JP2007253069A - Automatic material feeding apparatus - Google Patents

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Hironobu Suzuki
広信 鈴木
Shigeki Kikuchi
茂樹 菊池
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the segregation or the solidification of a low melting point material in the inside of a three dimensional modeling apparatus and to reduce the production cost. <P>SOLUTION: The automatic material feeding apparatus has a vessel for housing the solidified low melting point material exhibiting a prescribed volume when liquefied and a heating means for heating the low melting point material in the vessel. The liquefied low melting material is directly fed to a dispenser without using a hose in a point of time when the solidified low melting point material in the vessel is liquefied by being heated by the heating means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、材料自動供給装置に関し、さらに詳細には、基板あるいは部品に接着剤やホットメルトを塗布する機械や、補助材料により形成される補助材層と造形材料により形成される造形材層とを交互に積層するとともにそれらを切削しながら三次元造形物を作成する三次元造形装置などに搭載される材料自動供給装置に関する。   The present invention relates to an automatic material supply apparatus, and more specifically, a machine for applying an adhesive or hot melt to a substrate or a component, an auxiliary material layer formed of an auxiliary material, and a modeling material layer formed of a modeling material, It is related with the automatic material supply apparatus mounted in the three-dimensional modeling apparatus etc. which create a three-dimensional molded item while alternately laminating and cutting them.

なお、上記した三次元造形装置においては、補助材料としては、例えば、低融点金属やワックスなどの熱可塑性樹脂のような低融点樹脂などの各種の低融点材料が用いられ、また、造形材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂などの各種の樹脂材料が用いられる。   In the three-dimensional modeling apparatus described above, as the auxiliary material, for example, various low melting point materials such as a low melting point resin such as a low melting point metal or a thermoplastic resin such as wax are used. For example, various resin materials such as an ultraviolet curable resin are used.

従来より、材料自動供給装置を用いた装置として、例えば、三次元造形装置があり、補助材料により形成される補助材層と造形材料により形成される造形材層とを交互に積層するとともに、エンドミルなどの切削ツールなどで補助材層と造形材層とを切削することにより、所望の形状を備えた三次元造形物を形成する三次元造形装置が知られている(例えば、特許文献1として提示する特開2005−319634号公報を参照する。)。   Conventionally, as an apparatus using an automatic material supply apparatus, for example, there is a three-dimensional modeling apparatus, and an auxiliary material layer formed of an auxiliary material and a modeling material layer formed of a modeling material are alternately stacked, and an end mill A three-dimensional modeling apparatus is known that forms a three-dimensional modeled object having a desired shape by cutting the auxiliary material layer and the modeling material layer with a cutting tool or the like (for example, presented as Patent Document 1) (See JP 2005-319634 A).


ここで、図1には、上記したような従来の技術による三次元造形装置の要部拡大概略構成説明図が示されている。

Here, FIG. 1 shows an enlarged schematic configuration diagram of a main part of a three-dimensional modeling apparatus according to the conventional technique as described above.

即ち、従来の三次元造形装置10は、その上に三次元造形物を形成するためのテーブル11に対してXYZ方向(図1におけるXYZ直交座標系を示す参考図を参照する。)に相対的に移動自在に配設されたキャリッジ16を備えており、このキャリッジには、補助材料である低融点金属を吐出するためのディスペンサー24と、造形材料である紫外線硬化樹脂を吐出するためのディスペンサー26と、エンドミル30を支持したスピンドル28とが取り付けられている。   That is, the conventional three-dimensional modeling apparatus 10 is relative to the table 11 for forming a three-dimensional modeled object thereon in the XYZ directions (refer to the reference diagram showing the XYZ orthogonal coordinate system in FIG. 1). The carriage 16 is movably disposed in the carriage 16. A dispenser 24 for discharging a low melting point metal as an auxiliary material and a dispenser 26 for discharging an ultraviolet curable resin as a modeling material are provided on the carriage. A spindle 28 supporting the end mill 30 is attached.

そして、ディスペンサー24はホース24bを介してタンク24aに接続されており、一方、ディスペンサー26はホース26bを介してタンク26aに接続されている。   The dispenser 24 is connected to the tank 24a via a hose 24b, while the dispenser 26 is connected to the tank 26a via a hose 26b.

ここで、タンク24aには補助材料である低融点金属が貯留され、この低融点金属はホース24bを介してディスペンサー24へ供給されるものであるが、この低融点金属を加熱して液化状態を維持するために、ディスペンサー24の外周およびタンク24aの外周には、シート状のヒーター24c、24aaがそれぞれ配設されている。   Here, the low melting point metal which is an auxiliary material is stored in the tank 24a, and this low melting point metal is supplied to the dispenser 24 through the hose 24b. In order to maintain, sheet-like heaters 24c and 24aa are disposed on the outer periphery of the dispenser 24 and the outer periphery of the tank 24a, respectively.

また、タンク26aには造形材料である液体状の紫外線硬化樹脂が貯留され、この紫外線硬化樹脂はホース26bを介してディスペンサー26へ供給される。   The tank 26a stores a liquid ultraviolet curable resin that is a modeling material, and the ultraviolet curable resin is supplied to the dispenser 26 through the hose 26b.


以上の構成において、三次元造形装置10により三次元造形物を形成するには、ディスペンサー24から補助材料である低融点金属を吐出させて補助材層を形成し、また、ディスペンサー26から造形材料である紫外線硬化樹脂を吐出させて造形材層を形成するものであり、これら補助材層と造形材層とを交互に積層しながら、かつ、補助材層と造形材層とをスピンドル28により支持されたエンドミル30により切削する。

In the above configuration, in order to form a three-dimensional structure by the three-dimensional modeling apparatus 10, a low melting point metal that is an auxiliary material is discharged from the dispenser 24 to form an auxiliary material layer, and the dispenser 26 uses a modeling material. A modeling material layer is formed by discharging a certain ultraviolet curable resin. The auxiliary material layer and the modeling material layer are alternately stacked, and the auxiliary material layer and the modeling material layer are supported by the spindle 28. Cutting with the end mill 30.

なお、ディスペンサー24から吐出された低融点金属は、ヒーター24cにより加熱されているディスペンサー24から外部へ出るため、当該外部温度に応じた温度低下により固化して補助材層を形成する。また、ディスペンサー26から吐出された紫外線硬化樹脂は、紫外線照射装置(図示せず。)により紫外線を照射されて固化して造形材層を形成する。   Since the low melting point metal discharged from the dispenser 24 goes out of the dispenser 24 heated by the heater 24c, the low melting point metal is solidified by a temperature drop according to the external temperature to form an auxiliary material layer. Further, the ultraviolet curable resin discharged from the dispenser 26 is solidified by being irradiated with ultraviolet rays by an ultraviolet irradiation device (not shown) to form a modeling material layer.

上記した補助材層ならびに造形材層の積層と切削とを繰り返すことにより、所望の形状の三次元造形物が得られるものであり、こうして得られた三次元造形物を温水などに漬けて補助材層を液化して取り除くと、造形材のみより形成された三次元造形物が得られる。   By repeating the laminating and cutting of the auxiliary material layer and the modeling material layer described above, a three-dimensional modeled object having a desired shape can be obtained, and the three-dimensional modeled object thus obtained is immersed in warm water or the like. When the layer is liquefied and removed, a three-dimensional structure formed only from the modeling material is obtained.


ところで、従来の三次元造形装置などに用いる材料自動供給装置において、低融点金属を貯留するタンクと低融点金属を吐出するディスペンサーとには、それぞれ加熱手段としてヒーターが配設されている。

By the way, in the material automatic supply apparatus used for the conventional three-dimensional modeling apparatus or the like, a heater is disposed as a heating means in each of the tank for storing the low melting point metal and the dispenser for discharging the low melting point metal.


このため、三次元造形装置の設置場所の温度が低い場合などでは、低融点金属を貯留するタンクとディスペンサーとを連結する際に低融点金属が固化する恐れがあるという問題点があった。

For this reason, when the temperature of the installation place of the three-dimensional modeling apparatus is low, there is a problem that the low melting point metal may solidify when the tank for storing the low melting point metal and the dispenser are connected.

なお、こうした問題点を解消するためには、低融点金属を貯留するタンクとディスペンサーとを連結するホースの外周にヒーターを配設すればよいが、こうしたヒーターの配設は製造コストを上昇させ、また熱を不要時にも供給し続けるため資源の無駄遣いになるという新たな問題点を招来する。   In order to solve such problems, a heater may be disposed on the outer periphery of the hose connecting the tank for storing the low melting point metal and the dispenser. However, the arrangement of such a heater increases the manufacturing cost, In addition, it causes a new problem of wasting resources because it continues to supply heat when it is not needed.

また、補助材料として用いている低融点金属は溶融合金であるため、低融点金属を貯留するタンク内で凝固が起こった場合には、偏析により金属の成分が偏るおそれがある。こうした偏析は、タンク内の低融点金属を常に攪拌することで防止することができるものであるが、タンク内の低融点金属を常に攪拌するためには、タンク内の低融点金属を全て溶融させなければ攪拌することができないものであった。   Further, since the low melting point metal used as the auxiliary material is a molten alloy, when solidification occurs in a tank storing the low melting point metal, there is a possibility that the metal component is biased due to segregation. Such segregation can be prevented by constantly stirring the low melting point metal in the tank, but in order to always stir the low melting point metal in the tank, all the low melting point metal in the tank is melted. Without stirring, it could not be stirred.

しかしながら、タンク内の低融点金属を全て溶融させるためには、出力の大きなヒーターが必要になるので製造コスト上昇の要因の一つになり、また、タンク内の低融点金属の攪拌を自動化するにはそのための手段を設ける必要があり、こうした手段の設置も製造コストの上昇につながるものであるという問題点があった。   However, in order to melt all the low-melting point metals in the tank, a heater with a large output is required, which is one of the causes of an increase in manufacturing cost, and automating the stirring of the low-melting point metals in the tank. There is a problem that it is necessary to provide means for that, and the installation of such means leads to an increase in manufacturing cost.

なお、上記した低融点金属の偏析は、低融点金属を貯留するタンクに連結されたホース24内でも生じる恐れがある。   The above-described segregation of the low melting point metal may also occur in the hose 24 connected to the tank for storing the low melting point metal.

しかしながら、ホース内に存在する低融点金属を攪拌することは不可能であり、ホース内で低融点金属が偏析した場合には、低融点金属がホースを閉塞させてしまう恐れがあるという問題点があった。   However, it is impossible to stir the low melting point metal present in the hose. If the low melting point metal is segregated in the hose, the low melting point metal may block the hose. there were.

一方、タンクからホースへ低融点金属を送出するにはポンプ(図示せず。)が用いられているが、低融点金属をタンクからホースへ送出するには出力の大きなポンプが必要となり、このこともまた製造コストを上昇させる要因となるという問題点があった。   On the other hand, a pump (not shown) is used to send the low melting point metal from the tank to the hose, but a pump with a large output is required to send the low melting point metal from the tank to the hose. However, there is also a problem that it increases the manufacturing cost.

さらに、ディスペンサー内に補助材料である低融点金属を充填可能な最大量まで充填した状態において当該ディスペンサーを駆動する場合には、ディスペンサー全体の重量が嵩むため、ディスペンサーを駆動するモーターにかかる負荷が大きくなる。従って、出力の大きなモーターを搭載する必要があり、こうしたモーターの搭載もまた製造コストを上昇させる要因となるという問題点があった。

特開2005−319634号公報
Furthermore, when the dispenser is driven in a state in which the low melting point metal that is an auxiliary material is filled in the dispenser up to the maximum amount, the weight of the entire dispenser increases, so the load on the motor that drives the dispenser is large. Become. Therefore, it is necessary to mount a motor with a large output, and the mounting of such a motor also causes a problem of increasing the manufacturing cost.

JP 2005-319634 A

本発明は、従来の技術の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、三次元造形装置の材料供給タンク内部における材料の偏析や固化を防止することができるとともに、ヒーターによる熱源を不要時にはカットし、製造コストの低減を図ることを可能にした材料自動供給装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of the above-described various problems of the prior art, and its object is to prevent material segregation and solidification inside the material supply tank of the three-dimensional modeling apparatus. In addition, the present invention is intended to provide an automatic material supply apparatus that can reduce the manufacturing cost by cutting the heat source by a heater when it is not necessary.

上記目的を達成するために、本発明による材料自動供給装置は、固化した材料を収容する容器と、当該容器内の材料を加熱する加熱手段(例えば、容器の外周部位に配設され、容器を介して容器内の固体状態の材料を加熱して液化する電磁誘導加熱(Induction Heating:IH)ヒーターである。)とを有し、当該容器内の固化した材料が当該加熱手段により加熱されて液化した時点で、ホースを用いることなく当該容器から直接に液化した材料をディスペンサーへ供給するようにしたものである。   In order to achieve the above object, an automatic material supply apparatus according to the present invention includes a container for storing a solidified material, and heating means for heating the material in the container (for example, disposed on the outer peripheral portion of the container, Inductive Heating (IH) heater that heats and liquefies the solid state material in the container, and the solidified material in the container is heated and liquefied by the heating means. At this point, the material liquefied directly from the container without using a hose is supplied to the dispenser.


即ち、本発明のうち請求項1に記載の発明は、ディスペンサーに材料を供給する材料自動供給装置において、下方部位に下部開口部を備えるとともに補助材料として固体状態の材料を収容可能な容器と、上記容器内の上記固体状態の材料を加熱して液化する加熱手段と、上方部位に上部開口部を備えるとともに下方部位に吐出開口部を備え、上記上方部位から供給された液体状態の材料を上記吐出開口部から吐出可能なディスペンサーと、上記容器と上記ディスペンサーとを相対的に移動して、上記容器の上記下部開口部と上記ディスペンサーの上記上部開口部とを接続または分離する移動手段とを有し、上記移動手段により上記容器の上記下部開口部と上記ディスペンサーの上記上部開口部とが接続された状態において、上記加熱手段により上記固体状態の材料を加熱して液化し、該液化により液体状態となった上記容器内の材料を上記下部開口部から上記上部開口部を介して上記ディスペンサー内へ供給するようにしたものである。

That is, the invention according to claim 1 of the present invention is an automatic material supply apparatus for supplying a material to a dispenser, and includes a container having a lower opening at a lower portion and capable of containing a solid material as an auxiliary material, Heating means for heating and liquefying the solid-state material in the container, an upper opening in the upper part and a discharge opening in the lower part, and the liquid material supplied from the upper part in the upper part A dispenser capable of discharging from the discharge opening; and a moving means for connecting or separating the lower opening of the container and the upper opening of the dispenser by relatively moving the container and the dispenser. In the state where the lower opening of the container and the upper opening of the dispenser are connected by the moving means, the heating means The material in the solid state is heated and liquefied, and the material in the container that has become liquid by the liquefaction is supplied from the lower opening to the dispenser through the upper opening. .

また、本発明のうち請求項2に記載の発明は、本発明のうち請求項1に記載の発明において、上記加熱手段は、上記容器の外周部位に配設され、上記容器内の上記固体状態の材料を加熱して液化する電磁誘導加熱ヒーターであるようにしたものである。   Further, the invention according to claim 2 of the present invention is the invention according to claim 1 of the present invention, wherein the heating means is disposed in an outer peripheral portion of the container, and the solid state in the container This is an electromagnetic induction heater that heats and liquefies the material.

また、本発明のうち請求項3に記載の発明は、本発明のうち請求項1または2に記載の発明において、上記ディスペンサーは、上記容器から供給された液体状態の材料を加熱する加熱手段を有するようにしたものである。   The invention according to claim 3 of the present invention is the invention according to claim 1 or 2 of the present invention, wherein the dispenser comprises a heating means for heating the liquid material supplied from the container. It is what you have.

また、本発明のうち請求項4に記載の発明は、本発明のうち請求項1、2または3に記載の発明において、上記ディスペンサーは、上記ディスペンサー内の気圧を調節する気圧調整手段を有するようにしたものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the first, second, or third aspect of the present invention, the dispenser has an atmospheric pressure adjusting means for adjusting an atmospheric pressure in the dispenser. It is a thing.

また、本発明のうち請求項5に記載の発明は、本発明のうち請求項1、2、3または4に記載の発明において、上記材料を低融点金属としたものである。   The invention according to claim 5 of the present invention is the invention according to claim 1, 2, 3 or 4 of the present invention, wherein the material is a low melting point metal.

本発明は、以上説明したように構成されているので、三次元造形装置内部における低融点材料の偏析や固化を防止することができるようになるとともに、製造コストの低減を図ることが可能になるという優れた効果が奏される。   Since the present invention is configured as described above, it is possible to prevent segregation and solidification of a low-melting-point material inside the three-dimensional modeling apparatus, and to reduce manufacturing costs. An excellent effect is achieved.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による材料自動供給装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。なお、以下の説明においては、材料として低融点金属を用いるものとする。   Hereinafter, an example of an embodiment of an automatic material supply apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, a low melting point metal is used as the material.


図2には、本発明の実施の形態の一例による材料自動供給装置を備えた三次元造形装置の概略正面斜視構成説明図が示されている。

FIG. 2 shows a schematic front perspective configuration explanatory diagram of a three-dimensional modeling apparatus provided with an automatic material supply apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.

この三次元造形装置100は、Z方向に延長した略四角柱状の一対の支持部12L、12Rと当該支持部12L、12Rを連結する底部12Bとにより構成されたU字型状の門型アーム部12を備えている。   The three-dimensional modeling apparatus 100 includes a U-shaped gate-shaped arm portion configured by a pair of substantially quadrangular columnar support portions 12L and 12R extending in the Z direction and a bottom portion 12B connecting the support portions 12L and 12R. 12 is provided.

こうした門型アーム部12を構成する一対の支持部12L、12Rのそれぞれの上端部には、レール部14が支持されており、このレール部14にはX軸方向(図2のXYZ直交座標系を示す参考図を参照する。)に所定範囲内で移動自在にキャリッジ16が配設されている。   A rail portion 14 is supported on each upper end portion of the pair of support portions 12L and 12R constituting the portal arm portion 12, and the rail portion 14 has an X-axis direction (XYZ orthogonal coordinate system in FIG. 2). The carriage 16 is disposed so as to be movable within a predetermined range.

また、キャリッジ16に隣接し、キャリッジ16に対してZ軸方向に所定範囲内で移動自在に設けられたヘッド15上に、スピンドル28が固定されている。さらにスピンドル28上にはZ軸方向に所定範囲内で移動自在なスライダ(図2斜線部)が配設され、前記スライダには補助材料として低融点金属を吐出するディスペンサー102と、造形材料として紫外線硬化樹脂を吐出するディスペンサー114とが併設されている。   A spindle 28 is fixed on a head 15 which is adjacent to the carriage 16 and is movably movable within a predetermined range in the Z-axis direction with respect to the carriage 16. Further, a slider (shaded portion in FIG. 2) that is movable within a predetermined range in the Z-axis direction is disposed on the spindle 28. The dispenser 102 that discharges a low melting point metal as an auxiliary material and an ultraviolet ray as a modeling material are disposed on the slider. A dispenser 114 that discharges the cured resin is also provided.


また、レール部14には、三次元造形装置100の設置面と平行な面を持つホルダー120が取り付けられている。このホルダー120には、貫通孔が二ヶ所穿設されており、該貫通孔には、補助材料の供給手段であるシリンジ106が取り付け可能となされている。

A holder 120 having a surface parallel to the installation surface of the 3D modeling apparatus 100 is attached to the rail portion 14. The holder 120 is formed with two through holes, and a syringe 106 serving as an auxiliary material supply means can be attached to the through hole.

なお、ホルダー120は、キャリッジ16の移動を妨げることがない位置に配置されているとともに、ホルダー120に穿設されている貫通孔は、その中心がキャリッジ16に取り付けられているディスペンサー102の中心とZ軸方向に同一平面上に位置するように配置されている。   The holder 120 is disposed at a position where the movement of the carriage 16 is not hindered, and the through hole formed in the holder 120 is centered on the center of the dispenser 102 attached to the carriage 16. It arrange | positions so that it may be located on the same plane in a Z-axis direction.


また、門型アーム部12の底部12BのY軸方向に延長された略長方形のフレーム部18上には、Y軸方向に所定範囲内で移動自在なテーブル22が配設されている。

A table 22 that is movable within a predetermined range in the Y-axis direction is disposed on a substantially rectangular frame portion 18 that extends in the Y-axis direction on the bottom 12B of the portal arm 12.

このテーブル22の外周側には、テーブル22を囲むようにして切削粉等を回収する略箱形状の回収槽20が配設されており、当該回収槽20は図示しない排水管を介して図示しない回収タンクに接続されている。   A substantially box-shaped recovery tank 20 that collects cutting powder and the like is disposed on the outer peripheral side of the table 22 so as to surround the table 22, and the recovery tank 20 is not shown through a drain pipe (not shown). It is connected to the.

また、テーブル22の上面22aは水平な平面上に形成されており、この上面22aにおいて、補助材料により形成される補助材層と造形材料により形成される造形材層とが積層されて三次元造形物が形作られるものである。   Further, the upper surface 22a of the table 22 is formed on a horizontal plane, and on this upper surface 22a, an auxiliary material layer formed of an auxiliary material and a modeling material layer formed of a modeling material are laminated to form a three-dimensional model. Things are formed.


ここで、三次元造形装置100は、全体の動作をマイクロコンピュータにより制御されている。即ち、マイクロコンピュータによって所定の分解能に応じて、キャリッジ16はX軸方向に移動され、ディスペンサー102、ディスペンサー114ならびにスピンドル28はZ軸方向に移動され、テーブル22は回収槽20とともにY軸方向に移動される。

Here, the entire operation of the 3D modeling apparatus 100 is controlled by a microcomputer. That is, the carriage 16 is moved in the X-axis direction according to a predetermined resolution by the microcomputer, the dispenser 102, the dispenser 114, and the spindle 28 are moved in the Z-axis direction, and the table 22 is moved in the Y-axis direction together with the collection tank 20. Is done.

従って、ディスペンサー102、ディスペンサー114ならびにスピンドル28に支持されたエンドミル30と、テーブル22の上面22aにおいて形作られる三次元造形物との相対的な位置関係は、XYZ方向(図2におけるXYZ直交座標系を示す参考図を参照する。)に任意に移動可能となる。   Accordingly, the relative positional relationship between the end mill 30 supported by the dispenser 102, the dispenser 114 and the spindle 28 and the three-dimensional structure formed on the upper surface 22a of the table 22 is determined in the XYZ directions (the XYZ orthogonal coordinate system in FIG. It can be arbitrarily moved to the reference diagram shown in FIG.


次に、ディスペンサー102は、シリンジ106に収容された低融点金属が供給されるように設計されており、ディスペンサー102において低融点金属を貯留する貯留部102h(図3を参照する。)および低融点金属吐出部102i(図3を参照する。)の外周面には、そのほぼ全長にわたってヒーター102bが配設されている。このヒーター102bによって貯留部102hおよび低融点金属吐出部102iを加熱することにより、ディスペンサー102の内部に貯留された低融点金属を所定の温度に加熱して液状に維持することができる。

Next, the dispenser 102 is designed so that the low melting point metal accommodated in the syringe 106 is supplied. The dispenser 102 stores the low melting point metal 102h (see FIG. 3) and the low melting point. On the outer peripheral surface of the metal discharge part 102i (refer FIG. 3), the heater 102b is arrange | positioned over the substantially full length. By heating the storage part 102h and the low melting point metal discharge part 102i by the heater 102b, the low melting point metal stored in the dispenser 102 can be heated to a predetermined temperature and maintained in a liquid state.

なお、後述するように、ヒーター102bによって所定の温度まで加熱されて液状に維持された低融点金属は、ディスペンサー102の下端部102aから下方へ吐出され、所定の位置に所定量塗布されるように制御されている。   As will be described later, the low melting point metal heated to a predetermined temperature by the heater 102b and maintained in a liquid state is discharged downward from the lower end portion 102a of the dispenser 102 and applied in a predetermined amount to a predetermined position. It is controlled.

また、ディスペンサー114は、図示しないタンクに収容された紫外線硬化樹脂が供給されるように設計されており、図示しないタンクから供給された造形材料を貯留するシリンジ114bと連結されたディスペンサー114の先端に位置する吐出口114aから、造形材料が1滴1滴吐出される。こうしてディスペンサー114の吐出口114aから吐出される造形材料は、飛滴となって所定の位置に所定量塗布されるように制御されている。   The dispenser 114 is designed to be supplied with an ultraviolet curable resin stored in a tank (not shown), and is attached to the tip of the dispenser 114 connected to a syringe 114b that stores a modeling material supplied from the tank (not shown). One drop of the modeling material is discharged from the positioned discharge port 114a. In this way, the modeling material discharged from the discharge port 114a of the dispenser 114 is controlled so as to be applied as a droplet to a predetermined position at a predetermined amount.


次に、図3(a)(b)にはディスペンサー102の一部断面概略構成説明図が示されているが(図3(a)はディスペンサー102のA矢視図(上面図)であり、図3(b)は正面図である。)、ディスペンサー102は、略円筒形状の内筒102cと外筒102dとを有する二重構造を備えている。

Next, FIGS. 3 (a) and 3 (b) show a partial sectional schematic configuration explanatory view of the dispenser 102 (FIG. 3 (a) is an A arrow view (top view) of the dispenser 102, FIG. 3B is a front view.) The dispenser 102 has a double structure having an inner cylinder 102c and an outer cylinder 102d having a substantially cylindrical shape.

ここで、内筒102cの下方部位には貯留部102hが形成されており、その上端部102eには蓋102fが配設されている。   Here, a storage portion 102h is formed at a lower portion of the inner cylinder 102c, and a lid 102f is disposed at the upper end portion 102e.

上記した蓋102fは、上端部102eに架橋されたロッド102gに回動自在に軸支されている。このロッド102gにはコイルバネ102jが巻回されており、コイルバネ102jの一方の端部はロッド102gに係止され、その他方の端部は蓋102fに係止されていて、コイルバネ102jは、蓋102fが内筒の102cの上部開口部102kを閉塞するように付勢している。   The lid 102f described above is pivotally supported by a rod 102g bridged to the upper end 102e. A coil spring 102j is wound around the rod 102g, one end of the coil spring 102j is locked to the rod 102g, the other end is locked to the lid 102f, and the coil spring 102j is locked to the lid 102f. Is biased so as to close the upper opening 102k of the inner cylinder 102c.

従って、蓋102fに対してコイルバネ102jの付勢力よりも大きな下方への力が作用すると、蓋102fはロッド102gを回転軸として下方に回転して上部開口部102kが開放されるが、蓋102fに対してコイルバネ102jの付勢力よりも大きな下方への力が作用しない限りは、上部開口部102kは蓋102fにより閉鎖された状態が維持される。   Accordingly, when a downward force larger than the urging force of the coil spring 102j is applied to the lid 102f, the lid 102f rotates downward about the rod 102g as a rotation axis, and the upper opening 102k is opened. On the other hand, as long as a downward force larger than the biasing force of the coil spring 102j does not act, the upper opening 102k is kept closed by the lid 102f.

一方、外筒102dにおける内筒102cの下方領域には、低融点金属吐出部102iが設けられており、低融点金属吐出部102iには開閉自在な弁機構108が配設されている。   On the other hand, a low melting point metal discharge part 102i is provided in a region below the inner cylinder 102c in the outer cylinder 102d, and a valve mechanism 108 that can be opened and closed is disposed in the low melting point metal discharge part 102i.

この弁機構108は貯留部102hと連結されており、弁機構108により貯留部102hに貯留された低融点金属の吐出が制御される。   The valve mechanism 108 is connected to the storage portion 102h, and the discharge of the low melting point metal stored in the storage portion 102h is controlled by the valve mechanism 108.

なお、低融点金属吐出部102iには、弁機構108の下流側に、弁機構108から排出された低融点金属の流路となる管110b、管110bに連結されたノズル押し当て部材110ならびに低融点金属を回転させながら吐出するためのノズル112が配設されている。   In the low melting point metal discharge portion 102i, the pipe 110b serving as a flow path for the low melting point metal discharged from the valve mechanism 108, the nozzle pressing member 110 connected to the pipe 110b, and the low pressure metal discharge portion 102i are provided on the downstream side of the valve mechanism 108. A nozzle 112 for discharging the melting point metal while rotating is provided.


弁機構108は、中央部側面に凸部108gを有し、凸部108gより上方の側面に、コイルバネ108aが巻回されている。このコイルバネ108aは拡開方向への付勢力を有し、貯留部102hから流れてきた低融点金属をせき止める弁機構108の末端部である開閉部108cが閉塞した状態を維持できるように、一方の端部は貯留部102hの下端部に係止され、その他方の端部は凸部108gに係止されている。

The valve mechanism 108 has a convex portion 108g on the side surface of the central portion, and a coil spring 108a is wound around the side surface above the convex portion 108g. This coil spring 108a has an urging force in the expanding direction, so that the open / close portion 108c, which is the end of the valve mechanism 108 that blocks the low melting point metal flowing from the storage portion 102h, can be maintained closed. The end portion is locked to the lower end portion of the storage portion 102h, and the other end portion is locked to the convex portion 108g.

また、低融点金属の流路である管110bの外周面には、コイルバネ110aが巻回されており、コイルバネ110aの一方の端部は流路内側凸部110cに係止され、他方の端部はノズル押し当て部材110の上端部に係止されている。コイルバネ110aは、ノズル押し当て部材110とノズル112とが密着するように、ノズル押し当て部材110を下方へ付勢している(図3および図5を参照する。)。   A coil spring 110a is wound around the outer peripheral surface of the pipe 110b, which is a low melting point metal flow path, and one end of the coil spring 110a is locked to the flow path inner convex part 110c, and the other end. Is locked to the upper end of the nozzle pressing member 110. The coil spring 110a urges the nozzle pressing member 110 downward so that the nozzle pressing member 110 and the nozzle 112 are in close contact with each other (see FIGS. 3 and 5).

そして、弁機構108の末端部である開閉部108cの側面には、管108bを流れてきた低融点金属が通る流路108dが存在し、その末端部である108eは、開閉部108cが開放状態の時のみ通じる流路108fに通じており、流路108fは管110bへと連結されている。   A flow path 108d through which the low-melting-point metal flowing through the pipe 108b passes is present on the side surface of the opening / closing part 108c, which is the terminal part of the valve mechanism 108, and the opening / closing part 108c is in an open state. The flow path 108f communicates only when the flow path 108f is connected to the pipe 110b.


次に、ディスペンサー102外面には、蓋102fと貯留部102h上端部との間の側面と、弁機構108が有する開閉部108c付近の側面との二ヶ所に、気圧調整手段103および弁開閉手段104からのガスを供給するための貫通孔が穿設されている。

Next, on the outer surface of the dispenser 102, the air pressure adjusting means 103 and the valve opening / closing means 104 are provided at two locations: a side surface between the lid 102f and the upper end of the storage portion 102h, and a side surface near the opening / closing portion 108c of the valve mechanism 108. A through-hole for supplying gas from is formed.

気圧調整手段103および弁開閉手段104は、三次元造形装置100の設置面に対して平行であるようにディスペンサー102の側面に配置されていて、気圧を制御するためのポンプ(図示せず。)と連通した略円筒形状を備えている。気圧調整手段103はディスペンサー102上部に気体を供給するための貫通孔へ接続されており、また、弁開閉手段104はディスペンサー102の下部に気体を供給するための貫通孔へ接続された連結管104bを有する。   The pressure adjusting means 103 and the valve opening / closing means 104 are disposed on the side surface of the dispenser 102 so as to be parallel to the installation surface of the three-dimensional modeling apparatus 100, and a pump (not shown) for controlling the atmospheric pressure. It has a substantially cylindrical shape communicating with. The pressure adjusting means 103 is connected to a through hole for supplying gas to the upper part of the dispenser 102, and the valve opening / closing means 104 is a connecting pipe 104b connected to the through hole for supplying gas to the lower part of the dispenser 102. Have


続いて、図4を参照しながら、ディスペンサー102へ材料の供給を行うシリンジ106の構造について詳細に説明する。

Next, the structure of the syringe 106 that supplies the material to the dispenser 102 will be described in detail with reference to FIG.

シリンジ106は、略円筒形状を備えていて、その上端および下端は開放されている。シリンジ106の中央部外周には、IHヒーター106aが配設されており、このため、中央部の外周は上部および下部に比べると径が大きくなっている。また、中央部の底部には、ホルダー120に穿設されている貫通孔の直径と同じ長さでその貫通孔に嵌合可能であるような凸部106cが設けられている。   The syringe 106 has a substantially cylindrical shape, and its upper end and lower end are open. An IH heater 106a is disposed on the outer periphery of the central portion of the syringe 106. For this reason, the outer periphery of the central portion has a larger diameter than the upper and lower portions. In addition, a convex portion 106c is provided at the bottom of the central portion so as to be able to fit into the through hole having the same length as the diameter of the through hole formed in the holder 120.

シリンジ106内部は、中央部下端付近で内径が変わり、上部よりも下部は径が小さくなっている。上部と下部の径の違いにより生じた部分が受け皿となるため、図4(b)の形状に成形された固体状態の低融点金属を、上部より充填しシリンジ106内部にとどめておくことが可能になっている(図4(c)を参照する。)。   The inside of the syringe 106 has an inner diameter that changes in the vicinity of the lower end of the central portion, and the lower portion has a smaller diameter than the upper portion. Since the portion generated by the difference in diameter between the upper part and the lower part becomes a tray, it is possible to fill the syringe 106 with the solid low-melting point metal formed in the shape of FIG. (Refer to FIG. 4C).

このような、その内部に低融点金属を有するシリンジ106が、ホルダー120の貫通孔に二つ嵌入して配置されている。   Two syringes 106 having such a low melting point metal are inserted into the through holes of the holder 120 and arranged.


なお、この三次元造形装置においては、シリンジ106と、IHヒーター106aと、ディスペンサー102と、ヘッド15とにより材料自動供給装置が構成されている。

In this three-dimensional modeling apparatus, the syringe 106, the IH heater 106a, the dispenser 102, and the head 15 constitute an automatic material supply apparatus.


以上の構成において、上記した三次元造形装置100の動作について説明するが、こうした三次元造形装置による造形材料の吐出ならびに造形材層および補助材層の切削の動作の制御については、例えば、特開2005−319634号公報に開示されているように公知の技術であるので、その詳細な説明は省略することとする。以下においては、本発明の実施に関連する三次元造形装置100による補助材料である低融点金属を吐出する際の動作について、図5乃至図8を参照しながら説明する。

In the above configuration, the operation of the above-described three-dimensional modeling apparatus 100 will be described. Regarding the control of the discharge of the modeling material and the cutting operation of the modeling material layer and the auxiliary material layer by such a three-dimensional modeling apparatus, for example, Since it is a known technique as disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2005-319634, a detailed description thereof will be omitted. In the following, an operation when discharging a low melting point metal as an auxiliary material by the three-dimensional modeling apparatus 100 related to the implementation of the present invention will be described with reference to FIGS.

はじめに、シリンジ106からディスペンサー102へと補助材料である低融点金属を供給する際の動作について説明するが、シリンジ106からディスペンサー102へと補助材料である低融点金属を供給するには、それぞれ独立して存在しているディスペンサー102とシリンジ106とを接続する必要がある。   First, the operation when supplying the low melting point metal as the auxiliary material from the syringe 106 to the dispenser 102 will be described. In order to supply the low melting point metal as the auxiliary material from the syringe 106 to the dispenser 102, each of them is independent. It is necessary to connect the existing dispenser 102 and the syringe 106.

そのため、まず、ディスペンサー102の蓋102fの中心が、シリンジ106の下端部106bの中心の真下に位置するように、キャリッジ16をX軸方向へ移動させて、ディスペンサー102の位置を調節する。   Therefore, first, the position of the dispenser 102 is adjusted by moving the carriage 16 in the X-axis direction so that the center of the lid 102f of the dispenser 102 is located directly below the center of the lower end portion 106b of the syringe 106.

次に、シリンジ106の下端部106bがディスペンサー102に挿入されるように、Z軸方向へヘッド15を動かす。ディスペンサー102の蓋102fがシリンジ106の下端部106bに押し下げられ、シリンジ106の中央部の底部がディスペンサー102の上端にぶつかるまでディスペンサー102を上昇させる。   Next, the head 15 is moved in the Z-axis direction so that the lower end portion 106 b of the syringe 106 is inserted into the dispenser 102. The lid 102 f of the dispenser 102 is pushed down by the lower end portion 106 b of the syringe 106, and the dispenser 102 is raised until the bottom portion of the central portion of the syringe 106 hits the upper end of the dispenser 102.

こうした動作によりディスペンサー102とシリンジ106とが接続され、ディスペンサー102はシリンジ106から補助材料である低融点金属を受け入れ可能な状態になる(図5を参照する。)。   By such an operation, the dispenser 102 and the syringe 106 are connected to each other, and the dispenser 102 is in a state where it can accept the low melting point metal as an auxiliary material from the syringe 106 (see FIG. 5).

次に、低融点金属をディスペンサー102へ移動させるため、固体状態の低融点金属を加熱により液体状態に変化させるため、シリンジ106に配設されたIHヒーター106aの電源を入れる。   Next, in order to move the low melting point metal to the dispenser 102, the IH heater 106a disposed in the syringe 106 is turned on in order to change the solid low melting point metal into a liquid state by heating.

IHヒーター106aにより加熱された低融点金属は、例えば、約2分間ですべてが融解し液体状態となり、シリンジ106からディスペンサー102の貯留部102hへ移動する。一つのシリンジから貯留部102hには、例えば、約50mlの低融点金属が供給される。   The low melting point metal heated by the IH heater 106a is, for example, completely melted in about 2 minutes to be in a liquid state, and moves from the syringe 106 to the storage portion 102h of the dispenser 102. For example, about 50 ml of a low melting point metal is supplied from one syringe to the reservoir 102h.

この状態で、ディスペンサー102の貯留部102hに低融点金属が貯留され、補助材料吐出可能な状態となる。なお、この際に、低融点金属の固化を防ぐために、ディスペンサー102の外周に配設されたシート状のヒーター102bの電源を入れておく。   In this state, the low melting point metal is stored in the storage portion 102h of the dispenser 102, and the auxiliary material can be discharged. At this time, in order to prevent the low melting point metal from solidifying, the sheet-like heater 102b disposed on the outer periphery of the dispenser 102 is turned on.

ディスペンサー102への低融点金属の供給完了後、ディスペンサー102はX軸方向およびZ軸方向へ移動可能なように、シリンジ106と分離しておく必要がある。   After the supply of the low melting point metal to the dispenser 102 is completed, the dispenser 102 needs to be separated from the syringe 106 so as to be movable in the X-axis direction and the Z-axis direction.

このため、シリンジ106をディスペンサー102へ挿入した場合と逆の手順で、ヘッド15を下方へ移動させシリンジ106の下端部106bをディスペンサー102の開放部102kから引き抜く。   For this reason, the head 15 is moved downward and the lower end portion 106b of the syringe 106 is pulled out from the opening portion 102k of the dispenser 102 in the reverse procedure to the case where the syringe 106 is inserted into the dispenser 102.

ディスペンサー102とシリンジ106が分離されると、ディスペンサー102の蓋102fはコイルバネ102jの付勢力により自動的に閉鎖され、この状態でディスペンサー102は、貯留部102hに補助材料である低融点金属を内蔵するとともに、X軸方向およびZ軸方向へ移動自在な状態となる(図6を参照する。)。   When the dispenser 102 and the syringe 106 are separated, the lid 102f of the dispenser 102 is automatically closed by the urging force of the coil spring 102j, and in this state, the dispenser 102 incorporates a low melting point metal as an auxiliary material in the reservoir 102h. At the same time, it is movable in the X-axis direction and the Z-axis direction (see FIG. 6).

次に、貯留部102hに貯留された低融点金属を下方へ移動させるため、気圧調整手段103を稼働させ、図6に示したA矢印方向へ空気を送り、ディスペンサー102の内部において図6に示したB矢印方向に圧力をかける。   Next, in order to move the low melting point metal stored in the storage part 102h downward, the atmospheric pressure adjusting means 103 is operated, air is sent in the direction of the arrow A shown in FIG. Apply pressure in the direction of arrow B.

B方向への圧力により、低融点金属は下方へ押され、貯留部102hから弁機構108内部へ移動し、弁機構108の端部である開閉部108c付近へ移動する。開閉部108c付近まで移動した低融点金属は、開閉部108cの側面に有する流路108dへ流れ、その端部108eで止まる(図7(a)を参照する。)。   The low melting point metal is pushed downward by the pressure in the B direction, moves from the storage portion 102h to the inside of the valve mechanism 108, and moves to the vicinity of the opening / closing portion 108c that is an end portion of the valve mechanism 108. The low melting point metal that has moved to the vicinity of the opening / closing portion 108c flows into the flow path 108d provided on the side surface of the opening / closing portion 108c and stops at the end portion 108e (see FIG. 7A).

低融点金属を吐出するには、弁機構108を作動させて開閉部108cを開放し、流路108dの端部108eと開閉部108cの先に存在する流路108fを接続する必要がある。   In order to discharge the low melting point metal, it is necessary to operate the valve mechanism 108 to open the opening / closing part 108c, and to connect the end part 108e of the flow path 108d and the flow path 108f existing ahead of the opening / closing part 108c.

ここで、開閉部108cを開放して弁機構108を開放状態にするため、弁開閉手段104よりの連結管104bへ加圧した空気を送り、図7に示したC矢印方向へ風圧をかけるようになされている。   Here, in order to open the opening / closing part 108c and open the valve mechanism 108, pressurized air is sent from the valve opening / closing means 104 to the connecting pipe 104b so as to apply wind pressure in the direction of arrow C shown in FIG. Has been made.

C方向への風圧は弁機構108が有する凸部108gに作用するように位置設定されており、従って、C方向への風圧が弁機構108を閉塞状態にしているコイルバネ108aのもつ付勢力以上の大きさであるならば、弁機構108全体が上方へ移動することになる。   The wind pressure in the C direction is set so as to act on the convex portion 108g of the valve mechanism 108. Therefore, the wind pressure in the C direction exceeds the urging force of the coil spring 108a that closes the valve mechanism 108. If so, the entire valve mechanism 108 will move upward.

この状態で、弁機構108の開閉部108cは開放され、流路108dと流路108fとが連通し、端部108eにとどまっていた低融点金属は流路108fを流れ、下方向への圧力に促されることによりさらに下方に接続されている管110bへと到達する(図7(b)を参照する。)。   In this state, the opening / closing part 108c of the valve mechanism 108 is opened, the flow path 108d and the flow path 108f communicate with each other, and the low-melting point metal remaining in the end 108e flows through the flow path 108f to reduce the pressure downward. The pipe 110b connected to the lower side is reached by being prompted (see FIG. 7B).

管110bへと流れてきた低融点金属は、その下方に存在するノズル押し当て部材110を通過し、ノズル112の上端部に到達する。低融点金属はノズル112の溝112aへ外側端部112aaより入り、外側端部112aaから中心部の窪みに向かい、溝112aに沿って回転して進む(図8を参照する。)。   The low-melting-point metal that has flowed into the tube 110b passes through the nozzle pressing member 110 that exists below the metal, and reaches the upper end of the nozzle 112. The low-melting-point metal enters the groove 112a of the nozzle 112 from the outer end 112aa, travels from the outer end 112aa to the central recess, and rotates along the groove 112a (see FIG. 8).

そして、ディスペンサー102内にかかる図6に示したB矢印方向への圧力および溝112aを通ることで得た回転力とを有する低融点金属は、吐出口112bより噴霧される。   Then, the low melting point metal having the pressure in the direction of arrow B shown in FIG. 6 and the rotational force obtained by passing through the groove 112a in the dispenser 102 is sprayed from the discharge port 112b.

以上の動作により、シリンジ106に収容されていた低融点金属はディスペンサー102より吐出される。   Through the above operation, the low melting point metal contained in the syringe 106 is discharged from the dispenser 102.

なお、ディスペンサー102の貯留部102hに貯留されていたすべての低融点金属を吐出した場合には、ホルダー120に載置されているシリンジ106’から、上記と同様の操作を行うことにより低融点金属を供給することができる。   When all the low melting point metal stored in the storage portion 102h of the dispenser 102 is discharged, the low melting point metal can be obtained by performing the same operation as described above from the syringe 106 ′ placed on the holder 120. Can be supplied.


上記したようにして、本発明による材料自動供給装置の実施の形態の一例を備えた三次元造形装置100においては、ディスペンサー102へ低融点金属を供給を希望する場合のみ、低融点金属を備えたシリンジ106と接続するように構成されている。

As described above, in the three-dimensional modeling apparatus 100 including an example of the embodiment of the automatic material supply apparatus according to the present invention, the low melting point metal is provided only when it is desired to supply the low melting point metal to the dispenser 102. It is configured to connect with the syringe 106.

このため、必要量以上の液体状態の低融点金属をディスペンサーに貯留する必要がなく、シート状ヒーターの加熱で液体状態を維持できる量のみをディスペンサーに貯留できるので、低融点金属が偏析する恐れがない。   For this reason, it is not necessary to store more than the required amount of low-melting metal in the liquid state in the dispenser, and only the amount that can maintain the liquid state by heating the sheet heater can be stored in the dispenser. Absent.

また、シリンジ106からディスペンサー102へ低融点金属を移動させる時のみ、シリンジ106に配設されたIHヒーター106aの電源を入れておけばよく、必要時以外はIHヒーター106aの電源を切っておくことができるので、コストを削減することができる。   Further, only when the low melting point metal is moved from the syringe 106 to the dispenser 102, the IH heater 106a disposed on the syringe 106 may be turned on, and the IH heater 106a should be turned off except when necessary. Can reduce the cost.

さらに、シリンジ106に固体状態の低融点金属を充填する場合に成形された低融点金属は、IHヒーター106aの熱により外周部分から徐々に融解していくが、底部が凹形状であるため、遅れて融解する中央部分が塊の状態のまま下方に落ちていくことはないので、シリンジ106内やディスペンサー102内で、低融点金属により閉塞する恐れがない。   Furthermore, the low melting point metal formed when the syringe 106 is filled with the solid low melting point metal gradually melts from the outer peripheral portion due to the heat of the IH heater 106a, but the bottom portion has a concave shape. Since the central portion that melts in this way does not fall downward in the form of a lump, there is no possibility of clogging with a low melting point metal in the syringe 106 or the dispenser 102.

さらにまた、ディスペンサー102の上端部は、蓋102fを閉じた状態に維持し外部と遮断されているため、ディスペンサー102の上部開口部102kからディスペンサー102内の空気が漏れることがなく、内部の気圧を一定に保つことが可能である。   Furthermore, since the upper end of the dispenser 102 is kept closed with the lid 102f closed, the air in the dispenser 102 does not leak from the upper opening 102k of the dispenser 102, and the internal pressure is reduced. It is possible to keep it constant.

そのため、図6に示したB矢印方向への力が弱まらずに、安定した速度で吐出を続けることが可能である。   Therefore, it is possible to continue discharging at a stable speed without weakening the force in the direction of arrow B shown in FIG.


なお、上記した実施の形態は、以下の(1)乃至(3)に示すように変形することができるものである。

The embodiment described above can be modified as shown in the following (1) to (3).

(1)上記した実施の形態においては、ホルダー120に穿設された貫通孔は二つであったが、これに限られるものではないことは勿論であり、一つまたは複数の貫通孔を設けて、一つまたは複数のシリンジを載置するようにしてもよい。   (1) In the above-described embodiment, there are two through holes drilled in the holder 120. However, the present invention is not limited to this, and one or a plurality of through holes are provided. One or a plurality of syringes may be placed.

(2)上記した実施の形態においては、補助材料として低融点金属を用い、造形材料として紫外線硬化樹脂を用いるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、各種材料を補助材料あるいは造形材料として用いるようにしてもよい。   (2) In the above-described embodiment, the low melting point metal is used as the auxiliary material and the ultraviolet curable resin is used as the modeling material. However, the present invention is not limited to this, and various materials are supported. It may be used as a material or a modeling material.

例えば、補助材料としては、ワックスなどの熱可塑性樹脂のような低融点樹脂などの低融点材料を用いるようにしてもよいし、造形材料としては、紫外線とは異なる放射線の可視光や電子線あるいはその他の光によって硬化する水に不溶の光硬化樹脂を用いるようにしてもよい。   For example, as the auxiliary material, a low melting point material such as a low melting point resin such as a thermoplastic resin such as wax may be used, and as the modeling material, visible light or electron beam of radiation different from ultraviolet rays or electron beam or You may make it use the photocurable resin insoluble in the water hardened | cured by the other light.

(3)上記した実施の形態ならびに上記した(1)乃至(2)に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。   (3) You may make it combine suitably the embodiment shown above and the modification shown in said (1) thru | or (2).

本発明は、試作や量産での部品製作やデザインモデルを製作する際などに利用することができる。   The present invention can be used when manufacturing parts or designing models in trial production or mass production.

図1は、従来の三次元造形装置の一部を示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing a part of a conventional three-dimensional modeling apparatus. 図2は、本発明による材料自動供給装置を備えた三次元造形装置の実施の形態の一例を示す概略構成説明図である。FIG. 2 is a schematic configuration explanatory view showing an example of an embodiment of a three-dimensional modeling apparatus provided with an automatic material supply apparatus according to the present invention. 図3は、図2に示す三次元造形装置の一部を拡大して示した概略構成説明図であり、(a)は補助材料のディスペンサー上部の端面図であり、(b)は補助材料のディスペンサーの部分断面説明図である。FIG. 3 is a schematic configuration explanatory view showing a part of the three-dimensional modeling apparatus shown in FIG. 2 in an enlarged manner, (a) is an end view of the upper part of the auxiliary material dispenser, and (b) is an auxiliary material of FIG. It is a partial cross section explanatory view of a dispenser. 図4は、図2に示す三次元造形装置のシリンジを説明する概念構成説明図であり、(a)はシリンジの斜視説明図であり、(b)は低融点金属の形状を示した概念図であり、(c)はシリンジの断面説明図である。4 is a conceptual diagram illustrating the syringe of the three-dimensional modeling apparatus illustrated in FIG. 2, (a) is a perspective explanatory view of the syringe, and (b) is a conceptual diagram illustrating the shape of a low-melting-point metal. (C) is a cross-sectional explanatory view of a syringe. 図5は、図2に示す三次元造形装置の実施の形態の一例の一部を拡大して示した部分断面説明図であり、補助材料のディスペンサーとシリンジとを接続した状態を示しているものである。FIG. 5 is a partial cross-sectional explanatory view showing an enlarged part of an example of the embodiment of the three-dimensional modeling apparatus shown in FIG. 2 and showing a state in which a dispenser of an auxiliary material and a syringe are connected. It is. 図6は、図2に示す三次元造形装置の実施の形態の一例の一部を拡大して示した部分断面説明図であり、補助材料のディスペンサー内に低融点金属が供給された状態を示しているものである。FIG. 6 is a partial cross-sectional explanatory view showing a part of an example of the embodiment of the three-dimensional modeling apparatus shown in FIG. 2 and showing a state in which a low melting point metal is supplied into a dispenser of auxiliary material. It is what. 図7(a)および(b)は、図2に示す三次元造形装置の補助材料のディスペンサーの一部を拡大して示した断面説明図である。7 (a) and 7 (b) are cross-sectional explanatory views showing an enlarged part of the auxiliary material dispenser of the three-dimensional modeling apparatus shown in FIG. 図8(a)は、図2に示す三次元造形装置の補助材料のディスペンサーが有するノズル下部の端面図であり、図8(b)は、図8(a)のI−I線断面図である。8A is an end view of the lower part of the nozzle of the auxiliary material dispenser of the three-dimensional modeling apparatus shown in FIG. 2, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 8A. is there.

符号の説明Explanation of symbols

10、100 三次元造形装置
11 テーブル
12 アーム部
12B 底部
12R、12L 支持部
14 レール部
15 ヘッド
16 キャリッジ
18 フレーム部
20 回収槽
22 テーブル
22a 上面
24、26、102、114 ディスペンサー
28 スピンドル
30 エンドミル
102a 下端部
102b ヒーター
102c 内筒
102d 外筒
102e 上端部
102f 蓋
102g ロッド
102h 貯留部
102i 低融点金属吐出部
102j コイルバネ
102k 上部開口部
103 気圧調整手段
104 弁開閉手段
104a 支持部
104b 連結管
106、106’ シリンジ
106a IHヒーター
106b 下端部
106c 凸部
108 弁
108a コイルバネ
108b 管
108c 開閉部
108d 流路
108e 末端部
108f 流路
108g 凸部
110 ノズル押し当て部材
110a コイルバネ
110b 管
110c 流路内側凸部
112 ノズル
112a 溝
112aa 外側端部
112b 吐出口
114a 吐出口
114b シリンジ
120 ホルダー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 Three-dimensional modeling apparatus 11 Table 12 Arm part 12B Bottom part 12R, 12L Support part 14 Rail part 15 Head 16 Carriage 18 Frame part 20 Collection tank
22 Table 22a Upper surface 24, 26, 102, 114 Dispenser 28 Spindle 30 End mill 102a Lower end part 102b Heater 102c Inner cylinder 102d Outer cylinder 102e Upper end part 102f Lid 102g Rod 102h Storage part 102i Low melting point metal discharge part 102j Coil spring 102k Upper opening part 103 Atmospheric pressure adjusting means 104 Valve opening / closing means 104a Supporting part 104b Connecting pipe 106, 106 'Syringe 106a IH heater 106b Lower end part 106c Convex part 108 Valve 108a Coil spring 108b Pipe 108c Opening / closing part 108d Channel 108e End part 108f Channel 108g Convex part 110 Nozzle Pressing member 110a Coil spring 110b Pipe 110c Flow path inner convex part 112 Nozzle 112a Groove 112aa Outer end part 112b Discharge port 14a discharge port 114b syringe 120 Holder

Claims (5)

ディスペンサーに材料を供給する装置において、
下方部位に下部開口部を備えるとともに補助材料として固体状態の材料を収容可能な容器と、
前記容器内の前記固体状態の材料を加熱して液化する加熱手段と、
上方部位に上部開口部を備えるとともに下方部位に吐出開口部を備え、前記上方部位から供給された液体状態の材料を前記吐出開口部から吐出可能なディスペンサーと、
前記容器と前記ディスペンサーとを相対的に移動して、前記容器の前記下部開口部と前記ディスペンサーの前記上部開口部とを接続または分離する移動手段と
を有し、
前記移動手段により前記容器の前記下部開口部と前記ディスペンサーの前記上部開口部とが接続された状態において、前記加熱手段により前記固体状態の材料を加熱して液化し、該液化により液体状態となった前記容器内の材料を前記下部開口部から前記上部開口部を介して前記ディスペンサー内へ供給する
ことを特徴とする材料自動供給装置。
In an apparatus for supplying material to a dispenser,
A container having a lower opening in a lower part and capable of accommodating a solid material as an auxiliary material;
Heating means for heating and liquefying the solid state material in the container;
A dispenser that includes an upper opening in the upper part and a discharge opening in the lower part, and is capable of discharging the liquid material supplied from the upper part from the discharge opening,
Moving means for relatively moving the container and the dispenser to connect or separate the lower opening of the container and the upper opening of the dispenser;
In a state where the lower opening of the container and the upper opening of the dispenser are connected by the moving means, the solid material is heated and liquefied by the heating means, and becomes a liquid state by the liquefaction. The material in the container is supplied from the lower opening to the dispenser through the upper opening.
請求項1に記載の材料自動供給装置において、
前記加熱手段は、前記容器の外周部位に配設され、前記容器内の前記固体状態の材料を加熱して液化する電磁誘導加熱ヒーターである
ことを特徴とする材料自動供給装置。
In the material automatic supply apparatus according to claim 1,
The automatic material supply apparatus, wherein the heating means is an electromagnetic induction heater that is disposed on an outer peripheral portion of the container and heats and liquefies the solid material in the container.
請求項1または2に記載の材料自動供給装置において、
前記ディスペンサーは、前記容器から供給された液体状態の材料を加熱する加熱手段を有する
ことを特徴とする材料自動供給装置。
The material automatic supply apparatus according to claim 1 or 2,
The dispenser has a heating means for heating the material in a liquid state supplied from the container.
請求項1、2または3に記載の材料自動供給装置において、
前記ディスペンサーは、前記ディスペンサー内の気圧を調節する気圧調整手段を有する
ことを特徴とする材料自動供給装置。
In the material automatic supply apparatus according to claim 1, 2, or 3,
The dispenser has an air pressure adjusting means for adjusting the air pressure in the dispenser.
請求項1、2、3または4に記載の材料自動供給装置において、
前記材料は、低融点金属である
ことを特徴とする材料自動供給装置。
In the material automatic supply apparatus according to claim 1, 2, 3, or 4,
The material is a low-melting-point metal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105363634A (en) * 2015-12-04 2016-03-02 江阴乐圩光电股份有限公司 Glue dispenser with heating device
JP2016203144A (en) * 2015-04-28 2016-12-08 株式会社ケー・エフ・ケー テクノ Flowable material application device

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