JP2013067118A - Three-dimensional shaping apparatus, three-dimensional shaping method, device and program for generating setting data for three-dimensional shaping apparatus, and computer-readable recording medium - Google Patents

Three-dimensional shaping apparatus, three-dimensional shaping method, device and program for generating setting data for three-dimensional shaping apparatus, and computer-readable recording medium Download PDF

Info

Publication number
JP2013067118A
JP2013067118A JP2011208220A JP2011208220A JP2013067118A JP 2013067118 A JP2013067118 A JP 2013067118A JP 2011208220 A JP2011208220 A JP 2011208220A JP 2011208220 A JP2011208220 A JP 2011208220A JP 2013067118 A JP2013067118 A JP 2013067118A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
modeling
model
slice
discharge
support material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011208220A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5830326B2 (en
JP2013067118A5 (en
Inventor
Ryohei Suzaki
亮平 須崎
Junya Onoda
純也 小野田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Keyence Corp
Original Assignee
Keyence Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Keyence Corp filed Critical Keyence Corp
Priority to JP2011208220A priority Critical patent/JP5830326B2/en
Publication of JP2013067118A publication Critical patent/JP2013067118A/en
Publication of JP2013067118A5 publication Critical patent/JP2013067118A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5830326B2 publication Critical patent/JP5830326B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a pattern from being formed on a surface of a shaped article by preventing a roller part from being applied to the surface of the shaped article and to a part influencing the surface.SOLUTION: In a slice containing a model material MA or a support material located on the outermost surface of a shaped article with respect to three-dimensional data of the shaped article, or a slice located on an upper or lower side by one or more layers relative to a slice including a model material MA or a support material which is located on a heterogeneous shaping material interface at which the type of the shaping material is changed over, this three-dimensional shaping apparatus includes a hollow part generation means to generate a hollow part ES obtained by preventing the model material MA or the support material included in the slice from being discharged or reducing the discharge amount thereof, wherein a shaping material discharge means shapes the slice at a position corresponding to the hollow part ES by preventing the discharge of the shaping material or reducing the discharge amount thereof when the slice of a shaping object includes the hollow part ES generated by the hollow part generation means.

Description

本発明は、インクジェット方式で立体造形物を作製する三次元造形装置、三次元造形方法、三次元造形装置用の設定データ作成装置、三次元造形装置用の設定データ作成プログラム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体に関する。   The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus, a three-dimensional modeling method, a setting data creation apparatus for a three-dimensional modeling apparatus, a setting data creation program for a three-dimensional modeling apparatus, and a computer readable machine for producing a three-dimensional modeling object by an inkjet method. The present invention relates to a recording medium.

従来より、造形物の基礎データである3次元データを、コンピュータの画面上で任意の姿勢に設定し、設定された姿勢に基づいて高さ方向に平行な複数の面で切断した各断面毎のデータを生成し、この各層に関する二次元データに基づいて、樹脂を順次積層することよって立体造形を行い、造形物の三次元モデルとなる造形物を生成する装置が知られている。   Conventionally, three-dimensional data, which is basic data of a modeled object, is set to an arbitrary posture on a computer screen, and each cross section cut by a plurality of surfaces parallel to the height direction based on the set posture. 2. Description of the Related Art There is known an apparatus that generates data and performs three-dimensional modeling by sequentially laminating resins on the basis of two-dimensional data related to each layer to generate a three-dimensional model of a three-dimensional model.

製品開発において試作等に用いられるラピッド・プロトタイピング(Rapid Prototyping:RP)の分野で、三次元造型が可能な積層造形法が利用されている。積層造形法としては、積層造形法は、製品の三次元CADデータをスライスし、薄板を重ね合わせたようなものを製造の元データとして作成し、それに粉体、樹脂、鋼板、紙などの材料を積層して試作品を作成する。このような積層造形法としては、インクジェット法、粉末法、光造形法、シート積層法、押し出し法等が知られている。この内、インクジェット法は、液化した材料を噴射した後、紫外光(UV)を照射したり、冷却するなどによって層を硬化させて形成する。この方法によれば、インクジェットプリンタの原理を応用できることから、高精細化が容易となる利点が得られる。   In the field of rapid prototyping (RP), which is used for prototyping in product development, an additive manufacturing method capable of three-dimensional molding is used. As the additive manufacturing method, additive manufacturing method slices the three-dimensional CAD data of the product and creates the original data of manufacturing by superimposing the thin plates, and the material such as powder, resin, steel plate, paper, etc. A prototype is created by stacking layers. As such a layered modeling method, an inkjet method, a powder method, an optical modeling method, a sheet lamination method, an extrusion method, and the like are known. Of these, the ink jet method is formed by jetting a liquefied material and then curing the layer by irradiating with ultraviolet light (UV) or cooling. According to this method, since the principle of the ink jet printer can be applied, there is an advantage that high definition can be easily achieved.

樹脂積層方式の三次元造形装置は、最終的な造形物となるモデル材と、モデルを支える基礎部分ならびにモデル材の張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材を×Y方向に走査しながら造形プレート上に吐出し、高さ方向に積層していくことにより、造形を行う。モデル材とサポート材は紫外光を照射することにより、硬化する特性を有する樹脂からなり、紫外光を照射する紫外光ランプはモデル材とサポート材を吐出するノズルと共に、×Y方向に走査され、ノズルから吐出されたモデル材およびサポート材に紫外光を照射し、硬化させる。   The three-dimensional modeling equipment using the resin lamination method supports the model material that will be the final modeled object, the basic part that supports the model, and the projecting part of the model material, and scans the support material that is finally removed in the xY direction. While being discharged onto the modeling plate, the modeling is performed by stacking in the height direction. The model material and the support material are made of a resin that has a property of being cured by irradiating ultraviolet light, and the ultraviolet lamp that irradiates the ultraviolet light is scanned in the XY direction together with the nozzle that discharges the model material and the support material, The model material and support material discharged from the nozzle are irradiated with ultraviolet light and cured.

特表2003−535712号公報Special table 2003-535712 gazette

このようなインクジェット方式の三次元造型機では、各スライスに対応した各層の厚みを均一に保つことで、高さ方向の造形精度が維持される。しかし、各層の厚みを均一に保つために、複数のノズルが同時に吐出する樹脂の量を常に一定に制御するのは困難であることから、各層の造形に必要な樹脂量よりも多くしたマージンを設けて、モデル材やサポート材等の造形材料を余剰に吐出する。そして樹脂の吐出後には、ノズルから吐出された樹脂の余剰分を、回収機構で回収しながら造形を行う。このような回収機構には、ローラ部25が用いられる。図28に、ローラ部25で造形材の余剰分を除去する状態の斜視図を示す。この例では、造形プレート40上に吐出された樹脂が流動可能な状態で、その表面を、ローラ本体26で均す状態を示している。ローラ部25は、回転体であるローラ本体26と、ローラ本体26の表面に対して突出するように配置されたブレード27と、ブレード27で掻き取られた造形材を溜めるバス28と、バス28に溜まった造形材を排出する吸引パイプ29とを備えている。ローラ本体26はヘッド部20の進行方向に対して逆回転(図28において時計回り)に回転され、流動可能な状態にある造形材を掻き上げる。掻き上げられた造形材は、ローラ本体26に付着してブレード27まで運ばれた後、ブレード27で掻き取られてバス28に案内される。このためブレード27は、バス28に向かって下り勾配の姿勢で固定される。また吸引パイプ29は廃液経路に接続されており、ポンプ等を用いてバス28に溜まった造形材を吸引して、廃液タンク(図示せず)に溜める。   In such an ink jet type three-dimensional molding machine, the modeling accuracy in the height direction is maintained by keeping the thickness of each layer corresponding to each slice uniform. However, in order to keep the thickness of each layer uniform, it is difficult to always control the amount of resin ejected simultaneously by a plurality of nozzles, so a margin larger than the amount of resin required for modeling each layer is increased. It is provided to discharge excessive modeling materials such as model materials and support materials. Then, after the resin is discharged, the molding is performed while the surplus portion of the resin discharged from the nozzle is recovered by the recovery mechanism. The roller unit 25 is used for such a recovery mechanism. FIG. 28 shows a perspective view of a state in which the roller portion 25 removes the excess of the modeling material. In this example, a state in which the surface of the resin discharged onto the modeling plate 40 is flowable by the roller body 26 in a state where the resin can flow is shown. The roller unit 25 includes a roller main body 26 that is a rotating body, a blade 27 that is disposed so as to protrude from the surface of the roller main body 26, a bus 28 that stores a modeling material scraped off by the blade 27, and a bus 28. And a suction pipe 29 for discharging the modeling material accumulated in the container. The roller body 26 is rotated counterclockwise (clockwise in FIG. 28) with respect to the traveling direction of the head unit 20, and scrapes the modeling material in a flowable state. The modeling material thus scraped up adheres to the roller body 26 and is carried to the blade 27, and then scraped off by the blade 27 and guided to the bus 28. For this reason, the blade 27 is fixed in a downward gradient posture toward the bus 28. The suction pipe 29 is connected to a waste liquid path, and sucks the modeling material collected in the bus 28 using a pump or the like and stores it in a waste liquid tank (not shown).

このようなローラ部25を用いて、造形物のすべての積層面に対してローラ本体26を押し当て、余分な樹脂を掻き取ることで造形物の精度を実現している。ローラ本体26の表面には、樹脂の余剰分を掻き取りやすくするため、図29に示すように5〜10μm程度の突起をらせん状に設けている。この場合、造形物の表面となる部分についてもローラ本体26を当てるため、造形物表面にローラ本体26が当たったことによる波模様が形成されてしまうという問題があった。この様子を図30(a)、(b)に示す。これらの図において図30(a)はローラ本体によって造形材の表面に縞模様が生じる様子を示す断面図、図30(b)は図30(a)の平面図を、それぞれ示している。これらの図に示すように、樹脂の表面がローラ本体26を掛ける前は滑らかであったところ、ローラ本体26が当たった部分が波打ち、表面に縞模様が形成されたり、あるいはローラ本体26表面に形成された突起や、表面に付着した異物などによって、樹脂の表面に筋が形成されてしまう。   Using such a roller portion 25, the roller body 26 is pressed against all the laminated surfaces of the modeled object, and the excess resin is scraped off to realize the accuracy of the modeled object. On the surface of the roller body 26, in order to make it easy to scrape off excess resin, protrusions of about 5 to 10 μm are provided in a spiral shape as shown in FIG. In this case, since the roller main body 26 is applied to the portion that becomes the surface of the modeled object, there is a problem that a wave pattern is formed due to the roller main body 26 hitting the surface of the modeled object. This is shown in FIGS. 30 (a) and 30 (b). In these drawings, FIG. 30 (a) is a cross-sectional view showing a state in which a stripe pattern is generated on the surface of the modeling material by the roller body, and FIG. 30 (b) is a plan view of FIG. 30 (a). As shown in these figures, when the surface of the resin was smooth before the roller body 26 was applied, the portion hit by the roller body 26 was wavy and a striped pattern was formed on the surface, or the surface of the roller body 26 was formed. Streaks are formed on the surface of the resin due to the formed protrusions and foreign matters attached to the surface.

また、この問題は樹脂で造形される最表面において発生するのみならず、途中の面でも発生する。すなわち、積層型の三次元造形装置では、サポート材を積層した積層体の上に造形物を作成することも多々ある。この場合に、サポート材の表面がローラ本体26を当てることで波打っていると、図31の断面図に示すように、その上に造形される造形物にサポート材積層構造の波打模様が転写されてしまう。   In addition, this problem occurs not only on the outermost surface formed with the resin, but also on an intermediate surface. That is, in a stacked type three-dimensional modeling apparatus, a modeled object is often created on a stacked body in which support materials are stacked. In this case, if the surface of the support material is undulating by hitting the roller body 26, as shown in the cross-sectional view of FIG. 31, the undulating pattern of the support material laminated structure is formed on the modeled object formed thereon. It will be transcribed.

本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、造形物の表面に表れる筋や波模様を低減して品質を高めた三次元造形装置、三次元造形方法、三次元造形装置用の設定データ作成装置、三次元造形装置用の設定データ作成プログラム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することにある。   The present invention has been made in view of such conventional problems. The main objects of the present invention are a three-dimensional modeling apparatus, a three-dimensional modeling method, a setting data creation apparatus for a three-dimensional modeling apparatus, and a three-dimensional modeling that improve the quality by reducing streaks and wave patterns that appear on the surface of the modeled object. An object of the present invention is to provide a setting data creation program for a device and a computer-readable recording medium.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

上記の目的を達成するために、本発明の第1の側面に係る三次元造形装置によれば、造形プレート40上に、造形材として、最終的な造形物となるモデル材MAと、前記モデル材MAが張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材SAと、を少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを層状に生成し、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形装置であって、造形物を載置するための前記造形プレート40と、前記モデル材MAを吐出するためのモデル材吐出ノズル21、及び前記サポート材SAを吐出するためのサポート材吐出ノズル22を、それぞれ一方向に複数個配列させた造形材吐出手段と、回転自在に支承され、前記モデル材MA又はサポート材SAが流動可能な状態でこれを上面から回転しながら押圧して、該モデル材MA又はサポート材SAの余剰分を掻き取るためのローラ部25と、前記造形材吐出手段及びローラ部25を備えるヘッド部20と、前記ヘッド部20を水平方向に往復走査させるための水平駆動手段と、前記ヘッド部20と造形プレート40との高さ方向の相対位置を移動させるための垂直駆動手段と、前記水平駆動手段を駆動させて、一スライス分の造形材を前記造形材吐出手段で吐出させ硬化させた上で、前記垂直駆動手段を駆動させて吐出位置を該硬化後のスライス上に移動させ、さらに次層のスライス分の造形材を吐出、硬化させてスライスを順次積層するよう制御する制御手段10と、造形物の三次元データに対し、造形物の最表面に位置する前記モデル材MA又はサポート材SAを含むスライス、又は造形材の種類が切り替わる異種造形材界面に位置する前記モデル材MA又はサポート材SAを含むスライスよりも、一層以上下方に位置するスライスにおいて、該スライスに含まれる前記モデル材MA又はサポート材SAを吐出しない又は吐出量を減少させた中空部ESを生成する中空部生成手段とを備え、前記造形材吐出手段は、造形対象のスライスに、前記中空部生成手段で生成された前記中空部ESを含む場合、該中空部ESに対応する位置に造形材を吐出しない又は吐出量を減少させて該スライスの造形を行うことができる。これにより、最表面又は異種造形材界面に位置するスライスの造形時には、中空部に対応する位置に吐出された造形材が、ローラ部により掻き取られないように制御できる。すなわち、最表面又は異種造形材界面のモデル材又はサポート材は、中空部によって本来の位置よりも下方に造形される結果、余剰樹脂の回収時にローラ部に接触しないため、このローラ部によって筋や皺が生じることを回避でき、造形材の表面仕上げを綺麗にできる。   In order to achieve the above object, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the first aspect of the present invention, the model material MA that becomes a final modeled object as the modeling material on the modeling plate 40, and the model By repeating the operation of supporting the overhanging portion where the material MA overhangs, and finally discharging the support material SA to be removed while scanning in at least one direction and curing it, a predetermined thickness in the height direction is obtained. Is a three-dimensional modeling apparatus that performs modeling by generating slices in layers and stacking the slices in the height direction, the modeling plate 40 for mounting a modeled object, and the model material A modeling material discharge means in which a plurality of model material discharge nozzles 21 for discharging MA and support material discharge nozzles 22 for discharging the support material SA are arranged in one direction, respectively, A roller portion 25 that is freely supported and presses the model material MA or the support material SA in a flowable state while rotating it from the upper surface to scrape off the excess of the model material MA or the support material SA; , A head unit 20 including the modeling material discharge unit and the roller unit 25, a horizontal driving unit for reciprocating the head unit 20 in the horizontal direction, and a relative relationship in the height direction between the head unit 20 and the modeling plate 40. The vertical driving means for moving the position and the horizontal driving means are driven, and the modeling material for one slice is discharged and cured by the modeling material discharging means, and then the vertical driving means is driven and discharged. Control means 10 for moving the position onto the cured slice, further discharging and curing the modeling material for the slice of the next layer, and controlling to sequentially stack the slices, and the tertiary of the modeled object From the slice including the model material MA or the support material SA positioned on the outermost surface of the modeled object or the slice including the model material MA or the support material SA positioned at the different type modeling material interface where the type of the modeling material is switched. And a hollow portion generating means for generating a hollow portion ES in which the model material MA or the support material SA included in the slice is not discharged or the discharge amount is reduced, in a slice located one or more layers below, When the material discharge unit includes the hollow part ES generated by the hollow part generation unit in the slice to be formed, the material discharge unit does not discharge the modeling material to the position corresponding to the hollow part ES or reduces the discharge amount. Slice shaping can be performed. Thereby, at the time of modeling of the slice located at the outermost surface or the heterogeneous modeling material interface, it can be controlled so that the modeling material discharged to the position corresponding to the hollow portion is not scraped off by the roller unit. That is, the model material or the support material at the outermost surface or the interface of the different shaped modeling material is shaped below the original position by the hollow portion, and as a result, the roller portion does not come into contact with the roller portion when the excess resin is collected. It is possible to avoid wrinkles and to improve the surface finish of the molding material.

また第2の側面に係る三次元造形装置によれば、造形物を構成するスライス毎の吐出パターンを記録した吐出データを記憶するための吐出データ記憶手段を備えており、前記制御手段10は、前記吐出データ記憶手段に記憶された吐出データに従って、造形対象のスライスに、前記中空部生成手段で生成された前記中空部ESを含む場合、該中空部ESに対応する位置に前記造形材吐出手段から造形材を吐出しない或いは吐出量を減少するよう制御して該スライスの造形を行い、前記最表面又は異種造形材界面に位置するスライスの造形時に、前記中空部ESに対応する位置に吐出された造形材が前記ローラ部25により掻き取られないように、前記造形材吐出手段を制御することができる。これにより、予め中空部生成手段で生成された中空部を含む吐出データに従い、制御手段で吐出を制御することが可能となる。すなわち、吐出データを変更するのみで足り、ハードウェア的な変更を不要とでき、既存の三次元造形装置に対して適用できる利点が得られる。   Further, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the second aspect, the apparatus includes a discharge data storage unit for storing discharge data in which a discharge pattern for each slice constituting the model is recorded, and the control unit 10 includes: According to the discharge data stored in the discharge data storage means, when the hollow portion ES generated by the hollow portion generation means is included in a slice to be formed, the modeling material discharge means is located at a position corresponding to the hollow portion ES. The modeling material is not discharged or controlled so as to reduce the discharge amount, and the slice is modeled. At the time of modeling the slice located at the outermost surface or the different type modeling material interface, it is discharged to a position corresponding to the hollow part ES. The modeling material discharge means can be controlled so that the modeling material is not scraped off by the roller portion 25. Thereby, according to the discharge data including the hollow part previously generated by the hollow part generating unit, the discharge can be controlled by the control unit. That is, it is only necessary to change the ejection data, and it is possible to eliminate the need for hardware changes, and an advantage that can be applied to an existing three-dimensional modeling apparatus is obtained.

さらに第3の側面に係る三次元造形装置によれば、前記造形材吐出手段による各スライスの造形に際して、前記中空部生成手段は該スライス中に中空部ESを形成する必要があるかどうかを判定し、中空部ESが含まれている場合は、前記制御部が、前記中空部生成手段で生成された前記中空部ESに対応する位置に前記造形材吐出手段から造形材を吐出しない又は吐出量を減少させてするよう制御することができる。これにより、事前に中空部を設けるように吐出データを加工する必要がなく、既存の吐出データを利用しつつも、造形時において条件に合致する部位に自動的に中空部を設けることで、余剰樹脂の回収時にローラ部の接触を回避することができる。   Furthermore, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the third aspect, when modeling each slice by the modeling material discharge unit, the hollow part generating unit determines whether or not the hollow part ES needs to be formed in the slice. When the hollow part ES is included, the controller does not discharge the modeling material from the modeling material discharging unit at a position corresponding to the hollow part ES generated by the hollow unit generating unit or the discharge amount It is possible to control so as to decrease. As a result, it is not necessary to process the discharge data so as to provide a hollow portion in advance, and by using the existing discharge data, the hollow portion is automatically provided at a site that matches the conditions at the time of modeling, so surplus The contact of the roller portion can be avoided when the resin is collected.

さらにまた第4の側面に係る三次元造形装置によれば、造形プレート40上に、造形材として、最終的な造形物となるモデル材MAと、前記モデル材MAが張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材SAと、を少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを層状に生成し、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形装置であって、造形物を載置するための前記造形プレート40と、前記モデル材MAを吐出するためのモデル材吐出ノズル21、及び前記サポート材SAを吐出するためのサポート材吐出ノズル22を、それぞれ一方向に複数個配列させた造形材吐出手段と、回転自在に支承され、前記モデル材MA又はサポート材SAが流動可能な状態でこれを上面から回転しながら押圧して、該モデル材MA又はサポート材SAの余剰分を掻き取るためのローラ部25と、前記造形材吐出手段及びローラ部25を備えるヘッド部20と、前記ヘッド部20を水平方向に往復走査させるための水平駆動手段と、前記ヘッド部20と造形プレート40との高さ方向の相対位置を移動させるための垂直駆動手段と、前記水平駆動手段を駆動させて、一スライス分の造形材を前記造形材吐出手段で吐出させ硬化させた上で、前記垂直駆動手段を駆動させて吐出位置を該硬化後のスライス上に移動させ、さらに次層のスライス分の造形材を吐出、硬化させてスライスを順次積層するよう制御する制御手段10と、造形物の最表面に位置する前記モデル材MA又はサポート材SAを含むスライス、又は造形材の種類が切り替わる異種造形材界面に位置する前記モデル材MA又はサポート材SAを含むスライスよりも、一層以上下方に位置するスライスにおいて、該スライスに含まれる前記モデル材MA又はサポート材SAを吐出しない又は吐出量を減少させるように前記造形材吐出手段を制御する吐出制御手段13と、を備えることができる。これにより、最上面又は異種造形材界面のモデル材又はサポート材は、造形材の吐出量を抑えた中空部を設けることで本来の位置よりも下方に造形される結果、余剰樹脂の回収時にローラ部に接触しないため、このローラ部によって筋や皺が生じることを回避でき、造形材の表面仕上げを綺麗にできる利点が得られる。   Furthermore, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the fourth aspect, on the modeling plate 40, as a modeling material, a model material MA that becomes a final modeled object and a projecting portion where the model material MA projects, The support material SA that is finally removed is ejected while being scanned in at least one direction, and the operation of curing this is repeated, thereby generating slices having a predetermined thickness in the height direction in layers, A three-dimensional modeling apparatus that performs modeling by stacking slices in the height direction, the modeling plate 40 for placing a modeled object, and a model material discharge nozzle for discharging the model material MA 21 and a modeling material discharge means in which a plurality of support material discharge nozzles 22 for discharging the support material SA are arranged in one direction, respectively, and are rotatably supported. In a state where the material MA or the support material SA can flow, the roller MA 25 is pressed while rotating from above to scrape off the excess of the model material MA or the support material SA, the modeling material discharge means, A head unit 20 including a roller unit 25, a horizontal driving unit for reciprocating the head unit 20 in the horizontal direction, and a vertical unit for moving the relative position of the head unit 20 and the modeling plate 40 in the height direction. The driving means and the horizontal driving means are driven to discharge and harden the modeling material for one slice by the modeling material discharging means, and then the vertical driving means is driven to set the discharge position to the slice after the hardening. The model material M positioned on the outermost surface of the modeled object and the control means 10 for controlling the stacking of the slices sequentially by discharging and curing the modeling material for the next layer slice. Alternatively, a slice including the support material SA, or a slice positioned further lower than the slice including the model material MA or the support material SA positioned at the interface of the different modeling material where the type of the modeling material is switched is included in the slice. Discharge control means 13 for controlling the modeling material discharge means so as not to discharge the model material MA or the support material SA or reduce the discharge amount. As a result, the model material or the support material at the uppermost surface or the heterogeneous modeling material interface is modeled below the original position by providing a hollow portion that suppresses the ejection amount of the modeling material, and as a result, the roller is collected when the excess resin is recovered. Since it does not contact the part, it is possible to avoid the generation of streaks and wrinkles by this roller part, and the advantage that the surface finish of the modeling material can be cleaned is obtained.

さらにまた第5の側面に係る三次元造形装置によれば、前記吐出制御手段13は、造形物の最表面に位置する前記モデル材MA又はサポート材SA、又は造形材の種類が切り替わる異種造形材界面に位置する前記モデル材MA又はサポート材SAの直下に当たる部分のみ、モデル材MA又はサポート材SAの吐出を行わないように前記造形材吐出手段を制御することができる。これにより、ローラ部に当接させたくない部位のみを、造形材の吐出を制限して樹脂の回収を行わせないことにより、表面状態を改善できる。   Furthermore, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the fifth aspect, the discharge control means 13 is configured so that the model material MA or the support material SA located on the outermost surface of the modeled object, or a different type of modeling material in which the type of the modeling material is switched. It is possible to control the modeling material discharge unit so that the model material MA or the support material SA is not discharged only in a portion directly below the model material MA or the support material SA located at the interface. Thereby, the surface state can be improved by restricting the discharge of the modeling material and preventing the resin from being collected only at the site where the roller portion is not desired to contact.

さらに第6の側面に係る三次元造形装置によれば、前記吐出制御手段13が、吐出しないモデル材MA又はサポート材SAを含む中空部ESを、該中空部ESから最表面又は異種造形材界面までのスライス数だけ、前記モデル材MA又はサポート材SAを前記造形材吐出手段で吐出して積層しても、該最表面又は異種造形材界面のスライスに含まれる前記モデル材MA又はサポート材SAが、前記ローラ部25に接触しない程度に、最表面又は異種造形材界面から下方に位置させることができる。これにより、中空部を設けることで造形材の表面を低くして高低差を設けつつ、ローラ部による樹脂余剰分の回収がないことでスライスを重ねるごとに高低差が徐々に小さくなることを考慮した上で、最上面又は異種造形材界面でローラ部との接触を避けるように設定できる。   Furthermore, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the sixth aspect, the discharge control means 13 moves the hollow portion ES including the model material MA or the support material SA that does not discharge from the hollow portion ES to the outermost surface or the heterogeneous modeling material interface. Even if the model material MA or the support material SA is ejected and stacked by the modeling material ejection means, the model material MA or the support material SA included in the slice on the outermost surface or the different shaped material interface. However, it can be located below from the outermost surface or the interface of the different shaped material so as not to contact the roller part 25. In this way, considering the fact that the height difference is gradually reduced each time the slices are overlapped, because the surface of the modeling material is lowered by providing a hollow portion to provide a height difference, and the resin portion is not collected by the roller portion. In addition, it can be set so as to avoid contact with the roller portion at the uppermost surface or at the interface of the different shaped material.

さらにまた第7の側面に係る三次元造形装置によれば、前記吐出制御手段13が、中空部を、最表面又は異種造形材界面から1〜10スライス分下方に位置させることができる。   Furthermore, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the seventh aspect, the discharge control means 13 can position the hollow portion downward by 1 to 10 slices from the outermost surface or the heterogeneous modeling material interface.

さらにまた第8の側面に係る三次元造形装置によれば、前記吐出制御手段13が、吐出しないモデル材MA又はサポート材SAのいずれか一方を含む中空部ESの位置を、最表面又は異種造形材界面からnスライス分下方とするとき、該中空部ESの1スライス分上面が、モデル材MA又はサポート材SAのいずれか一方であり、該中空部ESのnスライス分上面が、モデル材MA又はサポート材SAのいずれか一方であり、かつ該中空部ESのn+1スライス分上面が、空白、モデル材MA又はサポート材SAのいずれか他方である条件をすべて満たすnに設定できる。   Furthermore, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the eighth aspect, the discharge control means 13 determines the position of the hollow portion ES including either the model material MA or the support material SA that is not discharged as the outermost surface or the heterogeneous modeling. When the surface is n slices below the material interface, the upper surface for one slice of the hollow portion ES is either the model material MA or the support material SA, and the upper surface for the n slice of the hollow portion ES is the model material MA. Alternatively, it can be set to n satisfying all the conditions that one of the support materials SA and the upper surface of the hollow portion ES corresponding to n + 1 slices is blank, the model material MA, or the support material SA.

さらにまた第9の側面に係る三次元造形装置によれば、中空部ESの一層分の厚さが、前記ローラ部25で回収される余剰分の樹脂の厚さよりも厚くすることができる。これにより、中空部一層分を抜くことでローラ部が造形材の表面に接触しないように高低差を設けることができ、硬化した造形材をローラ部で回収してしまうことを回避できる。   Furthermore, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the ninth aspect, the thickness of one layer of the hollow portion ES can be made thicker than the thickness of the surplus resin recovered by the roller portion 25. Thus, by removing one hollow portion, a height difference can be provided so that the roller portion does not contact the surface of the modeling material, and it is possible to avoid collecting the cured modeling material by the roller portion.

さらにまた第10の側面に係る三次元造形装置によれば、さらに、前記モデル材MA及びサポート材SAを硬化させるための硬化手段24を備え、前記制御手段10が、前記水平駆動手段で前記ヘッド部20を一方向に往復走査させて、該往復走査の往路又は復路の少なくともいずれか一方で、前記造形材吐出手段により前記モデル材MA又はサポート材SAの一方を前記造形プレート40上に吐出させ、該往復走査の復路又は往路の少なくともいずれか一方で、前記ローラ部25により流動可能な状態にあるモデル材MA又はサポート材SAの一方の余剰分を回収し、該往復走査の往路又は復路の少なくともいずれか一方で、前記硬化手段24により前記モデル材MA又はサポート材SAの一方を硬化させることにより、さらに該往復走査の復路又は往路の少なくともいずれか一方で、前記造形材吐出手段により前記モデル材MA又はサポート材SAの他方を前記造形プレート40上に吐出させ、該往復走査の往路又は復路の少なくともいずれか一方で、前記ローラ部25により流動可能な状態にあるモデル材MA又はサポート材SAの他方の余剰分を回収し、該往復走査の復路又は往路の少なくともいずれか一方で、前記硬化手段24により前記モデル材MA又はサポート材SAの他方を硬化させることにより、前記スライスを生成し、前記垂直駆動手段で高さ方向に前記造形プレート40とヘッド部20の相対位置を移動させて、前記スライスの積層を繰り返すことにより造形を実行するよう制御することができる。   Furthermore, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the tenth aspect, the three-dimensional modeling apparatus further includes a curing unit 24 for curing the model material MA and the support material SA, and the control unit 10 is the horizontal drive unit and the head. The part 20 is reciprocated in one direction, and either the model material MA or the support material SA is ejected onto the modeling plate 40 by the modeling material ejecting means in at least one of the forward path and the return path of the reciprocating scanning. The surplus part of the model material MA or the support material SA in a flowable state by the roller portion 25 is collected in at least one of the return path and the return path of the reciprocating scan, and the forward path and the return path of the reciprocating scan are recovered. At least one of the model material MA and the support material SA is cured by the curing means 24 to further reciprocate the scan. At least one of the return path and the forward path, the modeling material discharge unit discharges the other of the model material MA or the support material SA onto the modeling plate 40, and at least one of the forward path and the return path of the reciprocating scan, The other surplus of the model material MA or the support material SA in a flowable state by the roller portion 25 is collected, and the model material MA is used by the curing means 24 in at least one of the return path and the forward path of the reciprocating scanning. Alternatively, the other slice of the support material SA is cured to generate the slice, and the vertical driving means moves the relative position of the modeling plate 40 and the head unit 20 in the height direction, and the stacking of the slices is repeated. Can be controlled to execute modeling.

さらにまた第11の側面に係る三次元造形装置によれば、造形物の走査方向における前記モデル材MAとサポート材SAとが位置するラインにおいて、同一の往復走査で、前記モデル材MAとサポート材SAを同時に吐出させず、いずれか一方の造形材のみを吐出、硬化させることができる。   Furthermore, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the eleventh aspect, the model material MA and the support material are scanned in the same reciprocating scan in the line where the model material MA and the support material SA are positioned in the scanning direction of the modeled object. Only one of the modeling materials can be discharged and cured without simultaneously discharging SA.

さらにまた第12の側面に係る三次元造形装置によれば、造形物の走査方向における前記モデル材MAとサポート材SAとが位置するラインにおいて、同一の往復走査で、前記モデル材MAとサポート材SAとを吐出させ、又は硬化させることができる。   Furthermore, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the twelfth aspect, the model material MA and the support material are scanned in the same reciprocating scan in the line where the model material MA and the support material SA are positioned in the scanning direction of the modeled object. SA can be discharged or cured.

さらにまた第13の側面に係る三次元造形装置によれば、前記吐出制御手段13が、中空部ESとしてモデル材MAを吐出しないよう、前記造形材吐出手段を制御することができる。   Furthermore, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the thirteenth aspect, the modeling material ejection unit can be controlled so that the ejection control unit 13 does not eject the model material MA as the hollow portion ES.

さらにまた第14の側面に係る三次元造形装置によれば、前記吐出制御手段13が、中空部ESとしてサポート材SAを吐出しないよう、前記造形材吐出手段を制御することができる。   Furthermore, according to the three-dimensional modeling apparatus according to the fourteenth aspect, the modeling material ejection unit can be controlled so that the ejection control unit 13 does not eject the support material SA as the hollow portion ES.

さらにまた第15の側面に係る三次元造形方法によれば、造形物を載置するための造形プレート40上に、造形材として、最終的な造形物となるモデル材MAと、前記モデル材MAが張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材SAと、を水平駆動手段で造形材吐出手段を少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させ、垂直駆動手段で吐出位置を高さ方向に相対的に移動させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを生成しながら、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形方法であって、前記モデル材MA又はサポート材SAのいずれか一方の造形材を、該造形材を吐出するための造形材吐出手段により前記造形プレート40上に吐出させる工程と、該吐出された一方の造形材を、流動可能な状態で該造形材の余剰分を回収するため回転自在に支承されたローラ部25で所定速度にて回転させながら回収する工程と、該余剰分を回収された流動可能な造形材を硬化させる工程と、前記垂直駆動手段で前記造形材吐出手段と造形プレート40との高さ方向の相対位置を移動させる工程と、前記造形材吐出手段による造形材の吐出、前記ローラ部25による造形材の余剰分の回収、造形材の硬化、及び前記垂直駆動手段による高さ方向への移動を繰り返しつつ、造形物の最表面に位置する前記モデル材MA又はサポート材SAを含むスライス、又は造形材の種類が切り替わる異種造形材界面に位置する前記モデル材MA又はサポート材SAを含むスライスよりも、一層以上下方に位置するスライスの造形に際して、該スライスに含まれる前記モデル材MA又はサポート材SAを吐出しない又は吐出量を減少させるように前記造形材吐出手段を制御する工程と、を含むことができる。これにより、最上面又は異種造形材界面のモデル材又はサポート材は、中空部を設けることで本来の位置よりも下方に造形される結果、余剰樹脂の回収時にローラ部に接触しないため、このローラ部によって筋や皺が生じることを回避でき、造形材の表面仕上げを綺麗にできる利点が得られる。   Furthermore, according to the three-dimensional modeling method according to the fifteenth aspect, a model material MA that becomes a final modeled object as a modeled material on the modeling plate 40 for placing a modeled object, and the model material MA The support material SA that supports the overhanging portion where the overhangs and is finally removed is discharged while scanning the modeling material discharge means in at least one direction with the horizontal drive means, and is cured and discharged with the vertical drive means. Three-dimensional modeling by repeating the operation of relatively moving the position in the height direction to generate slices having a predetermined thickness in the height direction and stacking the slices in the height direction A modeling method, wherein either one of the modeling material MA or the support material SA is ejected onto the modeling plate 40 by a modeling material discharging means for discharging the modeling material. A step of recovering the discharged one modeling material while rotating at a predetermined speed with a roller portion 25 rotatably supported in order to recover an excess of the modeling material in a flowable state; and A step of curing the flowable modeling material from which the surplus is recovered, a step of moving a relative position in the height direction of the modeling material discharge unit and the modeling plate 40 by the vertical driving unit, and the modeling material discharge unit The model located on the outermost surface of the modeled object while repeating the discharge of the modeled material by the roller, the recovery of the surplus of the modeled material by the roller unit 25, the curing of the modeled material, and the movement in the height direction by the vertical driving means The slice including the material MA or the support material SA, or the slice including the model material MA or the support material SA located at the interface of the different type of modeling material where the type of the modeling material is switched is positioned even more downward. In rice molding, the process of controlling the modeling material discharge means to reduce or discharge amount does not eject the model material MA or support member SA included in the slice can include. As a result, the model material or the support material at the uppermost surface or the heterogeneous modeling material interface is modeled below the original position by providing the hollow portion, and as a result, the roller portion does not contact the roller portion when collecting excess resin. It is possible to avoid the generation of streaks and wrinkles by the portion, and the advantage that the surface finish of the modeling material can be cleaned is obtained.

さらにまた第16の側面に係る三次元造形装置用の設定データ作成装置によれば、造形物を載置するための造形プレート40上に、造形材として、最終的な造形物となるモデル材MAと、前記モデル材MAが張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材SAと、を水平駆動手段で造形材吐出手段を少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させ、垂直駆動手段で吐出位置を高さ方向に相対的に移動させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを生成しながら、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形装置用の設定データ作成装置であって、造形物の三次元データを取得するための入力手段61と、造形物の最表面に位置する前記モデル材MA又はサポート材SAを含むスライス、又は造形材の種類が切り替わる異種造形材界面に位置する前記モデル材MA又はサポート材SAを含むスライスよりも、一層以上下方に位置するスライスにおいて、該スライスに含まれる前記モデル材MA又はサポート材SAを吐出しない又は吐出量を減少させた中空部ESを生成する中空部生成手段と、を備えることができる。これにより、最上面又は異種造形材界面のモデル材又はサポート材は、中空部を設けることで本来の位置よりも下方に造形される結果、余剰樹脂の回収時にローラ部に接触しないため、このローラ部によって筋や皺が生じることを回避でき、造形材の表面仕上げを綺麗にできる利点が得られる。   Furthermore, according to the setting data creation device for the three-dimensional modeling apparatus according to the sixteenth aspect, the model material MA that will be the final modeled object as the modeled material on the modeling plate 40 for placing the modeled object And the support material SA, which is finally removed, supporting the projecting portion from which the model material MA projects, is ejected while scanning the modeling material ejecting means in at least one direction by the horizontal driving means, and is cured. By repeating the operation of relatively moving the ejection position in the height direction by the vertical drive means, the slices are stacked in the height direction while generating slices having a predetermined thickness in the height direction. Is a setting data creation device for a three-dimensional modeling apparatus that performs modeling by the input means 61 for acquiring the three-dimensional data of the modeled object, and the model material MA located on the outermost surface of the modeled object or The slices that include the port material SA, or slices that are located further lower than the slices that include the model material MA or the support material SA that are located at the interface between different types of modeling materials where the type of modeling material is switched, are included in the slices. A hollow portion generating means for generating a hollow portion ES in which the model material MA or the support material SA is not discharged or the discharge amount is reduced. As a result, the model material or the support material at the uppermost surface or the heterogeneous modeling material interface is modeled below the original position by providing the hollow portion, and as a result, the roller portion does not contact the roller portion when collecting excess resin. It is possible to avoid the generation of streaks and wrinkles by the portion, and the advantage that the surface finish of the modeling material can be cleaned is obtained.

さらにまた第17の側面に係る三次元造形装置用の設定データ作成プログラムによれば、造形物を載置するための造形プレート40上に、造形材として、最終的な造形物となるモデル材MAと、前記モデル材MAが張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材SAと、を水平駆動手段で造形材吐出手段を少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させ、垂直駆動手段で吐出位置を高さ方向に相対的に移動させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを生成しながら、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形装置用の設定データ作成プログラムであって、造形物の三次元データを取得するための入力機能と、造形物の最表面に位置する前記モデル材MA又はサポート材SAを含むスライス、又は造形材の種類が切り替わる異種造形材界面に位置する前記モデル材MA又はサポート材SAを含むスライスよりも、一層以上下方に位置するスライスにおいて、該スライスに含まれる前記モデル材MA又はサポート材SAを吐出しない又は吐出量を減少させるように中空部ESを生成する中空部生成機能と、をコンピュータに実現させることができる。これにより、最上面又は異種造形材界面のモデル材又はサポート材は、中空部を設けることで本来の位置よりも下方に造形される結果、余剰樹脂の回収時にローラ部に接触しないため、このローラ部によって筋や皺が生じることを回避でき、造形材の表面仕上げを綺麗にできる利点が得られる。   Furthermore, according to the setting data creation program for the three-dimensional modeling apparatus according to the seventeenth aspect, the model material MA that becomes the final modeled object as the modeled material on the model plate 40 for placing the modeled object And the support material SA, which is finally removed, supporting the projecting portion from which the model material MA projects, is ejected while scanning the modeling material ejecting means in at least one direction by the horizontal driving means, and is cured. By repeating the operation of relatively moving the ejection position in the height direction by the vertical drive means, the slices are stacked in the height direction while generating slices having a predetermined thickness in the height direction. Is a setting data creation program for a three-dimensional modeling apparatus that performs modeling by using the input function for acquiring the three-dimensional data of the modeled object and the model material located on the outermost surface of the modeled object A slice containing A or support material SA, or a slice located one layer or more below the slice containing model material MA or support material SA located at the interface between different types of modeling material where the type of modeling material is switched, is included in the slice It is possible to cause the computer to realize a hollow portion generation function for generating the hollow portion ES so as not to discharge the model material MA or the support material SA or reduce the discharge amount. As a result, the model material or the support material at the uppermost surface or the heterogeneous modeling material interface is modeled below the original position by providing the hollow portion, and as a result, the roller portion does not contact the roller portion when collecting excess resin. It is possible to avoid the generation of streaks and wrinkles by the portion, and the advantage that the surface finish of the modeling material can be cleaned is obtained.

さらにまた第18の側面に係るコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、上記プログラムを格納したものである。記録媒体には、CD−ROM、CD−R、CD−RWやフレキシブルディスク、磁気テープ、MO、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−R、DVD+R、DVD−RW、DVD+RW、Blu−ray、HD DVD(AOD)等の磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記録媒体にはプログラムを記録可能な機器、例えば上記プログラムがソフトウエアやファームウエア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ(FPGA、ASIC)等のハードウエア、又はプログラムソフトウエアとハードウエアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。   Furthermore, a computer-readable recording medium according to the eighteenth aspect stores the above program. Recording media include CD-ROM, CD-R, CD-RW, flexible disk, magnetic tape, MO, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD + R, DVD-RW, DVD + RW, Blu-ray, HD A medium that can store a program such as a magnetic disk such as a DVD (AOD), an optical disk, a magneto-optical disk, a semiconductor memory, or the like is included. The program includes a program distributed in a download manner through a network line such as the Internet, in addition to a program stored and distributed in the recording medium. Furthermore, the recording medium includes a device capable of recording the program, for example, a general purpose or dedicated device in which the program is mounted in a state where the program can be executed in the form of software, firmware, or the like. Furthermore, each process and function included in the program may be executed by computer-executable program software, or each part of the process or hardware may be executed by hardware such as a predetermined gate array (FPGA, ASIC), or program software. And a partial hardware module that realizes a part of hardware elements may be mixed.

実施例1に係る三次元造形装置を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a three-dimensional modeling apparatus according to Embodiment 1. FIG. 変形例に係る三次元造形装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the three-dimensional modeling apparatus which concerns on a modification. ヘッド部がXY方向に移動される様子を示す平面図である。It is a top view which shows a mode that a head part is moved to XY direction. ヘッド部の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of a head part. ローラ部で造形材の余剰分を除去する状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removes the surplus part of modeling material with a roller part. ローラ部の吐出ノズルとローラ本体の幅を示す模式平面図である。It is a model top view which shows the discharge nozzle of a roller part, and the width | variety of a roller main body. 造形物の同一層を複数の領域に分けて造形した状態を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the state which divided and shaped the same layer of the molded article into the some area | region. 図8(a)はローラ部で樹脂の余剰分を回収した直後の理論上の形態、図8(b)は図8(a)の樹脂が自重で変形する様子を示す模式断面図である。FIG. 8A is a theoretical form immediately after the surplus resin is recovered by the roller portion, and FIG. 8B is a schematic cross-sectional view showing the state in which the resin in FIG. 8A is deformed by its own weight. 複数層を積層する状態を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the state which laminates | stacks several layers. モデル材とサポート材の界面の混ざりを軽減する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the mixing of the interface of a model material and a support material is reduced. 図10の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of FIG. 評価試験で造形した造形材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modeling material modeled by the evaluation test. 表面状態改善機能が適用される部位を含んだ造形物を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the molded article containing the site | part to which a surface state improvement function is applied. 階段状の造形物を示す模式断面図である。It is a schematic cross section showing a staircase shaped object. 図14の造形物に対して、中空部を設けた仮想例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the virtual example which provided the hollow part with respect to the molded article of FIG. 図15の造形物を3層目まで造形した状態を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the state which modeled the modeling thing of FIG. 15 to the 3rd layer. 図16の状態から4層目を吐出する状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which discharges the 4th layer from the state of FIG. 図17の吐出後で、樹脂余剰分の未回収の状態を示す模式断面図である。FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing a state in which an excessive amount of resin is not collected after ejection in FIG. 17. 図18の状態で、ローラ部を印加する状態を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the state which applies a roller part in the state of FIG. サポート材に中空部を設けた造形物の仮想例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the virtual example of the molded article which provided the hollow part in the support material. 図20の造形物を実際に造形した様子を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows a mode that the molded article of FIG. 20 was actually modeled. 中空部によって造形材の着弾位置がずれる様子を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows a mode that the landing position of a modeling material shifts | deviates by a hollow part. 図23(a)は窪みが生じた造形材を示す模式断面図、図23(b)は図23(a)の上面に中空部を設けた造形物の仮想例を示す模式断面図、図23(c)は図23(b)の造形物を実際に造形した様子を示す模式断面図である。FIG. 23A is a schematic cross-sectional view showing a modeling material in which a depression is generated, FIG. 23B is a schematic cross-sectional view showing a virtual example of a modeled object in which a hollow portion is provided on the upper surface of FIG. FIG. 24C is a schematic cross-sectional view showing a state in which the shaped article in FIG. 図24(a)は図15と同様の造形物に対して吐出量を制限した中空部を形成した状態を示す断面図、図24(b)は図24(a)の造形物をスライスS1〜S3まで積層した状態を示す断面図、図24(c)は図24(b)に更にスライスS4を積層した状態を示す断面図、図24(d)は図24(c)にさらにスライスS5〜S6を積層した状態を示す断面図、図24(e)は図24(d)にさらにスライスS7を積層した状態を示す断面図である。Fig.24 (a) is sectional drawing which shows the state which formed the hollow part which restricted the discharge amount with respect to the molded article similar to FIG. 15, FIG.24 (b) sliced the molded article of FIG. FIG. 24C is a cross-sectional view showing a state where the slice S4 is further laminated on FIG. 24B, and FIG. 24D is a cross-sectional view showing the state where the slices S5 to S3 are further laminated. FIG. 24E is a cross-sectional view showing a state in which slices S7 are further stacked on FIG. 24D. 図25(a)は図14に示す階段状の造形物、図25(b)は図25(a)に中空部を設けるよう処理した造形物を示す模式断面図である。FIG. 25A is a schematic cross-sectional view showing a stepped shaped article shown in FIG. 14, and FIG. 25B is a schematic cross-sectional view showing a shaped article processed to provide a hollow portion in FIG. 造形物データから吐出データを生成する手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure which produces | generates discharge data from shaped article data. 図27(a)は図25(a)に示す造形材のスライスS3、S4、S5、図27(b)は図27(a)のスライスS3、図27(c)はスライスS4、図27(d)はスライスS5のNOT、図27(e)は図27(b)、図27(c)、図27(d)のAND、図27(f)は図27(e)のNOT、図27(g)はスライスS3、図27(h)は吐出データとなるスライスS3’をそれぞれ示す模式断面図である。27A shows slices S3, S4, and S5 of the modeling material shown in FIG. 25A, FIG. 27B shows slice S3 in FIG. 27A, FIG. 27C shows slice S4, and FIG. d) is NOT of slice S5, FIG. 27 (e) is AND of FIGS. 27 (b), 27 (c) and 27 (d), FIG. 27 (f) is NOT of FIG. 27 (e), FIG. (G) is a schematic cross-sectional view showing a slice S3, and FIG. 27 (h) is a schematic cross-sectional view showing a slice S3 ′ serving as ejection data. ローラ部の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a roller part. ローラ本体の表面に突起をらせん状に設けた状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which provided the processus | protrusion on the surface of the roller main body in a spiral. 図30(a)はローラ本体によって造形材の表面に縞模様が生じる様子を示す断面図、図30(b)は図30(a)の平面図である。FIG. 30A is a cross-sectional view showing a state in which a stripe pattern is generated on the surface of the modeling material by the roller body, and FIG. 30B is a plan view of FIG. サポート材の表面の波打模様が、その上面に造形されるモデル材に転写される様子を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows a mode that the corrugated pattern of the surface of a support material is transcribe | transferred to the model material modeled on the upper surface. 三次元造形装置用の設定データ作成装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the setting data creation apparatus for 3D modeling apparatuses.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための三次元造形装置、三次元造形方法、三次元造形装置用の設定データ作成装置、三次元造形装置用の設定データ作成プログラム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体を例示するものであって、本発明は三次元造形装置、三次元造形方法、三次元造形装置用の設定データ作成装置、三次元造形装置用の設定データ作成プログラム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
(実施例1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below is a three-dimensional modeling apparatus, a three-dimensional modeling method, a setting data creation apparatus for a three-dimensional modeling apparatus, and setting data for a three-dimensional modeling apparatus for embodying the technical idea of the present invention. The present invention exemplifies a creation program and a computer-readable recording medium, and the present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus, a three-dimensional modeling method, a setting data creation apparatus for a three-dimensional modeling apparatus, and setting data for a three-dimensional modeling apparatus The creation program and the computer-readable recording medium are not specified as follows. Further, the present specification by no means specifies the members shown in the claims to the members of the embodiments. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely explanations. It's just an example. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
Example 1

図1に、本発明の実施例1に係る三次元造形システム100のブロック図を示す。ここでは、三次元造形装置の一例として、インクジェット方式の三次元造形装置に適用する例を説明する。この三次元造形システム100は、造形材を流動状態でインクジェット方式によって吐出、硬化させ、これを積層することによって任意の造形物を製造するものである。造形材には、最終的な造形物を構成するモデル材MAと、このモデル材MAが張り出した張り出し部分を支えるために造形され、最終的に除去されるサポート材SAとが利用される。   In FIG. 1, the block diagram of the three-dimensional modeling system 100 which concerns on Example 1 of this invention is shown. Here, an example applied to an inkjet three-dimensional modeling apparatus will be described as an example of the three-dimensional modeling apparatus. This three-dimensional modeling system 100 manufactures an arbitrary modeled object by ejecting and curing a modeling material in a fluidized state by an ink jet method, and laminating them. As the modeling material, a model material MA constituting a final modeled object and a support material SA that is modeled and finally removed to support the projecting portion from which the model material MA projects are used.

図1に示す三次元造形システム100は、三次元造形装置2に造形物データならびに造形条件である設定データを送出する設定データ作成装置1(図1ではコンピュータPC)と、三次元造形装置2で構成される。三次元造形装置2は、制御手段10と、ヘッド部20と、造形プレート40とを備える。ヘッド部20は、造形材吐出手段として、モデル材MAを吐出するモデル材吐出ノズル21と、サポート材SAを吐出するサポート材吐出ノズル22を備えている。またこれらの吐出された造形材から余剰分を掻き取ることにより、その時点での造形物の最上層の厚みの適正化を図ると共に、造形材の表面を平滑化するためのローラ部25と、造形材を硬化させる硬化手段24も、ヘッド部20に備えられる。さらにヘッド部20を水平方向において、モデル材吐出ノズル21とサポート材吐出ノズル22から造形材を液体又は流体状態でインクジェット方式によって、造形プレート40上の適切な位置に吐出させるために、往復走査するX方向と、このX方向に直交するY方向に走査させるための水平駆動手段、及びヘッド部20と造形プレート40との高さ方向の相対位置を移動させるための垂直駆動手段として、XY方向駆動部31及びZ方向駆動部32を備えている。ここで、Y方向とはモデル材吐出ノズル21及びサポート材吐出ノズルが有する複数のオリフィスが配列した並び方向であり、X方向は水平面内においてこのY方向と直交する方向である。   A three-dimensional modeling system 100 shown in FIG. 1 includes a setting data creation device 1 (computer PC in FIG. 1) that sends modeling data and setting data that are modeling conditions to the three-dimensional modeling device 2, and the three-dimensional modeling device 2. Composed. The three-dimensional modeling apparatus 2 includes a control unit 10, a head unit 20, and a modeling plate 40. The head unit 20 includes a model material discharge nozzle 21 that discharges the model material MA and a support material discharge nozzle 22 that discharges the support material SA as modeling material discharge means. In addition, by scraping off the surplus from the discharged modeling material, the thickness of the uppermost layer of the modeling object at that time is optimized, and the roller unit 25 for smoothing the surface of the modeling material, The head unit 20 also includes a curing unit 24 that cures the modeling material. Further, the head portion 20 is scanned back and forth in the horizontal direction in order to discharge the modeling material from the model material discharge nozzle 21 and the support material discharge nozzle 22 to an appropriate position on the modeling plate 40 in a liquid or fluid state by an ink jet method. XY direction drive as horizontal drive means for scanning in the X direction and Y direction orthogonal to the X direction, and vertical drive means for moving the relative position in the height direction between the head portion 20 and the modeling plate 40 A unit 31 and a Z-direction drive unit 32 are provided. Here, the Y direction is an arrangement direction in which a plurality of orifices of the model material discharge nozzle 21 and the support material discharge nozzle are arranged, and the X direction is a direction orthogonal to the Y direction in a horizontal plane.

コンピュータPCは、三次元形状の造形物の基礎データ、例えば三次元CAD等で設計されたモデルデータの入力を外部から受けると、まずこのCADデータを、例えばSTL(Stereo Lithography Data)データに変換し、更にこのSTLデータを複数の薄い断面体にスライスして得られる断面データを生成し、そしてこのスライスデータを、一括又は各スライス層単位にて三次元造形装置2に対して送信を行う設定データ作成装置1として機能する。この際、三次元CAD等で設計されたモデルデータ(実際は、変換後のSTLデータ)の造形プレート40上における姿勢の決定に対応し、この姿勢におけるモデル材MAにて形成されるモデルを支持することが必要な空間又は箇所に対して、サポート材SAを設ける位置の設定が行われ、これらのデータを元に各層に対応するスライスデータが形成される。制御手段10は、コンピュータPCからの断面データを取り込み、そのデータに従ってヘッド部20、XY方向駆動部31及びZ方向駆動部32を制御する。この制御手段10の制御により、XY方向駆動部31が作動すると共に、ヘッド部20のモデル材吐出ノズル21及びサポート材吐出ノズル22より造形材としてのモデル材MAならびにサポート材SAを、小滴として造形プレート40上の適切な位置に吐出することにより、コンピュータPCから与えられた断面データに基づく断面形状が造形される。そして造形プレート40上に吐出された造形材の一であるモデル材MAは少なくとも硬化されて液体又は流体状態から固体に変化して硬化する。このような動作によって一層分の断面体すなわちスライスが作り出される。なお、スライスデータは、三次元造形装置2側で生成してもよいが、その際においても、各スライス層の厚み等のオペレータが決定しなくてはならない造形パラメータはコンピュータPC側から三次元造形装置2へ送信しなければならない。
(スライス)
When the computer PC receives the input of the basic data of a three-dimensional shaped object, for example, model data designed by three-dimensional CAD, etc., it first converts this CAD data into, for example, STL (Stereo Lithography Data) data. Further, setting data for generating cross-sectional data obtained by slicing the STL data into a plurality of thin cross-sectional bodies and transmitting the slice data to the 3D modeling apparatus 2 in a batch or in units of each slice layer It functions as the creation device 1. At this time, corresponding to the determination of the posture on the modeling plate 40 of model data (actually, STL data after conversion) designed by three-dimensional CAD or the like, the model formed by the model material MA in this posture is supported. The position where the support material SA is provided is set for the necessary space or location, and slice data corresponding to each layer is formed based on these data. The control means 10 takes in the cross-sectional data from the computer PC and controls the head unit 20, the XY direction driving unit 31, and the Z direction driving unit 32 according to the data. Under the control of the control means 10, the XY direction drive unit 31 is operated, and the model material MA and the support material SA as modeling materials are formed as droplets from the model material discharge nozzle 21 and the support material discharge nozzle 22 of the head unit 20. By discharging to an appropriate position on the modeling plate 40, a cross-sectional shape based on the cross-sectional data given from the computer PC is modeled. Then, the model material MA, which is one of the modeling materials discharged onto the modeling plate 40, is at least cured to be changed from a liquid or fluid state to a solid and cured. This action creates a cross section or slice. Note that the slice data may be generated on the 3D modeling apparatus 2 side, but in that case, the modeling parameters that the operator must determine such as the thickness of each slice layer are 3D modeling from the computer PC side. Must be sent to device 2.
(slice)

ここで「スライス」とは、造形物のz方向の積層単位であり、スライス数は高さを積層厚で除算した値となる。実際には、各スライスの厚みを決定する要件としては、各吐出ノズルからの吐出可能な最小限の単位吐出量やローラ部25のローラの上下方向における偏心によるばらつき等によって、設定可能な最小の厚みが決定される。このような観点に基づいて設定された値をスライスの最小値として、後は、ユーザが造形物に対して、求める、例えば、造形精度や造形速度の観点から各スライス量を最終的に決定できる。つまり、ユーザが造形精度を優先することを選択すれば、上述したスライス最小値又はその近傍の値にて各スライス量を決定し、一方造形速度を優先すれば、最低限の造形精度を維持した各スライス量を決定することができる。または、別の方法としては、造形精度と造形速度の比率をユーザに感覚的に選択させる方法や、ユーザに許容可能な最大造形時間を入力させることにより、いくつかの造形時間と造形精度の組み合わせを候補として表示し、その中からユーザが好む条件を選択させることも可能である。   Here, the “slice” is a stacking unit in the z direction of the modeled object, and the number of slices is a value obtained by dividing the height by the stacking thickness. Actually, as a requirement for determining the thickness of each slice, the minimum unit discharge amount that can be discharged from each discharge nozzle, the variation due to the eccentricity of the roller of the roller unit 25 in the vertical direction, and the like can be set. The thickness is determined. The value set based on such a viewpoint is set as the minimum value of the slice, and thereafter, the user obtains the modeling object, for example, each slice amount can be finally determined from the viewpoint of modeling accuracy and modeling speed. . In other words, if the user chooses to give priority to modeling accuracy, each slice amount is determined by the above-described minimum slice value or a value in the vicinity thereof, while if the modeling speed is given priority, the minimum modeling accuracy is maintained. Each slice amount can be determined. Or, as another method, a method of letting the user select the ratio of modeling accuracy and modeling speed sensuously, or by letting the user input the maximum allowable modeling time, some combinations of modeling time and modeling accuracy Can be displayed as candidates, and the conditions that the user prefers can be selected.

また、一つのスライスデータに対する造形行為は、少なくともヘッド部20をX方向(ヘッド部20の主走査方向)に往復動作する際の少なくとも往路又は復路にてモデル材吐出ノズル21とサポート材吐出ノズル22から造形材を液体又は流体状態でインクジェット方式によって吐出させ、造形プレート40上に吐出された造形物が流動可能な状態にて、少なくとも往路又は復路にてその未硬化の造形物の表面を平滑化するためにローラ部25を作用させると共に、平滑化された造形物の表面に対して、硬化手段24から特定波長の光を照射することにより、造形物を硬化させる一連のステップを少なくとも一回行うことで行われるが、この回数は、スライスデータの厚みや要求される造形精度によって自動的に変更されることはいうまでもない。なお、造形に用いる造形材料が、所定の温度によって硬化するものであれば、本発明においては硬化手段24を冷却または加熱手段とすることもでき、また自然硬化できる場合には硬化手段を省略することもできる。   In addition, the modeling action for one slice data is that the model material discharge nozzle 21 and the support material discharge nozzle 22 are at least in the forward path or the return path when the head section 20 is reciprocated in the X direction (the main scanning direction of the head section 20). The modeling material is discharged from the liquid in a liquid or fluid state by an ink jet method, and the surface of the uncured modeling object is smoothed at least in the outward path or the return path in a state where the modeling object discharged on the modeling plate 40 can flow. In order to make the roller part 25 act, a series of steps of curing the modeled object is performed at least once by irradiating the smoothed surface of the modeled object with light of a specific wavelength from the curing means 24. Of course, this number is automatically changed according to the thickness of the slice data and the required modeling accuracy. No. If the modeling material used for modeling is cured at a predetermined temperature, in the present invention, the curing means 24 can be a cooling or heating means, and if it can be naturally cured, the curing means is omitted. You can also

一方、また少なくとも往路又は復路にてモデル材吐出ノズル21とサポート材吐出ノズル22から吐出され、造形プレート上に形成される一回の最大の厚みは、吐出された液滴の着弾後の断面形状が略円形を留めることが可能な単位吐出量によって決まる。
(造形プレート40)
On the other hand, the maximum thickness formed once on the modeling plate is discharged from the model material discharge nozzle 21 and the support material discharge nozzle 22 at least in the forward path or the return path, and the cross-sectional shape after the discharged liquid droplets have landed However, it is determined by the unit discharge amount that can keep a substantially circular shape.
(Modeling plate 40)

造形プレート40は、Z方向駆動部32によって昇降自在としている。一スライスが形成されると、制御手段10によってZ方向駆動部32が制御され、造形プレート40は一スライス分の厚さに相当する距離だけ降下する。そして上記と同様な動作を繰り返し行うことにより一スライス目の上側(上表面)に新たなスライスが積層される。このように連続的に作り出された幾層もの薄いスライスが積層されて造形物が造形される。   The modeling plate 40 can be moved up and down by the Z-direction drive unit 32. When one slice is formed, the Z-direction drive unit 32 is controlled by the control means 10, and the modeling plate 40 is lowered by a distance corresponding to the thickness of one slice. Then, by repeating the same operation as described above, a new slice is stacked on the upper side (upper surface) of the first slice. A thin object is formed by laminating several thin slices produced in this way.

また、造形物がZ方向(つまり高さ方向)において、高さ方向で下方に位置する造形部分よりX−Y平面で張り出した、いわゆるオーバーハング形状を有する場合には、コンピュータPCにおいて造形物をデータ化する際に必要に応じてオーバーハング支持部形状が付加される。言い換えれば、オーバーハング形状を有する造形物とは、既に成形されたモデル材のスライスが存在しない部分の上表面に新たなモデル材のスライスが成形される部分(オーバーハング部)を有する造形物である。そして制御手段10は、最終造形物を構成するモデル材MAの造形と同時に、そのオーバーハング支持部形状に基づいて、オーバーハング支持部SBを造形する。具体的には、モデル材MAとは別のサポート材SAを、サポート材吐出ノズル22から小滴として吐出させることにより、オーバーハング支持部SBを形成する。造形後に、オーバーハング支持部SBを構成するサポート材SAを除去することで、目的の三次元造形物を得ることができる。   Further, in the case where the modeled object has a so-called overhang shape projecting in the XY plane from the modeled part positioned below in the height direction in the Z direction (that is, the height direction), the modeled object is displayed on the computer PC. An overhang support portion shape is added as necessary when converting to data. In other words, a modeled object having an overhang shape is a modeled object having a part (overhang part) in which a slice of a new model material is molded on an upper surface of a part where a slice of the model material already formed does not exist. is there. And the control means 10 models overhang support part SB based on the shape of the overhang support part simultaneously with modeling of model material MA which comprises the last molded article. Specifically, the overhang support portion SB is formed by discharging a support material SA different from the model material MA from the support material discharge nozzle 22 as a droplet. After the modeling, the target three-dimensional modeled object can be obtained by removing the support material SA constituting the overhang support part SB.

ヘッド部20は、図3の平面図に示すように、ヘッド移動手段30により水平方向、すなわちXY方向に移動される。ヘッド部20は、図において上下にそれぞれ配置された一対のX方向(主走査方向)ガイド機構であるX方向移動レール43に支持される。ヘッド部20を支持する基台側には、X方向への駆動部(図示せず)が、一方のX方向移動レール43に沿って設けられている。また、ヘッド部20をX方向移動レール43上に載置する門型のフレームに、ヘッド部20をY方向(副走査方向)に移動させるためのY方向移動レール44が設けられる。またヘッド部20をY方向移動レール44に沿って駆動するための駆動部(図示せず)が載置される。これらの駆動部によってヘッド部20は、XならびにY方向に移動することが可能となっている。   As shown in the plan view of FIG. 3, the head unit 20 is moved in the horizontal direction, that is, the XY direction by the head moving means 30. The head unit 20 is supported by an X-direction moving rail 43 that is a pair of X-direction (main scanning direction) guide mechanisms that are arranged vertically in the drawing. On the base side that supports the head unit 20, a drive unit (not shown) in the X direction is provided along one X-direction moving rail 43. In addition, a Y-shaped moving rail 44 for moving the head unit 20 in the Y direction (sub-scanning direction) is provided on a portal frame on which the head unit 20 is placed on the X-direction moving rail 43. A drive unit (not shown) for driving the head unit 20 along the Y-direction moving rail 44 is placed. With these driving units, the head unit 20 can move in the X and Y directions.

さらに図4の例に示すヘッド部20は、吐出ノズルを設けた吐出ヘッドユニット20Aと、ローラ部及び硬化手段を設けた回収硬化ヘッドユニット20Bとに分割されている。吐出ヘッドユニット20Aと回収硬化ヘッドユニット20Bとの間には、ヘッド部20を移動させるためのY方向移動レール44を通すレールガイド45が設けられている。ヘッド部20は、図3の平面図に示すように、Y方向移動レール44に沿ってY方向に往復移動する。さらにY方向移動レール44の両端は、ヘッド移動手段30で支承されている。ヘッド移動手段30は、造形プレート40を上下方向に跨ぐように、造形プレートの上下に沿って平行に設けた一対のX方向移動レール43に沿ってX方向に往復移動する。これによってヘッド部20は、造形プレート上でXY平面上の任意の位置に移動できる。   Further, the head unit 20 shown in the example of FIG. 4 is divided into an ejection head unit 20A provided with an ejection nozzle and a recovery / curing head unit 20B provided with a roller unit and a curing means. Between the discharge head unit 20A and the recovery / curing head unit 20B, a rail guide 45 through which a Y-direction moving rail 44 for moving the head unit 20 is provided. As shown in the plan view of FIG. 3, the head unit 20 reciprocates in the Y direction along the Y direction moving rail 44. Further, both ends of the Y-direction moving rail 44 are supported by the head moving means 30. The head moving means 30 reciprocates in the X direction along a pair of X direction moving rails 43 provided in parallel along the top and bottom of the modeling plate so as to straddle the modeling plate 40 in the vertical direction. Thereby, the head unit 20 can move to an arbitrary position on the XY plane on the modeling plate.

さらに造形プレート40が、図1に示すようにプレート昇降手段(Z方向駆動部32)によって高さ方向、すなわちZ方向に移動される。これによって、ヘッド部20と造形プレート40の相対高さを変更でき、立体的な造形が可能となる。より詳細には、まずヘッド部20は、ヘッド移動手段30によりモデル材吐出ノズル21及びサポート材吐出ノズル22より造形材としてのモデル材MAならびにサポート材SAをスライスデータに基づいた適切な箇所に吐出するために、X方向に往復動作され、各吐出ノズル21、22に各々設けられる複数のY方向に伸びるオリフィスから、モデル材MA及びサポート材SAが吐出される。さらに、図3に示すように、各吐出ノズル21、22のY方向の幅が、造形プレート40上の造形可能なY方向の幅より小さい場合で、且つ造形用のモデルデータのY方向の幅が、Y方向に伸びるオリフィスの全長より大きい場合は、各吐出ノズル21、22の所定の位置におけるX方向の往復動作の後、Y方向に各吐出ノズル21、22を所定量シフトさせ、その位置でのX方向の往復走査と共に、モデル材MA及びサポート材SAをスライスデータに基づいた適切な箇所に吐出させることを繰り返すことにより、設定された全ての造形物データに対応した造形物の生成を行う。   Further, as shown in FIG. 1, the modeling plate 40 is moved in the height direction, that is, the Z direction by the plate lifting / lowering means (Z direction driving unit 32). Thereby, the relative height of the head part 20 and the modeling plate 40 can be changed, and three-dimensional modeling becomes possible. More specifically, the head unit 20 first discharges the model material MA and the support material SA as modeling materials from the model material discharge nozzle 21 and the support material discharge nozzle 22 to appropriate locations based on the slice data by the head moving unit 30. Therefore, the model material MA and the support material SA are discharged from a plurality of orifices that are reciprocated in the X direction and are provided in the discharge nozzles 21 and 22, respectively, and extend in the Y direction. Furthermore, as shown in FIG. 3, the width in the Y direction of each discharge nozzle 21, 22 is smaller than the width in the Y direction that can be formed on the modeling plate 40, and the width in the Y direction of the model data for modeling Is larger than the total length of the orifice extending in the Y direction, the reciprocating operation in the X direction at a predetermined position of each discharge nozzle 21, 22 is followed by shifting each discharge nozzle 21, 22 in the Y direction by a predetermined amount, Along with the reciprocating scanning in the X direction, the model material MA and the support material SA are repeatedly ejected to appropriate locations based on the slice data, thereby generating the modeled objects corresponding to all set modeled object data. Do.

なお図1の例では、Z方向駆動部32として造形プレート40を昇降させるプレート昇降手段を用いているが、この例に限られず、図2に示す三次元造形装置2’のように、造形プレート40側を高さ方向に固定し、ヘッド部側をZ方向に移動させるZ方向駆動部32’を採用することもできる。また、XY方向への移動も、ヘッド部側を固定して、造形プレート側を移動させてもよい。また、上述したような、ヘッド部20のY方向へのシフトは、各ノズルの幅を、実質的に造形プレート40の造形可能なY方向の幅と同じにすれば、その必要はないが、その際においても、例えばノズルに設けられるオリフィスの間隔で決定される造形物のY方向の解像度を高める目的として、ヘッド部20のY方向へのシフトにより、各オリフィスが、先の造形時におけるオリフィスとオリフィスの間に位置するようにシフトさせてもよい。
(制御手段10)
In addition, in the example of FIG. 1, the plate raising / lowering means which raises / lowers the modeling plate 40 is used as the Z direction drive part 32, However, it is not restricted to this example, Like 3D modeling apparatus 2 'shown in FIG. It is also possible to employ a Z-direction drive unit 32 ′ that fixes the 40 side in the height direction and moves the head unit side in the Z direction. Further, the movement in the XY direction may be performed by fixing the head portion side and moving the modeling plate side. Further, as described above, the shift in the Y direction of the head unit 20 is not necessary if the width of each nozzle is substantially the same as the width of the modeling plate 40 in the Y direction. Even in this case, for example, for the purpose of increasing the resolution in the Y direction of the modeled object determined by the interval between the orifices provided in the nozzles, each of the orifices becomes an orifice at the time of the previous modeling by shifting the head part 20 in the Y direction. And may be shifted so that it is located between the orifice and the orifice.
(Control means 10)

制御手段10は、造形材の吐出パターンを制御する。すなわちモデル材MA及びサポート材SAを、X方向における往復走査の内、少なくとも往路又は復路の一方にて造形材吐出手段により造形プレート40上に吐出させながら、ヘッド部20をX方向に往復走査させて、造形材吐出手段により造形材が造形プレート上に吐出された後で、且つ往路又は復路の少なくともいずれか一方で、モデル材MA及びサポート材SAに対して硬化手段24で硬化させることにより、スライスを生成し、高さ方向に造形プレート40とヘッド部20の相対位置を移動させて、スライスの積層を繰り返すことにより造形を実行する。なお、詳細は後述するが、ローラ部25による造形材表面の平滑化は、造形材吐出手段により造形材が造形プレート上に吐出された後で、且つ硬化手段24にて造形材の表面が硬化させる前に、往路又は復路の少なくともいずれか一方で、行われる。   The control means 10 controls the discharge pattern of the modeling material. That is, the head member 20 is reciprocally scanned in the X direction while the model material MA and the support material SA are ejected onto the modeling plate 40 by the modeling material ejecting means in at least one of the reciprocal scanning in the X direction. Then, after the modeling material is discharged onto the modeling plate by the modeling material discharge unit and at least one of the outward path and the return path, the model material MA and the support material SA are cured by the curing unit 24, Slice is generated, and modeling is performed by moving the relative position of the modeling plate 40 and the head unit 20 in the height direction and repeating the stacking of slices. Although the details will be described later, the surface of the modeling material by the roller unit 25 is smoothed after the modeling material is discharged onto the modeling plate by the modeling material discharging unit and the surface of the modeling material is cured by the curing unit 24. It is carried out on at least one of the outbound path and the inbound path before making it.

この制御手段10は、一回のX方向への往復走査でモデル材MA又はサポート材SAのいずれか一方の造形材を吐出して、ローラ部25による造形材表面の平滑化と余剰分の除去を行い、更に硬化手段24により硬化させてから、次回以降の往復走査で、吐出されなかった他方の造形材を吐出して、造形材表面の平滑化を行い、硬化させる。これら一連の工程を少なくとも一回行うことにより、一枚のスライスの生成を行う。いうまでもなく、一層のスライスデータに対応した上記一連の工程は、例えばユーザの求める最終的なモデルの表面精度や造形時間に応じて、複数回繰り返すことが含まれる。これにより、モデル材MA又はサポート材SAのいずれか一方を未硬化の状態でその表面を平滑化し、そして硬化させた後、他方を吐出することで個別に硬化でき、これらモデル材MAとサポート材SAの異種造形材界面における混合を効果的に回避できる利点が得られる。   The control means 10 discharges either the modeling material MA or the supporting material SA in one reciprocating scan in the X direction, and smoothes the surface of the modeling material by the roller unit 25 and removes the excess material. Then, after further curing by the curing means 24, the other modeling material that was not discharged is discharged in the next and subsequent reciprocating scans, and the surface of the modeling material is smoothed and cured. By performing these series of steps at least once, one slice is generated. Needless to say, the series of steps corresponding to one slice of data includes repeating a plurality of times depending on, for example, the final surface accuracy and modeling time required by the user. As a result, either the model material MA or the support material SA can be cured individually by smoothing and curing the surface of the model material MA or the support material SA, and then discharging the other. The advantage that mixing at the heterogeneous modeling material interface of SA can be effectively avoided is obtained.

なお、この例では先にモデル材MAを吐出し、次いでサポート材SAを吐出させる例を説明したが、逆にサポート材を先に吐出させ、次いでモデル材を吐出させてもよい。また、この例ではいずれか一方の造形材をまず吐出して、これを硬化させた後に、他方の造形材を吐出して硬化させるという、モデル材とサポート材を個別に吐出、硬化させて造形する方法を説明した。ただ、この方法に限られず、モデル材とサポート材を同時に吐出させることも可能である。
(造形材)
In this example, the model material MA is discharged first and then the support material SA is discharged. However, the support material may be discharged first, and then the model material may be discharged. Also, in this example, one of the modeling materials is discharged first, and after this is cured, the other modeling material is discharged and cured, and the model material and the support material are separately discharged and cured. Explained how to do. However, the present invention is not limited to this method, and the model material and the support material can be discharged simultaneously.
(Modeling material)

上述の通り、造形材には、最終的な造形物となるモデル材MAと、このモデル材MAが張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材SAが用いられる。
(硬化手段24)
As described above, as the modeling material, the model material MA that becomes a final modeled object and the support material SA that supports the projecting portion from which the model material MA projects and is finally removed are used.
(Curing means 24)

モデル材MAには、光硬化樹脂、例えば紫外線硬化樹脂が使用できる。この場合、硬化手段24は少なくともモデル材MAの材料が反応して硬化する特定波長を含む光を照射する光照射手段であり、例えば紫外線ランプ等の紫外線照射手段である。紫外光ランプには、ハロゲンランプや水銀灯、LED等が利用できる。またこの例では、サポート材SAも紫外線硬化樹脂としている。同じ波長の紫外線で硬化する紫外線硬化樹脂を使用する場合は、同じ紫外線照射手段を利用でき、光源を共通化できる利点が得られる。
(モデル材MA)
As the model material MA, a light curable resin, for example, an ultraviolet curable resin can be used. In this case, the curing unit 24 is a light irradiation unit that emits light including a specific wavelength at which the material of the model material MA reacts and cures, and is an ultraviolet irradiation unit such as an ultraviolet lamp. As the ultraviolet lamp, a halogen lamp, a mercury lamp, an LED or the like can be used. In this example, the support material SA is also an ultraviolet curable resin. In the case of using an ultraviolet curable resin that is cured with ultraviolet rays having the same wavelength, the same ultraviolet irradiation means can be used, and an advantage that a light source can be shared is obtained.
(Model material MA)

またモデル材MAとして、熱可塑性樹脂を使用することもできる。この場合、硬化手段24は、冷却手段となる。なおモデル材とサポート材にいずれも熱可塑性樹脂を使用する場合は、モデル材の融点をサポート材の融点よりも高いものを採用することにより、積層完了後に造形物をサポート材の融点より高く、モデル材の融点より低い温度に加熱、保温することにより、サポート材を溶融除去することができる。さらに、モデル材とサポート材の一方を光硬化樹脂、他方を熱可塑性樹脂とすることもできる。   A thermoplastic resin can also be used as the model material MA. In this case, the curing unit 24 serves as a cooling unit. When using a thermoplastic resin for both the model material and the support material, by adopting a model material whose melting point is higher than the melting point of the support material, the molded object is higher than the melting point of the support material after the completion of lamination, The support material can be melted and removed by heating and keeping the temperature lower than the melting point of the model material. Furthermore, one of the model material and the support material can be a photo-curing resin, and the other can be a thermoplastic resin.

あるいは、硬化材との化学反応により硬化可能な材料をモデル材に用いることもできる。さらにモデル材は、粘度や表面張力等の噴射特性を調整するために、必要に応じて液体改質剤を混合してもよい。また温度調整によって噴射特性を変更することもできる。モデル材の他の例としては、紫外線フォトポリマー、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン等が挙げられる。
(サポート材SA)
Alternatively, a material that can be cured by a chemical reaction with the curing material can be used as the model material. Further, the model material may be mixed with a liquid modifier as necessary in order to adjust the jetting characteristics such as viscosity and surface tension. Also, the injection characteristics can be changed by adjusting the temperature. Other examples of the model material include an ultraviolet photopolymer, an epoxy resin, an acrylic resin, and urethane.
(Support material SA)

サポート材SAは、基本的には、上述したモデル材と同様な材料を用いることができる。ただ、サポート材は最終的に容易に除去できる材料としたいとの観点から、モデル材と類似した材料に更に除去可能な材料を添加することが望ましい。このため、具体的には水膨潤ゲル、ワックス、熱可塑性樹脂、水溶性材料、溶解性材料等が使用できる。サポート材SAの除去には、サポート材の性質に応じて水溶、加熱、化学反応、水圧洗浄等の動力洗浄や電磁波の照射により溶解させる、熱膨張差を利用した分離等の方法が適宜利用できる。
(ヘッド部20)
As the support material SA, basically, the same material as the model material described above can be used. However, it is desirable to add a removable material to a material similar to the model material from the viewpoint that the support material is finally a material that can be easily removed. Therefore, specifically, water swelling gel, wax, thermoplastic resin, water-soluble material, soluble material and the like can be used. For the removal of the support material SA, a method such as separation using a thermal expansion difference, which is dissolved by power washing such as aqueous solution, heating, chemical reaction, water pressure washing, or electromagnetic wave irradiation, depending on the properties of the support material, can be used as appropriate. .
(Head 20)

図4に、インクジェット方式の三次元造形装置のヘッド部20の一例を示す。この図に示すヘッド部20は、造形材吐出手段として、モデル材MAとサポート材SAの吐出を個別に行う専用の吐出ノズルを設けている。具体的には、モデル材MAを吐出するためのモデル材吐出ノズル21と、サポート材SAを吐出するためのサポート材吐出ノズル22を、平行に離間させて備えている。各吐出ノズルは、2つのノズル列23が設けられている。   FIG. 4 shows an example of the head unit 20 of the inkjet three-dimensional modeling apparatus. The head unit 20 shown in this figure is provided with a dedicated discharge nozzle that individually discharges the model material MA and the support material SA as a modeling material discharge means. Specifically, a model material discharge nozzle 21 for discharging the model material MA and a support material discharge nozzle 22 for discharging the support material SA are provided in parallel with each other. Each discharge nozzle is provided with two nozzle rows 23.

ヘッド部20では、左からサポート材吐出ノズル22、モデル材吐出ノズル21、ローラ部25、硬化手段24が一体的に設けられている。各吐出ノズルは、圧電素子方式のインクジェットプリントヘッドの要領で、インク状の造形材を吐出する。また造形材は、吐出ノズルから吐出可能な粘度に調整される。   In the head portion 20, a support material discharge nozzle 22, a model material discharge nozzle 21, a roller portion 25, and a curing unit 24 are integrally provided from the left. Each discharge nozzle discharges an ink-shaped modeling material in the manner of a piezoelectric element type ink jet print head. The modeling material is adjusted to a viscosity that can be discharged from the discharge nozzle.

図4の例では、ヘッド部20が先にモデル材MAを吐出した後、サポート材SAを吐出している。またヘッド部20は往路(図において左から右)で造形材を吐出し、復路(図において右から左)では造形材の最表面からローラ部25にて余剰樹脂を掻き取り、平滑化を図った後、平滑化された樹脂を硬化手段24で硬化させている。
(ローラ部25)
In the example of FIG. 4, after the head portion 20 discharges the model material MA first, the support material SA is discharged. In addition, the head unit 20 discharges the modeling material on the outward path (left to right in the figure), and on the return path (right to left in the figure), scrapes excess resin from the outermost surface of the modeling material by the roller unit 25 to achieve smoothing. Thereafter, the smoothed resin is cured by the curing means 24.
(Roller part 25)

ヘッド部20はさらに、吐出されたモデル材MA及びサポート材SAの表面を未硬化の状態で押圧し、造形材の余剰分を除去することにより、造形材表面を平滑化するためのローラ部25を設けている。このようなローラ部25の動作の様子を、図5の模式図に基づいて説明する。この例では、吐出されたモデル材MAの表面を、未硬化の状態でローラ本体26で均す状態を示している。ローラ部25は、回転体であるローラ本体26と、ローラ本体26の表面に対して突出するように配置されたブレード27と、ブレード27で掻き取られた造形材を溜めるバス28と、バス28に溜まった造形材を排出する吸引パイプ29とを備えている。ローラ本体26は回転自在に支承されており、未硬化の樹脂を回転しながら押圧することにより、樹脂の表面を均しつつ、余剰分を掻き取って回収する。このローラ本体26はローラ本体26で余剰な樹脂を掻き取る際のヘッド部20の進行方向に対して逆回転(図5において時計回り)に回転され、未硬化の造形材を掻き上げる。掻き上げられた造形材は、ローラ本体26に付着してブレード27まで運ばれた後、ブレード27で掻き取られてバス28に案内される。このためブレード27は、ローラ本体26が樹脂表面に当接する際の進行方向に対して、ローラ本体26の後方の位置に配置され、バス28に向かって下り勾配の姿勢で固定される。同様に、バス(槽)28もローラ本体26に対してブレート27と同様な側に配置され、且つブレード27の下方に配置されている。また吸引パイプ29はポンプに接続されており、バス28に溜まった造形材を吸引して排出する。この例では、ローラ本体26の外形をφ20mm程度としている。   The head unit 20 further presses the surfaces of the discharged model material MA and the support material SA in an uncured state, and removes the excess of the modeling material, thereby smoothing the modeling material surface 25. Is provided. Such an operation of the roller portion 25 will be described with reference to the schematic diagram of FIG. This example shows a state in which the surface of the discharged model material MA is leveled by the roller body 26 in an uncured state. The roller unit 25 includes a roller main body 26 that is a rotating body, a blade 27 that is disposed so as to protrude from the surface of the roller main body 26, a bus 28 that stores a modeling material scraped off by the blade 27, and a bus 28. And a suction pipe 29 for discharging the modeling material accumulated in the container. The roller body 26 is rotatably supported, and the uncured resin is pressed while rotating, so that the surplus portion is scraped and collected while leveling the surface of the resin. The roller body 26 is rotated counterclockwise (clockwise in FIG. 5) with respect to the traveling direction of the head portion 20 when the roller body 26 scrapes off excess resin, and scrapes off the uncured modeling material. The modeling material thus scraped up adheres to the roller body 26 and is carried to the blade 27, and then scraped off by the blade 27 and guided to the bus 28. For this reason, the blade 27 is disposed at a position behind the roller body 26 with respect to the traveling direction when the roller body 26 abuts on the resin surface, and is fixed in a downward gradient toward the bus 28. Similarly, the bath (bath) 28 is also disposed on the same side as the blade 27 with respect to the roller body 26 and is disposed below the blade 27. The suction pipe 29 is connected to a pump, and sucks and discharges the modeling material accumulated in the bus 28. In this example, the outer shape of the roller body 26 is about φ20 mm.

このローラ部25は、図においてヘッド部20が右から左に進行する際に、掻き取りを   The roller portion 25 is scraped when the head portion 20 advances from the right to the left in the figure.

このローラ部25は、図においてヘッド部20が右から左に進行する際に、掻き取りを行う。換言すると、左から右にヘッド部20が進行しつつ、スライスデータに基づいて、適切な位置にモデル材吐出ノズル21とサポート材吐出ノズル22から各々モデル材MAとサポート材SAを吐出する際は、ローラ部25は造形材に接触せず、同様に硬化手段24の光源からの照明も行われない。図においてヘッド部20の左から右への主走査方向の例えでは、往路にて少なくとも造形材の吐出が各ノズル21、22から実行された後の右から左方向への復路としての主走査方向において、上述したローラ部25の掻き取り動作が実行されると共に、少なくともモデル材MAを硬化するための光を照射する光源としての硬化手段24も動作することになる。   The roller portion 25 scrapes off when the head portion 20 advances from the right to the left in the drawing. In other words, when the model material MA and the support material SA are discharged from the model material discharge nozzle 21 and the support material discharge nozzle 22 to the appropriate positions based on the slice data while the head portion 20 advances from the left to the right, respectively. The roller portion 25 does not contact the modeling material, and similarly, illumination from the light source of the curing means 24 is not performed. In the illustration of the main scanning direction from the left to the right of the head unit 20 in the figure, the main scanning direction as a return path from the right to the left after at least the modeling material is discharged from the nozzles 21 and 22 in the forward path. Then, the above-described scraping operation of the roller unit 25 is performed, and at least the curing means 24 as a light source for irradiating light for curing the model material MA is also operated.

なお硬化手段24の光源は、モデル材吐出ノズル21とサポート材吐出ノズル22より進行方向に対して前方に配置されるため、光源を点灯していても、吐出され、ローラ部25によって平滑化される前の流動可能な樹脂に照射を行うことはない。その一方で、硬化手段24の光源を積極的に必要なタイミング以外は消灯することはもちろん可能である。また一方で、硬化手段を複数設ける構成としてもよい。例えば、硬化手段として第一硬化手段と第二硬化手段とを設け、吐出後の樹脂に対して第一硬化手段で予備的に硬化を行い、次いで第二硬化手段で樹脂をより一層硬化させる。このように硬化手段を多段構成とすることで、樹脂の硬化能力を十分に発揮させることができる。またこのような場合において、第一硬化手段が予備的な硬化に留まり、第一硬化手段を経ても樹脂に未だ十分な流動性が残っている場合は、第一硬化手段による予備硬化後に、ローラ部で樹脂余剰分の掻き取りを行い、その後に第二硬化手段で硬化を行うように構成してもよい。すなわち、すべての硬化手段がローラ部の次段側に配置されることを必ずしも要しない。   The light source of the curing unit 24 is disposed forward of the model material discharge nozzle 21 and the support material discharge nozzle 22 with respect to the traveling direction. Therefore, even when the light source is turned on, the light is discharged and smoothed by the roller unit 25. The flowable resin before irradiation is not irradiated. On the other hand, it is of course possible to turn off the light source of the curing means 24 except when it is actively required. On the other hand, a plurality of curing means may be provided. For example, a first curing unit and a second curing unit are provided as the curing unit, and the resin after discharge is preliminarily cured by the first curing unit, and then the resin is further cured by the second curing unit. Thus, by making a hardening means multistage structure, the hardening ability of resin can fully be exhibited. In such a case, if the first curing means remains in preliminary curing and sufficient fluidity still remains in the resin after passing through the first curing means, the roller after the preliminary curing by the first curing means The excess resin may be scraped off at the portion, and then cured by the second curing means. That is, it is not always necessary that all the curing means be disposed on the next stage side of the roller portion.

図1、図4に示すように、ヘッド部20の進行方向に対してローラ部25は硬化手段24の前方、図において左側に配置されている。この結果、先に未硬化の造形材をローラ部25で掻き取った後、硬化手段24が造形材を硬化させる。このような配置によって、同一のパスで造形材の掻き取りと硬化を行うことができ、効率よく処理できる利点が得られる。   As shown in FIGS. 1 and 4, the roller portion 25 is disposed in front of the curing means 24, on the left side in the figure, with respect to the traveling direction of the head portion 20. As a result, after the uncured modeling material is scraped off by the roller unit 25 first, the curing means 24 cures the modeling material. With such an arrangement, the modeling material can be scraped and cured in the same pass, and the advantage of being able to be processed efficiently is obtained.

なお、X軸方向に沿うサポート材吐出用ノズル22、モデル材吐出ノズル21、ローラ部25及び硬化手段24の配列の基本的な考え方は、以下の通りである。ヘッド部20の主走査方向の往路方向をベースに考えると、サポート材吐出用ノズル22、モデル材吐出用ノズル21は、いずれか一方が他方の前方に位置すればよい。このようなノズルのレイアウトに対して、ローラ部25ならびに硬化手段24は、ローラの作用を往路で行いたい場合は、往路進行方向において、サポート材吐出用ノズル22、モデル材吐出用ノズル21の後方にローラ部25、硬化手段24の順で配置し、ローラの作用を復路で行いたい場合は、サポート材吐出用ノズル22、モデル材吐出用ノズル21の復路の進行方向において後方にローラ部25、硬化手段24の順で配置すればよい。   The basic concept of the arrangement of the support material discharge nozzle 22, the model material discharge nozzle 21, the roller unit 25, and the curing means 24 along the X-axis direction is as follows. Considering the forward direction of the head unit 20 in the main scanning direction as a base, one of the support material discharge nozzle 22 and the model material discharge nozzle 21 may be positioned in front of the other. With respect to such a nozzle layout, the roller unit 25 and the curing means 24, when it is desired to perform the action of the roller in the forward path, in the forward travel direction, behind the support material discharge nozzle 22 and the model material discharge nozzle 21 When the roller unit 25 and the curing means 24 are arranged in this order and the action of the rollers is to be performed in the return path, the roller unit 25 and the support material discharge nozzle 22 and the model material discharge nozzle 21 are moved backward in the direction of travel of the return path. What is necessary is just to arrange | position in order of the hardening means 24.

また、上記実施例においては、ヘッド部20から新たな最上層となるための樹脂を吐出させた後、造形途中の未硬化状態の最上層の樹脂層に対して、ローラ部25による余剰樹脂の掻き取りを行った後、硬化手段24によって少なくとも最上層の樹脂層に対する硬化のためのUV光を照射する方法を採用した。   Moreover, in the said Example, after discharging resin for becoming a new uppermost layer from the head part 20, with respect to the resin layer of the uncured uppermost layer in the middle of modeling, the excess resin by the roller part 25 of After scraping, a method of irradiating UV light for curing at least the uppermost resin layer by the curing means 24 was adopted.

ただ、この構成以外にも、上述の通り硬化手段を多段で構成することもできる。例えばヘッド部20から新たな最上層となるための樹脂を吐出させた後、余剰樹脂層を含む最上層に対して、硬化手段24によって一旦光を照射した後、造形途中の未硬化状態の最上層の樹脂層に対して、ローラ部25による余剰樹脂の掻き取りを行い、その後再度硬化手段24によって少なくとも最上層の樹脂層に対する硬化のためUV光を照射する方法もある。この場合、硬化手段24は、ヘッド部20において、X方向、つまりヘッド部20の主走査方向で、サポート材吐出用ノズル22、モデル材吐出用ノズル21を挟む前後方向に一対の硬化手段を設けることにより、上述のような二度の照射を行うことができる。また、この場合、一度目の照射と二度目の照射を合わせて、最終的に所望する樹脂の硬化の程度を達成するようになるため、一度目の照射後の樹脂は硬化状態ではなく、まだその後のローラ部25による掻き取り動作を可能とするために、流動可能な、半硬化状態である。このため本明細書においては、ローラ部25による樹脂の掻き取り前の最上層の状態は、未硬化または流動可能な状態と表現する。
(ローラ部25の幅)
However, in addition to this configuration, the curing means can be configured in multiple stages as described above. For example, after a resin for forming a new uppermost layer is discharged from the head unit 20, the uppermost layer including the surplus resin layer is once irradiated with light by the curing unit 24, and then the uncured state of the uppermost layer in the middle of modeling is irradiated. There is also a method in which the upper resin layer is scraped off by the roller portion 25 and then irradiated with UV light for curing at least the uppermost resin layer by the curing means 24 again. In this case, the curing means 24 is provided with a pair of curing means in the head portion 20 in the front-rear direction sandwiching the support material discharge nozzle 22 and the model material discharge nozzle 21 in the X direction, that is, the main scanning direction of the head portion 20. Thus, the above-described irradiation can be performed twice. In this case, the first irradiation and the second irradiation are combined to finally achieve the desired degree of curing of the resin, so the resin after the first irradiation is not in a cured state, In order to enable the subsequent scraping operation by the roller portion 25, the fluid portion is in a semi-cured state. For this reason, in this specification, the state of the uppermost layer before scraping off the resin by the roller part 25 is expressed as an uncured or flowable state.
(Width of roller section 25)

ここでローラ部25の幅は、造形材吐出手段に設けられたモデル材吐出ノズル21の幅、及びサポート材吐出ノズル22の幅よりも狭く形成している。なお、各ノズルには、ヘッド部20の主走査方向に直交する副走査方向と略平行となるように形成された複数の樹脂吐出用のオリフィスが所定の間隔を持って配列されている。そして、上述した各ノズルの幅とは、各ノズルにおける副走査方向における両端部に位置するオリフィス間の距離を意味している。つまり、ローラ部25の幅が、各ノズルにおける副走査方向における両端部に位置するオリフィス間の距離より狭いことを意味する。   Here, the width of the roller portion 25 is formed narrower than the width of the model material discharge nozzle 21 provided in the modeling material discharge means and the width of the support material discharge nozzle 22. In each nozzle, a plurality of resin discharge orifices formed so as to be substantially parallel to the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction of the head unit 20 are arranged with a predetermined interval. And the width | variety of each nozzle mentioned above means the distance between the orifices located in the both ends in the subscanning direction in each nozzle. That is, it means that the width of the roller portion 25 is narrower than the distance between the orifices located at both ends in the sub-scanning direction of each nozzle.

なお、ここでのオリフィス間の距離とは、モデル材吐出ノズル21とサポート材吐出ノズル22の各々に設けられる各々のオリフィスが、ヘッド部20に対して、X方向、つまりヘッド部20の主走査方向において、一直線状に配置されるようになっていることを前提とした定義である。言い換えると、モデル材吐出ノズル21の一つ一つのオリフィスから吐出される主走査方向における位置と、サポート材吐出ノズル22の一つ一つのオリフィスから吐出される主走査方向の位置が全て重なるように、ヘッド部20に対して、モデル材吐出ノズル21とサポート材吐出ノズル22が位置決めされ、配置されていることを前提としている。   Here, the distance between the orifices means that each orifice provided in each of the model material discharge nozzle 21 and the support material discharge nozzle 22 is in the X direction with respect to the head unit 20, that is, main scanning of the head unit 20. The definition is based on the premise that they are arranged in a straight line in the direction. In other words, the position in the main scanning direction discharged from each orifice of the model material discharge nozzle 21 and the position in the main scanning direction discharged from each orifice of the support material discharge nozzle 22 all overlap. It is assumed that the model material discharge nozzle 21 and the support material discharge nozzle 22 are positioned and arranged with respect to the head portion 20.

また、図6に示すヘッド部20の底面図のように、複数のモデル材吐出ノズル21、図では二つと複数のサポート材吐出ノズル22を用いると共に、一つのモデル材吐出ノズル21やサポート材吐出ノズル22に対して、他方のモデル材吐出ノズル21やサポート材吐出ノズル22を副走査方向にオフセットし、ヘッド部20に対して、位置決めして用いられる場合がある。   Further, as shown in the bottom view of the head portion 20 shown in FIG. 6, a plurality of model material discharge nozzles 21, two support material discharge nozzles 22 in the figure, and one model material discharge nozzle 21 or support material discharge are used. In some cases, the other model material discharge nozzle 21 and the support material discharge nozzle 22 are offset with respect to the nozzle 22 in the sub-scanning direction and positioned with respect to the head unit 20.

元々、このような複数のモデル材吐出ノズル21、図では二つと複数のサポート材吐出ノズル22を用いる場合の基本的な狙いは、一方のモデル材吐出ノズル21やサポート材吐出ノズル22に設けられるオリフィスの副走査方向の位置を、他方のモデル材吐出ノズル21やサポート材吐出ノズル22に設けられるオリフィスの副走査方向の位置に対してオフセットさせることにより、モデル材やサポート材のY方向における解像度を向上させることである。つまり、一方のモデル材吐出ノズル21やサポート材吐出ノズル22に設けられる二つの隣接するオリフィスの間に、他方のモデル材吐出ノズル21やサポート材吐出ノズル22に設けられるオリフィスを副走査方向において配置するような位置決めを行うことである。このような場合、本件発明でのローラ部25の幅を造形材吐出手段に設けられたモデル材吐出ノズル21の幅、及びサポート材吐出ノズル22の幅よりも狭く形成するという意味合いは以下のようになる。   Originally, the basic aim of using such a plurality of model material discharge nozzles 21, two in the figure and a plurality of support material discharge nozzles 22, is provided in one model material discharge nozzle 21 or support material discharge nozzle 22. By offsetting the position of the orifice in the sub-scanning direction with respect to the position of the orifice provided in the other model material discharge nozzle 21 or the support material discharge nozzle 22 in the sub-scanning direction, the resolution in the Y direction of the model material or the support material It is to improve. That is, the orifice provided in the other model material discharge nozzle 21 or the support material discharge nozzle 22 is arranged in the sub-scanning direction between two adjacent orifices provided in the one model material discharge nozzle 21 or the support material discharge nozzle 22. Positioning is performed. In such a case, the meaning of forming the width of the roller portion 25 in the present invention narrower than the width of the model material discharge nozzle 21 provided in the modeling material discharge means and the width of the support material discharge nozzle 22 is as follows. become.

複数のモデル材吐出ノズル21を副走査方向にオフセットして配置した場合におけるモデル材吐出ノズル21の幅とは、複数のモデル材吐出ノズル21の中で、副走査方向の一端部において最も外側に配置されるオリフィスの位置から、副走査方向の他端部において最も外側に配置されるオリフィスの位置までの距離より、ローラ部25の幅を狭くするという意味である。これは、同じシステムに採用される複数のサポート材吐出ノズル22においても同様である。また、上述した基本システムと同様に、このシステムにおいても、モデル材吐出ノズル21の一つ一つのオリフィスから吐出される主走査方向における位置と、サポート材吐出ノズル22の一つ一つのオリフィスから吐出される主走査方向の位置が全て重なるように、ヘッド部20に対して、モデル材吐出ノズル21とサポート材吐出ノズル22が位置決めされ、配置されていることを前提としている。   The width of the model material discharge nozzle 21 in the case where the plurality of model material discharge nozzles 21 are arranged offset in the sub-scanning direction is the outermost at one end portion in the sub-scanning direction among the plurality of model material discharge nozzles 21. This means that the width of the roller portion 25 is made narrower than the distance from the position of the arranged orifice to the position of the outermost arranged orifice at the other end in the sub-scanning direction. The same applies to a plurality of support material discharge nozzles 22 employed in the same system. Similarly to the basic system described above, in this system, the position in the main scanning direction discharged from each orifice of the model material discharge nozzle 21 and the discharge from each orifice of the support material discharge nozzle 22 are also provided. It is assumed that the model material discharge nozzle 21 and the support material discharge nozzle 22 are positioned and arranged with respect to the head unit 20 so that all the positions in the main scanning direction are overlapped.

また、上述したローラ部25の幅とは、ローラ部25における軸方向、つまり副走査方向においてローラ部25が持つローラ表面において、余剰樹脂を掻き取る際に用いられる実質的な幅を意味しており、見かけ上の幅がモデル材吐出ノズル21の幅、及びサポート材吐出ノズル22の幅よりも大きくても、実質的にローラ部本来の機能である、掻き取り機能を果たすローラの幅がモデル材吐出ノズル21の幅、及びサポート材吐出ノズル22の幅より狭ければよい。   The width of the roller portion 25 described above means a substantial width used when scraping excess resin on the roller surface of the roller portion 25 in the axial direction of the roller portion 25, that is, in the sub-scanning direction. Even if the apparent width is larger than the width of the model material discharge nozzle 21 and the width of the support material discharge nozzle 22, the width of the roller that performs the scraping function, which is essentially the original function of the roller portion, is the model. What is necessary is just to be narrower than the width of the material discharge nozzle 21 and the width of the support material discharge nozzle 22.

更に、その際ローラの端部に形成される実質的に余剰樹脂を掻き取る機能のないローラ部から実質的に余剰樹脂を掻き取るローラ部へは、段部をつけることによりローラの径を変化させてもよく、またローラの端部に形成される実質的に余剰樹脂を掻き取る機能のないローラ部から実質的に余剰樹脂を掻き取るローラ部に向けて徐々にローラ部の径を連続的に変化させたものであってもよい。   In addition, the roller diameter is changed by attaching a step from the roller part that does not substantially scrape excess resin formed at the end of the roller to the roller part that substantially scrapes excess resin. The diameter of the roller portion may be gradually increased from the roller portion formed at the end portion of the roller having no function of scraping off excess resin toward the roller portion that substantially scrapes off excess resin. It may be changed to.

図6に、ヘッド部20の底面図の一例を示す。この図に示す例では、モデル材吐出ノズル21とサポート材吐出ノズル22は、それぞれ吐出ノズルを2列並べてオフセット配置している。各モデル材吐出ノズル21の幅D1とサポート材吐出ノズル22の幅D2は、ほぼ等しくしており、またオフセット量もほぼ等しくしているため、吐出ノズル全体の吐出幅DNもモデル材吐出ノズル21とサポート材吐出ノズル22とでほぼ等しくなる。そしてローラ部25の幅DRは、吐出ノズルの吐出幅DNよりも狭くしている。このようにローラ部25の幅を吐出幅DNよりも短くすることにより、図7に示すように同一層(スライス)を複数の領域に分けて造形した場合でも(図7の例では領域R1、R2)、ローラ部25が右側の領域R2を押圧する際に、既に造形した部分(図7において左側の領域R1)に接触せず、精度良く大面積の造形を可能とする。また硬化後の樹脂を誤って回収することがないので、吸引パイプを詰まらせてしまう事態も回避できる。またローラ部の振れ、傾きの調整量は1スライス分の厚み以下で良いことになり、ローラ部の作成、取り付け時の調整の難度を低減させることができる。ここで、ローラ部25の幅はモデル材吐出ノズル及びサポート材吐出ノズルの両端部に位置するオリフィスよりも内側にオリフィス間の間隔の半ピッチ分だけ短く形成される(0.5mm)。例えば、オリフィス間の間隔が1mmである場合は、ローラ部25の幅はモデル材吐出ノズル及びサポート材吐出ノズルの両端部に位置するオリフィスから各0.5mm分ずつ短く形成される。   FIG. 6 shows an example of a bottom view of the head unit 20. In the example shown in this figure, the model material discharge nozzle 21 and the support material discharge nozzle 22 are offset from each other in two rows of discharge nozzles. Since the width D1 of each model material discharge nozzle 21 and the width D2 of the support material discharge nozzle 22 are substantially equal and the offset amount is also substantially equal, the discharge width DN of the entire discharge nozzle is also the model material discharge nozzle 21. And the support material discharge nozzle 22 are substantially equal. The width DR of the roller portion 25 is narrower than the discharge width DN of the discharge nozzle. Thus, by making the width of the roller portion 25 shorter than the discharge width DN, even when the same layer (slice) is divided into a plurality of regions as shown in FIG. 7 (in the example of FIG. 7, the region R1, R2) When the roller portion 25 presses the right region R2, it does not come into contact with the already shaped portion (left region R1 in FIG. 7), and enables large area modeling with high accuracy. Moreover, since the cured resin is not recovered by mistake, it is possible to avoid a situation where the suction pipe is clogged. Further, the amount of adjustment of the deflection and inclination of the roller portion may be equal to or less than the thickness of one slice, and the difficulty of adjustment during creation and attachment of the roller portion can be reduced. Here, the width of the roller portion 25 is shorter than the orifices located at both ends of the model material discharge nozzle and the support material discharge nozzle by a half pitch of the interval between the orifices (0.5 mm). For example, when the interval between the orifices is 1 mm, the width of the roller portion 25 is formed shorter by 0.5 mm from the orifices located at both ends of the model material discharge nozzle and the support material discharge nozzle.

なお、ローラ部25を吐出幅よりも短くすることにより、図7で示す破線で囲んだ部分のように、ローラ部25で樹脂を回収できない部分が存在することになる。ただ、ローラ部25が樹脂の余剰分を回収した直後では、樹脂は液体状であることから、図8(a)に示すような状態には維持されず、自重によって形状を保てない結果、図8(b)に示すようにたれる。この結果、ローラ部25ですべて回収したときとほぼ変わらない造形となり、実用上の問題は殆ど生じない。実際の例においては、造形物の最上表面から掻き取る余剰樹脂の厚みは、例えば数十μm未満の厚み、より好ましくは50μm以下であり、掻き取り残した部分の樹脂の高さもそれと同様の高さとなることからも、実用上の問題がないことが言える。   By making the roller portion 25 shorter than the discharge width, there is a portion where the roller portion 25 cannot collect the resin, such as a portion surrounded by a broken line shown in FIG. However, immediately after the roller portion 25 collects the surplus resin, the resin is in a liquid state, so the state as shown in FIG. 8A is not maintained, and the shape cannot be maintained by its own weight. As shown in FIG. As a result, the molding is almost the same as when all the rollers 25 are collected, and practical problems hardly occur. In an actual example, the thickness of the surplus resin scraped off from the uppermost surface of the modeled object is, for example, less than several tens of μm, more preferably 50 μm or less, and the height of the resin left after scraping is the same as that. Therefore, it can be said that there is no practical problem.

また、造形材吐出手段で任意の厚みを有するスライスデータに基づいた樹脂の吐出を行う際、前回の副走査方向における樹脂吐出位置から副走査方向にオフセットさせて印字させることもできる。このように、各スライス層毎にローラ部25が印加されない部位を変化させて、未回収の樹脂が残る影響を累積させず、均一にして抑制できる。より詳細には、最初のスライス層を所定の副走査位置にて主走査方向に移動を行いながら樹脂の吐出を行い、その副走査位置を維持してローラ部25による余剰樹脂の掻き取りを行った後、次のスライス層を上述した所定位置から副走査方向に一定距離移動した後、その副走査位置において、主走査方向に移動を行いながら樹脂の吐出を行い、その副走査位置を維持してローラ部25による余剰樹脂の掻き取りを行うこととなる。   Further, when resin is discharged based on slice data having an arbitrary thickness by the modeling material discharge unit, printing can be performed by offsetting the resin discharge position in the sub-scanning direction in the previous sub-scanning direction. In this way, by changing the portion where the roller portion 25 is not applied for each slice layer, the influence of remaining unrecovered resin can be made uniform and suppressed without being accumulated. More specifically, the resin is discharged while moving the first slice layer in the main scanning direction at a predetermined sub-scanning position, and the sub-scanning position is maintained and the roller portion 25 scrapes off excess resin. After that, the next slice layer is moved from the predetermined position in the sub-scanning direction by a certain distance, and then the resin is discharged while moving in the main scanning direction at the sub-scanning position, and the sub-scanning position is maintained. The excess resin is scraped off by the roller portion 25.

さらに、図6に示すように、モデル材吐出ノズル21を、複数列、オフセット状に配置した状態では、ローラ部25の幅を、モデル材吐出ノズル21の複数列の和集合の幅よりも狭く形成することが好ましい。これにより、モデル材吐出ノズル21をオフセット配置することで解像度を向上させると共に、オフセット配置されたモデル材吐出ノズル21に対してローラ部25の幅を短くして、同一スライスを複数の領域に分けて造形した場合でも、ローラ部25を造形物に接触させず、精度の良い造形が可能となる。   Furthermore, as shown in FIG. 6, in a state where the model material discharge nozzles 21 are arranged in a plurality of rows and offset shapes, the width of the roller portion 25 is narrower than the width of the union of the plurality of rows of the model material discharge nozzles 21. It is preferable to form. Thereby, the resolution is improved by arranging the model material discharge nozzles 21 in an offset manner, and the width of the roller portion 25 is shortened with respect to the offset model material discharge nozzles 21 to divide the same slice into a plurality of regions. Even in the case of modeling, the roller part 25 is not brought into contact with the modeled object, and accurate modeling can be performed.

さらに、ローラ部が印加されない部位をスライスによって変化させることにより、未回収の樹脂が残る影響を累積させないようにすることもできる。すなわち、スライス毎に領域の境目の位置を変化させることで、境界部分のみが高くなる事態を抑制できる。例えば、図9の例では、前段で吐出した領域同士の境界P1の中間に、次段の境界P2が位置するよう、制御手段10で樹脂の吐出位置をオフセットさせている。これにより、前回のスライスの結果、若干高く造形されたとしても、次のスライスでは未硬化の樹脂が盛り上がった分をローラ部25で回収されるため、高さ方向への影響は累積せず、未回収の樹脂が残る問題を回避、抑制できる。   Furthermore, by changing the portion to which the roller portion is not applied by slicing, it is possible to prevent the influence of remaining unrecovered resin from being accumulated. That is, by changing the position of the boundary of the region for each slice, it is possible to suppress a situation where only the boundary portion becomes high. For example, in the example of FIG. 9, the resin discharge position is offset by the control means 10 so that the next-stage boundary P2 is positioned in the middle of the boundary P1 between the regions discharged in the previous stage. Thereby, even if it is shaped slightly higher as a result of the previous slice, the amount of uncured resin raised in the next slice is collected by the roller unit 25, so the effect in the height direction does not accumulate, The problem that unrecovered resin remains can be avoided and suppressed.

このように、上記実施例によれば造形物の吐出に際して同一スライスを複数の領域に分けて造形した場合でも、ローラ部を硬化後の樹脂に衝突させることを回避して、造形物の品質を向上させることができる。
(ローラ回転速度制御手段12)
As described above, according to the above embodiment, even when the same slice is divided into a plurality of regions when the shaped object is discharged, the roller part is prevented from colliding with the cured resin, and the quality of the shaped object is improved. Can be improved.
(Roller rotation speed control means 12)

図1及び図2に示す三次元造形装置は、制御手段10がローラ回転速度制御手段12を備えている。ローラ回転速度制御手段12は、ローラ本体26がモデル材MA又はサポート材SAを個別に回収する際に、各吐出ノズルから吐出されるモデル材MA又はサポート材SAの物理的特性に応じて、ローラ本体26の回転速度を変化させる。特に本実施例では、モデル材MA、サポート材SA各樹脂を同時ではなく、個別に吐出し、個別に回収して、個別に硬化させている。そのため、ローラ本体26の回転速度を、それぞれの樹脂を回収する際に、各樹脂の物理的特性に応じて変化させることができる。   In the three-dimensional modeling apparatus shown in FIGS. 1 and 2, the control means 10 includes a roller rotation speed control means 12. When the roller main body 26 individually collects the model material MA or the support material SA, the roller rotation speed control unit 12 determines whether the roller rotation speed control means 12 is a roller according to the physical characteristics of the model material MA or the support material SA discharged from each discharge nozzle. The rotational speed of the main body 26 is changed. In particular, in the present embodiment, each resin of the model material MA and the support material SA is not simultaneously discharged but individually recovered, individually recovered, and individually cured. Therefore, the rotational speed of the roller body 26 can be changed according to the physical characteristics of each resin when each resin is collected.

ここでの各樹脂の物理的特性の主なものとしては、ローラ本体26によって掻き取られる前の、造形物の最上表面ならび近傍の樹脂の粘性ならびに表面張力が挙げられる。ただ、実際の最適なローラ部の回転速度は、造形に用いる実際のモデル材とサポート材毎に、実際の実験に基づき、造形物の最上表面及び近傍の樹脂の粘性ならびに表面張力による基本的な最適な回転速度の検証に基づく設定に加え、ヘッド部のX方向への移動速度、ヘッド部からの単位時間当たりの樹脂吐出量などの造形条件パラメータを考慮した上で決定され、これに基づいたローラ部の回転速度決定用テーブルが作成され、記憶される。この場合、このローラ部の回転速度決定用テーブルは、設定データ作成装置1または三次元造形装置2のいずれに記憶されてもよい。   The main physical characteristics of each resin here include the uppermost surface of the modeled object and the viscosity and surface tension of the resin in the vicinity before being scraped off by the roller body 26. However, the actual optimum rotation speed of the roller section is basically determined by the viscosity and surface tension of the resin on the top surface of the object and the vicinity, based on actual experiments for each actual model material and support material used for modeling. In addition to the setting based on the verification of the optimum rotation speed, it is determined in consideration of modeling condition parameters such as the moving speed of the head part in the X direction and the resin discharge amount per unit time from the head part, and based on this A roller speed determination table is created and stored. In this case, the rotational speed determination table of the roller unit may be stored in either the setting data creation device 1 or the three-dimensional modeling device 2.

実際は、オペレータが選択した造形条件により、上述した種々のパラメータが算出され、その結果に基づいて上記テーブルからオペレータが選択した条件に基づき、ローラ部のモデル材除去とサポート材除去の各々に対する最適回転速度を決定することができる。   Actually, the various parameters described above are calculated according to the modeling conditions selected by the operator, and based on the results, the optimum rotation for each of the model material removal and the support material removal of the roller part based on the conditions selected by the operator from the above table. The speed can be determined.

また、このようなテーブルとしてローラ本体26の回転速度をモデル材回収用、サポート材回収用に、別個の値(2値)を持つことにより、それぞれの樹脂に適した回転速度で樹脂を回収し、モデル材MAとサポート材SAの界面の混入を軽減できる。   Further, as such a table, the rotation speed of the roller body 26 has different values (binary values) for the model material collection and the support material collection, so that the resin can be collected at a rotation speed suitable for each resin. In addition, mixing of the interface between the model material MA and the support material SA can be reduced.

なお図1、図2の例では、ローラ回転速度制御手段12を制御手段10と統合している。このような制御手段10は、MPUなどで構成できる。ただ、ローラ回転速度制御手段と制御手段とを別部材としてもよいことは言うまでもない。   In the example of FIGS. 1 and 2, the roller rotation speed control means 12 is integrated with the control means 10. Such a control means 10 can be constituted by an MPU or the like. However, it goes without saying that the roller rotation speed control means and the control means may be separate members.

以下、この手順を図10(a)〜(d)の模式図及び図11のフローチャートに基づいて説明する。まずステップS1101で、図10(a)に示すように、サポート材SAを吐出する。次にステップS1102で、図10(b)に示すようにサポート材SAに適した回転速度aでローラ本体26を回転させて押圧する。その後、サポート材SAを硬化させる。さらにステップS1103で、図10(c)に示すようにモデル材MAを吐出する。そしてステップS1104で、図10(d)に示すようにモデル材MAに適した回転速度bでローラ部25を回転させながら押圧する。このように、サポート材SA、モデル材MAとして利用する各樹脂の物理的特性に応じて、それぞれの樹脂を回収する際のローラ部25の回転速度を変えることで、造形物のモデル材MAとサポート材SAとの界面の混ざりを軽減することができる。ここで樹脂の物理的特性としては、樹脂の粘度や表面張力が利用できる。ただし、ローラ部25の回転速度を変化させる別の要因としては、上述したように樹脂の物理的特性の他に、ヘッドの移動速度、単位時間当たりの樹脂の吐出量、つまり1スライスの厚みが挙げられる。たとえば、本発明ではモデル材とサポート材の各層の成形を別々の工程で行うことを前提としている。このような工程で造形を行う場合は、単位時間当たりの吐出量を造形速度及び造形精度の観点から適切に定めることができる。たとえば、サポート材は後工程において除去されるものであるため、モデル材ほど造形精度が求められない。したがって、モデル材に対して、サポート材の単位時間当たりの吐出量を増やして造形を行うことにより造形速度を高めることができる。ローラ部25の回転速度は、これら造形速度及び造形精度の観点から、モデル材およびサポート材を掻き取る際に適切に設定されることが好ましい。
(評価試験)
Hereinafter, this procedure will be described with reference to the schematic diagrams of FIGS. 10A to 10D and the flowchart of FIG. First, in step S1101, the support material SA is discharged as shown in FIG. In step S1102, the roller body 26 is rotated and pressed at a rotation speed a suitable for the support material SA as shown in FIG. Thereafter, the support material SA is cured. In step S1103, the model material MA is discharged as shown in FIG. In step S1104, the roller unit 25 is pressed while rotating at a rotational speed b suitable for the model material MA as shown in FIG. In this way, by changing the rotational speed of the roller portion 25 when collecting each resin according to the physical characteristics of each resin used as the support material SA and the model material MA, Mixing of the interface with the support material SA can be reduced. Here, as the physical characteristics of the resin, the viscosity and surface tension of the resin can be used. However, as another factor for changing the rotation speed of the roller portion 25, in addition to the physical characteristics of the resin, as described above, the moving speed of the head, the amount of resin discharged per unit time, that is, the thickness of one slice. Can be mentioned. For example, in the present invention, it is assumed that the layers of the model material and the support material are formed in separate steps. When performing modeling in such a process, the discharge amount per unit time can be appropriately determined from the viewpoint of modeling speed and modeling accuracy. For example, since the support material is removed in a subsequent process, modeling accuracy is not required as much as the model material. Therefore, the modeling speed can be increased by modeling the model material by increasing the discharge amount per unit time of the support material. The rotational speed of the roller portion 25 is preferably set appropriately when scraping off the model material and the support material from the viewpoint of these modeling speed and modeling accuracy.
(Evaluation test)

ここで、本実施例の有効性を確認するための評価試験として、図12に示す造形物をローラ本体26の回転速度(回転数)を変化させて作成し、サポート材除去後の造形物を比較した。この結果を表1、表2に示す。表1は、モデル材MAの回収を主眼として回転数を469〜1125ppsに変化させた状態を、また表2は、サポート材SAの回収を主眼として回転数を375〜1125ppsに変化させた状態を、それぞれ示している。ここで用いたモデル材MAの粘度は45mPa・s、表面張力は30mN/mであり、またサポート材SAの粘度は80mPa・s、表面張力は34mN/mである。また造形した造形物は、図12に示すように厚さが数百μmの薄壁を離間させて4枚直立させており、周囲にはサポート材SAを配置している。このような薄壁を、ローラ本体26の回転数を変化させて造形した結果を表1、表2に示しており、これらの表において、薄壁が直立できているものは○、薄壁がやや曲がっているものは△、薄壁が大きく変形している、もしくは造形できていないものは×を示している。この結果から、モデル材、サポート材で最適な回転数はそれぞれ異なっており、樹脂の特性に応じて回転速度を変化させることが有効であることが確認された。

Figure 2013067118
Figure 2013067118
Here, as an evaluation test for confirming the effectiveness of the present embodiment, the modeled object shown in FIG. 12 is created by changing the rotation speed (rotation number) of the roller body 26, and the modeled object after the support material is removed is prepared. Compared. The results are shown in Tables 1 and 2. Table 1 shows the state in which the rotational speed was changed to 469 to 1125 pps, mainly for the recovery of the model material MA, and Table 2 shows the state in which the rotational speed was changed to 375 to 1125 pps, mainly for the recovery of the support material SA. , Respectively. The model material MA used here has a viscosity of 45 mPa · s and a surface tension of 30 mN / m, and the support material SA has a viscosity of 80 mPa · s and a surface tension of 34 mN / m. In addition, as shown in FIG. 12, the modeled object is made up of four sheets with a thin wall having a thickness of several hundreds μm spaced apart, and a support material SA is arranged around the object. The results of modeling such a thin wall by changing the number of rotations of the roller body 26 are shown in Tables 1 and 2. In these tables, the thin wall is upright and the thin wall is Slightly bent is indicated by Δ, and thin walls are greatly deformed or not formed by ×. From these results, it was confirmed that the optimum rotational speeds of the model material and the support material are different, and it is effective to change the rotational speed according to the characteristics of the resin.
Figure 2013067118
Figure 2013067118

このように、モデル材とサポート材という2種類の樹脂を、異なる時期に回収すると共に、回収の際のローラ本体の回転速度をそれぞれの樹脂に合わせて最適化することで、造形物のモデル材とサポート材との界面の混ざりを軽減できる。特にモデル材とサポート材とを個別に硬化させることで、これらモデル材、サポート材の回収時に、ローラ本体の回転数を変化させることが可能となり、各樹脂の物理的特性に応じて樹脂余剰分を回収することで、樹脂界面の混合を抑制して高品質な造形物を得ることが可能となる。
(吐出制御手段13)
In this way, two types of resin, model material and support material, are collected at different times, and the rotational speed of the roller body at the time of collection is optimized according to each resin, thereby modeling the model material Can reduce the mixing of the interface with the support material. In particular, by individually curing the model material and the support material, it is possible to change the number of rotations of the roller body when the model material and the support material are collected, and the resin surplus depending on the physical characteristics of each resin. It is possible to obtain a high-quality molded article by suppressing mixing of the resin interface.
(Discharge control means 13)

図1、図2に示す制御手段10は、吐出制御手段13を備えている。吐出制御手段13は、造形物の最上面に位置する樹脂、又は樹脂の種類が切り替わる異種造形材界面に位置する樹脂を含むスライスよりも下方のスライスで、樹脂を吐出しないように造形材吐出手段を制御する。またこの吐出制御手段13は、後述する造形物データから吐出データを作成する際に、造形物の垂直方向において、中空部ESを生成する中空部生成手段としても機能する。このように、積層方向の中間に造形材の吐出量を抑えた中空部を設けることで、最上面又は異種造形材界面のモデル材MA又はサポート材SAは、本来の位置よりも下方に造形される結果、余剰樹脂の回収時にローラ部25に接触しないため、このローラ部25によって筋や皺が生じることを回避でき、造形材の表面仕上げを綺麗にできる。   The control means 10 shown in FIGS. 1 and 2 includes a discharge control means 13. The discharge control means 13 is a molding material discharge means so as not to discharge the resin in a slice below the slice including the resin located on the uppermost surface of the modeled object or the resin located at the interface of the different type of modeling material where the type of resin is switched. To control. The discharge control means 13 also functions as a hollow part generating means for generating the hollow part ES in the vertical direction of the modeled object when generating the discharge data from the modeled object data described later. In this way, by providing a hollow portion that suppresses the discharge amount of the modeling material in the middle of the stacking direction, the model material MA or the support material SA on the uppermost surface or the different type modeling material interface is modeled below the original position. As a result, since the roller portion 25 is not contacted when the excess resin is collected, it is possible to avoid the generation of streaks and wrinkles by the roller portion 25 and to clean the surface finish of the modeling material.

従来、造形物のすべての積層面に対してローラ部を押し当てて、余分な樹脂を掻き取ることで造形物の精度を実現していた。この場合は、造形物の表面となる部分についてもローラ部が接触するため、造形物表面に、ローラ本体の凹凸に起因する波模様や、ローラ本体26表面の筋が転写されてしまうという問題があった。   Conventionally, the accuracy of the shaped object has been realized by pressing the roller portion against all the laminated surfaces of the shaped object and scraping off excess resin. In this case, since the roller portion also comes into contact with the portion that becomes the surface of the modeled object, there is a problem that the wave pattern resulting from the unevenness of the roller body and the streaks on the surface of the roller body 26 are transferred to the modeled object surface. there were.

これに対して本実施例では、造形物の表面や樹脂の切り替わる異種造形材界面で、ローラ部25を接触させないように樹脂の吐出を制限する。すなわち、表面や界面では吐出を行う一方で、その下面の層を一層分抜き取ることで、造形物の表面や異種造形材界面では樹脂表面にローラ部25が接触しないようにする。樹脂表面は、ローラ本体26を接触させる前は平滑であることから、表面や切り替わりの界面ではローラ本体26と離間させることで回収を行わせずに造形の精度を維持し、造形物の表面状態を改善する。具体的には、吐出制御手段13によって、表面状態改善機能を実現する。
(表面状態改善機能)
On the other hand, in the present embodiment, the discharge of the resin is limited so that the roller portion 25 is not brought into contact with the surface of the modeled object or the interface between different types of modeling materials where the resin is switched. That is, while discharging is performed on the surface and the interface, the roller portion 25 is prevented from coming into contact with the resin surface at the surface of the modeled object or at the interface between the different types of modeling materials by removing a part of the lower layer. Since the resin surface is smooth before the roller main body 26 is brought into contact with the roller main body 26, the accuracy of modeling is maintained without separation by separating from the roller main body 26 at the surface or switching interface, and the surface state of the molded object To improve. Specifically, a surface state improvement function is realized by the discharge control means 13.
(Surface condition improvement function)

図13に示す造形物を例に挙げて、本実施例の表面状態改善機能が適用される場所を示す。この例では、上から、斜線で示す造形物の一番上の面A、その下方側であって、サポート材SAからモデル材MAに切り替わる面B、及びさらにその下方側であって、モデル材MAからサポート材SAに切り替わる面Cが、それぞれ対象となる。B及びCはいずれも、サポート材SAを除去したときにモデル材MAの表面となる。ここで、造形物の最上面は、モデル材MAの表面となることから、筋や皺などが表面に生じると目立つこととなる。このため、樹脂の最表面にはローラ部25を当接させないことで造形物表面に模様が形成されるのを回避する。このため、造形物の表面となる部分を持つ層から、任意の層数下方の層を造形する際に、造形物の表面となる部分の直下にあたる部分のみ、吐出を行わないようにする。このような吐出制御は、吐出制御手段13が行う。ここで任意の層数は、樹脂の吐出量、積層厚などに基づいて決定される。   The place where the surface state improvement function of a present Example is applied is shown by taking the modeled object shown in FIG. 13 as an example. In this example, from the top, the uppermost surface A of the modeled object indicated by diagonal lines, the lower side thereof, the surface B where the support material SA switches from the model material MA, and the lower side thereof, the model material Surfaces C that switch from the MA to the support material SA are the targets. Both B and C become the surface of the model material MA when the support material SA is removed. Here, since the uppermost surface of the modeled object is the surface of the model material MA, it becomes noticeable when streaks, wrinkles, etc. are generated on the surface. For this reason, the roller portion 25 is not brought into contact with the outermost surface of the resin, thereby avoiding the formation of a pattern on the surface of the molded article. For this reason, when modeling a layer below an arbitrary number of layers from a layer having a part to be the surface of the modeled object, only the part directly below the part to be the surface of the modeled object is not discharged. Such discharge control is performed by the discharge control means 13. Here, the arbitrary number of layers is determined based on the discharge amount of the resin, the lamination thickness, and the like.

例えば、図14に示すような階段状の造形物に対して、表面状態改善機能を実行する様子を、図15〜図19に基づいて説明する。この造形物において、表面となるのは図中の破線で囲んだ部分である。そして、任意層数n=1とすると、吐出が行われない部分(「中空部ES」と呼ぶ。)は、図15に示すように造形物の左側に及び右側において、それぞれ最上層から1層下の、図中において白色の部分となる。   For example, a state in which the surface state improvement function is executed on a step-like shaped article as shown in FIG. 14 will be described with reference to FIGS. In this shaped article, the surface is a portion surrounded by a broken line in the figure. If the number of arbitrary layers n = 1, the portion where no ejection is performed (referred to as “hollow portion ES”) is one layer from the top layer on the left side and the right side of the modeled object as shown in FIG. The white part in the figure below.

なお、この例では吐出しない層(中空部ES)を1層としているが、複数層で吐出しないようにしても良い。   In this example, the layer that does not discharge (hollow part ES) is a single layer, but it may not be discharged in multiple layers.

図15に示す白色の部分を吐出しないことで、造形物の表面となる部分が所定の高さまで到達せず、ローラ部25が当たらないこととなる。図15において、左側の4層目を造形する場合を例に挙げると、3層目までの造形終了時点では図16に示す状態となる。この状態で図17に示すように4層目を吐出すると、中空部ESの上に吐出された分は、そうでない部分に比べ若干低くなる(図18)。この状態でローラ部25を印加すると、図19の右側部分の造形材にのみ当接し、前層で吐出されなかった左側部分の造形材には接触しない。このため造形材の左側の表面には、ローラ部25による模様が形成されず、滑らかな表面となる。その一方で、造形材の右側にはローラ部25が接触し、樹脂余剰分を回収して、造形精度が維持される。   By not discharging the white part shown in FIG. 15, the part which becomes the surface of a molded article does not reach a predetermined height, and the roller part 25 does not hit. In FIG. 15, taking the case of modeling the left fourth layer as an example, the state shown in FIG. 16 is reached at the end of modeling up to the third layer. When the fourth layer is ejected in this state as shown in FIG. 17, the amount ejected onto the hollow portion ES is slightly lower than the portion that is not (FIG. 18). If the roller part 25 is applied in this state, it will contact | abut only the modeling material of the right side part of FIG. 19, and will not contact the modeling material of the left side part which was not discharged by the front layer. For this reason, the pattern by the roller part 25 is not formed in the left surface of a modeling material, but it becomes a smooth surface. On the other hand, the roller portion 25 comes into contact with the right side of the modeling material, and the resin surplus is collected, so that the modeling accuracy is maintained.

このように中空部ESを設けることで、それ以降に造形される造形物には、数層の間、ローラ部25が当たらない状態が暫く続く。この間に造形が終了するように、層数や樹脂の吐出量を調整することで、造形物の最上面にローラ部25が当たらず、滑らかな表面状態に造形することができる。   By providing the hollow part ES in this way, a state in which the roller part 25 does not hit for several layers continues for a while in a model to be modeled thereafter. By adjusting the number of layers and the discharge amount of the resin so that the modeling is completed during this time, the roller portion 25 does not hit the top surface of the modeled object, and the model can be modeled in a smooth surface state.

また、以上は造形物の上面について説明したが、造形物の下面についても、同様の処理を行うことができる。造形物の下面(例えば図13においてBで示す面)では、その下に造形されているサポート材SAにもし凹凸や縞などの模様が形成されていれば、その上面に形成されるモデル材MAにも模様が転写されることとなる。これを回避するため、サポート材SAの上面を滑らかに造形しておくことで、モデル材MAの下面も滑らかに形成できる。具体的には、上記と同様、サポート材SAの積層に際しても、図20に示すように、サポート材SAの最上面から下方のスライスを抜き取る、中空部を形成する。ここでは、サポート材SAからモデル材MAに切り替わる層から、任意の層数nだけ下方のサポート材SAを吐出しない中空部ESを形成する。このようなサポート材SAを実際に吐出、造形すると、図21のようになる。この場合でも、サポート材SAの最上面層では、ローラ部25が当接しないため、滑らかな表面となる。よって、このサポート材SAの上面にさらにモデル材MAを造形しても、このモデル材MAとサポート材SAの異種造形材界面、すなわちモデル材MAの下面も、滑らかな面とできる。   Moreover, although the above demonstrated the upper surface of the molded article, the same process can be performed also about the lower surface of a molded article. On the bottom surface of the modeled object (for example, the surface indicated by B in FIG. 13), if the support material SA that is modeled thereunder has a pattern such as irregularities and stripes, the model material MA formed on the top surface The pattern will also be transferred. In order to avoid this, the lower surface of the model material MA can be formed smoothly by shaping the upper surface of the support material SA smoothly. Specifically, as described above, when the support material SA is stacked, as shown in FIG. 20, a hollow portion is formed by extracting a lower slice from the uppermost surface of the support material SA. Here, from the layer where the support material SA is switched to the model material MA, the hollow portion ES is formed in which the support material SA below the arbitrary number n of layers is not discharged. When such a support material SA is actually discharged and shaped, it becomes as shown in FIG. Even in this case, since the roller portion 25 does not come into contact with the uppermost layer of the support material SA, a smooth surface is obtained. Therefore, even if the model material MA is further formed on the upper surface of the support material SA, the interface between the different modeling materials between the model material MA and the support material SA, that is, the lower surface of the model material MA can be made smooth.

このように、モデル材MAやサポート材SAなどの造形物の表面にローラ部25を接触させないことによって、ローラ本体26によって生じる造形材表面の波模様や筋模様の無い、滑らかな造形物を造形することが可能となる。   In this way, by preventing the roller portion 25 from coming into contact with the surface of a modeled object such as the model material MA or the support material SA, a smooth modeled object having no wave pattern or streaks on the modeled material surface generated by the roller body 26 is modeled. It becomes possible to do.

さらに、造形途中の層を間引くことによって、副次的な効果も期待できる。すなわち、例えば、モデル材吐出ノズルやサポート材吐出ノズル等の吐出ノズルの間隔によって、筋が生じることがあるが、このような筋の影響を緩和できる。また、複数の吐出ノズルのいずれかが、詰まりなどの原因によって樹脂の吐出ができなくなる、いわゆる不吐ノズルが存在すると、同様に不吐のノズルの軌跡に沿って不吐筋が生じるところ、中空部ESを設けることで、このような不吐筋も目立たなくできる。これらは、吐出する層が間引かれることによって、図22に示すように、吐出された樹脂の着弾位置が通常より下方にずれる結果、着弾後の樹脂が広がりやすくなることで、皺や皺など凹凸が緩和されて、このような模様が際立たなくなるためである。このように、中空部ESを設けることで、造形材の表面に模様を表出させ難くする効果も期待できる。
(中空部ESの決定方法)
Furthermore, a secondary effect can be expected by thinning out a layer in the middle of modeling. That is, for example, a streak may occur depending on the interval between the discharge nozzles such as the model material discharge nozzle and the support material discharge nozzle, but the influence of such a streak can be reduced. In addition, when there is a so-called undischarge nozzle, in which any of the plurality of discharge nozzles cannot discharge the resin due to clogging or the like, an undischarge bar is similarly generated along the locus of the undischarge nozzle. By providing the part ES, such non-discharge muscles can be made inconspicuous. As shown in FIG. 22, the landing position of the discharged resin is shifted downward from the normal as a result of the thinning of the layers to be discharged. This is because the unevenness is relaxed and such a pattern does not stand out. Thus, by providing the hollow part ES, an effect of making it difficult to expose the pattern on the surface of the modeling material can be expected.
(Determination method of hollow part ES)

表面層から何層目に、中空部ESを形成するかについては、以下の2点を考慮して決定できる。すなわち、
(1)中空部ESに造形材が順次造形されていくことで、高低差が徐々に低減され、最終的にはローラ部25が接触できる高さに回復するが、このようなローラ部25との接触が生じるよりも前に、造形が終了するかどうか、及び
(2)中空部ESを設けた後、造形材を吐出することで、既に生じている模様等を十分に消去することができるか(例えば凹凸を埋めることができるか)、
の2点の条件を満たすように、吐出制御手段13が決定する。
(連続してローラ部25をかけない場合の実施例)
The number of layers from the surface layer to form the hollow portion ES can be determined in consideration of the following two points. That is,
(1) The modeling material is sequentially modeled in the hollow part ES, so that the height difference is gradually reduced, and finally the height of the roller part 25 can be contacted. Whether or not the modeling is finished before the contact of (2) occurs, and (2) after the formation of the hollow portion ES, by discharging the modeling material, it is possible to sufficiently erase the already generated pattern or the like (For example, can you fill in the unevenness),
The discharge control means 13 determines so as to satisfy these two conditions.
(Example in the case where the roller portion 25 is not continuously applied)

例えば図23(a)に示すように、造形材の表面がローラ部25によって既に大きく凹んでしまっているような場合や、不吐のノズルが重畳されることで、凹みが大きく成長されてしまったような場合、間引き層である中空部ESを形成後に、その上に吐出される層が1層では、この凹みを十分に埋めきれない場合がある。このような場合は、吐出を行わない層すなわち中空部を、表面の直下とせず、図23(b)に示すように、表面から下方に離れた位置に配置することが考えられる。このようにすることで、ローラ部25をかけない層が数層連続するので、図23(c)に示すように、穴を埋める効果が重畳されて、徐々に凹部が解消されて目立たなくできる。このように、中空部を設ける位置を、表面から下方に離間させることで、1層のみでは埋めきれない凸凹であっても、これを補填することが可能となる。
(吐出量制限)
For example, as shown in FIG. 23 (a), when the surface of the modeling material has already been greatly dented by the roller portion 25, or the undischarge nozzle is superimposed, the dent has grown greatly. In such a case, after forming the hollow portion ES which is a thinning layer, there is a case where one layer discharged on the hollow portion ES cannot sufficiently fill the recess. In such a case, it is conceivable that the layer that does not discharge, that is, the hollow portion, is not directly under the surface, but is disposed at a position spaced downward from the surface as shown in FIG. By doing so, several layers without applying the roller portion 25 are continuous, and as shown in FIG. 23 (c), the effect of filling the hole is superimposed, and the concave portion is gradually eliminated to make it inconspicuous. . In this way, by separating the position where the hollow portion is provided downward from the surface, it is possible to compensate for unevenness that cannot be filled with only one layer.
(Discharge limit)

また以上の例では、中空部を形成するために、スライス全体で樹脂を吐出しない方法について説明した。ただ、本発明において中空部はこのような構成に限られない。すなわち中空部を、完全に樹脂を吐出しない非吐出スライスとするのみならず、樹脂の吐出量を少なくした中空部することでも、同様に以降に積層された層の造形材にローラが当たらないようにすることも可能である。特に、樹脂の吐出量を制御可能な吐出ノズルを用いれば、このような樹脂量を減少させた層の造形が可能となる。樹脂の吐出量の制御は、例えば吐出ノズルが圧電素子に印加される電圧により制御される場合は、当該圧電素子に印加される電圧の電圧値、パルス幅、周波数等を変化することにより、単位時間当たりに吐出される樹脂量を調整することができる。この制御は、例えば吐出制御手段13により実行される。   Moreover, in the above example, in order to form a hollow part, the method of not discharging resin in the whole slice was demonstrated. However, in this invention, a hollow part is not restricted to such a structure. In other words, not only does the hollow portion not be a non-ejection slice that does not completely discharge the resin, but also the hollow portion with a reduced resin discharge amount prevents the roller from hitting the modeling material of the layers that are subsequently laminated. It is also possible to make it. In particular, if a discharge nozzle capable of controlling the discharge amount of resin is used, it is possible to form a layer in which such a resin amount is reduced. For example, when the discharge nozzle is controlled by the voltage applied to the piezoelectric element, the resin discharge amount can be controlled by changing the voltage value, pulse width, frequency, etc. of the voltage applied to the piezoelectric element. The amount of resin discharged per hour can be adjusted. This control is executed by, for example, the discharge control means 13.

ここで、このような吐出制限を行いながら各スライスを造形する手順を図24(a)〜(e)に示す。ここでは、図24(a)に示すように、スライスS1〜S7の計7層の積層において、図15と同様、スライスS3及びS6においてモデル材MAの吐出量を制限して中空部ES’を形成している。換言すると、中空部ES’を、完全に造形材を吐出しないブロックとするのでなく、造形材の吐出量を少なくし、中空部ES’の容積を上記の中空部ESの例よりも若干小さくしている。   Here, the procedure for modeling each slice while performing such discharge restriction is shown in FIGS. Here, as shown in FIG. 24A, in the lamination of a total of seven layers of slices S1 to S7, the discharge amount of the model material MA is limited in slices S3 and S6 so as to define the hollow portion ES ′ in the slices S3 and S6. Forming. In other words, the hollow portion ES ′ is not a block that does not completely discharge the modeling material, but the discharge amount of the modeling material is reduced, and the volume of the hollow portion ES ′ is slightly smaller than the above-described example of the hollow portion ES. ing.

まず図24(b)に示すように、スライスS1〜S2までの2層について、モデル材MAを順次吐出、硬化させ、ブロックB1、B2を積層させる。そしてスライスS3の吐出において、ブロックB2上に吐出されるモデル材MAの量が、右側においては通常のままとしつつ(ブロックB3)、左側の領域においては通常のスライスよりも少なくなるように制限する(ブロックB3’)。この状態でローラ本体26を印加すると、右側のモデル材MAのブロックB3については余剰分の樹脂が回収される一方、左側のモデル材MAについてはローラ本体26がブロックB3’に接触しない。このため、ブロックB3’の表面において、ローラ本体26の凹凸の転写や皺の発生が回避される。   First, as shown in FIG. 24B, the model material MA is sequentially discharged and cured for the two layers from the slices S1 to S2, and the blocks B1 and B2 are stacked. Then, in discharging the slice S3, the amount of the model material MA discharged onto the block B2 is limited to be normal on the right side (block B3), but smaller than the normal slice in the left region. (Block B3 ′). When the roller body 26 is applied in this state, excess resin is recovered for the block B3 of the right model material MA, while the roller body 26 does not contact the block B3 'for the left model material MA. For this reason, the unevenness of the roller body 26 and the generation of wrinkles are avoided on the surface of the block B3 '.

次にスライスS4の積層において、図24(c)に示すように、ブロックB3上にモデル材MAが通常の量だけ吐出され(ブロックB4)、またブロックB3’上には同様にモデル材MAが吐出される(ブロックB4’)。その後ローラ本体26がブロックB4に印加されるが、この状態でも未硬化のブロックB4’にローラ本体26は接触しない。ここでブロックB4’のモデル材MAの余剰分が掻き取られない結果、ブロックB4’は通常のスライスよりも厚く積層されて、造形物の左側における最終的なモデル材層の高さは、図24(a)と比べ、若干低下するものの、図18と比較すれば、その差は小さくなる。   Next, in the stacking of the slices S4, as shown in FIG. 24C, the model material MA is discharged on the block B3 by a normal amount (block B4), and the model material MA is similarly applied on the block B3 ′. The ink is discharged (block B4 ′). Thereafter, the roller body 26 is applied to the block B4, but the roller body 26 does not contact the uncured block B4 'even in this state. Here, as a result of the excess of the model material MA of the block B4 ′ being not scraped off, the block B4 ′ is laminated thicker than a normal slice, and the final height of the model material layer on the left side of the model is shown in FIG. Compared to FIG. 18, the difference is small although it is slightly lower than 24 (a).

さらに図24(d)に示すように、スライスS5のモデル材MAがブロックB4上に吐出され、ブロックB5が積層される。そしてスライスS6において、ブロックB5上にモデル材を吐出する際、樹脂の吐出量を制限してブロックB6’を薄く積層する。この状態では、ローラ本体26は本来の高さ位置で回転するため、ブロックB6’の上面に接触しない。この結果、ローラ本体26の押圧による皺などの発生が阻止される。   Further, as shown in FIG. 24D, the model material MA of the slice S5 is discharged onto the block B4, and the block B5 is laminated. Then, in the slice S6, when the model material is discharged onto the block B5, the block B6 'is thinly laminated by limiting the resin discharge amount. In this state, the roller body 26 rotates at the original height position, so that it does not contact the upper surface of the block B6 '. As a result, generation of wrinkles due to the pressing of the roller body 26 is prevented.

そして図24(e)に示すように、最後にスライスS7においてモデル材MAが吐出される(ブロックB7’)。この状態でも、ブロックB7’の表面はローラ本体26と接触しないため、最表面のモデル材に皺等が転写されることが回避される。   Then, as shown in FIG. 24E, finally, the model material MA is discharged in the slice S7 (block B7 '). Even in this state, since the surface of the block B7 'does not come into contact with the roller body 26, it is possible to prevent wrinkles and the like from being transferred to the outermost model material.

このように、中空部ES’は、一スライスにおいて吐出を完全に停止したものに限定されず、吐出量を制限することでも形成できる。換言すると、吐出量を少なくして形成される中空部ES’であっても、未硬化又は流動性のある状態の樹脂をローラ本体と接触させないように離間させることができれば足りる。したがって本発明においては、このような吐出量を少なくしたブロックも中空部に包含する。
(中空部ESの決定)
As described above, the hollow portion ES ′ is not limited to the one in which the discharge is completely stopped in one slice, and can be formed by limiting the discharge amount. In other words, even if the hollow portion ES ′ is formed with a small discharge amount, it is sufficient if the uncured or fluid resin can be separated so as not to contact the roller body. Therefore, in the present invention, such a block with a reduced discharge amount is also included in the hollow portion.
(Determination of hollow part ES)

中空部の位置、すなわち造形材を間引く位置の決定は、上述の通り吐出制御手段13が行う。ここで、吐出制御手段13が中空部の位置を決定する手順の一例を説明する。上述の通り、中空部を設けた部位については、この上に吐出される樹脂は他のスライスに比べ、高さが低くなる結果、ローラ部25に接触せず、表面を平滑に維持できる。その一方で、スライスの積層を繰り返す内、高低差が徐々に少なくなって、最終的にはローラ部25に接触するようになる。そこで、最上面又は異種造形材界面までスライスが積層されても、中空部を設けた部位の上面ではローラ部25に接触しないことを限度として、中空部の位置、すなわち最上面又は異種造形材界面から何層下に設けるかを、吐出制御手段13が演算する。例えば、最上面又は異種造形材界面から1〜10スライス分下方に、中空部の位置を設定する。好ましくは1スライス下とする。   The position of the hollow portion, that is, the position to thin out the modeling material is determined by the discharge control means 13 as described above. Here, an example of the procedure by which the discharge control means 13 determines the position of the hollow portion will be described. As described above, as for the portion provided with the hollow portion, the resin discharged thereon has a lower height than the other slices. As a result, the surface does not come into contact with the roller portion 25 and can be kept smooth. On the other hand, while repeating the stacking of slices, the height difference gradually decreases and finally comes into contact with the roller portion 25. Therefore, even if slices are stacked up to the uppermost surface or the heterogeneous modeling material interface, the position of the hollow portion, that is, the uppermost surface or the heterogeneous modeling material interface, as long as the upper surface of the portion where the hollow portion is provided does not contact the roller portion 25 The discharge control means 13 calculates how many layers are provided below. For example, the position of the hollow portion is set 1 to 10 slices below from the uppermost surface or the heterogeneous modeling material interface. Preferably, it is one slice below.

例えばモデル材MAを積層した部位に中空部を設ける場合、その表面又は異種造形材界面からn層目に中空部を設けるとした場合には、以下の条件をすべて満たすように演算する。
(1)中空部の1層上がモデル材MAである。
(2)中空部のn層上がモデル材MAである。
(3)中空部のn+1層上が空白(すなわち、これ以上の造形材がない、最表面であること)、又はサポート材SA(すなわち、モデル材MAとサポート材SAとの異種造形材界面であること)である。
For example, when a hollow portion is provided in a portion where the model material MA is laminated, and the hollow portion is provided in the nth layer from the surface or the interface of the different shaped material, the calculation is performed so as to satisfy all of the following conditions.
(1) One layer on the hollow portion is the model material MA.
(2) The n-layer on the hollow portion is the model material MA.
(3) The n + 1 layer of the hollow part is blank (that is, there is no more modeling material, it is the outermost surface), or the support material SA (that is, at the heterogeneous modeling material interface between the model material MA and the support material SA) That is).

以上の条件を満たす位置(n層)に、中空部を設ける。例えば、上述した図14に示す造形物に、図15に示すような中空部を設ける場合は、図25(a)の造形物データから図25(b)に示す吐出データを求めることとなる。この例では、中空部を設ける位置を表面から1層目(N=1)としているので、上記(1)と(2)は同じ条件となる。図25(b)の下から3層目のスライスS3に着目すれば、左側の部位は、n+1=2層上が空白となるので、(3)の条件も具備する。   A hollow portion is provided at a position (n layer) that satisfies the above conditions. For example, in the case where a hollow portion as shown in FIG. 15 is provided in the above-described shaped article shown in FIG. 14, the ejection data shown in FIG. 25B is obtained from the shaped article data in FIG. In this example, since the position where the hollow portion is provided is the first layer (N = 1) from the surface, the above conditions (1) and (2) are the same. If attention is paid to the slice S3 in the third layer from the bottom of FIG. 25B, the left portion is blank on the n + 1 = 2 layer, and therefore also satisfies the condition (3).

なお、モデル材が1層分抜き取られても、図25(b)に示すように各部位でモデル材MAが抜き取られるため、全体の比率としての変化分は極めて少ない。また、樹脂の上面や異種造形材界面ではローラ部25が接触しないことから、樹脂余剰分が回収されずにその分だけ厚く造形される結果、中空部ESは若干小さくなる。これらから、最終的に得られる造形物の厚さは、精度上ほぼ無視できるレベルとなる。   Even if one layer of the model material is extracted, the model material MA is extracted at each part as shown in FIG. 25B, so that the change in the overall ratio is very small. In addition, since the roller portion 25 does not come into contact with the upper surface of the resin or at the interface between different types of modeling material, the hollow portion ES is slightly reduced as a result of forming the resin thicker without collecting the surplus resin. From these, the thickness of the molded article finally obtained is a level that can be almost ignored in terms of accuracy.

ここで、吐出制御手段13が吐出データを生成する手順の一例を、図26のフローチャートに示す。まずステップS1201において、造形物データを取得する。造形物データは、例えばSTLファイル等で入力される。次にステップS1202において、造形物を造形するために必要なサポート材SAの領域を演算する。さらにステップS1203において、必要な補正処理等を行う。そしてステップS1204において、表面状態改善のための処理を行う(詳細は後述)。最後にステップS1205において、最終的な吐出データを生成する。このようにして生成された吐出データに従って、制御手段はヘッド部の造形物吐出手段を制御する。これによって、造形物の吐出が制御される。   Here, an example of a procedure by which the discharge control means 13 generates discharge data is shown in the flowchart of FIG. First, in step S1201, modeling object data is acquired. The model data is input, for example, as an STL file. Next, in step S1202, the region of the support material SA necessary for modeling the modeled object is calculated. In step S1203, necessary correction processing is performed. In step S1204, processing for improving the surface condition is performed (details will be described later). Finally, in step S1205, final ejection data is generated. In accordance with the ejection data generated in this way, the control unit controls the shaped article ejection unit of the head unit. Thereby, the ejection of the shaped object is controlled.

このように吐出制御手段13は、入力される造形物データに対して表面状態改善処理を行った吐出データを演算する。各スライスの吐出データは、例えば以下の論理演算を用いて決定できる。   Thus, the discharge control means 13 calculates the discharge data which performed the surface state improvement process with respect to the inputted modeling object data. The ejection data of each slice can be determined using the following logical operation, for example.

吐出データ=造形する層& ̄(造形する層&1層上&N層上& ̄N+1層上)   Discharge data = Modeling layer & tile (Modeling layer & layer 1 & layer N & layer N + 1 layer)

例として、図25(a)に示す造形材において、スライスS3を造形対象の層とすると、図27(a)に示すスライスS3、S4、S5の3層で論理演算を行うこととなる。ここで、造形する層であるスライスS3は図27(b)のようになり、その1層上のスライスS4は図27(c)のようになり、N層上も同様に図27(c)となる。さらに ̄N+1層上であるスライス ̄S5は図27(d)のようになり、これらの論理和(消去する部分)は図27(e)のようになる。さらにその否定は図27(f)のようになり、これに造形する層である図27(g)のスライスS3との論理和を取ると、図27(h)のようになり、演算後のスライスS3’の吐出データが求められる。   As an example, in the modeling material shown in FIG. 25A, if the slice S3 is a layer to be modeled, a logical operation is performed in the three layers S3, S4, and S5 shown in FIG. Here, the slice S3 which is a layer to be shaped is as shown in FIG. 27B, the slice S4 on the one layer is as shown in FIG. 27C, and the N layer is similarly shown in FIG. 27C. It becomes. Further, the slice  ̄S5 on the  ̄N + 1 layer is as shown in FIG. 27 (d), and the logical sum (erase portion) of these is as shown in FIG. 27 (e). Further, the negation is as shown in FIG. 27 (f). When the logical sum with the slice S3 of FIG. 27 (g) which is a layer to be shaped is obtained, the result is as shown in FIG. 27 (h). The ejection data of the slice S3 ′ is obtained.

このような論理演算をすべての層に対して行うことで、各層の吐出データが取得できる。この結果、条件を満たす部分のみ吐出されない吐出データを作成することができる。   By performing such a logical operation on all layers, ejection data of each layer can be acquired. As a result, it is possible to create ejection data in which only a portion that satisfies the condition is not ejected.

以上の例では、中空部としてモデル材を抜き取る層数は、1層としているが、複数層を抜き取るようにすることも可能であることはいうまでもない。   In the above example, the number of layers from which the model material is extracted as the hollow portion is one, but it goes without saying that a plurality of layers can be extracted.

このように、造形物のデータから積層方向において一方の種類の造形材から他方の種類の造形材に変化する界面や最表面を抽出し、該抽出した界面から所定層離間した位置に樹脂を吐出しない、あるいは吐出量を制限した層を所定層設けた吐出データを生成することにより、造形物の表面にローラーが当たらないように造形を制御できる。この吐出データの生成は、設定データ作成装置1上で実行される。すなわち、設定データ作成装置1は造形物データに基づいて、中空部ESを含む吐出データを生成し、三次元造形装置100に送信する。なお、この吐出データの生成を、設定データ作成装置1から受信した造形物データに基づいて、三次元造形装置100で実行する構成とすることも可能である。いずれの場合も、造形物を構成するスライス毎の吐出パターンを記録した吐出データを記憶するための吐出データ記憶手段を備える。吐出データ記憶手段は、一時メモリや不揮発性メモリ等の記憶素子が利用できる。これによって、吐出データの加工によって表面状態改善機能を実現でき、三次元造形に関するハードウェア的な変更を不要とでき、既存の三次元造形装置に対して適用できる利点が得られる。
(三次元造形装置用の設定データ作成装置)
In this way, the interface or outermost surface that changes from one type of modeling material to the other type of modeling material in the stacking direction is extracted from the modeling object data, and the resin is discharged to a position separated by a predetermined layer from the extracted interface. Or by generating discharge data in which a predetermined layer is provided for a layer with a limited discharge amount, the modeling can be controlled so that the roller does not hit the surface of the model. The generation of the discharge data is executed on the setting data creation device 1. That is, the setting data creation device 1 generates discharge data including the hollow portion ES based on the modeling object data, and transmits the ejection data to the three-dimensional modeling device 100. In addition, it is also possible to employ a configuration in which the generation of the discharge data is executed by the three-dimensional modeling apparatus 100 based on the model data received from the setting data creation apparatus 1. In any case, a discharge data storage unit is provided for storing discharge data in which a discharge pattern for each slice constituting the modeled object is recorded. As the ejection data storage means, a storage element such as a temporary memory or a nonvolatile memory can be used. Thereby, the surface state improvement function can be realized by processing the discharge data, and a hardware change related to the three-dimensional modeling can be eliminated, and an advantage that can be applied to an existing three-dimensional modeling apparatus is obtained.
(Setting data creation device for 3D modeling equipment)

次に、このような三次元造形装置に造形物のデータを指示する設定データ作成装置について、図32のブロック図に基づいて説明する。この図に示す三次元造形装置用の設定データ作成装置1は、CADデータ等の三次元データを取得するための入力手段61と、取得された三次元データを、例えばSTL(Stereo Lithography Data)データに変換した三次元データにて規定される造形物を示すオブジェクトを三次元的に表示するための表示手段62と、造形パラメータを設定するためのパラメータ設定手段63と、設定された造形パラメータに従ってオブジェクトの最適な姿勢と配置位置を演算する演算手段64と、演算手段64で演算された最適姿勢及び最適位置をユーザが微調整したり、あるいは所望の位置、姿勢を手動で調整するための調整手段65と、決定された姿勢及び位置に従って三次元造形装置を駆動する設定データを、三次元造形装置が読み込めるデータ形式に変換して、三次元造形装置側に出力するための出力手段66とを備える。   Next, a setting data creation device for instructing such three-dimensional modeling apparatus to provide data of a model will be described based on the block diagram of FIG. The setting data creation device 1 for a 3D modeling apparatus shown in this figure includes an input means 61 for acquiring 3D data such as CAD data, and the acquired 3D data, for example, STL (Stereo Lithography Data) data. Display means 62 for three-dimensionally displaying an object that is defined by the three-dimensional data converted into the three-dimensional data, parameter setting means 63 for setting a modeling parameter, and an object according to the set modeling parameter Calculating means 64 for calculating the optimum posture and arrangement position, and adjusting means for the user to finely adjust the optimum posture and optimum position calculated by the computing means 64 or to manually adjust the desired position and posture. 65, the setting data for driving the 3D modeling apparatus according to the determined posture and position are converted into a data format that can be read by the 3D modeling apparatus. To, and output means 66 for outputting the 3D modeling apparatus.

また上述の通り、三次元造形装置の一例として、インクジェット方式の三次元造形装置に対して、三次元状の造形物の設定データを送出する設定データ作成装置を説明するが、この設定データ作成装置は、利用する三次元造形装置をインクジェット方式に特定するものでなく、他の方式でもUV硬化型樹脂や熱可塑性樹脂を用いる三次元造形装置であれば有効な手法である。
(吐出制御手順)
In addition, as described above, as an example of the three-dimensional modeling apparatus, a setting data creating apparatus that sends setting data of a three-dimensional shaped object to the inkjet three-dimensional modeling apparatus will be described. Does not specify the three-dimensional modeling apparatus to be used as an inkjet system, and is an effective technique as long as it is a three-dimensional modeling apparatus that uses a UV curable resin or a thermoplastic resin even in other systems.
(Discharge control procedure)

また、以上の例では造形物データから吐出データを生成する手順を説明した。ただ、造形物のデータそのものは変更することなく、実際に造形を行う造形材吐出手段で造形材を吐出する際に、吐出の可否を判別して部分的に造形材の吐出を禁止するよう制御することで、実質上、部分的なブロックの抜き取りを実現してもよい。この場合は、吐出制御手段13等の制御手段において、造形材吐出手段の吐出動作を制限する。この方法であれば、吐出データを別途加工することなく、造形材吐出手段で直接吐出制御を行うことでも、造形材である樹脂の切り替わりからn層分の樹脂を吐出しないようにして、樹脂の誤回収を回避できる。   Moreover, the procedure which produces | generates discharge data from modeling object data was demonstrated in the above example. However, without changing the data of the modeling object itself, when discharging the modeling material with the modeling material discharging means that actually performs modeling, control is performed to determine whether discharge is possible and to partially prohibit the discharging of the modeling material By doing so, a partial block extraction may be realized. In this case, the control unit such as the discharge control unit 13 limits the discharge operation of the modeling material discharge unit. If this method is used, it is possible to directly control the discharge with the modeling material discharge means without separately processing the discharge data, so that the resin of n layers is not discharged from the switching of the resin as the modeling material. Incorrect collection can be avoided.

以上のように、本発明においては、与えられた造形物データを加工して中空部を形成するデータ処理に限られず、未加工の造形物データを利用しつつ、実際の造形の際に中空部が存在するのと同様の制御を行う方法も利用できる。すなわち、データ設定装置側で生成される、中空部を含まない造形物データに基づいて、三次元造形装置側で実際に造形する際、三次元造形装置が、所定の条件に従って、仮想的に中空部を形成したのと同様な造形材の吐出制限を行う。例えば、樹脂の種別が切り替わる異種界面の下方において、樹脂の吐出を止める又は吐出量を制限する。この場合は、造形物データの加工は不要であり、既存の造形物データに従って造形を行いつつも、実際の造形時においては仮想的に中空部を形成したのと同様のパターンで樹脂を吐出することによって、最終造形物の表面に皺や凹凸が表出する事態を回避できる。このように、本発明は中空部を必ずしも造形物データ中に含める必要は無く、最終的に三次元造形装置で造形する際に、造形材の種別の切り替わる異種界面の下方で樹脂の吐出を止める又は吐出量を少なくするように制御できれば足りる。よって本発明は、データ上で中空部を生成するソフトウェア的な制御方法に加え、ハードウェア的に樹脂の吐出量を制限する制御方法をも包含する。このように、造形物データから吐出データを作成する際のデータ処理によって中空部ESを形成する方法、又は造形物データを変更することなく、造形材吐出手段等のハードウェアの動作を直接操作する方法のいずれにおいても、所定数のスライスを除去した造形が可能となり、最終造形物として残るモデル材を維持しつつ、誤回収による品質低下や樹脂回収のトラブルを回避できる。
(同時造形)
As described above, in the present invention, the processing is not limited to the data processing for processing the given modeling object data to form the hollow part, and the hollow part is used in actual modeling while using the raw processing object data. It is also possible to use a method for performing the same control as in That is, when actually modeling on the 3D modeling apparatus side based on the modeling object data generated on the data setting apparatus side and not including the hollow portion, the 3D modeling apparatus is virtually hollow according to predetermined conditions. The discharge of the molding material is restricted in the same manner as the part is formed. For example, the discharge of the resin is stopped or the discharge amount is limited below the heterogeneous interface where the type of the resin is switched. In this case, it is not necessary to process the modeled data, and while performing modeling according to the existing modeled data, the resin is discharged in the same pattern as when the hollow part was virtually formed during actual modeling. Thus, it is possible to avoid a situation in which wrinkles and irregularities appear on the surface of the final modeled object. Thus, in the present invention, it is not always necessary to include the hollow portion in the modeling object data, and when finally modeling with the three-dimensional modeling apparatus, the discharge of the resin is stopped below the heterogeneous interface where the type of the modeling material is switched. Alternatively, it is sufficient if control can be performed so as to reduce the discharge amount. Therefore, the present invention includes a control method for limiting the amount of resin discharged in hardware in addition to a software control method for generating a hollow portion on data. In this way, the operation of the hardware such as the modeling material discharge means is directly operated without changing the method of forming the hollow portion ES by the data processing when creating the ejection data from the modeling object data, or the modeling object data. In any of the methods, modeling in which a predetermined number of slices are removed is possible, and while maintaining the model material remaining as a final modeled object, it is possible to avoid quality degradation due to erroneous recovery and troubles in resin recovery.
(Simultaneous modeling)

さらに、以上の例ではモデル材とサポート材を、同時に造形する同時造形の他、それぞれを個別に造形する個別造形とすることもできる。同時造形の場合は、ヘッド部の一回の走査で、モデル材とサポート材とが吐出され、各スライスにおいてモデル材とサポート材が同時に造形される。この場合は、モデル材とサポート材を同じ走査で造形できるため、造形時間の短縮化が図られる。一方、個別造形の場合は、ヘッド部の一回の走査で、モデル材又はサポート材のいずれか一方の造形材のみを吐出し、硬化させ、次回の走査では他方の造形材を吐出、硬化させる動作を繰り返す。この方法によれば、モデル材MAとサポート材SAとが同一スライスにおいて隣接する垂直方向の界面において、未硬化又は流動性のある樹脂同士が混ざり合って表面状態が悪くなる事態を回避できる。これら、同時造形、個別造形のいずれにおいても、上述した表面状態改善処理を行うことで、上面や異種造形材界面の下方において中空部を設けることで、ローラ部の接触による表面の筋や皺などを回避できる。   Furthermore, in the above example, the model material and the support material can be individually modeled separately, in addition to the simultaneous modeling that models simultaneously. In the case of simultaneous modeling, the model material and the support material are discharged by one scan of the head portion, and the model material and the support material are simultaneously modeled in each slice. In this case, since the model material and the support material can be modeled by the same scanning, the modeling time can be shortened. On the other hand, in the case of individual modeling, only one modeling material of the model material or the support material is discharged and cured in one scan of the head portion, and the other modeling material is discharged and cured in the next scanning. Repeat the operation. According to this method, it is possible to avoid a situation in which the uncured or fluid resin is mixed and the surface state is deteriorated at the interface in the vertical direction where the model material MA and the support material SA are adjacent to each other in the same slice. In both of these simultaneous modeling and individual modeling, the surface condition improvement process described above is performed, and a hollow portion is provided below the upper surface or the interface of the different type modeling material, thereby causing surface streaks, wrinkles, etc. Can be avoided.

本発明の三次元造形装置、三次元造形方法、三次元造形装置用の設定データ作成装置、三次元造形装置用の設定データ作成プログラム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、インクジェット方式で紫外線硬化樹脂を積層した三次元造形に好適に利用できる。   3D modeling apparatus, 3D modeling method, setting data creation apparatus for 3D modeling apparatus, setting data creation program for 3D modeling apparatus, and computer-readable recording medium are ultraviolet curable resin by inkjet method Can be suitably used for three-dimensional modeling in which layers are stacked.

100…三次元造形システム
1…設定データ作成装置
2、2’…三次元造形装置
10…制御手段
12…ローラ回転速度制御手段
13…吐出制御手段
20…ヘッド部;20A…吐出ヘッドユニット;20B…回収硬化ヘッドユニット
21…モデル材吐出ノズル
22…サポート材吐出ノズル
23…ノズル列
24…硬化手段
25…ローラ部
26…ローラ本体
27…ブレード
28…バス
29…吸引パイプ
30…ヘッド移動手段
31…XY方向駆動部
32、32’…Z方向駆動部
40…造形プレート
43…X方向移動レール
44…Y方向移動レール
45…レールガイド
61…入力手段
62…表示手段
63…パラメータ設定手段
64…演算手段
65…調整手段
66…出力手段
MA…モデル材
SA…サポート材
ES…中空部
PC…コンピュータ
SB…オーバーハング支持部
D1…モデル材吐出ノズルの幅
D2…サポート材吐出ノズルの幅
DR…ローラ部の幅
DN…吐出ノズル全体の吐出幅
P1…前段の境界;P2…次段の境界
R1、R2…領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Three-dimensional modeling system 1 ... Setting data creation apparatus 2, 2 '... Three-dimensional modeling apparatus 10 ... Control means 12 ... Roller rotational speed control means 13 ... Discharge control means 20 ... Head part; 20A ... Discharge head unit; 20B ... Recovery curing head unit 21 ... model material discharge nozzle 22 ... support material discharge nozzle 23 ... nozzle row 24 ... curing means 25 ... roller section 26 ... roller body 27 ... blade 28 ... bus 29 ... suction pipe 30 ... head moving means 31 ... XY Direction driving unit 32, 32 '... Z direction driving unit 40 ... Modeling plate 43 ... X direction moving rail 44 ... Y direction moving rail 45 ... Rail guide 61 ... Input means 62 ... Display means 63 ... Parameter setting means 64 ... Calculation means 65 ... Adjusting means 66 ... Output means MA ... Model material SA ... Support material ES ... Hollow part PC ... Computer SB ... Over Width DN ... discharge width P1 ... preceding the boundary of the entire discharge nozzle width DR ... roller portion in the width D2 ... support material discharge nozzle of the ring supporting portion D1 ... model material discharge nozzle; P2 ... next boundary R1, R2 ... region

Claims (18)

造形プレート(40)上に、造形材として、
最終的な造形物となるモデル材(MA)と、
前記モデル材(MA)が張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材(SA)と、
を少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを層状に生成し、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形装置であって、
造形物を載置するための前記造形プレート(40)と、
前記モデル材(MA)を吐出するためのモデル材吐出ノズル(21)、及び前記サポート材(SA)を吐出するためのサポート材吐出ノズル(22)を、それぞれ一方向に複数個配列させた造形材吐出手段と、
回転自在に支承され、前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)が流動可能な状態でこれを上面から回転しながら押圧して、該モデル材(MA)又はサポート材(SA)の余剰分を掻き取るためのローラ部(25)と、
前記造形材吐出手段及びローラ部(25)を備えるヘッド部(20)と、
前記ヘッド部(20)を水平方向に往復走査させるための水平駆動手段と、
前記ヘッド部(20)と造形プレート(40)との高さ方向の相対位置を移動させるための垂直駆動手段と、
前記水平駆動手段を駆動させて、一スライス分の造形材を前記造形材吐出手段で吐出させ硬化させた上で、前記垂直駆動手段を駆動させて吐出位置を該硬化後のスライス上に移動させ、さらに次層のスライス分の造形材を吐出、硬化させてスライスを順次積層するよう制御する制御手段(10)と、
造形物の三次元データに対し、造形物の最表面に位置する前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を含むスライス、又は造形材の種類が切り替わる異種造形材界面に位置する前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を含むスライスよりも、一層以上下方に位置するスライスにおいて、該スライスに含まれる前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を吐出しない又は吐出量を減少させた中空部(ES)を生成する中空部生成手段と、
を備え、
前記造形材吐出手段は、造形対象のスライスに、前記中空部生成手段で生成された前記中空部(ES)を含む場合、該中空部(ES)に対応する位置に造形材を吐出しない又は吐出量を減少させて該スライスの造形を行うことを特徴とする三次元造形装置。
As a modeling material on the modeling plate (40),
Model material (MA) that will be the final model,
Supporting the projecting portion where the model material (MA) projects, and the support material (SA) finally removed,
By repeating the operation of ejecting while curing in at least one direction and curing this, slices having a predetermined thickness in the height direction are generated in layers, and the slices are stacked in the height direction. A three-dimensional modeling apparatus for modeling by
The modeling plate (40) for placing the modeled object;
Modeling in which a plurality of model material discharge nozzles (21) for discharging the model material (MA) and a plurality of support material discharge nozzles (22) for discharging the support material (SA) are arranged in one direction, respectively. Material discharge means;
The model material (MA) or the support material (SA) is supported in a rotatable manner and is pressed while rotating from the upper surface in a state where the model material (MA) or the support material (SA) is flowable, and the excess of the model material (MA) or the support material (SA). Roller part (25) for scraping off,
A head part (20) comprising the modeling material discharge means and the roller part (25);
Horizontal driving means for reciprocating the head portion (20) in the horizontal direction;
Vertical driving means for moving the relative position in the height direction of the head portion (20) and the modeling plate (40);
The horizontal driving means is driven, and the modeling material for one slice is discharged and cured by the modeling material discharging means, and then the vertical driving means is driven to move the discharge position onto the cured slice. Further, a control means (10) for controlling to sequentially stack the slices by discharging and curing the modeling material for the slice of the next layer,
For the three-dimensional data of the modeled object, the model material (MA) or the slice containing the support material (SA) located on the outermost surface of the modeled object, or the model material positioned at the interface of the different type of modeled material where the type of the modeled material is switched In the slice located more than the slice containing (MA) or the support material (SA), the model material (MA) or the support material (SA) contained in the slice is not discharged or the discharge amount is reduced. Hollow part generating means for generating a hollow part (ES),
With
When the modeling material discharge unit includes the hollow part (ES) generated by the hollow part generation unit in a slice to be modeled, the modeling material is not discharged or discharged to a position corresponding to the hollow part (ES). A three-dimensional modeling apparatus characterized by modeling the slice by reducing the amount.
請求項1に記載される三次元造形装置であって、さらに、
造形物を構成するスライス毎の吐出パターンを記録した吐出データを記憶するための吐出データ記憶手段を備えており、
前記制御手段(10)は、前記吐出データ記憶手段に記憶された吐出データに従って、造形対象のスライスに、前記中空部生成手段で生成された前記中空部(ES)を含む場合、該中空部(ES)に対応する位置に前記造形材吐出手段から造形材を吐出しない或いは吐出量を減少するよう制御して該スライスの造形を行い、
前記最表面又は異種造形材界面に位置するスライスの造形時に、前記中空部(ES)に対応する位置に吐出された造形材が前記ローラ部(25)により掻き取られないように、前記造形材吐出手段を制御することを特徴とする三次元造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, further comprising:
Equipped with a discharge data storage means for storing discharge data recording a discharge pattern for each slice constituting the modeled object,
When the control means (10) includes the hollow part (ES) generated by the hollow part generating means in a slice to be formed in accordance with the discharge data stored in the discharge data storage means, the hollow part ( ES) to form the slice by controlling to not discharge the modeling material from the modeling material discharge means to the position corresponding to ES) or to reduce the discharge amount,
The modeling material so that the modeling material discharged to the position corresponding to the hollow part (ES) is not scraped off by the roller part (25) during modeling of the slice located at the outermost surface or the heterogeneous modeling material interface A three-dimensional modeling apparatus characterized by controlling a discharge means.
請求項1に記載される三次元造形装置であって、
前記造形材吐出手段による各スライスの造形に際して、前記中空部生成手段は該スライス中に中空部(ES)を形成する必要があるかどうかを判定し、
中空部(ES)が含まれている場合は、前記制御部が、前記中空部生成手段で生成された前記中空部(ES)に対応する位置に前記造形材吐出手段から造形材を吐出しない又は吐出量を減少させてするよう制御することを特徴とする三次元造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1,
When modeling each slice by the modeling material discharge unit, the hollow part generation unit determines whether it is necessary to form a hollow part (ES) in the slice,
When the hollow part (ES) is included, the control unit does not discharge the modeling material from the modeling material discharging unit at a position corresponding to the hollow part (ES) generated by the hollow part generating unit or A three-dimensional modeling apparatus characterized by controlling the discharge amount to be reduced.
造形プレート(40)上に、造形材として、
最終的な造形物となるモデル材(MA)と、
前記モデル材(MA)が張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材(SA)と、
を少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを層状に生成し、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形装置であって、
造形物を載置するための前記造形プレート(40)と、
前記モデル材(MA)を吐出するためのモデル材吐出ノズル(21)、及び前記サポート材(SA)を吐出するためのサポート材吐出ノズル(22)を、それぞれ一方向に複数個配列させた造形材吐出手段と、
回転自在に支承され、前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)が流動可能な状態でこれを上面から回転しながら押圧して、該モデル材(MA)又はサポート材(SA)の余剰分を掻き取るためのローラ部(25)と、
前記造形材吐出手段及びローラ部(25)を備えるヘッド部(20)と、
前記ヘッド部(20)を水平方向に往復走査させるための水平駆動手段と、
前記ヘッド部(20)と造形プレート(40)との高さ方向の相対位置を移動させるための垂直駆動手段と、
前記水平駆動手段を駆動させて、一スライス分の造形材を前記造形材吐出手段で吐出させ硬化させた上で、前記垂直駆動手段を駆動させて吐出位置を該硬化後のスライス上に移動させ、さらに次層のスライス分の造形材を吐出、硬化させてスライスを順次積層するよう制御する制御手段(10)と、
造形物の最表面に位置する前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を含むスライス、又は造形材の種類が切り替わる異種造形材界面に位置する前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を含むスライスよりも、一層以上下方に位置するスライスにおいて、該スライスに含まれる前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を吐出しない又は吐出量を減少させるように前記造形材吐出手段を制御する吐出制御手段(13)と、
を備えることを特徴とする三次元造形装置。
As a modeling material on the modeling plate (40),
Model material (MA) that will be the final model,
Supporting the projecting portion where the model material (MA) projects, and the support material (SA) finally removed,
By repeating the operation of ejecting while curing in at least one direction and curing this, slices having a predetermined thickness in the height direction are generated in layers, and the slices are stacked in the height direction. A three-dimensional modeling apparatus for modeling by
The modeling plate (40) for placing the modeled object;
Modeling in which a plurality of model material discharge nozzles (21) for discharging the model material (MA) and a plurality of support material discharge nozzles (22) for discharging the support material (SA) are arranged in one direction, respectively. Material discharge means;
The model material (MA) or the support material (SA) is supported in a rotatable manner and is pressed while rotating from the upper surface in a state where the model material (MA) or the support material (SA) is flowable, and the excess of the model material (MA) or the support material (SA). Roller part (25) for scraping off,
A head part (20) comprising the modeling material discharge means and the roller part (25);
Horizontal driving means for reciprocating the head portion (20) in the horizontal direction;
Vertical driving means for moving the relative position in the height direction of the head portion (20) and the modeling plate (40);
The horizontal driving means is driven, and the modeling material for one slice is discharged and cured by the modeling material discharging means, and then the vertical driving means is driven to move the discharge position onto the cured slice. Further, a control means (10) for controlling to sequentially stack the slices by discharging and curing the modeling material for the slice of the next layer,
Slice containing the model material (MA) or support material (SA) located on the outermost surface of the modeled object, or the model material (MA) or support material (SA) located at the heterogeneous modeling material interface where the type of modeling material is switched In the slice located one layer or more lower than the slice including the model material (MA) or the support material (SA) included in the slice is not discharged, or the modeling material discharge unit is controlled so as to reduce the discharge amount Discharge control means (13) to perform,
A three-dimensional modeling apparatus comprising:
請求項4に記載される三次元造形装置であって、
前記吐出制御手段(13)は、造形物の最表面に位置する前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)、又は造形材の種類が切り替わる異種造形材界面に位置する前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)の直下に当たる部分のみ、モデル材(MA)又はサポート材(SA)の吐出を行わないように前記造形材吐出手段を制御することを特徴とする三次元造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus according to claim 4,
The discharge control means (13) is the model material (MA) or support material (SA) located on the outermost surface of the modeled object, or the model material (MA) located at the heterogeneous modeling material interface where the type of modeling material is switched. Alternatively, the three-dimensional modeling apparatus is characterized in that the modeling material ejection unit is controlled so that the model material (MA) or the support material (SA) is not ejected only at a portion directly below the support material (SA).
請求項4又は5に記載される三次元造形装置であって、
前記吐出制御手段(13)が、吐出しないモデル材(MA)又はサポート材(SA)を含む中空部(ES)を、
該中空部(ES)から最表面又は異種造形材界面までのスライス数だけ、前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を前記造形材吐出手段で吐出して積層しても、該最表面又は異種造形材界面のスライスに含まれる前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)が、前記ローラ部(25)に接触しない程度に、最表面又は異種造形材界面から下方に位置させてなることを特徴とする三次元造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus according to claim 4 or 5,
The discharge control means (13) is a hollow part (ES) containing a model material (MA) or a support material (SA) that does not discharge,
Even if the model material (MA) or the support material (SA) is ejected by the modeling material ejection means and stacked, the number of slices from the hollow portion (ES) to the outermost surface or the heterogeneous modeling material interface. Alternatively, the model material (MA) or the support material (SA) included in the slice of the heterogeneous modeling material interface is positioned below the outermost surface or the heterogeneous modeling material interface so as not to contact the roller portion (25). A three-dimensional modeling apparatus characterized by this.
請求項6に記載される三次元造形装置であって、
前記吐出制御手段(13)が、中空部(ES)を、最表面又は異種造形材界面から1〜10スライス分下方に位置させてなることを特徴とする三次元造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus according to claim 6,
The three-dimensional modeling apparatus, wherein the discharge control means (13) has the hollow portion (ES) positioned 1 to 10 slices below from the outermost surface or the interface of different types of modeling material.
請求項4から7のいずれか一に記載される三次元造形装置であって、
前記吐出制御手段(13)が、吐出しないモデル材(MA)又はサポート材(SA)のいずれか一方を含む中空部(ES)の位置を、最表面又は異種造形材界面からnスライス分下方とするとき、
該中空部(ES)の1スライス分上面が、モデル材(MA)又はサポート材(SA)のいずれか一方であり、
該中空部(ES)のnスライス分上面が、モデル材(MA)又はサポート材(SA)のいずれか一方であり、かつ
該中空部(ES)の(n+1)スライス分上面が、空白、モデル材(MA)又はサポート材(SA)のいずれか他方である
条件をすべて満たすnに設定してなることを特徴とする三次元造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 4 to 7,
The discharge control means (13) is configured so that the position of the hollow portion (ES) including either the model material (MA) or the support material (SA) that does not discharge is n slices below the outermost surface or the heterogeneous modeling material interface. and when,
The upper surface for one slice of the hollow part (ES) is either the model material (MA) or the support material (SA),
The top surface for n slices of the hollow part (ES) is either model material (MA) or support material (SA), and the top surface for (n + 1) slices of the hollow part (ES) is blank, model A three-dimensional modeling apparatus characterized by being set to n satisfying all of the other conditions of the material (MA) and the support material (SA).
請求項4から8のいずれか一に記載される三次元造形装置であって、
中空部(ES)の一層分の厚さが、前記ローラ部(25)で回収される余剰分の樹脂の厚さよりも厚いことを特徴とする三次元造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 4 to 8,
The three-dimensional modeling apparatus characterized in that the thickness of one layer of the hollow part (ES) is thicker than the thickness of the surplus resin recovered by the roller part (25).
請求項1から9のいずれか一に記載される三次元造形装置であって、さらに、
前記モデル材(MA)及びサポート材(SA)を硬化させるための硬化手段(24)を備え、
前記制御手段(10)が、前記水平駆動手段で前記ヘッド部(20)を一方向に往復走査させて、
該往復走査の往路又は復路の少なくともいずれか一方で、前記造形材吐出手段により前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)の一方を前記造形プレート(40)上に吐出させ、
該往復走査の復路又は往路の少なくともいずれか一方で、流動可能な状態にあるモデル材(MA)又はサポート材(SA)の一方の余剰分を前記ローラ部(25)により回収し、
該往復走査の往路又は復路の少なくともいずれか一方で、前記硬化手段(24)により前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)の一方を硬化させることにより、
さらに該往復走査の復路又は往路の少なくともいずれか一方で、前記造形材吐出手段により前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)の他方を前記造形プレート(40)上に吐出させ、
該往復走査の往路又は復路の少なくともいずれか一方で、流動可能な状態にあるモデル材(MA)又はサポート材(SA)の他方の余剰分を前記ローラ部(25)により回収し、
該往復走査の復路又は往路の少なくともいずれか一方で、前記硬化手段(24)により前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)の他方を硬化させることにより、
前記スライスを生成し、前記垂直駆動手段で高さ方向に前記造形プレート(40)とヘッド部(20)の相対位置を移動させて、前記スライスの積層を繰り返すことにより造形を実行するよう制御してなることを特徴とする三次元造形装置。
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 9, further comprising:
A curing means (24) for curing the model material (MA) and the support material (SA),
The control means (10) reciprocally scans the head portion (20) in one direction with the horizontal driving means,
At least one of the forward and backward paths of the reciprocating scanning, the modeling material discharging means discharges one of the model material (MA) or the support material (SA) onto the modeling plate (40),
At least one of the return path and the forward path of the reciprocating scanning, the excess of one of the model material (MA) or the support material (SA) in a flowable state is collected by the roller portion (25),
By curing one of the model material (MA) or the support material (SA) by the curing means (24) in at least one of the forward path and the return path of the reciprocating scanning,
Further, at least one of the return path or the forward path of the reciprocating scanning, the modeling material discharging means discharges the other of the model material (MA) or the support material (SA) onto the modeling plate (40),
At least one of the forward path and the return path of the reciprocating scanning, the other surplus part of the model material (MA) or the support material (SA) in a flowable state is collected by the roller portion (25),
By curing the other of the model material (MA) or the support material (SA) by the curing means (24) in at least one of the return path and the forward path of the reciprocating scan,
The slice is generated, and the vertical driving means is used to move the relative position of the modeling plate (40) and the head unit (20) in the height direction, and control to execute modeling by repeating the stacking of the slices. A three-dimensional modeling apparatus characterized by
請求項10に記載される三次元造形装置であって、
造形物の走査方向における前記モデル材(MA)とサポート材(SA)とが位置するラインにおいて、同一の往復走査で、前記モデル材(MA)とサポート材(SA)を同時に吐出させず、いずれか一方の造形材のみを吐出、硬化させてなることを特徴とする三次元造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus according to claim 10,
In the line where the model material (MA) and the support material (SA) are positioned in the scanning direction of the modeled object, the model material (MA) and the support material (SA) are not discharged at the same time in the same reciprocating scan. A three-dimensional modeling apparatus characterized by discharging and curing only one of the modeling materials.
請求項1から9のいずれか一に記載される三次元造形装置であって、
造形物の走査方向における前記モデル材(MA)とサポート材(SA)とが位置するラインにおいて、同一の往復走査で、前記モデル材(MA)とサポート材(SA)とを吐出させ、又は硬化させてなることを特徴とする三次元造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 9,
In the line where the model material (MA) and the support material (SA) are positioned in the scanning direction of the modeled object, the model material (MA) and the support material (SA) are discharged or cured in the same reciprocating scan. A three-dimensional modeling apparatus characterized by being made.
請求項4から12のいずれか一に記載される三次元造形装置であって、
前記吐出制御手段(13)が、中空部(ES)としてモデル材(MA)を吐出しないよう、前記造形材吐出手段を制御してなることを特徴とする三次元造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 4 to 12,
The three-dimensional modeling apparatus, wherein the molding control unit (13) controls the modeling material ejection unit so as not to eject the model material (MA) as a hollow portion (ES).
請求項4から12のいずれか一に記載される三次元造形装置であって、
前記吐出制御手段(13)が、中空部(ES)としてサポート材(SA)を吐出しないよう、前記造形材吐出手段を制御してなることを特徴とする三次元造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 4 to 12,
A three-dimensional modeling apparatus, wherein the modeling material ejection unit is controlled so that the ejection control unit (13) does not eject the support material (SA) as the hollow portion (ES).
造形物を載置するための造形プレート(40)上に、造形材として、
最終的な造形物となるモデル材(MA)と、
前記モデル材(MA)が張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材(SA)と、
を水平駆動手段で造形材吐出手段を少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させ、垂直駆動手段で吐出位置を高さ方向に相対的に移動させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを生成しながら、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形方法であって、
前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)のいずれか一方の造形材を、該造形材を吐出するための造形材吐出手段により前記造形プレート(40)上に吐出させる工程と、
該吐出された一方の造形材を、流動可能な状態で該造形材の余剰分を回収するため回転自在に支承されたローラ部(25)で所定速度にて回転させながら回収する工程と、
該余剰分を回収された流動可能な造形材を硬化させる工程と、
前記垂直駆動手段で前記造形材吐出手段と造形プレート(40)との高さ方向の相対位置を移動させる工程と、
前記造形材吐出手段による造形材の吐出、前記ローラ部(25)による造形材の余剰分の回収、造形材の硬化、及び前記垂直駆動手段による高さ方向への移動を繰り返しつつ、
造形物の最表面に位置する前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を含むスライス、又は造形材の種類が切り替わる異種造形材界面に位置する前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を含むスライスよりも、一層以上下方に位置するスライスの造形に際して、該スライスに含まれる前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を吐出しない又は吐出量を減少させるように前記造形材吐出手段を制御する工程と、
を含むことを特徴とする三次元造形方法。
On the modeling plate (40) for placing the modeled object, as a modeling material,
Model material (MA) that will be the final model,
Supporting the projecting portion where the model material (MA) projects, and the support material (SA) finally removed,
The horizontal drive means is discharged while scanning the modeling material discharge means in at least one direction, and this is cured, and the vertical drive means is repeatedly moved in the height direction to repeat the operation. A three-dimensional modeling method in which modeling is performed by stacking the slices in the height direction while generating slices having a predetermined thickness in the direction,
A step of discharging either the modeling material (MA) or the supporting material (SA) on the modeling plate (40) by a modeling material discharging means for discharging the modeling material;
A step of recovering one of the discharged modeling materials while rotating at a predetermined speed with a roller portion (25) rotatably supported to recover the surplus of the modeling material in a flowable state;
Curing the flowable modeling material from which the surplus is recovered; and
Moving the relative position in the height direction of the modeling material discharge unit and the modeling plate (40) by the vertical driving unit;
While repeating the discharge of the modeling material by the modeling material discharge means, the recovery of the excess of the modeling material by the roller part (25), the curing of the modeling material, and the movement in the height direction by the vertical drive means,
Slice containing the model material (MA) or support material (SA) located on the outermost surface of the modeled object, or the model material (MA) or support material (SA) located at the heterogeneous modeling material interface where the type of modeling material is switched When modeling a slice positioned further below the slice including the model material (MA) or the support material (SA) included in the slice, the modeling material discharge means so as not to discharge or reduce the discharge amount Controlling the process,
3D modeling method characterized by including.
造形物を載置するための造形プレート(40)上に、造形材として、
最終的な造形物となるモデル材(MA)と、
前記モデル材(MA)が張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材(SA)と、
を水平駆動手段で造形材吐出手段を少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させ、垂直駆動手段で吐出位置を高さ方向に相対的に移動させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを生成しながら、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形装置用の設定データ作成装置であって、
造形物の三次元データを取得するための入力手段(61)と、
造形物の最表面に位置する前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を含むスライス、又は造形材の種類が切り替わる異種造形材界面に位置する前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を含むスライスよりも、一層以上下方に位置するスライスにおいて、該スライスに含まれる前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を吐出しない又は吐出量を減少させた中空部(ES)を生成する中空部生成手段と、
を備えることを特徴とする三次元造形装置用の設定データ作成装置。
On the modeling plate (40) for placing the modeled object, as a modeling material,
Model material (MA) that will be the final model,
Supporting the projecting portion where the model material (MA) projects, and the support material (SA) finally removed,
The horizontal drive means is discharged while scanning the modeling material discharge means in at least one direction, and this is cured, and the vertical drive means is repeatedly moved in the height direction to repeat the operation. A setting data creation device for a three-dimensional modeling apparatus that performs modeling by stacking the slices in the height direction while generating a slice having a predetermined thickness in the direction,
Input means (61) for acquiring three-dimensional data of the model;
Slice containing the model material (MA) or support material (SA) located on the outermost surface of the modeled object, or the model material (MA) or support material (SA) located at the heterogeneous modeling material interface where the type of modeling material is switched In the slice located more than the slice including the above, the model material (MA) or the support material (SA) included in the slice is not discharged or the hollow portion (ES) in which the discharge amount is reduced is generated Hollow part generating means;
A setting data creation device for a three-dimensional modeling apparatus.
造形物を載置するための造形プレート(40)上に、造形材として、
最終的な造形物となるモデル材(MA)と、
前記モデル材(MA)が張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材(SA)と、
を水平駆動手段で造形材吐出手段を少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させ、垂直駆動手段で吐出位置を高さ方向に相対的に移動させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを生成しながら、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形装置用の設定データ作成プログラムであって、
造形物の三次元データを取得するための入力機能と、
造形物の最表面に位置する前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を含むスライス、又は造形材の種類が切り替わる異種造形材界面に位置する前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を含むスライスよりも、一層以上下方に位置するスライスにおいて、該スライスに含まれる前記モデル材(MA)又はサポート材(SA)を吐出しない又は吐出量を減少させるように中空部(ES)を生成する中空部生成機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする三次元造形装置用の設定データ作成装置。
On the modeling plate (40) for placing the modeled object, as a modeling material,
Model material (MA) that will be the final model,
Supporting the projecting portion where the model material (MA) projects, and the support material (SA) finally removed,
The horizontal drive means is discharged while scanning the modeling material discharge means in at least one direction, and this is cured, and the vertical drive means is repeatedly moved in the height direction to repeat the operation. A setting data creation program for a three-dimensional modeling apparatus that performs modeling by stacking the slices in the height direction while generating slices having a predetermined thickness in the direction,
An input function to obtain the 3D data of the object;
Slice containing the model material (MA) or support material (SA) located on the outermost surface of the modeled object, or the model material (MA) or support material (SA) located at the heterogeneous modeling material interface where the type of modeling material is switched A hollow portion (ES) is generated so that the model material (MA) or the support material (SA) contained in the slice is not discharged or the discharge amount is reduced in a slice positioned further below the slice including A hollow portion generating function,
A setting data creation device for a three-dimensional modeling apparatus, characterized in that a computer is realized.
請求項17に記載されるプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium storing the program according to claim 17.
JP2011208220A 2011-09-22 2011-09-22 3D modeling apparatus, 3D modeling method, setting data creation apparatus for 3D modeling apparatus, setting data creation program for 3D modeling apparatus, and computer-readable recording medium Active JP5830326B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011208220A JP5830326B2 (en) 2011-09-22 2011-09-22 3D modeling apparatus, 3D modeling method, setting data creation apparatus for 3D modeling apparatus, setting data creation program for 3D modeling apparatus, and computer-readable recording medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011208220A JP5830326B2 (en) 2011-09-22 2011-09-22 3D modeling apparatus, 3D modeling method, setting data creation apparatus for 3D modeling apparatus, setting data creation program for 3D modeling apparatus, and computer-readable recording medium

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2013067118A true JP2013067118A (en) 2013-04-18
JP2013067118A5 JP2013067118A5 (en) 2014-05-15
JP5830326B2 JP5830326B2 (en) 2015-12-09

Family

ID=48473421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011208220A Active JP5830326B2 (en) 2011-09-22 2011-09-22 3D modeling apparatus, 3D modeling method, setting data creation apparatus for 3D modeling apparatus, setting data creation program for 3D modeling apparatus, and computer-readable recording medium

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5830326B2 (en)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016064538A (en) * 2014-09-24 2016-04-28 株式会社ミマキエンジニアリング Three-dimensional molding apparatus and three-dimensional molding method
JP2016064539A (en) * 2014-09-24 2016-04-28 株式会社ミマキエンジニアリング Three-dimensional molding apparatus and three-dimensional molding method
KR20160103508A (en) * 2015-02-24 2016-09-01 제록스 코포레이션 3d printing system comprising solid build ink comprising colorant
JP2016159512A (en) * 2015-03-02 2016-09-05 富士ゼロックス株式会社 Curing agent for three-dimensional molded object, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object, and program for manufacturing three-dimensional molded object
WO2017002926A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 株式会社ミマキエンジニアリング Molding device and molding method
WO2017010457A1 (en) * 2015-07-14 2017-01-19 株式会社ミマキエンジニアリング Forming device and forming method
JP2017170764A (en) * 2016-03-24 2017-09-28 株式会社東芝 Lamination molding device and program
WO2019058515A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 株式会社Fuji Semi-cured layer forming method and semi-cured layer forming device
JP2019093682A (en) * 2017-11-28 2019-06-20 株式会社リコー Device, method for molding three-dimensional molded article and program
EP3536482A1 (en) 2018-01-11 2019-09-11 Ricoh Company, Ltd. Three-dimensional fabricating apparatus, method for producing three-dimensional object, and carrier medium
JP2020001229A (en) * 2018-06-27 2020-01-09 セイコーエプソン株式会社 Three-dimensional molding production method, and three-dimensional molding device
JP2020151971A (en) * 2019-03-20 2020-09-24 株式会社リコー Three-dimensional molded product manufacturing apparatus, three-dimensional molded product manufacturing method, and three-dimensional molding program
WO2020189654A1 (en) 2019-03-18 2020-09-24 Ricoh Company, Ltd. Three-dimensional object forming apparatus, three-dimensional object forming method, and program
JP2020151934A (en) * 2019-03-20 2020-09-24 株式会社リコー Apparatus of manufacturing three-dimensional modeled product, method of manufacturing three-dimensional modeled product, and three-dimensional molding program
WO2020250416A1 (en) 2019-06-14 2020-12-17 株式会社Fuji Shaping method and shaping device
JP2022040129A (en) * 2017-11-28 2022-03-10 株式会社リコー Unit for molding stereo molding, method of molding stereo molding

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10513130A (en) * 1995-02-01 1998-12-15 スリーディー システムズ インコーポレーテッド High-speed cross-section lamination method for three-dimensional objects
JP2004090530A (en) * 2002-09-02 2004-03-25 Ctt Corporation:Kk Three-dimensional laminating molding method and its equipment
JP2010137482A (en) * 2008-12-15 2010-06-24 Nagano Japan Radio Co Three-dimensional molding machine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10513130A (en) * 1995-02-01 1998-12-15 スリーディー システムズ インコーポレーテッド High-speed cross-section lamination method for three-dimensional objects
JP2004090530A (en) * 2002-09-02 2004-03-25 Ctt Corporation:Kk Three-dimensional laminating molding method and its equipment
JP2010137482A (en) * 2008-12-15 2010-06-24 Nagano Japan Radio Co Three-dimensional molding machine

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10293554B2 (en) 2014-09-24 2019-05-21 Mimaki Engineering Co., Ltd. Three-dimensional object forming device and three-dimensional object forming method
JP2016064539A (en) * 2014-09-24 2016-04-28 株式会社ミマキエンジニアリング Three-dimensional molding apparatus and three-dimensional molding method
JP2016064538A (en) * 2014-09-24 2016-04-28 株式会社ミマキエンジニアリング Three-dimensional molding apparatus and three-dimensional molding method
KR20160103508A (en) * 2015-02-24 2016-09-01 제록스 코포레이션 3d printing system comprising solid build ink comprising colorant
JP2016155371A (en) * 2015-02-24 2016-09-01 ゼロックス コーポレイションXerox Corporation 3d printing system comprising solid built ink comprising pigment
KR102287858B1 (en) 2015-02-24 2021-08-09 제록스 코포레이션 3d printing system comprising solid build ink comprising colorant
JP2016159512A (en) * 2015-03-02 2016-09-05 富士ゼロックス株式会社 Curing agent for three-dimensional molded object, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object, and program for manufacturing three-dimensional molded object
WO2017002926A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 株式会社ミマキエンジニアリング Molding device and molding method
WO2017010457A1 (en) * 2015-07-14 2017-01-19 株式会社ミマキエンジニアリング Forming device and forming method
JP2018184009A (en) * 2015-07-14 2018-11-22 株式会社ミマキエンジニアリング Molding device and molding method
JPWO2017010457A1 (en) * 2015-07-14 2017-12-14 株式会社ミマキエンジニアリング Modeling apparatus and modeling method
JP2017170764A (en) * 2016-03-24 2017-09-28 株式会社東芝 Lamination molding device and program
WO2019058515A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 株式会社Fuji Semi-cured layer forming method and semi-cured layer forming device
JPWO2019058515A1 (en) * 2017-09-22 2019-12-19 株式会社Fuji Method for forming semi-cured layer and apparatus for forming semi-cured layer
JP2019093682A (en) * 2017-11-28 2019-06-20 株式会社リコー Device, method for molding three-dimensional molded article and program
JP7003601B2 (en) 2017-11-28 2022-01-20 株式会社リコー Equipment for modeling 3D objects, methods for modeling 3D objects, programs
JP2022040129A (en) * 2017-11-28 2022-03-10 株式会社リコー Unit for molding stereo molding, method of molding stereo molding
JP7255662B2 (en) 2017-11-28 2023-04-11 株式会社リコー Apparatus for modeling three-dimensional object, method for modeling three-dimensional object
EP3536482A1 (en) 2018-01-11 2019-09-11 Ricoh Company, Ltd. Three-dimensional fabricating apparatus, method for producing three-dimensional object, and carrier medium
JP2020001229A (en) * 2018-06-27 2020-01-09 セイコーエプソン株式会社 Three-dimensional molding production method, and three-dimensional molding device
JP7119643B2 (en) 2018-06-27 2022-08-17 セイコーエプソン株式会社 Three-dimensional object manufacturing method and three-dimensional modeling apparatus
WO2020189654A1 (en) 2019-03-18 2020-09-24 Ricoh Company, Ltd. Three-dimensional object forming apparatus, three-dimensional object forming method, and program
JP2020151971A (en) * 2019-03-20 2020-09-24 株式会社リコー Three-dimensional molded product manufacturing apparatus, three-dimensional molded product manufacturing method, and three-dimensional molding program
JP2020151934A (en) * 2019-03-20 2020-09-24 株式会社リコー Apparatus of manufacturing three-dimensional modeled product, method of manufacturing three-dimensional modeled product, and three-dimensional molding program
WO2020250416A1 (en) 2019-06-14 2020-12-17 株式会社Fuji Shaping method and shaping device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5830326B2 (en) 2015-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5830326B2 (en) 3D modeling apparatus, 3D modeling method, setting data creation apparatus for 3D modeling apparatus, setting data creation program for 3D modeling apparatus, and computer-readable recording medium
JP5830327B2 (en) 3D modeling apparatus, 3D modeling method, setting data creation apparatus for 3D modeling apparatus, setting data creation program for 3D modeling apparatus, and computer-readable recording medium
JP5759851B2 (en) 3D modeling apparatus and 3D modeling method
JP5759850B2 (en) 3D modeling equipment
US11801644B2 (en) Method and system for three-dimensional fabrication
JP5737905B2 (en) 3D modeling apparatus and 3D modeling method
WO2012060203A1 (en) Three-dimensional shaping device and three-dimensional shaping method
US10786947B2 (en) Leveling apparatus for a 3D printer
JP2013067117A (en) Setting data generation device for three-dimensional shaping apparatus, three-dimensional shaping apparatus, setting data generation program for the same, and computer-readable recording medium
US11786347B2 (en) Method and system for additive manufacturing with a sacrificial structure for easy removal
JP2015212042A (en) Three-dimensional molding device and three-dimensional molding method
JP2013208878A (en) Three-dimensional shaping apparatus, and program for creating three-dimensional shaping data
JP2017132059A (en) Molding device
JP2013067116A (en) Three-dimensional shaping apparatus
JP7114444B2 (en) 3D printer
JP2016055603A (en) Three-dimensional molding method and three-dimensional molding apparatus
JP7087482B2 (en) Three-dimensional modeling device and three-dimensional modeling method
JP2017159556A (en) Device for molding three-dimensional modeled product, program, and device for generating data for molding three-dimensional modeled product
JP2013067115A (en) Three-dimensional shaping apparatus and three-dimensional shaping method
JP7284083B2 (en) Modeling device and clear ink replenishment amount input method
JP2018114652A (en) Three-dimensional object molding apparatus and three-dimensional object molding method
IL201260A (en) Method and system for three-dimensional fabrication

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140329

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140329

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150313

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150414

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150612

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150630

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150825

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150929

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151026

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5830326

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250