JP2015212042A - Three-dimensional molding device and three-dimensional molding method - Google Patents

Three-dimensional molding device and three-dimensional molding method Download PDF

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太弥 宗仲
Taiya Munenaka
太弥 宗仲
邦章 柏倉
Kuniaki Kashiwakura
邦章 柏倉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional molding device and a three-dimensional molding method capable of improving intensity of a three-dimensional molded article in a lamination direction.SOLUTION: A three-dimensional molding device 100 comprises: a molding material layer formation part (control part 110, movement mechanism 130, head unit 120, first discharge head 122, second discharge head 124 and the like) for forming corresponding molding material layers based on molding data of respective layers; and a control part 110 for controlling the molding material layer formation part so as to, form the corresponding molding material layer based on molding data of an (N)th layer (N is a natural number), and form the corresponding molding material layers sequentially, based on pieces of molding data of an (N+1)th layer to (N+M)th layer (M is a natural number) after forming an irregular step on a lamination surface of the molding material layer based on the molding data of the N-th layer.

Description

本発明は、三次元造形装置および三次元造形方法に関する。   The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus and a three-dimensional modeling method.

三次元の立体物(以下「三次元造形物」)を造形する技術として、ラピッド・プロトタイピング(RP:Rapid Prototyping)と呼ばれる技術が知られている。この技術は、1つの三次元造形物の表面を3角形の集まりとして記述したデータ(STL(Standard Triangulated Language)フォーマットのデータ)により、積層方向について薄く切った断面形状を計算し、その形状に従って各層を形成して三次元造形物を造形する技術である。また、三次元造形物を造形する手法としては、溶融物堆積方式(FDM:Fused Deposition Molding)、インクジェット方式、インクジェットバインダ方式、光造形方式(SL:Stereo Lithography)、粉末焼結方式(SLS:Selective Laser Sintering)などが知られている。   A technique called rapid prototyping (RP) is known as a technique for modeling a three-dimensional solid object (hereinafter, “three-dimensional structure”). This technology calculates the cross-sectional shape sliced thinly in the stacking direction based on data (STL (Standard Triangulated Language) format data) that describes the surface of one three-dimensional structure as a collection of triangles. Is a technique for forming a three-dimensional structure by forming In addition, as a technique for modeling a three-dimensional structure, a melt deposition method (FDM: Fused Deposition Molding), an ink jet method, an ink jet binder method, an optical modeling method (SL: Stereo Lithography), a powder sintering method (SLS: Selective Molding) Laser Sintering) is known.

インクジェット方式による三次元造形方法としては、例えば、造形ステージに対してインクジェットヘッドから選択的に例えば光硬化性樹脂のモデル材を吐出する工程、その表面を平滑化する工程、および当該モデル材を硬化させる工程(光硬化性樹脂の場合は光照射工程)によって一層分の造形材層(硬化層)を形成し、この造形材層を複数積層して三次元造形物を造形する技術が提供されている。このような方式によれば、造形対象物の三次元形状に基づいてモデル材を微小な液滴(液滴径:数十[μm])として吐出することにより高精細な造形材層が形成されるため、これを積層することにより高精細な三次元造形物を造形することができる。また、インクジェットヘッドとして、複数の吐出ノズルが配列された副走査を不要とする長さを有するインクジェットヘッド(いわゆるラインヘッド)を使用することによって、大きな三次元造形物であっても比較的短時間で造形できるように工夫がされている。   As a three-dimensional modeling method using an inkjet method, for example, a step of selectively discharging, for example, a photocurable resin model material from an inkjet head to a modeling stage, a step of smoothing the surface, and curing the model material A technique for forming a three-dimensional structure by forming a single layer of a modeling material layer (cured layer) by a process (a light irradiation process in the case of a photocurable resin) and laminating a plurality of the modeling material layers is provided. Yes. According to such a method, a high-definition modeling material layer is formed by discharging the model material as minute droplets (droplet diameter: several tens [μm]) based on the three-dimensional shape of the modeling object. Therefore, a high-definition three-dimensional structure can be modeled by laminating them. In addition, by using an inkjet head having a length that does not require sub-scanning in which a plurality of discharge nozzles are arranged as an inkjet head (so-called line head), even a large three-dimensional structure can be produced in a relatively short time. It has been devised so that it can be shaped with.

特許文献1には、インクジェットヘッドを主走査方向に走査しながらモデル材を吐出する第1動作の終了後に、モデル材の吐出中心位置が重ならないようにノズルピッチ以下で副走査方向に走査する第2動作を行い(つまり、吐出位置をノズル間位置にずらし)、この第1動作および第2動作を繰り返すことによって副走査方向の解像度を高くする立体造形装置が記載されている。   In Patent Document 1, after completion of the first operation of discharging the model material while scanning the inkjet head in the main scanning direction, scanning is performed in the sub-scanning direction at a nozzle pitch or less so that the discharge center positions of the model material do not overlap. There is described a three-dimensional modeling apparatus that performs two operations (that is, shifts the discharge position to the position between nozzles) and increases the resolution in the sub-scanning direction by repeating the first operation and the second operation.

また、特許文献2には、吐出手段によって液滴を吐出して立体造形粉体を粒子に固化することで複数の粒子から成る造形層を形成し、造形層を複数重ねることで立体造形物を造形する立体造形装置が開示されている。特許文献2に記載の技術では、複数の造形層のうち一の層での液滴を吐出する位置を、当該一の層と隣接する層での液滴を吐出する位置と、吐出手段の主走査方向及び副走査方向において液滴を吐出する間隔の1/2ずつずらし、且つ、隣接する層間で斜め方向に配置される粒子が接触するように、制御手段は吐出手段から液滴を吐出させる。   Further, Patent Document 2 discloses that a three-dimensional object is formed by stacking a plurality of modeling layers by forming a modeling layer composed of a plurality of particles by discharging droplets by a discharge means and solidifying the three-dimensional modeling powder into particles. A three-dimensional modeling apparatus for modeling is disclosed. In the technique described in Patent Document 2, a position at which droplets are discharged from one layer among a plurality of modeling layers is set to a position at which droplets are discharged from a layer adjacent to the one layer. The control unit discharges the droplets from the discharge unit so that the particles arranged in an oblique direction are in contact with each other by shifting by 1/2 of the interval at which the droplets are discharged in the scanning direction and the sub-scanning direction. .

特開2004−130817号公報JP 2004-130817 A 特開2013−208878号公報JP 2013-208878 A

しかしながら、上記特許文献1に記載されるようなインクジェット方式のものも含め、従来提案されている三次元造形方法によって造形された三次元造形物は、概して、積層方向(鉛直方向)における造形材層(第N層。以下、Nは自然数とする)と、次に形成される造形材層(第N+1層)との界面部における接着力が不十分であり、界面部から容易に剥離する傾向がある。そのため、積層方向の強度が他の方向(例えば、水平面内において互いに直交する主走査方向および副走査方向)に比べて低下するという問題があった。   However, three-dimensional structures formed by a conventionally proposed three-dimensional modeling method, including those of the ink jet method as described in Patent Document 1 above, generally have a modeling material layer in the stacking direction (vertical direction). (Nth layer. Hereafter, N is a natural number) and the forming layer (N + 1th layer) to be formed next has insufficient adhesive force at the interface and tends to peel easily from the interface. is there. Therefore, there has been a problem that the strength in the stacking direction is lower than in other directions (for example, the main scanning direction and the sub-scanning direction orthogonal to each other in the horizontal plane).

なお、特許文献2に記載の技術では、吐出手段の主走査方向及び副走査方向において粒子同士が接触していないため、立体造形物の当該主走査方向及び副走査方向における強度が低下するという問題があった。また、下層に存在する4個の粒子の隙間を塞ぐように上層の粒子(液滴)を正確に吐出させる必要があるため、吐出手段の制御が難しいという問題があった。   In the technique described in Patent Document 2, since the particles are not in contact with each other in the main scanning direction and the sub-scanning direction of the ejection unit, the strength of the three-dimensional object in the main scanning direction and the sub-scanning direction is reduced. was there. In addition, since it is necessary to accurately eject the upper layer particles (droplets) so as to close the gap between the four particles existing in the lower layer, there is a problem that it is difficult to control the ejection unit.

本発明の目的は、三次元造形物の積層方向における強度を向上させることが可能な三次元造形方法および三次元造形装置を提供することである。   The objective of this invention is providing the three-dimensional modeling method and three-dimensional modeling apparatus which can improve the intensity | strength in the lamination direction of a three-dimensional modeling thing.

本発明に係る三次元造形方法は、
造形ステージ上に、第1層から順に各層の造形データに基づいて、造形材からなる複数の造形材層を形成して積層することによって三次元造形物を造形する三次元造形方法であって、
第N層(Nは自然数)の造形データに基づいて、対応する造形材層を形成する第1ステップと、
第N+1層から第N+M層(Mは自然数)までの各造形データに基づいて、順に対応する造形材層を形成する第2ステップと、
を有し、
前記第1ステップにおいて、前記第N層の造形データに基づく造形材層の積層面に凹凸状の段差を形成することを特徴とする。
The three-dimensional modeling method according to the present invention is:
On the modeling stage, based on the modeling data of each layer in order from the first layer, a three-dimensional modeling method for modeling a three-dimensional modeled object by forming and stacking a plurality of modeling material layers made of modeling materials,
Based on modeling data of the Nth layer (N is a natural number), a first step of forming a corresponding modeling material layer;
Based on each modeling data from the (N + 1) th layer to the (N + M) th layer (M is a natural number), a second step of forming corresponding modeling material layers in order,
Have
In the first step, an uneven step is formed on the layered surface of the modeling material layers based on the modeling data of the Nth layer.

本発明に係る三次元造形装置は、
造形ステージ上に、第1層から順に各層の造形データに基づいて、造形材からなる複数の造形材層を形成して積層することによって三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、
各層の造形データに基づいて、対応する造形材層を形成する造形材層形成部と、
第N層(Nは自然数)の造形データに基づいて、対応する造形材層を形成するとともに、前記第N層の造形データに基づく造形材層の積層面に凹凸状の段差を形成した後、第N+1層から第N+M層(Mは自然数)までの各造形データに基づいて、順に対応する造形材層を形成するように、前記造形材層形成部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
The three-dimensional modeling apparatus according to the present invention is
On the modeling stage, based on the modeling data of each layer in order from the first layer, a three-dimensional modeling apparatus that models a three-dimensional structure by forming and stacking a plurality of modeling material layers made of modeling materials,
Based on the modeling data of each layer, a modeling material layer forming part that forms a corresponding modeling material layer,
After forming the corresponding modeling material layer based on the modeling data of the Nth layer (N is a natural number), and forming an uneven step on the lamination surface of the modeling material layer based on the modeling data of the Nth layer, Based on each modeling data from the (N + 1) th layer to the (N + M) th layer (M is a natural number), a controller that controls the modeling material layer forming unit in order to form corresponding modeling material layers,
It is characterized by providing.

本発明によれば、第N層の造形データに基づく造形材層が形成される際、第N+1層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差が形成される。そのため、造形材層(第N層)の積層面に形成された凹部に、第N+1層の造形データに基づく造形材層を形成する際に造形材の一部が入り込み、造形材層(第N層)と造形材層(第N+1層)との間における接触面積が増加するアンカー効果によって、造形材層(第N層)と造形材層(第N+1層)との間における接着力を向上させることができる。したがって、三次元造形物の積層方向における強度を向上させることができる。   According to the present invention, when the modeling material layer based on the modeling data of the Nth layer is formed, the uneven step is formed on the stacked surface on which the (N + 1) th modeling material layer is stacked. Therefore, when forming the modeling material layer based on the modeling data of the (N + 1) th layer into the concave portion formed on the modeling material layer (Nth layer), a part of the modeling material enters, and the modeling material layer (Nth) Layer) and the modeling material layer (N + 1th layer), the anchoring effect that increases the contact area increases the adhesion between the modeling material layer (Nth layer) and the modeling material layer (N + 1th layer). be able to. Therefore, the strength in the stacking direction of the three-dimensional structure can be improved.

本実施の形態における三次元造形装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the three-dimensional modeling apparatus in this Embodiment. 本実施の形態における三次元造形装置の制御系の主要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of the control system of the three-dimensional modeling apparatus in this Embodiment. 本実施の形態におけるヘッドユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the head unit in this Embodiment. 本実施の形態における三次元造形装置の三次元造形動作を説明する図である。It is a figure explaining the three-dimensional modeling operation | movement of the three-dimensional modeling apparatus in this Embodiment. 本実施の形態における三次元造形装置の三次元造形動作を説明する図である。It is a figure explaining the three-dimensional modeling operation | movement of the three-dimensional modeling apparatus in this Embodiment. 従来技術における三次元造形装置の三次元造形動作を説明する図である。It is a figure explaining the three-dimensional modeling operation | movement of the three-dimensional modeling apparatus in a prior art. 本実施の形態における三次元造形装置の三次元造形動作を説明する図である。It is a figure explaining the three-dimensional modeling operation | movement of the three-dimensional modeling apparatus in this Embodiment. 本実施の形態における三次元造形装置の三次元造形動作を説明する図である。It is a figure explaining the three-dimensional modeling operation | movement of the three-dimensional modeling apparatus in this Embodiment. 本実施の形態における三次元造形装置の三次元造形動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the three-dimensional modeling operation | movement of the three-dimensional modeling apparatus in this Embodiment. 粉末焼結方式による三次元造形動作を説明する図である。It is a figure explaining the three-dimensional modeling operation | movement by a powder sintering system. 評価実験の結果を表す表である。It is a table | surface showing the result of evaluation experiment.

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本実施の形態における三次元造形装置100の構成を概略的に示す図である。図2は、本実施の形態における三次元造形装置100の制御系の主要部を示す図である。図1、2に示す三次元造形装置100は、造形ステージ140上に造形材であるモデル材と、三次元造形物200の造形動作中にモデル材に接してモデル材を支持及び/又は覆うためのサポート材とからなる造形材層を含む複数の造形材層を順に形成して積層することによって、三次元造形物200を造形する。サポート材は、例えば造形対象物がオーバーハングする部分(張り出し部分)を有している場合等に、モデル材の外周や内周に設けられ、三次元造形物200の造形が完了するまでオーバーハング部分(モデル材)を支持する。サポート材は、三次元造形物200の造形が完了した後に、ユーザーによって除去される。モデル材およびサポート材としては、光、熱、放射線等のエネルギーを付与することで硬化するエネルギー硬化性の材料が用いられる。光硬化性樹脂材料や熱硬化性樹脂材料などの、エネルギー硬化性の材料は比較的粘度が低く、後述するインクジェット方式の吐出ヘッドから吐出することで、精度の高い造形物を作製することができる。本実施の形態においては、モデル材およびサポート材として、光硬化性材料を用いるものとして説明する。なお、図1においては、理解を容易にするため、サポート材に相当する部分は破線で示してある。   Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a three-dimensional modeling apparatus 100 in the present embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating a main part of a control system of the three-dimensional modeling apparatus 100 according to the present embodiment. The three-dimensional modeling apparatus 100 illustrated in FIGS. 1 and 2 supports and / or covers a model material that is a modeling material on the modeling stage 140 and the model material in contact with the model material during the modeling operation of the three-dimensional model 200. The three-dimensional structure 200 is formed by sequentially forming and stacking a plurality of modeling material layers including a modeling material layer composed of the support material. The support material is provided on the outer periphery or inner periphery of the model material, for example, when the object to be modeled has an overhanging part (overhanging part), and overhangs until the modeling of the three-dimensional model 200 is completed. Support the part (model material). The support material is removed by the user after the modeling of the three-dimensional structure 200 is completed. As the model material and the support material, an energy curable material that is cured by applying energy such as light, heat, and radiation is used. Energy curable materials such as photo-curing resin materials and thermosetting resin materials have a relatively low viscosity, and it is possible to produce highly accurate shaped objects by discharging them from an inkjet-type discharge head described later. . In the present embodiment, description will be made assuming that a photocurable material is used as the model material and the support material. In FIG. 1, a portion corresponding to the support material is indicated by a broken line for easy understanding.

三次元造形装置100は、各部の制御や3Dデータの取り扱いを行うための制御部110、制御部110の実行する制御プログラムや各種の情報を記憶する記憶部115、後述するモデル材を用いて造形を行うためのヘッドユニット120、ヘッドユニット120を移動させるための移動機構130、三次元造形物200が形成される造形ステージ140、各種情報を表示するための表示部145、外部機器との間で3Dデータ等の各種情報を送受信するためのデータ入力部150、および、ユーザーからの指示を受け付けるための操作部160を備える。三次元造形装置100には、造形対象物を設計するための、あるいは、三次元測定機を用いて実物(造形対象物)を測定して得られた三次元情報に基づいて造形用のデータを生成するためのコンピューター装置155が接続される。   The three-dimensional modeling apparatus 100 is modeled using a control unit 110 for controlling each unit and handling 3D data, a control program executed by the control unit 110 and a storage unit 115 for storing various information, and a model material described later. Between the head unit 120 for performing the movement, the moving mechanism 130 for moving the head unit 120, the modeling stage 140 on which the three-dimensional structure 200 is formed, the display unit 145 for displaying various information, and the external device. A data input unit 150 for transmitting and receiving various types of information such as 3D data and an operation unit 160 for receiving instructions from the user are provided. In the three-dimensional modeling apparatus 100, data for modeling is designed based on three-dimensional information obtained by designing a modeling target or by measuring a real (modeling target) using a three-dimensional measuring machine. A computer device 155 for generating is connected.

データ入力部150は、造形対象物の三次元形状を示す3Dデータ(CADデータやデザインデータなど)をコンピューター装置155から受け取り、制御部110に出力する。CADデータやデザインデータには、造形対象物の三次元形状だけに限らず、造形対象物の表面の一部または全面および内部におけるカラー画像情報が含まれている場合もある。なお、3Dデータを取得する方法は特に限定されず、有線通信や無線通信、Bluetooth(登録商標)などの短距離無線通信を利用して取得しても良いし、USB(Universal Serial Bus)メモリなどの記録媒体を利用して取得しても良い。また、この3Dデータは、当該3Dデータを管理および保存するサーバーなどから取得しても良い。   The data input unit 150 receives 3D data (CAD data, design data, etc.) indicating the three-dimensional shape of the modeling object from the computer device 155 and outputs it to the control unit 110. The CAD data and the design data are not limited to the three-dimensional shape of the modeling object, but may include color image information on a part or the entire surface of the modeling object and inside. The method for acquiring 3D data is not particularly limited, and may be acquired using short-range wireless communication such as wired communication, wireless communication, Bluetooth (registered trademark), or a USB (Universal Serial Bus) memory. You may acquire using this recording medium. The 3D data may be acquired from a server that manages and stores the 3D data.

制御部110は、CPU(Central Processing Unit)などの演算手段を有しており、データ入力部150から3Dデータを取得し、取得した3Dデータの解析処理や演算処理を行う。制御部110は、3Dデータを解析することによって、三次元造形物200を構成する領域を、モデル材を用いて形成するモデル材領域に設定する。また、制御部110は、三次元造形物200を構成するモデル材を支持する領域を、サポート材を用いて形成するサポート材領域に設定する。制御部110は、モデル材を支持しつつ、サポート材の量がなるべく少なくなるようにサポート材領域の設定を行う。   The control unit 110 includes calculation means such as a CPU (Central Processing Unit), acquires 3D data from the data input unit 150, and performs analysis processing and calculation processing of the acquired 3D data. The control unit 110 analyzes the 3D data to set a region constituting the three-dimensional structure 200 as a model material region formed using a model material. Moreover, the control part 110 sets the area | region which supports the model material which comprises the three-dimensional structure 200 to the support material area | region formed using a support material. The control unit 110 sets the support material region so that the amount of the support material is reduced as much as possible while supporting the model material.

制御部110は、データ入力部150から取得した3Dデータを、積層方向について薄く切った複数のスライスデータに変換する。スライスデータは、三次元造形物200を造形するための造形材層毎の造形データである。各スライスデータに対しては、モデル材領域およびサポート材領域がそれぞれ設定されている。スライスデータの厚み、すなわち造形材層の厚みは、造形材層の一層分の厚さに応じた距離(積層ピッチ)と一致する。例えば、造形材層の厚みが0.05[mm]である場合、制御部110は、1[mm]の高さの積層に必要な連続した20[枚]のスライスデータを3Dデータから切り出す。本実施の形態では、制御部110は、特定の造形材層のモデル材領域について、その積層面(次の造形材層が積層される面)に後述する凹凸状の段差が形成されるように、当該造形材層に対応するスライスデータに対して設定を行う。   The control unit 110 converts the 3D data acquired from the data input unit 150 into a plurality of slice data sliced in the stacking direction. The slice data is modeling data for each modeling material layer for modeling the three-dimensional structure 200. A model material area and a support material area are set for each slice data. The thickness of the slice data, that is, the thickness of the modeling material layer coincides with the distance (lamination pitch) corresponding to the thickness of one layer of the modeling material layer. For example, when the thickness of the modeling material layer is 0.05 [mm], the control unit 110 cuts out continuous 20 [sheets] slice data necessary for stacking with a height of 1 [mm] from the 3D data. In the present embodiment, the control unit 110 is configured so that an uneven step, which will be described later, is formed on the lamination surface (the surface on which the next modeling material layer is laminated) for the model material region of a specific modeling material layer. Then, setting is performed on slice data corresponding to the modeling material layer.

また、制御部110は、三次元造形物200の造形動作中、三次元造形装置100全体の動作を制御する。例えば、モデル材およびサポート材を所望の場所に吐出するための機構制御情報を移動機構130に対して出力するとともに、ヘッドユニット120に対してスライスデータを出力する。すなわち、制御部110は、ヘッドユニット120と移動機構130とを同期させて制御する。制御部110は、後述する光源126の制御も行う。   Moreover, the control part 110 controls operation | movement of the three-dimensional modeling apparatus 100 whole during modeling operation | movement of the three-dimensional structure 200. FIG. For example, mechanism control information for discharging the model material and the support material to a desired location is output to the moving mechanism 130 and slice data is output to the head unit 120. That is, the control unit 110 controls the head unit 120 and the moving mechanism 130 in synchronization. The control unit 110 also controls the light source 126 described later.

表示部145は、制御部110の制御を受けて、ユーザーに認識させるべき各種の情報やメッセージを表示する。操作部160は、テンキー、実行キー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部110に出力する。   The display unit 145 displays various information and messages to be recognized by the user under the control of the control unit 110. The operation unit 160 includes various operation keys such as a numeric keypad, an execution key, and a start key, receives various input operations by the user, and outputs an operation signal to the control unit 110.

造形ステージ140は、ヘッドユニット120の下方に配置される。造形ステージ140には、ヘッドユニット120によって造形材層が形成され、この造形材層が積層されることにより、サポート材領域を含む三次元造形物200が造形される。   The modeling stage 140 is disposed below the head unit 120. A modeling material layer is formed on the modeling stage 140 by the head unit 120, and the modeling material layer is laminated, whereby the three-dimensional model 200 including the support material region is modeled.

移動機構130は、ヘッドユニット120と造形ステージ140との相対位置を3次元で変化させる。具体的には、移動機構130は、図1に示すように、ヘッドユニット120に係合する主走査方向ガイド132と、主走査方向ガイド132を副走査方向に案内する副走査方向ガイド134と、造形ステージ140を鉛直方向に案内する鉛直方向ガイド136とを備え、さらに図示しないモーターや駆動リール等からなる駆動機構を備える。   The moving mechanism 130 changes the relative position between the head unit 120 and the modeling stage 140 in three dimensions. Specifically, as shown in FIG. 1, the moving mechanism 130 includes a main scanning direction guide 132 that engages with the head unit 120, a sub scanning direction guide 134 that guides the main scanning direction guide 132 in the sub scanning direction, A vertical direction guide 136 that guides the modeling stage 140 in the vertical direction, and further includes a drive mechanism including a motor and a drive reel (not shown).

移動機構130は、制御部110から出力された機構制御情報に従って、図示しないモーターおよび駆動機構を駆動し、ヘッドユニット120を主走査方向および副走査方向に自在に移動させる(図1を参照)。なお、移動機構130は、ヘッドユニット120の位置を固定し、造形ステージ140を主走査方向および副走査方向に移動させるように構成しても良いし、ヘッドユニット120と造形ステージ140との双方を移動させるように構成しても良い。   The moving mechanism 130 drives a motor and a driving mechanism (not shown) according to the mechanism control information output from the control unit 110 and moves the head unit 120 freely in the main scanning direction and the sub-scanning direction (see FIG. 1). The moving mechanism 130 may be configured to fix the position of the head unit 120 and move the modeling stage 140 in the main scanning direction and the sub-scanning direction, or both the head unit 120 and the modeling stage 140 may be moved. You may comprise so that it may move.

また、移動機構130は、制御部110から出力された機構制御情報に従って、図示しないモーターおよび駆動機構を駆動し、造形ステージ140を鉛直方向下方に移動させてヘッドユニット120と三次元造形物200との間隔を調整する(図1を参照)。すなわち、造形ステージ140は、移動機構130によって鉛直方向に移動可能に構成されており、造形ステージ140上に、Nを自然数としたときに、第N層の造形材層が形成された後、積層ピッチだけ鉛直方向下方に移動する。そして、造形ステージ140上に第N+1層の造形材層が形成された後、積層ピッチだけ鉛直方向下方に再び移動する。なお、移動機構130は、造形ステージ140の鉛直方向位置を固定し、ヘッドユニット120を鉛直方向上方に移動させても良いし、ヘッドユニット120と造形ステージ140との双方を移動させても良い。   In addition, the moving mechanism 130 drives a motor and a driving mechanism (not shown) according to the mechanism control information output from the control unit 110, and moves the modeling stage 140 downward in the vertical direction so that the head unit 120, the three-dimensional model 200, (See FIG. 1). That is, the modeling stage 140 is configured to be movable in the vertical direction by the moving mechanism 130, and after the Nth modeling material layer is formed on the modeling stage 140, where N is a natural number, Move vertically downward by the pitch. Then, after the (N + 1) th modeling material layer is formed on the modeling stage 140, it moves again downward in the vertical direction by the stacking pitch. The moving mechanism 130 may fix the vertical position of the modeling stage 140 and move the head unit 120 upward in the vertical direction, or may move both the head unit 120 and the modeling stage 140.

ヘッドユニット120は、図2,3に示すように、インクジェット方式の第1吐出ヘッド122および第2吐出ヘッド124、平滑化装置125および光源126を筐体121の内部に備える。第1吐出ヘッド122および第2吐出ヘッド124は、造形材層を形成するための造形材層形成部の一部を構成している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the head unit 120 includes an inkjet first discharge head 122 and a second discharge head 124, a smoothing device 125, and a light source 126 inside the housing 121. The first ejection head 122 and the second ejection head 124 constitute a part of a modeling material layer forming unit for forming a modeling material layer.

第1吐出ヘッド122は、長手方向(副走査方向)に列状に配列された複数の吐出ノズルを有する。第1吐出ヘッド122は、長手方向に直交する主走査方向に走査しながら、造形ステージ140に向けて複数の吐出ノズルからモデル材の液滴を選択的に吐出する。第1吐出ヘッド122は、1層分の造形材層が形成される際、その造形材層に対応するスライスデータに対してモデル材領域が設定された領域に、モデル材の液滴を吐出する。この吐出動作を、副走査方向にずらしながら複数回繰り返すことにより、造形ステージ140上の所望の領域に造形材層のモデル材領域を形成する。モデル材領域は、光エネルギーの照射による硬化処理が施されることにより硬化する。硬化の度合いは照射されるエネルギー量によって異なり、半硬化の状態にすることもできるし、実質的に完全に硬化した状態にすることもできる。ここで、半硬化とは、モデル材が、層(造形材層)として形状を維持することができる程度の粘度を有するように完全硬化よりも低い度合いで硬化された状態を言うものとする。   The first discharge head 122 has a plurality of discharge nozzles arranged in a row in the longitudinal direction (sub-scanning direction). The first discharge head 122 selectively discharges droplets of the model material from the plurality of discharge nozzles toward the modeling stage 140 while scanning in the main scanning direction orthogonal to the longitudinal direction. When the modeling material layer for one layer is formed, the first ejection head 122 ejects a droplet of the model material to an area where the model material area is set with respect to slice data corresponding to the modeling material layer. . By repeating this discharge operation a plurality of times while shifting in the sub-scanning direction, a model material region of the modeling material layer is formed in a desired region on the modeling stage 140. The model material region is cured by being subjected to a curing process by irradiation with light energy. The degree of curing depends on the amount of energy applied and can be in a semi-cured state or in a substantially completely cured state. Here, the semi-curing refers to a state in which the model material is cured at a degree lower than the complete curing so that the model material has a viscosity that can maintain the shape as a layer (modeling material layer).

第2吐出ヘッド124は、長手方向(副走査方向)に列状に配列された複数の吐出ノズルを有する。第2吐出ヘッド124は、長手方向に直交する主走査方向に走査しながら、造形ステージ140に向けて複数の吐出ノズルからサポート材の液滴を選択的に吐出する。第2吐出ヘッド124は、1層分の造形材層が形成される際、その造形材層に対応するスライスデータに対してサポート材領域が設定された領域に、サポート材の液滴を吐出する。この吐出動作を、副走査方向にずらして複数回繰り返すことにより造形ステージ140上の所望の領域に造形材層のサポート材領域を形成する。   The second ejection head 124 has a plurality of ejection nozzles arranged in a row in the longitudinal direction (sub-scanning direction). The second ejection head 124 selectively ejects droplets of the support material from the plurality of ejection nozzles toward the modeling stage 140 while scanning in the main scanning direction orthogonal to the longitudinal direction. When the modeling material layer for one layer is formed, the second ejection head 124 ejects droplets of the support material to an area where the support material area is set for slice data corresponding to the modeling material layer. . By repeating this discharge operation a plurality of times while shifting in the sub-scanning direction, a support material region of the modeling material layer is formed in a desired region on the modeling stage 140.

このように、制御部110からの制御信号によって移動機構130が作動するとともに、制御部110から送られるスライスデータに基づいて、第1吐出ヘッド122からはモデル材が選択的に造形ステージ140に供給され、第2吐出ヘッド124からはサポート材が選択的に造形ステージ140に供給されることで造形が行われる。すなわち、制御部110、移動機構130、ヘッドユニット120、第1吐出ヘッド122、第2吐出ヘッド124等によって造形材層を形成するための造形材層形成部が構成される。   As described above, the moving mechanism 130 is operated by the control signal from the control unit 110 and the model material is selectively supplied from the first ejection head 122 to the modeling stage 140 based on the slice data sent from the control unit 110. Then, modeling is performed by the support material being selectively supplied from the second ejection head 124 to the modeling stage 140. That is, the modeling material layer forming unit for forming the modeling material layer is configured by the control unit 110, the moving mechanism 130, the head unit 120, the first ejection head 122, the second ejection head 124, and the like.

第1吐出ヘッド122および第2吐出ヘッド124としては、従来公知の画像形成用のインクジェットヘッドが用いられる。なお、第1吐出ヘッド122および第2吐出ヘッド124が有する複数の吐出ノズルは、列状に配列されていれば良く、直線状に並んでいても良いし、ジグザグ配列で全体として直線状になるように並んでいても良い。   As the first ejection head 122 and the second ejection head 124, a conventionally known inkjet head for image formation is used. The plurality of discharge nozzles included in the first discharge head 122 and the second discharge head 124 may be arranged in a line, may be arranged in a straight line, or may be linear as a whole in a zigzag arrangement. You may line up like this.

第1吐出ヘッド122は、モデル材を吐出可能な状態で貯留する。本実施の形態では、第1吐出ヘッド122として、例えば、粘度が5〜15[mPa・s]の範囲でモデル材を吐出できるものを採用することができる。モデル材としては、特定波長の光(光エネルギー)が照射されることにより硬化する光硬化性材料が用いられる。光硬化性材料としては、例えば、紫外線硬化性樹脂が挙げられ、アクリル酸エステルまたはビニルエーテル等のラジカル重合系紫外線硬化性樹脂や、エポキシまたはオキセタン等のモノマーやオリゴマーと、樹脂に応じた重合開始剤(反応開始剤)としてアセトフェノンやベンゾフェノン等とを組み合わせて使用するカチオン重合系紫外線硬化性樹脂を用いることができる。光硬化性材料は、硬化を進行させ得る特定波長の光を遮光部材やフィルターなどにより遮断しておくことで、吐出可能な状態で貯留することができる。なお、モデル材として、熱エネルギーが付与されることにより硬化する熱硬化性材料を用いても良いし、放射線の照射により硬化する放射線硬化材料を用いても良い。   The first discharge head 122 stores the model material in a dischargeable state. In the present embodiment, as the first ejection head 122, for example, a head that can eject a model material in a range of 5 to 15 [mPa · s] can be employed. As the model material, a photocurable material that cures when irradiated with light (light energy) having a specific wavelength is used. Examples of the photocurable material include an ultraviolet curable resin, a radical polymerization type ultraviolet curable resin such as acrylic ester or vinyl ether, a monomer or oligomer such as epoxy or oxetane, and a polymerization initiator corresponding to the resin. As the (reaction initiator), a cationic polymerization ultraviolet curable resin that is used in combination with acetophenone, benzophenone, or the like can be used. The photocurable material can be stored in a dischargeable state by blocking light of a specific wavelength that can be cured by a light shielding member or a filter. As the model material, a thermosetting material that is cured by application of thermal energy may be used, or a radiation curable material that is cured by irradiation with radiation may be used.

第2吐出ヘッド124は、サポート材を吐出可能な状態で貯留する。サポート材としては、特定波長の光が照射されることにより硬化する光硬化性材料がモデル材と配合比率を変えて用いられる。サポート材には、ポリエチレングリコール、部分的にアクリル化された多価アルコール・オリゴマ、親水性置換基を有するアクリル化オリゴマーやそれらを組み合わせた材料を添加することで水との接触に対して膨潤する機能を持たせても良い。これにより、サポート材の除去を行いやすくすることができる。なお、サポート材として、熱エネルギーが付与されることにより硬化する熱硬化性材料を用いても良いし、放射線の照射により硬化する放射線硬化材料を用いても良いし、これらに水膨潤性を持たせた材料を用いても良い。   The second discharge head 124 stores the support material in a dischargeable state. As the support material, a photo-curing material that is cured when irradiated with light of a specific wavelength is used by changing the blending ratio with the model material. By adding polyethylene glycol, partially acrylated polyhydric alcohols / oligomers, acrylated oligomers with hydrophilic substituents, or combinations of these materials to the support material, it swells against contact with water It may have a function. As a result, the support material can be easily removed. As the support material, a thermosetting material that is cured by applying thermal energy may be used, or a radiation curable material that is cured by irradiation of radiation may be used, and these materials have water swellability. You may use the made material.

モデル材およびサポート材は、第1吐出ヘッド122および第2吐出ヘッド124により造形ステージ140上にそれぞれ吐出されて造形材層(モデル材領域およびサポート材領域)を形成する。造形材層は、光エネルギーの照射による硬化処理が施されることにより、十分な強度が得られる程度の硬度になるまで硬化が進められる。   The model material and the support material are respectively discharged onto the modeling stage 140 by the first discharge head 122 and the second discharge head 124 to form a modeling material layer (model material region and support material region). The modeling material layer is cured until it is hard enough to obtain a sufficient strength by being subjected to a curing process by irradiation with light energy.

平滑化装置125は、均しローラー125A、掻き取り部材125B(ブレード)および回収部材125Cを筐体121の内部に備える。均しローラー125Aは、制御部110の制御下において回転駆動可能であり、第1吐出ヘッド122および第2吐出ヘッド124により吐出されたモデル材表面およびサポート材表面に接触してモデル材表面およびサポート材表面の凹凸を平滑化する。その結果、均一な層厚を有する造形材層(モデル材領域およびサポート材領域)が形成される。造形材層の表面が平滑化されることにより、次の造形材層を精度良く形成して積層することができるので、高精度の三次元造形物200を造形することができる。均しローラー125Aの表面に付着したモデル材およびサポート材は、均しローラー125Aの近傍に設けられた掻き取り部材125Bによって掻き取られる。掻き取り部材125Bによって掻き取られたモデル材およびサポート材は、回収部材125Cによって回収される。なお、掻き取り部材125Bによって掻き取られたモデル材やサポート材は、第1吐出ヘッド122や第2吐出ヘッド124に供給されて再利用されるものとしても良いし、廃タンク(図示せず)に輸送されるものとしても良い。   The smoothing device 125 includes a leveling roller 125 </ b> A, a scraping member 125 </ b> B (blade), and a recovery member 125 </ b> C inside the housing 121. The leveling roller 125 </ b> A can be rotationally driven under the control of the control unit 110, and comes into contact with the model material surface and the support material surface discharged by the first discharge head 122 and the second discharge head 124, so as to contact the model material surface and the support. Smooth the irregularities on the surface of the material. As a result, a modeling material layer (a model material region and a support material region) having a uniform layer thickness is formed. Since the surface of the modeling material layer is smoothed, the next modeling material layer can be accurately formed and stacked, so that the highly accurate three-dimensional model 200 can be modeled. The model material and the support material adhering to the surface of the leveling roller 125A are scraped off by a scraping member 125B provided in the vicinity of the leveling roller 125A. The model material and the support material scraped by the scraping member 125B are collected by the collecting member 125C. The model material and the support material scraped by the scraping member 125B may be supplied to the first discharge head 122 or the second discharge head 124 and reused, or a waste tank (not shown). It is good also as what is transported to.

光源126は、造形ステージ140に向けて吐出された光硬化性樹脂のモデル材およびサポート材に硬化処理(光エネルギー照射処理)を施して、半硬化させる。モデル材として紫外線硬化性材料を用いる場合は、光源126として、紫外線を放射するUVランプ(例えば、高圧水銀ランプ)が好適に用いられる。なお、光源126としては、高圧水銀ランプの他に、低圧水銀灯、中圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプまたは紫外線LEDランプ等を用いることができる。光源126は、制御部110からの制御信号によって、照射タイミングや露光量が制御される。露光量の制御は、光源126に加える電圧や電流等を調整して光源126の発光強度を変化させることで行うようにしても良いし、光源126と造形材との間に、光学的なフィルターを挿抜できるように配置したり、複数種類のフィルターを切り替えられるように構成して、これらを挿抜したり切り替えたりすることで行うようにしても良い。   The light source 126 performs a curing process (light energy irradiation process) on the model material and the support material of the photo-curing resin discharged toward the modeling stage 140 and semi-cures them. When an ultraviolet curable material is used as the model material, a UV lamp (for example, a high-pressure mercury lamp) that emits ultraviolet light is preferably used as the light source 126. In addition to the high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a medium pressure mercury lamp, an ultra high pressure mercury lamp, a carbon arc lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, an ultraviolet LED lamp, or the like can be used as the light source 126. In the light source 126, the irradiation timing and the exposure amount are controlled by a control signal from the control unit 110. The exposure amount may be controlled by adjusting the voltage or current applied to the light source 126 to change the light emission intensity of the light source 126, or an optical filter between the light source 126 and the modeling material. It is also possible to arrange so that the filter can be inserted / removed, or to be configured so that a plurality of types of filters can be switched.

次に、模式的に示した図4を参照し、三次元造形装置100が造形材層を順に形成して積層することによって三次元造形物200を造形する動作例について説明する。図4に示すように、三次元造形装置100が、造形ステージ140上に造形材層を順に形成して積層することによって、E層分(Eは自然数であり、E>Nである)の造形材層からなる三次元造形物200を造形する場合について説明する。   Next, with reference to FIG. 4 schematically shown, an operation example in which the 3D modeling apparatus 100 forms the 3D model 200 by sequentially forming and stacking the modeling material layers will be described. As shown in FIG. 4, the 3D modeling apparatus 100 sequentially forms and stacks modeling material layers on the modeling stage 140, thereby modeling E layers (E is a natural number and E> N). The case where the three-dimensional structure 200 which consists of material layers is modeled is demonstrated.

図4Aは、ヘッドユニット120により、造形ステージ140上の所定の領域に対して、第N層のスライスデータに基づいて特定の造形材層(第N層の造形材層)のモデル材領域の一部が形成された様子を示している。詳細は図示していないが、ヘッドユニット120は、モデル材を全面的に吐出して第1層〜第N−1層の造形材層を形成することができるように構成されている。ヘッドユニット120は、第N層のスライスデータに基づいて第N層の造形材層を形成する際、図4Aに示すように、モデル材を部分的に吐出して当該モデル材が吐出される部分(吐出部分)と当該モデル材が吐出されない部分(非吐出部分)とを形成する。この第N回の造形材の供給によって、第N+1層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差を形成する。つまり、ヘッドユニット120は、粗面化された第N層の造形材層を形成する。ヘッドユニット120は、図5の部分平面図に示すように、第N層の造形材層を平面視したときに吐出部分(網掛け部分)が格子状になるようにモデル材の吐出を行う。   4A shows a model material region of a specific modeling material layer (Nth modeling material layer) based on slice data of the Nth layer with respect to a predetermined region on the modeling stage 140 by the head unit 120. FIG. The state where the part was formed is shown. Although not shown in detail, the head unit 120 is configured so that the modeling material layers of the first layer to the (N-1) th layer can be formed by discharging the model material entirely. When the head unit 120 forms the modeling material layer of the Nth layer based on the slice data of the Nth layer, as shown in FIG. 4A, the model material is partially ejected and the model material is ejected. (Discharge portion) and a portion (non-discharge portion) where the model material is not discharged are formed. By supplying the Nth modeling material, an uneven step is formed on the stacked surface on which the (N + 1) th modeling material layers are stacked. That is, the head unit 120 forms a roughened N-th layer of modeling material. As shown in the partial plan view of FIG. 5, the head unit 120 discharges the model material so that the discharge portion (shaded portion) becomes a lattice shape when the N-th modeling material layer is viewed in plan.

図4Bは、ヘッドユニット120により、第N+1層のスライスデータに基づいて第N+1層の造形材層のモデル材領域の一部が形成された様子を示している。ヘッドユニット120は、第N+1層の造形材層を形成する際、第N+1層のスライスデータに基づいて第N層の造形材層の積層面に向けてモデル材を全面的に吐出して、当該モデル材が吐出されない部分(非吐出部分)を形成しない。この第N+1回の造形材の供給により、モデル材の一部が、第N層の造形材層の凹部(非吐出部分)に入り込み、第N層が完成する。また、それとともに、第N+2層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差が形成される。こうして、第N回に供給されたモデル材は、第N+1回に供給されたモデル材に対して、上面だけでなく側面においても接触することになる。   FIG. 4B shows a state in which a part of the model material region of the (N + 1) th modeling material layer is formed by the head unit 120 based on the slice data of the (N + 1) th layer. When the head unit 120 forms the modeling material layer of the (N + 1) th layer, the head unit 120 discharges the entire model material toward the lamination surface of the modeling material layer of the Nth layer based on the slice data of the (N + 1) th layer, Do not form the part where the model material is not discharged (non-discharge part). By supplying the (N + 1) th modeling material, part of the model material enters the concave portion (non-ejection portion) of the Nth modeling material layer, and the Nth layer is completed. In addition, an uneven step is formed on the laminated surface on which the (N + 2) th modeling material layer is laminated. Thus, the model material supplied at the Nth time comes into contact with the model material supplied at the (N + 1) th time not only on the top surface but also on the side surface.

図4Cは、ヘッドユニット120により、第N+2層のスライスデータに基づいて第N+2層の造形材層のモデル材領域の一部が形成された様子を示している。ヘッドユニット120は、第N+2層の造形材層を形成する際、第N+2層のスライスデータに基づいて第N+1層の造形材層の積層面に向けてモデル材を全面的に吐出して、当該モデル材が吐出されない部分(非吐出部分)を形成しない。この第N+2回の造形材の供給により、モデル材の一部が、第N+1層の造形材層の凹部に入り込み、第N+1層が完成する。また、それとともに、第N+3層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差が形成される。こうして、第N+1回に供給されたモデル材は、第N回および第N+2回に供給されたモデル材に対して、上面および下面だけでなく側面においても接触することになる。   FIG. 4C shows a state in which a part of the model material region of the modeling material layer of the (N + 2) th layer is formed by the head unit 120 based on the slice data of the (N + 2) th layer. When the head unit 120 forms the modeling material layer of the (N + 2) th layer, the head unit 120 entirely discharges the model material toward the lamination surface of the modeling material layer of the (N + 1) th layer based on the slice data of the (N + 2) th layer. Do not form the part where the model material is not discharged (non-discharge part). By supplying the modeling material for the (N + 2) th time, a part of the model material enters the concave portion of the modeling material layer of the (N + 1) th layer, and the (N + 1) th layer is completed. At the same time, an uneven step is formed on the lamination surface on which the (N + 3) th modeling material layer is laminated. Thus, the model material supplied at the (N + 1) th time comes into contact with the model material supplied at the Nth time and the (N + 2) th time not only on the upper surface and the lower surface but also on the side surface.

図示していないが、ヘッドユニット120は、第N+3層〜第E−1層の造形材層を形成する際も、第N+1層および第N+2層の造形材層を形成する場合と同様に、対応する各層の造形データに基づいて、前層の造形材層の積層面に向けてモデル材を全面的に吐出して、当該モデル材が吐出されない部分(非吐出部分)を形成しない。   Although not shown, the head unit 120 can handle the N + 3 layer to the (E-1) th modeling material layer as well as the N + 1th layer and the (N + 2) th modeling material layer. Based on the modeling data of each layer to be performed, the model material is entirely discharged toward the lamination surface of the previous modeling material layer, and a portion where the model material is not discharged (non-ejection portion) is not formed.

図4Dは、ヘッドユニット120により、第E層の造形材層(最終層)のモデル材領域が形成された様子を示している。ヘッドユニット120は、図4Dに示すように、第E層の造形材層の上面に凹凸状の段差が形成されないように、第E−1層の造形材層の積層面に向けてモデル材を全面的に吐出して第E層の造形材層を形成する。つまり、ヘッドユニット120は、第E−1層の造形材層の積層面に形成された凹部に向けて、当該凹部以外の部分よりも多くのモデル材(2層分)を吐出し当該凹部をなくす。全面的な吐出の後、再度吐出を行って凹部を埋めるようにしても良い。なお、図4においては、理解を容易にするため各回の供給で使用される造形材に異なる網掛けを付しているが、実際には同じ造形材が使用される。以下の図6、7、10においても同様である。   FIG. 4D shows a state in which the model material region of the modeling material layer (final layer) of the Eth layer is formed by the head unit 120. As shown in FIG. 4D, the head unit 120 applies the model material toward the layered surface of the modeling material layer of the E-1th layer so that the uneven step is not formed on the upper surface of the modeling material layer of the Eth layer. By discharging the entire surface, a modeling material layer of the Eth layer is formed. That is, the head unit 120 discharges more model material (for two layers) than the portion other than the concave portion toward the concave portion formed on the lamination surface of the modeling material layer of the (E-1) th layer. lose. After the entire discharge, the recess may be filled by discharging again. In FIG. 4, for the sake of easy understanding, the modeling material used in each supply is differently shaded, but the same modeling material is actually used. The same applies to the following FIGS.

ここで模式的に示した図6を参照し、従来技術においてE層分の造形材層からなる三次元造形物200を造形する場合について説明する。ヘッドユニット120は、モデル材を全面的に吐出して第1層〜第E層の造形材層を形成する。   With reference to FIG. 6 schematically shown here, a case will be described in which a three-dimensional structure 200 composed of modeling material layers for E layers is formed in the conventional technique. The head unit 120 discharges the model material over the entire surface to form the modeling material layers of the first layer to the Eth layer.

図6Aは、ヘッドユニット120により、造形ステージ140上の所定の領域に対して、第N層の造形材層のモデル材領域が形成された様子を示している。図示していないが、ヘッドユニット120は、モデル材を全面的に吐出して第1層〜第N−1層の造形材層を形成する。ヘッドユニット120は、第N層の造形材層を形成する際、図6Aに示すように、モデル材を全面的に吐出して第N+1層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差を形成しない。つまり、ヘッドユニット120は、粗面化されていない第N層の造形材層を形成する。   FIG. 6A shows a state in which the model material region of the Nth modeling material layer is formed by the head unit 120 with respect to a predetermined region on the modeling stage 140. Although not shown, the head unit 120 discharges the model material over the entire surface to form the modeling material layers of the first layer to the (N-1) th layer. When the head unit 120 forms the Nth modeling material layer, as shown in FIG. 6A, the head unit 120 discharges the model material over the entire surface so that the N + 1th modeling material layer is stacked. No step is formed. That is, the head unit 120 forms an Nth modeling material layer that is not roughened.

図6Bは、ヘッドユニット120により、第N+1層の造形材層のモデル材領域が形成された様子を示している。ヘッドユニット120は、第N+1層の造形材層を形成する際、N層の造形材層の積層面に向けてモデル材を全面的に吐出して第N+2層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差を形成しない。つまり、ヘッドユニット120は、粗面化されていない第N+1層の造形材層を形成する。このとき、第N層の造形材層を構成するモデル材は、第N+1層の造形材層を構成するモデル材に対して、上面において接触している。   FIG. 6B shows a state in which the model material region of the (N + 1) th modeling material layer is formed by the head unit 120. When the head unit 120 forms the (N + 1) th modeling material layer, the head unit 120 is a stack in which the N + 2th modeling material layer is stacked by discharging the model material entirely toward the stacking surface of the Nth modeling material layer. Do not form uneven steps on the surface. That is, the head unit 120 forms the (N + 1) th modeling material layer that is not roughened. At this time, the model material constituting the Nth modeling material layer is in contact with the model material constituting the (N + 1) th modeling material layer on the upper surface.

図6Cは、ヘッドユニット120により、第N+2層の造形材層のモデル材領域が形成された様子を示している。ヘッドユニット120は、第N+2層の造形材層を形成する際、第N+1層の造形材層の積層面に向けてモデル材を全面的に吐出して第N+3層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差が形成されない。このとき、第N+1層の造形材層を構成するモデル材は、第N層および第N+2層の造形材層を構成するモデル材に対して、上面および下面において接触している。   FIG. 6C shows a state in which the model material region of the N + 2th modeling material layer is formed by the head unit 120. When the head unit 120 forms the (N + 2) th modeling material layer, the head unit 120 discharges the entire model material toward the stacking surface of the (N + 1) th modeling material layer to stack the (N + 3) th modeling material layer. Uneven steps are not formed on the laminated surface. At this time, the model material constituting the (N + 1) th modeling material layer is in contact with the model material constituting the Nth layer and the (N + 2) th modeling material layer on the upper surface and the lower surface.

図示していないが、ヘッドユニット120は、第N+3層〜第E層の造形材層を形成する際も、第N層〜第N+2層の造形材層を形成する場合と同様に、前層の造形材層の積層面に向けてモデル材を全面的に吐出して第N+4層〜第E層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差が形成されない。   Although not shown, when the head unit 120 forms the modeling material layers of the (N + 3) th layer to the Eth layer, as in the case of forming the modeling material layer of the (Nth) th layer to the (N + 2) th layer, An uneven step is not formed on the lamination surface on which the modeling material layers of the (N + 4) th layer to the Eth layer are laminated by discharging the model material entirely toward the lamination surface of the modeling material layer.

図6を参照して説明したように、従来技術における造形方法では、ある造形材層(例えば、第N+1層の造形材層)を構成するモデル材は、前層(例えば、第N層の造形材層)および次層(例えば、第N+2層の造形材層)を構成するモデル材に対して、上面および下面において接触している。そのため、下層(例えば、第N層の造形材層)と上層(例えば、第N+2層の造形材層)との間に境界面が生じ、当該下層および当該上層との界面部における接着力が不十分となり、界面部から容易に剥離する傾向がある。そのため、積層方向の強度が他の方向(水平面内において互いに直交する主走査方向および副走査方向)に比べて低下する。   As described with reference to FIG. 6, in the modeling method in the prior art, the model material constituting a certain modeling material layer (for example, the (N + 1) th modeling material layer) is the front layer (for example, the modeling of the Nth layer). The model material constituting the (material layer) and the next layer (for example, the (N + 2) th modeling material layer) is in contact on the upper surface and the lower surface. For this reason, a boundary surface is generated between the lower layer (for example, the Nth modeling material layer) and the upper layer (for example, the (N + 2) th modeling material layer), and the adhesive force at the interface between the lower layer and the upper layer is poor. It becomes sufficient and tends to peel easily from the interface. Therefore, the strength in the stacking direction is lower than in other directions (main scanning direction and sub-scanning direction orthogonal to each other in the horizontal plane).

これに対して本実施の形態では、図4を参照して説明したように、ある造形材層(例えば、第N+1層の造形材層)は、複数回の造形材の供給(例えば、第N+1回および第N+2回の造形材の供給)と硬化を経て構成される。従って、前回供給された造形材で構成された造形材層(例えば、第N層の造形材層)および次回供給された造形材で構成された造形材層(例えば、第N+2層の造形材層)を構成するモデル材に対して、上面および下面だけでなく側面においても接触している。つまり、従来技術に比べて、ある造形材層と、その前層および次層との接触面積が増加するため、前層および次層との間における接着力を向上させることができる。したがって、三次元造形物200の積層方向における強度を向上させることができる。また、意図的にモデル材を部分的に吐出して当該モデル材が吐出される部分と当該モデル材が吐出されない部分とを形成した造形材層の次層以降の造形材層には、モデル材が全面的に吐出されることにより、積層面に凹凸状の段差が自動的に形成される。そのため、複雑な制御を行わなくても、意図的にモデル材を部分的に吐出して形成した造形材層以降の造形材層について、三次元造形物200の積層方向における強度を向上させることができる。   On the other hand, in the present embodiment, as described with reference to FIG. 4, a certain modeling material layer (for example, the (N + 1) th modeling material layer) supplies a plurality of modeling materials (for example, the (N + 1) th modeling material layer). And N + 2th supply of modeling material) and curing. Therefore, the modeling material layer (for example, the Nth modeling material layer) configured with the modeling material supplied last time and the modeling material layer (for example, the (N + 2) th modeling material layer configured with the modeling material supplied next time). ) Are in contact not only on the upper and lower surfaces but also on the side surfaces. That is, since the contact area between a certain modeling material layer and its front layer and next layer is increased as compared with the prior art, the adhesive force between the front layer and the next layer can be improved. Therefore, the strength in the stacking direction of the three-dimensional structure 200 can be improved. Further, the modeling material layer subsequent to the modeling material layer in which the model material is intentionally partially ejected to form the portion from which the model material is ejected and the portion from which the model material is not ejected is included in the modeling material layer. Is discharged over the entire surface, and uneven steps are automatically formed on the laminated surface. Therefore, the strength in the stacking direction of the three-dimensional structure 200 can be improved with respect to the modeling material layer after the modeling material layer formed by intentionally partially discharging the model material without performing complicated control. it can.

なお、モデル材を部分的に吐出して当該モデル材が吐出される吐出部分と当該モデル材が吐出されない非吐出部分とを形成する際、吐出部分は、図5に示したように格子状にする必要はなく、当該モデル材が主走査方向および副走査方向からなる平面内である程度接触していれば良い。これにより、三次元造形物200の主走査方向および副走査方向における強度をあまり落とすことなく、積層方向における強度を向上させることができる。ただし、吐出部分を市松模様のようにした場合には、モデル材が主走査方向および副走査方向からなる平面内で接触しにくくなるため、三次元造形物200の積層方向における強度を向上させることができる一方、主走査方向および副走査方向における強度は低下しやすくなる。したがって、吐出部分を完全な市松模様にしないようにすることが望ましい。   When forming a discharge part where the model material is partially discharged to form a discharge part where the model material is discharged and a non-discharge part where the model material is not discharged, the discharge part is formed in a lattice shape as shown in FIG. It is not necessary to do so, and it is sufficient that the model material is in contact with the surface to some extent in the plane composed of the main scanning direction and the sub scanning direction. Thereby, the intensity | strength in a lamination direction can be improved, without reducing the intensity | strength in the main scanning direction and subscanning direction of the three-dimensional structure 200 very much. However, when the discharge portion is in a checkered pattern, the model material is less likely to come into contact within a plane composed of the main scanning direction and the sub-scanning direction, so that the strength in the stacking direction of the three-dimensional structure 200 is improved. On the other hand, the intensity in the main scanning direction and the sub-scanning direction tends to decrease. Therefore, it is desirable not to make the discharge part completely checkered.

また、本実施の形態において、モデル材を部分的に吐出して形成する造形材層は第何層でも良いが、当該造形材層を造形の第1層(最下層)にすることによって、最下層と最上層(最終層)以外の造形材層についてはモデル材を全面的に吐出すれば良く、三次元造形物200の造形制御を簡易にすることができる。さらに、三次元造形物200を構成する全層にわたって、前層および次層の少なくとも一方との接触面積が増加し接着力を向上させることができる。したがって、三次元造形物200の積層方向の全体における強度を向上させることができる。   In the present embodiment, the modeling material layer formed by partially discharging the model material may be any number of layers, but by forming the modeling material layer as a first layer (lowermost layer) for modeling, For the modeling material layers other than the lower layer and the uppermost layer (final layer), the model material may be discharged over the entire surface, and the modeling control of the three-dimensional structure 200 can be simplified. Furthermore, the contact area with at least one of the front layer and the next layer is increased over all layers constituting the three-dimensional structure 200, and the adhesive force can be improved. Therefore, the strength of the entire three-dimensional structure 200 in the stacking direction can be improved.

なお、三次元造形物200を構成する造形材層の積層数が多く、第1吐出ヘッド122の吐出位置の精度に起因して造形材層の積層面に形成される段差が積層するにつれて鈍り小さくなってくる場合も想定される。このような場合には、次層の造形材層を形成する際、モデル材を部分的に吐出して当該モデル材が吐出される吐出部分と当該モデル材が吐出されない非吐出部分とを形成することによって積層面に凹凸状の段差を新たに形成しても良い。一定数の造形材層を形成して積層するたびに、次層の造形材層の積層面に凹凸状の段差を新たに形成しても良い。   Note that the number of modeling material layers constituting the three-dimensional structure 200 is large, and the level difference formed on the stacking surface of the modeling material layer due to the accuracy of the discharge position of the first ejection head 122 becomes dull and small. It can be assumed that this will happen. In such a case, when forming the next modeling material layer, the model material is partially discharged to form a discharge portion where the model material is discharged and a non-discharge portion where the model material is not discharged. By doing so, an uneven step may be newly formed on the laminated surface. Each time a certain number of modeling material layers are formed and laminated, a stepped surface having a concavo-convex shape may be newly formed on the lamination surface of the next modeling material layer.

また、サポート材からなるサポート材領域については、特に強度を増す必要はないため、ヘッドユニット120は、モデル材領域のように造形材層の積層面に凹凸状の段差を形成する制御を行わずに造形動作を行う。ただし、モデル材領域のうちサポート材領域との境界部分については、三次元造形物200の造形が完了しサポート材領域が除去された後に、モデル材領域の表面が粗くなるのを防止するため、積層面に段差を形成しないように造形動作を行うことが好ましい。   Further, since it is not necessary to increase the strength of the support material region made of the support material, the head unit 120 does not perform control to form uneven steps on the layered surface of the modeling material layer unlike the model material region. The modeling operation is performed. However, in order to prevent the surface of the model material region from becoming rough after the modeling of the three-dimensional structure 200 is completed and the support material region is removed, the boundary portion between the model material region and the support material region is It is preferable to perform the modeling operation so as not to form a step on the laminated surface.

次に、模式的に示した図7を参照し、三次元造形装置100が造形材層を順に形成して積層することによって三次元造形物200を造形する動作の変形例について説明する。図7に示すように、三次元造形装置100が、造形ステージ140上にモデル材領域およびサポート材領域を有する造形材層を順に形成して積層することによって、E層分の造形材層からなる三次元造形物200を造形する場合について説明する。   Next, a modified example of the operation of modeling the three-dimensional structure 200 by forming and layering the modeling material layers in order by the three-dimensional modeling apparatus 100 will be described with reference to FIG. 7 schematically shown. As shown in FIG. 7, the three-dimensional modeling apparatus 100 includes a modeling material layer for the E layer by sequentially forming and stacking a modeling material layer having a model material region and a support material region on the modeling stage 140. A case where the three-dimensional structure 200 is formed will be described.

図7Aは、ヘッドユニット120により、造形ステージ140上の所定の領域に対して、特定の造形材層(第N層の造形材層)のモデル材領域が形成された様子を示している。詳細は図示していないが、ヘッドユニット120は、モデル材を全面的に吐出して第1層〜第N−1層の造形材層を形成することができるように構成されている。ヘッドユニット120は、第N層のスライスデータに基づいて第N層の造形材層を形成する際、図7Aに示すように、モデル材の吐出量を部分的に変化させることによって、第N+1層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差を形成する。つまり、ヘッドユニット120は、粗面化された第N層の造形材層を形成する。ヘッドユニット120は、図8の部分平面図に示すように、第N層の造形材層を平面視したときに、モデル材の吐出量が少ない低床部分と、モデル材の吐出量が多い高床部分とが市松模様に配置されるようにモデル材の吐出を行う。例えば、モデル材の吐出動作を主走査方向で複数回繰り返すことにより造形材層(モデル材領域)を形成する場合、1回目の走査でモデル材を全面的に吐出し、2回目以降の走査でモデル材を部分的に吐出することによってモデル材の吐出量を部分的に変化させることができる。また、1回の走査で複数の液滴(モデル材)を一箇所に着弾するように吐出可能なマルチドロップを用いて、吐出する液滴数を変化させることによっても、モデル材の吐出量を部分的に変化させることができる。マルチドロップは、例えばコニカミノルタ社製のインクジェットヘッドKM512やKM1024を用いて行うことができる。このようにして、第N回の造形材の供給が行われ、積層面に凹凸が形成された第N層の造形材層が形成される。   FIG. 7A shows a state in which a model material region of a specific modeling material layer (the Nth modeling material layer) is formed by the head unit 120 with respect to a predetermined region on the modeling stage 140. Although not shown in detail, the head unit 120 is configured so that the modeling material layers of the first layer to the (N-1) th layer can be formed by discharging the model material entirely. When the head unit 120 forms the Nth modeling material layer based on the slice data of the Nth layer, as shown in FIG. 7A, the head unit 120 changes the discharge amount of the model material partially to thereby change the N + 1th layer. An uneven step is formed on the laminated surface on which the modeling material layers are laminated. That is, the head unit 120 forms a roughened N-th layer of modeling material. As shown in the partial plan view of FIG. 8, the head unit 120 includes a low floor portion with a small discharge amount of the model material and a high floor with a large discharge amount of the model material when the N-th modeling material layer is viewed in plan. The model material is discharged so that the portions are arranged in a checkered pattern. For example, when the modeling material layer (model material region) is formed by repeating the discharging operation of the model material a plurality of times in the main scanning direction, the model material is discharged on the entire surface by the first scan and the second and subsequent scans. By discharging the model material partially, the discharge amount of the model material can be partially changed. Also, the amount of discharge of the model material can be reduced by changing the number of droplets to be ejected by using a multidrop that can be ejected so that a plurality of droplets (model material) are landed in one place in one scan. It can be changed partially. Multidrop can be performed using, for example, an inkjet head KM512 or KM1024 manufactured by Konica Minolta. In this way, the N-th modeling material is supplied, and an N-th modeling material layer having irregularities formed on the laminated surface is formed.

図7Bは、ヘッドユニット120により、第N+1層のスライスデータに基づいて第N+1層の造形材層のモデル材領域が形成された様子を示している。ヘッドユニット120は、第N+1層の造形材層を形成する際、第N層の造形材層の積層面に向けてモデル材を全面的に吐出する。この第N+1回の造形材の供給により、モデル材の一部が、第N層の造形材層の凹部(低床部分)に入り込み、第N層が完成する。また、それとともに、第N+2層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差が形成される。こうして、第N回に供給されたモデル材は、第N+1回に供給されたモデル材に対して、上面だけでなく側面においても接触している。   FIG. 7B shows a state in which the model material region of the (N + 1) th modeling material layer is formed by the head unit 120 based on the slice data of the (N + 1) th layer. When the head unit 120 forms the (N + 1) th modeling material layer, the head unit 120 discharges the model material entirely toward the layered surface of the Nth modeling material layer. By supplying the N + 1th modeling material, part of the model material enters the recess (low floor portion) of the Nth modeling material layer, and the Nth layer is completed. In addition, an uneven step is formed on the laminated surface on which the (N + 2) th modeling material layer is laminated. Thus, the model material supplied at the Nth time is in contact with the model material supplied at the (N + 1) th time not only on the top surface but also on the side surface.

図7Cは、ヘッドユニット120により、第N+2層のスライスデータに基づいて第N+2層の造形材層のモデル材領域が形成された様子を示している。ヘッドユニット120は、第N+2層の造形材層を形成する際、第N+1層の造形材層の積層面に向けてモデル材を全面的に吐出する。この第N+2回の造形材の供給により、モデル材の一部が、第N+1層の造形材層の凹部に入り込み、第N+1層が完成する。また、それとともに、第N+3層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差が形成される。こうして、第N+1回に供給されたモデル材は、第N回および第N+2回に供給されたモデル材に対して、上面および下面だけでなく側面においても接触することになる。   FIG. 7C shows a state where the model material region of the modeling material layer of the (N + 2) th layer is formed by the head unit 120 based on the slice data of the (N + 2) th layer. When the head unit 120 forms the (N + 2) th modeling material layer, the head unit 120 discharges the model material entirely toward the layered surface of the (N + 1) th modeling material layer. By supplying the modeling material for the (N + 2) th time, a part of the model material enters the concave portion of the modeling material layer of the (N + 1) th layer, and the (N + 1) th layer is completed. At the same time, an uneven step is formed on the lamination surface on which the (N + 3) th modeling material layer is laminated. Thus, the model material supplied at the (N + 1) th time comes into contact with the model material supplied at the Nth time and the (N + 2) th time not only on the upper surface and the lower surface but also on the side surface.

図示していないが、ヘッドユニット120は、第N+3層〜第E−1層の造形材層を形成する際も、第N+1層および第N+2層の造形材層を形成する場合と同様に、対応する各層の造形データに基づいて、前層の造形材層の積層面に向けてモデル材を全面的に吐出する。   Although not shown, the head unit 120 can handle the N + 3 layer to the (E-1) th modeling material layer as well as the N + 1th layer and the (N + 2) th modeling material layer. Based on the modeling data of each layer to be performed, the model material is entirely discharged toward the lamination surface of the previous modeling material layer.

図7Dは、ヘッドユニット120により、第E層の造形材層(最終層)のモデル材領域が形成された様子を示している。ヘッドユニット120は、図7Dに示すように、第E層の造形材層の上面に凹凸状の段差が形成されないように、E−1層の造形材層の積層面に向けてモデル材を全面的に吐出して第E層の造形材層を形成する。つまり、ヘッドユニット120は、第E−1層の造形材層の積層面に形成された凹部に向けて、当該凹部以外の部分よりも多くのモデル材(1層分+凹部の深さ相当)を吐出し当該凹部をなくす。   FIG. 7D shows a state in which the model material region of the modeling material layer (final layer) of the Eth layer is formed by the head unit 120. As shown in FIG. 7D, the head unit 120 covers the entire surface of the model material toward the layered surface of the E-1 modeling material layer so that no uneven step is formed on the upper surface of the E-th modeling material layer. To form the modeling material layer of the Eth layer. That is, the head unit 120 has more model material (corresponding to the depth of one layer + the depth of the recess) than the portion other than the recess toward the recess formed on the layered surface of the modeling material layer of the E-1th layer. To discharge the recess.

以上より、ある造形材層(例えば、第N+1層の造形材層)は、複数回の造形材の供給(例えば、第N+1回および第N+2回の造形材の供給)と硬化を経て構成される。従って、前回供給された造形材で構成された造形材層(例えば、第N層の造形材層)および次回供給された造形材で構成された造形材層(例えば、第N+2層の造形材層)を構成するモデル材に対して、上面および下面だけでなく側面においても接触している。つまり、従来技術に比べて、ある造形材層と、その前層および次層との接触面積が増加するため、前層および次層との間における接着力を向上させることができる。したがって、三次元造形物200の積層方向における強度を向上させることができる。三次元造形物200の積層方向における強度を確実に向上させる観点から、高床部分におけるモデル材の吐出量は、低床部分におけるモデル材の吐出量の2倍以上であることが望ましい。図7に示した例では、各造形材層を構成するモデル材が主走査方向および副走査方向からなる平面内で接触している面積は、図4に示した例よりも大きいため、三次元造形物200の主走査方向および副走査方向における強度を落とさずに、積層方向における強度を向上させることができる。   From the above, a certain modeling material layer (for example, the (N + 1) th modeling material layer) is configured through a plurality of times of supplying the modeling material (for example, supplying the N + 1th and N + 2th modeling materials) and curing. . Therefore, the modeling material layer (for example, the Nth modeling material layer) configured with the modeling material supplied last time and the modeling material layer (for example, the (N + 2) th modeling material layer configured with the modeling material supplied next time). ) Are in contact not only on the upper and lower surfaces but also on the side surfaces. That is, since the contact area between a certain modeling material layer and its front layer and next layer is increased as compared with the prior art, the adhesive force between the front layer and the next layer can be improved. Therefore, the strength in the stacking direction of the three-dimensional structure 200 can be improved. From the viewpoint of surely improving the strength in the stacking direction of the three-dimensional structure 200, it is desirable that the discharge amount of the model material in the high floor portion is twice or more than the discharge amount of the model material in the low floor portion. In the example shown in FIG. 7, the area where the model material constituting each modeling material layer is in contact in the plane composed of the main scanning direction and the sub scanning direction is larger than the example shown in FIG. The strength in the stacking direction can be improved without reducing the strength of the shaped article 200 in the main scanning direction and the sub-scanning direction.

図9は、制御部110が実行する、三次元造形装置100における三次元造形物200の造形動作を実行するための制御フローチャートである。ステップS100の処理は、操作部160を介したユーザー操作によって、三次元造形物200の造形動作の実行が要求されることにより開始する。なお、ステップS100の前に、制御部110は、第N層の造形材層のモデル材領域について、その積層面(次の造形材層が積層される面)に凹凸状の段差が形成されるように、当該造形材層に対応するスライスデータに対して設定を行っているものとする。   FIG. 9 is a control flowchart for executing the modeling operation of the three-dimensional structure 200 in the three-dimensional modeling apparatus 100 executed by the control unit 110. The process of step S <b> 100 starts when the execution of the modeling operation of the three-dimensional structure 200 is requested by a user operation via the operation unit 160. Prior to step S100, the controller 110 forms an uneven step on the layered surface (the surface on which the next modeling material layer is stacked) of the model material region of the Nth modeling material layer. As described above, it is assumed that the slice data corresponding to the modeling material layer is set.

まず、制御部110は、これから造形しようとする層に対応する造形データを参照し(ステップS90)、次層(次に形成される対象の造形材層)が第N層の造形材層であるか否かについて判定する(ステップS100)。この判定の結果、次層が第N層の造形材層でない場合(ステップS100、NO)、処理はステップS140に遷移する。一方、次層がN層の造形材層である場合(ステップS100、YES)、図4A,6Aに示すように、制御部110は、ヘッドユニット120等を制御し、造形ステージ140上の所定の領域に対してモデル材を部分的に吐出させ、粗面化された第N層の造形材層を形成させる(ステップS120)。その後、処理はステップS140に遷移する。   First, the control unit 110 refers to the modeling data corresponding to the layer to be modeled (step S90), and the next layer (the target modeling material layer to be formed next) is the Nth modeling material layer. Whether or not (step S100). If the result of this determination is that the next layer is not the modeling material layer of the Nth layer (step S100, NO), the process transitions to step S140. On the other hand, when the next layer is an N modeling material layer (step S100, YES), as shown in FIGS. 4A and 6A, the control unit 110 controls the head unit 120 and the like to perform a predetermined process on the modeling stage 140. A model material is partially ejected to the region to form a roughened N-th layer of modeling material (step S120). Thereafter, the process proceeds to step S140.

ステップS140では、制御部110は、次層が第E層の造形材層(最終層)であるか否かについて判定する(ステップS140)。この判定の結果、次層が第E層の造形材層でない場合(ステップS140、NO)、制御部110は、ヘッドユニット120等を制御し、造形ステージ140上の所定の領域に対してモデル材を全面的に吐出させ、次層(造形材層)を形成させる(ステップS180)。その後、処理はステップS90の前に戻る。   In step S140, the control unit 110 determines whether or not the next layer is the E-th modeling material layer (final layer) (step S140). As a result of this determination, if the next layer is not the modeling material layer of the Eth layer (step S140, NO), the control unit 110 controls the head unit 120 and the like to model the predetermined material on the modeling stage 140. Is discharged over the entire surface to form a next layer (modeling material layer) (step S180). Thereafter, the process returns to before step S90.

一方、次層が第E層の造形材層である場合(ステップS140、YES)、図4D,7Dに示したように、制御部110は、ヘッドユニット120等を制御し、第E層の造形材層の上面に凹凸状の段差が形成されないように、第E−1層の造形材層の積層面に向けてモデル材を全面的に吐出させ、第E層の造形材層を形成させる(ステップS160)。ステップS160の処理が完了することによって、三次元造形装置100は、図9における処理を終了する。   On the other hand, when the next layer is the modeling material layer of the E layer (step S140, YES), as shown in FIGS. 4D and 7D, the control unit 110 controls the head unit 120 and the like to model the E layer. In order not to form the uneven step on the upper surface of the material layer, the model material is entirely discharged toward the layered surface of the modeling material layer of the E-1th layer to form the modeling material layer of the Eth layer ( Step S160). When the process of step S160 is completed, the three-dimensional modeling apparatus 100 ends the process in FIG.

以上詳しく説明したように、本実施の形態では、三次元造形装置100は、各層の造形データに基づいて、対応する造形材層を形成する造形材層形成部(制御部110、移動機構130、ヘッドユニット120、第1吐出ヘッド122、第2吐出ヘッド124等)と、第N層(Nは自然数)の造形データに基づいて、対応する造形材層を形成するとともに、第N層の造形データに基づく造形材層の積層面に凹凸状の段差を形成した後、第N+1層から第N+M層(Mは自然数)までの各造形データに基づいて、順に対応する造形材層を形成するように、造形材層形成部を制御する制御部110とを備える。   As described above in detail, in the present embodiment, the three-dimensional modeling apparatus 100 is configured to form a corresponding modeling material layer (control unit 110, moving mechanism 130, The head unit 120, the first discharge head 122, the second discharge head 124, etc.) and the corresponding modeling material layer are formed based on the modeling data of the Nth layer (N is a natural number), and the Nth layer modeling data After forming an uneven step on the layered surface of the modeling material layers based on, the corresponding modeling material layers are formed in order based on the modeling data from the (N + 1) th layer to the (N + M) th layer (M is a natural number). The control part 110 which controls a modeling material layer formation part is provided.

このように構成した本実施の形態によれば、第N層の造形データに基づく造形材層が形成される際、第N+1層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差が形成される。そのため、造形材層(第N層)の積層面に形成された凹部に、第N+1層の造形データに基づく造形材層を形成する際に造形材の一部が入り込み、造形材層(第N層)と造形材層(第N+1層)との間における接触面積が増加するアンカー効果によって、造形材層(第N層)と造形材層(第N+1層)との間における接着力を向上させることができる。したがって、三次元造形物200の積層方向における強度を向上させることができる。   According to the present embodiment configured as described above, when the modeling material layer based on the modeling data of the Nth layer is formed, the uneven step is formed on the stacked surface on which the (N + 1) th modeling material layer is stacked. Is done. Therefore, when forming the modeling material layer based on the modeling data of the (N + 1) th layer into the concave portion formed on the modeling material layer (Nth layer), a part of the modeling material enters, and the modeling material layer (Nth) Layer) and the modeling material layer (N + 1th layer), the anchoring effect that increases the contact area increases the adhesion between the modeling material layer (Nth layer) and the modeling material layer (N + 1th layer). be able to. Therefore, the strength in the stacking direction of the three-dimensional structure 200 can be improved.

なお、上記実施の形態では、インクジェット方式によって三次元造形物200を造形する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、造形材を選択的に配置し硬化させていくことによって各層(造形材層)を形成して三次元造形物を造形する方式(例えば、粉体積層方式、光造形方式または粉末焼結方式)においても、ある特定の層の積層面に凹凸状の段差を形成することによって三次元造形物の積層方向における強度を向上させることができる。   In addition, although the said embodiment demonstrated the example which models the three-dimensional structure 200 by an inkjet system, this invention is not limited to this. For example, a method of forming a three-dimensional structure by forming each layer (modeling material layer) by selectively placing and curing a modeling material (for example, a powder lamination method, an optical modeling method, or a powder sintering method) ), It is possible to improve the strength in the stacking direction of the three-dimensional structure by forming an uneven step on the stacking surface of a specific layer.

図10は、造形材を粉末状にし、レーザーを用いて1層ずつ硬化させ造形する粉末焼結方式による三次元造形動作を説明する図である。図10Aは、造形ステージ140上の所定の領域に対して、第N+1層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差が形成されるように、第N層の造形材層(モデル材領域)を形成した様子を示している。図10Bは、第N層の造形材層が形成された後に、第N+1層の微細な粉末(未硬化材料)を造形テーブル上に敷いた様子を示している。図10Cは、第N+1層の未硬化材料が造形テーブル上に敷かれた後、第N層の造形材層の凹部に相当する部位にレーザーを照射して焼結させる様子を示している。図10Dは、図10Cの硬化作用(レーザー照射)によって第N+1層の造形材層(2層分の高さ)を形成した様子を示している。図10Eは、第N+2層の未硬化材料が造形テーブル上に敷かれた後、第N+1層の造形材層の凹部に相当する部位にレーザーを照射して焼結させる様子を示している。図10Fは、図10Eの硬化作用(レーザー照射)によって第N+2層の造形材層(2層分の高さ)を形成した様子を示している。以後、次層の未硬化材料を造形テーブル上に敷き、第(次層−1)層の造形材層の凹部に相当する部位にレーザーを照射して焼結させる動作を繰り返す。図10Gは、第E層の未硬化材料が造形テーブル上に敷かれた後、第E層の造形材層の上面に凹凸状の段差が形成されないように、第E−1層の造形材層の全面にレーザーを照射して焼結させる様子を示している。ここで、第E−1層の造形材層の凹部に相当する部位におけるレーザー照射量は、当該凹部以外に相当する部位におけるレーザー照射量より大きい。図10Hは、図10Gの硬化作用(レーザー照射)によって第E層の造形材層を形成した様子を示している。以上より、三次元造形物の積層方向における強度を向上させることができる。   FIG. 10 is a diagram for explaining a three-dimensional modeling operation by a powder sintering method in which a modeling material is powdered and cured one layer at a time using a laser. FIG. 10A shows an Nth modeling material layer (model) such that an uneven step is formed on a laminated surface on which a (N + 1) th modeling material layer is stacked with respect to a predetermined region on the modeling stage 140. The material region) is formed. FIG. 10B shows a state where fine powder (uncured material) of the (N + 1) th layer is laid on the modeling table after the Nth modeling material layer is formed. FIG. 10C shows a state in which the portion corresponding to the concave portion of the N-th modeling material layer is sintered by irradiating the N + 1-th layer of the uncured material on the modeling table, and then sintered. FIG. 10D shows a state in which the modeling material layer (the height of two layers) of the (N + 1) th layer is formed by the curing action (laser irradiation) of FIG. 10C. FIG. 10E shows a state in which after the uncured material of the (N + 2) th layer is laid on the modeling table, the portion corresponding to the concave portion of the (N + 1) th modeling material layer is irradiated with a laser to be sintered. FIG. 10F shows a state in which the modeling material layer (the height of two layers) of the (N + 2) th layer is formed by the curing action (laser irradiation) of FIG. 10E. Thereafter, the operation of placing the uncured material of the next layer on the modeling table and irradiating the portion corresponding to the concave portion of the modeling material layer of the (next layer-1) layer with laser is repeated. FIG. 10G shows the modeling material layer of the E-1 layer so that no uneven step is formed on the top surface of the modeling material layer of the E layer after the uncured material of the E layer is laid on the modeling table. The laser beam is irradiated on the entire surface and sintered. Here, the laser irradiation amount at the site corresponding to the concave portion of the modeling material layer of the E-1th layer is larger than the laser irradiation amount at the site corresponding to other than the concave portion. FIG. 10H shows a state in which the modeling material layer of the Eth layer is formed by the curing action (laser irradiation) of FIG. 10G. As described above, the strength in the stacking direction of the three-dimensional structure can be improved.

また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   In addition, each of the above-described embodiments is merely an example of actualization in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist or the main features thereof.

[実験例]
上記実施の形態の構成における効果を確認するための評価実験について説明する。図11は、実施例1,2および比較例における評価実験の結果を表す表である。本評価実験では、造形材としてStratasys社製の紫外線硬化性樹脂「VeroWhite RDG」を使用した。評価用の試験片は、コニカミノルタ社製インクジェットヘッドKM512(標準液滴量42[pl]、ノズル解像度360[dpi]≒ノズルピッチ70.5[μm])を搭載し、固定された当該インクジェットヘッドに対して造形ステージを189[mm/s]で移動させる三次元造形装置を用いて造形することによって作製した。上記三次元造形装置のインクジェットヘッド(より具体的には80[℃]に保持された吐出ノズル)から造形材を吐出し均しローラーで平滑化した後、光源(高圧水銀ランプ)を用いて光照射処理を施した。これらの動作を繰り返すことで造形材からなる造形材層を順に形成して積層し、所定形状の試験片を造形した。本評価実験では、三次元造形物としての試験片の衝撃強さ(以下、強度とも言う)を測定するために、応力が集中的に作用する箇所にノッチ(切り欠き)を形成した下記寸法の試験片(長方形形状)を作製した。
長さ:80[mm]
幅:4[mm]
高さ:10[mm]
ノッチ深さ:2[mm]
[Experimental example]
An evaluation experiment for confirming the effect in the configuration of the above embodiment will be described. FIG. 11 is a table showing the results of evaluation experiments in Examples 1 and 2 and the comparative example. In this evaluation experiment, an ultraviolet curable resin “VeroWhite RDG” manufactured by Stratasys was used as a modeling material. The test piece for evaluation was mounted with an inkjet head KM512 (standard droplet amount 42 [pl], nozzle resolution 360 [dpi] ≈ nozzle pitch 70.5 [μm]) manufactured by Konica Minolta, Inc. On the other hand, it produced by modeling using the three-dimensional modeling apparatus which moves a modeling stage at 189 [mm / s]. After the modeling material is discharged from the inkjet head (more specifically, the discharge nozzle held at 80 [° C.]) of the three-dimensional modeling apparatus and smoothed by a leveling roller, light is emitted using a light source (high pressure mercury lamp). Irradiation treatment was performed. By repeating these operations, a modeling material layer made of modeling material was sequentially formed and laminated, and a test piece having a predetermined shape was modeled. In this evaluation experiment, in order to measure the impact strength (hereinafter also referred to as strength) of a test piece as a three-dimensional structure, a notch (notch) is formed at a location where stress acts intensively. A test piece (rectangular shape) was produced.
Length: 80 [mm]
Width: 4 [mm]
Height: 10 [mm]
Notch depth: 2 [mm]

実施例1における試験片の作製方法について説明する。まず、第1層の造形材層を形成する際、図4Aに示すように、造形材を部分的に吐出して当該造形材が吐出される部分(吐出部分)と当該造形材が吐出されない部分(非吐出部分)とを形成することによって、第2層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差を形成した。その後、図4B,4Cに示すように、前層の造形材層の積層面に向けて造形材を全面的に吐出して造形材層を形成する動作を繰り返した。この際、100層分の造形材層を形成して積層するたびに、次層の造形材層の積層面に凹凸状の段差を新たに形成した。最後に、図4Dに示すように、第E層の造形材層の上面に凹凸状の段差が形成されないように、第E−1層の造形材層の積層面に向けて造形材を全面的に吐出して第E層の造形材層を形成した。なお、主走査方向および副走査方向の衝撃強さを測定するための試験片については、造形材層を約570回、順に形成して積層することによって作製した。また、積層方向の衝撃強さを測定するための試験片については、造形材層を約11450回、順に形成して積層することによって作製した。   A method for producing a test piece in Example 1 will be described. First, when forming the modeling material layer of the first layer, as shown in FIG. 4A, a portion (discharge portion) where the modeling material is partially discharged and the modeling material is discharged and a portion where the modeling material is not discharged By forming (non-ejection portion), an uneven step was formed on the laminated surface on which the second modeling material layer was laminated. Then, as shown to FIG. 4B and 4C, the operation | movement which discharges a modeling material entirely toward the lamination | stacking surface of the modeling material layer of a front layer, and forms a modeling material layer was repeated. At this time, every time 100 layers of modeling material layers were formed and laminated, a stepped surface having a concave and convex shape was newly formed on the layered surface of the next modeling material layer. Finally, as shown in FIG. 4D, the modeling material is entirely directed toward the layered surface of the modeling material layer of the E-1th layer so that the uneven step is not formed on the upper surface of the modeling material layer of the Eth layer. To form a modeling material layer of the Eth layer. In addition, about the test piece for measuring the impact strength of a main scanning direction and a subscanning direction, it produced by forming and laminating a modeling material layer in order about 570 times. Moreover, about the test piece for measuring the impact strength of a lamination direction, it produced by forming a modeling material layer in order about 11450 times and laminating | stacking.

実施例2における試験片の作製方法について説明する。まず、第1層の造形材層を形成する際、図7Aに示すように、造形材の吐出量を部分的に変化させることによって、第2層の造形材層が積層される積層面に凹凸状の段差を形成した。この際、造形材の吐出量が少ない低床部分(吐出量42[pl])と、造形材の吐出量が多い高床部分(吐出量126[pl])とが市松模様に配置されるように造形材の吐出を行った。その後、図7B,7Cに示すように、前層の造形材層の積層面に向けて造形材を全面的に吐出(吐出量126[pl])して造形材層を形成する動作を繰り返した。この際、50層分の造形材層を形成して積層するたびに、次層の造形材層の積層面に凹凸状の段差を新たに形成した。最後に、図7Dに示すように、第E層の造形材層の上面に凹凸状の段差が形成されないように、第E−1層の造形材層の積層面に向けて造形材を全面的に吐出して第E層の造形材層を形成した。なお、主走査方向および副走査方向の衝撃強さを測定するための試験片については、造形材層を約400回、順に形成して積層することによって作製した。また、積層方向の衝撃強さを測定するための試験片については、造形材層を約8000回、順に形成して積層することによって作製した。   A method for producing a test piece in Example 2 will be described. First, when forming the modeling material layer of the first layer, as shown in FIG. 7A, by partially changing the discharge amount of the modeling material, unevenness is formed on the laminated surface on which the modeling material layer of the second layer is laminated. A step was formed. At this time, the low floor portion (discharge amount 42 [pl]) with a small discharge amount of the modeling material and the high floor portion (discharge amount 126 [pl]) with a large discharge amount of the modeling material are arranged in a checkered pattern. The modeling material was discharged. After that, as shown in FIGS. 7B and 7C, the operation of forming the modeling material layer by discharging the modeling material over the entire surface of the previous modeling material layer (discharge amount 126 [pl]) was repeated. . At this time, every time 50 layers of modeling material layers were formed and laminated, a stepped surface having a concave and convex shape was newly formed on the layered surface of the next modeling material layer. Finally, as shown in FIG. 7D, the modeling material is entirely directed toward the stacking surface of the modeling material layer of the E-1th layer so that no uneven step is formed on the upper surface of the modeling material layer of the Eth layer. To form a modeling material layer of the Eth layer. In addition, about the test piece for measuring the impact strength of a main scanning direction and a subscanning direction, it produced by forming and laminating | stacking a modeling material layer in order about 400 times. Moreover, about the test piece for measuring the impact strength of the lamination direction, it produced by forming a modeling material layer in order about 8000 times and laminating | stacking.

比較例における試験片の作製方法について説明する。すなわち図6A〜6Cに示すように、第1層から第E層まで、造形材を全面的に吐出して造形材層を形成する動作を繰り返した。   A method for producing a test piece in a comparative example will be described. That is, as shown in FIGS. 6A to 6C, the operation of discharging the modeling material entirely from the first layer to the E-th layer to form the modeling material layer was repeated.

本評価実験では、試験片を安田精機社製「No.158アイゾット衝撃試験機」に固定し、ハンマー(ハンマー秤量5.5[J])により衝撃を与え、当該試験片が破断したときの衝撃エネルギーを衝撃強さ[KJ/m]として測定した(JIS K 7110)。実施例1,2および比較例でそれぞれ作製した試験片の衝撃強さについて、下記評価基準に基づいて評価した。 In this evaluation experiment, the test piece was fixed to a “No. 158 Izod Impact Tester” manufactured by Yasuda Seiki Co., Ltd., and was subjected to an impact with a hammer (hammer weighing 5.5 [J]). Energy was measured as impact strength [KJ / m 2 ] (JIS K 7110). The impact strengths of the test pieces prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Example were evaluated based on the following evaluation criteria.

(試験片の衝撃強さ)
〇:30以上
△:10以上かつ30未満
×:10未満
(Impact strength of specimen)
○: 30 or more Δ: 10 or more and less than 30 ×: less than 10

図11に示すように、実施例1,2で作製した試験片は、比較例で作製した試験片と比べて積層方向における強度(衝撃強さ)が向上した。また、実施例1で作製した試験片における主走査方向および副走査方向の強度は、造形材が主走査方向および副走査方向からなる平面内で接触面積が少ない状態で硬化しているため、造形材が当該平面内で接触面積が多い状態で硬化している比較例と比べて低くなるものの、強度の異方性差は改善した。また、実施例2で作製した試験片における主走査方向および副走査方向の強度は、造形材が主走査方向および副走査方向からなる平面内で接触面積が多い状態で硬化しているため、実施例1と比べて向上した結果、強度の異方性差は実施例1と比べて改善した。以上の結果により、上記実施の形態の構成における効果を確認することができた。   As shown in FIG. 11, the test pieces produced in Examples 1 and 2 were improved in strength (impact strength) in the stacking direction as compared with the test pieces produced in the comparative examples. In addition, the strength in the main scanning direction and the sub-scanning direction of the test piece produced in Example 1 is modeled because the modeling material is cured with a small contact area in a plane composed of the main scanning direction and the sub-scanning direction. Although the material was lower than the comparative example where the material was cured with a large contact area in the plane, the anisotropy difference in strength was improved. Further, the strength in the main scanning direction and the sub-scanning direction in the test piece produced in Example 2 is carried out because the modeling material is cured with a large contact area in a plane composed of the main scanning direction and the sub-scanning direction. As a result of improvement as compared with Example 1, the difference in strength anisotropy was improved as compared with Example 1. From the above results, the effects in the configuration of the above embodiment could be confirmed.

100 三次元造形装置
110 制御部
120 ヘッドユニット
121 筐体
122 第1吐出ヘッド
124 第2吐出ヘッド
125 平滑化装置
125A 均しローラー
125B 掻き取り部材
125C 回収部材
126 光源
130 移動機構
132 主走査方向ガイド
134 副走査方向ガイド
136 鉛直方向ガイド
140 造形ステージ
145 表示部
150 データ入力部
155 コンピューター装置
160 操作部
200 三次元造形物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 3D modeling apparatus 110 Control part 120 Head unit 121 Housing | casing 122 1st discharge head 124 2nd discharge head 125 Smoothing apparatus 125A Leveling roller 125B Scraping member 125C Recovery member 126 Light source 130 Moving mechanism 132 Main scanning direction guide 134 Sub-scanning direction guide 136 Vertical direction guide 140 Modeling stage 145 Display unit 150 Data input unit 155 Computer device 160 Operation unit 200 Three-dimensional modeled object

Claims (7)

造形ステージ上に、第1層から順に各層の造形データに基づいて、造形材からなる複数の造形材層を形成して積層することによって三次元造形物を造形する三次元造形方法であって、
第N層(Nは自然数)の造形データに基づいて、対応する造形材層を形成する第1ステップと、
第N+1層から第N+M層(Mは自然数)までの各造形データに基づいて、順に対応する造形材層を形成する第2ステップと、
を有し、
前記第1ステップにおいて、前記第N層の造形データに基づく造形材層の積層面に凹凸状の段差を形成することを特徴とする三次元造形方法。
On the modeling stage, based on the modeling data of each layer in order from the first layer, a three-dimensional modeling method for modeling a three-dimensional modeled object by forming and stacking a plurality of modeling material layers made of modeling materials,
Based on modeling data of the Nth layer (N is a natural number), a first step of forming a corresponding modeling material layer;
Based on each modeling data from the (N + 1) th layer to the (N + M) th layer (M is a natural number), a second step of forming corresponding modeling material layers in order,
Have
In the first step, an uneven step is formed on the layered surface of the modeling material layers based on the modeling data of the Nth layer.
前記第N層は、前記第1層であることを特徴とする請求項1に記載の三次元造形方法。   The three-dimensional modeling method according to claim 1, wherein the Nth layer is the first layer. 前記第1および第2ステップでは、前記造形ステージに向けて前記造形材を吐出することによって前記造形材層を形成し、
前記第1ステップでは、前記造形材を部分的に吐出し、当該造形材が吐出される部分と当該造形材が吐出されない部分とを形成することによって前記積層面に前記段差を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の三次元造形方法。
In the first and second steps, the modeling material layer is formed by discharging the modeling material toward the modeling stage,
In the first step, the step is formed on the laminated surface by partially discharging the modeling material and forming a portion where the modeling material is discharged and a portion where the modeling material is not discharged. The three-dimensional modeling method according to claim 1 or 2.
前記第1および第2ステップでは、前記造形ステージに向けて前記造形材を吐出することによって前記造形材層を形成し、
前記第1ステップでは、前記造形材の吐出量を部分的に変化させることによって前記積層面に前記段差を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の三次元造形方法。
In the first and second steps, the modeling material layer is formed by discharging the modeling material toward the modeling stage,
3. The three-dimensional modeling method according to claim 1, wherein in the first step, the step is formed on the laminated surface by partially changing a discharge amount of the modeling material.
造形ステージ上に、第1層から順に各層の造形データに基づいて、造形材からなる複数の造形材層を形成して積層することによって三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、
各層の造形データに基づいて、対応する造形材層を形成する造形材層形成部と、
第N層(Nは自然数)の造形データに基づいて、対応する造形材層を形成するとともに、前記第N層の造形データに基づく造形材層の積層面に凹凸状の段差を形成した後、第N+1層から第N+M層(Mは自然数)までの各造形データに基づいて、順に対応する造形材層を形成するように、前記造形材層形成部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする三次元造形装置。
On the modeling stage, based on the modeling data of each layer in order from the first layer, a three-dimensional modeling apparatus that models a three-dimensional structure by forming and stacking a plurality of modeling material layers made of modeling materials,
Based on the modeling data of each layer, a modeling material layer forming part that forms a corresponding modeling material layer,
After forming the corresponding modeling material layer based on the modeling data of the Nth layer (N is a natural number), and forming an uneven step on the lamination surface of the modeling material layer based on the modeling data of the Nth layer, Based on each modeling data from the (N + 1) th layer to the (N + M) th layer (M is a natural number), a controller that controls the modeling material layer forming unit in order to form corresponding modeling material layers,
A three-dimensional modeling apparatus comprising:
前記造形材層形成部は、前記造形ステージに向けて前記造形材を吐出することによって前記造形材層を形成し、
前記制御部は、前記第N層の造形データに基づく造形材層を形成する際には、前記造形材を前記造形ステージに向けて部分的に吐出し、当該造形材が吐出される部分と当該造形材が吐出されない部分とを形成することによって、前記第N層の造形データに基づく造形材層の積層面に前記段差を形成し、前記第N+1層から前記第N+M層までの各造形データに基づく造形材層を形成する際には、前記第N+1層から前記第N+M層までの各造形データに基づいて、全面的に造形材を吐出することによって、対応する造形材層を形成するように、前記造形材層形成部を制御することを特徴とする請求項5に記載の三次元造形装置。
The modeling material layer forming unit forms the modeling material layer by discharging the modeling material toward the modeling stage,
When forming the modeling material layer based on the modeling data of the Nth layer, the control unit partially ejects the modeling material toward the modeling stage, and a portion to which the modeling material is ejected Forming a step on the laminated surface of the modeling material layer based on the modeling data of the Nth layer, and forming each level of modeling data from the (N + 1) th layer to the (N + M) th layer When forming a modeling material layer based thereon, a corresponding modeling material layer is formed by discharging the modeling material entirely based on each modeling data from the (N + 1) th layer to the (N + M) th layer. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 5, wherein the modeling material layer forming unit is controlled.
前記造形材層形成部は、前記造形ステージに向けて前記造形材を吐出することによって前記造形材層を形成し、
前記制御部は、前記第N層の造形データに基づく造形材層を形成する際には、前記造形材を前記造形ステージに向けて吐出する造形材の吐出量を部分的に変化させることによって、前記第N層の造形データに基づく造形材層の積層面に前記段差を形成し、前記第N+1層から前記第N+M層までの各造形データに基づく造形材層を形成する際には、前記第N+1層から前記第N+M層までの各造形データに基づいて、全面的に造形材を吐出することによって、対応する造形材層を形成するように、前記造形材層形成部を制御することを特徴とする請求項5に記載の三次元造形装置。
The modeling material layer forming unit forms the modeling material layer by discharging the modeling material toward the modeling stage,
The controller, when forming a modeling material layer based on the modeling data of the Nth layer, by partially changing the discharge amount of the modeling material for discharging the modeling material toward the modeling stage, When forming the step on the layered surface of the modeling material layer based on the modeling data of the Nth layer and forming the modeling material layer based on the modeling data from the N + 1th layer to the N + M layer, Based on each modeling data from the (N + 1) th layer to the (N + M) th layer, the modeling material layer forming unit is controlled so as to form a corresponding modeling material layer by discharging the modeling material over the entire surface. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 5.
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