JP2003053846A - Laminate shaping apparatus and laminate shaping method - Google Patents

Laminate shaping apparatus and laminate shaping method

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JP2003053846A
JP2003053846A JP2001248890A JP2001248890A JP2003053846A JP 2003053846 A JP2003053846 A JP 2003053846A JP 2001248890 A JP2001248890 A JP 2001248890A JP 2001248890 A JP2001248890 A JP 2001248890A JP 2003053846 A JP2003053846 A JP 2003053846A
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JP
Japan
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data
support
forming
thin layer
dimensional object
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Application number
JP2001248890A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Nishida
聡 西田
Hirobumi Sasaki
博文 佐々木
Okushi Okuyama
奥士 奥山
Hiroshi Yamaguchi
宏 山口
Hitoshi Morimoto
仁士 森本
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/22Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20
    • G03G15/221Machines other than electrographic copiers, e.g. electrophotographic cameras, electrostatic typewriters
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminate shaping apparatus and a laminate shaping method capable of accurately shaping a support part into a necessary shape at a high speed and enabling the shaping of a three-dimensional article having sufficient mechanical strength. SOLUTION: The laminate shaping apparatus is equipped with a data input means for inputting slice image data formed at every preset pitch and support data for forming the support part, an image forming means for forming a thin layer on the basis of the slice image data, a support forming means for forming the support part on the basis of the support data, a lamination means for laminating the thin layer and the support part on a stage and a shaping control means for controlling the operations of the respective means.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、3次元物体の形状
データに基づき造形材料により前記3次元物体の断面形
状の薄層を予め設定された層厚で形成し、形成された前
記薄層をステージ上に積層して立体物を形成する積層造
形装置、特に、電子写真方式により前記薄層を形成する
積層造形装置及び積層造形方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention forms a thin layer having a preset layer thickness of a cross-sectional shape of the three-dimensional object on the basis of shape data of the three-dimensional object, and forms the thin layer. The present invention relates to a layered modeling apparatus that stacks on a stage to form a three-dimensional object, and more particularly to a layered modeling apparatus and a layered modeling method that form the thin layer by an electrophotographic method.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近では、ほとんどの製造業にとって、
いかに開発開始から製品出荷までの時間を短縮し、コス
トをできるだけ下げ、消費者のニーズに合った品質の良
い製品を安価に迅速に送り出せるかということが、大き
な命題となっている。
2. Description of the Related Art Recently, for most manufacturing industries,
How to shorten the time from the start of development to the shipment of products, reduce the cost as much as possible, and quickly deliver the high-quality products that meet the needs of consumers at low cost is a major issue.

【0003】そこで、設計開発業務において、効率よく
図面を作成するCAD(Computer Aided
Design system)の普及、特に3次元C
AD(3D−CAD)の普及に伴い、CAD上で入力さ
れた3次元形状を機械加工することなく、直接立体モデ
ル(3次元モデル)として形成することで製品開発の期間
短縮等が図れる迅速原型製造法としてのラピッドプロト
タイピング(Rapid Prototyping)が
注目され始めてきた。
Therefore, in design and development work, CAD (Computer Aided) for efficiently creating drawings
Spread of Design system, especially 3D C
With the spread of AD (3D-CAD), a quick prototype that can shorten the product development period by directly forming a three-dimensional model (three-dimensional model) without machining the three-dimensional shape input on CAD Rapid prototyping as a manufacturing method has begun to attract attention.

【0004】ラピッドプロトタイピング(以下、RP法
という)は、3次元形状を予め設定されたピッチで作成
した断面形状データにより形成された薄層を積層して、
3次元モデルを形成する方法の総称で、造形方法の違い
により、例えば、光造形法、粉体焼結法、粉体接着法、
固体下地硬化法等がある。
Rapid prototyping (hereinafter referred to as RP method) is a method of laminating thin layers formed by cross-sectional shape data created by forming a three-dimensional shape at a preset pitch.
It is a generic term for methods of forming a three-dimensional model. For example, an optical molding method, a powder sintering method, a powder bonding method,
There are solid foundation curing methods and the like.

【0005】光造形法は、光を照射することにより硬化
する光硬化性の液体の樹脂材料を容器に収容し、紫外線
あるいは可視光レーザーの光を液面に照射すると、光が
照射された部分の樹脂が薄く固まって断面形状データに
対応する樹脂硬化層が形成される。その後、形成された
樹脂硬化層の上に、所定の厚さになるように光硬化性の
液体の樹脂材料を一面に流し込み、次の断面形状データ
に基づきレーザー光を液面に照射する。これを繰り返す
ことで、樹脂硬化層が積層され、設計された通りの物品
形状を作ることができる造形法である。なお、固まらな
かった液体の樹脂材料は、固まった部分の形状崩れ等を
防止するサポート部として利用される。
In the stereolithography method, when a photo-curable liquid resin material which is cured by irradiation with light is contained in a container and the liquid surface is irradiated with light of ultraviolet ray or visible light laser, the portion irradiated with light is irradiated. The resin is hardened to form a resin cured layer corresponding to the cross-sectional shape data. After that, a photo-curable liquid resin material is poured onto one surface of the formed resin cured layer so as to have a predetermined thickness, and a laser beam is applied to the liquid surface based on the next cross-sectional shape data. By repeating this, the resin cured layer is laminated, and the article shape as designed can be produced. The liquid resin material that has not solidified is used as a support portion that prevents the solidified portion from losing its shape.

【0006】粉体焼結法は、上記光造形法の液体の樹脂
材料を粉体の樹脂材料に置き換え、所定厚さの粉体層を
作り、形成する物体の断面形状データに基づき、レーザ
ー光で粉体を焼結させながら、焼結された粉体層を積層
する方式の造形法である。焼結されなかった粉体は、焼
結された部分を支えるサポート部として残り、焼結され
た部分の積層時の形状崩れ等を防止することになる。
In the powder sintering method, the liquid resin material in the above-mentioned stereolithography method is replaced with a powder resin material to form a powder layer having a predetermined thickness, and laser light is generated based on the cross-sectional shape data of an object to be formed. This is a modeling method in which the sintered powder layers are laminated while the powder is sintered in step. The unsintered powder remains as a support portion that supports the sintered portion, and prevents the sintered portion from being deformed when stacked.

【0007】粉体接着法は、上記粉体焼結法のように所
定厚さの粉体層を作り、その上に、形成する物体の断面
形状データに基づき、接着剤を堆積させたり、吹付けた
りして粉体を選択的に固めながら粉体層を積層する方式
の造形法である。固まらなかった粉体は、サポート部と
して残り、固まった部分の積層時の形状崩れ等を防止す
ることになる。
In the powder bonding method, a powder layer having a predetermined thickness is formed as in the above-mentioned powder sintering method, and an adhesive is deposited or sprayed on the powder layer based on the sectional shape data of the object to be formed. This is a molding method of a system in which powder layers are laminated while selectively solidifying the powder by attaching. The powder that has not solidified remains as a support portion, and prevents the solidified portion from collapsing when stacked.

【0008】固体下地硬化法は、形成する断面形状デー
タに基づきマスターパターンを形成し、光硬化性樹脂が
塗布された樹脂層の上にこのマスクを重ねて紫外線を照
射し、十分に露光した後、未硬化の樹脂層を吸収し除去
する。更に、光硬化性樹脂が除去されて形成された凹部
にワックスを充填した後、ワックスを冷却し、硬化した
樹脂層及びワックスを所定厚さに切削することを繰り返
し行う方式の造形法である。
In the solid undercoating method, a master pattern is formed on the basis of the cross-sectional shape data to be formed, and this mask is laid over a resin layer coated with a photocurable resin and irradiated with ultraviolet rays, and after sufficient exposure. Absorb and remove the uncured resin layer. Further, it is a molding method of a system in which the concave portion formed by removing the photocurable resin is filled with wax, the wax is cooled, and the cured resin layer and the wax are cut into a predetermined thickness repeatedly.

【0009】しかしながら、これらのRP法には下記の
ような様々な問題があった。光造形法には、光硬化性の
液体樹脂を用いるため、装置あるいは装置を設置する部
屋全体を光を透過しない遮光構造にする必要があるばか
りでなく、液体の樹脂を扱うため、装置の清掃等の後処
理が煩雑であると言った問題がある。何より、その形成
速度は樹脂の硬化速度に依存するし、また、液面が安定
するまでレーザー光を照射できないために形成に時間が
かかるという問題があった。
However, these RP methods have various problems as described below. Since photo-curing liquid resin is used in the stereolithography method, not only the device or the entire room in which the device is installed needs to have a light-shielding structure that does not allow light to pass through. There is a problem that post-processing such as is complicated. Above all, there is a problem that the formation speed depends on the curing speed of the resin, and it takes a long time to form because the laser beam cannot be irradiated until the liquid surface becomes stable.

【0010】粉体焼結法には、粉体を焼結するために、
高出力の炭酸ガス(CO2)レーザーを用いることが多
く、炭酸ガスレーザー装置はその構成上、大型化は免れ
ず、装置自体の広い設置面積を必要とするばかりでな
く、形成工程においては、炭酸ガスレーザーのエネルギ
ー密度やビーム径の制御が難しく、粉体表面からの深さ
方向に対する焼結特性が安定しないため深さ方向の造形
精度が悪く、そのため強固に結合したモデルを得難いと
いう問題があったり、造形装置の槽内に粉体を所定の厚
さで敷き詰めるのに時間がかかり生産性が悪いという問
題があった。
In the powder sintering method, in order to sinter the powder,
A high-power carbon dioxide (CO 2 ) laser is often used, and the carbon dioxide laser device is unavoidably large in size due to its configuration, and not only requires a large installation area of the device itself, but also in the forming process, It is difficult to control the energy density and beam diameter of the carbon dioxide laser, and the sintering characteristics in the depth direction from the powder surface are not stable, so the modeling accuracy in the depth direction is poor, so it is difficult to obtain a strongly bonded model. However, there is a problem in that it takes time to spread the powder with a predetermined thickness in the tank of the modeling apparatus, and the productivity is poor.

【0011】粉体接着法には、粉体焼結法と同様に、造
形装置の槽内に粉体を所定の厚さで敷き詰めるのに時間
がかかり生産性が悪いという問題があり、また粉体材料
が接着剤によって結合されるだけであるため、造形精度
が悪く十分な強度を得難いという問題があった。
Similar to the powder sintering method, the powder bonding method has a problem in that it takes time to spread the powder in a tank of a molding apparatus to a predetermined thickness, resulting in poor productivity. Since the body materials are only bonded by the adhesive, there is a problem that the molding accuracy is poor and it is difficult to obtain sufficient strength.

【0012】固体下地硬化法には、余剰の光硬化性樹脂
を吸収する工程で、騒音が発生したり、細かな造形部分
の樹脂を吸い込んでしまったり、余剰樹脂を細部に残存
させてしまったりするために、造形精度の高いモデルを
得難いという問題があった。
In the solid base curing method, noise is generated in the process of absorbing the excess photocurable resin, the resin in the fine molding portion is sucked in, or the excess resin is left in the details. Therefore, there is a problem that it is difficult to obtain a model with high modeling accuracy.

【0013】これらの問題を解決して、造形精度が高く
生産性の良い3次元物体の造形を行うことを目的とし
て、電子写真プロセスを利用して、3次元物体の断面形
状データに基づき誘電体表面に静電潜像を造り、帯電性
粉体で現像してシート状に形成した薄層をステージ上に
積層することにより、3次元物体を造形する積層造形方
法及びその装置に関する技術が特開平10−20719
4号公報により提案された。
For the purpose of solving these problems and modeling a three-dimensional object with high modeling accuracy and high productivity, an electrophotographic process is used to produce a dielectric based on the cross-sectional shape data of the three-dimensional object. A technique related to a layered modeling method and a device for modeling a three-dimensional object by forming an electrostatic latent image on the surface and developing a sheet with a chargeable powder to form a thin layer on a stage is disclosed. 10-20719
No. 4 publication.

【0014】この電子写真プロセスを利用した積層造形
方法及びその装置では、確かに、造形精度が高く生産性
の良い3次元物体の造形を行うことができるが、電子写
真プロセスを利用するため、現像材のトナーの代わり
に、造形材として樹脂粉体により構成された帯電性粉体
で3次元物体の断面形状データに基づく感光体上の静電
潜像を現像した後、これを加熱してシート状の薄層を形
成し、このシート状の薄層を再度加熱して繰り返し積層
する過程で、形崩れを防止したり、シート状の薄層を支
えたりするために何らかのサポートが必要になった場合
には、造形材料が帯電性粉体だけなので、帯電性粉体で
サポート部材を作成すると、サポート部と断面形状が溶
着してしまいサポート部材と断面形状との区別が付か
ず、造形後にサポート部材を切り離す作業は極めて困難
であった。つまり、薄層を形成する手段とは異なる別の
手段や別の造形材料でサポート部を形成することができ
ないので、サポート部を必要とする複雑な形状の造形は
極めて困難であった。
The layered manufacturing method and apparatus using this electrophotographic process can certainly form a three-dimensional object with high modeling accuracy and high productivity. The electrostatic latent image on the photoconductor based on the cross-sectional shape data of the three-dimensional object is developed with a chargeable powder made of resin powder as a modeling material instead of the toner of the material, and then heated to form a sheet. In the process of forming a sheet-shaped thin layer and repeatedly heating and laminating the sheet-shaped thin layer, some kind of support was required to prevent the shape from deforming or to support the sheet-shaped thin layer. In this case, since the molding material is only electrostatically charged powder, if the support member is made of electrostatically charged powder, the cross-sectional shape of the support part will be welded and the support member and cross-sectional shape cannot be distinguished. Work to separate the wood has been very difficult. That is, since the support portion cannot be formed by another means different from the means for forming the thin layer or another molding material, it is extremely difficult to form a complicated shape that requires the support portion.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑み、電子写真プロセスを利用した積層造形装置及び積
層造形方法において、サポート部を必要とする形状の造
形が高速に精度よく造形可能で、且つ、帯電性粉体とし
て、熱可塑性または熱硬化性樹脂等から構成される種々
の材料が適用可能であり、更に、造形した立体物に開発
試作等の使用目的に適応した彩色を施したり、十分な機
械的強度を有した立体物の造形が可能な積層造形装置お
よび積層造形方法を提供することを目的とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides an additive manufacturing apparatus and an additive manufacturing method using an electrophotographic process, which enables accurate molding at high speed with a shape requiring a support portion. In addition, various materials composed of thermoplastic or thermosetting resin can be applied as the chargeable powder, and the molded three-dimensional object can be colored according to the purpose of use such as development and trial production. An object of the present invention is to provide a layered modeling apparatus and a layered modeling method capable of modeling a three-dimensional object having sufficient mechanical strength.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、3次元物体の形状データ
に基づき造形材料により前記3次元物体の断面形状の薄
層を予め設定された層厚で形成し、形成された前記薄層
をステージ上に積層して立体物を形成する積層造形装置
において、前記3次元物体の形状データに基づき前記薄
層を形成するために予め設定されたピッチ毎に作成され
たスライス像データと、前記スライス像データに基づき
前記薄層を積層するために前記薄層を支持するサポート
部を形成するためのサポートデータとを入力するデータ
入力手段と、前記スライス像データにより前記薄層を形
成する像形成手段と、前記サポートデータにより前記サ
ポート部を形成するサポート形成手段と、前記薄層と前
記サポート部を前記ステージ上に積層する積層手段と、
立体像を形成するために前記各手段の作動を制御する造
形制御手段とを備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 presets a thin layer of the cross-sectional shape of the three-dimensional object based on the shape data of the three-dimensional object with a modeling material. In a layered manufacturing apparatus that forms a three-dimensional object by laminating the formed thin layer on a stage with a predetermined layer thickness, preset to form the thin layer based on the shape data of the three-dimensional object. Data input means for inputting slice image data created for each of the pitches, and support data for forming a support portion for supporting the thin layers for laminating the thin layers based on the slice image data, An image forming unit that forms the thin layer based on the slice image data, a support forming unit that forms the support unit based on the support data, and the thin layer and the support unit in front of each other. And laminating means to be stacked on the stage,
Modeling control means for controlling the operation of each means for forming a three-dimensional image.

【0017】これにより、薄層を形成する像形成手段と
は別にサポート形成手段を設けたので、薄層形成とは別
に、形成する立体物に適応したサポート部材を迅速に、
かつ適切な箇所に形成できるので、薄層の形崩れを防止
したり、薄層の積層を効率よく支えることができ、機械
的強度や加工寸法精度が高い複雑な形状の立体物も容易
に形成することができ、製品と遜色のない立体物を形成
できる積層造形装置を提供できる。
By this, since the support forming means is provided separately from the image forming means for forming the thin layer, the support member adapted to the three-dimensional object to be formed can be promptly provided separately from the thin layer forming.
In addition, because it can be formed at an appropriate location, it can prevent the shape of thin layers from collapsing, efficiently support the lamination of thin layers, and easily form three-dimensional objects with complicated shapes with high mechanical strength and processing dimensional accuracy. Therefore, it is possible to provide a layered modeling apparatus capable of forming a three-dimensional object which is comparable to the product.

【0018】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、前記像形成手段は、前記スライス像デ
ータに基づき静電潜像を感光体の表面に形成する潜像形
成手段と、前記静電潜像を帯電性粉体で現像する現像手
段とを備えたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the image forming means includes latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member based on the slice image data. And a developing means for developing the electrostatic latent image with a chargeable powder.

【0019】これにより、電子写真プロセスの潜像形成
手段と現像手段とを用いて、帯電性粉体により断面形状
データに基づく薄層を迅速に、かつ精度良く形成でき
る。
Thus, the latent image forming means and the developing means in the electrophotographic process can be used to rapidly and accurately form the thin layer based on the cross-sectional shape data with the chargeable powder.

【0020】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、前記サポート形成手段は、サポート材
を吐出する吐出手段を備えたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the invention according to the first aspect, the support forming means includes a discharging means for discharging a support material.

【0021】これにより、サポート材は帯電性粉体に限
らず、吐出手段に適応する材料で、かつ、使用目的に応
じた材料を選択することで、適切なサポート部を適切な
箇所に適切な過程で形成することができる。また、形成
された立体物をデザイン的にも評価したいときには、外
観も製品と同じような状態にするために、吐出手段を利
用してサポート材をインクに代えて立体物の外形部分等
に吐出させ立体物に彩色を施すこともできる。
Thus, the support material is not limited to the electrostatically-charged powder, but a material that is suitable for the discharging means and is selected according to the purpose of use, so that an appropriate support portion can be provided at an appropriate location. Can be formed in the process. In addition, when you want to evaluate the formed three-dimensional object in terms of design as well, in order to make the appearance similar to that of the product, you should use ejection means to replace the support material with ink and eject it onto the outer shape of the three-dimensional object. You can also color three-dimensional objects.

【0022】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、前記積層手段は、前記薄層を前記ステ
ージ上に転写定着するための転写定着手段を備えたこと
を特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the laminating means includes a transfer fixing means for transferring and fixing the thin layer onto the stage. .

【0023】これにより、帯電性粉体で形成された薄層
を正確に、かつ、強固にステージ上に積層できる。
As a result, the thin layer formed of the chargeable powder can be accurately and firmly laminated on the stage.

【0024】請求項5に記載の発明は、請求項4に記載
の発明において、前記転写定着手段は、前記薄層を積層
位置に搬送する像担持手段と前記薄層を加熱押圧するヒ
ーター手段とを備えたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the invention, in the invention according to the fourth aspect, the transfer fixing means includes an image carrying means for conveying the thin layers to a stacking position and a heater means for heating and pressing the thin layers. It is characterized by having.

【0025】これにより、帯電性粉体で形成された薄層
がヒーター手段で加熱押圧する位置に確実に搬送され、
ヒーター手段で瞬時に強固に溶着し積層できる。しかも
加熱が1回のみであるから熱可塑性樹脂だけでなく熱硬
化性樹脂により構成された帯電性粉体によっても薄層を
形成することができ、樹脂の種類を限定することなく、
製品で使用する樹脂と同じ樹脂材料で立体物を形成する
ことができる。
As a result, the thin layer formed of the chargeable powder is reliably conveyed to the position where it is heated and pressed by the heater means,
Instantly and firmly weld and stack with heater means. Moreover, since the heating is performed only once, the thin layer can be formed not only by the thermoplastic resin but also by the charging powder composed of the thermosetting resin, without limiting the kind of the resin.
It is possible to form a three-dimensional object with the same resin material as the resin used in the product.

【0026】請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請
求項5のいずれか1項に記載の発明において、前記造形
制御手段は、前記データ入力手段に入力された前記3次
元物体の形状データまたは断面形状データに基づき、前
記薄層を形成するために所望のピッチ毎にスライスした
スライス像データを作成し、前記スライス像データに基
づき前記薄層を積層するために前記薄層を支持するサポ
ート部を形成するためのサポートデータを作成するデー
タ作成手段を備え、前記データ作成手段で作成された前
記スライス像データと前記サポートデータにより前記像
形成手段、サポート形成手段及び積層手段を制御し立体
物を形成するようにしたことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the modeling control means is the shape of the three-dimensional object input to the data input means. Create slice image data sliced at desired pitches to form the thin layer based on the data or the cross-sectional shape data, and support the thin layer to stack the thin layers based on the slice image data. A three-dimensional image is provided by providing data creating means for creating support data for forming a support part, and controlling the image forming means, the support forming means and the laminating means by the slice image data created by the data creating means and the support data. It is characterized in that an object is formed.

【0027】これにより、入力された断面形状データに
限定されることなく、例えば、薄層の層厚を選定するな
どして、積層造形装置や造形材料の特性等に関する造形
条件に適合したスライス像データに変更して立体物を形
成できるので使用目的に応じた機械的強度や加工寸法精
度が高い複雑な形状の立体物も容易に形成することがで
きる。
Thus, the slice image is not limited to the input cross-sectional shape data, but is selected, for example, by selecting the layer thickness of a thin layer, and the slice image conforming to the forming conditions regarding the characteristics of the additive manufacturing apparatus or the forming material. Since the three-dimensional object can be formed by changing the data, it is possible to easily form a three-dimensional object having a complicated shape with high mechanical strength and processing dimensional accuracy according to the purpose of use.

【0028】請求項7に記載の発明は、請求項1乃至請
求項6のいずれか1項に記載の発明において、前記造形
制御手段は、前記データ入力手段に入力された前記3次
元物体の形状データまたは断面形状データに基づき、前
記薄層を前記ステージ上に積層するために、前記サポー
ト部の形成が最少となる立体物の配置方向を検索する配
置検索手段を備え、前記配置検索手段で検出された配置
に基づき、前記データ作成手段により前記薄層を形成す
るために所望のピッチ毎にスライスしたスライス像デー
タを作成し、前記スライス像データに基づき前記薄層を
積層するために前記薄層を支持するサポート部を形成す
るためのサポートデータを作成し、前記データ作成手段
で作成された前記スライス像データと前記サポートデー
タにより前記像形成手段、サポート形成手段及び積層手
段を制御し立体物を形成するようにしたことを特徴とす
る。
According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the modeling control means includes the shape of the three-dimensional object input to the data input means. In order to stack the thin layer on the stage based on the data or the cross-sectional shape data, an arrangement search means for searching the arrangement direction of the three-dimensional object that minimizes the formation of the support part is provided, and the arrangement search means detects Based on the arranged arrangement, by the data creating means to create slice image data sliced at a desired pitch to form the thin layer, based on the slice image data the thin layer to stack the thin layer Support data for forming a support portion for supporting the image formation is performed by the slice image data and the support data created by the data creating means. Means to control the support-forming means and laminating means is characterized in that so as to form a three-dimensional object.

【0029】これにより、ステージ上に積層する造形物
のサポート部材を最少にでき、しかも造形物が倒れたり
しない安定した配置がえられるので、確実にかつ強固に
ステージ上に積層され、しかも、サポート部の形成等に
係る時間が短縮でき迅速で効率的な立体造形ができる。
As a result, the support member for the modeled object to be laminated on the stage can be minimized, and a stable arrangement can be obtained in which the modeled object does not fall down, so that the model can be reliably and firmly laminated on the stage, and the support The time required for forming parts can be shortened, and rapid and efficient three-dimensional modeling can be performed.

【0030】請求項8に記載の発明は、3次元物体の形
状データに基づき造形材料により前記3次元物体の断面
形状の薄層を予め設定された層厚で形成し、形成された
前記薄層をステージ上に積層して立体物を形成する積層
造形方法において、前記3次元物体の形状データに基づ
き前記薄層を形成するために予め設定されたピッチ毎に
作成されたスライス像データと前記スライス像データに
基づき前記薄層を積層するために前記薄層を支持するサ
ポート部を形成するためのサポートデータとを入力する
データ入力工程と前記スライス像データにより前記薄層
を形成する像形成工程と、前記サポートデータにより前
記サポート部を形成するサポート形成工程と、前記薄層
と前記サポート部を前記ステージ上に積層する積層工程
とを備えたことを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, a thin layer having a preset layer thickness is formed in a cross-sectional shape of the three-dimensional object on the basis of shape data of the three-dimensional object with a molding material, and the thin layer is formed. In a layered manufacturing method of stacking a plurality of objects on a stage to form a three-dimensional object, slice image data and the slice created at every preset pitch for forming the thin layer based on the shape data of the three-dimensional object. A data input step of inputting support data for forming a support portion for supporting the thin layers for laminating the thin layers based on image data; and an image forming step of forming the thin layers by the slice image data. A support forming step of forming the support part based on the support data, and a stacking step of stacking the thin layer and the support part on the stage. And butterflies.

【0031】これにより、電子写真プロセスを用いるこ
とにより正確な薄層形成ができ、かつ、適切なサポート
部が形成でき、機械的強度や加工寸法精度が高い複雑な
形状の立体物も容易に形成することができる積層造形方
法を提供できる。
As a result, an accurate thin layer can be formed by using the electrophotographic process, an appropriate support portion can be formed, and a three-dimensional object having a complicated shape with high mechanical strength and processing dimensional accuracy can be easily formed. It is possible to provide an additive manufacturing method that can be performed.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限
定されるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

【0033】図1は、本発明の積層造形装置の全体概略
図である。図2は、本発明の積層造形装置の回路構成の
ブロック図である。図3は、本発明の積層造形装置によ
り形成された造形物の断面図である。
FIG. 1 is an overall schematic view of the additive manufacturing apparatus of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a circuit configuration of the additive manufacturing apparatus of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of a modeled object formed by the layered modeling apparatus of the present invention.

【0034】図1により、本発明の積層造形装置の構成
を説明する。図中、参照符号の10は帯電性粉体により
立体の断面形状を薄層に形成する像形成手段、20は断
面形状に形成された薄層を担持する担持体としての中間
転写体、30は中間転写体20から薄層を転写されるス
テージ、40は中間転写体20の担持する薄層をステー
ジ30上に転写し、定着する転写定着手段としての面状
ヒーター手段、50はサポート手段としての、例えば、
サポート材を吐出しサポート部を形成する吐出手段、6
0は中間転写体20として用いられた転写ベルト21の
表面を清掃するための転写ベルトクリーナーである。
The structure of the layered manufacturing apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 10 is an image forming means for forming a three-dimensional cross-sectional shape into a thin layer by a charging powder, 20 is an intermediate transfer member as a carrier for carrying the thin layer formed in the cross-sectional shape, and 30 is A stage to which a thin layer is transferred from the intermediate transfer body 20, 40 is a planar heater means as a transfer fixing means for transferring and fixing the thin layer carried by the intermediate transfer body 20 onto the stage 30, and 50 is a supporting means. , For example,
Discharging means for discharging a support material to form a support portion, 6
Reference numeral 0 is a transfer belt cleaner for cleaning the surface of the transfer belt 21 used as the intermediate transfer member 20.

【0035】本実施の形態において、像形成手段10
は、電子写真方式により予め設定された厚さで帯電性粉
体を立体の断面形状に形成するために、感光体ドラム1
1,帯電器12、露光光学係13等による潜像形成手段
と、現像器14、転写ローラ15、クリーナ16、分離
電極17等による現像手段で構成されている。
In the present embodiment, the image forming means 10
In order to form the chargeable powder into a three-dimensional cross-sectional shape with a preset thickness by the electrophotographic method.
1, a latent image forming means including a charger 12, an exposure optical member 13 and the like, and a developing means including a developing device 14, a transfer roller 15, a cleaner 16, a separating electrode 17 and the like.

【0036】感光体11は、円筒状の基体の外周に、導
電層及び有機感光層(OPC)の光導電体層を形成した
ものである。感光体11は、図示しない駆動源からの動
力により、或いは中間転写体20の転写ベルト21に従
動し、導電層を接地された状態で矢印Aで示す反時計方
向に回転される。
The photoconductor 11 is formed by forming a photoconductive layer of a conductive layer and an organic photosensitive layer (OPC) on the outer circumference of a cylindrical base. The photoconductor 11 is rotated in the counterclockwise direction indicated by the arrow A with the conductive layer grounded by the power from a drive source (not shown) or by following the transfer belt 21 of the intermediate transfer body 20.

【0037】帯電器12は、例えばスコロトロン帯電器
で、感光体11の移動方向に対して直交する方向に感光
体11と対峙し近接して取り付けられ、帯電性粉体と同
極性のコロナ放電によって、感光体11に対し一様な電
位を与える。
The charging device 12 is, for example, a scorotron charging device, and is attached in close proximity to the photoconductor 11 in a direction orthogonal to the moving direction of the photoconductor 11 by corona discharge having the same polarity as the chargeable powder. , A uniform potential is applied to the photoconductor 11.

【0038】露光光学係13は、帯電器12で一様に帯
電された感光体11上に、形成する立体の断面形状デー
タに基づいて像露光を行い、静電潜像を感光体11上に
形成するもので、像露光手段として、例えば、ポリゴン
ミラー等によって感光体11の回転軸と平行にレーザー
ダイオード等を発光光源としたレーザー光により走査を
行う走査光学系を備えている。
The exposure optics 13 performs image exposure on the photoconductor 11 uniformly charged by the charger 12 based on the three-dimensional sectional shape data to be formed to form an electrostatic latent image on the photoconductor 11. As the image exposing means, for example, a scanning optical system for scanning with laser light using a laser diode or the like as a light emitting source is provided in parallel with the rotation axis of the photoconductor 11 by a polygon mirror or the like.

【0039】現像器14は、帯電性粉体を内包した筐体
に磁石体を内蔵し、帯電性粉体を保持して回転する搬送
体としての現像スリーブ14aによって一定の層厚に規
制されて現像域へと搬送され、感光体11上に形成され
た静電潜像を現像する。
The developing device 14 has a magnet body built in a case containing a charging powder, and is regulated to a constant layer thickness by a developing sleeve 14a as a carrier that holds and rotates the charging powder. The electrostatic latent image formed on the photoconductor 11 is developed by being conveyed to the developing area.

【0040】なお、現像域における現像スリーブ14a
と感光体11との間隙は帯電性粉体の層厚よりも大きく
し、現像スリーブ14aと感光体11との間には直流電
圧V DCに交流電圧VACを重畳した交流バイアス電圧を印
加する。
The developing sleeve 14a in the developing area
The gap between the photoconductor 11 and the photoconductor 11 is larger than the layer thickness of the charging powder.
However, there is no direct current between the developing sleeve 14a and the photosensitive member 11.
Pressure V DCAC voltage VACAC bias voltage with
Add

【0041】帯電性粉体の帯電は直流電圧VDCと同極性
であり、交流電圧VACによって現像スリーブ14aから
離脱するきっかけを与えられた帯電性粉体は、直流電圧
DCより電位の絶対値の高いVHの部分には付着せず、
電位の絶対値の低いVLの部分にその電位差に応じた帯
電性粉体量が付着し顕像化(現像)する。また、現像ス
リーブ14aと感光体11との間には直流電圧VDCのみ
を印加してもよい。
The charge of the chargeable powder has the same polarity as the DC voltage V DC, and the chargeable powder, which is triggered by the AC voltage V AC to separate from the developing sleeve 14a, has an absolute potential higher than that of the DC voltage V DC. It does not adhere to the high-value V H part,
The amount of chargeable powder corresponding to the potential difference adheres to the portion of V L where the absolute value of the potential is low, and the image is visualized (developed). Further, only the DC voltage V DC may be applied between the developing sleeve 14a and the photoconductor 11.

【0042】現像は非接触現像が好ましいが、現像時の
帯電性粉体による像形成に悪影響が無ければ、接触現像
であっても差し支えない。
The development is preferably non-contact development, but contact development may also be used as long as it does not adversely affect the image formation by the charged powder during development.

【0043】帯電性粉体は、電子写真方式により現像に
使用するものであるから、小粒径で(数μm〜20μm
程度)、帯電性および定着性能(溶融接着性能)を有す
ることが必要である。また、定着、積層して立体造形さ
れた後、装置部品のプロトタイプに用いることができる
程度に強度を有する材質であることが好ましい。
Since the chargeable powder is used for development by the electrophotographic method, it has a small particle size (several μm to 20 μm).
Degree), chargeability and fixing performance (melt adhesion performance). Further, it is preferable that the material is strong enough to be used as a prototype of a device component after being fixed, laminated and three-dimensionally molded.

【0044】このような素材としては、熱可塑性樹脂を
小粒径の粉体としたものを用いることが出来る。好まし
い熱可塑性樹脂としては、ABS樹脂が挙げられる。
As such a material, a thermoplastic resin powder having a small particle size can be used. ABS resin is mentioned as a preferable thermoplastic resin.

【0045】本実施の形態では、帯電性粉体として、添
加剤としてシリカ、チタニアを添加したABS樹脂を粉
砕し、平均粒径を10〜13.67μmとしたものを用
いた。ABS樹脂はペレットを粉砕してそのまま使用し
ても構わないが、帯電性能や定着性能を付与するために
周知の添加剤を溶融混練した後、粉砕することが好まし
い。
In this embodiment, as the chargeable powder, an ABS resin containing silica and titania as an additive is pulverized to have an average particle size of 10 to 13.67 μm. The ABS resin may be crushed into pellets and used as it is, but it is preferable to melt-knead well-known additives in order to impart charging performance and fixing performance, and then crush.

【0046】なお、本実施の形態では、一種類の帯電性
粉体を用いたモノカラーの立体造形であるが、これに限
られるものではなく、マゼンタ、シアン、イエロー、ブ
ラック等複数色の帯電性粉体と複数の像形成手段を適用
することにより、フルカラーの積層造形装置とすること
も可能である。
In the present embodiment, mono-color three-dimensional modeling using one type of charging powder is used, but the present invention is not limited to this, and charging of a plurality of colors such as magenta, cyan, yellow and black is possible. It is also possible to make a full-color layered modeling apparatus by applying the permeable powder and a plurality of image forming means.

【0047】また、本発明の積層造形装置は、後述する
転写・定着時に1回だけ加熱押圧するものであるため熱
可塑性樹脂粉体に限らず熱硬化性樹脂粉体を使用するこ
とも可能である。更に、熱可塑性樹脂によりセラミック
ス、金属等を包含した粉体を帯電性粉体として用いて造
形した後に、別の工程で焼成したりしてセラミックスや
金属の有する強度と同等の造形物を形成することもでき
る。
Further, since the layered manufacturing apparatus of the present invention heats and presses only once at the time of transfer / fixing described later, it is possible to use not only the thermoplastic resin powder but also the thermosetting resin powder. is there. Further, a powder containing ceramics, a metal, etc., made of a thermoplastic resin is used as a chargeable powder, and then the powder is fired in another step to form a molded product having the same strength as that of the ceramic or the metal. You can also

【0048】転写ローラ15は、転写ベルト21を挟ん
で感光体11に対向して設けられ、転写ベルト21と感
光体11との間に転写領域(符号なし)を形成する。
The transfer roller 15 is provided so as to face the photoconductor 11 with the transfer belt 21 interposed therebetween, and forms a transfer region (no reference numeral) between the transfer belt 21 and the photoconductor 11.

【0049】転写ローラ15には帯電性粉体と反対極性
の直流電圧からなる転写バイアス(符号なし)を印加
し、転写領域に転写電界を形成することにより、感光体
11上の帯電性粉体を転写ベルト21上に転写する。
A transfer bias composed of a DC voltage having a polarity opposite to that of the chargeable powder (no reference sign) is applied to the transfer roller 15 to form a transfer electric field in the transfer area, whereby the chargeable powder on the photoreceptor 11 is charged. Is transferred onto the transfer belt 21.

【0050】分離電極17は、除電手段であり、好まし
くはコロナ放電器により構成され、転写ローラ15によ
り帯電された転写ベルト21を除電するものである。
The separation electrode 17 is a charge eliminating means, preferably a corona discharger, for eliminating the charge on the transfer belt 21 charged by the transfer roller 15.

【0051】なお、クリーナ16は、転写後の感光体1
1の周面上に残った帯電性粉体をブレード16aにより
掻き落とし、除去清掃するものである。
The cleaner 16 is the photosensitive member 1 after transfer.
The chargeable powder remaining on the peripheral surface of No. 1 is scraped off by the blade 16a and cleaned.

【0052】薄層の積層手段としては、中間転写体2
0、ステージ30、面状ヒーター手段40、吐出手段5
0等により構成される。
As a means for laminating thin layers, the intermediate transfer member 2 is used.
0, stage 30, sheet heater means 40, discharge means 5
It is composed of 0 and the like.

【0053】中間転写体20は、像担持体としての機能
を有し、断面形状データに基づき帯電性粉体で現像され
た薄層を保持した状態で、次工程へと搬送するものであ
り、構造が簡単で積層造形装置の機構配置設計に大きな
自由度を与えることができる、例えば、転写ベルト21
が用いられる。
The intermediate transfer member 20 has a function as an image carrier, and conveys to the next step in a state of holding the thin layer developed with the charging powder based on the sectional shape data. The structure is simple and a great degree of freedom can be given to the mechanical layout design of the additive manufacturing apparatus.
Is used.

【0054】転写ベルト21は、ローラ22a、22b
および22cに外接して張架されており、帯電性粉体に
よる断面形状の形成時には、転写ローラ15により感光
体ドラム11に形成された帯電性粉体による薄層を、不
図示の駆動モータよりの駆動力をうけて図の矢印Bで示
す方向に回転しながら転写ベルト21上に転写して次工
程へと搬送される。
The transfer belt 21 includes rollers 22a and 22b.
And 22c are circumscribed and circumscribed, and at the time of forming the cross-sectional shape of the charging powder, a thin layer of the charging powder formed on the photoconductor drum 11 by the transfer roller 15 is formed by a drive motor (not shown). Is transferred to the transfer belt 21 while being rotated in the direction indicated by the arrow B in the figure by the driving force of the above, and is conveyed to the next step.

【0055】なお、転写ベルト21は、体積抵抗率が1
8〜1012Ω・cm、表面抵抗率が108〜1012Ω/
□であり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、
エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化
ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラ
スチックに導電材料を分散した、厚さ0.1〜1.0m
mの半導電性フィルム基体の外側に、好ましくはトナー
フィルミング防止層として厚さ5〜50μmのフッ素コ
ーティングを行った、2層構成のシームレスベルトを用
いた。転写ベルト21としては、この他に、シリコンゴ
ム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ0.
5〜2.0mmの半導電性ゴムベルトを使用することも
できる。
The transfer belt 21 has a volume resistivity of 1
0 8 to 10 12 Ω · cm, surface resistivity of 10 8 to 10 12 Ω /
□, for example, modified polyimide, thermosetting polyimide,
Conductive material dispersed in engineering plastics such as ethylene tetrafluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, nylon alloy, etc., thickness 0.1-1.0 m
A two-layered seamless belt was used, in which a fluorine coating having a thickness of 5 to 50 μm was preferably applied as a toner filming preventing layer on the outside of the semi-conductive film substrate of m. In addition to this, the transfer belt 21 has a thickness of 0.1% obtained by dispersing a conductive material in silicon rubber or urethane rubber.
It is also possible to use a semi-conductive rubber belt of 5 to 2.0 mm.

【0056】面状ヒーター手段40は、転写ベルト21
に担持された薄層(M3)の全面を転写ベルト21を介
して均一に加熱し、且つ、ステージ30上に積層された
定着済みの薄層(M1)または定着済みの薄層(M1)
上に積層された定着済みの薄層(M2)に押圧できるも
のであれば特に限定はないが、例えば、ポリエチレンテ
レフタレート樹脂等を支持体としてニクロム線等の発熱
体を挟み込んだ面状発熱体やセラミック発熱体などが用
いられる。
The sheet heater means 40 is used for the transfer belt 21.
The entire surface of the thin layer (M3) carried on the substrate is uniformly heated via the transfer belt 21, and the fixed thin layer (M1) or the fixed thin layer (M1) is stacked on the stage 30.
There is no particular limitation as long as it can press against the fixed thin layer (M2) laminated thereon. For example, a planar heating element in which a heating element such as a nichrome wire is sandwiched with polyethylene terephthalate resin or the like as a support, A ceramic heating element or the like is used.

【0057】また、面状ヒーター手段40に磁性発熱体
を用いても良い。磁性発熱体は、電磁誘導素子の発する
磁力線により交流磁界を発生し、発熱するものである。
電磁誘導素子としては、磁性コアと、該磁性コアに巻設
される励磁コイル部の組み合わせが挙げられる。前記励
磁コイル部に電流を流すことにより前記磁性コアから磁
力線が発生する。そして、板状の磁性発熱体の内部に、
0.5〜50kHz程度の交流磁界が形成され、この交
流磁界により生じる磁性発熱体内の渦電流により当該磁
性発熱体が発熱するものである。電磁誘導素子と磁性発
熱体とは、当接あるいは0.5〜2mm程度わずかに離
間して配設する。
A magnetic heating element may be used for the sheet heater means 40. The magnetic heating element generates an alternating magnetic field by the lines of magnetic force generated by the electromagnetic induction element to generate heat.
Examples of the electromagnetic induction element include a combination of a magnetic core and an exciting coil portion wound around the magnetic core. A magnetic field line is generated from the magnetic core by passing a current through the exciting coil section. Then, inside the plate-shaped magnetic heating element,
An AC magnetic field of about 0.5 to 50 kHz is formed, and the magnetic heating element generates heat due to the eddy current in the magnetic heating element generated by the AC magnetic field. The electromagnetic induction element and the magnetic heating element are arranged in contact with each other or slightly apart from each other by about 0.5 to 2 mm.

【0058】なお、ヒーター手段としては、言うまでも
ないが面状ヒーター手段40に限らず、熱伝導性のある
シート状部材の裏側から、加熱ロールをかけるものであ
ってもよい。
Needless to say, the heater means is not limited to the planar heater means 40, and a heating roll may be applied from the back side of the sheet member having heat conductivity.

【0059】転写ベルトクリーナー60は、転写ベルト
21に残留した帯電性粉体をクリーニングローラ61に
よってクリーニングするもので、装備しておくことが望
ましい。
The transfer belt cleaner 60 is for cleaning the charging powder remaining on the transfer belt 21 with the cleaning roller 61, and is preferably equipped.

【0060】吐出手段50は、帯電性粉体により現像さ
れた薄層を積層する過程で、薄層を支えたり、形崩れの
防止等するために、サポートデータに基づきサポート材
を吐出してサポート部を形成する手段で、例えば、ステ
ージ30の薄層積層面30aと積層する薄層までの距離
が離れている場合には、ステージ30上に薄層を支える
土台が必要であり、この土台としてサポート部が形成さ
れ、あるいは薄層と薄層との間に空間が生じるような場
合には、空間を埋める詰物としてサポート部が形成さ
れ、また、形状が崩れないように支えたりするために必
要な部分を支えるためのブリッジとしてサポート部を形
成するもので、例えば、ホットメルトインクや油性イン
ク、あるいは水性インクを吐出して紙等に画像や文字を
プリントするインクジェットプリンタで知られる吐出装
置を使用し、これらのインクの代わりにサポート材を吐
出するものである。
The discharging means 50 discharges a support material based on the support data in order to support the thin layers or prevent the shape from being deformed in the process of laminating the thin layers developed by the electrostatically charged powder. For example, when the distance between the thin layer stacking surface 30a of the stage 30 and the thin layer to be stacked is large, a base for supporting the thin layer on the stage 30 is necessary. When a support part is formed or a space is created between thin layers, the support part is formed as a filling material that fills the space and is necessary to support the shape so that it does not collapse. A support portion is formed as a bridge for supporting various portions. For example, hot-melt ink, oil-based ink, or ink that ejects water-based ink to print images or characters on paper, etc. Use ejection device known in Ettopurinta is for discharging the support member in place of these inks.

【0061】サポート材としては、熱可塑性樹脂を溶融
した溶融樹脂やワックス、あるいは接着剤などがあり、
用途としては、例えば、溶融樹脂は前述の土台としての
サポート部、ワックスは造形後に溶かして取り除けるの
で前述の詰物としてのサポート部、接着剤は前述のブリ
ッジとしてのサポート部に使用することができ、効率的
なサポート形成のために、各種サポート材を用途別にそ
れぞれ吐出する吐出手段を設けたり、同じ種類のサポー
ト材を複数の吐出手段により吐出させるようにすること
もできる。
Examples of the support material include a molten resin obtained by melting a thermoplastic resin, wax, or an adhesive,
As the application, for example, the molten resin can be used for the support part as the above-mentioned base, the wax can be removed by melting after molding, so the support part as the above-mentioned filling material, the adhesive can be used for the support part as the above-mentioned bridge, In order to efficiently form the support, it is possible to provide a discharge means for discharging various support materials for each application, or to discharge the same kind of support material by a plurality of discharge means.

【0062】また、この吐出手段を利用して、必要に応
じてインクを吐出させ造形物に彩色を施すこともでき
る。勿論、サポート材や吐出手段の使い方はこれに限る
ものではないことは言うまでもない。
Further, by utilizing this discharging means, it is possible to discharge ink as required to color the modeled object. Needless to say, the usage of the support material and the discharging means is not limited to this.

【0063】ステージ30は、転写ベルト21により搬
送されてきた帯電性粉体から成る薄層やサポート材を積
層するための薄層積層面30aを有する基体となるもの
で、転写ベルト21を挟んでステージ30の薄層積層面
30aに面状ヒーター手段40により薄層を加熱押圧す
ることにより薄層が積層される。そして、薄層が積層さ
れる毎に薄層の層厚分、例えば20μmだけステージ3
0の薄層積層面30aが図1において面状ヒーター手段
40から遠ざかる方向に移動することにより、常に面状
ヒーター手段40が加熱押圧するために移動する距離を
一定に保つようにしている。
The stage 30 serves as a base body having a thin layer laminating surface 30a for laminating a thin layer made of electrostatically charged powder conveyed by the transfer belt 21 and a support material, and the transfer belt 21 is sandwiched therebetween. The thin layers are stacked on the thin layer stacking surface 30a of the stage 30 by heating and pressing the thin layers by the sheet heater means 40. Then, each time the thin layers are stacked, the stage 3 is formed by the thickness of the thin layers, for example, 20 μm.
By moving the thin layer laminated surface 30a of 0 in the direction away from the planar heater means 40 in FIG. 1, the distance moved by the planar heater means 40 for heating and pressing is always kept constant.

【0064】なお、M1はステージ30の薄層積層面3
0aに積層された帯電性粉体やサポート材からなる薄
層、M2はステージ30上に積層された定着済みの薄層
M1上に積層された定着済みの薄層、M3は転写ベルト
21に担持された状態の薄層である。
M1 is the thin layer stacking surface 3 of the stage 30.
0a is a thin layer made of a chargeable powder or a support material, M2 is a fixed thin layer stacked on the stage 30 and a fixed thin layer is stacked on M1, and M3 is carried by the transfer belt 21. It is a thin layer in the as-deposited state.

【0065】本発明の積層造形装置による立体造形にお
いては、特にステージ30の薄層積層面30aへの転写
・定着工程において、帯電性粉体からなる薄層M3が完
全に転写ベルト21から離型し、ちぎれや抜けがなく定
着済みの薄層M2上に確実に溶融接着することが必要で
あり、積層を確実にかつ正確に行うためには、帯電性粉
体の材料特性に適応した面状ヒーター手段40の加熱温
度と加圧力および加熱押圧時間等の適切な設定が必要な
ことは言うまでもない。
In the three-dimensional modeling by the layered manufacturing apparatus of the present invention, the thin layer M3 made of the chargeable powder is completely released from the transfer belt 21 especially in the transfer / fixing process on the thin layer stacked surface 30a of the stage 30. However, it is necessary to surely melt and adhere to the thin layer M2 which has been fixed without tearing or omission, and in order to carry out the stacking surely and accurately, the surface state adapted to the material characteristics of the electrostatic powder is required. It goes without saying that it is necessary to appropriately set the heating temperature and pressure of the heater means 40, the heating and pressing time, and the like.

【0066】図2により、本発明の積層造形装置の回路
構成を説明する。200は3D−CAD(以下CADと
いう)で、作成しようとする立体物の設計を行い、立体
物の形状データや断面形状データ、あるいはサポートデ
ータ等を作成し、本発明の積層造形装置に、これら各種
データを出力する装置である。
The circuit configuration of the layered modeling apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. Reference numeral 200 is a 3D-CAD (hereinafter referred to as CAD), which designs a solid object to be created, creates shape data, cross-sectional shape data, support data, etc. of the solid object, and adds them to the additive manufacturing apparatus of the present invention. It is a device that outputs various data.

【0067】100は、本発明の積層造形装置の造形制
御手段にあたる造形制御回路で、積層造形装置の全体を
制御するCPU110を備え、潜像形成回路121と現
像回路122を制御する像形成制御回路120、転写定
着回路131とステージ回路132及びサポート回路1
33を制御する積層制御回路130、CAD200から
入力された各種データ、例えば、形状データや断面形状
データ等に基づきデータを補正又は変更したり、スライ
ス像データやサポートデータ等を作成するデータ作成回
路140、CAD200から入力された形状データや断
面形状データあるいはサポートデータ等のデータや操作
入力手段170から入力された制御情報等を判別して、
メモリ160にデータを記憶したり、CPU110に制
御情報を入力したりするためのデータ入力手段である情
報制御回路150、入力されたデータや作成されたデー
タあるいは制御情報を記憶するメモリ160及び必要な
電源を各種回路や各種手段に供給する電源回路190、
及びCAD200から造形制御回路100へデータを入
力するための接続器としてのインタフェース(I/F)
180等により構成されている。
Reference numeral 100 denotes a modeling control circuit which is a modeling control means of the layered modeling apparatus of the present invention, and includes a CPU 110 which controls the entire layered modeling apparatus, and an image formation control circuit which controls a latent image forming circuit 121 and a developing circuit 122. 120, transfer fixing circuit 131, stage circuit 132, and support circuit 1
A data creation circuit 140 that corrects or changes data based on various data input from the CAD 200, such as the stacking control circuit 130 that controls 33 and the CAD 200, for example, slice data and support data. , Data such as shape data, cross-sectional shape data, or support data input from the CAD 200, control information input from the operation input unit 170, and the like,
An information control circuit 150, which is a data input unit for storing data in the memory 160 or inputting control information to the CPU 110, a memory 160 for storing input data, created data or control information, and a necessary A power supply circuit 190 for supplying power to various circuits and various means,
And an interface (I / F) as a connector for inputting data from the CAD 200 to the modeling control circuit 100
It is composed of 180 and the like.

【0068】I/F180は、CAD200から出力さ
れた各種データを造形制御回路100に入力するために
必要なインタフェースであり、例えば、USB(Uni
versal Serial Bus)タイプやSCS
I(Small Cmputer System In
terface)タイプ等が有り、データの量や転送速
度、あるいは接続機器のデータ処理性能等を考慮して適
宜使用される。
The I / F 180 is an interface necessary for inputting various data output from the CAD 200 to the modeling control circuit 100. For example, a USB (Uni)
Versal Serial Bus) type and SCS
I (Small Computer System In
interface type, etc., and is appropriately used in consideration of the amount of data, the transfer rate, the data processing performance of the connected device, and the like.

【0069】情報制御回路150は、CAD200から
入力されたデータか、操作入力手段170から入力され
たデータか、あるいは制御情報かを判別し、CADから
入力された、例えば、立体物の形状データや断面形状デ
ータ、あるいはサポートデータであることを判別した際
は、データの種別に対応して予め設定されたメモリアド
レスに従ってデータをメモリ160に記憶する。
The information control circuit 150 discriminates whether it is the data input from the CAD 200, the data input from the operation input means 170, or the control information, and, for example, the shape data of the three-dimensional object input from the CAD, When it is determined that the data is the cross-sectional shape data or the support data, the data is stored in the memory 160 according to the memory address preset corresponding to the type of the data.

【0070】また、操作入力手段170から入力された
データの場合は、メモリ160のCAD200から入力
されたデータとは異なるメモリアドレスに記憶され、デ
ータが混同しないようになっており、必要なときに読み
出しやすくなっている。
Further, the data inputted from the operation input means 170 is stored at a memory address different from the data inputted from the CAD 200 of the memory 160, so that the data is not confused with each other, and when necessary. It is easy to read.

【0071】なお、制御情報の場合は、その制御情報に
よりCPU110等の作動を制御するようになってお
り、操作入力手段170から入力された制御の記録とし
て、メモリ160の所定のアドレスに記憶され、例え
ば、回路の作動や像形成に不都合等が生じた場合等に、
閲覧できるようにしている。
In the case of control information, the control information controls the operation of the CPU 110 and the like, and is stored in a predetermined address of the memory 160 as a record of the control input from the operation input means 170. , For example, when there is a problem in the operation of the circuit or image formation,
You can browse.

【0072】CPU110は、積層造形装置を作動制御
するために、積層造形装置の機能や性能データあるいは
造形材料の特性データ等による造形条件を考慮した複数
種類の制御プログラムを記憶しており、メモリ160の
メモリアドレスからメモリ160に記憶されたデータの
種別を判別し出力したり、各種回路からの作動開始、作
動中、作動完了あるいは作動状態等の作動情報等によ
り、適切な制御を行うようになっている。
The CPU 110 stores a plurality of types of control programs in consideration of modeling conditions such as the function and performance data of the layered modeling device or the characteristic data of the modeling material in order to control the operation of the layered modeling device, and the memory 160. The type of the data stored in the memory 160 is discriminated from the memory address of the memory 160 and output, and appropriate control is performed according to operation information such as operation start, operation, operation completion or operation state from various circuits. ing.

【0073】CPU110は、まず、データ入力手段で
ある情報制御回路150を作動しCAD200からデー
タを入力させ、入力されたデータ種別を判別して、積層
造形装置の機能や性能データあるいは造形材料の特性デ
ータ等に基づく造形条件等によりデータ作成回路140
を制御して、積層造形に必要な各種データを作成させ
る。
The CPU 110 first operates the information control circuit 150, which is a data input means, inputs data from the CAD 200, determines the type of the input data, and determines the function and performance data of the layered modeling apparatus or the characteristics of the modeling material. The data creating circuit 140 is created according to the molding conditions based on the data and the like.
Control to create various data required for additive manufacturing.

【0074】データ作成回路140は、例えば、入力さ
れたデータが立体物の形状データの場合は、まず、積層
造形装置に適合した造形条件等により予め設定された層
厚でスライス像データを作成し、その後に、スライス像
データに基づくサポートデータを作成する。
For example, when the input data is shape data of a three-dimensional object, the data creation circuit 140 first creates slice image data with a layer thickness preset according to the modeling conditions suitable for the additive manufacturing apparatus. After that, support data based on the slice image data is created.

【0075】入力されたデータが断面形状データの場合
は、積層造形装置に適合した造形条件等による層厚での
断面形状データになっているか否かを判別し、適合した
データの場合は、そのデータをそのまま用いてスライス
像データとして作成し、適合していない場合は、適合し
た層厚で、断面形状データを変更してスライス像データ
を作成し、作成されたスライス像データに基づきサポー
トデータを作成する。
When the input data is the cross-sectional shape data, it is determined whether or not the cross-sectional shape data has a layer thickness according to the molding conditions suitable for the additive manufacturing apparatus. Create the slice image data using the data as it is, and if it is not compatible, create slice image data by changing the cross-sectional shape data with an adapted layer thickness, and generate the support data based on the created slice image data. create.

【0076】なお、本発明のデータ作成回路140は、
積層造形装置の精度維持管理や通常使用している造形材
料とは異なる造形材料を使用する場合に、スライス像デ
ータの補正や変更を目的として、例えば、造形サンプル
を形成して計測した結果の層厚データを、例えば、キー
ボード等で構成された操作入力手段170により入力さ
れた層厚を示す数値が電気的なデータに変換され、情報
制御回路150を経てデータ作成回路に入力することに
より、データ作成回路140は、入力された層厚による
スライス像データを作成することができるようになって
いるので、安定して精度の高い造形ができることにな
る。
The data generating circuit 140 of the present invention is
For the purpose of correcting and changing the slice image data when maintaining and controlling the accuracy of the additive manufacturing equipment or using a molding material that is different from the one that is normally used, for example, a layer that is the result of measurement after forming a modeling sample. The thickness data is converted into electrical data by converting the numerical value indicating the layer thickness input by the operation input unit 170 configured by a keyboard or the like, and input into the data creation circuit through the information control circuit 150, thereby obtaining the data. Since the creating circuit 140 is capable of creating slice image data based on the input layer thickness, stable and highly accurate modeling can be performed.

【0077】また、本発明のデータ作成回路140は、
CAD200から入力された形状データや断面形状デー
タ等により、サポート部が最少となる配置を演算してス
ライス像データを作成するようにして、余分なサポート
部の形成が生じて造形時間が増加しないようにしてい
る。
Further, the data generating circuit 140 of the present invention is
Based on the shape data and the cross-sectional shape data input from the CAD 200, the layout that minimizes the support section is calculated to create slice image data so that the formation of an extra support section does not occur and the molding time does not increase. I have to.

【0078】そして、データ作成回路140により作成
されたスライス像データとサポートデータに基づきCP
U110が像形成制御回路120や積層制御回路130
を制御することにより立体物が形成されるようになって
いる。
Based on the slice image data created by the data creating circuit 140 and the support data, the CP
U110 is the image formation control circuit 120 or the stacking control circuit 130.
A three-dimensional object is formed by controlling the.

【0079】像形成制御回路120は、データ作成回路
140からのスライス像データを入力して潜像形成回路
121や現像回路122を作動させることによりスライ
ス像データに基づく薄層を形成する。
The image forming control circuit 120 inputs the slice image data from the data forming circuit 140 and operates the latent image forming circuit 121 and the developing circuit 122 to form a thin layer based on the slice image data.

【0080】潜像形成回路121は、スライス像データ
に基づき電子写真プロセス方式により潜像を形成するた
めの感光体ドラム11,帯電器12、露光光学係13等
による潜像形成手段を制御し、現像回路122は、潜像
を帯電性粉体で現像し薄層を作るための現像器14、転
写ローラ15、クリーナ16、分離電極17等による現
像手段を制御する。
The latent image forming circuit 121 controls the latent image forming means such as the photosensitive drum 11, the charger 12, the exposure optical member 13 and the like for forming a latent image by the electrophotographic process method based on the slice image data, The developing circuit 122 controls a developing device including a developing device 14, a transfer roller 15, a cleaner 16, a separation electrode 17 and the like for developing a latent image with a chargeable powder to form a thin layer.

【0081】積層制御回路130は、データ作成回路1
40からのスライス像データまたはサポートデータを入
力して転写定着回路131、ステージ回路132及びサ
ポート回路133を作動させ、薄層を積層し立体物を形
成する。
The stacking control circuit 130 is the data creation circuit 1
By inputting slice image data or support data from 40, the transfer / fixing circuit 131, the stage circuit 132 and the support circuit 133 are operated, and thin layers are laminated to form a three-dimensional object.

【0082】転写定着回路131は、面状ヒーター手段
40の加熱押圧動作、すなわち、面状ヒーター手段40
の温度制御と押圧駆動および加熱押圧時間を制御し、ス
テージ回路132は、ステージ30の移動タイミングと
移動量を制御し、サポート回路133は、サポート手段
としての、例えば、サポート材を吐出しサポート部を形
成する吐出手段50の作動を制御する。
The transfer / fixing circuit 131 has a heating and pressing operation of the sheet heater means 40, that is, the sheet heater means 40.
Temperature control, pressing drive, and heating pressing time are controlled, the stage circuit 132 controls the movement timing and the movement amount of the stage 30, and the support circuit 133 discharges a support material, for example, a support material as a support means. The operation of the ejection means 50 for forming the is controlled.

【0083】図3において、Mは、ステージ30の薄層
積層面30aに積層された造形物の一例であり、S1、
S2、S3は、吐出手段50により吐出されたサポート
材からなるサポート部である。
In FIG. 3, M is an example of a modeled object stacked on the thin layer stacking surface 30a of the stage 30, and S1 and
S2 and S3 are support parts made of a support material discharged by the discharging means 50.

【0084】S1及びS3は、薄層を積層するための土
台として形成されたサポート部で、S2は詰物として形
成されたサポート部である。そして、サポート材の選定
には、サポート部の用途や条件、例えば、S1及びS3
のように土台として薄層を支える場合の耐力や造形後の
除去性、あるいは詰め物として取り除く必要がある場合
の耐力や作業性等を考慮してサポート材を溶融樹脂にし
たり接着剤にしたりワックスにする等の選択が必要であ
る。特にS2は、造形物として完成した後に取り除く必
要があるため、サポート材としてワックスを使用するこ
とが好ましい。
S1 and S3 are support parts formed as a base for laminating thin layers, and S2 is a support part formed as a filling. Then, in selecting the support material, the use and condition of the support portion, for example, S1 and S3
Considering the yield strength when supporting a thin layer as a base and the removability after modeling, or the strength and workability when it needs to be removed as a filling, the support material can be a molten resin, an adhesive, or a wax. It is necessary to select such as. In particular, since S2 needs to be removed after it is completed as a molded article, it is preferable to use wax as a support material.

【0085】なお、本実施の形態においては、造形物の
質量が軽く、詰め物としてのサポート部が必要であるこ
とから、サポート材としてワックスのみを使用し、サポ
ート材を吐出手段50から細密に吐出してサポート部を
形成したが、立体造形作業の効率化のためには、粗い方
がサポート部の形成時間やサポート部を取り除くための
時間を短縮できるので、積層する薄層をサポートできる
のであれば、限りなく粗くすることが好ましい。
In this embodiment, since the mass of the modeled object is light and the support part as the filling is required, only the wax is used as the support material and the support material is discharged finely from the discharging means 50. Although the support part was formed by doing so, in order to improve the efficiency of the three-dimensional modeling work, the rougher one can shorten the time for forming the support part and the time for removing the support part, so it is possible to support thin layers to be laminated. Therefore, it is preferable to make it as coarse as possible.

【0086】本発明の積層造形装置による積層造形方法
について、図1及び図2により、ステップ毎に説明す
る。
The additive manufacturing method by the additive manufacturing apparatus of the present invention will be described step by step with reference to FIGS. 1 and 2.

【0087】実際には、積層造形装置の機能や性能ある
いは造形物の形態等の条件に応じて、形状データや断面
形状データあるいはサポートデータや造形条件等の参考
データ等がCAD200から転送されるが、本実施の形
態の説明では、少なくとも断面形状データが転送されて
くるものとする。そして、断面形状データ以外のデータ
に関しては、断面形状データの処理等と異なる処理や作
動等に関して説明を加えることにした。
In reality, shape data, cross-sectional shape data, support data, reference data such as modeling conditions, etc. are transferred from the CAD 200 according to conditions such as the function and performance of the additive manufacturing apparatus or the form of the modeled object. In the description of this embodiment, it is assumed that at least cross-sectional shape data is transferred. Then, regarding data other than the cross-sectional shape data, description will be added regarding processing and operation different from the processing of the cross-sectional shape data.

【0088】なお、形状データは、立体物の形状をCA
Dで3次元のデータに変換したときのデータで、断面形
状データは、形状データを予め設定された一定の厚さで
スライスしたときの断面の形状に関するデータであり、
汎用されている立体設計図(3D−CAD図面)用作成
ソフトを用いることにより簡便に得ることができる。
In the shape data, the shape of the three-dimensional object is CA.
The cross-sectional shape data is data when converted into three-dimensional data by D, and the cross-sectional shape data is data regarding the shape of the cross section when the shape data is sliced with a preset constant thickness,
It can be easily obtained by using general purpose three-dimensional design drawing (3D-CAD drawing) creation software.

【0089】また、スライス像データは、積層造形装置
により帯電性粉体で薄層を形成するためのデータで、断
面形状データが積層造形装置による造形条件等に適合し
ている場合は、そのままスライス像データとして用いら
れる。サポートデータもスライス像データと同様で、C
AD側で作成されたサポートデータが積層造形装置によ
る造形条件等に適合している場合は、そのままサポート
データとして用いられる。
Further, the slice image data is data for forming a thin layer from the chargeable powder by the additive manufacturing apparatus, and when the cross-sectional shape data conforms to the forming conditions by the additive manufacturing apparatus, the slice image data is sliced as it is. Used as image data. The support data is the same as the slice image data, and C
If the support data created on the AD side meets the modeling conditions of the additive manufacturing apparatus, it is used as it is as the support data.

【0090】ステップ1では、CAD200と本発明の
積層造形装置の造形制御回路100とをインタフェース
(I/F)180を介して電気的に接続し、積層造形装
置の電源操作手段(図示せず)により積層造形装置の電
源回路190を投入し起動する。そして、操作入力手段
170を操作して造形制御回路100を作動状態に起動
し、CAD200からのデータ入力が可能な状態にす
る。
In step 1, the CAD 200 and the modeling control circuit 100 of the layered modeling apparatus of the present invention are electrically connected via the interface (I / F) 180, and the power source operating means (not shown) of the layered modeling apparatus. Then, the power supply circuit 190 of the additive manufacturing apparatus is turned on and activated. Then, the operation input means 170 is operated to start the modeling control circuit 100 in the operating state, and the data can be input from the CAD 200.

【0091】ステップ2では、積層造形装置の操作入力
手段170を操作してCAD200よりデータの読込み
を開始させる。
In step 2, the operation input means 170 of the additive manufacturing apparatus is operated to start reading data from the CAD 200.

【0092】CAD200からI/F180を介して情
報制御回路150に、立体物の断面形状データが転送さ
れてくると、情報制御回路150は、メモリ160の所
定のアドレスに断面形状データを記憶する。
When the cross sectional shape data of the three-dimensional object is transferred from the CAD 200 to the information control circuit 150 via the I / F 180, the information control circuit 150 stores the cross sectional shape data at a predetermined address of the memory 160.

【0093】なお、断面形状データには、立体物をスラ
イスしたピッチのデータ(層厚データ)や造形材料デー
タあるいは加工条件等の参考データが添付されてくるこ
とがあるが、参考データが添付されてきたときは、断面
形状データと共にメモリ160の所定のアドレスに記憶
される。また、形状データやサポートデータ等が入力さ
れた場合も同様に、メモリ160の所定のアドレスに記
憶される。
The cross-sectional shape data may include reference data such as pitch data (layer thickness data) obtained by slicing a three-dimensional object, modeling material data, or processing conditions. Reference data is also attached. When it comes, it is stored in a predetermined address of the memory 160 together with the cross-sectional shape data. Similarly, when shape data, support data, etc. are input, they are also stored in a predetermined address of the memory 160.

【0094】ステップ3では、CPU110が、断面形
状データがメモリ160に記憶されたことを判別して、
サポートデータを作成するように指示する。
At step 3, the CPU 110 determines that the sectional shape data is stored in the memory 160,
Instruct to create support data.

【0095】ステップ4では、データ作成回路140
は、メモリ160に記憶された断面形状データを読出
し、転送されてきた参考データ及びCPU110に記憶
されている積層造形装置の機能や性能データあるいは造
形材料の特性データ等による造形条件等により積層造形
装置に適合した造形条件等による層厚での断面形状デー
タになっているか否かを判別し、適合したデータの場合
は、そのデータをスライス像データとして作成し、適合
していない場合は、造形条件等により算出された適合し
た層厚に基づき断面形状データを変換してスライス像デ
ータを作成し、作成されたスライス像データに基づきサ
ポートデータを作成する。
In step 4, the data creation circuit 140
The cross-sectional shape data stored in the memory 160 is read out, and the reference data that has been transferred and the additive manufacturing apparatus according to the forming conditions based on the function and performance data of the additive manufacturing apparatus or the characteristic data of the forming material stored in the CPU 110 are used. It is determined whether the cross-sectional shape data is based on the layer thickness according to the modeling conditions that conform to the above, and if the data is compatible, the data is created as slice image data. The slice shape data is created by converting the cross-sectional shape data based on the adapted layer thickness calculated by the above, and the support data is created based on the created slice image data.

【0096】因みに、断面形状データと共にサポートデ
ータが入力された場合には、まず、断面形状データを前
記同様の判別を行い、適合したデータの場合は、そのデ
ータをスライス像データとして作成し、適合していない
場合は、造形条件等により算出された適合した層厚等に
基づき断面形状データを変換してスライス像データを作
成する。そして、断面形状データが、前記の適合したデ
ータの場合は、例えば、入力されたサポートデータに瑕
疵がないか否かをチェックし、瑕疵がなければ入力され
たサポートデータを新たなサポートデータとしてメモリ
160に記憶する。もし、断面形状データが、前記の適
合していないデータの場合は、前記同様に、断面形状デ
ータを変換して作成されたスライス像データに基づきサ
ポートデータを作成する。
Incidentally, when the support data is input together with the cross-sectional shape data, first, the cross-sectional shape data is discriminated in the same manner as described above. In the case of conforming data, the data is created as slice image data and conformed. If not, the slice shape data is created by converting the cross-sectional shape data based on the matched layer thickness calculated by the molding conditions and the like. Then, when the cross-sectional shape data is the above-mentioned conforming data, for example, it is checked whether or not the input support data has a defect, and if there is no defect, the input support data is stored as new support data in the memory. It is stored in 160. If the cross-sectional shape data is not the above-mentioned conforming data, the support data is created based on the slice image data created by converting the cross-sectional shape data as described above.

【0097】勿論、入力された断面形状データとサポー
トデータが、予め積層造形装置に適合した造形条件等に
より作成されたデータであることが解っている例えば、
データ作成回路140を装備しない積層造形装置による
造形の場合や、これらのデータに識別記号等の付加によ
り判別可能で、適合するデータであることが解っている
場合には、ただちに、入力された断面形状データとサポ
ートデータをスライス像データとサポートデータとして
用いるようにしても良い。
Of course, it is understood that the input cross-sectional shape data and support data are data created in advance under the modeling conditions and the like adapted to the additive manufacturing apparatus.
In the case of modeling by an additive manufacturing apparatus that is not equipped with the data generation circuit 140, or when it is known that the data can be discriminated by adding an identification symbol or the like to these data and the data is compatible, the input cross section is immediately input. The shape data and the support data may be used as the slice image data and the support data.

【0098】また、入力されたデータが立体物の形状デ
ータの場合は、造形条件等により予め設定された層厚で
スライス像データを作成し、作成されたスライス像デー
タに基づきサポートデータを作成する。
When the input data is the shape data of the three-dimensional object, slice image data is created with a layer thickness preset according to the molding conditions and the like, and support data is created based on the created slice image data. .

【0099】また、積層造形装置の精度維持管理や通常
使用している造形材料とは異なる造形材料を使用する場
合等には、スライス像データの補正や変更を目的とし
て、例えば、操作入力手段170のキーボード等で入力
された層厚を情報制御回路150を経てデータ作成回路
に入力することにより、データ作成回路140は、入力
された層厚によるスライス像データを作成し、作成され
たスライス像データに基づきサポートデータを作成す
る。
Further, in the case of maintaining the accuracy of the layered modeling apparatus or using a modeling material different from the normally used modeling material, for example, the operation input means 170 is used for the purpose of correcting or changing the slice image data. The data creating circuit 140 creates slice image data according to the entered layer thickness by inputting the layer thickness input by the keyboard or the like to the data creating circuit via the information control circuit 150, and the created slice image data Create support data based on.

【0100】更に、本発明のデータ作成回路140は、
サポート部が最少となる配置を演算してスライス像デー
タを作成するようにしているので、余分なサポート部を
形成することによる造形時間の増加が生じないようにし
ている。
Further, the data creating circuit 140 of the present invention is
Since the slice image data is created by calculating the minimum layout of the support parts, it is possible to prevent an increase in modeling time due to the formation of the extra support parts.

【0101】なお、本実施の形態においては、ステージ
30上に転写・定着後の帯電性粉体層の薄層の厚さが2
0μmとなるように現像、転写および定着を行うよう設
計したので、断面形状データは、造形する立体を20μ
mごとの厚さでスライスしたときのものをスライス像デ
ータとして用いた。
In the present embodiment, the thickness of the thin layer of the charging powder layer after transfer / fixing on the stage 30 is 2 mm.
Since it was designed to perform development, transfer and fixing so that it would be 0 μm, the cross-sectional shape data shows that the solid to be modeled is 20 μm.
Slice image data was obtained by slicing at thicknesses of m.

【0102】ステップ5では、データ作成回路140が
作成したスライス像データとサポートデータをメモリ1
60の所定のアドレスに記憶すると、CPU110はデ
ータ作成回路140からのデータ記憶完了情報を受け
て、像形成制御回路120と積層制御回路130を作動
させ、像形成手段10及び中間転写体20、ステージ3
0、面状ヒーター手段40、吐出手段50等により構成
される積層手段の作動を開始させる。
In step 5, the slice image data and the support data created by the data creating circuit 140 are stored in the memory 1.
When the data is stored at a predetermined address of 60, the CPU 110 receives the data storage completion information from the data creating circuit 140, operates the image forming control circuit 120 and the stacking control circuit 130, and operates the image forming unit 10, the intermediate transfer body 20, and the stage. Three
0, the operation of the laminating means constituted by the sheet heater means 40, the discharging means 50 and the like is started.

【0103】ステップ6では、像形成制御回路120
は、最初に潜像形成回路121の作動を開始し、感光体
ドラム11を矢印A方向に回転し、帯電器12により感
光体ドラム11を帯電させ、メモリ160に記憶された
第1番目のスライス像データに基づき露光光学系13を
作動させ帯電された感光体ドラム11上に潜像を形成す
る。
In step 6, the image forming control circuit 120
First starts the operation of the latent image forming circuit 121, rotates the photoconductor drum 11 in the direction of arrow A, charges the photoconductor drum 11 by the charger 12, and the first slice stored in the memory 160. The exposure optical system 13 is operated based on the image data to form a latent image on the charged photosensitive drum 11.

【0104】ステップ7では、像形成制御回路120は
現像回路122を作動させ、現像器14により感光体ド
ラム11上の潜像を帯電性粉体で現像し薄層を形成す
る。
In step 7, the image forming control circuit 120 operates the developing circuit 122, and the developing device 14 develops the latent image on the photosensitive drum 11 with the chargeable powder to form a thin layer.

【0105】ステップ8では、CPU110は像形成制
御回路120より現像が終了したことを示す現像終了情
報を受けて、積層制御回路130に転写ベルト21を駆
動開始させるように指示し、積層制御回路130が転写
定着回路131を作動させ、転写ベルト21が矢印B方
向に回転すると、感光体ドラム11上に形成された薄層
を転写ローラ15及び分離電極17の転写分離作動によ
り、転写ベルト21上に転写する。
In step 8, the CPU 110 receives the development completion information indicating that the development is completed from the image formation control circuit 120, instructs the stacking control circuit 130 to start driving the transfer belt 21, and the stacking control circuit 130. When the transfer belt 21 rotates in the direction of the arrow B by operating the transfer fixing circuit 131, the thin layer formed on the photoconductor drum 11 is transferred onto the transfer belt 21 by the transfer separation operation of the transfer roller 15 and the separation electrode 17. Transcribe.

【0106】なお、本実施の形態においては、積層され
た層厚が20μmになるように、後述する転写定着時の
面状ヒーター手段40による加熱と加圧による収縮等を
考慮して、帯電性粉体として用いた熱可塑性のABS樹
脂粉体での現像および転写時の薄層を層厚40μm程度
となるよう設計した。
In the present embodiment, the charging property is set so that the laminated layer thickness is 20 μm in consideration of the shrinkage due to heating and pressurization by the planar heater means 40 at the time of transfer fixing described later. The thin layer at the time of development and transfer with the thermoplastic ABS resin powder used as the powder was designed to have a layer thickness of about 40 μm.

【0107】ステップ9では、CPU110が積層制御
回路130にサポート部を形成するように指示する。積
層制御回路130はサポート回路133を作動させ、転
写ベルト21の移動速度に連動して、吐出手段50によ
りデータ作成回路140で作成されたサポートデータに
基づき、転写ベルト21上の薄層上または薄層の周囲の
所定の領域に向けて、サポート材を吐出しサポート部を
形成する。勿論サポートデータが無い場合は、サポート
回路133は吐出手段50を作動させないようにしてい
る。
At step 9, the CPU 110 instructs the stacking control circuit 130 to form the support portion. The stacking control circuit 130 operates the support circuit 133, and interlocks with the moving speed of the transfer belt 21, and on the thin layer or thin layer on the transfer belt 21 based on the support data created by the data creation circuit 140 by the ejection unit 50. The support material is discharged toward a predetermined area around the layer to form the support portion. Of course, when there is no support data, the support circuit 133 does not operate the ejection means 50.

【0108】なお、本実施の形態においては、造形後に
溶かして取り除けるのでサポート材としてワックスを使
用したが、前述の土台やブリッジとしてのサポート部を
形成するために熱可塑性樹脂を溶融した溶融樹脂や接着
剤などを用途に合わせて使い分けて使用するようにして
も良い。また、彩色を施す必要があるときは、吐出手段
50によりサポート材として所望の色のインクを吐出す
ることにより着色することができる。
In the present embodiment, wax is used as the support material because it can be melted and removed after shaping, but a molten resin obtained by melting a thermoplastic resin to form the base or the support portion as a bridge is used. It is also possible to selectively use an adhesive or the like according to the purpose. Further, when it is necessary to apply coloring, it is possible to perform coloring by ejecting ink of a desired color as the support material by the ejection means 50.

【0109】このように、サポート材を使い分けるため
には、例えば、吐出させるサポート材ごとに複数の吐出
手段50を設けた方が、吐出の制御がしやすく吐出手段
50の整備のためにも便利であり、用途に合わせて吐出
手段50が交換可能であれば、更に多目的に使用でき整
備等においても便利である。
As described above, in order to properly use the support material, it is easier to control the discharge by providing a plurality of discharge means 50 for each support material to be discharged, which is convenient for the maintenance of the discharge means 50. If the discharge means 50 can be replaced according to the purpose, it can be used for more purposes and is convenient for maintenance.

【0110】ステップ10では、検知手段(図示せず)
が、転写ベルト21上に形成された薄層及びサポート部
がステージ30に対向する所定の位置に到達したことを
検知し、検知情報を積層制御回路130に出力すると、
積層制御回路130は前記検知手段の検知情報の入力に
対応して転写定着回路131を作動させ転写ベルト21
の駆動を停止する。
In step 10, detection means (not shown)
Detects that the thin layer and the support portion formed on the transfer belt 21 have reached a predetermined position facing the stage 30, and outputs the detection information to the stacking control circuit 130,
The stacking control circuit 130 operates the transfer / fixing circuit 131 in response to the input of the detection information of the detection means to transfer the transfer belt 21.
Stop driving.

【0111】なお、本実施の形態では、検知手段を用い
て転写ベルト21の停止制御を行ったが、例えば、転写
ベルト21の駆動手段にパルスモータを使用し、転写ベ
ルト21の移動開始や停止等の制御を移動距離を予め設
定したパルス数等により作動制御を行うシーケンス制御
方式等、他の制御方式で制御しても良い。
In the present embodiment, the stop control of the transfer belt 21 is performed by using the detection means. However, for example, a pulse motor is used as the drive means of the transfer belt 21 to start or stop the movement of the transfer belt 21. The control such as the above may be controlled by other control methods such as a sequence control method in which the operation distance is controlled by a preset number of pulses or the like.

【0112】ステップ11では、積層制御回路130は
転写定着回路131を作動させ、面状ヒーター手段40
の温度を所定の温度に上昇させる。そして、温度検出手
段(図示せず)が面状ヒーター手段40のヒーターが所
定の温度になったことを検出すると、転写定着回路13
1は、面状ヒーター手段40をステージ30方向に駆動
し、転写ベルト21上の薄層及びサポート材がステージ
30の薄層積層面30a上に所定の時間で加熱押圧され
ることにより積層される。
In step 11, the stacking control circuit 130 activates the transfer and fixing circuit 131, and the sheet heater means 40 is operated.
The temperature of is raised to a predetermined temperature. Then, when the temperature detecting means (not shown) detects that the heater of the planar heater means 40 reaches a predetermined temperature, the transfer fixing circuit 13
No. 1 is laminated by driving the sheet heater means 40 in the direction of the stage 30 and heating and pressing the thin layer on the transfer belt 21 and the support material on the thin layer laminating surface 30a of the stage 30 for a predetermined time. .

【0113】また、すでに、ステージ30の薄層積層面
30a上に積層された薄層およびサポート材(例えば、
M1やM2)がある場合は、その薄層及びサポート材に
転写ベルト21上の薄層及びサポート材が加熱押圧され
ることにより瞬時に溶融結合し積層される。
Further, the thin layer and the support material (eg, the thin layer) already stacked on the thin layer stacking surface 30a of the stage 30 (for example,
If there is M1 or M2), the thin layer and the support material on the transfer belt 21 are heated and pressed against the thin layer and the support material, and are instantly melt-bonded and laminated.

【0114】なお、本実施の形態においては、面状ヒー
ター手段40による転写・定着条件として、温度は帯電
性粉体の粘度がゴム状領域となるように設定するのが好
ましく表面温度220℃、押圧力50N、押圧時間0.
1秒を設定した。
In the present embodiment, the transfer / fixing condition of the sheet heater means 40 is preferably set so that the viscosity of the chargeable powder is in the rubber region, and the surface temperature is 220 ° C. Pressing force 50N, pressing time 0.
1 second was set.

【0115】ステップ12では、積層制御回路130
は、面状ヒーター手段40による所定時間の加熱押圧作
動が終了すると、面状ヒーター手段40を初期位置に移
動し停止させると共に、転写ベルト21を再度回転させ
転写ベルトクリーナー60により転写ベルト21上に残
存する薄層やサポート材の積層残りを除去した後、転写
ベルト21の駆動を停止する。
In step 12, the stack control circuit 130.
When the heating and pressing operation of the sheet heater 40 for a predetermined time is completed, the sheet heater 40 is moved to the initial position and stopped, and the transfer belt 21 is rotated again so that the transfer belt cleaner 60 moves the transfer belt 21 onto the transfer belt 21. After removing the remaining thin layer and the remaining layer of the support material, the driving of the transfer belt 21 is stopped.

【0116】ステップ13では、ステージ回路132を
駆動してステージ30を積層する薄層の層厚に相当する
量(本実施の形態においては20μm)だけ、前記面状
ヒーター手段40から遠ざかる方向にステージ30を移
動させ、常に面状ヒーター手段40の移動量が一定で、
かつ安定した加熱押圧作動で積層ができるようにステー
ジの位置が制御される。
In step 13, the stage circuit 132 is driven to move the stage 30 in the direction away from the planar heater means 40 by an amount (20 μm in the present embodiment) corresponding to the layer thickness of the thin layer on which the stage 30 is laminated. 30 is moved, the amount of movement of the planar heater means 40 is always constant,
In addition, the position of the stage is controlled so that stacking can be performed by a stable heating and pressing operation.

【0117】ステップ14では、CPU110は、メモ
リ160に記憶された第2番目のスライス像データに基
づき、2回目の像形成作動に移行するように像形成制御
回路120と積層制御回路130を作動させ、像形成手
段10及び積層手段の作動を開始させる。そして、CP
U110は、メモリ160に記憶された全てのスライス
像データやサポートデータに基づき、立体物の造形作動
を各手段に繰返し実行させ、メモリ160に記憶された
全てのスライス像データやサポートデータに基づく作動
が終了したことを判別した場合に、積層造形装置の作動
を完了するようにしている。
At step 14, the CPU 110 operates the image forming control circuit 120 and the stacking control circuit 130 so as to shift to the second image forming operation based on the second slice image data stored in the memory 160. The operation of the image forming means 10 and the laminating means is started. And CP
U110 causes each means to repeatedly perform the modeling operation of the solid object based on all the slice image data and the support data stored in the memory 160, and the operation based on all the slice image data and the support data stored in the memory 160. When it is determined that the process has ended, the operation of the additive manufacturing apparatus is completed.

【0118】ステップ15では、CPU110が全ての
スライス像データやサポートデータに基づく作動を終了
し立体物の造形作動を完了した場合は、新たに別の断面
形状データ等をCAD200から読込んで、別の立体物
の造形作動を実行させるか、それとも終了するかの指示
を待つ状態になる。そこで、操作入力手段170により
「新規」を入力するとステップ2に飛び、新規のデータ
に基づく立体物の造形作動を実行させることができ、操
作入力手段170により「終了」を入力すると、積層造
形装置の作動を終了させ、積層造形装置の電源操作手段
(図示せず)により積層造形装置の電源回路190を遮
断し終了することができる。
In step 15, when the CPU 110 finishes the operation based on all the slice image data and the support data and completes the modeling operation of the three-dimensional object, another sectional shape data and the like is newly read from the CAD 200, and another sectional shape data is read. The system waits for an instruction to execute or terminate the modeling operation of a three-dimensional object. Therefore, if "new" is input by the operation input means 170, the process jumps to step 2, and the modeling operation of the three-dimensional object can be executed based on the new data, and if "end" is input by the operation input means 170, the layered manufacturing apparatus. The operation can be terminated, and the power source operation means (not shown) of the additive manufacturing apparatus can cut off the power supply circuit 190 of the additive manufacturing apparatus.

【0119】本発明の実施の形態における積層造形装置
では、データ作成回路140を備え、CADで作成され
た断面形状データを入力して、そのままスライス像デー
タとして使用することもできるが、入力された断面形状
データを造形条件等で補正したり変更したり、あるいは
CADから立体物の形状データを入力して、その後、所
望の厚さでスライスしてスライス像データを作成した
り、ステージ上への造形物の効率的な配置等の必要なデ
ータを作成することもできるようにしている。
In the layered manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, the data forming circuit 140 is provided, and it is possible to input the cross-sectional shape data created by CAD and use it as it is as the slice image data. Correct or change the cross-sectional shape data according to the molding conditions, or input the shape data of the three-dimensional object from CAD, and then slice it to the desired thickness to create slice image data, or put it on the stage. It is also possible to create the necessary data such as the efficient placement of shaped objects.

【0120】これは、立体物を造形物として造形する際
に、造形物の機械的強度や精度等が期待通りに形成され
るようにするためには、使用する積層造形装置の機能や
性能等による制約や使用する造形材料の特性等による造
形条件により、スライスする厚さ等の条件を補正したり
変更したりする必要が生じた場合に、速やかに対応でき
るようにするためであり、また、サポートデータも同様
に、場合によっては、造形物はスライス像データだけで
は形成できず、スライス像データに基づき薄層を形成し
積層する工程で、薄層を支えたり崩れないように保持す
るためのサポート部の形成が必要になった場合に、サポ
ートが必要な箇所にサポート部を形成するためのサポー
トデータの補正や変更あるいは作成等が必要になるから
である。
This is because, when a three-dimensional object is molded as a molded object, in order to ensure that the mechanical strength, accuracy, etc. of the molded object are formed as expected, the functions and performances of the additive manufacturing apparatus to be used, etc. This is because it is possible to respond promptly when it is necessary to correct or change the conditions such as the thickness to be sliced due to the modeling conditions such as the restrictions due to the characteristics of the molding material used, and the like. Similarly, in the support data, in some cases, the modeled object cannot be formed only by the slice image data, and in the process of forming and laminating the thin layer based on the slice image data, the thin layer is used to hold the thin layer so as not to support or collapse. This is because, when it becomes necessary to form the support portion, it is necessary to correct, change, or create the support data for forming the support portion at the place where the support is required.

【0121】更に、造形時間の短縮等の効率化を図ろう
とすると、ステージ上に積層する薄層のサポート部を最
少にすることで、サポート部形成の時間短縮等が可能に
なる場合もあるので、使用する造形装置や薄層のステー
ジ上への積層方法等も考慮して造形物の配置等を見直す
必要が生じる場合もある。
Further, in an attempt to improve efficiency such as shortening of modeling time, it may be possible to shorten the time for forming the support portion by minimizing the thin layer support portion laminated on the stage. In some cases, it may be necessary to review the layout of the modeled object in consideration of the modeling apparatus used and the method of laminating thin layers on the stage.

【0122】このようにあらゆる場合にも対応できるよ
うに、積層造形装置は、サポート手段としての吐出手段
50を備えると共にデータ作成回路140を装備してお
くことが望ましい。
As described above, it is desirable that the layered manufacturing apparatus be provided with the ejection means 50 as the support means and also be equipped with the data creation circuit 140 so as to be applicable to all cases.

【0123】[0123]

【発明の効果】電子写真プロセスを利用した積層造形装
置及び積層造形方法において、薄層を形成する像形成手
段とは別にサポート形成手段を設けたので、サポート部
を必要とする形状の造形が高速に精度よく造形可能で、
且つ、帯電性粉体として、熱可塑性または熱硬化性樹脂
等から構成される種々の材料が適用可能であり、更に造
形した立体物が開発試作等の使用目的に適応した彩色を
施したり十分な機械的強度を有した立体物の造形が可能
な積層造形装置および積層造形方法を提供することがで
きる。
In the layered manufacturing apparatus and the layered manufacturing method using the electrophotographic process, since the support forming means is provided separately from the image forming means for forming the thin layer, it is possible to form the shape requiring the support portion at high speed. Can be shaped with high accuracy,
In addition, various materials composed of thermoplastic or thermosetting resin can be applied as the chargeable powder, and the molded three-dimensional object can be colored enough for the purpose of use such as development and trial production. It is possible to provide a layered modeling apparatus and a layered modeling method capable of modeling a three-dimensional object having mechanical strength.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の積層造形装置の全体概略図である。FIG. 1 is an overall schematic view of an additive manufacturing apparatus of the present invention.

【図2】本発明の積層造形装置の回路構成のブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram of a circuit configuration of the additive manufacturing apparatus of the present invention.

【図3】本発明の積層造形装置により形成された造形物
の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a modeled object formed by the layered modeling apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 像形成手段 20 中間転写体 30 ステージ 40 面状ヒーター手段 50 吐出手段 60 転写ベルトクリーナー 100 造形制御回路 110 CPU 120 像形成制御回路 130 積層制御回路 140 データ作成回路 150 情報制御回路 160 メモリ 170 操作入力手段 180 インタフェース(I/F) 190 電源回路 200 3D−CAD 10 Image forming means 20 Intermediate transfer body 30 stages 40 Planar heater means 50 discharging means 60 Transfer belt cleaner 100 modeling control circuit 110 CPU 120 image formation control circuit 130 Stacked control circuit 140 data creation circuit 150 information control circuit 160 memory 170 Operation input means 180 interface (I / F) 190 power supply circuit 200 3D-CAD

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 宏 東京都日野市さくら町1番地コニカ株式会 社内 (72)発明者 森本 仁士 東京都日野市さくら町1番地コニカ株式会 社内 Fターム(参考) 4F213 AA44 AC03 WA25 WA97 WB01 WL02 WL27 WL32 WL74 WL85 WL96    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiroshi Yamaguchi             Konica Stock Market, 1 Sakura-cho, Hino City, Tokyo             In-house (72) Inventor Hitoshi Morimoto             Konica Stock Market, 1 Sakura-cho, Hino City, Tokyo             In-house F-term (reference) 4F213 AA44 AC03 WA25 WA97 WB01                       WL02 WL27 WL32 WL74 WL85                       WL96

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3次元物体の形状データに基づき造形材
料により前記3次元物体の断面形状の薄層を予め設定さ
れた層厚で形成し、形成された前記薄層をステージ上に
積層して立体物を形成する積層造形装置において、前記
3次元物体の形状データに基づき前記薄層を形成するた
めに予め設定されたピッチ毎に作成されたスライス像デ
ータと、前記スライス像データに基づき前記薄層を積層
するために前記薄層を支持するサポート部を形成するた
めのサポートデータとを入力するデータ入力手段と、前
記スライス像データにより前記薄層を形成する像形成手
段と、前記サポートデータにより前記サポート部を形成
するサポート形成手段と、前記薄層と前記サポート部を
前記ステージ上に積層する積層手段と、立体像を形成す
るために前記各手段の作動を制御する造形制御手段とを
備えたことを特徴とする積層造形装置。
1. A thin layer having a preset layer thickness of the cross-sectional shape of the three-dimensional object is formed by a molding material based on the shape data of the three-dimensional object, and the formed thin layer is laminated on a stage. In a layered manufacturing apparatus for forming a three-dimensional object, slice image data created at each preset pitch for forming the thin layer based on the shape data of the three-dimensional object, and the thin image based on the slice image data. Data input means for inputting support data for forming a support portion for supporting the thin layer for stacking layers, image forming means for forming the thin layer by the slice image data, and the support data Support forming means for forming the support portion, stacking means for stacking the thin layer and the support portion on the stage, and each means for forming a stereoscopic image A layered modeling apparatus including a modeling control unit that controls the operation of the.
【請求項2】 前記像形成手段は、前記スライス像デー
タに基づき静電潜像を感光体の表面に形成する潜像形成
手段と、前記静電潜像を帯電性粉体で現像する現像手段
とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の積層造形
装置。
2. The image forming means includes a latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of a photoreceptor based on the slice image data, and a developing means for developing the electrostatic latent image with a chargeable powder. The additive manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 前記サポート形成手段は、サポート材を
吐出する吐出手段を備えたことを特徴とする請求項1に
記載の積層造形装置。
3. The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the support forming unit includes a discharging unit that discharges a support material.
【請求項4】 前記積層手段は、前記薄層を前記ステー
ジ上に転写定着するための転写定着手段を備えたことを
特徴とする請求項1に記載の積層造形装置。
4. The additive manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the stacking unit includes a transfer fixing unit for transferring and fixing the thin layer onto the stage.
【請求項5】 前記転写定着手段は、前記薄層を積層位
置に搬送する像担持手段と前記薄層を加熱押圧するヒー
ター手段とを備えたことを特徴とする請求項4に記載の
積層造形装置。
5. The layered manufacturing according to claim 4, wherein the transfer fixing unit includes an image bearing unit that conveys the thin layers to a stacking position and a heater unit that heats and presses the thin layers. apparatus.
【請求項6】 前記造形制御手段は、前記データ入力手
段に入力された前記3次元物体の形状データまたは断面
形状データに基づき、前記薄層を形成するために所望の
ピッチ毎にスライスしたスライス像データを作成し、前
記スライス像データに基づき前記薄層を積層するために
前記薄層を支持するサポート部を形成するためのサポー
トデータを作成するデータ作成手段を備え、前記データ
作成手段で作成された前記スライス像データと前記サポ
ートデータにより前記像形成手段、サポート形成手段及
び積層手段を制御し立体物を形成するようにしたことを
特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載
の積層造形装置。
6. The slice control unit, based on the shape data or cross-sectional shape data of the three-dimensional object input to the data input unit, slice images sliced at desired pitches to form the thin layer. Data is created by the data creating means, which creates data and creates support data for forming a support portion that supports the thin layers for laminating the thin layers based on the slice image data. 6. The three-dimensional object is formed by controlling the image forming means, the support forming means, and the laminating means based on the slice image data and the support data. The additive manufacturing apparatus described.
【請求項7】 前記造形制御手段は、前記データ入力手
段に入力された前記3次元物体の形状データまたは断面
形状データに基づき、前記薄層を前記ステージ上に積層
するために、前記サポート部の形成が最少となる立体物
の配置方向を検索する配置検索手段を備え、前記配置検
索手段で検出された配置に基づき、前記データ作成手段
により前記薄層を形成するために所望のピッチ毎にスラ
イスしたスライス像データを作成し、前記スライス像デ
ータに基づき前記薄層を積層するために前記薄層を支持
するサポート部を形成するためのサポートデータを作成
し、前記データ作成手段で作成された前記スライス像デ
ータと前記サポートデータにより前記像形成手段、サポ
ート形成手段及び積層手段を制御し立体物を形成するよ
うにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいず
れか1項に記載の積層造形装置。
7. The modeling control means, in order to stack the thin layer on the stage, based on the shape data or the cross-sectional shape data of the three-dimensional object inputted to the data input means, A layout search means for searching the layout direction of the three-dimensional object that minimizes the formation is provided, and based on the layout detected by the layout search means, the data creation means slices each desired pitch to form the thin layer. Created slice image data, to create support data for forming a support portion for supporting the thin layer for laminating the thin layer based on the slice image data, the created by the data creating means The image forming means, the support forming means, and the laminating means are controlled by the slice image data and the support data to form a three-dimensional object. The additive manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 3次元物体の形状データに基づき造形材
料により前記3次元物体の断面形状の薄層を予め設定さ
れた層厚で形成し、形成された前記薄層をステージ上に
積層して立体物を形成する積層造形方法において、前記
3次元物体の形状データに基づき前記薄層を形成するた
めに予め設定されたピッチ毎に作成されたスライス像デ
ータと前記スライス像データに基づき前記薄層を積層す
るために前記薄層を支持するサポート部を形成するため
のサポートデータとを入力するデータ入力工程と前記ス
ライス像データにより前記薄層を形成する像形成工程
と、前記サポートデータにより前記サポート部を形成す
るサポート形成工程と、前記薄層と前記サポート部を前
記ステージ上に積層する積層工程とを備えたことを特徴
とする積層造形方法。
8. A thin layer having a preset layer thickness of the cross-sectional shape of the three-dimensional object is formed by a molding material based on the shape data of the three-dimensional object, and the formed thin layer is laminated on a stage. In a layered manufacturing method for forming a three-dimensional object, slice image data created at every preset pitch for forming the thin layer based on the shape data of the three-dimensional object and the thin layer based on the slice image data. A data input step of inputting support data for forming a support portion for supporting the thin layer for stacking, an image forming step of forming the thin layer by the slice image data, and the support by the support data. A layered manufacturing method comprising: a support forming step of forming a portion; and a laminating step of laminating the thin layer and the support portion on the stage.
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