを有する。 FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the temperature control column 25. The temperature control column 25 has a temperature control unit 25a and an elevating unit 25c.

温度調節部２５ａは、上面と側面とを有する。温度調節部２５ａは、造形ステージ２１の造形面２１ａから突出することができ、造形面２１ａから突出する部分の側面で材料層や硬化層に接して、材料層や硬化層の冷却または加熱をすることができる。このために温度調節部２５ａは、温度調節した水や油などの媒質を流す流路２５ｂを有することができる。温度調節部２５ａはまた、ペルチェ素子やヒータなどを内蔵して、冷却または加熱をするようにしてもよい。温度調節部２５ａ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。温度調節部２５ａはまた、その上面で材料層や硬化層に接して、材料層や硬化層の冷却または加熱をすることができる。 The temperature control unit 25a has an upper surface and a side surface. The temperature control unit 25a can project from the modeling surface 21a of the modeling stage 21 and is in contact with the material layer or the cured layer on the side surface of the portion projecting from the modeling surface 21a to cool or heat the material layer or the cured layer. be able to. For this purpose, the temperature control unit 25a can have a flow path 25b through which a medium such as water or oil whose temperature has been controlled flows. The temperature control unit 25a may also incorporate a Pelche element, a heater, or the like to cool or heat the temperature. The temperature control unit 25a can be made of a material such as copper, aluminum, stainless steel, or the like having good thermal conductivity. The temperature control unit 25a can also be in contact with the material layer or the cured layer on its upper surface to cool or heat the material layer or the cured layer.

昇降部２５ｃは、油圧や空圧などにより、温度調節部２５ａを材料の積層に合わせて昇降することができる。 The elevating part 25c can move the temperature adjusting part 25a up and down according to the stacking of materials by hydraulic pressure, pneumatic pressure, or the like.

図４は、本実施形態の積層造形装置２の造形ステージ２１と温度調節柱２５の温度調節部２５ａの構成を示す（ａ）上面図および（ｂ）断面図である。温度調節部２５ａは、造形ステージ２１の造形面２１ａ内の任意の位置に任意の数を配置することができる。例えば、造形物の形状に合わせて、造形物を効果的に温度調節できるように、造形物に近い位置に配置することができる。 FIG. 4 is a top view (a) and a cross-sectional view (b) showing the configuration of the modeling stage 21 of the laminated modeling device 2 of the present embodiment and the temperature control unit 25a of the temperature control column 25. Any number of the temperature control units 25a can be arranged at any position in the modeling surface 21a of the modeling stage 21. For example, it can be arranged at a position close to the modeled object so that the temperature of the modeled object can be effectively controlled according to the shape of the modeled object.

また、図４の複数の温度調節部２５ａは、各々異なる温度調節をするように、各々異なる温度に設定することができる。これにより、造形物の温度を均一にしたり、逆に部分的に温度を変えたりすることが可能である。この結果、造形物の反りや変形を、より厳密に抑制したり制御したりすることができる。 Further, the plurality of temperature control units 25a in FIG. 4 can be set to different temperatures so as to control the temperature differently. This makes it possible to make the temperature of the modeled object uniform, or conversely partially change the temperature. As a result, it is possible to more strictly suppress or control the warp and deformation of the modeled object.

なお、造形ステージ２１上で予め設けられた温度調節部２５ａの一部が、造形物の形状などの都合により不要となる場合、温度調節部２５ａを取り外すことができる。そして、温度調節部２５ａを取り外したことで造形ステージ２１上に生じた穴を、穴を埋めるキャップなどで塞ぐことができる。穴を埋めるキャップには磁性体を用いて、磁力により固定してもよい。 If a part of the temperature control unit 25a provided in advance on the modeling stage 21 becomes unnecessary due to the shape of the modeled object or the like, the temperature control unit 25a can be removed. Then, the hole created on the modeling stage 21 by removing the temperature control unit 25a can be closed with a cap or the like that fills the hole. A magnetic material may be used for the cap that fills the hole, and the cap may be fixed by magnetic force.

なお、温度調節部２５ａの上面の形状は、円形には限定されない。温度調節部２５ａの上面の形状は、多角形や、また、曲線や直線を任意に組み合わせた形状とすることができる。 The shape of the upper surface of the temperature control unit 25a is not limited to a circular shape. The shape of the upper surface of the temperature control unit 25a can be a polygon, or a shape in which curves and straight lines are arbitrarily combined.

回収ボックス２６は、材料層の硬化層を除いた未硬化な材料を回収する。回収された材料は、再利用することができる。回収ボックス２６は、造形ステージ２１の外周を取り囲むようにして設けることができる。未硬化な材料の回収には、例えば、造形ステージ２１の造形面２１ａ上の未硬化な材料を回収ボックス２６の中へ、ハケやブラシなどで掃き出したり、空気で吹き飛ばしたりして回収することができる。 The recovery box 26 collects the uncured material excluding the cured layer of the material layer. The recovered material can be reused. The collection box 26 can be provided so as to surround the outer periphery of the modeling stage 21. To recover the uncured material, for example, the uncured material on the modeling surface 21a of the modeling stage 21 may be swept into the recovery box 26 with a brush or a brush, or blown off with air to recover the uncured material. can.

コントローラ２７は、所定の造形物を造形するために、造形ステージ２１や材料供給機構２２やスキージ２３やレーザ照射機構２４や温度調節柱２５や回収ボックス２６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２１の昇降の量、材料の供給量や供給位置や供給タイミング、スキージ２３の動作、レーザ光の照射の出力や位置や時間、温度調節柱２５の温度や造形面２１ａからの突出量、未硬化材料の回収などの、造形物の積層造形に関わる制御を行なう。 The controller 27 is connected to a modeling stage 21, a material supply mechanism 22, a squeegee 23, a laser irradiation mechanism 24, a temperature control column 25, and a recovery box 26 to control the operation of a predetermined modeled object. Make it work together. That is, the amount of ascending / descending of the modeling stage 21, the amount of material supplied, the supply position and supply timing, the operation of the squeegee 23, the output, position and time of laser light irradiation, the temperature of the temperature control column 25 and the protrusion from the modeling surface 21a. Controls related to laminated molding of the modeled object, such as quantity and recovery of uncured material.

コントローラ２７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、コントローラ２７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 controller 27 can be realized by operating an information processing device such as a server by a program. Among the operations by this program, the operations related to the laminated modeling are set based on the three-dimensional CAD data of the modeled object. That is, the controller 27 can control the modeling of the three-dimensional model based on the three-dimensional CAD data.

図５は、本実施形態の積層造形装置２による造形方法を説明するための図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining a modeling method by the laminated modeling device 2 of the present embodiment.

図５の（ａ）では、造形ステージ２１の造形面２１ａに対して、温度調節柱２５の温度調節部２５ａを材料層１層分だけ突出させる。（ｂ）では、材料供給機構２２が造形面２１ａ上に供給した材料を、スキージ２３が引き延ばして材料層とする。このとき、スキージ２３は、温度調節部２５ａが造形面２１ａから突出する部分の上面と材料層の表面とを揃えて、材料を平坦化する。材料層１層の厚さは、例えば５０μｍとすることができるが、これには限定されない。材料層１層の厚さは、３次元ＣＡＤデータに基づいて造形物ごとに任意に設定することができる。 In FIG. 5A, the temperature control portion 25a of the temperature control column 25 is projected from the modeling surface 21a of the modeling stage 21 by one layer of the material layer. In (b), the material supplied by the material supply mechanism 22 onto the modeling surface 21a is stretched by the squeegee 23 to form a material layer. At this time, the squeegee 23 flattens the material by aligning the upper surface of the portion where the temperature control portion 25a protrudes from the modeling surface 21a with the surface of the material layer. The thickness of one material layer can be, for example, 50 μm, but is not limited thereto. The thickness of one material layer can be arbitrarily set for each modeled object based on the three-dimensional CAD data.

（ｃ）では、レーザ照射機構２４が、材料層の所定の位置に所定の時間、所定の出力のレーザ光を照射して材料層を硬化層とする。このときレーザ光照射により硬化層に生じた熱は、造形ステージ２１と温度調節部２５ａとに放熱され、硬化層は冷却される。また、温度調節部２５ａの温度を所定の温度に設定しておくことによって、硬化層の温度を所定の温度とすることができる。 In (c), the laser irradiation mechanism 24 irradiates a predetermined position of the material layer with a laser beam having a predetermined output for a predetermined time to make the material layer a cured layer. At this time, the heat generated in the cured layer by the laser light irradiation is dissipated to the modeling stage 21 and the temperature control unit 25a, and the cured layer is cooled. Further, by setting the temperature of the temperature control unit 25a to a predetermined temperature, the temperature of the cured layer can be set to a predetermined temperature.

（ｃ）では、硬化層は温度調節部２５ａに直接接していても、未硬化の材料層を介して間接的に接していてもよい。硬化層が温度調節部２５ａに直接接することで、硬化層の冷却効果を向上させることができる。また、硬化層が未硬化の材料層を介して間接的に接することで、完成した造形物を取り出しやすくすることができる。 In (c), the cured layer may be in direct contact with the temperature control unit 25a or may be indirectly in contact with the uncured material layer. When the cured layer is in direct contact with the temperature control portion 25a, the cooling effect of the cured layer can be improved. Further, by indirectly contacting the cured layer via the uncured material layer, it is possible to easily take out the completed modeled object.

（ｄ）では、温度調節部２５ａを、次の材料層１層分だけさらに突出させる。（ｅ）では、供給された材料を平坦化することによって、次の材料層を形成する。このとき、次の材料層の表面と温度調節部２５ａの上面が揃うようにする。（ｆ）では、次の材料層の所定の位置に所定の時間、所定の出力のレーザ光を照射して次の硬化層を形成する。以上を繰り返すことによって、（ｇ）では、所定の数の層を積層した造形物が完成する。（ｈ）では、未硬化の材料を回収し、完成した造形物を取り出す。 In (d), the temperature control unit 25a is further projected by one layer of the next material layer. In (e), the next material layer is formed by flattening the supplied material. At this time, the surface of the next material layer and the upper surface of the temperature control unit 25a are aligned. In (f), the next cured layer is formed by irradiating a predetermined position of the next material layer with a laser beam having a predetermined output for a predetermined time. By repeating the above, in (g), a modeled product in which a predetermined number of layers are laminated is completed. In (h), the uncured material is collected and the completed modeled object is taken out.

図６は、図５に示す造形方法の変形例を説明するための図である。例えば、図６の中央の温度調節部２５ａに示すように、温度調節部２５ａの上面を硬化層に接触させて、温度調節部２５ａの上面で硬化層を冷却するようにしてもよい。このようにすることで、硬化層は、その側面や底面から温度調節部２５ａの側面や上面に放熱することができる。 FIG. 6 is a diagram for explaining a modified example of the modeling method shown in FIG. For example, as shown in the temperature control unit 25a in the center of FIG. 6, the upper surface of the temperature control unit 25a may be brought into contact with the cured layer, and the cured layer may be cooled by the upper surface of the temperature control unit 25a. By doing so, the cured layer can dissipate heat from its side surface or bottom surface to the side surface or top surface of the temperature control unit 25a.

図７は、本実施形態の積層造形装置２による別の造形方法を説明するための図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining another modeling method by the laminated modeling device 2 of the present embodiment.

図７の（ａ）では、造形ステージ２１の造形面２１ａに、温度調節柱２５の温度調節部２５ａの上面を揃えて配置する。（ｂ）では、材料供給機構２２が造形面２１ａ上に供給した材料を、スキージ２３が引き延ばして材料層とする。（ｃ）では、レーザ照射機構２４が、材料層の所定の位置に所定の時間、レーザ光を照射して材料層を硬化層とする。 In FIG. 7A, the upper surface of the temperature control portion 25a of the temperature control column 25 is aligned with the model surface 21a of the model stage 21. In (b), the material supplied by the material supply mechanism 22 onto the modeling surface 21a is stretched by the squeegee 23 to form a material layer. In (c), the laser irradiation mechanism 24 irradiates a predetermined position of the material layer with laser light for a predetermined time to make the material layer a cured layer.

（ｄ）では、温度調節部２５ａを、材料層１層分だけ突出させる。これにより、レーザ光照射により硬化層に生じた熱は、造形ステージ２１と温度調節部２５ａとに放熱され、硬化層は冷却される。また、温度調節部２５ａの温度を所定の温度に設定しておくことによって、硬化層の温度を所定の温度とすることができる。 In (d), the temperature control unit 25a is projected by one layer of the material layer. As a result, the heat generated in the cured layer by the laser light irradiation is dissipated to the modeling stage 21 and the temperature control unit 25a, and the cured layer is cooled. Further, by setting the temperature of the temperature control unit 25a to a predetermined temperature, the temperature of the cured layer can be set to a predetermined temperature.

（ｅ）では、温度調節部２５ａの上面に残っている未硬化の材料と材料供給機構２２が造形面２１ａ上に供給した材料を、スキージ２３が引き延ばして次の材料層とする。（ｆ）では、レーザ照射機構２４が、次の材料層の所定の位置に所定の時間、レーザ光を照射して次の硬化層とする。以上を繰り返すことによって、（ｇ）では、所定の数の層を積層した造形物が完成する。（ｈ）では、未硬化の材料を回収し、完成した造形物を取り出す。 In (e), the uncured material remaining on the upper surface of the temperature control unit 25a and the material supplied on the modeling surface 21a by the material supply mechanism 22 are stretched by the squeegee 23 to form the next material layer. In (f), the laser irradiation mechanism 24 irradiates a predetermined position of the next material layer with a laser beam for a predetermined time to form the next cured layer. By repeating the above, in (g), a modeled product in which a predetermined number of layers are laminated is completed. In (h), the uncured material is collected and the completed modeled object is taken out.

図８は、本実施形態の積層造形装置２によるさらに別の造形方法を説明するための図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining still another modeling method by the laminated modeling device 2 of the present embodiment.

図８の（ａ）では、造形ステージ２１の造形面２１ａに、温度調節柱２５の温度調節部２５ａの上面を揃えて配置する。（ｂ）では、材料供給機構２２が造形面２１ａ上に供給した材料を、スキージ２３が引き延ばして最初の材料層とする。（ｃ）では、温度調節部２５ａを最初の材料層と次の材料層の厚さ分だけ造形面２１ａから突出させ、温度調節部２５ａの上面の材料と材料供給機構２２が造形面２１ａ上に供給した材料を、スキージ２３が引き延ばして次の材料層とする。このとき、次の材料層の表面と温度調節部２５ａの上面が揃うようにする。 In FIG. 8A, the upper surface of the temperature control portion 25a of the temperature control column 25 is aligned with the model surface 21a of the model stage 21. In (b), the material supplied by the material supply mechanism 22 onto the modeling surface 21a is stretched by the squeegee 23 to form the first material layer. In (c), the temperature control unit 25a is projected from the modeling surface 21a by the thickness of the first material layer and the next material layer, and the material and the material supply mechanism 22 on the upper surface of the temperature control unit 25a are placed on the modeling surface 21a. The supplied material is stretched by the squeegee 23 to form the next material layer. At this time, the surface of the next material layer and the upper surface of the temperature control unit 25a are aligned.

（ｄ）では、レーザ照射機構２４が、材料層の所定の位置に所定の時間、レーザ光を照射して、次の材料層を硬化層とする。レーザ光照射の時間や照射パワーを制御することによって、最初の材料層は硬化させずに次の硬化層を硬化させることができる。また、最初の材料層を、硬化のためにより多くの熱量を必要とする材料とすることによって、最初の材料層を硬化させずに次の硬化層を硬化させることができる。 In (d), the laser irradiation mechanism 24 irradiates a predetermined position of the material layer with laser light for a predetermined time to make the next material layer a cured layer. By controlling the time and irradiation power of laser light irradiation, it is possible to cure the next cured layer without curing the first material layer. Further, by making the first material layer a material that requires a larger amount of heat for curing, the next cured layer can be cured without curing the first material layer.

このときレーザ光照射により硬化層に生じた熱は、造形ステージ２１と温度調節部２５ａとに放熱され、硬化層は冷却される。また、温度調節部２５ａの温度を所定の温度に設定しておくことによって、硬化層の温度を所定の温度とすることができる。 At this time, the heat generated in the cured layer by the laser light irradiation is dissipated to the modeling stage 21 and the temperature control unit 25a, and the cured layer is cooled. Further, by setting the temperature of the temperature control unit 25a to a predetermined temperature, the temperature of the cured layer can be set to a predetermined temperature.

（ｅ）では、温度調節部２５ａを、さらに次の材料層１層分だけさらに突出させる。さらに、供給された材料を平坦化することによって、さらに次の材料層を形成する。このときスキージ２３は、温度調節部２５ａが造形面２１ａから突出する部分の上面と材料層の表面とを揃えて、材料を平坦化することができる。 In (e), the temperature control unit 25a is further projected by one layer of the next material layer. Further, by flattening the supplied material, the next material layer is further formed. At this time, the squeegee 23 can flatten the material by aligning the upper surface of the portion where the temperature control portion 25a protrudes from the modeling surface 21a with the surface of the material layer.

（ｆ）では、さらに次の材料層の所定の位置に所定の時間、レーザ光を照射して次の硬化層を形成する。以上を繰り返すことによって、（ｇ）では、所定の数の層を積層した造形物が完成する。このとき、造形面２１ａには未硬化の材料が接している。このため、造形物の取り出しは、より容易となる。（ｈ）では、未硬化の材料を回収し、完成した造形物を取り出す。 In (f), the next cured layer is formed by further irradiating a predetermined position of the next material layer with a laser beam for a predetermined time. By repeating the above, in (g), a modeled product in which a predetermined number of layers are laminated is completed. At this time, the uncured material is in contact with the modeling surface 21a. Therefore, it becomes easier to take out the modeled object. In (h), the uncured material is collected and the completed modeled object is taken out.

図８のように、造形面２１ａ上に未硬化の材料層を１層設けた上に造形物を造形することが可能なのは、レーザ光照射により硬化層に生じた熱が、造形ステージ２１と温度調節部２５ａとに放熱され、硬化層が効果的に冷却されることによる。これにより、前述の図８の（ｄ）のようにして、未硬化の材料層の上の材料層を硬化し積層して造形物を形成することができる。 As shown in FIG. 8, it is possible to form a modeled object on which one uncured material layer is provided on the modeling surface 21a because the heat generated in the cured layer by laser light irradiation is the temperature with the modeling stage 21. This is because heat is dissipated to the adjusting portion 25a and the cured layer is effectively cooled. Thereby, as shown in FIG. 8D described above, the material layer above the uncured material layer can be cured and laminated to form a modeled object.

図９は、本実施形態の積層造形装置２の動作を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the laminated modeling apparatus 2 of the present embodiment.

ステップＳ１では、造形ステージ２１の造形面２１ａに対して、温度調節柱２５の温度調節部２５ａを材料層１層分だけ突出させる。なお、別の動作として、造形ステージ２１の造形面２１ａに、温度調節柱２５の温度調節部２５ａの上面を揃えて配置することができる。 In step S1, the temperature control portion 25a of the temperature control column 25 is projected from the modeling surface 21a of the modeling stage 21 by one layer of the material layer. As another operation, the upper surface of the temperature control portion 25a of the temperature control column 25 can be aligned and arranged on the modeling surface 21a of the modeling stage 21.

ステップＳ２では、材料供給機構２２が造形面２１ａ上に所定の材料を供給する。 In step S2, the material supply mechanism 22 supplies a predetermined material on the modeling surface 21a.

ステップＳ３では、材料供給機構２２が供給した材料を、スキージ２３が引き延ばして平坦化し材料層とする。このとき、スキージ２３は、温度調節部２５ａが造形面２１ａから突出する部分の上面と材料層の表面とを揃えて、材料を平坦化する。なお、別の動作として、ステップＳ１で造形面２１ａに温度調節柱２５の温度調節部２５ａの上面を揃えて配置する場合は、単に材料を平坦化する。 In step S3, the material supplied by the material supply mechanism 22 is stretched and flattened by the squeegee 23 to form a material layer. At this time, the squeegee 23 flattens the material by aligning the upper surface of the portion where the temperature control portion 25a protrudes from the modeling surface 21a with the surface of the material layer. As another operation, when the upper surface of the temperature control portion 25a of the temperature control column 25 is aligned and arranged on the modeling surface 21a in step S1, the material is simply flattened.

ステップＳ４では、レーザ照射機構２４が、材料層の所定の位置に所定の時間、レーザ光を照射して材料層を硬化層とする。なお、別の動作として、ステップＳ１で造形面２１ａに温度調節柱２５の温度調節部２５ａの上面を揃えて配置する場合は、ステップＳ４ではさらに、造形面２１ａに対して、温度調節柱２５の温度調節部２５ａを材料層１層分だけ突出させる。 In step S4, the laser irradiation mechanism 24 irradiates a predetermined position of the material layer with laser light for a predetermined time to make the material layer a cured layer. As another operation, when the upper surface of the temperature control unit 25a of the temperature control column 25 is aligned with the modeling surface 21a in step S1, the temperature control column 25 is further arranged with respect to the modeling surface 21a in step S4. The temperature control unit 25a is projected by one layer of the material layer.

ステップＳ４で、このときレーザ光照射により硬化層に生じた熱は、造形ステージ２１と温度調節部２５ａとに放熱され、硬化層は冷却される。また、温度調節部２５ａの温度を所定の温度に設定しておくことによって、硬化層の温度を所定の温度とすることができる。 In step S4, the heat generated in the cured layer by the laser light irradiation at this time is dissipated to the modeling stage 21 and the temperature control unit 25a, and the cured layer is cooled. Further, by setting the temperature of the temperature control unit 25a to a predetermined temperature, the temperature of the cured layer can be set to a predetermined temperature.

ステップＳ５では、造形ステージ２１上に所定の数の層が積層されたか否かを確認する。すなわち、造形を完了したか否かを確認する。ステップＳ５がＮＯの場合、次の層を積層させるために造形ステージ２１を所定量、例えば次の材料層の厚さの分だけ下降させて位置を設定する（ステップＳ６）。 In step S5, it is confirmed whether or not a predetermined number of layers are laminated on the modeling stage 21. That is, it is confirmed whether or not the modeling is completed. If step S5 is NO, the modeling stage 21 is lowered by a predetermined amount, for example, the thickness of the next material layer to set the position in order to stack the next layer (step S6).

造形ステージ２１の位置を設定した後、ステップＳ１以降を繰り返す。このとき、ステップＳ１を繰り返す場合、材料層の最上面に対して温度調節部２５ａを材料層１層分だけ突出させる。また、別の動作として、材料層の最上面に温度調節部２５ａの上面を揃えて配置する。また、ステップＳ２を繰り返す場合、材料層の最上面上に所定の材料を供給する。 After setting the position of the modeling stage 21, steps S1 and subsequent steps are repeated. At this time, when step S1 is repeated, the temperature control unit 25a is projected from the uppermost surface of the material layer by one layer of the material layer. Further, as another operation, the upper surface of the temperature control unit 25a is aligned and arranged on the uppermost surface of the material layer. Further, when step S2 is repeated, a predetermined material is supplied on the uppermost surface of the material layer.

一方、所定の数の層が積層されて造形物が完成すると（ステップＳ５のＹＥＳ）、終了する。 On the other hand, when a predetermined number of layers are laminated to complete the modeled object (YES in step S5), the process ends.

以上のように、本実施形態の積層造形装置２によれば、３次元造形物の熱は、造形物が接する造形面を介して造形ステージ２１に放熱されるとともに、造形物の側面や底面から温度調節柱２５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側面や底面から温度調節柱２５にも放熱されるため、３次元造形物の熱は効率よく放熱される。その結果、３次元造形物の熱による反りや変形が抑制される。 As described above, according to the laminated modeling apparatus 2 of the present embodiment, the heat of the three-dimensional model is dissipated to the model stage 21 through the model surface in contact with the model, and from the side surface and the bottom surface of the model. Heat is also dissipated to the temperature control column 25. As a result, even if the number of layers of the hardened layer forming the model increases, the heat of the upper layer is radiated from the side surface and bottom surface of the model to the temperature control column 25, so that the heat of the three-dimensional model is efficient. Heat is dissipated. As a result, warpage and deformation due to heat of the three-dimensional model are 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、反りや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 provided to provide a laminated modeling apparatus capable of modeling in which warpage and deformation are unlikely to occur by efficiently cooling a three-dimensional model formed by laminating hardened layers. Can be done.

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 embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these 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部と、
前記造形面に所定の材料を供給する供給部と、
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部と、
前記造形面から突出した突出部を有し、前記突出部で供給された前記材料に接する温度調節部と、を有する積層造形装置。
（付記２）
前記突出部は側面と上面を有し、前記側面もしくは前記上面で前記材料に接する、付記１記載の積層造形装置。
（付記３）
前記造形面に供給された前記材料を平坦化する平坦化部を有し、
前記平坦化部は、前記突出部の前記上面と前記材料の表面を揃えて前記材料を平坦化する、付記２記載の積層造形装置。
（付記４）
前記温度調節部は複数設けられ、各々異なる温度調節をする、付記１から３の内の１項記載の積層造形装置。
（付記５）
前記温度調節部は、前記材料を冷却する、付記１から４の内の１項記載の積層造形装置。
（付記６）
前記供給部は、粉末材料を供給する、付記１から５の内の１項記載の積層造形装置。
（付記７）
前記硬化部は、前記材料を加熱硬化する、付記１から６の内の１項記載の積層造形装置。
（付記８）
前記硬化部は、レーザもしくは電子線を前記材料に照射する、付記１から７の内の１項記載の積層造形装置。
（付記９）
前記造形部は、前記造形面上に未硬化の前記材料を介して前記３次元造形物を造形する、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、
前記造形面から突出させた突出部で前記材料に接して前記硬化層を温度調節する、積層造形方法。
（付記１１）
前記突出部は側面と上面を有し、前記側面もしくは前記上面で前記材料に接する、付記１０記載の積層造形方法。
（付記１２）
前記突出部の前記上面と前記材料の表面を揃えて前記材料を平坦化する、付記１１記載の積層造形方法。
（付記１３）
前記突出部は複数設けられ、各々異なる温度調節をする、付記１０から１２の内の１項記載の積層造形方法。
（付記１４）
前記温度調節は前記材料を冷却する、付記１０から１３の内の１項記載の積層造形方法。
（付記１５）
前記材料は粉末材料を有する、付記１０から１４の内の１項記載の積層造形方法。
（付記１６）
前記材料を加熱して前記硬化層とする、付記１０から１５の内の１項記載の積層造形方法。
（付記１７）
レーザもしくは電子線を前記材料に照射して加熱硬化する、付記１０から１６の内の１項記載の積層造形方法。
（付記１８）
前記造形面上に未硬化の前記材料を介して前記３次元造形物を造形する、付記１０から１７の内の１項記載の積層造形方法。 In addition, some or all of the above embodiments may be described as in the following appendix, but are not limited to the following.
(Appendix 1)
A modeling part having a modeling surface for forming a three-dimensional model by laminating hardened layers,
A supply unit that supplies a predetermined material to the modeling surface,
A cured portion that cures a predetermined region of the supplied material to form the cured layer,
A laminated modeling apparatus having a protrusion protruding from the molding surface and having a temperature control portion in contact with the material supplied by the protrusion.
(Appendix 2)
The laminated modeling apparatus according to Appendix 1, wherein the protruding portion has a side surface and an upper surface, and is in contact with the material on the side surface or the upper surface.
(Appendix 3)
It has a flattening portion that flattens the material supplied to the molding surface.
The laminated modeling apparatus according to Appendix 2, wherein the flattening portion flattens the material by aligning the upper surface of the protruding portion with the surface of the material.
(Appendix 4)
The laminated modeling apparatus according to item 1 of Supplementary note 1 to 3, wherein a plurality of temperature control units are provided and each temperature control is different.
(Appendix 5)
The laminated modeling apparatus according to item 1 of Supplementary note 1 to 4, wherein the temperature control unit cools the material.
(Appendix 6)
The laminated modeling apparatus according to item 1 of the appendices 1 to 5, wherein the supply unit supplies a powder material.
(Appendix 7)
The laminated molding apparatus according to item 1 of Supplementary note 1 to 6, wherein the cured portion heat-cures the material.
(Appendix 8)
The laminated modeling apparatus according to item 1 of Appendix 1 to 7, wherein the cured portion irradiates the material with a laser or an electron beam.
(Appendix 9)
The laminated modeling apparatus according to item 1 of Supplementary Provisions 1 to 8, wherein the modeling unit models the three-dimensional modeled object on the modeling surface via the uncured material.
(Appendix 10)
A predetermined material is supplied to the modeling surface for forming a three-dimensional model by laminating the cured layers.
A predetermined region of the supplied material is cured to form the cured layer.
A laminated modeling method in which the cured layer is temperature-controlled by contacting the material with a projecting portion protruding from the modeling surface.
(Appendix 11)
The laminated modeling method according to Appendix 10, wherein the protruding portion has a side surface and an upper surface, and is in contact with the material on the side surface or the upper surface.
(Appendix 12)
The laminated modeling method according to Appendix 11, wherein the upper surface of the protruding portion and the surface of the material are aligned to flatten the material.
(Appendix 13)
The laminated molding method according to item 1 of Supplementary note 10 to 12, wherein a plurality of the protrusions are provided and the temperature is adjusted differently from each other.
(Appendix 14)
The laminated molding method according to item 1 of Supplementary note 10 to 13, wherein the temperature control cools the material.
(Appendix 15)
The laminated molding method according to item 1 of Supplementary note 10 to 14, wherein the material has a powder material.
(Appendix 16)
The laminated modeling method according to item 1 of Supplementary note 10 to 15, wherein the material is heated to form the cured layer.
(Appendix 17)
The laminated molding method according to item 1 of Supplementary note 10 to 16, wherein the material is irradiated with a laser or an electron beam and cured by heating.
(Appendix 18)
The laminated modeling method according to item 1 of Appendix 10 to 17, wherein the three-dimensional model is modeled on the model surface via the uncured material.

１、２ 積層造形装置
１１ 造形部
１１ａ 造形面
１２ 供給部
１４ 硬化部
１５ 温度調節部
１５ａ 突出部
２１ 造形ステージ
２１ａ 造形面
２２ 材料供給機構
２２ａ チャンバ
２２ｂ 供給筒
２３ スキージ
２４ レーザ照射機構
２５ 温度調節柱
２５ａ 温度調節部
２５ｂ 流路
２５ｃ 昇降部
２６ 回収ボックス
２７ コントローラ 1, 2 Laminated modeling equipment 11 Modeling surface 11a Modeling surface 12 Supply section 14 Hardened section 15 Temperature control section 15a Protruding section 21 Modeling stage 21a Modeling surface 22 Material supply mechanism 22a Chamber 22b Supply cylinder 23 Squeegee 24 Laser irradiation mechanism 25 Temperature control column 25a Temperature control part 25b Flow path 25c Elevating part 26 Recovery box 27 Controller

Claims (8)

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部と、
前記造形面に所定の材料を供給する供給部と、
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部と、
前記造形面内で上下し前記材料に接する突出部と、
前記突出部を有し、前記突出部の前記材料に接する部分の温度を調節する温度調節部と、
前記造形面に供給された前記材料を平坦化する平坦化部と、
を有し、
前記突出部は、
側面と上面を有し、前記側面もしくは前記上面で前記材料に接し、
前記平坦化部は、
前記突出部の前記上面と前記材料の表面を揃えて前記材料を平坦化する
積層造形装置。
A modeling part having a modeling surface for forming a three-dimensional model by laminating hardened layers,
A supply unit that supplies a predetermined material to the modeling surface,
A cured portion that cures a predetermined region of the supplied material to form the cured layer,
A protrusion that moves up and down in the modeling surface and is in contact with the material,
A temperature control unit having the protrusion and adjusting the temperature of the portion of the protrusion in contact with the material.
A flattening portion that flattens the material supplied to the molding surface,
Have,
The protrusion is
It has a side surface and an upper surface, and is in contact with the material on the side surface or the upper surface.
The flattening portion is
A laminated modeling device that flattens the material by aligning the upper surface of the protrusion with the surface of the material.
 前記突出部は複数設けられ、各々の前記突出部に対応する前記温度調節部は各々異なる温度調節をする、請求項１項記載の積層造形装置。 The projection provided in plurality, the temperature adjustment section corresponding to the protruding portion of each of which respectively different temperature regulation, layered manufacturing device according one of claims. 前記温度調節部は、前記材料を冷却する、請求項１または２記載の積層造形装置。 The laminated modeling apparatus according to claim 1 or 2, wherein the temperature control unit cools the material. 前記供給部は、粉末材料を供給する、請求項１から３の内の１項記載の積層造形装置。 The supply unit supplies the powder material, layered manufacturing device according one of among claims 1 to 3. 前記硬化部は、前記材料を加熱硬化する、請求項１から４の内の１項記載の積層造形装置。 The cured portion is cured by heating the material, layered manufacturing device according one of among claims 1 to 4. 前記硬化部は、レーザもしくは電子線を前記材料に照射する、請求項１から５の内の１項記載の積層造形装置。 The curing unit irradiates laser or electron beam to said material, layered manufacturing device according one of among claims 1 to 5. 前記造形部は、前記造形面上に未硬化の前記材料を介して前記３次元造形物を造形する、請求項１から６の内の１項記載の積層造形装置。 The shaping unit to shape the three-dimensionally shaped object through said uncured material on said image plane, layered manufacturing device according one of among claims 1 to 6. 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、
前記造形面内で上下する突出部を前記材料に接して突出させ、
前記突出部の上面と前記材料の表面を揃えて前記材料を平坦化し、
前記突出部の前記材料に接する部分を温度調節する、
積層造形方法。
A predetermined material is supplied to the modeling surface for forming a three-dimensional model by laminating the cured layers.
A predetermined region of the supplied material is cured to form the cured layer.
A protruding portion that moves up and down in the modeling surface is brought into contact with the material to be projected.
Flatten the material by aligning the top surface of the protrusion with the surface of the material .
Temperature regulating a portion in contact with the material before Symbol protrusion,
Laminated modeling method.
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