JP2015202595A - Molding device and molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、造形材料を積層して三次元造形物を造形する造形装置、及び造形方法に関する。 The present invention relates to a modeling apparatus and a modeling method for modeling a three-dimensional model by stacking modeling materials.
従来、入力データに基づいて三次元造形物を生成する造形装置(いわゆる、3Dプリンター)が知られている(例えば特許文献1参照)。
特許文献1に記載の装置は、基板及び小出しヘッドを備え、これらの基板及び小出しヘッドが相対的に移動可能に設けられている。小出しヘッドには、造形材料である固体ロッドが供給され、当該固体ロッドが小出しヘッド内で溶融点まで加熱され、流動状態で小出しヘッドのノズルから小出しされる。
Conventionally, a modeling apparatus (so-called 3D printer) that generates a three-dimensional modeled object based on input data is known (see, for example, Patent Document 1).
The apparatus described in Patent Document 1 includes a substrate and a dispensing head, and these substrate and dispensing head are relatively movable. A solid rod, which is a modeling material, is supplied to the dispensing head, the solid rod is heated to the melting point in the dispensing head, and is dispensed from the nozzle of the dispensing head in a flowing state.
ところで、特許文献1に記載のような装置では、小出しヘッド内に供給された固体ロッド(造形材料)を溶融し、溶融状態の材料を所定位置に小出しすることで、三次元造形物を造形する。このような構成では、造形材料を確実に溶融させる必要があり、加熱部の構成が大型化するとの課題があり、さらに、溶融に必要な熱量も大きくなるので、エネルギー効率性も悪化するとの課題がある。また、造形材料を溶融状態で押し出す必要があるので、完全溶融させるための加熱時間も長くなるとの課題もある。 By the way, in an apparatus as described in Patent Document 1, a solid rod (modeling material) supplied into a dispensing head is melted, and a molten material is dispensed at a predetermined position to form a three-dimensional structure. . In such a configuration, it is necessary to surely melt the modeling material, there is a problem that the configuration of the heating unit is increased, and furthermore, the amount of heat necessary for melting is also increased, so that the energy efficiency is also deteriorated There is. Moreover, since it is necessary to extrude modeling material in a molten state, there also exists a subject that the heating time for making it melt completely becomes long.
本発明は、熱エネルギー効率性が良好で、かつ小型化が可能な造形装置、及び造形方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a modeling apparatus and a modeling method that have good thermal energy efficiency and can be miniaturized.
本発明の造形装置は、可撓性を有する造形材料をステージ上の造形位置に搬送する送り機構と、前記造形位置に搬送された前記造形材料に加熱されたヒートプローブを当接及び離隔させる押圧造形機構と、前記造形位置を前記ステージに対して相対的に移動させる移動機構と、を備えたことを特徴とする。 The modeling apparatus according to the present invention includes a feeding mechanism that conveys a flexible modeling material to a modeling position on a stage, and a pressure that makes a heating probe contacted and separated from the modeling material conveyed to the modeling position. A modeling mechanism and a moving mechanism for moving the modeling position relative to the stage are provided.
本発明では、ステージ上の造形位置まで造形材料を搬送し、搬送された造形材料の例えば先端部に対して、加熱されたヒートプローブを当接させて造形材料を溶融させ、ヒートプローブを造形位置から離隔させる。これにより、造形材料の必要な部分のみを溶融させることができ、溶融された造形材料を造形位置に積層することができる。そして、移動機構によりステージに対する造形位置を移動させて、順次造形材料の積層位置を変化させて、上記の造形処理を繰り返すことで、所望の形状の造形物を造形することができる。なお、本発明におけるステージ上の造形位置とは、ステージの所定位置が造形位置となるものに加え、ステージに造形された造形物における所定位置が造形位置となるものも含む。
このような本発明では、造形材料の先端部の造形位置に局所的に加熱されたヒートプローブを当接させるものであり、造形材料の全部を溶融させる必要がない。したがって、例えば溶融状態の造形材料を押し出す構成に比べて、必要となる熱エネルギーが少なく、エネルギー効率性が良い。よって、造形材料を溶融するための大型の加熱機構を必要とせず、装置の小型化を図ることができる。
In the present invention, the modeling material is conveyed to the modeling position on the stage, the heated heat probe is brought into contact with, for example, the tip of the conveyed modeling material, the modeling material is melted, and the heat probe is Separate from. Thereby, only the required part of modeling material can be fuse | melted, and the fuse | melted modeling material can be laminated | stacked on a modeling position. And the modeling position with respect to a stage is moved by a moving mechanism, the lamination position of modeling material is changed one by one, and the modeling object of a desired shape can be modeled by repeating said modeling processing. In addition, the modeling position on the stage in the present invention includes not only the predetermined position on the stage as the modeling position but also the predetermined position in the modeled object modeled on the stage as the modeling position.
In such this invention, the heat probe heated locally is made to contact the modeling position of the front-end | tip part of modeling material, and it is not necessary to fuse | melt all the modeling material. Therefore, for example, less thermal energy is required and energy efficiency is better than a configuration in which a molten modeling material is extruded. Therefore, a large heating mechanism for melting the modeling material is not required, and the apparatus can be downsized.
本発明の造形装置において、前記押圧造形機構は、前記造形位置に対向して設けられた前記ヒートプローブと、当該ヒートプローブを加熱する加熱部と、前記加熱部により加熱されたヒートプローブを前記造形位置の前記造形材料に対して進退させる押圧駆動部とを備えていることが好ましい。
本発明では、ヒートプローブを加熱部により加熱し、押圧駆動部によって加熱されたヒートプローブを造形位置に対して進退させる。このような構成では、加熱部は、ヒートプローブのみを加熱すればよく、また、押圧駆動部によりヒートプローブを一方向に進退させる簡素な構成であり、装置構成の簡略化による小型化を図れる。
In the modeling apparatus according to the aspect of the invention, the press modeling mechanism may include the heat probe provided to face the modeling position, a heating unit that heats the heat probe, and the heat probe heated by the heating unit. It is preferable to include a pressing drive unit that advances and retreats the position of the modeling material.
In the present invention, the heat probe is heated by the heating unit, and the heat probe heated by the pressing drive unit is advanced and retracted with respect to the modeling position. In such a configuration, the heating unit only needs to heat the heat probe, and is a simple configuration in which the heat probe is advanced and retracted in one direction by the pressing drive unit, so that downsizing can be achieved by simplifying the device configuration.
本発明の造形装置において、前記造形材料は、断面矩形状を有するテープ状材料であることが好ましい。
本発明では、テープ状の造形材料を用いる。断面円形や断面楕円形状の造形材料では、位置によって厚み寸法が異なり、造形位置に積層される造形材料の厚みが変動する。これに対して、断面矩形状のテープ状材料では、厚み寸法が均一であるため、造形位置に積層した際の厚み寸法も均一となり、精度の高い造形物を造形することができる。
また、順次送り出される造形材料は、通常、円筒状の巻芯(ボビン)に巻装して保管されるが、断面円形や断面楕円形状の造形材料をボビンに巻装する場合、上記のように、断面円形や断面楕円形状の造形材料は位置によって断面厚み寸法が異なるので、造形材料が互いに隣接するようにボビンに巻装した場合でも隙間が生じる。これに対して、テープ状の造形材料をボビンに巻装する場合では、テープ表面とテープ裏面とを密着させてボビンに巻装させることが可能となるので、断面円形や断面楕円形状の造形材料を用いる場合に比べて体積占有率を向上させることができる。すなわち、断面円形や断面楕円形状の造形材料を用いる場合に比べて、造形材料の巻装保管スペースを小さくでき、装置のさらなる小型化を図ることができる。
In the modeling apparatus of the present invention, the modeling material is preferably a tape-shaped material having a rectangular cross section.
In the present invention, a tape-shaped modeling material is used. In a modeling material having a circular cross section or an elliptical cross section, the thickness dimension varies depending on the position, and the thickness of the modeling material stacked at the modeling position varies. On the other hand, since the thickness dimension is uniform in the tape-shaped material having a rectangular cross section, the thickness dimension when laminated at the modeling position is also uniform, and a modeled object with high accuracy can be modeled.
Further, the modeling material that is sequentially sent out is usually stored by being wound around a cylindrical core (bobbin), but when a modeling material having a circular cross section or an elliptical cross section is wound around the bobbin, as described above. Since the cross-sectional thickness dimension of the modeling material having a circular cross section or an elliptical cross section varies depending on the position, a gap is generated even when the modeling material is wound around the bobbin so as to be adjacent to each other. On the other hand, when a tape-shaped modeling material is wound around a bobbin, the tape surface and the back surface of the tape can be closely attached and wound around the bobbin. The volume occupancy can be improved as compared with the case of using. That is, as compared with the case of using a modeling material having a circular cross section or an elliptical cross section, the space for storing the modeling material can be reduced, and the apparatus can be further miniaturized.
本発明の造形材料において、前記造形材料は、断面視におけるテープ厚み寸法とテープ幅寸法とのアスペクト比が10以上であることが好ましい。
本発明では、アスペクト比(テープ幅寸法/テープ厚み寸法)が10以上である。ここで、アスペクト比が10未満である場合は、テープ幅寸法に対してテープ厚み寸法が大きすぎる場合と、テープ厚み寸法に対してテープ幅寸法が小さすぎる場合とが考えられる。前者の場合、造形材料の可撓性が不十分であり、送り機構による造形材料の搬送ハンドリング性が悪化する。また、後者では、捩れ等が生じ、搬送ハンドリング性が悪化する。これに対して、上記のようにアスペクト比を10以上にすることで、可撓性を有する造形材料の搬送効率を向上させることができ、所望の造形位置に造形材料を効率的に搬送することができる。
In the modeling material of the present invention, the modeling material preferably has an aspect ratio of 10 or more in a tape thickness dimension and a tape width dimension in a cross-sectional view.
In the present invention, the aspect ratio (tape width dimension / tape thickness dimension) is 10 or more. Here, when the aspect ratio is less than 10, it can be considered that the tape thickness dimension is too large with respect to the tape width dimension and the tape width dimension is too small with respect to the tape thickness dimension. In the former case, the flexibility of the modeling material is insufficient, and the conveyance handling property of the modeling material by the feeding mechanism is deteriorated. In the latter case, twisting or the like occurs, and conveyance handling properties deteriorate. On the other hand, by setting the aspect ratio to 10 or more as described above, the conveyance efficiency of the flexible modeling material can be improved, and the modeling material can be efficiently conveyed to a desired modeling position. Can do.
本発明の造形装置において、前記押圧造形機構は、前記造形材料のテープ幅方向に沿って前記ヒートプローブの当接位置を移動させる走査部を備えていることが好ましい。
本発明では、テープ状造形材料の幅方向における一部にヒートプローブを局所的に当接して溶融させる。この際、押圧造形機構に走査部を設け、ヒートプローブが当接する位置をテープの幅方向に移動させる。これにより、例えば、テープ幅方向の一部を溶融させて、次にテープを搬送して再びテープ幅方向の一部を溶融させる構成等に比べて、テープ幅方向の造形材料を全て造形位置に積層させることができ、テープ状の造形材料を無駄なく使用することができる。
The modeling apparatus of this invention WHEREIN: It is preferable that the said press modeling mechanism is equipped with the scanning part which moves the contact position of the said heat probe along the tape width direction of the said modeling material.
In the present invention, the heat probe is locally brought into contact with a part of the tape-shaped modeling material in the width direction and melted. At this time, a scanning unit is provided in the press modeling mechanism, and the position where the heat probe contacts is moved in the width direction of the tape. Thus, for example, compared to a configuration in which a part in the tape width direction is melted, and then the tape is transported and a part in the tape width direction is melted again, the modeling material in the tape width direction is all in the modeling position. It can be laminated and a tape-shaped modeling material can be used without waste.
本発明の造形装置において、前記押圧造形機構は、複数のヒートプローブを備えていることが好ましい。
本発明では、複数のヒートプローブを備えているので、例えば、単一のヒートプローブを備えた構成に比べて、造形位置に搬送された造形材料の複数個所を同時に溶融することができる。これにより、造形物の造形速度の向上を図れる。
In the modeling apparatus of the present invention, it is preferable that the press modeling mechanism includes a plurality of heat probes.
In the present invention, since a plurality of heat probes are provided, for example, a plurality of parts of the modeling material conveyed to the modeling position can be melted simultaneously as compared with a configuration including a single heat probe. Thereby, the modeling speed of a model can be improved.
本発明の造形装置において、前記押圧造形機構は、前記複数のヒートプローブをそれぞれ独立して前記造形位置の前記造形材料に対して進退させる押圧駆動部を備えていることが好ましい。
本発明では、複数のヒートプローブをそれぞれ独立して駆動させるため、造形に必要な部分に対応するヒートプローブのみを駆動させることができ、高精度な造形物を造形することができる。
The modeling apparatus of this invention WHEREIN: It is preferable that the said press modeling mechanism is equipped with the press drive part which advances / retreats with respect to the said modeling material of the said modeling position each independently of these heat probes.
In the present invention, since the plurality of heat probes are independently driven, only the heat probes corresponding to the portions required for modeling can be driven, and a highly accurate modeled object can be modeled.
本発明の造形装置において、前記造形材料は、断面矩形状を有するテープ状材料であり、前記複数のヒートプローブは、前記造形位置に搬送される前記造形材料のテープ幅方向に沿って配置されていることが好ましい。
本発明では、複数のヒートプローブが造形材料のテープ幅方向に沿って配置されているので、例えば単一のヒートプローブを造形材料のテープ幅方向に沿って走査させる構成に比べて走査駆動が不要となり、より迅速な造形物の造形が可能となる。
In the modeling apparatus of the present invention, the modeling material is a tape-shaped material having a rectangular cross section, and the plurality of heat probes are arranged along the tape width direction of the modeling material conveyed to the modeling position. Preferably it is.
In the present invention, since a plurality of heat probes are arranged along the tape width direction of the modeling material, for example, a scanning drive is unnecessary as compared with a configuration in which a single heat probe is scanned along the tape width direction of the modeling material. Thus, modeling of a model can be performed more quickly.
本発明の造形装置において、前記押圧造形機構は、前記ヒートプローブを前記造形材料に当接された後、所定速度以上の速度で前記ヒートプローブを前記造形材料から離隔させることが好ましい。
ここで、所定速度としては、造形材料が溶融した際の粘度やヒートプローブに対する密着性、濡れ性等によって予め設定されており、造形材料からヒートプローブを引き離す際に、当該ヒートプローブへの造形材料を抑制可能な速度である。本発明では、上記構成により、造形材料のヒートプローブへの付着を抑制できるため、メンテナンス等の処理回数を減らすことができる。また、造形位置に積層させる造形材料の積層量の変動を抑えることができ、高精度に造形物を造形することができる。
In the modeling apparatus of the present invention, it is preferable that the press modeling mechanism separates the heat probe from the modeling material at a speed equal to or higher than a predetermined speed after the heat probe is brought into contact with the modeling material.
Here, the predetermined speed is set in advance according to the viscosity when the modeling material is melted, the adhesion to the heat probe, the wettability, etc., and when the heat probe is pulled away from the modeling material, the modeling material to the heat probe is set. It is the speed which can suppress. In this invention, since the said structure can suppress adhesion to the heat probe of modeling material, the frequency | count of processing, such as a maintenance, can be reduced. Moreover, the fluctuation | variation of the lamination amount of the modeling material laminated | stacked on a modeling position can be suppressed, and a molded article can be modeled with high precision.
本発明の造形装置において、前記移動機構は、前記押圧造形機構により前記造形材料から前記ヒートプローブを離隔させる際に、前記造形位置を前記ステージに対して相対的に移動させることが好ましい。
本発明では、造形材料からヒートプローブを引き離す際に、移動機構により造形位置を移動させる。これにより、引き離し直前にヒートプローブに付着している溶融状態の造形材料に対して、剪断応力を作用させることができ、ヒートプローブへの造形材料の付着をより効果的に抑制できる。
In the modeling apparatus of the present invention, it is preferable that the moving mechanism moves the modeling position relative to the stage when the press modeling mechanism separates the heat probe from the modeling material.
In the present invention, when the heat probe is pulled away from the modeling material, the modeling position is moved by the moving mechanism. Thereby, a shearing stress can be made to act on the modeling material in a molten state that has adhered to the heat probe immediately before the separation, and adhesion of the modeling material to the heat probe can be more effectively suppressed.
本発明の造形装置において、前記ヒートプローブは、前記造形位置に対向する送風孔を備え、前記押圧造形機構は、前記ヒートプローブを前記造形材料から離隔させる際に、前記送風孔から前記ヒートプローブ及び前記造形位置の間に気体を導入する気体導入部を備えていることが好ましい。
本発明では、ヒートプローブの先端に送風孔が設けられ、気体導入部により送風孔から気体が導入される。このような構成では、ヒートプローブを造形材料に押し付け溶融させた後、送風孔から気体をヒートプローブ及び溶融した造形材料間に導入することで、導入された気体によりヒートプローブから造形材料を引き剥がすことができ、ヒートプローブへの造形材料の付着をより効果的に抑制できる。
In the modeling apparatus according to the aspect of the invention, the heat probe includes a ventilation hole facing the modeling position, and the pressing modeling mechanism separates the heat probe from the ventilation hole when the heat probe is separated from the modeling material. It is preferable that a gas introduction part for introducing a gas between the modeling positions is provided.
In the present invention, a ventilation hole is provided at the tip of the heat probe, and gas is introduced from the ventilation hole by the gas introduction part. In such a configuration, after the heat probe is pressed against the modeling material and melted, the gas is introduced between the heat probe and the melted modeling material from the blow hole, and the modeling material is peeled off from the heat probe by the introduced gas. It is possible to suppress the adhesion of the modeling material to the heat probe more effectively.
本発明の造形装置において、前記押圧造形機構は、不活性ガス雰囲気下で前記造形材料に前記ヒートプローブを当接させることが好ましい。
本発明では、不活性ガス雰囲気下で、造形材料が加熱されたヒートプローブの当接により加熱溶融される。このため、造形材料が化学変化等により変質することがなく、高品質な造形物を造形することができる。例えば、造形材料として金属素材を用いる場合、加熱で酸化等により造形物が変質することが考えられるが、本発明では、不活性ガスにより金属酸化を防止できる。
The modeling apparatus of this invention WHEREIN: It is preferable that the said press modeling mechanism makes the said heat probe contact | abut on the said modeling material in inert gas atmosphere.
In the present invention, the modeling material is heated and melted by contact of a heated heat probe in an inert gas atmosphere. For this reason, a modeling material does not change with chemical changes etc., and can model a high quality molded article. For example, when a metal material is used as the modeling material, it is considered that the modeled material is altered by oxidation or the like by heating, but in the present invention, metal oxidation can be prevented by an inert gas.
本発明の造形装置において、前記押圧造形機構は、除湿気体雰囲気下で前記造形材料に前記ヒートプローブを当接させることが好ましい。
本発明では、除湿気体雰囲気下で、造形材料を加熱溶融させる。このため、造形材料が水分子と化学反応して変質する不都合を防止でき、高品質な造形物を造形することができる。
本発明の造形装置において、前記造形材料は、金属により構成されていることが好ましい。
本発明は、造形材料として金属素材を用いているので、高強度な造形物を造形することができる。
In the modeling apparatus of the present invention, it is preferable that the press modeling mechanism causes the heat probe to abut on the modeling material in a dehumidified gas atmosphere.
In the present invention, the modeling material is heated and melted in a dehumidified gas atmosphere. For this reason, it is possible to prevent the inconvenience that the modeling material chemically changes with water molecules and changes its quality, and it is possible to model a high-quality modeled object.
The modeling apparatus of this invention WHEREIN: It is preferable that the said modeling material is comprised with the metal.
Since the present invention uses a metal material as a modeling material, a high-strength modeling object can be modeled.
本発明の造形装置において、前記造形材料は、難燃化又は不燃化処理されていることが好ましい。
本発明では、金属造形材料が難燃化処理又は不燃化処理されている。したがって、加熱されたヒートプローブを当接させた際に、金属材料が燃焼による化学反応を起こしにくく、高品質な造形物を造形することができる。
The modeling apparatus of this invention WHEREIN: It is preferable that the said modeling material is made incombustible or incombustible.
In the present invention, the metal modeling material is subjected to flame retardant treatment or non-flammability treatment. Therefore, when the heated heat probe is brought into contact, the metal material is less likely to cause a chemical reaction due to combustion, and a high-quality model can be modeled.
本発明の造形装置において、前記造形材料は、樹脂により構成されていることが好ましい。
本発明では、造形材料として樹脂素材を用いている。樹脂素材は、金属素材に比べて融点が低く、ヒートプローブの加熱温度も下げることができる。したがって、エネルギー効率性をより向上でき、かつ加熱部の構成をより簡略化できるので、装置の更なる小型化を図れる。
The modeling apparatus of this invention WHEREIN: It is preferable that the said modeling material is comprised with resin.
In the present invention, a resin material is used as the modeling material. The resin material has a lower melting point than the metal material, and can also lower the heating temperature of the heat probe. Therefore, the energy efficiency can be further improved and the configuration of the heating unit can be further simplified, so that the apparatus can be further reduced in size.
本発明の造形方法は、可撓性を有する造形材料をステージ上の造形位置に搬送し、加熱されたヒートプローブを前記造形位置に搬送された前記造形材料に当接して溶融させ、前記造形位置に前記造形材料を積層し、かつ、前記造形位置を移動させることで前記造形材料の積層位置を変化させて造形物を造形することを特徴とする。
本発明では、上記発明と同様に、ステージ上の造形位置まで造形材料を搬送し、搬送された造形材料の例えば先端部に対して加熱されたヒートプローブを当接させて溶融させ、その後、ヒートプローブを引き離すことで、造形位置に造形材料が積層される。これを、造形位置を移動させて繰り返すことで、所望の形状の造形物を造形することができる。また、造形材料の例えば先端部の造形位置に局所的にヒートプローブを当接させるため、造形材料の全部を溶融させる必要がなく、例えば溶融状態の造形材料を押し出す構成に比べて、エネルギー効率性の向上を図れる。また、造形材料を溶融するための大型の加熱機構を必要とせず、装置の小型化を図ることができる。
In the modeling method of the present invention, a modeling material having flexibility is conveyed to a modeling position on a stage, a heated heat probe is brought into contact with the modeling material conveyed to the modeling position, and is melted. The modeling material is stacked and the modeling position is moved to change the stacking position of the modeling material to model the modeled object.
In the present invention, similarly to the above-described invention, the modeling material is transported to the modeling position on the stage, and a heated heat probe is brought into contact with, for example, the tip of the transported modeling material, and then heated. A modeling material is laminated | stacked on a modeling position by pulling apart a probe. By repeating this by moving the modeling position, a modeled object having a desired shape can be modeled. In addition, since the heat probe is locally brought into contact with the modeling position of, for example, the tip of the modeling material, it is not necessary to melt all of the modeling material. Can be improved. Further, the apparatus can be downsized without requiring a large heating mechanism for melting the modeling material.
[第一実施形態]
以下、本発明に係る第一実施形態の造形装置について、図面に基づいて説明する。
[造形装置の概略構成]
図1は、第一実施形態の造形装置の概略構成を示す図である。
図1に示すように、造形装置1(積層造形装置)は、ステージ2と、造形ヘッド3と、移動機構4と、コントローラー5とを備えている。
この造形装置1は、例えばパーソナルコンピューター等のデータ出力装置からコントローラー5に入力された造形用データの断面形状に応じて、ステージ2上に造形材料を積層して三次元造形物を造形する装置である。具体的には、コントローラー5は、造形用データに基づいて移動機構4を制御して、造形ヘッド3を所定の造形位置Pに移動させる。そして、コントローラー5は、造形ヘッド3を制御して、ステージ2上の造形位置Pに造形材料10を溶融積層させる。
なお、図示は省略するが、本実施形態において、ステージ2、造形ヘッド3、及び移動機構4は、チャンバー等の密閉された造形室内に設けられ、不活性化ガスが充填されている。
以下、各構成について、詳細に説明する。
[First embodiment]
Hereinafter, the modeling apparatus of 1st embodiment which concerns on this invention is demonstrated based on drawing.
[Schematic configuration of modeling equipment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a modeling apparatus according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the modeling apparatus 1 (laminated modeling apparatus) includes a
The modeling apparatus 1 is an apparatus that models a three-dimensional structure by stacking modeling materials on the
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, in this embodiment, the
Hereinafter, each configuration will be described in detail.
[ステージ2の構成]
ステージ2は、造形物を造形するための台座であり、例えば、造形物を載置する平面を備えている。
[Configuration of stage 2]
The
[造形ヘッド3の構成]
造形ヘッド3は、ステージ2に対して移動機構4により移動可能に設けられており、図1に示すように、テープ搬送機構6と、押圧造形機構7と、を備えている。
[テープ搬送機構6の構成]
テープ搬送機構6は、本発明の送り機構を構成し、造形材料10をステージ2上の造形位置Pに搬送する。このテープ搬送機構6は、造形材料10を格納するカセット61と、カセット61から供給される造形材料10をステージ2上の所定の造形位置Pに搬送する送出部62とを備えている。
[Configuration of modeling head 3]
The modeling head 3 is provided so as to be movable by the moving mechanism 4 with respect to the
[Configuration of Tape Transport Mechanism 6]
The
(造形材料10の構成)
ここで、カセット61に格納される造形材料10について、説明する。
図2は、本実施形態で用いられる造形材料10の概略構成を示す斜視図である。
図2に示すように、造形材料10は、短辺(テープ厚み寸法)a、長辺(テープ幅寸法)bの扁平断面を有し、アスペクト比(b/a)が10以上の薄肉状(テープ状)に構成されている。ここで、アスペクト比が10未満である場合、造形材料10の搬送ハンドリング性が低下する。つまり、テープ幅寸法bに対してテープ厚み寸法aを大きくすると、造形材料10の可撓性が低下により、後述する送出ローラー対621や駆動ローラー対622における搬送効率が低下し、搬送時にハンドリング性(搬送のしやすさ)が低下する。また、本実施形態では、造形材料10の可撓性を利用して、造形材料10のステージ2側の面(テープ裏面)と、造形位置Pにおける造形物の上面(又はステージ2の面)とを当接させる。したがって、十分な可撓性を有さない場合、造形位置Pにおいて、造形物の上面(又はステージ2の面)と、造形材料10のテープ裏面との間に隙間が生じ、造形材料10を溶融して積層させた際の密着性が低下してしまう。また、テープ厚み寸法aが十分に小さい場合でも、テープ幅寸法bが小さいと、搬送時に造形材料10に捩れが発生するおそれがあり、搬送ハンドリング性が低下する。
これに対して、上記のようにアスペクト比を10以上にすることで、可撓性を有する造形材料10の搬送効率を向上させることができ、所望の造形位置に造形材料を効率的に搬送することができる。
(Configuration of modeling material 10)
Here, the
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 2, the
In contrast, by setting the aspect ratio to 10 or more as described above, the conveyance efficiency of the
このような造形材料10としては、金属や樹脂等が例示できる。
造形材料10として金属を用いる場合、樹脂よりも造形により得られる造形物の強度が高くなる。一方、造形材料10では、ステージ2上の造形位置Pまで搬送する必要があり、可撓性が求められる。金属製の造形材料10では、上記可撓性を確保するためにテープ厚み寸法がa≦0.1mmとすることが好ましい。テープ厚み寸法がa>0.1mmである場合、造形材料10が撓みにくく、搬送時において所望の造形位置Pに造形材料10を搬送することが困難となる。
そして、上記のように搬送ハンドリング性を考慮してテープ幅寸法bが設定されており、テープ厚み寸法aが0.1mmの場合では、テープ幅寸法として、1mm以上とすることが好ましい。なお、テープ厚み寸法aの設定値にもよるが、テープ幅寸法bの設定値としては、5mm≦b≦15mmとすることがより好ましい。以上のような寸法a,bに形成されたテープ状の造形材料10では、十分な可撓性を維持でき、かつ捩れ等によるハンドリング性の低下を抑制できる。
Examples of such a
When a metal is used as the
As described above, the tape width dimension b is set in consideration of the transport handling property. When the tape thickness dimension a is 0.1 mm, the tape width dimension is preferably 1 mm or more. Although it depends on the set value of the tape thickness dimension a, the set value of the tape width dimension b is more preferably 5 mm ≦ b ≦ 15 mm. In the tape-shaped
金属製の造形材料10を用いる場合、より好ましくはMgを用いることが好ましい。Mgは例えばAl等に比べて、比重が小さく(Mg比重が1.7に対してAl比重が2.7)、造形材料10の軽量化を図れる。
さらに、金属製の造形材料10では、融点近傍まで熱せられた際に酸化が発生しないように、難燃化処理又は不燃化処理を施されていることが好ましい。難燃化処理や不燃化処理としては、公知の技術を用いることができる。
上述のような金属製の造形材料10は、例えば、圧延や押し出し等により成型されたものをカットすることで、大量かつ安価に製造することが可能となる。
When using the
Further, the
The
一方、造形材料10として、樹脂を用いる場合、金属に比べて融点が低く、後述する押圧造形機構7におけるヒートプローブ71の加熱温度を低く設定でき、加熱機構の更なる簡略化を図れる。このような樹脂性の造形材料10を用いる場合では、テープ厚み寸法がa≦1mm、テープ幅寸法が5mm≦bとすることが好ましい。樹脂性の造形材料10は、金属に比べて可撓性を確保しやすく厚み寸法を大きくできるが、テープ厚み寸法がa>1mmの場合では、可撓性が不足し、ハンドリング性が低下する。また、テープ幅寸法が5mm>bである場合は、捩れが生じやすく、ハンドリング性が低下する。以上から、上記のような寸法a,bの範囲でアスペクト比が10以上となるように、造形材料10を構成することが好ましい。
On the other hand, when resin is used as the
(カセット61の構成)
次に、テープ搬送機構6のカセット61について具体的に説明する。
図3は、本実施形態のカセット61の概略構成を示す断面図である。
図3に示すように、カセット61は、ケース611と、ボビン612と、ピンチローラー613と、を備えている。
ケース611は、例えば、内部空間を有する直方体形状であり、内部にボビン612、ボビン612に巻装された造形材料10、及びピンチローラー613が格納されている。
また、ケース611の一部(本実施形態では、直方体の角部)に、送出口611Aが設けられており、内部に収納された造形材料10は、この送出口611Aから外部に取り出される。
(Configuration of cassette 61)
Next, the
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 3, the
The
In addition, a
ボビン612は、軸状部材であり、ケース611における互いに対向する面に回転可能に支持されている。このボビン612には、上述した造形材料10の一端部が固定され、当該造形材料10がボビン612の周面に沿って巻装されている。より具体的には、テープ状の造形材料10は、テープ裏面(ステージ2上に搬送された際に、ステージ2に対向する面)が、ボビン612に巻装された造形材料10のテープ表面(テープ裏面とは反対側の面)に密着するように、同心円状に巻装され、ロール状で収納されている。
このような構成では、例えば断面円形状の造形材料をボビン612に巻装させた場合に比べて、体積占有率が高くなる。したがって、断面円形状の造形材料と、本実施形態のテープ状の造形材料10とを、同量分だけボビンに巻装する場合、本実施形態の造形材料10を用いる場合では、断面円形状の造形材料を用いる場合に比べて、体積を小さくでき、カセット61の小型化を図ることができ、さらに、ボビン612への巻数も少なくなるので、製造効率性も良好となる。また、カセット61のサイズが規定されている場合では、本実施形態のテープ状の造形材料10を用いる場合では、体積占有率が大きいため、断面円形状の造形材料を用いる場合に比べて、カセット61内により多くの造形材料10を収納することが可能となる。
The
In such a configuration, for example, the volume occupancy is higher than when a modeling material having a circular cross section is wound around the
ピンチローラー613は、送出口611Aの近傍に設けられ、造形材料10が搬送方向をガイドする。ピンチローラー613は、一対設けられており、これらの一対のピンチローラー613により造形材料10を挟み込んで送出口611Aに案内する。また、ピンチローラー613により造形材料10が挟み込まれることで、巻装された造形材料10の弛みを抑制でき、送出口611Aから送り出される造形材料10の走行性(搬送性)が向上する。
The
また、カセット61は、例えばケース611の外装部に図示略の係止ピンやガイド突起等による位置決め部が設けられており、これらの位置決め部を造形ヘッド3における所定位置に位置決めすることで、カセット61を造形ヘッド3に装着することが可能となる。
Further, the
(送出部62の構成)
送出部62は、図1に示すように、カセット61から提供された造形材料10をステージ2上の造形位置Pまで送り出す。
この送出部62は、一対の送出ローラー621A,621Bにより構成された送出ローラー対621と、駆動ローラー622A及び従動ローラー622Bにより構成された駆動ローラー対622と、ガイド部622とを備えている。なお、本実施形態では、送出ローラー対621が1つ設けられる例を示すが、2つ以上設けられていてもよく、送出ローラー対621が設けられず、駆動ローラー対622のみが設けられる構成などとしてもよい。さらに、駆動ローラー対622が1つのみ設けられる例を示すが、2つ以上設けられる構成などとしてもよい。
(Configuration of sending unit 62)
As shown in FIG. 1, the
The
送出ローラー対621は、送出ローラー621A,621Bにより造形材料10を挟み込み、造形材料10の搬送をガイドする。ここで、送出ローラー対621は、カセット61から送出された造形材料10の巻癖(ボビン612への巻装方向)とは反対側に造形材料10を湾曲させつつ、当該造形材料10を搬送する。これにより、造形材料10の巻癖を矯正することが可能となる。
The pair of
駆動ローラー対622は、造形材料10を引き込み、造形位置Pに向かって送出する。具体的には、駆動ローラー対622は、モーター等の駆動量により回転駆動される駆動ローラー622Aと、駆動ローラー622Aの駆動に追従する(モーター駆動力が伝達されない)従動ローラー622Bとを備えている。駆動ローラー622A及び従動ローラー622Bにより、造形材料10の定速度での搬送が可能となる。
ここで、駆動ローラー622Aは、造形材料10のテープ裏面に接することが好ましい。これにより、造形材料10の巻癖により当該造形材料10が駆動ローラー622Aに付勢され、搬送時の滑り等を抑制でき、搬送効率性を向上できる。
なお、駆動ローラー622Aがテープ表面に接する構成としてもよい。
また、駆動ローラー対622を構成する一対のローラーの双方を駆動ローラーとして駆動させる構成としてもよい。この場合、さらに、テープ裏面に接する駆動ローラーを、テープ表面に接する駆動ローラーに対して回転速度を僅かに上げることで、造形材料10の巻癖をより確実に矯正することができる。
The
Here, the driving
The
Moreover, it is good also as a structure which drives both a pair of roller which comprises the
ガイド部622は、例えば、表面が耐摩耗処理された、耐久性の高い金属材により板バネ状に構成され、搬送方向に沿う両端にガイド壁(図示略)を備えている。
このガイド部622は、造形材料10の弛みを取るとともに造形材料10の搬送方向を矯正してステージ2上の造形位置Pへの搬送を案内する。
ガイド部622により案内された造形材料10は、撓みにより先端部が造形位置Pに付勢当接され、後述の押圧造形機構7により熱された部分が溶融して造形位置Pに積層される。すなわち、本実施形態の造形材料10は、ステージ2又はステージ2上の造形材料に対して、強い応力で押し付けられるものではなく、撓みによりその先端部のみが接触することで、造形位置Pに対して造形材料10が搬送される。
The
The
The
[押圧造形機構7の構成]
押圧造形機構7は、図1に示すように、ヒートプローブ71と、加熱部72と、押圧駆動部73と、ジョイント部74と、走査駆動部75と、を備えている。
ヒートプローブ71は、円柱状の金属部材(例えば鉄等)であり、ステージ2側の先端部が、先端に向かうに従って断面積が小さくなるテーパ状に構成されている。ヒートプローブ71の造形位置Pに対向する当接部711は、平坦面であり、例えば円形状等に形成されている。この当接部711の当接径寸法(ステージ2の法線方向D2に直交する面の径寸法)は、造形装置1において造形する造形物の精度により適宜設定されるが、例えば50μm以上に形成されている。
[Configuration of Press Modeling Mechanism 7]
As shown in FIG. 1, the
The
加熱部72は、コントローラー5の制御の下、ヒートプローブ71を、造形材料10を溶融するために必要な温度まで加熱する。この際、ヒートプローブ71に温度センサーを設け、当該温度センサーにより検出された温度に基づいて加熱部72の加熱温度をフィードバック制御してもよい。
加熱部72としては、例えば、ヒートプローブ71の周囲にコイルを巻装し、当該コイルに高周波交流電流を流すことで、ヒートプローブ71中に渦電流を発生させて加熱する誘電加熱が挙げられる。また、加熱部72としては、その他、セラミックヒーターを用いてヒートプローブ71を加熱する構成、電熱線によりヒートプローブ71を加熱する構成等を用いてもよく、ヒートプローブ71を所望の必要温度まで加熱可能な構成であればいかなる構成を用いてもよいが、上記構成とすることで加熱部72の構成の簡略化を図れ、装置の小型化を促進できる。
The
Examples of the
押圧駆動部73は、ヒートプローブ71を軸心方向に沿って(ステージ2の法線方向D2に沿って)進退移動させる。
図4は、押圧駆動部73の概略構成を示す図である。
本実施形態の押圧駆動部73は、図4に示すように、フレーム731と、コア732と、ソレノイドコイル733と、ヨーク734と、付勢ばね735と、駆動伝達軸736と、を備えている。
フレーム731は磁性材料により構成され、底部731A及び底部731Aから立ち上がるヨーク接続部731Bを備える。コア732は、磁性材料からなり、フレーム731の底部731Aに設置される。ソレノイドコイル733は、コア732に巻装されており、コントローラー5の制御の下、図示略の電源から電流が流される。
ヨーク734は、長手状に形成され、基端部がフレーム731のヨーク接続部731Bに回動自在に保持されている。また、ヨーク734は、コア732と対向するアーマチュア734Aを備えている。ソレノイドコイル733が通電されることで、コア732とアーマチュア734Aとの間で+−の磁極が現れる。これにより、アーマチュア734Aがコア732に近接する方向に、ヨーク734が基端部を中心に回動する。
付勢ばね735は、ヨーク734とフレーム731の底部731Aとの間に設けられ、ヨーク734をフレーム731から離れる方向(初期位置の方向)に付勢する。
駆動伝達軸736は、ヨーク734の先端部に揺動自在に設けられており、ヨーク734の回動移動を、ステージ2の法線方向D2に沿った進退移動に変換してヒートプローブ71を駆動させる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
As shown in FIG. 4, the
The
The
The biasing
The
図5は、駆動伝達軸736とヒートプローブ71とを連結するジョイント部74の構成図である。
ジョイント部74は、図5に示すように、駆動伝達軸736の先端部に設けられた支持軸側プレート736Aと、ヒートプローブ71の基端部(当接部711とは反対側)に設けられたプローブプレート712とを断熱材741を介して接続する。断熱材741としては、例えば耐熱セラミック等が挙げられる。これにより、ヒートプローブ71の熱が押圧駆動部73へ伝達することによる、押圧駆動部73における各部材の熱変形や、熱影響による駆動特性の変化を抑制できる。
FIG. 5 is a configuration diagram of the
As shown in FIG. 5, the
走査駆動部75は、本発明の走査部であり、ヒートプローブ71、加熱部72、押圧駆動部73及びジョイント部74を含む加熱ユニットを造形材料10のテープ幅方向に沿って移動させる。これにより、当接部711の当接箇所を造形材料10のテープ幅方向に沿って走査移動させることが可能となり、テープ状の造形材料10を無駄なく消費することができる。
この走査駆動部75としては、図示は省略するが、例えば、テープ幅方向に沿って配置されたガイド、ガイドに沿って加熱ユニットを移動可能に保持する保持部材を有し、例えばアクチュエーター等の駆動機構により加熱ユニットを移動させる構成が例示できる。
The
Although not shown, the
[移動機構4の構成]
移動機構4は、造形ヘッド3をステージ2に対してX軸、Y軸、及びZ軸の各軸方向に移動させて、造形ヘッド3におけるテープ搬送機構6の造形材料10の搬送先(造形位置P)、及び押圧造形機構7を所望の位置に移動させる。すなわち、移動機構4は、造形位置Pをステージに対して移動させる。
具体的な構成としては、例えばY軸方向に沿って敷設されたYガイド上で移動可能なコラム、コラム上に設けられてX軸方向に延びるXガイドを備えたスライダ、Xガイドに沿って移動可能でZ方向に沿ったZガイドを備えたラムを備え、ラムのZガイドに沿って移動可能に造形ヘッド3が設けられる構成等が例示できる。また、複数のアーム部材を連結し、アームの連結角度を制御することで、造形ヘッド3を3次元空間で移動可能な構成などとしてもよい。
また、本実施形態では、移動機構4により造形ヘッド3をステージ2に対して移動させる構成を例示するがこれに限定されず、例えば、ステージ2を造形ヘッド3に対して移動させる構成などとしてもよい。さらには、ステージ2をZ方向に沿って移動させ、造形ヘッド3をXY軸に沿って移動させる構成などとしてもよい。
[Configuration of moving mechanism 4]
The moving mechanism 4 moves the modeling head 3 with respect to the
As a specific configuration, for example, a column movable on a Y guide laid along the Y-axis direction, a slider provided with an X guide provided on the column and extending in the X-axis direction, and moved along the X guide An example is a configuration in which a ram having a Z guide along the Z direction is provided and the modeling head 3 is provided so as to be movable along the Z guide of the ram. Moreover, it is good also as a structure etc. which can move the modeling head 3 in a three-dimensional space by connecting a some arm member and controlling the connection angle of an arm.
Moreover, in this embodiment, although the structure which moves the modeling head 3 with respect to the
[コントローラー5の構成]
コントローラー5は、例えばメモリー等の記憶部、CPUとの演算回路等により構成され、造形装置1の全体動作を制御する。記憶回路には、造形装置1を制御するための各種プログラムや各種データが記録される。また、コントローラー5の演算回路は、記憶部に記憶されたプログラムを読み込み実行することで、図1に示すように、データ取得手段51、移動制御手段52、及び造形制御手段53として機能する。なお、本実施形態では、各機能構成は、ハードウェアである演算回路と、プログラム(ソフトウェア)との協働により実現される例を示すが、例えば各機能を有する集積回路(ハードウェア)を組み合わせることで実現される構成などとしてもよい。
データ取得手段51は、例えば、コントローラー5に通信可能に接続されるパーソナルコンピューター等の外部機器から造形用データを取得する。なお、コントローラー5が記録媒体を読み込むドライブ装置を備え、当該ドライブ装置に装着された記録媒体から直接造形用データを取得する構成などとしてもよい。
移動制御手段52は、造形用データに基づいて、移動機構4を制御し、造形ヘッド3を移動させる。
造形制御手段53は、造形ヘッド3を制御する。具体的には、造形制御手段53は、送出部62の駆動ローラー対622、及び押圧造形機構7を制御し、造形位置Pに造形材料10を溶融積層させて造形物を造形する。
[Configuration of controller 5]
The
For example, the
The movement control means 52 controls the movement mechanism 4 based on the modeling data and moves the modeling head 3.
The
[造形装置1による造形物の製造方法]
次に、上述のような造形装置1を用いた造形物の造形方法について図面に基づいて説明する。
図6は、本実施形態の造形装置1を用いた造形物の造形方法(造形処理)を示すフローチャートである。図7は、造形処理により造形物が形成される過程を示す斜視図である。
造形装置1により、造形物を造形するには、まず、コントローラー5のデータ取得手段51は、造形用データを取得する(ステップS1)。具体的には、データ取得手段51は、操作者の操作に基づいて、例えばコントローラー5に接続されたパーソナルコンピューター等の外部機器から入力される造形用データ、CD−ROM等の記録媒体に記録された造形用データ、インターネット等の通信回線を介して取得された造形用データ等を取得する。
[Method for Manufacturing Modeled Object by Modeling Apparatus 1]
Next, a modeling method of a modeled object using the modeling apparatus 1 as described above will be described based on the drawings.
FIG. 6 is a flowchart showing a modeling method (modeling process) of a modeled object using the modeling apparatus 1 of the present embodiment. FIG. 7 is a perspective view illustrating a process in which a model is formed by the modeling process.
In order to model a modeled object with the modeling apparatus 1, first, the data acquisition means 51 of the
次に、移動制御手段52は、造形用データから造形物の断面形状を解析し、図9に示すように、造形ヘッド3を造形物断面に相当する造形位置Pに移動させる(ステップS2)。
具体的には、テープ搬送機構6により搬送される造形材料10の先端部が造形用データに基づいて示される造形位置Pに位置するように移動機構4を制御して造形ヘッド3の位置を設定し、かつ、造形材料10のテープ幅方向における当接部711の当接位置を、走査駆動部75を制御して設定する。
Next, the movement control means 52 analyzes the cross-sectional shape of the modeling object from the modeling data, and moves the modeling head 3 to the modeling position P corresponding to the modeling object cross section as shown in FIG. 9 (step S2).
Specifically, the position of the modeling head 3 is set by controlling the moving mechanism 4 so that the tip of the
この後、造形制御手段53は、造形ヘッド3等を制御し、造形位置Pに対して造形材料10を溶融して積層させ、図7に示すように、造形物を形成する(ステップS3)。
図8は、本実施形態における、コントローラー5から押圧駆動部73に入力される指令(当接パルス)、ヒートプローブ71と造形材料10との距離、及びヒートプローブ71の移動速度をそれぞれ示した図である。
図8に示すように、造形制御手段53は、押圧駆動部73に対して当接パルスを入力する。これにより、ソレノイドコイル733が通電され、ヒートプローブ71が所定速度でステージ2側に移動される。そして、加熱部72により必要温度まで加熱された当接部711が、造形位置に搬送された造形材料10のテープ幅方向における所定の当接位置に当接され、その熱と押圧力により、溶融された造形材料10が造形位置に積層される。
Thereafter, the modeling control means 53 controls the modeling head 3 and the like, melts and laminates the
FIG. 8 is a diagram illustrating a command (contact pulse) input from the
As shown in FIG. 8, the
この後、造形制御手段53は、押圧駆動部73を制御してヒートプローブ71を引き離す(ステージ2から離隔させる)と同時に、移動制御手段52は、移動機構4を制御して、ステージ2に対する造形位置(造形ヘッド3の位置)を例えばX,Y方向に所定量移動させる。
この際、押圧駆動部73は、図8に示すように、ヒートプローブ71を造形材料10に当接させる際の当接速度よりも速い離隔速度で、ヒートプローブ71を移動させる。この離隔速度としては、溶融された造形材料10の粘度やヒートプローブ71に対する濡れ性等の各種要件により予め設定される、ヒートプローブ71に密着した溶融状態の造形材料10を、当該ヒートプローブ71から引き離すための速度以上に設定されている。当該速度は例えば、実験データに基づいて求められている。
これに加え、上記のように、移動制御手段52により移動機構4が駆動されて、造形ヘッド3がステージ2に対して相対的にXY方向に所定量移動される。この移動量としては、ヒートプローブ71に付着した溶融状態の造形材料10に対して、ステージ2の法線方向D2に直交する剪断方向への剪断力が作用し、この剪断力によりヒートプローブ71から造形材料10が引き剥がされる。
以上により、ヒートプローブ71へ付着した造形材料10を好適に引き剥がすことができ、造形位置Pに適切な分量の溶融された造形材料10が積層されることになる。
Thereafter, the
At this time, as shown in FIG. 8, the
In addition, as described above, the movement mechanism 4 is driven by the movement control means 52, and the modeling head 3 is moved by a predetermined amount in the XY directions relative to the
As described above, the
この後、造形制御手段53は、造形用データに基づいた造形物の造形処理が完了したか否かを判定する(ステップS4)。
ステップS4で「No」と判定された場合は、ステップS2及びステップS3に戻り、造形ヘッド3の移動及び造形材料の溶融積層を繰り返す。
この際、造形制御手段53は、走査駆動部75をコントロールし、ヒートプローブ71の当接位置をテープ幅方向に沿って移動させ、かつ移動機構4を移動させて、当接位置が造形用データに基づいた造形位置Pとなるように、造形ヘッド3の位置を制御する。
また、造形制御手段53は、テープ幅方向に沿った造形材料10が溶融及び積層された場合は、送出部62の駆動ローラー622Aを駆動させることで、造形材料10を所定量送り出し、先端部を造形位置Pに移動させる。送出部62により送り出された造形材料10は、可撓性を有するため自重により撓み、造形位置Pに付勢当接される。この後、ステップS3と同様に、造形位置Pに対して造形材料10を溶融させて積層させる。
そして、ステップS4において、「Yes」と判定されると、造形処理を終了させる。
Thereafter, the modeling control means 53 determines whether or not the modeling processing of the modeled object based on the modeling data is completed (Step S4).
If “No” is determined in step S4, the process returns to step S2 and step S3, and the movement of the modeling head 3 and the melt lamination of the modeling material are repeated.
At this time, the
In addition, when the
And if it determines with "Yes" in step S4, a modeling process will be complete | finished.
[本実施形態の作用効果]
本実施形態の造形装置1は、造形物が造形されるステージ2と、可撓性を有する造形材料10をステージ2上の所定の造形位置Pに搬送するテープ搬送機構6と、造形位置Pに搬送された造形材料10に対して加熱されたヒートプローブ71を当接させて溶融させる押圧造形機構7と、押圧造形機構7が組み込まれる造形ヘッド3を造形位置Pが造形用データに基づく所望位置に位置するように移動させる移動機構4とを備えている。
このような構成では、造形材料10の搬送供給と加熱されたヒートプローブ71の当接とを別機構により実施し、造形材料10の必要な個所のみを局所的にヒートプローブ71で溶融する。したがって、例えば溶融された造形材料10を押し出して造形位置Pに積層する場合に比べて、造形材料10の溶融量及び溶融面積(体積)が小さく、熱エネルギーも少なくて済む。よって、加熱機構の構成を小型化でき、造形装置1の小型化、製造コストの低コスト化を図ることができる。
[Operational effects of this embodiment]
The modeling apparatus 1 of this embodiment includes a
In such a configuration, the conveyance supply of the
本実施形態では、造形材料10は、断面矩形状を有するテープ状に形成されている。このようなテープ状の造形材料10は、厚み寸法が均一であるため、造形位置Pに積層された造形材料10の厚みが変動することなく、高精度な造形物を造形することができる。
また、造形材料10をボビン612が同心円状に巻装する場合に、テープ裏面とテープ表面とを密着させることで、隙間をなくすことができ、例えば、断面円形状の造形材料を用いる場合に比べて、体積占有率が高くなる。つまり、同量の造形材料をカセット61内に収納する場合に、断面円形状の造形材料に比べて、カセット61の小型化を図ることができる。カセット61のサイズが固定である場合は、断面円形状の造形材料を用いる場合に比べて、より多くの造形材料10をボビンに巻装させることができる。
また、造形材料として粉体を用いる構成もあるが、このような粉体は球状となるため、断面円形状の造形材料と同様、カセット61に格納した際に体積占有率が小さくなり、また、カセットの送出口611Aを閉塞する蓋部等を設ける必要も生じる。これに対して、本実施形態の造形材料10では、粉体の造形材料よりも体積占有率を大きくでき、かつ送出口611Aに蓋部を設ける必要もなく、取扱いが容易となる。
In this embodiment, the
Moreover, when bobbin 612
In addition, although there is a configuration using powder as a modeling material, since such powder is spherical, the volume occupancy becomes small when stored in the
本実施形態では、テープ状の造形材料10のテープ厚み寸法aとテープ幅寸法bとの比であるアスペクト比(a/b)が10以上である。このため、十分に造形材料10の可撓性を確保することができ、かつ捩れや撓み等により造形材料10の搬送ハンドリング性の悪化も抑制できる。
In this embodiment, the aspect ratio (a / b) which is the ratio of the tape thickness dimension a and the tape width dimension b of the tape-shaped
ここで、本実施形態の造形材料10としては、金属製及び樹脂性のいずれかを選択することができる。
金属製の造形材料10を用いる場合は、樹脂性の造形材料10に比べて耐久性が高い品質の造形物を造形でき、樹脂性の造形材料10を用いる場合では、金属製の造形材料10に比べて、溶融に必要な加熱温度が低く、ヒートプローブ71の加熱温度を低くできる。
また、金属製の造形材料10を用いる場合では、比重の小さいMgを用いることで造形材料10の軽量化を図れ、造形される造形物も軽量のものとなる。また、このような金属を用いる場合では、加熱による酸化反応を抑制するために、難燃化処理又は不燃化処理が施される。これにより、ヒートプローブ71を当接させた際に金属酸化を効果的に抑制でき、変質による造形物の品質低下を防止できる。
Here, as the
When using the
Moreover, when using the
本実施形態では、押圧造形機構7は、走査駆動部75を備えている。このため、コントローラー5により走査駆動部75を駆動させることで、当接部711の当接位置を造形材料10のテープ幅方向に沿って走査させることができる。これにより、テープ状の造形材料10を無駄なく使用することができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、ステージ2、造形ヘッド3、及び移動機構4が、不活性ガス雰囲気下に維持されたチャンバー等の造形室内に配置されている。すなわち、押圧造形機構7は、不活性ガス雰囲気下で造形材料10に対してヒートプローブ71を当接させる。
このため、不活性ガス雰囲気下で造形材料10がヒートプローブ71により加熱されることになり、加熱溶融時に造形材料10が化学変化等により変質することがなく、高品質な造形物を造形することができる。
In the present embodiment, the
For this reason, the
本実施形態では、押圧造形機構7は、コントローラー5の制御の下、ヒートプローブ71の離隔速度を押圧速度に比べて大きくし、当該離隔速度が実験等により予め求められたヒートプローブ71に付着した溶融状態の造形材料10を引き剥がすために必要な速度以上に設定されている。このため、ヒートプローブ71を初期位置にステージ2から離隔する方向に移動させる際に、ヒートプローブ71に付着した造形材料10を引き剥がすことができ、造形位置Pに対して所望量の造形材料10を積層させることができる。また、ヒートプローブ71に対する造形材料10の付着を抑制できるため、メンテナンスの回数も減らすことができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、移動機構4は、押圧造形機構7を造形材料10から離隔させる際に、造形ヘッド3をステージ2に対してXY方向に移動させる。このため、造形位置に積層された溶融状態の造形材料10とヒートプローブ71とが密着している場合に、剪断力を加えて、これを引き剥がすことができる。
In the present embodiment, the moving mechanism 4 moves the modeling head 3 in the XY directions with respect to the
[第二実施形態]
次に、本発明に係る第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態では、押圧造形機構7が、1つのヒートプローブ71を備える構成を例示した。これに対して、第二実施形態では、押圧造形機構が複数のヒートプローブを備える点で、上記第一実施形態と相違する。
[Second Embodiment]
Next, 2nd embodiment which concerns on this invention is described based on drawing.
In the first embodiment, the configuration in which the
図9は、本発明に係る第二実施形態における押圧造形機構7Aの概略構成を示す図である。なお、以降の説明に当たり、既に説明した構成については同符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。なお、図9において、走査駆動部75の構成は省略している。
図9に示すように、本実施形態の押圧造形機構7Aは、2本のヒートプローブ71を備え、それぞれ、ジョイント部74を介して押圧駆動部73に接続されている。また、駆動伝達軸736は、それぞれ平行が維持されるよう軸ガイド737により案内されている。
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 9, the
上記のような構成では、2つのヒートプローブ71が設けられているため、これらの2つのヒートプローブ71を同時に造形位置Pに当接させることで、造形位置において、2か所で造形材料10を溶融及び積層させることができる。これにより、第一実施形態に比べて、より効率的に造形物を造形することができる。
In the configuration as described above, since the two
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態について説明する。
上記第二実施形態において、複数のヒートプローブ71が造形材料10の搬送方向D1に沿って並ぶ例を示したが、本実施形態では、テープ幅方向に配置される点で相違する。
図10は、本実施形態において、造形位置に搬送されたテープ状の造形材料10に対して、各ヒートプローブ71の当接部711が当接可能な位置11を示した図である。
本実施形態では、図10(A)に示すように、テープ幅方向に沿ってヒートプローブ71が配置されており、各ヒートプローブ71が独立して駆動可能となっている。
このような構成では、押圧造形機構7に走査駆動部75を設ける必要がなく、例えば、テープ幅方向に配置されたヒートプローブ71を一端側から順次進退させることで、テープ幅方向の造形材料10を無駄なく溶融して造形位置Pに積層することが可能となる。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, a plurality of
FIG. 10 is a diagram illustrating a
In this embodiment, as shown to FIG. 10 (A), the
In such a configuration, it is not necessary to provide the
また、図10(B)に示すように、テープ幅方向を列、搬送方向D1を行とした際に、各行において、所定個数(図10(B)では2個)間隔で当接可能な位置11が配置される構成としてもよい。この場合でも、搬送位置に搬送する造形材料10の搬送量を調整することで、走査駆動部75が不要となる。この場合では、送出部62の駆動ローラー対622として反転可能な構成などとしてもよい。
Further, as shown in FIG. 10 (B), the column of the tape width direction, in the conveying direction D 1 to the row, in each row, (two in FIG. 10 (B)) a predetermined number which can abut at an interval It is good also as a structure by which the
[第四実施形態]
次に、本発明に係る第四実施形態について、図面に基づいて説明する。
第四実施形態は、上記第一から第三実施形態におけるヒートプローブ71に対して、ヒートプローブをステージから引き離す際に、当接部と造形材料との間に気体を導入する点で、上記各実施形態と相違する。
[Fourth embodiment]
Next, 4th embodiment which concerns on this invention is described based on drawing.
The fourth embodiment is different from the first to third embodiments in that the gas is introduced between the contact portion and the modeling material when the heat probe is pulled away from the stage. It is different from the embodiment.
図11は、本実施形態におけるヒートプローブ71Aの概略構成を示す断面図である。
図11に示すように、本実施形態では、ヒートプローブ71Aの当接部711には、送風孔713が設けられており、当該送風孔713は、ヒートプローブ71Aの中心軸を通り、気体導入部714に接続されている。気体導入部714は、コンプレッサーであり、圧縮気体を送風孔713から導入(吹付)する。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 11, in this embodiment, the
本実施形態では、図6におけるステップS3において、ヒートプローブ71を造形材料10に押し当てて造形材料10を溶融し、当該ヒートプローブ71をステージ2から離れる方向に離隔させる際に、コントローラー5は、気体導入部714を制御して、送風孔713から気体を吹き付ける。これにより、当接部711と、当接部711に付着した溶融状態の造形材料10との間に気体が入り込み、当接部711から造形材料10が引き剥がされる。これにより、上述した各実施形態に比べて、さらに当接部711への造形材料10の付着、残留を抑制することができる。
In this embodiment, in step S3 in FIG. 6, the
また、送風孔713から導入される気体としては、不活性ガスが好ましい。不活性ガスを吹き付けることで、造形材料10の酸化等の化学変化を抑制でき、高品質な造形物を造形することが可能となる。
また、大気雰囲気下においては、空気等の気体を吹き付けてもよく、この場合、除湿された気体を導入することが好ましい。これにより、水分子による造形材料10の変質を抑制できる。
Moreover, as the gas introduced from the
Further, in the air atmosphere, a gas such as air may be sprayed. In this case, it is preferable to introduce a dehumidified gas. Thereby, the quality change of the
なお、上記において、ヒートプローブ71を離隔させる際に送風孔713から気体を導入する例を示したが、ヒートプローブ71を造形材料10に当接させる直前に、加熱気体を造形材料10に吹き付けてもよく、当接時と離隔時の双方において加熱気体を導入してもよい。当接時に加熱気体を吹き付ける場合、造形材料10を積層させる造形位置の造形物を予熱することで、積層された造形材料10と造形物との密着性を向上させることができ、高品質な造形物を造形することができる。この際も、上記のように、不活性ガスや除湿された気体を吹き付けることで、造形物や造形材料10の変質を抑制できる。
In addition, in the above, the example which introduce | transduces gas from the
また、図11では、送風孔713が当接部711の中心部に1つ設けられる構成を例示したが、これに限定されず、例えば、当接部711の外周縁に沿って複数の送風孔が設けられる構成などとしてもよい。
本実施形態のヒートプローブ71Aは、第一から第三実施形態の各種ヒートプローブ71に適用できる。
In addition, in FIG. 11, the configuration in which one
The
[その他の実施形態]
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記第一実施形態において、ヒートプローブ71の当接部の形状として、円形状を例示したが、例えば、図11に示したように矩形状に形成されていてもよい。矩形状の場合では、当接位置をテープ幅方向に走査させることで、造形材料10をより無駄なく使用することができる。
また、当接部が平坦面である例を示したが、例えば円錐体形状や半球形状等、凸状等に形成されていてもよい。このような構成では、当接部に対する溶融した造形材料10の付着をより確実に抑制でき、また、当接部の面積が小さくなるので、より精度の高い造形物を造形することが可能となる。
[Other Embodiments]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In the first embodiment, the circular shape is exemplified as the shape of the contact portion of the
Moreover, although the example in which the contact portion is a flat surface has been shown, it may be formed in a convex shape such as a conical shape or a hemispherical shape. In such a configuration, adhesion of the melted
上記第一及び第二実施形態において、押圧駆動部73をテープ幅方向に移動させる走査駆動部75を例示したこれに限定されない。例えば、図12に示すように、押圧駆動部73を搬送方向に対して平行な揺動軸751で揺動可能に保持する構成などとしてもよい。この場合、モーター等の駆動力により押圧駆動部73を揺動させることで、当接位置をテープ幅方向に移動させる。
なお、このような構成では、当接部711が平坦面である場合、揺動傾斜角度により、当接部711が造形材料10に当接する面積が変化するおそれがある。したがって、本構成を採用する場合には、当接部711を例えば半球形状や円錐体形状、搬送方向D1と平行な軸線を中心とした円柱形状などとすることで、揺動による当接面積の変動を抑制する構成とすることが好ましい。
さらに、例えばテープ搬送機構6として、例えば送出部62をテープ幅方向に移動させる幅方向移動機構を備える構成としてもよい。この場合、テープ搬送機構6により、造形材料10をテープ幅方向に移動させることができるため、押圧造形機構7をテープ幅方向に移動させる走査部(走査駆動部75)の構成を不要にできる。
In the said 1st and 2nd embodiment, it is not limited to this which illustrated the
In such a configuration, when the abutting
Furthermore, for example, the
上記第一実施形態において、押圧駆動部73の構成例として、図4に示すような磁気回路を用いた駆動機構を例示したがこれに限定されない。
図13は、押圧駆動部73の他の例を示す図である。
例えば、図13(A)に示すように、例えば断面楕円形状のカム部材732Aを回転駆動させることで、ヨーク734の突出部734Bを押込み、駆動伝達軸736を進退させる押圧駆動部73Aを用いてもよい。
また、図13(B)に示すように、空圧シリンダ738のピストンに駆動伝達軸736を接続し、吸排気口738A,738Bから空圧シリンダ738内にエアを交互に吸気及び排気させることで、駆動伝達軸736を進退駆動させる押圧駆動部73Bを用いてもよい。
さらに、図13(C)に示すように、サーボモータ739の回転駆動軸の回転駆動を、変換ギア739Aを用いて進退駆動に変換し、当該変換された駆動力を駆動伝達軸736に伝達させて進退駆動させる押圧駆動部73Cを用いてもよい。
その他、いかなる構成により駆動伝達軸736を進退駆動させてよい。
In the first embodiment, the drive mechanism using the magnetic circuit as shown in FIG. 4 is illustrated as an example of the configuration of the
FIG. 13 is a diagram illustrating another example of the
For example, as shown in FIG. 13A, for example, a
Further, as shown in FIG. 13B, a
Further, as shown in FIG. 13C, the rotational drive shaft of the
In addition, the
上記第一実施形態において、ヒートプローブ71を造形位置から離隔させる際に、移動機構4をXY方向に対して移動させる例を示したが、これに限定されない。例えば、さらにZ方向(ヒートプローブ71をステージ2から離隔させる方向)に移動させてもよい。
この場合、押圧駆動部73によるヒートプローブ71の移動速度に、移動機構4による移動速度が加算されることで、ヒートプローブ71と溶融状態の造形材料10との密着性がより強い力で断ち切られ、ヒートプローブ71への造形材料10の付着をより確実に抑制できる。なお、第二から第四実施形態においても同様である。
In said 1st embodiment, when separating the
In this case, by adding the moving speed of the moving mechanism 4 to the moving speed of the
上記実施形態において、造形室内が不活性ガス雰囲気下で維持されている構成を例示したが、これに限定されない。例えば、除湿された大気雰囲気下に維持されていてもよい。この場合でも、水分子によって造形材料10が酸化されることなく、高品質な造形物を造形することが可能となる。
さらに、造形室内にステージ2、造形ヘッド3、移動機構4が設けられる例を示したが、これに限定されない。造形材料10として、加熱等により変質しない素材を用いる場合は、造形室がなくてもよい。また、ヒートプローブ71の当接位置に対して、不活性ガス(又は除湿された空気)を吹き付けるガス噴出部を設ける構成としてもよい。このガス噴出部としては、例えば、第四実施形態のように、当接部711に送風孔713を設ける構成としてもよく、別途、送風用のノズルを設ける等してもよい。
In the said embodiment, although the structure in which the modeling chamber was maintained under inert gas atmosphere was illustrated, it is not limited to this. For example, it may be maintained in a dehumidified air atmosphere. Even in this case, the
Furthermore, although the example in which the
造形材料10として、アスペクト比が10以上となる断面矩形状のテープ状材料を例示したが、これに限定されない。例えば、造形材料10の材質等によって、十分な可撓性を有し、かつテープ搬送機構6における造形材料10の搬送ハンドリング性が良好であれば、アスペクト比が10未満となるテープ状材料を用いてもよい。
As the
上記第一実施形態において、離隔速度を押圧速度よりも速くしたが、離隔速度と押圧速度とを同じ速度としてもよく、遅くしてもよい。ただし、ヒートプローブ71から溶融状態の造形材料10を引き剥がすための速度以上であることが好ましい。
また、第一実施形態において、ヒートプローブ71の離隔速度を所定速度以上に設定し、かつ、離隔時に移動機構4を移動させる構成を例示したが、いずれか一方の処理のみによりヒートプローブ71への造形材料10の付着を抑制してもよい。
In the first embodiment, the separation speed is made faster than the pressing speed. However, the separation speed and the pressing speed may be the same speed or may be slow. However, the speed is preferably equal to or higher than the speed for peeling off the
Moreover, in 1st embodiment, although the separation speed of the
上記実施形態では、造形材料10は、カセット61に収納される構成としたが、これに限定されない。例えば、図14に示すように、軸芯614に造形材料10を巻装することで、造形材料10をロール状に保持してもよい。この場合、軸芯614の中心軸に沿って装着孔615を設け、例えば造形ヘッド3に設けられた係止ピンを装着孔615に挿通することで、造形材料10が巻装された軸芯614を造形ヘッド3に装着できる。また、軸芯614の軸方向の両端部に、造形材料10のテープ幅方向の両端縁を保持するフランジ部616を設ける構成とすることで、造形材料10の弛み等を防止できる。
In the said embodiment, although the
上記実施形態では、造形材料10がテープ状材料である例を示したが、例えば糸状に構成されていてもよい。この場合でも、図3に示すようなカセット61のボビン612や図14に示す軸芯614に糸状造形材料を巻装させることで、造形材料を保持することができる。一方、このような糸状造形材料を用いる場合、搬送時の捩れ等が発生しやすく、搬送ハンドリング性が悪化する場合がある。
この場合、送出部62の駆動ローラー対622として、図15に示すような断面形状のローラー624A,624Bを用いることが好ましい。駆動ローラー624Aの表面を例えばゴムやエラストマー等の孔摩擦係数を有する弾性部材により構成されたローラーである。また、従動ローラー624Bは、糸状造形材料10Aに対して2点で接し、糸状造形材料10Aの半分以上が入り込む断面三角形状の溝624B1が周方向に沿って形成されたローラーである。このような構成では、溝624B1に対して糸状造形材料10Aを弾性力で付勢しつつ、搬送方向に送り出すことで、安定した定量搬送が可能となる。
In the said embodiment, although the example whose
In this case, it is preferable to use
上記実施形態では、移動機構4として、造形ヘッド3をZYZの3軸方向に移動させる例を示したが、これに限定されず、例えば、上述したように、ステージ2を3軸方向に移動させる構成としてもよく、ステージ2をZ軸方向に移動させ、造形ヘッドをXY軸方向に移動させる構成としてもよい。さらに、図7に示すように、断面円形(円筒形)の造形物を造形する場合等では、ステージ2に回転機構を設ける等して、ステージ2に対して造形ヘッド3を相対に回転移動可能な構成としてもよい。
In the said embodiment, although the example which moves the modeling head 3 to ZYZ triaxial direction was shown as the moving mechanism 4, it is not limited to this, For example, as mentioned above, the
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。 In addition, the specific structure for carrying out the present invention can be appropriately changed to other structures and the like within a range in which the object of the present invention can be achieved.
1…造形装置、2…ステージ、3…造形ヘッド、4…移動機構、5…コントローラー、6…テープ搬送機構、7,7A…押圧造形機構、10…造形材料、10A…糸状造形材料、61…カセット、62…送出部、71,71A…ヒートプローブ、72…加熱部、73,73A,73B,73C…押圧駆動部、74…ジョイント部、75…走査駆動部、622A…駆動ローラー、622B…従動ローラー、624A…駆動ローラー、624B…従動ローラー、711…当接部、712…プローブプレート、713…送風孔、714…気体導入部、731…フレーム、731A…底部、731B…ヨーク接続部、732…コア、733…ソレノイドコイル、734…ヨーク、734A…アーマチュア、734B…突出部、735…付勢ばね、736…駆動伝達軸、738…空圧シリンダ、738A…吸排気口、738B…吸排気口、739…サーボモータ、739A…変換ギア、D1…搬送方向、D2…法線方向、P…造形位置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Modeling apparatus, 2 ... Stage, 3 ... Modeling head, 4 ... Movement mechanism, 5 ... Controller, 6 ... Tape conveyance mechanism, 7, 7A ... Pressing modeling mechanism, 10 ... Modeling material, 10A ... Filamentous modeling material, 61 ... Cassette, 62 ... delivery unit, 71, 71A ... heat probe, 72 ... heating unit, 73, 73A, 73B, 73C ... press drive unit, 74 ... joint unit, 75 ... scan drive unit, 622A ... drive roller, 622B ... driven Roller, 624A ... Driving roller, 624B ... Driven roller, 711 ... Abutting part, 712 ... Probe plate, 713 ... Air blowing hole, 714 ... Gas introduction part, 731 ... Frame, 731A ... Bottom part, 731B ... Yoke connecting part, 732 ... Core, 733 ... solenoid coil, 734 ... yoke, 734A ... armature, 734B ... projection, 735 ... biasing spring, 73 ... drive transmission shaft, 738 ... pneumatic cylinder, 738a ... intake and exhaust port, 738 ... intake and exhaust port, 739 ... servomotor, 739a ... conversion gear, D1 ... conveying direction, D2 ... normal direction, P ... molding position.
Claims (17)
前記造形位置に搬送された前記造形材料に加熱されたヒートプローブを当接及び離隔させる押圧造形機構と、
前記造形位置を前記ステージに対して相対的に移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする造形装置。 A feeding mechanism for conveying a modeling material having flexibility to a modeling position on the stage;
A press modeling mechanism for contacting and separating the heated heat probe from the modeling material conveyed to the modeling position;
A moving mechanism for moving the modeling position relative to the stage;
A modeling apparatus comprising:
前記押圧造形機構は、前記造形位置に対向して設けられた前記ヒートプローブと、当該ヒートプローブを加熱する加熱部と、前記加熱部により加熱されたヒートプローブを前記造形位置の前記造形材料に対して進退させる押圧駆動部とを備えている
ことを特徴とする造形装置。 The modeling apparatus according to claim 1,
The press modeling mechanism includes the heat probe provided to face the modeling position, a heating unit that heats the heat probe, and a heat probe heated by the heating unit with respect to the modeling material at the modeling position. And a pressing drive part that moves forward and backward.
前記造形材料は、断面矩形状を有するテープ状材料である
ことを特徴とする造形装置。 In the modeling apparatus according to claim 1 or 2,
The modeling apparatus is a tape-shaped material having a rectangular cross section.
前記造形材料は、断面視におけるテープ厚み寸法とテープ幅寸法とのアスペクト比が10以上である
ことを特徴とする造形装置。 The modeling apparatus according to claim 3,
The modeling material is characterized in that an aspect ratio of a tape thickness dimension and a tape width dimension in a sectional view is 10 or more.
前記押圧造形機構は、前記造形材料のテープ幅方向に沿って前記ヒートプローブの当接位置を移動させる走査部を備えている
ことを特徴とする造形装置。 In the modeling apparatus of Claim 3 or Claim 4,
The press molding mechanism includes a scanning unit that moves a contact position of the heat probe along a tape width direction of the modeling material.
前記押圧造形機構は、複数のヒートプローブを備えている
ことを特徴とした造形装置。 In the modeling apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The press molding mechanism includes a plurality of heat probes.
前記押圧造形機構は、前記複数のヒートプローブをそれぞれ独立して前記造形位置の前記造形材料に対して進退させる押圧駆動部を備えている
ことを特徴とする造形装置。 The modeling apparatus according to claim 6,
The press molding mechanism includes a press drive unit that advances and retracts the plurality of heat probes independently of the modeling material at the modeling position.
前記造形材料は、断面矩形状を有するテープ状材料であり、
前記複数のヒートプローブは、前記造形位置に搬送される前記造形材料のテープ幅方向に沿って配置されている
ことを特徴とする造形装置。 In the modeling apparatus according to claim 6 or 7,
The modeling material is a tape-shaped material having a rectangular cross section,
The plurality of heat probes are arranged along a tape width direction of the modeling material conveyed to the modeling position.
前記押圧造形機構は、前記ヒートプローブを前記造形材料に当接された後、所定速度以上の速度で前記ヒートプローブを前記造形材料から離隔させる
ことを特徴とする造形装置。 The modeling apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The press molding mechanism separates the heat probe from the modeling material at a speed equal to or higher than a predetermined speed after the heat probe is brought into contact with the modeling material.
前記移動機構は、前記押圧造形機構により前記造形材料から前記ヒートプローブを離隔させる際に、前記造形位置を前記ステージに対して相対的に移動させる
ことを特徴とする造形装置。 The modeling apparatus according to any one of claims 1 to 9,
The said moving mechanism moves the said modeling position relatively with respect to the said stage, when separating the said heat probe from the said modeling material by the said press modeling mechanism. The modeling apparatus characterized by the above-mentioned.
前記ヒートプローブは、前記造形位置に対向する送風孔を備え、
前記押圧造形機構は、前記ヒートプローブを前記造形材料から離隔させる際に、前記送風孔から前記ヒートプローブ及び前記造形位置の間に気体を導入する気体導入部を備えている
ことを特徴とする造形装置。 In the modeling device according to any one of claims 1 to 10,
The heat probe includes a ventilation hole facing the modeling position,
The press modeling mechanism includes a gas introduction part that introduces gas between the heat probe and the modeling position from the air blowing hole when the heat probe is separated from the modeling material. apparatus.
前記押圧造形機構は、不活性ガス雰囲気下で前記造形材料に前記ヒートプローブを当接させる
ことを特徴とする造形装置。 In the modeling apparatus of any one of Claims 1-11,
The press modeling mechanism causes the heat probe to abut on the modeling material in an inert gas atmosphere.
前記押圧造形機構は、除湿気体雰囲気下で前記造形材料に前記ヒートプローブを当接させる
ことを特徴とする造形装置。 The modeling apparatus according to any one of claims 1 to 12,
The press molding mechanism causes the heat probe to contact the modeling material in a dehumidified gas atmosphere.
前記造形材料は、金属により構成されている
ことを特徴とする造形装置。 The modeling apparatus according to any one of claims 1 to 13,
The modeling material is made of metal.
前記造形材料は、難燃化又は不燃化処理されている
ことを特徴とする造形装置。 The modeling apparatus according to claim 14,
The modeling apparatus, wherein the modeling material is flame-retardant or incombustible.
前記造形材料は、樹脂により構成されている
ことを特徴とする造形装置。 The modeling apparatus according to any one of claims 1 to 15,
The modeling material is made of a resin.
加熱されたヒートプローブを前記造形位置に搬送された前記造形材料に当接して溶融させ、前記造形位置に前記造形材料を積層し、かつ、前記造形位置を移動させることで前記造形材料の積層位置を変化させて造形物を造形する
ことを特徴とする造形方法。 Transport the modeling material with flexibility to the modeling position on the stage,
Lamination position of the modeling material by abutting and melting the heated heat probe in contact with the modeling material conveyed to the modeling position, laminating the modeling material at the modeling position, and moving the modeling position A modeling method characterized by modeling a modeled object by changing the shape.
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