JP2015101011A - 3次元造形装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヘッドを移動させるための稼働部位をより少なくした3次元造形装置を提供すること。
【解決手段】本発明にかかる3次元造形装置は、上下方向に移動可能なテーブル11と、前記テーブル11上に粉末材料を層状に供給する供給手段121、前記粉末材料を硬化するバインダを前記層状の粉末材料に吐出するバインダ吐出手段122、及び前記粉末材料に吐出された前記バインダの硬化を促進する硬化促進手段123とを備える一体ヘッド構造12と、前記一体ヘッド構造12を前記テーブル11の中心を回転軸として回転させる回転構造13と、を具備するものである。
【選択図】図1
【解決手段】本発明にかかる3次元造形装置は、上下方向に移動可能なテーブル11と、前記テーブル11上に粉末材料を層状に供給する供給手段121、前記粉末材料を硬化するバインダを前記層状の粉末材料に吐出するバインダ吐出手段122、及び前記粉末材料に吐出された前記バインダの硬化を促進する硬化促進手段123とを備える一体ヘッド構造12と、前記一体ヘッド構造12を前記テーブル11の中心を回転軸として回転させる回転構造13と、を具備するものである。
【選択図】図1
Description
本発明は3次元造形装置に関する。
3次元造形装置において、粉末材料の層に対して、当該粉末材料を硬化させる硬化材料(以下バインダという)をインクジェッタなどで吐出し、粉末材料の結合体を形成するものが知られている。
このような3次元造形装置においては、まず、ローラ機構などにより、粉末材料を薄く均一に拡げ、粉末材料の層を形成し、この粉末材料の層の上にバインダを吐出する。バインダが吐出された領域の粉末材料は、下層または隣接する硬化領域と結合するために、3次元の結合体を形成することができる。
特許文献1には、粉末材料の層の上に紫外線硬化樹脂のバインダを吐出し、吐出されたバインダに紫外線を照射することにより、紫外線硬化樹脂を硬化させる3次元造形装置が記載されている。
特許文献1に記載の3次元造形装置では、造形ステージ上で、ヘッドが原点位置から地面に平行な+X軸方向に移動して、粉末材料の層の形成、バインダ吐出、及び紫外線照射を行う。そして、ヘッドが原点位置に復帰して、上記の動作を繰り返す。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、層形成後にヘッドが原点に復帰しなければならず、ヘッドを原点位置に復帰する動作が時間のロスになるという問題があった。また、ヘッドを原点位置に復帰させるために、ヘッドを上方向に移動させなければならず、そのための可動部位を設けなくてはならないという問題があった。
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、ヘッドを移動させるための稼働部位をより少なくした3次元造形装置を提供することを課題とする。
本発明にかかる3次元造形装置は、上下方向に移動可能なテーブルと、前記テーブル上に粉末材料を層状に供給する供給手段、前記粉末材料を硬化するバインダを前記層状の粉末材料に吐出するバインダ吐出手段、及び前記粉末材料に吐出された前記バインダの硬化を促進する硬化促進手段とを備える一体ヘッド構造と、前記一体ヘッド構造を前記テーブルの中心を回転軸として回転させる回転構造と、を具備するものである。これにより、一体ヘッド構造が、層形成のための動作の後に原点復帰する必要がない。
本発明によれば、ヘッドを移動させるための稼働部位をより少なくした3次元造形装置を提供することができる。
実施の形態
まず、説明のために、3次元造形装置の原理について説明する。3次元造形装置1は、外部から入力される3次元造形物の3次元データに基づき、3次元構造の3次元造形物をテーブル上に形成するものである。
まず、説明のために、3次元造形装置の原理について説明する。3次元造形装置1は、外部から入力される3次元造形物の3次元データに基づき、3次元構造の3次元造形物をテーブル上に形成するものである。
ここで、3次元データとは、例えば、3次元造形物を一定の厚みで水平方向にスライスしたときの、各層における3次元造形物の形状データである。
3次元造形装置は、まず、テーブル上に、3次元造形物が3次元データ化された際のスライスされた厚みに対応するよう、一定の厚みの層になるように粉末材料を敷き詰める。そして、層状に敷き詰められた粉末材料に対して、3次元データの領域に対応するように、3次元データの形状に沿った領域に、粉末材料を硬化するバインダを吐出する。
そして、バインダが吐出された粉末材料の層に対して、硬化を促進させる硬化促進処理を行い、バインダが吐出された領域の粉末材料を硬化させる。この一連の動作(以下層形成工程という。)を繰りかえすことにより、3次元造形物の3次元造形を行う。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1(a)は、実施の形態にかかる3次元造形装置の斜視図である。図1(b)は、次元造形装置の一部拡大図である。また図2(a)は、実施の形態にかかる3次元造形装置の一部の上面図であり、図2(b)は3次元造形装置の一部の断面図である。
本実施の形態にかかる3次元造形装置1は、テーブル11と、一体ヘッド構造12と、回転機構13と、粉末タンク14と、バインダタンク15と、を備える。
回転機構13は、具体的にはモータ等で形成され、一体ヘッド構造12をテーブル11の平面と平行な回転面で回転させる。
一体ヘッド構造12は、供給手段としての粉末材料噴射部121と、バインダ吐出部122と、硬化促進手段としての与熱装置123と、を有する。粉末材料噴射部121は、粉末タンク14からチューブ141を介して供給される粉末材料を、テーブル11上に噴射する。バインダ吐出部122は、粉末材料噴射部121が形成した粉末材料に対して、熱硬化性のバインダを吐出する。与熱装置123は、具体的にはヒータであり、バインダが吐出された粉末材料の層を過熱し、バインダと粉末材料とを硬化させる。
粉末材料噴射部121、バインダ吐出部122、与熱装置123は、それぞれが一体ヘッド構造12の回転方向に対して直角をなすように設けられている。
一体ヘッド構造12は、回転機構13に片側を固定され、回転機構13により、テーブル11上を回転するように構成される。本実施の形態では、4つの一体ヘッド構造12が回転機構13を回転中心として十字になるように接続されている。よって、一体ヘッド構造12が、回転機構13を回転軸にして90度回転すると、1つの層が形成される。
テーブル11は、地面に対して平行に支持台16に設置され、上下に稼働可能である。テーブル11は、層形成工程が1回終わるごと、言い換えれば、一体ヘッド構造12が90度回転するごとに、層の厚み分だけ下降する。なお、本実施の形態にかかる一体ヘッド構造12は、上下方向に昇降しない。
本実施の形態にかかる3次元造形装置1は、一体ヘッド構造12が回転機構13を軸として回転するため、従来のように層形成をした後に、一体ヘッド構造12が原点位置に戻る必要がない。そのため、3次元造形物の造形時間をより短縮することができる。
また、従来は一体ヘッド構造12が原点に戻ろうとするとき、一体ヘッド構造を上昇させて原点位置まで戻すという動作が必要であり、そのための上昇機構も必要であった。しかし、本実施の形態では、一体ヘッド構造が原点に戻らないために、一体ヘッド構造を上昇するための上昇機構を備える必要がなく、3次元造形装置をより簡易な構造とすることができる。
さらに、本実施の形態にかかる3次元造形装置1は、テーブル11のみが上下方向に昇降するため、3次元造形物の高さ方向の精度をより向上させることができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、バインダは紫外線硬化樹脂であるとし、硬化促進処理は紫外線の照射であるようにしてもよい。また、回転機構13は一体ヘッド構造12ではなく、テーブルを回転するようにしてもよい。また更に、造形物のサイズによっては4つ以上の一体ヘッド構造を有するようにしてもよい。
1 3次元造形装置
11 テーブル
12 一体ヘッド構造
13 回転機構
14 粉末タンク
15 バインダタンク
16 支持台
121 粉末材料噴射部
122 バインダ吐出部
123 与熱装置
141 チューブ141
11 テーブル
12 一体ヘッド構造
13 回転機構
14 粉末タンク
15 バインダタンク
16 支持台
121 粉末材料噴射部
122 バインダ吐出部
123 与熱装置
141 チューブ141
Claims (1)
- 上下方向に移動可能なテーブルと、
前記テーブル上に粉末材料を層状に供給する供給手段、前記粉末材料を硬化するバインダを前記層状の粉末材料に吐出するバインダ吐出手段、及び前記粉末材料に吐出された前記バインダの硬化を促進する硬化促進手段を備える一体ヘッド構造と、
前記一体ヘッド構造を前記テーブルの中心を回転軸として回転させる回転構造と、
を具備する3次元造形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013243686A JP2015101011A (ja) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 3次元造形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013243686A JP2015101011A (ja) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 3次元造形装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015101011A true JP2015101011A (ja) | 2015-06-04 |
Family
ID=53377141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013243686A Pending JP2015101011A (ja) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 3次元造形装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015101011A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105584050A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-05-18 | 祝晓东 | 3d打印喷头行轨装置及铣刀刀头行轨装置 |
JP2017170644A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-28 | 本田技研工業株式会社 | 3次元造形装置 |
CN111070683A (zh) * | 2018-12-20 | 2020-04-28 | 上海微电子装备(集团)股份有限公司 | 一种3d打印铺粉系统、3d打印装置及3d打印铺粉方法 |
-
2013
- 2013-11-26 JP JP2013243686A patent/JP2015101011A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111070683B (zh) * | 2018-12-20 | 2021-05-07 | 上海微电子装备(集团)股份有限公司 | 一种3d打印铺粉系统、3d打印装置及3d打印铺粉方法 |
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